[实用新型]管道全位置自动焊接操作机

说明书

本实用新型涉及一种电弧焊接机，特别是一种管道全位置自动焊接机。

美国亚克公司生产并销售了一种CMC管道焊接机，它带有行走机构和焊接电源，主计算机分别与行走电机、焊接电源、送丝电机、升降控制电机、X轴进给控制电机、电极摆动电机连接，主计算机同时与远控盒上的按键接受指令和预置数据，在电极摆动机构前端固定着摄像监视器。该种管道焊接设备替代了一些人工不能进入的领域，如在核工业、电站建设、锅炉生产中的一些高温、高压环境。但是该种设备仍然存在一些不足，如：该种设备在焊接过程中只能沿一个方向转动，不能逆送，即不能进行双向焊接，这就降低了生产效率，并增加了启弧、收弧次数，在一定程度上影响了产品质量。行走电机走到管道低点时，由于重力作用，使电机与轨道间产生误差，同样也会直接影响焊接质量。机头在绕钢管行走时还会出现沿轴向的偏移，导致焊接头偏离管道横截面，使焊接质量降低。

本实用新型的目的在于提供一种焊接质量好，焊接精度高的管道全位置自动焊接操作机。

本实用新型的目的是通过如下结构实现的：一种管道全位置自动焊接操作机，带有行走机构1和焊接电源2，主计算机12分别与行走电机13、焊接电源2、送丝电机15、升降控制电机16、X轴进给控制电机17、电极摆动电机18电连接，主计算机同时与远控盒14上的按键19以及主机上的操作盘20电连接，并通过按键19或20接受指令和预置数据，在电极摆动机构9前端固定着摄像监视器11，行走机构1上固定着送丝机构6，行走机构1位于导环5上，导环上有多个微调机构4，微调机构4位于工件3与导环5之间，行走机构1上部安装着X轴进给机构7，在X轴进给机构7的一端固定着电弧电压调节升降机构8，该升降机构8上带有电极摆动机构9，自动升降机构8为连杆滑套机构与滚动滑板28中心铰接构成，即电机主轴与连杆22固定连接，连杆22另一端与滑套37滑动配合，滑套37铰接在滑板28中心，滑板20周边带有导轮23。

本实用新型实现了计算机控制的全位置自动焊接，避免了人为因素造成的产品质量的波动，使焊接质量稳定，焊接过程易于监控。本实用新型的导环结构能够保证焊接机头始终在管道横截平面内移动，当安装导环时通过导环上面的检测器经微调机构检测导环与焊口之间的距离，并通过微调丝杠调节后，保证焊接机头安装后可平行于焊口行走。升降机构容易出现的问题是精度低响应慢，而且存在间隙，尤其是在全位置焊接时，间隙的变化造成焊接缺陷，本实用新型采用的是连杆滑套与滚动滑板中心铰接构成，既可获得很大的行程，又可保证很高的动态响应，而且在升降过程中无横向纵向位移。本实用新型的另一特点是：焊矩可以绕回转中心线无限旋转，它可满足焊接机头在逆时针、顺时针行走，双向供丝时进行双向焊接，比单向焊接提高效率近一倍。由于本实用新型电极轴线与焊矩回转中新成一定倾角，当焊矩主轴自转时，即会带动电极左、右摆动，确保焊接时坡口两侧熔透，满足工艺要求。一般送丝机都没有无丝报警装置，因此，在自动焊接时，操作人员无法准确确定停机装丝时间，如停机过早。焊丝盘内剩余焊丝较多，将造成很大的浪费，但如不能在无丝前及时停机，又不可避免的产生焊接缺陷，本实用新型的报警装置，可及时通知后续电路进行处理判断，并进行报警提示，提高本实用新型的可靠性，提高焊接质量，减少浪费。

