一种罐体自动线性焊接装置的制作方法

1.本实用新型属于罐体焊接技术领域，特别涉及一种罐体自动线性焊接装置。


背景技术：

2.高压储气罐是一种常见的压力容器，其罐体通常是采用电弧焊对罐体的两部分壳体进行对焊焊接，并且对该焊缝的质量要求极高，尤其是对其圆周方向的焊缝的厚度与均匀程度需要进行严格的控制。
3.由于罐体零件的两部分壳体在线性焊接前需要进行点焊，在点焊的过程中会存在有一定的形位误差，并且在定位的过程中也存在定位误差，因此在进行正常焊接的过程中由于个体的差异性，因此焊缝的位置会有一定的偏移，很难保证焊接时的焊缝的质量的一致性。焊接好的零件在上下料的过程中也不方便上下料，需要进行人工干预，因此会浪费较多的上下料时间，影响生产节拍。多轴焊接机器人的焊枪头中的保护套在长时间使用后，温度过高，容易引起变形或者加速材料的老化，从而不仅影响焊枪头的使用寿命，而且还影响焊接质量的稳定性。
4.以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本实用新型的实用新型构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本技术的新颖性和创造性。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种罐体自动线性焊接装置，从而克服现有的罐体在线性焊接的过程中由于定位精度不高导致焊缝的质量一致性不好把控的缺陷，以及上下料不方便，生产节拍慢，焊枪的保护套老化速度快的缺陷。
6.为实现上述目的，本实用新型提供了一种罐体自动线性焊接装置，包括：工作台，所述工作台上设有第一导轨，所述第一导轨的两侧分别设有与其相垂直的第二导轨；转动组件，其包括转动座和转筒组件，所述转动座以可滑动的方式设于所述第二导轨上，所述转筒组件分别以可转动的方式安装在两个所述转动座相对的一侧，两个所述转筒组件的轴线相互重合；卸料辊道，其设于所述工作台的一侧，所述卸料辊道的输送方向与所述第一导轨相垂直；上下料装置，其以可滑动的方式设于所述第一导轨上，所述上下料装置包括上料组件和下料组件，所述上料组件包括可升降的上料工装，所述上料工装上设有向内凹陷的定位槽，所述定位槽的一侧设有夹紧装置，所述下料组件位于所述上料组件与所述卸料辊道之间，所述下料组件包括可升降的电磁铁组件；导料组件，其设于所述上下料装置与所述卸料辊道之间，所述导料组件包括两根导料柱，各所述导料柱分别设于所述第一导轨的两侧，所述导料柱与所述卸料辊道之间设有导料导轨；保护装置，其包括保护罩和第一升降部，所述保护罩通过第一升降部与任意一个所述转动座连接，所述第一升降部能够驱动所述保护罩进行升降，所述保护罩的上下端分别设有相互连通的第一罩口和第二罩口，所述保护罩的一侧设有维修口，所述维修口处设有可开合的保护盖，所述保护盖上开设有与所述维修
口相对应的观察口；多轴焊接机器人，其包括多轴焊接臂和焊枪头，所述多轴焊接臂的一端以可转动的方式设于所述工作台上，所述焊枪头安装在所述多轴焊接臂的另一端，所述焊枪头上设有保护套和激光测距仪，所述保护套上套设有水冷套；控制器和洗枪机，所述控制器和洗枪机同时设于所述工作台的另一侧，所述洗枪机与所述控制器相互靠近。
7.优选的，上述技术方案中，还包括保护气罐，所述保护气罐与所述保护套的内部相连通。
8.优选的，上述技术方案中，所述转动组件还包括第一驱动部，所述第一驱动部将所述转动座与所述工作台相互连接，所述第一驱动部能够驱动所述转动座沿所述第二导轨滑动。
9.优选的，上述技术方案中，所述第一驱动部包括：第一气缸，其固定安装在所述转动座内，所述第一气缸的活动端向所述工作台的两端延伸；连接块，其固定安装在所述工作台的端部；连接套，其以可转动的方式安装在所述连接块上，所述连接套固定套设在所述第一气缸的活动端上。
10.优选的，上述技术方案中，所述转动组件还包括驱动组件，所述驱动组件包括：驱动轴，其以可转动的方式设于所述转动座上，所述驱动轴的端部与所述转筒组件的端部同轴固定连接；齿轮箱，其设于所述转动座内，所述齿轮箱的输出端与所述驱动轴相连接，所述齿轮箱的输入端设有转动电机。
