一种金属管件自动化焊接设备的制作方法

1.本发明涉及管件加工技术领域，特别涉及一种金属管件自动化焊接设备。


背景技术：

2.金属管件是管道系统中起连接、控制、变向、分流、密封、支撑等作用的零部件的统称，金属管件按其型状可分为直管、弯管、三通管以及波纹管等，其中，波纹管制作完成之后，需要在其端部焊接法兰盘，以便于波纹管后期的连接以及使用。
3.而对于管件的焊接，现有的焊接设备对管件焊接后只有打开外壳才能将管件取出，这样不仅效率低下，而且不便于生产中大规模的使用。
4.针对上述管件难以取出的问题，现有技术中提供了相应的解决方案，例如：公开号为cn105618946a的中国发明专利公开了一种管件焊接机，其通过上夹持板与下夹持板之间的相配合形成一个夹持空隙，以实现对管件的夹持，再通过焊板将管件向上支撑，管件的焊接端加热后，再去除焊板，随后对管件进行自动焊接，最后自动将焊接好的管件顶出。
5.然而上述专利提供的管件焊接机还存在以下问题：1.由于管件的外壁大多为光滑的弧形面，容易减小管件与上夹持板和下夹持板之间的摩擦力，使得管件缺乏稳定性，从而管件在焊接过程中容易发生转动，容易影响对管件的焊接效果。
6.2.由于管件的焊接端加热后需要去除焊板，因此管件的焊接端得不到支撑以及固定，从而管件之间在焊接过程中容易发生错位，进而影响焊接精度。


技术实现要素：

7.一、要解决的技术问题：本发明提供的一种金属管件自动化焊接设备，可以解决上述背景技术中指出的难题。
8.二、技术方案：为达到以上目的，本发明采用以下技术方案，一种金属管件自动化焊接设备，包括工作台、支撑单元、承托单元和焊接单元，所述工作台上端的中部安装有支撑单元，工作台的上端且位于支撑单元的外侧设置有承托单元，承托单元上安装有焊接单元。
9.所述支撑单元包括定位柱、顶伸柱、v型架、充气泵、气囊和抵紧组件，其中：工作台上端的中部左右对称设置有两组支撑组，每个支撑组包括一个定位柱以及沿定位柱前后对称设置的两个顶伸柱，支撑组远离工作台的一侧设置有开口向上的v型架，且v型架与定位柱和顶伸柱之间均相铰接，v型架的前侧安装有充气泵，且v型架内部开设有安装槽，安装槽内设置有气囊，充气泵的进气端与外界相连通，充气泵的出气端与气囊相连通，v型架上设置有抵紧组件；支撑单元通过气囊贴靠在波纹管外壁，能够增大与波纹管之间的接触面积，使得波纹管具有一定的稳定性，从而可以实现波纹管焊接过程中的固定。
10.所述焊接单元包括连接板、限位滑槽、双向气缸、滑动块、连接柱、弧型架、弧型导轨、电动滑块和焊机，其中：工作台的上端左右对称安装有两个连接板，连接板上且上下对称开设有两个限位滑槽，每个限位滑槽内均滑动设置有滑动块，连接板的中部开设有连接
槽，连接槽内安装有双向气缸，双向气缸的伸缩端与滑动块之间相连接，滑动块靠近工作台中部的一侧设置有连接柱，每个滑动块上的两个连接柱远离滑动块的一端共同安装有弧型架，弧型架靠近滑动块的一侧开设有弧型槽，连接柱滑动设置在弧型槽内，弧型架远离连接柱的一侧安装有弧型导轨，弧型导轨上滑动设置有电动滑块，电动滑块远离弧型架的一侧安装有焊机；焊接单元通过多个连接柱能够对法兰盘进行多方位抵紧固定，且通过焊机随电动滑块沿弧型导轨周向运动可以对波纹管与法兰盘的连接处进行周向焊接处理，操作便捷。
11.作为本发明的一种优选技术方案，所述承托单元包括位移槽、联动块、固定板、支撑气缸、限位孔、辅助滑块和承托杆，其中：工作台的上端左右对称开设有两个位移槽，每个位移槽内均滑动设置有一个联动块，联动块安装在连接板的底部，工作台的上端左右对称安装有两个固定板，固定板位于位移槽远离工作台中部的一侧，两个固定板的相对侧均前后对称设置有两个支撑气缸，支撑气缸的伸缩端与连接板相连接，连接板的中部前后对称贯穿开设有两个限位孔，限位孔内部右侧滑动设置有辅助滑块，辅助滑块的左端安装承托杆，承托杆与限位孔的内部左侧滑动连接。
