一种燃烧筒螺柱焊接设备的制作方法

1.本实用新型属于焊接设备技术领域，特别是涉及一种燃烧筒螺柱焊接设备。


背景技术：

2.燃气吸收式空气源热泵机组，是一种以燃气为加热源，以氨为制冷剂、氨水溶液为吸收剂，用于采暖、热水等间接制热的整体式机组。由于采用逆卡诺循环有效地利用空气能。燃气吸收式空气源热泵的燃料消耗量只有燃气锅炉的50％左右，因此是一种高效节能的热泵技术。
3.发生器是燃气吸收式空气源热泵的核心部件，它主要负责对燃气吸收式空气源热泵的血液(也就是氨水)施加压力，使其经冷凝器蒸发器做一个循环。目前，现有的发生器内装有燃烧筒，并且通过加热燃烧筒从而加热燃烧筒内的介质，最终与水进行换热。为增大钢管内部的换热面积，燃烧筒的内部往往焊接有螺柱，但是在对小直径钢管内部进行螺柱焊接时，需要将钢管从中间剖开，然后人工按照螺钉排布要求进行手工焊接，将所有螺柱焊接完后，再将剖开的钢管焊接成整管，才能进行下道工序使用。现有加工工艺过程中浪费了大量的时间，工作效率非常低，且焊接强度及螺柱排布很难保证质量，焊完螺柱后还需要将剖开的钢管进行组队焊接，增加了工作量和燃烧筒泄露的风险。因此需要提供一种燃烧筒螺柱焊接设备，能通过机械及电气控制实现在小直径钢管内进行螺柱焊接，以解决上述技术问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种燃烧筒螺柱焊接设备，用于解决现有技术中由于对小直径钢管内部进行螺柱焊接时需手工焊接，而造成的工作效率低下、焊接强度及螺柱排布等质量指标很难保证的技术问题。
5.为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种燃烧筒螺柱焊接设备，包括：
6.架体，其上设置有焊接区域；
7.钢管运输机构，其包括升降装置和承托台，所述升降装置设置在所述架体上，所述承托台设置在所述升降装置的驱动端上，所述升降装置驱动所述承托台移动至所述焊接区域处；
8.钢管固定装置，其设在所述架体上，所述钢管固定装置位于所述焊接区域的一侧，所述钢管固定装置上设置有与待处理钢管管口内径和/或外径相配的限位结构，所述待处理钢管卡装在所述限位结构上；
9.数控分度机构，其设在所述架体上，所述数控分度机构上设置有夹持装置，所述夹持装置在所述焊接区域另一侧配合所述钢管固定装置夹持所述待处理钢管，并控制被夹持的所述待处理钢管沿周向转动；
10.焊接机构，其设置在所述架体上，所述焊接机构位于所述钢管固定装置背离所述焊接区域的一侧，所述焊接机构的焊枪伸入所述焊接区域在所述待处理钢管内壁焊接螺
柱。
11.在本实用新型的一个示例中，所述升降装置上设置有沿竖直方向延伸的导轨，所述升降装置一端设置有驱动装置，所述驱动装置上设置有驱动杆，所述驱动杆沿竖直方向延伸至所述升降装置的另一端，所述驱动端滑动连接于所述导轨上并与所述驱动杆相连接。
12.在本实用新型的一个示例中，所述驱动装置为伺服电机，所述驱动杆为滚珠丝杆。
13.在本实用新型的一个示例中，所述承托平台上设有凹槽，所述待处理钢管安放于所述凹槽中。
14.在本实用新型的一个示例中，所述架体上设置有储料槽，所述储料槽位于所述焊接区域的底部，所述储料槽的一端向所述架体底部倾斜，所述储料槽的倾斜端位于所述钢管运输机构上承托台输运路径的一侧。
15.在本实用新型的一个示例中，所述焊接机构包括送钉装置，所述送钉装置连接于所述焊枪上。
16.在本实用新型的一个示例中，所述送钉装置包括多个送钉箱，各个所述送钉箱中装有不同规格的螺柱。
17.在本实用新型的一个示例中，所述送钉装置与焊枪机构之间设置有焊钉转换机构，多个所述送钉箱连接于所述焊钉转换机构上。
18.在本实用新型的一个示例中，所述限位结构为内锥卡环，所述夹持装置为气动三爪。
19.在本实用新型的一个示例中，所述燃烧筒螺柱焊接设备还包括控制器和操作台，所述操作台电连于所述控制器上，所述控制器电连于所述钢管运输机构、钢管固定装置、数控分度机构及焊接机构上。
20.本实用新型的燃烧筒螺柱焊接设备，实现了在小直径钢管内进行自动化螺柱焊接的能力，极大的提升了在燃烧筒内进行螺柱焊接的效率(单根节约人工2人，每50根节约100人)，并且保证了螺柱焊接强度的稳定可靠和排布位置的整齐准确。
附图说明
21.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述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仅是本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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为本实用新型所述燃烧筒螺柱焊接设备的结构示意图；
23.图2为本实用新型所述燃烧筒螺柱焊接设备的结构正视图；
24.图3为本实用新型所述燃烧筒螺柱焊接设备的结构俯视图；
25.图4为本实用新型所述燃烧筒螺柱焊接设备的结构侧视图；
26.图5为本实用新型所述钢管运输机构的局部正视图；
27.图6为本实用新型所述钢管运输机构的局部侧视图。
28.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
