管道组对焊接一体化机头的制作方法

1.本发明涉及焊接设备领域，具体涉及管道对接焊接设备领域。


背景技术：

2.目前工程安装技术领域中，为保证管道焊接质量，已逐步采用自动焊方式进行管道对接焊缝的焊接。但是，目前的管道组对还处于手工组对阶段，需要人工组对好之后再架设自动焊设备进行自动化焊接。同时，手工组对需要进行多次调整来保证组对参数的均匀性且增加了过程焊接接头及接头打磨，在一定程度上制约了焊接效率和质量。
3.有鉴于此，需要一种管道组对焊接一体化机头，以解决上述问题。


技术实现要素：

4.本发明的一个目的是提供一种管道组对焊接一体化机头，实现组对焊接一体化，减少管道组对时间，提高组对效率和焊接质量。
5.为实现上述目的的管道组对焊接一体化机头包括连接调节结构、夹持调节结构以及焊接结构，连接调节结构包括一对相向设置的底板和连接所述底板的推杆调节机构，一对所述底板形成进行管道对接和焊接的操作空间，所述推杆调节结构用于调节所述底板之间的间距，进而调整所述操作空间的尺寸；夹持调节结构包括第一旋转机构、第一夹持机构以及导向调节机构，所述第一夹持机构设置在所述第一旋转机构上，用于夹持和调节管道，所述第一旋转机构设置在所述导向调节机构上，所述导向调节机构用于带动所述第一旋转机构和所述第一夹持机构实现至少两个维度上的移动，所述导向调节机构设置在其中一个所述底板的外部；焊接结构包括第二旋转机构、焊接机构和第二夹持机构，所述焊接机构设置在所述第二旋转机构上，并位于所述操作空间内，用于夹持焊枪系统以对对接管道进行焊接，所述第二旋转机构设置在其中另一个所述底板内部，所述第二夹持机构设置在其中另一个所述底板外部，用于夹持管道。
6.在一个或多个实施例中，所述底板为包括本体、空腔和位于所述空腔两侧的翼板，多个所述推杆调节机构的两端连接一对底板的所述本体和所述翼板，所述空腔用于通过所述管道。
7.在一个或多个实施例中，各所述推杆调节机构能够进行联动调节也能够进行非联动独立调节。
8.在一个或多个实施例中，所述第一夹持机构和/或所述第二夹持机构包括可调节开度的一对开口夹钳。
9.在一个或多个实施例中，所述管道在所述第一夹持机构内能够被抽拉、旋转和移动，所述管道在所述第二夹持机构保持固定。
10.在一个或多个实施例中，所述导向调节机构包括第一调整台和第二调整台，所述第一调整台包括第一调整轨道和第一调整滑块，所述第二调整台设置在所述第一调整滑块上，所述第二调整台包括第二调整轨道和第二调整滑块，所述第二调整轨道和所述第一调
整轨道正交设置，所述第一旋转机构设置在所述第二调整滑块上，所述第一调整台通过连接件固定在其中一个所述底板外侧。
11.在一个或多个实施例中，所述第二旋转机构包括第二固定板和第二旋转板，所述第二固定板通过连接件设置在其中另一个所述底板朝向所述操作空间的一侧，所述焊接机构设置在所述第二旋转板上。
12.在一个或多个实施例中，所述焊接机构包括焊枪安装座以及安装件，所述安装件固定设置在所述旋转板上，所述焊枪安装座设置在所述安装件上，用于夹持焊枪系统。
13.在一个或多个实施例中，所述安装件包括轴向调节机构和径向调节机构，所述径向调节机构固定设置在所述旋转板上，所述轴向调节机构可滑动地设置在所述径向调节机构上。
14.上述管道组对焊接一体化机头通过对连接调节结构、夹持调节结构以及焊接结构的设计布置，实现管道的组对、调节，通过焊接机构和多个旋转机构实现对管道的周向焊接，进而一体化同步实现了组对和焊接，改善了组对焊接的效果、提高了组对焊接效率，提升了组对焊接的自动化水平，进而缩短组对周期
附图说明
15.本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：
16.图1是管道组对焊接一体化机头的一个实施例的示意图。
17.图2是连接调节结构的一个实施例的示意图。
18.图3是夹持调节结构的一个实施例的示意图。
19.图4是第一夹持机构的一个实施例的示意图。
20.图5是导向调节机构的一个实施例的示意图。
21.图6是焊接结构的一个实施例的示意图。
22.图7是第一旋转机构的一个实施例的示意图。
