[发明专利]一种大锥度粉筒自动化焊接装备及方法

权利要求书

1.一种大锥度粉筒自动化焊接装备，其特征在于，包括环形夹具安装装置、筒节自动对接装置以及筒节自动焊接装置，所述环形夹具安装装置用于将大锥度粉筒的各筒节安装至对应的环形夹具中，所述筒节自动对接装置用于将四节大锥度筒节在轴向和圆周向自动调整至焊接位置，所述筒节自动焊接装置用于对接后的粉筒焊缝的焊接；

所述环形夹具安装装置包括计算机、专用旋转工作台、环形夹具、环形夹具专用导轨小车以及第一CCD相机，所述第一CCD相机的输出端与计算机相连，所述计算机与专用旋转工作台相连，所述环形夹具设置在所述专用旋转工作台上，所述第一CCD相机用于检测筒节上刻线位置并将其输送至计算机，所述计算机基于第一CCD相机传输的筒节上刻线位置数据驱动所述专用旋转工作台转动至预设位置，所述计算机与环形夹具专用导轨小车相连，所述环形夹具专用导轨小车用于运送至专用旋转工作台附近，完成环形夹具与筒节组合，所述的环形夹具与筒节组合后将螺栓螺母拧紧；

所述的环形夹具内表面根据大锥度粉筒的外表面设计制造，所述的环形夹具内表面装有聚氨酯弹性保护条，环形夹具安装后，夹具内表面与粉筒外表面完全贴合，旋转工作台最大直径等于粉筒筒节小端内径。

2.根据权利要求1所述的大锥度粉筒自动化焊接装备，其特征在于，所述筒节自动对接装置包括可位移、可旋转的V型辊轮架、第二CCD相机组和计算机，所述V型辊轮架的数量匹配筒节数量，所述V型辊轮架用于放置相应的环形夹具及筒节，所述第二CCD相机组的输出端与计算机相连，所述第二CCD相机组用于检测筒节上刻线位置并将其输送至计算机，计算机基于第二CCD相机传输的筒节上刻线位置数据驱动所述V型辊轮架上辊轮旋转至预设位置；所述第二CCD相机组还用于采集筒节焊缝位置信息并将其输送至计算机，计算机基于第二CCD相机传输的筒节焊缝位置信息控制V型辊轮架轴向移动至焊接位置。

3.根据权利要求1所述的大锥度粉筒自动化焊接装备，其特征在于，所述环形夹具包括电磁锁紧装置，其用于在筒节自动对接装置将相邻筒节位置调节完毕后锁紧。

4.根据权利要求1所述的大锥度粉筒自动化焊接装备，其特征在于，所述环形夹具侧边均布有螺栓孔，两个半圆环形夹具和筒节装配完成后，所述的半圆环形夹具以螺栓、螺母锁紧。

5.根据权利要求1所述的大锥度粉筒自动化焊接装备，其特征在于，每个筒节配置两台V型辊轮架，并且两台V型辊轮架关于大锥度粉筒的中心面对称放置，所有V型辊轮架的V型臂张开角度相同，每个V型辊轮架上至少有一个可由伺服电机驱动旋转的辊轮。

6.根据权利要求2所述的大锥度粉筒自动化焊接装备，其特征在于，所述的环形夹具在V型辊轮架上安装后的外圆中心点距离地面的高度大于环形夹具外圆半径与第二CCD相机的高度之和。

7.根据权利要求1所述的大锥度粉筒自动化焊接装备，其特征在于，焊机为激光焊接机或熔化极惰性气体保护焊焊接机，所述的激光焊的焊接速度为1500~2000 mm/min，所述的熔化极惰性气体保护焊的焊接速度为400~500 mm/min，两者均采用单面焊接双面成型工艺。

8.一种大锥度粉筒自动化焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、吊运装置将大锥度粉筒筒节放置在旋转工作台上，第一CCD相机收集大锥度粉筒筒节上刻线位置信息并反馈至计算机，计算机计算与环形夹具安装位置偏差，驱动旋转工作台旋转至预设位置；计算机驱动环形夹具专用导轨小车将环形夹具与旋转工作台上的筒节组装；将环形夹具侧边的螺栓、锁母锁紧，完成大锥度粉筒筒节和环形夹具的安装；

步骤2、吊运装置将环形夹具和筒节整体放置在V型辊轮架组的辊轮架上，第二CCD相机组依次采集各筒节刻线位置，反馈至计算机，计算机计算圆周位置偏差后驱动V型辊轮架组上辊轮转动，辊轮带动环形夹具将筒节在圆周向旋转至焊接位置，完成四组环形夹具-筒节组合圆周向位置调整后，第二CCD相机组采集三处焊缝位置，驱动V型辊轮架组在第二导轨组上移动，V型辊轮架组带动四组环形夹具-筒节组合在粉筒轴向移动至焊接位置，四个大锥度粉筒筒节焊接前组对对接完成；

步骤3、筒节自动焊接时，V型辊轮架组所有的辊轮以相同的速度转动，辊轮的实时转动速度根据焊缝圆弧细分后计算得出，同时，焊枪法向移动，焊枪和环形夹具联动确保焊接点处的焊接线速度保持恒定，焊接时，先同时焊接两边筒节的焊缝，然后焊接中间焊缝；

步骤4、焊接结束后，第二CCD相机组采集焊缝外观信息，判断产品焊接质量是否合格。