11.优选的，上述技术方案中，所述转筒组件包括：第一套筒，其一端以可拆卸的方式与所述驱动轴的端部同轴连接，所述第一套筒的另一端设有第一套口；第二套筒，其一端以可拆卸的方式与所述第一套口相互连接，所述第二套筒的另一端设有第二套口。
12.优选的，上述技术方案中，所述上下料装置还包括移动托盘，所述移动托盘通过第二气缸与所述工作台连接，所述第二气缸能够驱动所述移动托盘沿第一导轨滑动，所述移动托盘上还设有垂直的第一液压缸和第二液压缸，所述第一液压缸的活动端与所述上料工装固定连接，所述第二液压缸的活动端与所述电磁铁组件固定连接。
13.优选的，上述技术方案中，所述夹紧装置还包括第三气缸，所述第三气缸固定安装在上料工装上，所述第三气缸的活动端能够向所述定位槽的方向伸缩，所述第三气缸的活动端安装有夹块，所述夹块上安装有若干个胶头，所述胶头朝向所述定位槽，所述胶头的侧部设有一定锥角，所述胶头位于所述定位槽的轴线的上方。
14.优选的，上述技术方案中，所述电磁组件包括磁座，所述磁座上设有磁头，所述磁头到所述磁座之间的距离可调节，所述磁头包括外壳，所述外壳内设有可弹性浮动的磁芯，所述外壳上开设有“v”形的第一卡口，所述磁芯上开设有“v”形的第二卡口，所述第二卡口的形状与所述第一卡口的形状相一致并高于所述第一卡口，所述第二卡口的中间开设有让位槽，在所述磁芯和所述外壳之间设有线圈，所述线圈与所述磁座电性连接。
15.优选的，上述技术方案中，所述水冷套内设有内腔，所述水冷套上设有进水管和出水管，所述进水管和所述出水管同时与所述内腔相连通；所述激光测距仪的端部设有激光发射头和激光接收头，在所述发射头和所述激光接收头的环周设有保护围板。
16.与现有的技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
17.1. 本实用新型中的罐体自动线性焊接装置通过在多轴焊接机器人的焊枪头上设置有激光测距仪，能够在对罐体进行线性焊接之前对罐体的外周进行多点采样，从而确定
其焊缝的实际的位置坐标以及形状公差，然后再通过多轴机器人的焊接枪进行自适应线性焊接，从而消除了重复定位误差对焊缝精度的影响；通过设置有上下料装置以及导料组件，能够进行快速上下料，从而提升了生产节拍；通过在保护套上安装有水冷套能够实时对焊枪的保护套进行降温，从而提升保护套的使用寿命。
18.2. 本实用新型中的罐体自动线性焊接装置中的转动组件中的第一驱动部以及驱动组件均设置在转动座内，不仅能够保护气缸以及转动电机不受外部环境的影响，延长其使用寿命，而且还能够提升装置整体的美观性。
19.3．本实用新型中的上料组件中的上料工装上设置有圆弧形的定位槽，在定位槽的一侧设置有夹紧装置，夹紧装置上设置有锥形的胶头，胶头位于定位槽的轴线的上方，当夹紧装置对零件进行夹紧时，锥形胶头对零件的侧部能够施加一个斜向下的力，从而使罐体形成一个三点支撑的结构，使其罐体零件的定位更加准确稳定。
20.4．本实用新型中的电磁组件的外壳上开设有v形的第一卡口，在弹性浮动的磁芯上开设有v形的第二卡口，在焊接完毕后能够将零件的侧部进行吸引并且卡口结构刚好能够将罐体的弧形的外壁进行卡合，使电磁铁组件的抓持性更加稳固；并且，磁芯中的让位槽刚好能够对焊缝的凸起处进行让位，从而进一步提升了电磁组件对零件吸合时的稳定性；弹性浮动的磁芯能够在鞋料时更好卸料，消除罐体因磁化对其卸料时所产生的不利影响。
21.5. 本实用新型中的套筒组件由可拆卸的第一套筒和第二套筒相互组成，第一套筒能够对罐体的底部的钢圈进行卡合定位，第二套筒能够对罐体的外侧壁进行卡合定位，并且可以根据不同罐体尺寸而方便地进行组合更换。
22.6. 本实用新型中的保护装置能够在焊接的过程中对焊枪的工作区域进行保护，防止焊接过程中的火花飞溅到外部，并且通过设置有维修口能够在停机故障时及时对焊枪头进行检查和维护，通过观察口能够实时观察焊接处的情况。
23.7. 本实用新型中的上下料装置在卸料时使电磁铁组件携带零件移动至导料组件中间，然后使电磁铁组件下降，通过导料组件上的导料导轨将焊接好的罐体自动滚动至卸料辊道上，从而实现了自动卸料，节省了人力，提升了生产节拍。
24.8. 本实用新型中的控制器和洗枪机均位于装置的前侧，方便操作人员一起对控制器和洗枪机进行操作。
附图说明
