CN116532905B - 一种圆柱薄壁耐高压壳体焊接装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种圆柱薄壁耐高压壳体焊接装置，涉及焊接技术领域；包括底座，底座上连接有侧板、旋转座和环绕座；在底座上滑动设置有焊接件；在旋转座上旋转设置有支撑组件，支撑组件包括支撑外筒，支撑外筒的圆周上滑动设置有呈圆形阵列排布的支撑板，其中一个支撑板的两侧分别设置有牵引件；薄壁板材呈圆形围绕在支撑板上，且薄壁板材的两端通过支撑板上的牵引件进行限位固定；在侧板上设置有对接件，用于将薄壁板材的一端对接至支撑板上的其中一个牵引件上；在环绕座上旋转设置有环绕件，用于将薄壁板材围绕在支撑板上；本发明能具备对接功能，将薄壁板材实现圆形对接，具备内部支撑，完成焊接流程。
Description
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，特别涉及一种圆柱薄壁耐高压壳体焊接装置。
背景技术
圆柱薄壁壳体一般是由壁厚小的板材弯曲对接而成，在对接时，一般采用焊接工艺进行固定；对于圆形的薄壁壳体，需要将呈方形的薄壁板材弯曲对接，然后进行焊接固定；此时需要将对接的圆形板材从内部进行支撑固定，否则没有支撑区域，不能成功进行焊接，且不能保证焊接后，薄壁板材能保持为圆形；现有的焊接设备在对薄壁圆形壳体进行焊接时，将板材两端进行对接时，其操作繁琐，对接效率低；公开号为CN110328473A的中国发明专利公开了一种圆形壳体焊接装置，其技术方案为：包括气缸、焊接机、滑块、焊接头、旋转焊接模组、工作台和机座，从记载的内容上看，该专利实现的是圆形外壳的自动化焊接，但无法将薄壁板材对接为圆形，且无法对内部进行支撑，因此，并未解决上述技术问题。
发明内容
针对上述技术问题，本发明能实现对圆形薄壁壳体零件的焊接，且具备对接功能，将薄壁板材实现圆形对接，具备内部支撑，完成焊接流程。
本发明所使用的技术方案为：一种圆柱薄壁耐高压壳体焊接装置，包括底座，底座上连接有侧板、旋转座和环绕座；在底座上滑动设置有焊接件；在旋转座上旋转设置有支撑组件，支撑组件包括支撑外筒，支撑外筒的圆周上滑动设置有呈圆形阵列排布的支撑板，其中一个支撑板的两侧分别设置有牵引件；在支撑外筒的内部滑动安装有挤压柱，挤压柱上连接有接触斜板，接触斜板用于推动支撑板进行径向滑动；相邻两个支撑板之间滑动设置有辅助支撑杆；薄壁板材呈圆形围绕在支撑板上，且薄壁板材的两端通过支撑板上的牵引件进行限位固定；辅助支撑杆用于对薄壁板材进行辅助支撑；在侧板上设置有对接件，用于将薄壁板材的一端对接至支撑板上的其中一个牵引件上；对接件包括滑动安装在侧板上的对接板，对接板上设置有有牵引件，在侧板上设置有牵引件和切断件，切断件用于将薄壁板材切断；在环绕座上旋转设置有环绕件，用于将薄壁板材围绕在支撑板上；环绕件包括旋转安装在环绕座上的环绕齿圈，环绕齿圈的内侧连接有连接架，连接架上滑动安装有径向滑座，径向滑座上滑动安装有齿条座，齿条座上设置有两个夹持牵引件，夹持牵引件包括夹持牵引辊；薄壁板材的一端对接在支撑板上的其中一个牵引件上时，两个夹持牵引辊将薄壁板材的自由端区域进行夹持限位，然后通过环绕，将薄壁板材围绕在支撑板上，且将薄壁板材的另一端与支撑板上另一个牵引件进行对接；所述牵引件包括控制电缸，控制电缸的伸缩杆上连接有牵引安装板，牵引安装板上旋转设置有牵引辊，以及固定设置有用于驱动牵引辊转动的牵引电机。