[0029]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
架体
[0030]
11
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
平台
[0031]
12
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
焊接区域
[0032]2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
钢管运输机构
[0033]
21
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
升降装置
[0034]
211
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
导轨
[0035]
212
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
驱动装置
[0036]
213
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
联轴器
[0037]
214
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
驱动杆
[0038]
215
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
驱动端
[0039]
22
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
承托台
[0040]3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
钢管固定装置
[0041]4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
数控分度机构
[0042]
41
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
夹持装置
[0043]5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
焊接机构
[0044]
51
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
焊枪机构
[0045]
52
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
送钉装置
[0046]
521
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一送钉箱
[0047]
522
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二送钉箱
[0048]
523
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第三送钉箱
[0049]
53
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
焊钉转换机构
[0050]
531
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一转换器
[0051]
532
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二转换器
[0052]
54
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
导管
[0053]6ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
储料槽
[0054]
61
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
上料槽
[0055]
62
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
出料槽
[0056]7ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
操作台
[0057]8ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
电器控制柜
[0058]9ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
待处理钢管
具体实施方式
[0059]
以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
[0060]
须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的
改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
[0061]
请参见图1至图6，本实用新型提供了一种燃烧筒螺柱焊接设备，用于解决现有技术中由于对小直径钢管内部进行螺柱焊接时需手工焊接，而造成的工作效率低下、焊接强度及螺柱排布等质量指标很难保证的技术问题。
[0062]
请参见图1至图4，图1示出了本燃烧筒螺柱焊接设备的结构示意图；图2示出了本燃烧筒螺柱焊接设备的结构正视图；图3示出了本燃烧筒螺柱焊接设备的结构俯视图；图4示出了本燃烧筒螺柱焊接设备的结构侧视图。本实用新型燃烧筒螺柱焊接设备可包括架体1、钢管运输机构2、钢管固定装置3、数控分度机构4及焊接机构5。
[0063]
如图1至图4所示，本燃烧筒螺柱焊接设备的架体1用于承载钢管运输机构2、钢管固定装置3、数控分度机构4及焊接机构5等装置，架体1上设置有一个平台11，平台11上设置有一焊接区域12，上述焊接区域12为本设备在待处理钢管9内部焊接螺柱时的焊接工作区域。其中，焊接区域12的两侧设置有钢管固定装置3和数控分度机构4用于固定待处理钢管9，焊接区域12一侧的平台11上还设有焊枪机构51，上述焊枪机构51用于在固定于焊接区域12的待处理钢管9的内壁处焊接螺柱，并且位于焊接区域12底部的平台11处设置有可令待处理钢管9能够通过平台11到达焊接区域12的通道。
[0064]
如图1至图6所示，其中，图5示出了钢管运输机构的局部结构的正视图，图6示出了钢管运输机构的局部结构的侧视图。上述钢管运输机构2包括升降装置21和承托台22，上述升降装置21设置在架体1上，上述承托台22设置在升降装置21的驱动端215上。上述升降装置21固定在架体1及平台11的一侧，升降装置21于架体1上的设置位置对应于架体1上焊接区域12的位置处，并且，升降装置21的底部固定在架体1的底部处，顶部则设置在平台11的上方，升降装置21驱动承托台22的输运路径经过储料槽6、平台11及焊接区域12。在需对待处理钢管9焊接螺柱时，升降装置21可驱动承托台22沿竖直方向移动，在对待处理钢管9焊接前，钢管运输机构2将从储料槽6的上料槽61处接收的待处理钢管9运送至焊接区域12处；在对待处理钢管9焊接完成后，钢管运输机构2将待处理钢管9从焊接区域12处运送至储料槽6的出料槽62处。
[0065]
如图1至图4所示，上述钢管固定装置3设置在架体1的平台11上，钢管固定装置3位于平台11上焊接区域12的一侧。上述钢管固定装置3上设置有与待处理钢管9管口内径和/或外径相配的限位结构，位于焊接区域12的待处理钢管9管口可卡装在上述限位结构上以固定在钢管固定装置3上。并且，上述钢管固定装置3的限位结构对卡装的待处理钢管9的位置进行限位，并不会影响待处理钢管9自身的转动。
[0066]
如图1至图4所示，上述数控分度机构4设置在架体1的平台11上，数控分度机构4相对于钢管固定装置3位于平台11上焊接区域12的另一侧。其中，上述数控分度机构4上设置有夹持装置41，上述夹持装置41设置在数控分度机构4指向钢管固定装置3的一侧，夹持装置41上设置有可夹持待处理钢管9管口的夹持结构。并且上述数控分度机构4在通过夹持结构夹紧待处理钢管9后可控制被夹持的待处理钢管9随夹持装置41沿待处理钢管9的周向转动，以实现固定位置的焊枪机构51在待处理钢管9内壁的不同周向位置的螺柱焊接工作，保证螺柱的周向焊接位置稳定可控。其中，当待处理钢管9被钢管运输机构2运送至焊接区域12时，数控分度机构4驱动夹持装置41向钢管固定装置3一侧移动，钢管固定装置3则在平台11上向数控分度机构4一侧移动，数控分度机构4的夹持装置41与钢管固定装置3上的限位
结构配合夹紧待处理钢管9，将待处理钢管9固定在焊接区域12。
[0067]
如图1至图4所示，上述焊接机构5设置在架体1上，上述焊接机构5包括焊枪机构51和送钉装置52，焊枪机构51设置在平台11上，位于钢管固定装置3背离焊接区域12的一侧；送钉装置52则通过导管54连接于焊枪机构51上，为焊枪机构51输送焊接所用的螺柱。上述焊枪机构51的类型可以不受限定，在本实用新型的一实施例中，上述焊枪机构51可以为卧式焊枪机构，卧式焊枪机构负责接收送钉装置52输送的螺柱并完成自动化焊接，例如：当待处理钢管9被钢管固定装置3和数控分度机构4夹紧固定在焊接区域12处时，卧式焊枪机构51可将焊枪伸入待处理钢管9的管内，通过伺服电机控制调节焊枪位置将焊枪送入至待处理钢管9内的指定位置并使焊枪的焊口沿径向指向待处理钢管9的内壁处，卧式焊枪机构接收到送钉装置52输送的螺柱后由焊枪上焊口的铜夹头夹住，并露出一段距离，使螺柱贴到待处理钢管9内壁，再通过在螺柱与待处理钢管9之间通电引弧，待接触面熔化后，给螺柱一定压力将螺柱焊接至待处理钢管9的内壁上。并且，在待处理钢管9管内一处完成螺柱焊接后，可通过数控分度机构4完成分度指令，控制待处理钢管9旋转设定角度实现待处理钢管9内同一轴向位置的不同周向内壁处螺柱的均匀焊接，而当该轴向位置处待处理钢管9内壁焊接完毕后，卧式焊枪机构再按程序控制将焊枪移动至待处理钢管9内下一指定轴向位置处进行焊接，之后卧式焊枪机构可在控制器控制下循环上述流程最后完成待处理钢管9内壁的螺柱焊接工作。
[0068]
此外，本燃烧筒螺柱焊接设备的架体1上还设置有控制器和操作台7，其中，控制器设置在架体1上的电器控制柜8中，控制器分别电连接于钢管运输机构2、钢管固定装置3、数控分度机构4和焊接机构5等需要控制的装置上；而操作台7设置在架体1的平台11上，且电连于控制器上。上述操作台7负责完成待处理钢管9内螺柱分布程序的输入和焊接参数的编写和对设备各项参数和焊接过程的控制。