23.图8是焊接结构的一个实施例的示意图。
具体实施方式
24.下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。
25.需要注意的是，这些以及后续其他的附图均仅作为示例，其并非是按照等比例的条件绘制的，并且不应该以此作为对本发明实际要求的保护范围构成限制。
26.本公开所述的管道组对焊接一体化机头用于实现一体化地实现管道的组对、夹持与焊接过程。参照图1所示，管道组对焊接一体化机头包括连接调节结构10、夹持调节结构20以及焊接结构30。
27.连接调节结构10包括一对相向设置的底板11和连接底板11的推杆调节机构12，一对底板11形成管道对接和焊接的操作空间13，推杆调节结构12用于调节底板11之间的间
距，进而调整操作空间13的尺寸。夹持调节结构20包括第一旋转机构21、第一夹持机构22以及导向调节机构23，第一夹持机构22设置在第一旋转机构21上，用于夹持和调节管道，诸如管道的伸出量、焊接位置等尺寸位置参数。
28.第一旋转机构21设置在导向调节机构23上，导向调节机构23用于带动第一旋转机构21和第一夹持机构22实现至少两个维度上的移动，导向调节机构23设置在其中一个底板11的外部。焊接结构30包括第二旋转机构31、焊接机构33和第二夹持机构32，焊接机构33设置在第二旋转机构31上，并位于操作空间13内，用于夹持焊枪系统，以对对接后的管道进行焊接，第二旋转机构31设置在其中另一个底板11内部，第二夹持机构32设置在其中另一个底板11外部，，用于在另一侧夹持对接的另一根管道。
29.具体的，连接调节结构10参照图1所示，由两块位于两侧的带开口的底板11及中间的推杆调节结构12组成。底板11采用快速组装卡座方式进行连接固定，方便不同规格尺寸焊接端和夹持调节端的快速更换。底板11包括本体111、空腔112和位于空腔112两侧的翼板113，多个推杆调节机构12的两端连接一对底板的本体111和翼板113，空腔112用于通过管道，翼板113和本体111提供供夹持调节结构20和焊接结构30固定在底板11上的固定点。
30.中间的推杆调节结构12用于连接和调整两侧底板11的间距，从而改变一侧的焊接机构和另一侧的夹持机构的轴向距离，调整操作空间13的尺寸。
31.各推杆调节机构12可实现联动调节也可实现非联动独立调节。可根据需要布设多根推杆，联动调节时，可进行组对间隙的均匀调节，达到组对间隙一致性调节的目的，而非联动独立调节时，进行不同位置组对间隙的单独调节，从而达到不同位置组对间隙不一致调节的目的。
32.夹持调节结构20参照图3至5理解，导向调节机构23固定在连接调节结构10的底板11上，可通过径向十字滑台实现径向的二维调节，进而带动夹持调节端旋转机构、夹持机构共同运动以调节管道组对的错边，实现组对错边量的调节，从而实现管道组对错边量的调节。
33.具体的，如图5所示，导向调节机构23包括第一调整台231和第二调整台232，第一调整台231包括第一调整轨道和第一调整滑块，第二调整台232设置在第一调整滑块上，第二调整台232包括第二调整轨道和第二调整滑块，第二调整轨道和第一调整轨道正交设置，第一旋转机构21设置在第二调整滑块上，第一调整台231通过连接件固定在其中一个底板11外侧，进而实现十字方向的调节。其中上下调节方向贯穿第一旋转机构21的中心，通过电机驱动方式带动导向滑块的运动，实现十字方向的运动，带动第一旋转机构21进行管道径向运动。
34.第一旋转机构21固定在导向调节机构23上，通过带动第一夹持机构22实现夹持调节端管道的转动，实现管道的旋转，从而实现管道椭圆度调节，减小错边的作用。第一旋转机构21可参照图7理解，包括第一固定板211和第一旋转板212，第一固定板211通过连接件固定在底板11上，第一旋转板212受第一电机213的驱动而转动。第一夹持机构22固定于第一旋转机构21上，主要用于夹紧固定管道。
35.第一夹持机构22与第二夹持机构32的结构相似。如参照图4所示，包括可调节开度的开口夹钳311以及用于调节开度的调节螺栓312，一对调节螺栓312的螺纹转动带动其下方的开口夹钳311的移动，进而控制一对开口夹钳311的间距，完成对不同直径的管道的夹