12.作为本发明的一种优选技术方案，两个所述连接板的相背侧均前后对称安装有两个支撑板，两个支撑板之间转动设置有螺纹杆，螺纹杆的前端穿过支撑板，且螺纹杆的外壁前后对称设置有两组旋向相反的传动螺纹，且螺纹杆通过螺纹配合的方式穿过辅助滑块；承托单元通过承托杆可以对法兰盘进行初步的限位，防止法兰盘从承托杆上脱落，且可以将法兰盘抵靠在波纹管的端部，以便于焊接单元对波纹管和法兰盘的连接处进行焊接处理。
13.作为本发明的一种优选技术方案，所述抵紧组件包括固定架、支撑块、定位气缸和弧型按压板，其中：v型架的开口处顶部前后对称设置有两个固定架，每个固定架上均安装有支撑块，固定架和支撑块之间设置有定位气缸，定位气缸的伸缩端且靠近v型架中部的一侧通过铰链连接的方式安装有弧型按压板；抵紧组件可以使弧型按压板抵靠在波纹管上侧壁的前后两侧，从而通过弧型按压板与气囊之间的抵紧力可以对波纹管进行全面限位，以确保波纹管焊接过程中的稳定性。
14.作为本发明的一种优选技术方案，所述滑动块靠近弧型架的一侧前后对称开设有两个导向滑槽，每个导向滑槽内均滑动设置有移动块，移动块与导向滑槽之间安装有收缩弹簧，移动块靠近弧型架的一侧与连接柱转动连接。
15.作为本发明的一种优选技术方案，所述连接柱内部通过扭簧并转动设置有卷绕辊，卷绕辊的外壁缠绕有稳固带，扭簧始终对卷绕辊施加扭转力，稳固带连接柱外壁开设有让位孔，稳固带穿过让位孔，同一个滑动块上的两个连接柱之间共同连接有一个稳固带。
16.作为本发明的一种优选技术方案，所述连接柱外壁且靠近连接板中心处的一侧通过可拆卸的方式安装有卡接垫片；通过稳固带抵靠在法兰盘的外壁，从而能够对法兰盘进行进一步的固定，避免法兰盘发生晃动，且通过卡接垫片可以对法兰盘进行限位，避免法兰盘发生倾斜，从而能够确保对波纹管和法兰盘之间的焊接精度。
17.作为本发明的一种优选技术方案，所述气囊的上侧通过可拆卸的方式安装有贴附层，贴附层的上表面设有波纹槽；通过贴附层可以避免波纹管与气囊之间发生接触，从而对气囊进行防护，且可以增大贴附层与波纹管之间的摩擦力，以增强对波纹管的固定效果。
18.三、有益效果：1.本发明可以使波纹管和法兰盘之间进行对接并固定，从而防止波纹管和法兰盘之间出现错位而影响焊接精度；本发明提供的支撑单元通过气囊贴靠在波纹管外壁，能够增大与波纹管之间的接触面积，使得波纹管在焊接过程中不会发生转动且具有一定的稳定性，从而可以实现波纹管焊接过程中的固定；本发明提供的焊接单元通过多个连接柱能够对法兰盘进行多方位抵紧固定，且通过焊机随电动滑块沿弧型导轨周向运动可以对波纹管与法兰盘的连接处进行周向焊接处理，操作便捷。
19.2.本发明提供的承托单元通过承托杆可以对法兰盘进行初步的限位，防止法兰盘从承托杆上脱落，且可以将法兰盘抵靠在波纹管的端部，以便于焊接单元对波纹管和法兰盘的连接处进行焊接处理。
20.3.本发明提供的抵紧组件可以使弧型按压板抵靠在波纹管上侧壁的前后两侧，从而通过弧型按压板与气囊之间的抵紧力可以对波纹管进行全面限位，以确保波纹管焊接过程中的稳定性。
21.4.本发明通过贴附层可以避免波纹管与气囊之间发生接触，从而对气囊进行防护，且可以增大贴附层与波纹管之间的摩擦力，以增强对波纹管的固定效果。
22.5.本发明通过稳固带抵靠在法兰盘的外壁，从而能够对法兰盘进行进一步的固定，避免法兰盘发生晃动，且通过卡接垫片可以对法兰盘进行限位，避免法兰盘发生倾斜，从而能够确保对波纹管和法兰盘之间的焊接精度。
附图说明