进一步地，所述底座上设置有丝杆电机，且底座上旋转安装有移动丝杆，丝杆电机用于驱动移动丝杆，焊接件包括滑动安装在底座上的焊接架，焊接架与移动丝杆构成螺旋副；在焊接架的顶部设置有焊接电缸，焊接电缸的伸缩杆上连接有焊接滑架；焊接滑架的一端设置有焊接电机，且在焊接滑架上旋转安装有焊接丝杆，焊接电机用于驱动焊接丝杆；在焊接滑架上滑动设置有焊枪，焊枪与焊接丝杆构成螺旋副。
进一步地，接有连接杆，连接杆的一端连接有连接转盘，连接转盘旋转安装在旋转座上，且支撑转动电机的输出轴与连接转盘固定连接。
进一步地，所述支撑外筒的一端设置有调节电机，在支撑外筒的内部旋转安装有调节丝杆，以及固定安装有导杆，挤压柱与导杆滑动连接，且挤压柱与调节丝杆构成螺旋副；支撑板朝向支撑外筒的面上固定连接有滑柱，滑柱上套有用于提供弹力的弹簧一；在滑柱的底端设置有挤压轮，挤压轮与接触斜板为接触挤压关系。
进一步地，所述支撑外筒的内部旋转安装有齿圈；且在支撑外筒的内部旋转设置有呈圆形阵列排布的转轴，转轴上连接有偏心轮，在转轴朝向齿圈的一端连接有连接齿轮；连接齿轮与齿圈构成齿轮副；偏心轮转动，以驱动辅助支撑杆滑动；在支撑外筒的内部设置有辅助电机，辅助电机用于驱动其中一个转轴转动。
进一步地，所述辅助支撑杆包括顶杆，顶杆的一端连接有弧板，弧板与偏心轮的圆周接触；在顶杆上套有用于提供弹力的弹簧二。
进一步地，所述对接件包括与对接板固定连接有对接滑杆和对接丝杆，对接滑杆与侧板滑动连接，在侧板上设置有对接电机，对接电机的输出轴上连接有皮带结构，皮带结构一端上的皮带轮与对接丝杆构成螺旋副，以驱动对接丝杆移动。
进一步地，所述切断件包括设置在侧板上的切断油缸，切断油缸的伸缩杆上连接有切刀。
进一步地，所述环绕座上设置有环绕电机，环绕电机的输出轴上连接有环绕齿轮，环绕齿轮与环绕件上的环绕齿圈构成齿轮副，以驱动环绕齿圈转动；环绕件包括设置在连接架上的径向气缸，径向气缸用于驱动径向滑座滑动；在径向滑座上设置有驱动电机，驱动电机的输出轴上连接有啮合齿轮，啮合齿轮与齿条座构成齿轮齿条副；夹持牵引件包括设置在齿条座一端的夹持气缸，夹持气缸的输出轴上连接有夹持安装座，夹持牵引辊旋转设置在夹持安装座上，夹持安装座上设置有用于驱动夹持牵引辊转动的夹持牵引辊电机。
本发明与现有技术相比的有益效果是：（1）本发明通过对接件将薄壁板材的一端转移至支撑板上的牵引件，并进行固定，通过环绕件将薄壁板材围绕在支撑板上，实现薄壁板材的对接，代替人工对接工作；（2）本发明通过支撑组件对薄壁板材进行支撑，使其变换为稳定的圆形；顶杆对薄壁板材上没有被支撑板支撑的区域进行辅助支撑；（3）本发明在薄壁板材两端均被支撑板上的牵引件固定后，两个牵引件通过牵引辊的转动，以调节薄壁板材的伸出长度，使其两端能准确对接，保证后续的焊接作业顺利进行。
附图说明
图1为本发明整体结构的示意图。
图2为本发明焊接件的示意图。
图3为本发明对接件的示意图。
图4为本发明牵引件的示意图。
图5为本发明支撑组件的示意图。
图6为本发明支撑外筒的剖视图。
图7为本发明支撑外筒内部结构的局部示意图。
图8为本发明支撑板的示意图。
图9为本发明环绕件的示意图。
图10为本发明环绕件局部结构的示意图。
