一种电力电塔座焊接系统及其焊接方法

技术领域

本发明属于焊接技术领域，具体涉及一种电力电塔座焊接系统及其焊接方法。

背景技术

电塔座使用与固定电塔的一种电力配件，用于固定所安装的电塔。一般电塔座由若干块钢质板材等工件相互焊接而成。现有的电塔座焊接时由于工件接触面较多，焊接难度较大，所以多是使用人工焊接，导致了焊接效率较低，焊接品质难以保证；因此，有必要设置一种电塔座焊接系统以提高焊接效率。

现有的焊接机器人使用的双丝焊虽然焊接较为高效，但是使用了两个导电嘴，在焊接过程中形成的两个电弧会相互干扰，影响焊接质量的稳定，熔透不深的问题，导致焊接的工件强度不够，难以满足高质量产品的焊接需求。

发明内容

本发明提供了一种电力电塔座焊接系统及其焊接方法，以解决上述技术问题。

为了解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种电力电塔座焊接系统，包括焊接工装、焊接机器人，所述焊接工装包括工装底板，所述工装底板上设置有第一固定组件，所述第一固定组件一侧分别设置有第二固定组件、第三固定组件；所述第一固定组件包括第一固定板，所述第一固定板上设置有第一支撑板，所述第一支撑板上设置有第一夹板；所述第一夹板上设置有厚度大于所述第一支撑板厚度的第一U形槽；所述第二固定组件包括第二固定板，所述第二固定板上设置有第二支撑板，所述第二支撑板上设置有第二夹板；所述第二夹板上设置有厚度大于所述第二支撑板厚度的第二U形槽；所述第三固定组件包括第三固定板，所述第三固定板上设置有第三支撑板，所述第三支撑板上设置有第三夹板；所述第三夹板上设置有厚度大于所述第三支撑板厚度的第三U形槽；所述第二固定组件和所述第三固定组件分设于所述工装底板的两端，且以工装底板的中线为轴对称设置；所述第一支撑板的朝向与所述第二支撑板的朝向相互垂直；所述焊接机器人设置于所述工装底板的侧面。为便于说明，将电塔座的各个工件依次命名为：底板、第一立板、第二立板、第三立板；使用时，先将底板放置在工装底板上，第一立板紧贴着第一支撑板竖直放置在底板上，然后使用第一U形槽从第一支撑板的顶部向下将第一立板与第一支撑板一起卡住；第二立板紧贴着第二支撑板竖直放置在底板上，然后使用第二U形槽从第二支撑板的顶部向下将第二立板与第二支撑板一起卡住；第三立板紧贴着第三支撑板竖直放置在底板上，然后使用第三U形槽从第一支撑板的顶部向下将第三立板与第三支撑板一起卡住；各工件固定稳固后，使用焊接机器人对各工件相接的部位进行焊；本工装能将底板、第一立板、第二立板非常稳定地固定在工装底板上，便于焊接，同时拆装方便，提高了焊接效率及焊接品质。

进一步地，所述第一固定组件还包括设置于所述第一支撑板与所述第一固定板之间的第一调节板，所述第一调节板上设置有第一调节槽；所述第一固定组件还包括设置于所述第一固定板上的第一固定槽，所述第一固定槽对应所述工装底板上设置有第一调节孔；所述第一调节槽处于所述第一固定槽的上方，所述第一调节槽与所述第一固定槽相互垂直。由于焊接使用的底板、第一立板等规格不同，为满足不同的尺寸焊接需求，通过设置的第一调节槽、第一固定槽、第一调节孔便于根据底板、第一立板等的规格进行调节；使用螺钉等连接件将第一调节槽、第一固定槽、第一调节孔连接固定，需要调节时，松开螺钉，将第一固定板、第一支撑板移动至合适位置，再使用螺钉将第一调节槽、第一固定槽、第一调节孔连接固定。