图1为本实用新型结构示意图：

图2为本实用新型电路连接结构图：

图3为升降机构结构示意图：

图4为导环结构示意图：

图5为导环与行走机构连接关系图；

图6为送丝报警装置结构示意图；

图7为电极摆动机构以及焊矩结构剖视图；

图8为摄像监视器结构示意图；

图9为圆柱形焊矩罩结构图：

图10为矩形气罩结构示意图。

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详述。

如图1所示的本实用新型，其行走机构1包括驱动电机、消间隙电机和调整两个电机转速差的电位器，电机经减速器后再经输出齿轮与齿条啮合。焊接电源2为逆变电源，行走机构1上固定着送丝机构6，在被焊管道3与行走机构1间有多个微调机构4，微调机构位于工件3与导环5之间，导环结构5为对称或船形结构，导环体24上带有多个紧固螺检25，其下部安装有微调机构4，该微调机构4由微调丝杠21和测试器26构成，当出现偏差时可调节微调机构4，保证机头平行于焊口行走，微调机构具有自锁功能。如图5所示，锥形滚子29与导环5倾斜面相接触，可保证机头在行走至任一角度位置时，与导环牢固连接不产生位移或错位，导环外侧面具有与焊口平行的导向作用，保证焊接头始终在管道横截面移动。如图1所示，行走机构1上部安装有X轴进给机构7，在X轴进给机构7的一端固定着升降机构8，如图3所示电弧电压升降机构8由连杆滑套机构与滚动滑板28中心铰接构成，即电机16主轴与连杆22固定连接，连杆22为一端与滑套37滑动配合，滑套37铰接在滑板28中心，滑板28周边带有导轮23。电机16直接驱动连杆22摆动，从而使安装在滑板28上的滑套带动滑板28上、下移动，滑板28由数个导轮23导向和支承并带动焊炬10上、下升降，从而实现电弧电压自动调节。因其结构外形经巧，尺寸小，故可用在窄小空间，在全位置上可满足焊按工艺要求。如图7所示的电极摆动机构9，它位于电弧电压升降机构8上，电极摆动电机18的主轴固定着一个齿轮27，与该齿轮啮合的另一个齿轮固定在焊矩主轴10上，如图7所示，焊炬的主轴10固定着与主轴成倾角的电极30，当电机带动焊炬以一定的中心位置正、反转时，电极30也随之以一定的位置为中心左、右摆动，这样保证了焊接过程中坡口两侧熔透，满足工艺要求。电机驱动焊炬可无限旋转，满足双向焊接要求，节省了空转退回时间，提高了效率近一倍，并且减少了启弧、收弧次数，由于在启弧、收弧点产生焊接缺陷的可能性较多，因此本实用新型的这种结构正、反方向均可实施焊接，从而提高了焊接质量。如图8所示，在升降机构两侧固定着摄像监视器11，它可以对溶池形状、焊缝质量进行监视，并可实现远距离焊接控制。如图9所示的焊炬罩为圆柱形35结构，它适合于表面的焊接条件，焊炬罩还可以如图10所示为矩形36气罩结构，它适合于窄间隙的焊接条件，气罩形状也可为椭圆形或其它形状。如图6所示为本实用新型送丝机构6，它带有一个报警装置，其焊丝32与导线33连成一个回路，该回路中带有电气测试器34，采用两个弹性触点与焊丝直接接触，当焊丝送至最后几圈时，由于焊丝盘为绝缘材料，两触点将开始绝缘，此时通过后续处理电路进行判断并进行报警提示，以增强本实用新型的可靠性，提高质量，减少浪费。如图2给出了本实用新型的电路连接关系图，主计算机12分别与行走电机13焊接电源2、送丝电机15、升降控制电机16、X轴进给电机17、电极摆动电机18电连接，主计算机同时与远控盒14上的按键19以及主机上的操作盘20电连接，并通过按键19或操作盘20接受指令和预置数据。在主计算机的控制下，使行走机构、送丝机构、X轴进给机构、电弧电压升降机构，电极摆动机构协调工作，完成焊接工作。