CN204747714U - 注汽锅炉机组过渡段箱体自动焊接工作站 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种注汽锅炉机组过渡段箱体自动焊接工作站，包括按工序连接的箱体框架组对焊接机构、箱体框架内焊缝焊接机构及AGV物流车；箱体框架组对焊接机构焊接箱体框架组件成初级框架，AGV物流车运输所述初级框架至箱体框架内焊缝焊接机构处，箱体框架内焊缝焊接机构焊接初级框架成成品框架；还包括控制箱体框架组对焊接机构、箱体框架内焊缝焊接机构及AGV物流车作业的PLC控制装置。使用本实用新型，会将智能化、柔性化、自动化的先进生产技术引进到传统制造行业，带来高效、友好、绿色生产方式的转变，实现传统产业的转型升级。

Description

注汽锅炉机组过渡段箱体自动焊接工作站

技术领域

本实用新型涉及注汽锅炉机组生产加工领域，尤其涉及一种注汽锅炉机组过渡段箱体自动焊接工作站。

背景技术

注汽锅炉机组过渡段起到了连接对流段和辐射段的作用，与注汽锅炉机组的后面板配合防止火焰直接热冲刷对流段管束。过渡段箱体由钢板、管板、角钢、槽钢组成的焊接结构，焊缝有内部焊缝、外部焊缝，以及型材相贯线焊缝等，材质为Q235，采用MAG焊接方式。过渡段箱体零件尺寸较大，而且有许多需要在内部实施焊接焊缝，目前的生产中，一般采用人工手动装配、手动焊接生产方式，劳动强度大、质量不稳定、效率低、成本高，需大量人力，因此过渡段箱体焊接的质量和效率是现已成为现代化生产必须解决的问题。

实用新型内容

本实用新型提出一种注汽锅炉机组过渡段箱体自动焊接工作站，免除了手工装配焊接的劳动，并且质量稳定、生产效率高。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

注汽锅炉机组过渡段箱体自动焊接工作站，包括按工序连接的箱体框架组对焊接机构、箱体框架内焊缝焊接机构及AGV物流车；所述箱体框架组对焊接机构焊接箱体框架组件成初级框架，所述AGV物流车运输所述初级框架至箱体框架内焊缝焊接机构处，所述箱体框架内焊缝焊接机构焊接初级框架成成品框架；还包括控制箱体框架组对焊接机构、箱体框架内焊缝焊接机构及AGV物流车作业的PLC控制装置。

进一步，所述箱体框架组对焊接机构包括单轴变位机、设置于所述单轴变位机上的框架组对夹具A、直角搬运机械手以及弧焊机器人A，所述单轴变位机带动框架组对夹具A旋转；其中直角搬运机械手抓取箱体框架组件总成并安放到所述框架组对夹具A上，所述弧焊机器人A对框架组件组成进行点固焊接。

进一步，所述箱体框架内焊缝焊接机构包括双轴变位机、设置于双轴变位机上的框架组对夹具B以及弧焊机器人B，所述双轴变位机带动框架组对夹具B旋转；其中所述框架组对夹具B可夹紧初级框架，所述弧焊机器人B焊接初级框架内的焊缝。

进一步，所述弧焊机器人A以及弧焊机器人B均设置于龙门框架式三轴机器人滑台上。

进一步，所述直角搬运机械手设置于龙门框架式三轴机器人滑台上，可沿着龙门框架式三轴机器人滑台的X、Y、Z轴方向滑动，并且可绕Z轴旋转。

进一步，其特征在于：所述AGV物流车高度可调节。

进一步，所述工作站还设有可移动式焊烟除尘净化器。

进一步，在工作站***设有防护栏。

进一步，注汽锅炉机组过渡段箱体自动焊接工作站的加工工艺，包括以下步骤：

步骤一：PLC控制装置控制直角搬运机械手抓取后管板总成并放置到框架组对夹具A上，框架组对夹具A夹紧后管板总成；PLC控制装置控制单轴变位机旋转180度，直角搬运机械手抓取前管板总成安置到到框架组对夹具A上，框架组对夹具A夹紧前管板总成；PLC控制装置控制单轴变位机旋转90度；