进一步地，所述第二固定组件还包括设置于所述第二支撑板与所述第二固定板之间的第二调节板，所述第二调节板上设置有第二调节槽；所述第二固定组件还包括设置于所述第二固定板上的第二固定槽，所述第二固定槽对应所述工装底板上设置有第二调节孔；所述第二调节槽处于所述第二固定槽的上方，所述第二调节槽与所述第二固定槽相互垂直。由于焊接使用的底板、第二立板等规格不同，为满足不同的尺寸焊接需求，通过设置的第二调节槽、第二固定槽、第二调节孔便于根据底板、第二立板等的规格进行调节；使用螺钉等连接件将第二调节槽、第二固定槽、第二调节孔连接固定，需要调节时，松开螺钉，将第二固定板、第二支撑板移动至合适位置，再使用螺钉将第二调节槽、第二固定槽、第二调节孔连接固定。

进一步地，所述第三固定组件还包括设置于所述第三支撑板与所述第三固定板之间的第三调节板，所述第三调节板上设置有第三调节槽；所述第三固定组件还包括设置于所述第三固定板上的第三固定槽，所述第三固定槽对应所述工装底板上设置有第三调节孔；所述第三调节槽处于所述第三固定槽的上方，所述第三调节槽与所述第三固定槽相互垂直。由于焊接使用的底板、第三立板等规格不同，为满足不同的尺寸焊接需求，通过设置的第三调节槽、第三固定槽、第三调节孔便于根据底板、第三立板等的规格进行调节；使用螺钉等连接件将第三调节槽、第三固定槽、第三调节孔连接固定，需要调节时，松开螺钉，将第三固定板、第三支撑板移动至合适位置，再使用螺钉将第三调节槽、第三固定槽、第三调节孔连接固定。

进一步地，所述焊接工装还包括底板固定组件，所述底板固定组件包括底板固定板，所述底板固定板上设置有压板；所述压板上设置有第一滑槽，所述第一滑槽对应所述底板固定板上设置有第二滑槽，第一滑槽朝向方向与水平线呈45°夹角；所述底板固定板上设置有第四调节槽，第四调节槽与第一滑槽相互平行设置；所述第四调节槽对应所述工装底板的位置处设置有压板调节孔，压板调节孔设置有若干个，各个压板调节孔的圆心连线与第一滑槽的朝向相互平行设置；所述底板固定板靠近第一支撑板的一侧上设置有卡角，所述卡角为直角；所述底板固定组件还包括卡板，所述卡板设置于所述压板的对侧；所述卡板上设置有第三滑槽，所述第三滑槽对应所述工装底板的位置处设置有卡板调节孔。由于焊接使用的底板等规格不同，为满足不同的尺寸焊接需求，通过设置第一滑槽、第二滑槽、第四调节槽、压板调节孔等，便于对底板固定板、压板进行调节；使用螺钉等连接件将第一滑槽、调节槽、压板调节孔连接固定，需要调节时，松开螺钉，将底板固定板、压板移动至合适位置，再使用螺钉将第一滑槽、调节槽、压板调节孔连接固定。

进一步地，所述工装底板底部设置有变位机；所述变位机上设置有操作台，所述操作台上设置有转盘，所述变位机使用双轴L型变位机。由于电塔座由底板、第一立板、第二立板、第三立板等工件连接组成，常规的焊接机器人由于焊接角度的限制，很难焊接到底板、第一立板、第二立板等多个工件围成的夹角；因此，设置的双轴L型变位机便于对工装底板进行上下方向以及水平方向的转动，以便在适合角度上满足焊接机器人的焊接作业，提高焊接效率，保证焊接品质。

进一步地，所述焊接机器人包括本体，所述本体上设置有弯头，所述弯头末端设置有连杆，所述连杆上设置有喷嘴，所述喷嘴内设置有与所述连杆相连的导电嘴，所述导电嘴上至少设置有两个焊丝孔。在一个导电嘴内设置至少两个焊丝孔，形成的电弧只有一个，避免了现有的双丝双弧在焊接过程中产生的电弧干扰，提高了焊接质量的稳定；设置至少两个焊丝孔，在双丝焊接时可以选择其中两个，其余的供调节时使用。

