CN203541925U - 一种钢管组件焊接设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种钢管组件焊接设备，钢管组件由钢管本体和两端的法兰构成，焊接设备包括机体，机体上设有用于对所述钢管本体一端法兰定位的定位装置、用于顶紧钢管本体另一端法兰的顶紧装置、夹紧定位装置的卡盘和驱动卡盘旋转的驱动装置，顶紧装置包括用于确定法兰初始位置的限位机构。与现有技术相比，本焊接设备使用定位装置对一端的法兰进行定位，另一端的法兰通过顶紧装置顶紧，并通过限位机构确定该端法兰的初始位置，从而确保两端的法兰相对角度固定，能够减小两端法兰的相对角度定位误差，法兰定位精度高，并能够快速完成钢管本体和法兰的装夹，从而也提高了焊接加工效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及焊接设备，具体地说，本实用新型涉及一种由钢管本体和法兰组成的钢管组件的焊接设备。
背景技术
传统的高压钢管组件主要由钢管本体和两端的法兰焊接连接构成，钢管本体与法兰的焊接一般采用手工角度定位点焊或采用变位器角度定位点焊。手工角度定位点焊在生产中是最常用的方法，由操作者自行对两端法兰进行定位，导致两端法兰的相对角度定位误差大且工作效率低。使用变位器角度定位点焊主要用于大工件定位点焊，但对于小批量、多品种钢管，在变位器上操作起来麻烦且生产效率低、投资成本大。
如，工程机械行业中使用的高压钢管组件对两端法兰相对位置要求严，使用传统焊接方法会导致两端法兰的相对角度的偏差较大，增加对后一道工序加工难度，从而会影响主机装配时泵、阀及附件连接尺寸。
实用新型内容
本实用新型提供一种钢管组件焊接设备，目的是减小钢管本体两端法兰的相对角度定位误差，并提高焊接加工效率。
为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种钢管组件焊接设备，钢管组件由钢管本体和两端的法兰构成，焊接设备包括机体，机体上设有用于对所述钢管本体一端法兰定位的定位装置、用于顶紧钢管本体另一端法兰的顶紧装置、夹紧定位装置的卡盘和驱动卡盘旋转的驱动装置，顶紧装置包括用于确定法兰初始位置的限位机构。
所述法兰包括矩形块和设在矩形块侧面中部的用于与所述钢管本体连接的连接管，矩形块设有与连接管同轴的中心孔和在连接管周围呈矩形分布的四个安装孔。
所述定位装置包括矩形的定位块，定位块的一侧面设有与所述法兰的中心孔配合的中心定位轴和与法兰的安装孔配合的限位销，定位块的另一侧面设有与中心定位轴同轴的用于所述卡盘装夹的夹紧轴。
所述限位销设有一个。
所述顶紧装置包括设在所述机体上的尾座、设在尾座上的顶紧气缸和与顶紧气缸连接且能水平移动的顶针。
所述限位机构包括位于所述顶针下方的顶面为平面的限位块和竖直设在所述尾座上的与限位块连接的限位气缸。
所述驱动装置包括设在所述机体上的驱动电机，驱动电机通过主轴箱内设置的齿轮传动机构与所述卡盘上的主轴连接。
所述主轴箱内设有与所述齿轮传动机构的其中一齿轮连接的旋转编码器。
本实用新型采用上述技术方案，与现有技术相比，本焊接设备使用定位装置对一端的法兰进行定位，另一端的法兰通过顶紧装置顶紧，并通过限位机构确定该端法兰的初始位置，从而确保两端的法兰相对角度固定，能够减小两端法兰的相对角度定位误差，法兰定位精度高，并能够快速完成钢管本体和法兰的装夹，从而也提高了焊接加工效率。
附图说明
图1为本实用新型的焊接设备的结构示意图；
图2为本实用新型的焊接设备的定位装置的结构示意图；
图3为法兰的结构示意图；
上述图中的标记均为：1、顶紧气缸；2、顶针；3、限位块；4、限位气缸；5、焊枪；6、定位装置；61、定位块；62、中心定位轴；63、限位销；64、夹紧轴；7、旋转编码器；8、齿轮传动机构；9、驱动电机；10、卡盘；11、钢管本体；12、法兰；121、矩形块；122、连接管；123、安装孔；13、机体；14、尾座。
具体实施方式
如图1和图2所示，本实用新型一种钢管组件焊接设备，钢管组件由钢管本体11和两端的法兰12构成，钢管本体11为一圆管，如图3所示为法兰12的结构，法兰12包括矩形块121和设在矩形块121侧面的中心部位的用于与钢管本体11连接的连接管122，矩形块121设有与连接管122同轴且贯穿的中心孔和在连接管122周围呈矩形分布的四个安装孔123，安装孔123分别位于矩形块121的四个角处。