步骤二：PLC控制装置控制直角搬运机械手抓取侧板总成并放置到框架组对夹具A上，框架组对夹具A夹紧侧板总成；PLC控制装置控制直角搬运机械手离开安装位置，以及弧焊机器人A点固侧板总成；PLC控制装置控制直角搬运机械手抓取加强筋总成并放置到框架组对夹具A上，框架组对夹具A夹紧加强筋总成；PLC控制装置控制直角搬运机械手离开安装位置，弧焊机器人A点固加强筋总成；

步骤三：PLC控制装置控制单轴变位机再次旋转180度，同时PLC控制装置控制直角搬运机械手抓取第二套侧板总成并放置到框架组对夹具A上，框架组对夹具A夹紧第二套侧板总成；PLC控制装置控制直角搬运机械手离开安装位置，以及弧焊机器人A点固第二套侧板总成；PLC控制装置控制直角搬运机械手抓取第二套加强筋总成并放置到框架组对夹具A上，框架组对夹具A夹紧第二套加强筋总成；PLC控制装置控制直角搬运机械手离开安装位置，以及弧焊机器人A点固第二套加强筋总成；

步骤四：PLC控制装置控制弧焊机器人A满焊箱体框架的外焊缝及套管的环焊缝，并形成箱体初级框架。

进一步，步骤五：在步骤四之后，PLC控制装置控制AGV物料车运行到框架组对夹具A下方，框架组对夹具A松开初级框架，初级框架落至AGV物流车上，PLC控制装置控制AGV物流车运输初级框架至箱体框架内焊缝焊接机构处；

步骤六：PLC控制装置控制双轴变位机旋转至其法兰面向下，同时，PLC控制装置控制AGV物流车运输初级框架至双轴变位机的法兰下方，AGV物流车提升至指定高度；PLC控制装置控制框架组对夹具B夹紧初级框架，并控制AGV物流车移开；PLC控制装置控制双轴变位机旋转180度至法兰面向上；同时双轴变位机的法兰水平方向上自身旋转90度，使得初级框架无侧板的两面朝向外部；

步骤七：PLC控制装置控制弧焊机器人B焊接初级框架内焊缝及套管环焊缝，焊接完毕；

步骤八：PLC控制装置控制双轴变位机旋转使得初级框架底板口向上，直角搬运机械手抓取底板总成并安放到初级框架底板口上；直角搬运机械手吸住底板总成，弧焊机器人B满焊底板总成；箱体框架初步焊接完毕。

使用本实用新型技术方案，可以实现产品的装配、组对及焊接的自动化作业，大大提高生产效率，经测算与原有的手工作业相比可以提高生产效率10倍，可节省劳动力30人，并降低了废品率，大幅度地提高产品质量稳定性，减少浪费、降低成本。使用本实用新型，会将智能化、柔性化、自动化的先进生产技术引进到传统制造行业，带来高效、友好、绿色生产方式的转变，实现传统产业的转型升级。

附图说明

为了更清楚地说明本实用实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本实用实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型具体实施例中注汽锅炉机组过渡段箱体自动焊接工作站结构示意图。

图2为本实用新型具体实施例中龙门框架式三轴机器人滑台结构示意图；

图3为本实用新型具体实施例中双轴变位机结构示意图；

图4为本实用新型具体实施例中过渡段箱体初级框架结构示意图；

图5为本实用新型具体实施例中过渡段箱体框架底板总成结构示意图；

图6为本实用新型具体实施例中过渡段箱体框架成品结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用实用新型实施例中的附图，对本实用实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用实用新型保护的范围。

本实用新型具体实施例中，见图4、5、6所示的过渡段箱体结构组件示意图。注汽锅炉机组过渡段箱体是由侧板、钢板、立板、前管板、后管板、角钢、槽钢、工字钢、底板、排污套管、法兰盘盖等组件结构焊接连接而成。其中后管板与其对应的槽钢点固形成后管板201总成；前管板、立板、钢板、角钢法兰及相对应的槽钢点固形成前管板总成202；两块钢板可点固形成一套侧板总成203，工字钢及对应的槽钢点固可形成加强筋204；排污法兰盘及排污套管满焊形成排污法兰205；排污法兰205与底板对应点固形成底板总成206。其中各个组件之间的点固焊接可以为人工也可以为机械化生产，在此不一一赘述。