23.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
24.图1是本发明的立体结构示意图。
25.图2是本发明的局部剖切图（不包含波纹管和法兰盘）。
26.图3是本发明的支撑单元的立体结构示意图。
27.图4是本发明的连接板的局部剖切图。
28.图5是本发明的焊接单元的初始状态图。
29.图6是本发明的滑动块和弧型架的结构示意图。
30.图7是本发明的图6的d处局部放大图。
31.图中：1、工作台；2、支撑单元；21、定位柱；22、顶伸柱；23、v型架；24、充气泵；25、气囊；251、贴附层；26、抵紧组件；261、固定架；262、支撑块；263、定位气缸；264、弧型按压板；3、承托单元；31、位移槽；32、联动块；33、固定板；34、支撑气缸；35、限位孔；36、辅助滑块；37、承托杆；38、支撑板；39、螺纹杆；4、焊接单元；41、连接板；42、限位滑槽；43、双向气缸；44、滑动块；441、导向滑槽；442、移动块；443、收缩弹簧；45、连接柱；451、卷绕辊；452、稳固带；453、卡接垫片；46、弧型架；47、弧型导轨；48、电动滑块；49、焊机；5、波纹管；6、法兰盘。
具体实施方式
32.以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
33.参阅图1，一种金属管件自动化焊接设备，包括工作台1、支撑单元2、承托单元3和焊接单元4，所述工作台1上端的中部安装有支撑单元2，工作台1的上端且位于支撑单元2的
外侧设置有承托单元3，承托单元3上安装有焊接单元4。
34.参阅图2和图3，所述支撑单元2包括定位柱21、顶伸柱22、v型架23、充气泵24、气囊25和抵紧组件26，其中：工作台1上端的中部左右对称设置有两组支撑组，每个支撑组包括一个定位柱21以及沿定位柱21前后对称设置的两个顶伸柱22，支撑组远离工作台1的一侧设置有开口向上的v型架23，v型架23的上半部从上到下逐渐向远离工作台1中部的一侧倾斜，v型架23的下半部为弧型结构，以便于对直径不同的波纹管5施加向上的支撑力，且v型架23与定位柱21和顶伸柱22之间均相铰接，v型架23的前侧安装有充气泵24，且v型架23内部开设有安装槽，安装槽内设置有气囊25，所述气囊25的上侧通过可拆卸的方式安装有贴附层251，贴附层251的上表面设有波纹槽；通过贴附层251可以避免波纹管5与气囊25之间发生接触，从而对气囊25进行防护，通过波纹槽可以增大贴附层251与波纹管5之间的摩擦力，以增强对波纹管5的固定效果；充气泵24的进气端与外界相连通，充气泵24的出气端与气囊25相连通，v型架23上设置有抵紧组件26；所述抵紧组件26包括固定架261、支撑块262、定位气缸263和弧型按压板264，其中：v型架23的开口处顶部前后对称设置有两个固定架261，每个固定架261上均安装有支撑块262，固定架261和支撑块262之间设置有定位气缸263，定位气缸263的伸缩端且靠近v型架23中部的一侧通过铰链连接的方式安装有弧型按压板264。
35.具体工作时，首先将波纹管5放置在v型架23上，然后打开充气泵24，充气泵24向气囊25内充气，气囊25发生膨胀并带动贴附层251贴靠在波纹管5外壁，使得贴附层251根据波纹管5的轮廓发生形变，以便于对直径不同的波纹管5进行支撑固定，且能够增大贴附层251与波纹管5之间的接触面积，使得波纹管5具有一定的稳定性，然后打开定位气缸263，定位气缸263的伸缩端发生延伸并带动弧型按压板264抵靠在波纹管5上侧壁的前后两侧，从而通过弧型按压板264与气囊25之间的按压力可以对波纹管5进行全面限位，可以对波纹管5进行按压固定，以确保波纹管5焊接过程中的稳定性。