25.图1是本实用新型罐体自动线性焊接装置的结构图。
26.图2是工作台、导料组件和卸料辊道的结构图。
27.图3是转动组件的局部剖切图。
28.图4是上下料装置的结构图。
29.图5是保护装置的结构图。
30.图6是焊枪头处的局部结构图。
31.主要附图标记说明：
32.1-工作台，11-第一导轨，12-第二导轨；
33.2-转动组件，21-转动座，22-转筒组件，221-第一套筒，222-第一套口，223-第二套筒，224-第二套口，23-第一驱动部，231-第一气缸，232-连接块，233-连接套，24-驱动组件，
241-驱动轴，242-齿轮箱，243-转动电机；
34.3-卸料辊道；
35.4-上下料装置，41-上料组件，411-上料工装，412-定位槽，413-夹紧装置，414-第三气缸，415-夹块，416-胶头，42-下料组件，421-电磁铁组件，422-磁座，423-磁头，424-外壳，425-磁芯，426-第一卡口，427-第二卡口，428-线圈，429-让位槽，43-移动托盘，44-第二气缸，45-第一液压缸，46-第二液压缸；
36.5-导料组件，51-导料柱，52-导料导轨；
37.6-保护装置，61-保护罩，62-第一升降部，63-第一罩口，64-第二罩口，65-维修口，66-保护盖，67-观察口；
38.7-多轴焊接机器人，71-多轴焊接臂，72-焊枪头，73-保护套，74-激光测距仪，741-激光发射头，742-激光接收头，743-保护围板，75-水冷套，751-进水管，752-出水管；
39.8-控制器；
40.9-洗枪机；
41.10-保护气罐。
具体实施方式
42.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
43.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”“上”、“下”、“前”、“后”“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“顶部”、“底部”、“顶面”、“底面”、“内”、“外”、“内侧”、“外侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
44.在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到术语“第一”、“第二”、“第三”只是用于描述目的以及区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
45.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。下面根据本实用新型的整体结构，对其实施例进行说明。
46.如图1到图6所示，该实施例中的罐体自动线性焊接装置包括：工作台1，第一导轨11，第二导轨12，转动组件2，转动座21，转筒组件22，第一套筒221，第一套口222，第二套筒223，第二套口224，第一驱动部23，第一气缸231，连接块232，连接套233，驱动组件24，驱动
轴241，齿轮箱242，转动电机243，卸料辊道3，上下料装置4，上料组件41，上料工装411，定位槽412，夹紧装置413，第三气缸414，夹块415，胶头416，下料组件42，电磁铁组件421，磁座422，磁头423，外壳424，磁芯425，第一卡口426，第二卡口427，线圈428，让位槽429，移动托盘43，第二气缸44，第一液压缸45，第二液压缸46，导料组件5，导料柱51，导料导轨52，保护装置6，保护罩61，第一升降部62，第一罩口63，第二罩口64，维修口65，保护盖66，观察口67，多轴焊接机器人7，多轴焊接臂71，焊枪头72，保护套73，激光测距仪74，激光发射头741，激光接收头742，保护围板743，水冷套75，进水管751，出水管752，控制器8，洗枪机9，保护气罐10。