持，手柄313进一步固定开口夹钳311的位置，完成对管道的夹紧。
36.开口夹钳311实现管道的快速夹持，通过自身调节机构实现夹持大小的调节，可进行不同规格焊接机构的快速更换，以适用一定范围不同管径的管道。通过设置底板两侧的两个夹持机构，实现对焊缝两端管道的夹持。具体的可分为焊接结构端夹持机构和夹持调节结构端夹持机构，分别对应图1所示的位于右侧第二夹持机构32和位于左侧的第一夹持机构22。
37.在一些实施例中，用于对接的一侧管道在第一夹持机构22内能够被抽拉、旋转和移动，另一侧管道在第二夹持机构32保持固定。第二夹持机构32的夹持中心与第二旋转机构31的中心一致，起到固定定位作用，而不被移动或转动。第二夹持机构32则通过旋转带动管道转动，进行组对椭圆度的调节，即一端管道固定，一端管道旋转进行椭圆度的调节，完成两个管道的对接。管道对接的完成度可由工作人员或者测量工具完成校对。
38.第二旋转机构31与第一旋转机构21结构接近，如图6所示，包括第二固定板311和第二旋转板312，第二固定板311通过连接件设置在其中另一个底板11朝向操作空间13的一侧，焊接机构33设置在第二旋转板312上。第二旋转机构31通过第二电机34的驱动实现旋转，并带动焊接机构33一并旋转，调整焊枪位置。
39.参照图8所示，在一些实施例中，焊接机构33包括焊枪安装座331以及安装件332，安装件332固定设置在旋转板312上，焊枪安装座331设置在安装件332上，用于夹持焊枪系统。焊枪系统包括焊枪固定座、送丝系统、焊丝盘固定架等。为焊接实施部件，可根据需要布设焊枪实现不同焊接方法的焊接，如氩弧焊、熔化极气保焊等。
40.安装件332包括轴向调节机构3322和径向调节机构3321，径向调节机构3321固定设置在旋转板312上，轴向调节机构3322可滑动地设置在径向调节机构3321。如图8所示，焊枪安装座331设置在轴向调节机构3322上，通过电机的驱动，带动焊枪安装座331在轴向调节机构3322上轴向移动。径向调节机构3321包括沿径向方向上运动的滑块，轴向调节机构3322跟随径向调节机构3321上的滑动径向移动，从而完成焊枪的径向和轴向移动，实现管道的周向焊接。此处轴向方向指管道的轴向方向，径向指管道的径向方向。
41.将上述连接调节结构10、焊接结构30、夹持调节结构20如上进行连接后即可形成管道组对焊接一体化机头，将焊接结构的第二夹持机构装夹于待焊焊缝一侧管道，使焊枪位置保持在焊缝坡口处，将另一侧管道用夹持调节结构端的第一夹持机构22装夹固定，通过第一旋转机构21的旋转调整待焊焊缝两侧管道的组对相对椭圆度，通过人工观察测量方式以保持最佳椭圆度状态，再通过导向调节机构23的径向十字调节进行待焊坡口两侧的组对错边量的调节，同样采用人工观察测量方式达到最佳或工艺要求错边量，最后通过连接推杆进行待焊坡口两侧的组对间隙的调节，达到最佳或工艺要求组对间隙。然后通过旋转机构1的旋转带动焊接机构围绕管道坡口的周向运动，实现管道坡口的焊接。
42.通过管道组对焊接一体化机头，可进行管道组对、焊接的流程化进行，无需提前进行人工组对，减少施工工序和人员投入，且通过机械调节方式可精确控制组对间隙、错边等影响自动焊质量的因素，从而提高焊接效率和焊接质量。
43.需要说明的是，上述内容使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本技术保护范围的限制。
44.同时，本技术使用了特定词语来描述本技术的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本技术至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本技术的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
45.本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。