见图1，本实用新型具体实施例中，注汽锅炉机组过渡段箱体自动焊接工作站100，包括按工序连接的箱体框架组对焊接机构1、箱体框架内焊缝焊接机构2及AGV物流车3；箱体框架组对焊接机构1焊接箱体框架组件成初级框架200，AGV物流车3运输初级框架200至箱体框架内焊缝焊接机构2处，箱体框架内焊缝焊接机构2焊接初级框架200成成品框架；还包括控制箱体框架组对焊接机构1、箱体框架内焊缝焊接机构2及AGV物流车3作业的PLC控制装置4。

本实用新型具体实施例中，箱体框架组对焊接机构1包括单轴变位机11、设置于单轴变位机11上的框架组对夹具A12、直角搬运机械手13以及弧焊机器人A14，单轴变位机11带动框架组对夹具A12旋转；其中直角搬运机械手13抓取箱体框架组件总成并安放到框架组对夹具A12上，弧焊机器人A14对框架组件组成进行点固焊接。

见图3所示的双轴变位机21结构示意图，箱体框架内焊缝焊接机构2包括双轴变位机21、设置于双轴变位机21上的框架组对夹具B22以及弧焊机器人B23，其中，双轴变位机21带动框架组对夹具B22旋转；框架组对夹具B22可夹紧初级框架200，弧焊机器人B23焊接初级框架内200的焊缝。本实用新型具体实施例中，双轴变位机21的一轴带有法兰24，初级框架200设置于法兰24上并可随法兰旋转而旋转。

见图2所示，本实用新型具体实施例中，弧焊机器人A14以及弧焊机器人B23优选设置于龙门框架式三轴机器人滑台5上。确保了机器人能够达到最佳的焊接姿态，其中，龙门框架式三轴机器人滑台5由焊接结构件、伺服电机、精密减速器、导轨滑块、齿轮齿条传动机构等组成。龙门框架式三轴机器人滑台5的伺服电机采用机器人外部轴电机，可以实现与弧焊机器人A14以及弧焊机器人B23的协调运动，满足机器人自动化焊接时，对焊接可达性的要求。带动机器人滑动，保证了机器人始终处于最佳的焊接姿态，可获得良好的焊缝质量。

其中直角搬运机械手13也优选设置于龙门框架式三轴机器人滑台5上，可沿着龙门框架式三轴机器人滑台5的X、Y、Z轴方向滑动，并且可绕Z轴旋转，确保了直角搬运机械手13能够达到最佳的抓取姿态。

本实用新型具体实施例中，AGV物流车3的高度为可调节的，以满足夹具的不同高度。

工作站100还设有可移动式焊烟除尘净化器6，以最大限度地减少环境污染，确保人员的作业环境与人身健康。

本实用新型具体实施例中，为确保工作站100正常运行以及人身安全，在工作站***设有防护栏7。

本实用新型具体实施例中，注汽锅炉机组过渡段箱体自动焊接工作站100的加工工艺，包括以下步骤：

步骤一：PLC控制装置4控制直角搬运机械手13抓取后管板总成并放置到框架组对夹具A12上，框架组对夹具A12夹紧后管板总成；PLC控制装置4控制单轴变位机11旋转180度，直角搬运机械手13抓取前管板总成安置到到框架组对夹具A12上，框架组对夹具A12夹紧前管板总成，PLC控制装，4控制单轴变位11旋转90度；

步骤二：PLC控制装置4控制直角搬运机械13手抓取侧板总成并放置到框架组对夹具A12上，框架组对夹具A12夹紧侧板总成；PLC控制装置4控制直角搬运机械手13离开安装位置，以及弧焊机器人A14点固侧板总成；PLC控制装置4控制直角搬运机械手13抓取加强筋总成并放置到框架组对夹具A12上，框架组对夹具A12夹紧加强筋总成；PLC控制装置4控制直角搬运机械13手离开安装位置，弧焊机器人A14点固加强筋总成；

步骤三：PLC控制装置4控制单轴变位机11再次旋转180度，同时PLC控制装置4控制直角搬运机械手13抓取第二套侧板总成并放置到框架组对夹具A12上，框架组对夹具A12夹紧第二套侧板总成；PLC控制装置4控制直角搬运机械手13离开安装位置，以及弧焊机器人A14点固第二套侧板总成；PLC控制装置4控制直角搬运机械手13抓取第二套加强筋总成并放置到框架组对夹具A12上，框架组对夹具A12夹紧第二套加强筋总成；PLC控制装置4控制直角搬运机械手13离开安装位置，以及弧焊机器人A14点固第二套加强筋总成；