47.工作台1固定在地面上，在工作台1上安装有第一导轨11，第一导轨11的两侧分别安装有一组第二导轨12，第二导轨12与第一导轨11相互垂直，第一导轨11由工作台1的后侧向其前侧延伸；转动组件2包括：转动座21、转筒组件22、第一驱动部23和驱动组件24；转动座21内部为中空结构，其安装在第二导轨12上并能沿第二导轨12滑动，第一驱动部23包括：第一气缸231、连接块232和连接套233；第一气缸231固定安装在转动座21内，第一气缸231的活动端向工作台1的两端延伸，连接块232固定安装在工作台1的端部并且与工作台1的顶面相互垂直；连接套233以可转动的方式安装在连接块232上，同时连接套233通过套孔套在第一气缸231的活动端的外周并与其相互固定，连接套233的套孔与其转动轴线相互垂直；驱动组件24安装在转动座21的内部，其包括：驱动轴241、齿轮箱242和转动电机243；驱动轴241通过轴承座安装在转动座21上并能够转动，驱动轴241的一端从两个转动座21相对一端向外延伸并与转筒组件22的端部同轴固定连接，齿轮箱242固定安装在转动座21内，齿轮箱242的输出端与驱动轴241相连接，齿轮箱242的输入端与转动电机243的输出端连接，齿轮箱242的输入端和输出端能够同步转动；转筒组件22包括第一套筒221和第二套筒223；第一套筒221的一端通过螺栓以可拆卸的方式与驱动轴241的端部同轴连接，第一套筒221的另一端开设有第一套口222；第二套筒223的一端通过螺栓以可拆卸的方式与第一套口222相互连接，第二套筒223的另一端开设有第二套口224。
48.卸料辊道3安装在工作台1的后侧，卸料辊道3的输送方向与第一导轨11相垂直，沿卸料辊道3的输送方向间隔安装有多个滚筒。
49.上下料装置4包括：上料组件41、电磁铁组件421、移动托盘43、第二气缸44、第一液压缸45和第二液压缸46；移动托盘43安装在第一导轨11上，第二气缸44安装在移动托盘43与工作台1的后侧之间，第二气缸44能够驱动移动托盘43沿第一导轨11滑动，移动托盘43上安装有垂直的第一液压缸45和第二液压缸46；下料组件42位于上料组件41与卸料辊道3之间，上料组件41包括上料工装411，上料工装411上开设有向内凹陷的半圆形的定位槽412，定位槽412的两端分别从上料工装411的两侧向外延伸，定位槽412的一侧安装有夹紧装置413，第一液压缸45的活动端与上料工装411固定连接，夹紧装置413包括：第三气缸414、夹块415和胶头416；第三气缸414固定安装在上料工装411上，第三气缸414的活动端能够向定位槽412的方向伸缩，第三气缸414的活动端安装有夹块415，夹块415上安装有两个由橡胶材料制成的胶头416，胶头416的端部朝向定位槽412，胶头416的侧部带有一定锥角使其根部的直径大于其端部的直径，两个胶头416位于定位槽412的轴线的上方；电磁组件421包括：磁座422和磁头423；第二液压缸46的活动端与磁座422固定连接，磁头423通过四根螺柱和螺母安装在磁座422上，通过调节螺母在螺柱上的距离能够改变磁头423到磁座422之间
的距离，磁头423包括的外壳424，外壳424的顶部开设有开口，外壳424内安装有可上下弹性浮动的磁芯425，外壳424上开设有“v”形的第一卡口426，磁芯425上开设有“v”形的第二卡口427，第二卡口427的形状与第一卡口426的形状相一致并高于第一卡口426，第二卡口426的中间开设有让位槽429，该让位槽429的方向与第二卡口426的方向相互垂直，在磁芯425和外壳424之间安装有线圈428，线圈428与磁座422电性连接，下料组件42包括可升降的电磁铁组件421。
50.导料组件5安装在上下料装置4与卸料辊道3之间，导料组件5包括两根垂直固定焊接在工作台1的顶面的导料柱51，各导料柱51分别位于第一导轨11的两侧，导料柱51的顶端与卸料辊道3之间安装有导料导轨52，导料导轨52从导料柱51向卸料辊道3的方向逐渐向下倾斜。
51.保护装置6包括保护罩61和第一升降部62；保护罩61通过第一升降部62与任意一个转动座21连接，第一升降部62为气缸或者液压缸，其能够驱动保护罩61进行升降，保护罩61的上下端分别开设有相互连通的第一罩口63和第二罩口64，保护罩61的一侧开设有维修口65，维修口65处安装有可开合的保护盖66，保护罩66的一侧与维修口65的一侧相互铰接，保护盖66上开设有与维修口65相对应的观察口67，观察口67中安装有遮光玻璃片。