附图标记：1-底座；101-侧板；102-旋转座；103-环绕座；2-丝杆电机；3-移动丝杆；4-支撑转动电机；5-焊接架；6-焊接电缸；7-焊接电机；8-焊接滑架；9-焊接丝杆；10-焊枪；11-对接板；12-对接丝杆；13-对接滑杆；14-皮带结构；15-牵引辊；16-控制电缸；17-牵引电机；18-牵引安装板；19-切刀；1901-切断油缸；20-对接电机；21-支撑外筒；2101-连接杆；2102-连接转盘；22-调节电机；23-支撑板；24-弹簧一；25-挤压轮；26-滑柱；27-调节丝杆；28-导杆；30-挤压柱；31-接触斜板；32-辅助电机；33-转轴；34-偏心轮；35-顶杆；36-弹簧二；37-弧板；38-齿圈；39-连接齿轮；40-环绕电机；41-环绕齿轮；42-环绕齿圈；43-连接架；44-径向气缸；45-径向滑座；46-齿条座；47-啮合齿轮；48-驱动电机；49-夹持气缸；50-夹持牵引辊电机；51-夹持牵引辊；52-夹持安装座。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行具体说明：如图1和图2所示，一种圆柱薄壁耐高压壳体焊接装置，包括底座1，底座1上连接有侧板101、旋转座102和环绕座103；在底座1上滑动设置有焊接件； 底座1上设置有丝杆电机2，且底座1上旋转安装有移动丝杆3，丝杆电机2用于驱动移动丝杆3，焊接件包括滑动安装在底座1上的焊接架5，焊接架5与移动丝杆3构成螺旋副；在焊接架5的顶部设置有焊接电缸6，焊接电缸6的伸缩杆上连接有焊接滑架8；焊接滑架8的一端设置有焊接电机7，且在焊接滑架8上旋转安装有焊接丝杆9，焊接电机7用于驱动焊接丝杆9；在焊接滑架8上滑动设置有焊枪10，焊枪10与焊接丝杆9构成螺旋副。
如图3和图5所示，在侧板101上设置有对接件，对接件包括滑动安装在侧板101上的对接板11，对接板11上设置有牵引件，对接板11上固定连接有对接滑杆13和对接丝杆12，对接滑杆13与侧板101滑动连接，在侧板101上设置有对接电机20，对接电机20的输出轴上连接有皮带结构14，皮带结构14一端上的皮带轮与对接丝杆12构成螺旋副，以驱动对接丝杆12移动。
如图3和图4所示，牵引件包括控制电缸16，控制电缸16的伸缩杆上连接有牵引安装板18，牵引安装板18上旋转设置有牵引辊15，以及固定设置有用于驱动牵引辊15转动的牵引电机17；在侧板101上设置有牵引件和切断件，切断件用于将薄壁板材切断；切断件包括设置在侧板101上的切断油缸1901，切断油缸1901的伸缩杆上连接有切刀19。
如图5至图8所示，在旋转座102上旋转设置有支撑组件，支撑组件包括支撑外筒21，支撑外筒21的一端连接有连接杆2101，连接杆2101的一端连接有连接转盘2102，连接转盘2102旋转安装在旋转座102上；旋转座102上设置有支撑转动电机4，且支撑转动电机4的输出轴与连接转盘2102固定连接；支撑外筒21的圆周上滑动设置有呈圆形阵列排布的支撑板23，其中一个支撑板23的两侧分别设置有牵引件；在支撑外筒21的内部滑动安装有挤压柱30，挤压柱30上连接有接触斜板31，支撑外筒21的一端设置有调节电机22，在支撑外筒21的内部旋转安装有调节丝杆27，以及固定安装有导杆28，挤压柱30与导杆28滑动连接，且挤压柱30与调节丝杆27构成螺旋副；支撑板23朝向支撑外筒21的面上固定连接有滑柱26，滑柱26上套有用于提供弹力的弹簧一24；在滑柱26的底端设置有挤压轮25