[0069]
其中，上述控制器的类型可以不受限定，在本实用新型的一实施例中，上述控制器可以为plc。另外本实用新型中的上述控制方式可以为自动化领域常用的控制方式，具体控制过程在此不再详述。
[0070]
如图5和图6所示，在本实用新型的一实施例中，钢管运输机构2的升降装置21上设置有多条导轨211，上述导轨211沿竖直方向从升降装置21的顶部延伸至底部处。升降装置21的顶部设置有驱动装置212，驱动装置212的底部通过联轴器213与一驱动杆214相连接，上述驱动杆214沿竖直方向延伸至升降装置21的底部，而驱动端215通过滑块滑动连接于上述导轨211上，并与上述驱动杆214相连接。上述驱动装置212可通过联轴器213驱动驱动杆214沿顺时针或逆时针方向转动，从而带动驱动端215沿导轨211延伸方向移动，靠近或远离驱动装置212。其中，在本实施例的一实施方式中，上述导轨211为两条，分别沿水平方向设置在升降装置21的两侧，而驱动装置212为伺服电机在升降装置21顶部的两条导轨211之间的位置上，位于驱动装置212底部的驱动杆为滚珠丝杆，同时，驱动端215为一滑板，驱动杆215的两侧对应两条导轨211设置有两个滑块，并在驱动端215的板身上设置有与上述滚珠丝杆上螺母相配的螺纹孔，使驱动端215可通过螺纹孔与驱动杆214上螺母相连接，以随着驱动杆214转动沿着导轨211方向在升降装置21上移动。
[0071]
如图6所示，在本实施例中，上述承托台22上设置有凹槽，当钢管运输机构2运送待处理钢管9时，待处理钢管9可安放于凹槽中。其中，上述凹槽的形状可以不受限定，在本实
施例中，上述凹槽的形状可以为v形，上述承托台22为v型承托台。
[0072]
如图1、图2及图4所示，在本实用新型的一实施例中，上述架体1上设置有储料槽6，上述储料槽6位于焊接区域12位置处平台11的底部，上述储料槽6包括上料槽61和出料槽62，其中，上料槽61和出料槽62沿竖直方向依次排布在架体1上，上料槽61中靠近升降装置21的一端向架体1的底部倾斜，出料槽62中靠近升降装置21的一端向架体1的顶部倾斜，同时，上料槽61和出料槽62靠近升降装置21一端的倾斜端位于钢管运输机构2上承托台22的输运路径上。
[0073]
如图1至图3所示，在本实用新型的一实施例中，上述送钉装置52包括多个送钉箱，其中，各个送钉箱中装有不同规格的螺柱，并且送钉装置52与焊枪机构51之间设置有焊钉转换机构53，用于控制送钉装置52输送螺柱的种类。上述焊钉转换机构53设置在送钉装置52与焊枪机构51之间连接的导管54上，上述各个送钉箱分别连接于焊钉转换机构53机构上，焊钉转换机构53经过程序控制将焊接所需要的螺柱从相应的送钉箱吹出通过导管54送入焊枪机构51中。在本实施例的一实施方式中，上述送钉装置52包括第一送钉箱521、第二送钉箱522及第三送钉箱523，上述焊钉转换机构53包括第一转换器531和第二转换器532。上述第一送钉箱521和第二送钉箱522的连接于第一转换器531上，第一转换器531输出端处的导管54与第三送钉箱523连接于第二转换器532上，最后在由第二转换器532上输出端伸出的导管54连接于焊枪机构51上。其中，上述转换器上设置有两个输入口和一个输出口，输入口用于接通送钉箱伸入的导管54，输出口处伸出的导管用于输出经过转换器选定送出的螺柱。两个输入口两侧还通过管路连接于气缸上，通过气缸调节送钉箱输出导管内的气压来控制由指定送钉箱送出相应规格种类的螺柱，从而实现由程序设定控制(可选3种规格焊钉)的自动化送钉系统。
[0074]
请参见图1至图4，在本实用新型的一实施例中，上述钢管固定装置3的限位结构为内锥卡环，上述数控分度机构4上夹持装置41为气动三爪。
[0075]
由上述内容可知，本燃烧筒螺柱焊接设备，在对待处理钢管9焊接前，先是将待处理钢管9放入向架体1底部倾斜上料槽61内，再由分料机构将待处理钢管9滚入钢管运输机构2的承托台22处，并通过升降装置21将待处理钢管9运送至焊接区域12处，再由钢管固定装置3和数控分度机构4配合夹持将待处理钢管9固定在焊接区域处12，之后焊接机构5的焊枪机构51伸入待处理钢管9管内，按照程序控制在待处理钢管9的内壁上焊接螺柱，在焊接完成后，焊枪机构51退出焊接区域12，钢管运输机构2的承托台22提升至焊接区域12撑住焊接完毕的钢管，焊接完毕的钢管两侧的钢管固定装置3和数控分度机构4支撑松开并各自反向退出到起始位置，最后钢管运输机构2的承托台22将焊接完的成品下降到出料槽62高度，使成品滚出到向架体1底部倾斜的出料槽62内，从而完成一次焊接。
[0076]
综上所述，本燃烧筒螺柱焊接设备实现了在小直径钢管内进行自动化螺柱焊接的能力，极大的提升了在燃烧筒内进行螺柱焊接的效率(单根节约人工2人，每50根节约100人)，并且保证了螺柱焊接强度的稳定可靠和排布位置的整齐准确。
[0077]
以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本
实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。