进一步地，所述焊丝孔与所述导电嘴纵向中线的垂直距离随着与所述连杆距离的增大而逐渐变小；所述焊丝孔沿着所述导电嘴的纵向中线延长时在远离所述连杆的一端相交，以使焊丝穿过所述焊丝孔时在距离所述导电嘴末端位置15-30mm处相接。焊丝孔与导电嘴的纵向中线的垂直距离越来越小，能使得两个焊丝孔呈V形设置，使得穿过焊丝孔的两根焊丝之间的距离在不断变小，保证了焊丝朝向一致，避免焊接过程中焊丝叉开，进而提高了焊接的熔透深度。焊丝的干伸长度一般在15-30mm之间，因此，两根焊丝在距离尖端位置15-30mm处相接能满足焊接要求，而且两根焊丝相接后仅形成一个电弧，能避免之前的双丝形成的双电弧之间的干扰，保证电弧稳定，能提高焊接的熔深度。

进一步地，所述导电嘴靠近所述连杆一端处设置有连接部，所述连接部上设置有若干个外切面，所述外切面与设置于所述连杆内侧的内切面相匹配；所述连接部与所述导电嘴之间设置有环形的凸起；所述导电嘴穿过中空的套管，使所述凸起卡于所述套管内；所述套管上设置有螺纹用于与所述连杆螺纹连接。设置的连接部安装时是插入到连杆内，连杆内部尺寸和连接部的尺寸一致，以便安装；由于在焊接后，两根焊丝可能会存在着不相接的情况，因此，为保证焊接效果，在连接部设置外切面、连杆内设置内切面，便于在焊接前后通过转动一定角度的导电嘴从而对焊丝进行调整，以保证焊接时两根焊丝在干伸长度内均能相接。由于导电嘴的连接部与连杆之间是切面相接，不能固定稳固，因此，为防止焊接时导电嘴的松动，设置了套管，通过管套与连杆的螺纹固定从而将导电嘴固定在连杆上，保证焊接作业的正常进行。

进一步地，所述喷嘴内设置有空腔，所述喷嘴外侧分别设置有与所述空腔相连的进水管、出水管，所述进水管设置于所述出水管的下方。现有的焊接机器人已通过水冷对焊枪进行冷却，其冷却的部位主要在弯头等部位，但是焊接使用的底板、第一立板、第二立板、第三立板的厚度较大，为保证焊接部位的熔透，使用的电流较大时很容易造成喷嘴、导电嘴的熔化损坏，因此，本发明在喷嘴上设置了进水管和出水管，通过水冷方式对喷嘴进行冷却，降低由于焊接的高温而造成的部件损坏。

一种电力电塔座焊接系统的焊接方法，包括以下步骤：

S1、将待焊接的工件放置在焊接底板上，依次通过所述第一固定组件、所述第二固定组件、所述第三固定组件、所述底板固定组件对各个焊接工件进行固定；

S2、将所述本体、所述弯头、所述连杆、所述喷嘴、所述导电嘴、所述套管等部件依次连接，完成焊接机器人的组装；

S3、编辑焊接机器人的运行程序，并调试、确认；

S4、启动焊接机器人使焊接机器人按预设的程序对待焊接工件进行焊接作业；所述进水管连接水源，收集所述出水管的出水；

S5、控制动所述变位机带动所述操作台上下转动至合适位置，以便于所述焊接机器人对各工件相接部位进行焊接；控制动所述变位机带动所述转盘水平转动至合适位置，以便于所述焊接机器人对各工件相接而部位进行焊接；