，挤压轮25与接触斜板31为接触挤压关系；相邻两个支撑板23之间滑动设置有辅助支撑杆；支撑外筒21的内部旋转安装有齿圈38；且在支撑外筒21的内部旋转设置有呈圆形阵列排布的转轴33，转轴33上连接有偏心轮34，在转轴33朝向齿圈38的一端连接有连接齿轮39；连接齿轮39与齿圈38构成齿轮副；偏心轮34转动，以驱动辅助支撑杆滑动；在支撑外筒21的内部设置有辅助电机32，辅助电机32用于驱动其中一个转轴33转动；辅助支撑杆包括顶杆35，顶杆35的一端连接有弧板37，弧板37与偏心轮34的圆周接触；在顶杆35上套有用于提供弹力的弹簧二36。
如图1、图9和图10所示，在环绕座103上旋转设置有环绕件，用于将薄壁板材围绕在支撑板23上；环绕件包括旋转安装在环绕座103上的环绕齿圈42，环绕齿圈42的内侧连接有连接架43，连接架43上滑动安装有径向滑座45，径向滑座45上滑动安装有齿条座46，齿条座46上设置有两个夹持牵引件，夹持牵引件包括夹持牵引辊51；薄壁板材的一端对接在支撑板23上的其中一个牵引件上时，两个夹持牵引辊51将薄壁板材的自由端区域进行夹持限位，然后通过环绕，将薄壁板材围绕在支撑板23上，且将薄壁板材的另一端与支撑板23上另一个牵引件进行对接；环绕座103上设置有环绕电机40，环绕电机40的输出轴上连接有环绕齿轮41，环绕齿轮41与环绕件上的环绕齿圈42构成齿轮副，以驱动环绕齿圈42转动；环绕件包括设置在连接架43上的径向气缸44，径向气缸44用于驱动径向滑座45滑动；在径向滑座45上设置有驱动电机48，驱动电机48的输出轴上连接有啮合齿轮47，啮合齿轮47与齿条座46构成齿轮齿条副；夹持牵引件包括设置在齿条座46一端的夹持气缸49，夹持气缸49的输出轴上连接有夹持安装座52，夹持牵引辊51旋转设置在夹持安装座52上，夹持安装座52上设置有用于驱动夹持牵引辊51转动的夹持牵引辊电机50。
工作原理：薄壁板材通过侧板101上的牵引件进行进料，通过切刀19进行切断处理；薄壁板材的一端通过对接板11上的牵引件进行夹持固定，然后对接电机20工作，使对接丝杆12和对接板11移动，以将薄壁板材被夹持的一端运输至支撑板23上的牵引件处；先通过支撑转动电机4驱动支撑外筒21转动，使支撑板23上靠近侧板101一侧的牵引件位于支撑外筒21圆周上的顶部象限点处；对接板11的端部与支撑板23上牵引件对接，将薄壁板材的端部转移至支撑板23上的牵引件上，通过支撑板23上牵引件进行夹持固定；对接件回到初始位置后，此时薄壁板材的两端分别位于对接件上和支撑板23上的牵引件上。
通过驱动电机48工作，在齿轮传动下，齿条座46朝向支撑外筒21滑动，使两个夹持牵引辊51运动至薄壁板材的两侧，夹持气缸49控制夹持牵引辊51将薄壁板材进行夹持限位；然后环绕电机40工作，在齿轮传动下，环绕齿圈42转动，进而夹持牵引辊51携带薄壁板材围绕着支撑外筒21运动；以将薄壁板材的另一端与支撑板23上另一个牵引件进行对接，可通过两个夹持牵引辊51自转，以调节半壁板材端部的延伸长度；在对接前，支撑外筒21转动，使得支撑板23上另一个待对接的牵引件位于支撑外筒21顶部象限点处；径向气缸44控制夹持牵引辊51的径向距离，使夹持牵引辊51将薄壁板材端部转移至支撑板23对应的牵引件，并夹持固定。