36.参阅图4、图5和图6，所述焊接单元4包括连接板41、限位滑槽42、双向气缸43、滑动块44、连接柱45、弧型架46、弧型导轨47、电动滑块48和焊机49，其中：工作台1的上端左右对称安装有两个连接板41，连接板41上且上下对称开设有两个限位滑槽42，每个限位滑槽42内均滑动设置有滑动块44，连接板41的中部开设有连接槽，连接槽内安装有双向气缸43，双向气缸43的伸缩端与滑动块44之间相连接，滑动块44靠近工作台1中部的一侧设置有连接柱45，每个滑动块44上的两个连接柱45远离滑动块44的一端共同安装有弧型架46，弧型架46靠近滑动块44的一侧开设有弧型槽，连接柱45滑动设置在弧型槽内，弧型架46远离连接柱45的一侧安装有弧型导轨47，弧型导轨47上滑动设置有电动滑块48，电动滑块48远离弧型架46的一侧安装有焊机49；本实施例中，位于工作台1同一侧的两个弧型架46之间以及两个弧型导轨47之间均可相互卡接且能够分别形成完整的圆型结构，从而使得电动滑块48可以沿相互卡接后的弧形导轨进行滑动；初始状态下，滑动块44位于限位滑槽42远离连接板41中部的一侧，从而位于同一个连接板41上的两个弧型架46之间以及两个弧型导轨47之间为分离状态（如图5所示）。
37.参阅图4和图7，所述滑动块44靠近弧型架46的一侧前后对称开设有两个导向滑槽441，每个导向滑槽441内均滑动设置有移动块442，移动块442与导向滑槽441之间安装有收缩弹簧443，收缩弹簧443始终对移动块442施加向靠近滑动块44中部的一侧移动的收缩力，
移动块442靠近弧型架46的一侧与连接柱45转动连接。
38.参阅图7，所述连接柱45内部通过扭簧并转动设置有卷绕辊451，卷绕辊451的外壁缠绕有稳固带452，扭簧始终对卷绕辊451施加扭转力，稳固带452连接柱45外壁开设有让位孔，稳固带452穿过让位孔，同一个滑动块44上的两个连接柱45之间共同连接有一个稳固带452；所述连接柱45外壁且靠近连接板41中心处的一侧通过可拆卸的方式安装有卡接垫片453；通过卡接垫片453可以对法兰盘6进行限位，避免法兰盘6发生倾斜。
39.具体工作时，将法兰盘6放置在承托单元3上之后，打开双向气缸43，双向气缸43带动滑动块44向靠近连接板41中部的一侧移动，使得连接柱45抵靠在法兰盘6的外壁并沿法兰盘6向下滑动，使得移动块442在连接柱45的作用下沿导向滑槽441水平移动，此时收缩弹簧443呈拉伸状态，且连接柱45带动其外壁的卡接垫片453抵靠在法兰盘6靠近波纹管5的一侧，防止法兰盘6发生倾斜，以便于对法兰盘6进行多方位抵紧固定，此时位于同一个连接板41上的两个弧型架46之间以及两个弧型导轨47之间分别卡接，随后滑动块44继续移动，使得连接柱45沿法兰盘6的外壁向前后两侧移动，期间，连接柱45沿弧型槽滑动，同一个滑动块44上的两个连接柱45之间的稳固带452被拉长并抵靠在法兰盘6的外壁，从而能够对法兰盘6进行进一步的固定，避免法兰盘6发生晃动而影响其与波纹管5之间的焊接精度，随后通过支撑气缸34将连接板41向靠近工作台1中部的一侧推动，连接板41带动法兰盘6抵靠在波纹管5的端部，此时打开电动滑块48和焊机49，电动滑块48沿弧型导轨47周向运动，从而电动滑块48带动焊机49对波纹管5与法兰盘6的连接处进行焊接处理，且操作便捷；波纹管5和法兰盘6之间焊接完成之后，双向气缸43的伸缩端带动滑动块44恢复至初始状态，连接柱45失去法兰盘6的抵触力，从而滑动块44在收缩弹簧443的作用下带动连接柱45收回复位，滑动块44通过连接柱45带动弧型架46和弧型导轨47收回复位，卷绕辊451在扭簧的作用下旋转并带动稳固带452收回，从而解除对法兰盘6的固定，以便于将焊接完成的波纹管5和法兰盘6取下。