S6、焊接完成后，所述焊接机器人、所述变位机复位，取下已焊接完成的工件。使用本发明的焊接方法，先将各工件固定，然后再使用焊接机器人进行焊接，能提高焊接效率，保证焊接的品质，减少操作人员的劳动强度。

本发明的优点是：1、使用本发明的焊接工装能将各工件固定稳固，保证焊接的质量；同时能对不同规格的工件进行焊接，提高了焊接效率，扩大了应用范围；结合使用焊接机器人进行焊接，能提高焊接效率，保证焊接品质；2、使用的变位机能进行上下方向的转动，使用的转盘能进行水平方向的转动，保证焊接的完全，提高焊接效率；3、在导电嘴内设置至少两个以上的焊丝孔，能避免现有的双丝双弧焊接时，两个电弧间的干扰，保证焊接质量的稳定；4、焊丝孔与导电嘴的纵向中线垂直距离逐渐缩小，使得焊丝孔呈“V”形设置，不仅能保证了焊丝朝向一致，避免焊接过程中焊丝叉开，进而提高了焊接的熔透深度；5、连接部上设置的外切面与连杆的内切面向匹配，便于在焊接前后对焊丝进行调节，以使两根焊丝在干伸长度内能相接；6、设置的套管能更好地将导电嘴固定在连杆内，此外，使用套管固定，使得连接部无需设置螺纹，避免焊接时电流过大而导致导电嘴的螺纹熔化，从而延长了导电嘴的使用寿命；7、使用的喷嘴内设置有空腔，通过进水管与出水管的结合使用，能进行水冷作业，避免焊接时由于温度过高，而导致的喷嘴、导电嘴的熔化损坏；8、使用本发明的焊接方法能提高焊接效率，降低人员劳动强度，保证焊接品质。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的俯视图。

图3为第一固定组件的主视图。

图4为第一固定组件的俯视图。

图5为第一固定组件的右视图。

图6为第二固定组件的主视图。

图7为第二固定组件的俯视图。

图8为第二固定组件的右视图。

图9为第三固定组件的主视图。

图10为第三固定组件的俯视图。

图11为第三固定组件的右视图。

图12为底板固定组件俯视图。

图13为图1的A处局部放大图。

图14为图1的A处的结构示意图。

图15为图1的A处的爆炸图。

图16为导电嘴的结构示意图。

图17为导电嘴的俯视图。

图18为导电嘴的仰视图。

图19为导电嘴的结构示意图(已装焊丝)。

附图标记：1-工装，11-工装底板，12-第一固定组件，121-第一固定板，122-第一支撑板，123-第一夹板，124-第一U形槽，125-第一调节板，126-第一调节槽，127-第一固定槽，128-第一调节孔，13-第二固定组件，131-第二固定板，132-第二支撑板，133-第二夹板，134-第二U形槽，135-第二调节板，136-第二调节槽，137-第二固定槽，138-第二调节孔，14-第三固定组件，141-第三固定板，142-第三支撑板，143-第三夹板，144-第三U形槽，145-第三调节板，146-第三调节槽，147-第三固定槽，148-第三调节孔，15-底板固定组件，150-卡角，151-底板固定板，152-压板，153-第一滑槽，154-第三调节槽，155-压板调节孔，156-第二滑槽，157-卡板，158-第三滑槽，159-卡板调节孔，16-变位机，17-操作台，18-转盘，2-焊接机器人，20-本体，21-弯头，22-连杆，23-喷嘴，231-空腔，232-进水管，233-出水管，24-导电嘴，241-焊丝孔，242-连接部，243-外切面，244-凸起，25-套管。