在薄壁板材两端均被支撑板23上的牵引件固定后，两个牵引件通过牵引辊15的转动，以调节薄壁板材的伸出长度，使其两端对接；此时薄壁板材的对接处位于支撑外筒21圆周上的顶部象限点处；调节电机22工作，使调节丝杆27转动，挤压柱30和接触斜板31滑动，进而推动挤压轮25滑动，支撑板23滑动，对薄壁板材进行支撑，使其变换为稳定的圆形；辅助电机32工作时，齿圈38转动，在齿轮传动下，转轴33和偏心轮34转动，以挤压推动弧板37和顶杆35，顶杆35对薄壁板材上没有被支撑板23支撑的区域进行辅助支撑。
在进行焊接时，丝杆电机2工作，使得焊接架5滑动，使焊枪10位于焊接区域；焊接电缸6控制焊枪10的高度，焊接丝杆9按压在薄壁板材对接处的两侧；焊接电机7工作，焊接丝杆9转动，使得焊枪10滑动并进行焊接操作。
Claims (9)
1.一种圆柱薄壁耐高压壳体焊接装置，包括底座（1），底座（1）上连接有侧板（101）、旋转座（102）和环绕座（103）；在底座（1）上滑动设置有焊接件；其特征在于：在旋转座（102）上旋转设置有支撑组件，支撑组件包括支撑外筒（21），支撑外筒（21）的圆周上滑动设置有呈圆形阵列排布的支撑板（23），其中一个支撑板（23）的两侧分别设置有牵引件；在支撑外筒（21）的内部滑动安装有挤压柱（30），挤压柱（30）上连接有接触斜板（31），接触斜板（31）用于推动支撑板（23）进行径向滑动；相邻两个支撑板（23）之间滑动设置有辅助支撑杆；薄壁板材呈圆形围绕在支撑板（23）上，且薄壁板材的两端通过支撑板（23）上的牵引件进行限位固定；辅助支撑杆用于对薄壁板材进行辅助支撑；在侧板（101）上设置有对接件，用于将薄壁板材的一端对接至支撑板（23）上的其中一个牵引件上；对接件包括滑动安装在侧板（101）上的对接板（11），对接板（11）上设置有牵引件，在侧板（101）上设置有牵引件和切断件，切断件用于将薄壁板材切断；在环绕座（103）上旋转设置有环绕件，用于将薄壁板材围绕在支撑板（23）上；环绕件包括旋转安装在环绕座（103）上的环绕齿圈（42），环绕齿圈（42）的内侧连接有连接架（43），连接架（43）上滑动安装有径向滑座（45），径向滑座（45）上滑动安装有齿条座（46），齿条座（46）上设置有两个夹持牵引件，夹持牵引件包括夹持牵引辊（51）；薄壁板材的一端对接在支撑板（23）上的其中一个牵引件上时，两个夹持牵引辊（51）将薄壁板材的自由端区域进行夹持限位，然后通过环绕，将薄壁板材围绕在支撑板（23）上，且将薄壁板材的另一端与支撑板（23）上另一个牵引件进行对接；所述牵引件包括控制电缸（16），控制电缸（16）的伸缩杆上连接有牵引安装板（18），牵引安装板（18）上旋转设置有牵引辊（15），以及固定设置有用于驱动牵引辊（15）转动的牵引电机（17）。
2.根据权利要求1所述的一种圆柱薄壁耐高压壳体焊接装置，其特征在于：所述底座（1）上设置有丝杆电机（2），且底座（1）上旋转安装有移动丝杆（3），丝杆电机（2）用于驱动移动丝杆（3），焊接件包括滑动安装在底座（1）上的焊接架（5），焊接架（5）与移动丝杆（3）构成螺旋副；在焊接架（5）的顶部设置有焊接电缸（6），焊接电缸（6）的伸缩杆上连接有焊接滑架（8）；焊接滑架（8）的一端设置有焊接电机（7），且在焊接滑架（8）上旋转安装有焊接丝杆（9），焊接电机（7）用于驱动焊接丝杆（9）；在焊接滑架（8）上滑动设置有焊枪（10），焊枪（10）与焊接丝杆（9）构成螺旋副。