本焊接设备包括机体13和外设的焊枪5，机体13上设有用于对钢管本体11一端的法兰12进行定位的定位装置6、用于顶紧钢管本体11另一端的法兰12的顶紧装置、夹紧定位装置6的卡盘10和驱动卡盘10旋转的驱动装置，顶紧装置包括用于确定该端法兰12初始位置的限位机构。因此，通过限位机构可以确定该端法兰12的初始位置，另一端的法兰12可以随着卡盘10旋转，通过控制卡盘10旋转角度，可以最终确定两个法兰12的相对角度。钢管本体11是夹在两个法兰12之间，钢管本体11的两端可以嵌入法兰12的连接管中定位，确保钢管本体11能够随同法兰12同步转动。
具体地说，定位装置6包括矩形的定位块61，在定位块61的一侧面设有与法兰12上的中心孔配合的一个中心定位轴62和与法兰12上的其中一个安装孔123配合的一个限位销63，定位块61的另一侧面设有与中心定位轴62同轴的用于卡盘10装夹的夹紧轴64。中心定位轴62设在定位块61的中心部位，中心定位轴62和限位销63均为圆柱形，且在各自的外圆面上铣削出一个平面，在安装定位轴62和限位销63，该平面用于扳手拧紧定位轴62和限位销63。
顶紧装置包括设在机体13上的尾座14、沿水平方向设在尾座14上的顶紧气缸1和能水平移动的顶针2，顶针2与中心定位轴62同轴，顶针2与顶紧气缸1的活塞杆连接，顶紧气缸1驱动顶针2水平移动。尾座14在机体13上可移动，方便顶针2的位置调节。
顶紧装置上的限位机构包括位于顶针2下方的限位块3和竖直设在尾座14上的限位气缸4。限位块3与限位气缸4的活塞杆连接，限位气缸4可以驱动限位块3上下移动。限位块3为矩形，其顶面为平面，用于与法兰12的下侧面接触，确定法兰12的初始位置。
在焊接前，如图1所示，右端的法兰12以其中心孔和安装孔123对准定位块61上的中心定位轴62和限位销63，然后套接定位，因此定位装置6通过中心定位轴62和限位销63约束了法兰12的四个自由度。限位气缸4驱动限位块3向上移动与左端法兰12的下侧面接触，待顶针2顶紧该法兰12后，限位气缸4恢复至初始位置，限位块3不在约束左端法兰12的位置，最终约束了被焊工件的五个自由度，实现工作时所需要的稳定旋转。
驱动装置包括设在机体13上主轴箱一侧的驱动电机9，该驱动电机9为步进电机，驱动电机9通过主轴箱内设置的齿轮传动机构8与卡盘10上的主轴连接，驱动主轴旋转，主轴箱内还设有与齿轮传动机构8的其中一齿轮连接的旋转编码器7，旋转编码器7可以对卡盘10的旋转角度进行测量并实时修正旋转角度实现闭环控制，可以减小机械间隙造成误差，提高焊接定位的精度。
本焊接设备还包括控制***，控制***采用现有技术，包括PLC和触摸屏。控制***控制驱动电机9和焊枪5工作。在被焊工件完成装夹后，在触摸屏输入所需焊接角度，点击转角点焊。***将自动控制驱动电机9运转，驱动卡盘10进行旋转达到要求角度后，自动控制焊枪5在法兰12和钢管本体11连接处均布点焊三个点后结束。
上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种钢管组件焊接设备，钢管组件由钢管本体和两端的法兰构成，其特征在于：所述焊接设备包括机体，机体上设有用于对所述钢管本体一端法兰定位的定位装置、用于顶紧钢管本体另一端法兰的顶紧装置、夹紧定位装置的卡盘和驱动卡盘旋转的驱动装置，顶紧装置包括用于确定法兰初始位置的限位机构。
2.根据权利要求1所述的钢管组件焊接设备，其特征在于：所述法兰包括矩形块和设在矩形块侧面中部的用于与所述钢管本体连接的连接管，矩形块设有与连接管同轴的中心孔和在连接管周围呈矩形分布的四个安装孔。
3.根据权利要求2所述的钢管组件焊接设备，其特征在于：所述定位装置包括矩形的定位块，定位块的一侧面设有与所述法兰的中心孔配合的中心定位轴和与法兰的安装孔配合的限位销，定位块的另一侧面设有与中心定位轴同轴的用于所述卡盘装夹的夹紧轴。
4.根据权利要求3所述的钢管组件焊接设备，其特征在于：所述限位销设有一个。
5.根据权利要求2或3所述的钢管组件焊接设备，其特征在于：所述顶紧装置包括设在所述机体上的尾座、设在尾座上的顶紧气缸和与顶紧气缸连接且能水平移动的顶针。
6.根据权利要求5所述的钢管组件焊接设备，其特征在于：所述限位机构包括位于所述顶针下方的顶面为平面的限位块和竖直设在所述尾座上的与限位块连接的限位气缸。
7.根据权利要求6所述的钢管组件焊接设备，其特征在于：所述驱动装置包括设在所述机体上的驱动电机，驱动电机通过主轴箱内设置的齿轮传动机构与所述卡盘上的主轴连接。
8.根据权利要求7所述的钢管组件焊接设备，其特征在于：所述主轴箱内设有与所述齿轮传动机构的其中一齿轮连接的旋转编码器。
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