具体实施方式

为便于更好地理解本发明，结合附图通过以下实例加以说明，这些实例属于本发明的保护范围，但不限制本发明的保护范围。

实施例

一种电力电塔座焊接系统，如图1-11所示，包括焊接工装1、焊接机器人2，焊接工装1包括工装底板11，工装底板11上设置有第一固定组件12，第一固定组件12一侧分别设置有第二固定组件13、第三固定组件14；第一固定组件12包括第一固定板121，第一固定板121上设置有第一支撑板122，第一支撑板122上设置有第一夹板123；第一夹板123上设置有厚度大于第一支撑板122厚度的第一U形槽124；第二固定组件13包括第二固定板131，第二固定板131上设置有第二支撑板132，第二支撑板132上设置有第二夹板133；第二夹板133上设置有厚度大于第二支撑板132厚度的第二U形槽134；第三固定组件14包括第三固定板141，第三固定板141上设置有第三支撑板142，第三支撑板142上设置有第三夹板143；第三夹板143上设置有厚度大于第三支撑板142厚度的第三U形槽144；第二固定组件13和第三固定组件14分设于工装底板11的两端，且以工装底板11的中线为轴对称设置；第一支撑板122的朝向与第二支撑板132的朝向相互垂直；焊接机器人2设置于工装底板11的侧面；第一夹板123、第二夹板133、第三夹板143上设置有螺孔，便于使用螺钉将待夹紧的第一立板、第二立板、第三立板分别压紧固定。

如图3-5所示，第一固定组件12还包括设置于第一支撑板122与第一固定板121之间的第一调节板125，第一调节板125上设置有第一调节槽126；第一固定组件12还包括设置于第一固定板121上的第一固定槽127，第一固定槽127对应工装底板11上设置有第一调节孔128；第一调节槽126处于第一固定槽127的上方，第一调节槽126与第一固定槽127相互垂直。在具体使用时，第一立板上设置有连接孔，由于电塔是上小下大的结构，为配合实际使用，第一立板焊接时需要有一定的倾斜角度，因此，可以调节第一调节板使其倾斜从而与第一固定板之间有一定角度，使得第一调节板靠近工装底板中心一侧所处位置较低；第一支撑板设置为7字形，便于焊接机器人对第一支撑板所固定的第一立板与底板相接的部位的两侧进行焊接。

如图6-8所示，第二固定组件13还包括设置于第二支撑板132与第二固定板131之间的第二调节板135，第二调节板135上设置有第二调节槽136；第二固定组件13还包括设置于第二固定板131上的第二固定槽137，第二固定槽137对应工装底板11上设置有第二调节孔138；第二调节槽136处于第二固定槽137的上方，第二调节槽136与第二固定槽137相互垂直；第二支撑板设置为7字形，便于焊接机器人对第二支撑板所固定的第二立板与底板相接的部位的两侧进行焊接。

如图9-11所示，第三固定组件14还包括设置于第三支撑板142与第三固定板141之间的第三调节板145，第三调节板145上设置有第三调节槽146；第三固定组件14还包括设置于第三固定板141上的第三固定槽147，第三固定槽147对应工装底板11上设置有第三调节孔148；第三调节槽146处于第三固定槽147的上方，第三调节槽146与第三固定槽147相互垂直。在具体使用时，第三立板上是甚至有连接孔，由于电塔是上小下大的结构，为配合实际使用，第三立板焊接时需要有一定的倾斜角度，因此，可以调节第三调节板使其倾斜且第三调节板靠近工装底板中心一侧处于较低的位置；第三支撑板设置为7字形，便于焊接机器人对第三支撑板所固定的第三立板与底板相接的部位的两侧进行焊接。

如图1-2、图12所示，焊接工装1还包括底板固定组件15，底板固定组件15包括底板固定板151，底板固定板151上设置有卡角150，卡角150为直角，卡角150设置于靠近第一支撑板122的一侧；底板固定板151上设置有压板152；压板152上设置有第一滑槽153，第一滑槽153对应底板固定板151上设置有第二滑槽156；底板固定板151两侧设置有第四调节槽154，第四调节槽154对应工装底板11的位置处设置有压板调节孔155；底板固定组件15还包括卡板157，卡板157设置于压板152的对侧；卡板157上设置有第三滑槽158，第三滑槽158对应工装底板11的位置处设置有卡板调节孔159。

