一种钢丝绳卷筒多轴协同焊接装置的制作方法

1.本实用新型涉及起重机领域，尤其是涉及一种钢丝绳卷筒多轴协同焊接装置。


背景技术：

2.起重机钢丝绳卷筒是起重机的关键结构件，对于大型起重机来说，由于钢丝绳卷筒的长度和壁厚较大，无法一次卷圆成型，因此需要先对两块厚度为20mm-65mm的q235钢板进行卷圆，形成两个短卷筒，然后将两个短卷筒进行环焊，形成一个长卷筒。现有的焊接过程是，先采用埋弧焊跑车对两个短卷筒的纵向接缝进行埋弧焊接，然后将两个短卷筒放置在滚轮架上，通过转动滚轮架对两个短卷筒之间的环向接缝进行埋弧焊接。
3.由图1所示，卷筒3的纵向接缝呈倒三角形，由于钢板的壁厚较大，卷筒3的直径较小，焊口需要进行多次堆叠焊接才能充满。现有做法的缺点在于，当堆叠焊接到焊口的上部，由于此处的宽度已经超出埋弧焊接的焊宽，因此熔液无法与钢板基体进行熔合，形成焊接缺陷，这种情况在常规卷筒的焊接中是遇不到的。此外，两个短卷筒需要反复进行定位调整，导致定位精度差，焊缝成型状态不稳定，严重影响卷筒的焊接质量和作业效率。


技术实现要素：

4.为了克服背景技术中的不足，本实用新型公开了一种钢丝绳卷筒多轴协同焊接装置，采用如下技术方案：
5.一种钢丝绳卷筒多轴协同焊接装置，包括龙门架、卷筒滚架和埋弧焊机，所述卷筒滚架由多个双轮滚架同轴排列而成，卷筒滚架用于支撑并带动钢丝绳卷筒旋转；龙门架连接有xyz三向滑台，其中，x向滑台设置在龙门架的横梁上，埋弧焊机的焊枪设置在三向滑台的z向滑台上；在对卷筒的纵向接缝进行焊接时，x向滑台和y向滑台在数控系统的控制下联动，使焊枪沿纵向接缝做周期性的波浪运动。
6.进一步地改进技术方案，所述埋弧焊机包括控制柜、焊剂回收装置、焊剂箱、送丝机和焊枪，其中，焊剂箱、送丝机和焊枪设置在z向滑台的下端。
7.进一步地改进技术方案，在焊枪与z向滑台之间设置有y-z向微调机构，y-z向微调机构用于在yz平面内微调焊枪的位置。
8.进一步地改进技术方案，三向滑台由伺服系统驱动，双轮滚架由调速电机驱动。
9.由于采用上述技术方案，本实用新型具有如下有益效果：
10.本焊接装置能够在驱动x向滑台横向移动的同时，驱动y向滑台作往复运动，使焊枪相对于焊口作出波浪形的行走轨迹。y向滑台的往复运动，增加了焊枪在焊口宽度方向上的热熔宽度以及熔液的填充宽度，因此能够使熔液与钢板基材完全熔合，避免焊接缺陷的产生。
11.相对于现有的焊接方式，本焊接装置不需要对卷筒进行多次划线，也不需要对卷筒进行反复焊接定位，有效提升了作业效率。
附图说明
12.图1为卷筒纵向焊口的示意图。
13.图2为本实用新型的结构示意图。
14.图中：1、龙门架；2、双轮滚架；3、卷筒；4、x向滑台；5、y向滑台；6、z向滑台；7、控制柜；8、焊剂回收装置；9、焊剂箱；10、送丝机；11、焊枪；12、y-z向微调机构。
具体实施方式
15.下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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。还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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，或是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
16.一种钢丝绳卷筒多轴协同焊接装置，如图2所示，包括龙门架1、卷筒滚架和埋弧焊机。下面具体说明其结构及作用。
17.在龙门架1上连接有xyz三向滑台，在本实施例中，x向滑轨设置在龙门架1的横梁上，x向滑台4能够通过齿轮齿条的驱动方式沿x向滑轨水平移动。同样的，在x向滑台4上设有y向滑轨，y向滑台5能够沿y向滑轨水平移动，z向滑台6能够垂直移动。三向滑台连接有伺服电机，并由伺服系统驱动。在z向滑台6的下端设置有焊枪11，在数控系统的控制下，焊枪11能够沿xyz三个方向移动。
18.卷筒滚架由五个双轮滚架2同轴排列而成，卷筒滚架用于支撑并带动钢丝绳卷筒3旋转。每个双轮滚架2具有一个主动滚轮和一个从动滚轮，主动滚轮与从动滚轮相对设置，主动滚轮由调速电机驱动旋转。
19.为保证焊接质量，焊机采用埋弧焊机。埋弧焊机包括控制柜7、焊剂回收装置8、焊剂箱9、送丝机10和焊枪11，其中，焊剂箱9、送丝机10和焊枪11设置在z向滑台6的下端。控制柜7和焊剂回收装置8设置在x向滑台4上。
20.为了便于焊枪11的调整，在焊枪11与z向滑台6之间设置有y-z向微调机构12，y-z向微调机构12用于在yz平面内微调焊枪11的位置。
21.工作过程：
22.首先将两个短卷筒3放在卷筒滚架上，对纵向接缝的底部进行埋弧焊接，此时数控系统仅驱动x向滑台4横向移动。然后通过移动z向滑台6抬高焊枪11，重新进行横向埋弧焊接以堆高焊缝。当堆焊到焊口的中部时，数控系统在驱动x向滑台4横向移动的同时，驱动y向滑台5作往复运动，这样使焊枪11相对于焊口作出波浪形的行走轨迹。由于y向滑台5的往复运动，增加了焊枪11在焊口宽度方向上的热熔宽度以及熔液的填充宽度，因此能够使熔液与钢板基材完全熔合，避免焊接缺陷的产生。随着堆高的增加，y向滑台5的往复运动幅度
相应增大，直至焊口被完全填充。
23.当纵向接缝焊接后，将两个短卷筒3并在一起，并将两个短卷筒3的纵向接缝错开至少45
°
，避免焊接应力的集中。由于两个短卷筒3具有统一的定位基准，因此能够保证环缝的均匀。此时启动调速电机使双轮滚架2匀速旋转，使焊枪11对环向接缝进行埋弧焊接。环向接缝在焊前要开坡口，对于大坡口，也可以采用上述的焊接方式，不过此时数控系统仅需要驱动x向滑台4作横向往复移动。焊宽越大，x向滑台4横向往复运动的幅度越大。
24.由于本焊接装置具有四轴运动结构，相对于现有的焊接方式，本焊接装置不需要对卷筒进行多次划线，也不需要对卷筒进行反复焊接定位，有效提升了作业效率。
25.未详述部分为现有技术。尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的保护范围由所附权利要求及其等同物限定。