52.多轴焊接机器人7包括多轴焊接臂71和焊枪头72，多轴焊接臂71的一端以可转动的方式安装在工作台1上，焊枪头72安装在多轴焊接臂71的另一端并能够转动，焊枪头72上安装有保护套73，在焊枪头72的一侧固定安装有激光测距仪74，在保护套73上套有水冷套75，水冷套75内开设有环形的内腔，水冷套75上安装有进水管751和出水管752，进水管751和出水管752同时与内腔相连通并且由外部的水泵提供循环的冷却水；激光测距仪74的端部安装有激光发射头741和激光接收头742，在发射头741和激光接收头742的环周安装有保护围板743 ，在工作台1上还安装有控制器8、洗枪机9和保护气罐10，保护气罐10与保护套73的内部相连通，控制器8和洗枪机9同时设于工作台1的外侧，并且洗枪机9与控制器8相互靠近。
53.接下来，对该实施例中一种罐体自动线性焊接装置的工作过程进行详细说明，以使本领域技术人员更了解本实用新型：
54.上料：将点焊好的罐体放置在定位槽412中，然后启动夹紧装置413将罐体夹紧，然后第一液压缸45驱动上料工装411向上抬升，并且移动上料组件41使罐体的两端分别与转筒组件22的口部同轴对正，启动第一驱动部23使两个转动座21相互靠近，使两个转筒组件22分别扣合在罐体的两端对其定位；
55.保护：保护装置6中的保护罩61通过第一升降部62的驱动使其下落，并且位于罐体的上方与其侧部相互贴近；
56.检测：多轴焊接机器人7的焊枪头72自动移动至保住罩61的上方并从第一罩口63伸入至保护罩中，然后激光测距仪74测量焊缝处与其之间的距离，此时转筒组件22带动罐体进行转动，并且使激光测距仪74分别在焊缝的圆周方向采集7个探测点，并且根据各探测点的距离差值拟合出焊缝的圆度以及圆心的位置；
57.线性焊接：启动焊枪头，并且同时启动外部的水循环系统，使水冷套75中产生循环冷却水；
58.洗枪：焊接完成后，多轴焊接臂71将焊枪头72移动至洗枪机9处，对焊枪头72进行
清洗；
59.落料：下料组件42移动至罐体的下方并且第二液压缸46带动其向上抬升，同时将电磁铁组件421通电使其将罐体的外周进行吸合，转动座21向工作台1的两端移动使转筒组件22与罐体的两端相互分离，下料组件42携带罐体移动至导料组件5之间，然后第二液压缸46驱动下料组件42下降并且同时使电磁铁组件421断电，使罐体的两端分别抵接在两个导料轨道52上，罐体沿导料轨道52滑落至卸料辊道3上。
60.综上所述，本实施例中的罐体自动线性焊接装置通过在多轴焊接机器人的焊枪头上设置有激光测距仪，能够在对罐体进行线性焊接之前对罐体的外周进行多点采样，从而确定其焊缝的实际的位置坐标以及形状公差，然后再通过多轴机器人的焊接枪进行自适应线性焊接，从而消除了重复定位误差对焊缝精度的影响；通过设置有上下料装置以及导料组件，能够进行快速上下料，从而提升了生产节拍；通过在保护套上安装有水冷套能够实时对焊枪的保护套进行降温，从而提升保护套的使用寿命。
61.前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的，这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化，尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，但本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对实用新型的限制，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合，对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够在阅读完本说明书后可在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下，可以根据需要对实施例做出没有创造性贡献的修改、替换、变型以及各种不同的选择和改变，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。