如图1-2所示，工装底板11底部设置有变位机16；变位机16上设置有操作台17，操作台17上设置有转盘18。

如图1-2、图13-15所示，焊接机器人2包括本体20，本体20上设置有弯头21，弯头21末端设置有连杆22，连杆22上设置有喷嘴23，喷嘴23内设置有与连杆22相连的导电嘴24，导电嘴24至少设置有两个焊丝孔241。

如图16-19所示，焊丝孔241与导电嘴24纵向中线的垂直距离随着与连杆22距离的增大而逐渐变小；焊丝孔241沿着导电嘴24的纵向中线延长时在远离连杆22的一端相交，以使焊丝穿过焊丝孔241时在距离导电嘴24末端位置15-30mm处相接。

如图15-16所示，导电嘴24靠近连杆22一端处设置有连接部242，连接部242上设置有若干个外切面243，外切面243与设置于连杆22内侧的内切面221相匹配；连接部22与导电嘴24之间设置有环形的凸起244；导电嘴24穿过中空的套管25，使凸起244卡于套管25内；套管25上设置有螺纹用于与连杆12螺纹连接。

如图14-15所示，喷嘴23内设置有空腔231，喷嘴23外侧分别设置有与空腔231相连的进水管232、出水管233，进水管232设置于出水管233的下方。

一种电力电塔座焊接系统的焊接方法，包括以下步骤：

S1、将待焊接的工件放置在焊接底板11上，依次通过第一固定组件12、第二固定组件13、第三固定组件14、底板固定组件15对各个焊接工件进行固定；

S2、将本体20、弯头21、连杆22、喷嘴23、导电嘴24、套管25等部件依次连接，完成焊接机器人2的组装；

S3、编辑焊接机器人2的运行程序，并调试、确认；

S4、启动焊接机器人2使焊接机器人按预设的程序对待焊接工件进行焊接作业；进水管232连接水源，收集出水管233的出水；

S5、控制动所述变位机16带动所述操作台17上下转动至合适位置，以便于所述焊接机器人2对各工件相接部位进行焊接；控制动所述变位机16带动所述转盘18水平转动至合适位置，以便于所述焊接机器人2对各工件相接而部位进行焊接；

S6、焊接完成后，所述焊接机器人2、所述变位机16复位，取下已焊接完成的工件。

本发明涉及的焊接机器人、变位机等为现有的设备，非本发明的改进点，在此不做赘述。

使用方法：将底板、第一立板、第二立板、第三立板等工件放置在工装底板上，并分别使用底板固定组件、第一固定组件、第二固定组件、第三固定组件等固定；然后将两根焊丝穿过本体，在依次穿过弯头、连杆，然后穿过导电嘴的两个焊丝孔并伸出；将导电嘴末端穿过套管，然后导电嘴的连接部插入到连杆内，使连接部的外切面与连杆的内切面相贴合，适当旋转调节导电嘴，使两根焊丝穿过喷嘴并相接；将套管与连杆通过螺纹啮合固定；将喷嘴与连杆通过螺纹啮合固定；喷嘴的进水管连接冷却水源，出水管连接回收的容器。

编写好焊接机器人的运行软件程序；启动焊接机器人，接通喷嘴上的进水管冷却水，机器人依据软件程序对待焊接的工件进行焊接；靠近焊接机器人一侧的各工件相接部位焊接完成后，启动变位机，使变位机控制操作台上下转动或是控制转盘水平转动，使焊接机器人能对各接缝焊接充分；焊接完成后，将变位机复位。

焊接一段时间后，两根焊丝可能会出现不相接的情况，先使焊接机器人停止作业，待温度下降后，先把喷嘴拆下，然后松开套管，修剪焊丝，然后适当旋转导电嘴的连接部以使两根焊丝重新相接，最后再将套管、喷嘴分别拧紧固定；然后即可重新开始焊接作业。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。