技术特征：
1.一种钢丝绳卷筒多轴协同焊接装置，包括龙门架、卷筒滚架和埋弧焊机，所述卷筒滚架由多个双轮滚架同轴排列而成，卷筒滚架用于支撑并带动钢丝绳卷筒旋转，其特征是：龙门架连接有xyz三向滑台，其中，x向滑台设置在龙门架的横梁上，埋弧焊机的焊枪设置在三向滑台的z向滑台上；在对卷筒的纵向接缝进行焊接时，x向滑台和y向滑台在数控系统的控制下联动，使焊枪沿纵向接缝做周期性的波浪运动。2.如权利要求1所述的一种钢丝绳卷筒多轴协同焊接装置，其特征是：所述埋弧焊机包括控制柜、焊剂回收装置、焊剂箱、送丝机和焊枪，其中，焊剂箱、送丝机和焊枪设置在z向滑台的下端。3.如权利要求2所述的一种钢丝绳卷筒多轴协同焊接装置，其特征是：在焊枪与z向滑台之间设置有y-z向微调机构，y-z向微调机构用于在yz平面内微调焊枪的位置。4.如权利要求1所述的一种钢丝绳卷筒多轴协同焊接装置，其特征是：三向滑台由伺服系统驱动，双轮滚架由调速电机驱动。

技术总结
一种钢丝绳卷筒多轴协同焊接装置，包括龙门架、卷筒滚架和埋弧焊机，所述卷筒滚架由多个双轮滚架同轴排列而成，卷筒滚架用于支撑并带动钢丝绳卷筒旋转；龙门架连接有XYZ三向滑台，其中，X向滑台设置在龙门架的横梁上，埋弧焊机的焊枪设置在三向滑台的Z向滑台上；在对卷筒的纵向接缝进行焊接时，X向滑台和Y向滑台在数控系统的控制下联动，使焊枪沿纵向接缝做周期性的波浪运动。本焊接装置增加了焊枪在焊口宽度方向上的热熔宽度以及熔液的填充宽度，因此能够使熔液与钢板基材完全熔合，避免焊接缺陷的产生。此外，本焊接装置不需要对卷筒进行多次划线，也不需要对卷筒进行反复焊接定位，有效地提升了作业效率。有效地提升了作业效率。有效地提升了作业效率。


技术研发人员：李静宇 翟鹏宇 姚崇 韩艳红 王萌 王亚峰
受保护的技术使用者：河南卫华重型机械股份有限公司
技术研发日：2022.06.15
技术公布日：2022/8/23