步骤四：PLC控制装置4控制弧焊机器人A14满焊箱体框架的外焊缝及套管的环焊缝，并形成箱体初级框架。

步骤五：在步骤四之后，PLC控制装置4控制AGV物料车3运行到框架组对夹具A12下方，框架组对夹具A12松开初级框架200，初级框架200落至AGV物流车3上，PLC控制装置4控制AGV物流车3运输初级框架200至箱体框架内焊缝焊接机构2处；

步骤六：PLC控制装置4控制双轴变位机21旋转至其法兰24面向下，同时，PLC控制装置4控制AGV物流车3运输初级框架200至双轴变位机21的法兰24下方，AGV物流车3提升至指定高度；PLC控制装置4控制框架组对夹具B22夹紧初级框架200，并控制AGV物流车3移开；PLC控制装置4控制双轴变位机21旋转180度至法兰24面向上；同时双轴变位机21的法兰24在水平方向上自身旋转90度，使得初级框架无侧板的两面朝向外部；

步骤七：PLC控制装置4控制弧焊机器人B23焊接初级框架200内焊缝及套管环焊缝，焊接完毕；

步骤八：PLC控制装置4控制双轴变位机21旋转使得初级框架200的底板口向上，直角搬运机械手13抓取底板总成并安放到初级框架200的底板口上；直角搬运机械手13吸住底板总成，弧焊机器人B23满焊底板总成；箱体框架初步焊接完毕。

使用本实用新型可以实现产品的装配、组对自动化作业及智能化机器人焊接，降低了废品率，大幅度地提高产品质量稳定性，减少浪费、降低成本。使用本实用新型，会将智能化、柔性化、自动化的先进生产技术引进到传统制造行业，带来高效、友好、绿色生产方式的转变，实现传统产业的转型升级。

以上所述仅为本实用实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用实用新型，凡在本实用实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.注汽锅炉机组过渡段箱体自动焊接工作站，其特征在于：包括按工序连接的箱体框架组对焊接机构、箱体框架内焊缝焊接机构及AGV物流车；所述箱体框架组对焊接机构焊接箱体框架组件成初级框架，所述AGV物流车运输所述初级框架至箱体框架内焊缝焊接机构处，所述箱体框架内焊缝焊接机构焊接初级框架成成品框架；还包括控制箱体框架组对焊接机构、箱体框架内焊缝焊接机构及AGV物流车作业的PLC控制装置。

2.根据权利要求1所述的注汽锅炉机组过渡段箱体自动焊接工作站，其特征在于：所述箱体框架组对焊接机构包括单轴变位机、设置于所述单轴变位机上的框架组对夹具A、直角搬运机械手以及弧焊机器人A，所述单轴变位机带动框架组对夹具A旋转；其中直角搬运机械手抓取箱体框架组件总成并安放到所述框架组对夹具A上，所述弧焊机器人A对框架组件组成进行点固焊接。

3.根据权利要求2所述的注汽锅炉机组过渡段箱体自动焊接工作站，其特征在于：所述箱体框架内焊缝焊接机构包括双轴变位机、设置于双轴变位机上的框架组对夹具B以及弧焊机器人B，所述双轴变位机带动框架组对夹具B旋转；其中所述框架组对夹具B可夹紧初级框架，所述弧焊机器人B焊接初级框架内的焊缝。

4.根据权利要求3所述的注汽锅炉机组过渡段箱体自动焊接工作站，其特征在于：所述弧焊机器人A以及弧焊机器人B均设置于龙门框架式三轴机器人滑台上。

5.根据权利要求4所述的注汽锅炉机组过渡段箱体自动焊接工作站，其特征在于：所述直角搬运机械手设置于龙门框架式三轴机器人滑台上，可沿着龙门框架式三轴机器人滑台的X、Y、Z轴方向滑动，并且可绕Z轴旋转。

6.根据权利要求5任意一项所述的注汽锅炉机组过渡段箱体自动焊接工作站，其特征在于：所述AGV物流车高度可调节。

7.根据权利要求1～6中任意一项所述的注汽锅炉机组过渡段箱体自动焊接工作站，其特征在于：所述工作站还设有可移动式焊烟除尘净化器。

8.根据权利要求7所述的注汽锅炉机组过渡段箱体自动焊接工作站，其特征在于：在工作站***设有防护栏。