3.根据权利要求1所述的一种圆柱薄壁耐高压壳体焊接装置，其特征在于：所述支撑组件包括设置在旋转座（102）上的支撑转动电机（4），支撑外筒（21）的一端连接有连接杆（2101），连接杆（2101）的一端连接有连接转盘（2102），连接转盘（2102）旋转安装在旋转座（102）上，且支撑转动电机（4）的输出轴与连接转盘（2102）固定连接。
4.根据权利要求3所述的一种圆柱薄壁耐高压壳体焊接装置，其特征在于：所述支撑外筒（21）的一端设置有调节电机（22），在支撑外筒（21）的内部旋转安装有调节丝杆（27），以及固定安装有导杆（28），挤压柱（30）与导杆（28）滑动连接，且挤压柱（30）与调节丝杆（27）构成螺旋副；支撑板（23）朝向支撑外筒（21）的面上固定连接有滑柱（26），滑柱（26）上套有用于提供弹力的弹簧一（24）；在滑柱（26）的底端设置有挤压轮（25），挤压轮（25）与接触斜板（31）为接触挤压关系。
5.根据权利要求4所述的一种圆柱薄壁耐高压壳体焊接装置，其特征在于：所述支撑外筒（21）的内部旋转安装有齿圈（38）；且在支撑外筒（21）的内部旋转设置有呈圆形阵列排布的转轴（33），转轴（33）上连接有偏心轮（34），在转轴（33）朝向齿圈（38）的一端连接有连接齿轮（39）；连接齿轮（39）与齿圈（38）构成齿轮副；偏心轮（34）转动，以驱动辅助支撑杆滑动；在支撑外筒（21）的内部设置有辅助电机（32），辅助电机（32）用于驱动其中一个转轴（33）转动。
6.根据权利要求5所述的一种圆柱薄壁耐高压壳体焊接装置，其特征在于：所述辅助支撑杆包括顶杆（35），顶杆（35）的一端连接有弧板（37），弧板（37）与偏心轮（34）的圆周接触；在顶杆（35）上套有用于提供弹力的弹簧二（36）。
7.根据权利要求1所述的一种圆柱薄壁耐高压壳体焊接装置，其特征在于：所述对接件包括与对接板（11）固定连接的对接滑杆（13）和对接丝杆（12），对接滑杆（13）与侧板（101）滑动连接，在侧板（101）上设置有对接电机（20），对接电机（20）的输出轴上连接有皮带结构（14），皮带结构（14）一端上的皮带轮与对接丝杆（12）构成螺旋副，以驱动对接丝杆（12）移动。
8.根据权利要求1所述的一种圆柱薄壁耐高压壳体焊接装置，其特征在于：所述切断件包括设置在侧板（101）上的切断油缸（1901），切断油缸（1901）的伸缩杆上连接有切刀（19）。
9.根据权利要求1所述的一种圆柱薄壁耐高压壳体焊接装置，其特征在于：所述环绕座（103）上设置有环绕电机（40），环绕电机（40）的输出轴上连接有环绕齿轮（41），环绕齿轮（41）与环绕件上的环绕齿圈（42）构成齿轮副，以驱动环绕齿圈（42）转动；环绕件包括设置在连接架（43）上的径向气缸（44），径向气缸（44）用于驱动径向滑座（45）滑动；在径向滑座（45）上设置有驱动电机（48），驱动电机（48）的输出轴上连接有啮合齿轮（47），啮合齿轮（47）与齿条座（46）构成齿轮齿条副；夹持牵引件包括设置在齿条座（46）一端的夹持气缸（49），夹持气缸（49）的输出轴上连接有夹持安装座（52），夹持牵引辊（51）旋转设置在夹持安装座（52）上，夹持安装座（52）上设置有用于驱动夹持牵引辊（51）转动的夹持牵引辊电机（50）。
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