40.参阅图1、图2和图4，所述承托单元3包括位移槽31、联动块32、固定板33、支撑气缸34、限位孔35、辅助滑块36和承托杆37，其中：工作台1的上端左右对称开设有两个位移槽31，每个位移槽31内均滑动设置有一个联动块32，联动块32安装在连接板41的底部，工作台1的上端左右对称安装有两个固定板33，固定板33位于位移槽31远离工作台1中部的一侧，两个固定板33的相对侧均前后对称设置有两个支撑气缸34，支撑气缸34的伸缩端与连接板41相连接，连接板41的中部前后对称贯穿开设有两个限位孔35，限位孔35内部右侧滑动设置有辅助滑块36，辅助滑块36的左端安装承托杆37，承托杆37与限位孔35的内部左侧滑动连接；两个所述连接板41的相背侧均前后对称安装有两个支撑板38，两个支撑板38之间转动设置有螺纹杆39，螺纹杆39的前端穿过支撑板38，且螺纹杆39的外壁前后对称设置有两组旋向相反的传动螺纹，且螺纹杆39通过螺纹配合的方式穿过辅助滑块36；需要说明的是，一般法兰盘6为了便于后期的连接，通常会在其表面贯穿开设有多个连接孔，而连接孔将随其后期的使用场景发生相应的变化，因此需要根据法兰盘6上的连接孔的位置调节承托杆37的位置。
41.具体工作时，放置法兰盘6之前，首先旋转螺纹杆39，螺纹杆39通过其外壁的传动螺纹带动辅助滑块36相向同步移动或反向同步移动，且承托杆37随辅助滑块36移动，从而可以根据法兰盘6上的连接孔调节两个承托杆37之间的距离，然后将法兰盘6上的连接孔套
设在承托杆37上，由于法兰盘6自身具有一定的厚度，因此通过承托杆37与连接孔之间的相接触可以对法兰盘6进行初步的限位，防止法兰盘6从承托杆37上脱落，然后通过焊接单元4对法兰盘6进行限位固定，随后打开支撑气缸34，支撑气缸34的伸缩端发生延伸并将连接板41向靠近工作台1中部的一侧推动，使得连接板41带动法兰盘6抵靠在波纹管5的端部，以便于焊接单元4对波纹管5和法兰盘6的连接处进行焊接处理；工作完成之后，先将焊接完成的波纹管5和法兰盘6取下，再通过支撑气缸34带动连接板41收回复位。
42.本发明的工作过程如下：第一步：首先将波纹管5放置在v型架23上，然后通过充气泵24向气囊25内充气，气囊25带动贴附层251贴靠在波纹管5外壁，随后通过定位气缸263带动弧型按压板264抵靠在波纹管5上侧壁的前后两侧，以对波纹管5进行按压固定。
43.第二步：通过旋转螺纹杆39调节两个承托杆37之间的距离，然后将法兰盘6上的连接孔套设在承托杆37上，然后通过双向气缸43带动滑动块44向靠近连接板41中部的一侧移动，使得连接柱45抵靠在法兰盘6的外壁并通过卡接垫片453抵靠在法兰盘6靠近波纹管5的一侧，此时位于同一个连接板41上的两个弧型架46之间以及两个弧型导轨47之间分别卡接，在此期间，通过稳固带452能够对法兰盘6进行进一步的固定，随后通过支撑气缸34将连接板41向靠近工作台1中部的一侧推动，使得连接板41带动法兰盘6抵靠在波纹管5的端部。
44.第三步：打开电动滑块48和焊机49，电动滑块48沿弧型导轨47周向运动，从而电动滑块48带动焊机49对波纹管5与法兰盘6的连接处进行焊接处理。
45.第四步：波纹管5和法兰盘6之间焊接完成之后，双向气缸43通过滑动块44带动连接柱45收回复位，从而连接柱45带动弧型架46和弧型导轨47收回复位，然后定位气缸263带动弧型按压板264收回复位，以便于将焊接完成的波纹管5和法兰盘6取下。
46.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。