一种多工位同步协同复合自动焊接装置及其应用

技术领域

本发明涉及焊接设备技术领域，特别是涉及一种多工位同步协同复合自动焊接装置及其应用。

背景技术

随着石油化工和风电新能源等行业的持续高速发展，作为石油石化及风电塔筒重要组成部分的超大直径厚壁筒体自动化预制技术的重要性愈发凸显。

目前，大型筒体自动化预制仍面临效率低、自动化不足以及产品质量不能保证等多重问题。首先，操作者在进行高空焊接设备调节时存在一定的复杂性和危险性，而焊枪角度的调节就是其中最重要和频繁的环节，操作者为了调节焊枪角度爬高作业，不仅操作困难，同时容易出安全事故。其次，目前的焊接装置针对不同直径大型厚壁筒体，能够在筒体轴向进行调节，但轴向焊接调节范围较短且筒体径向无法调节。最后，市面上的焊接一般都是单焊枪单工艺焊接，焊接效率虽然较人工焊提升不少，但是在焊接大型厚壁筒体时效率依然很低。

为了提高生产效率和提升产品质量，大型筒体的自动化预制迫切需要进行多焊口、全位置自动化焊接。

发明内容

本发明针对上述技术问题，克服现有技术的缺点，提供一种多工位同步协同复合自动焊接装置，包括龙门式外环纵缝焊接机、内环纵缝焊接机，还包括两套焊接滚轮架，龙门式外环纵缝焊接机和内环纵缝焊接机各自配备一套焊接滚轮架，龙门式外环纵缝焊接机和内环纵缝焊接机由控制室通过多路控制接口集中控制，

龙门式外环纵缝焊接机整体为龙门式，包括电动台车一及安装其上的四柱式龙门架、升降操作平台、升降机构一、滑座一、配重、安全装置、机头横梁、焊接系统一；

内环纵缝焊接机整体为移动台车式，包括台车部件及安装其上的立柱部件、横臂部件、升降机构二、滑座二、焊接系统二；

焊接滚轮架包括主动架、从动架、电气控制系统。

本发明进一步限定的技术方案是：

前所述的一种多工位同步协同复合自动焊接装置，电动台车一设有四轮行走机构，二组驱动通过变频器调速；升降操作平台动力装置采用涡轮减速机，通过链轮链条副传动工作。

前所述的一种多工位同步协同复合自动焊接装置，链条通过滑板连接块与滑板相连，并设有弹簧机构和防坠块，一旦链条或者连接销断裂，使滑板连接块转动角度与立柱上的防坠块碰撞，进而防止平台坠落并起到缓冲作用。

前所述的一种多工位同步协同复合自动焊接装置，焊接系统一、焊接系统二包括焊接电源、焊剂自动回收系统、焊接电气控制系统、送丝系统、埋弧焊枪及滑板。

前所述的一种多工位同步协同复合自动焊接装置，台车部件包括电动台车二、行走机构、安全导向机构、防倾保护机构。

前所述的一种多工位同步协同复合自动焊接装置，横臂部件包括横臂，横臂内设有焊剂料输送管件、焊剂回收管件、电缆，前端安装有焊接双弧双丝机头，尾端安装有焊剂自动回收系统、指示装置。

前所述的一种多工位同步协同复合自动焊接装置，横臂伸缩利用线性滑轨滑动，齿轮齿条传动方式；安全导向机构包括滑板、齿轮齿条，安装有伸缩电机，电机采用变频无极调速；立柱上的导向轨道均采用方形导轨，采用偏心轴可调的导轮机构。

前所述的一种多工位同步协同复合自动焊接装置，升降机构二包括升降电机、链轮链条副、配重块、弹簧机构、防坠落装置，升降电机采用变频无极调速。

前所述的一种多工位同步协同复合自动焊接装置，主动架包括底座、滚轮座、滚轮、驱动机构，从动架无驱动机构，驱动机构位于主动架的两只滚轮座上，驱动机构采用齿轮减速器，滚轮线速度在100-1000mm/min的范围内无级调速，滚轮的中心距分两档可调。

本发明的另一目的在于提供一种多工位同步协同复合自动焊接装置的应用，用于大型卧式厚壁筒体的内环纵缝焊接、外环纵缝以及平缝焊接，筒体的直径范围为1500-7000mm，筒体长度为3000-6200mm，

同时具备埋弧焊接和气保焊接工艺功能，通过集中控制、多通道下发工艺参数，采用实时反馈调整焊接电流、焊接电压、焊接速度等工艺参数的多工位同步协同生产模式，生产控制室一人集中控制多台设备，多道焊口的同时焊接工作，通过多路控制接口下发工作指令，实现内外纵缝、内外环缝、平缝等多形式焊口的多层多道自动焊接，通过激光测量反馈焊接三维实施工况，达到对焊枪姿态的即时调整和参数的自动匹配。

本发明的有益效果是：本发明针对现有加工中存在的问题，开发一种可以远程控制多道焊口的同时焊接工作，通过多路控制接口下发工作指令，实现内外纵缝、内外环缝、平缝等多种形式焊口的多层多道复合自动焊接工艺装备，通过激光测量反馈焊接三维实施工况，达到对焊枪姿态的即时调整和参数的自动匹配，大大提高筒体的预制效率，减少人员成本。

附图说明

图1为龙门式外环缝焊接机主视图；

图2为龙门式外环缝焊接机俯视图；

图3为龙门式外环缝焊接示意图；

图4为内环缝焊接机主视图；

图5为内环缝焊接示意图；

其中：1、四柱式龙门架；2、滑座一；3、焊接电源一；4、电动台车一；5、埋弧焊接机头一；6、气保焊接机头；7、机头横梁；8、升降操作平台；9、升降机构一；10-1、龙门式外环缝焊接机；10-2、7m直径大型筒体一；10-3、100T焊接滚轮架一；11、升降机构二；12、立柱部件；13、滑座二；14、横臂部件；15、埋弧焊接机头二；16、焊接电源二；17、电动台车二；18-1、内环缝焊接机；18-2、7m直径大型筒体二；18-3、100T焊接滚轮架二。

具体实施方式

本实施例提供的一种多工位同步协同复合自动焊接装置，结构如图1-5所示，包括龙门式外环纵缝焊接机、内环纵缝焊接机，还包括两套焊接滚轮架，龙门式外环纵缝焊接机和内环纵缝焊接机各自配备一套焊接滚轮架，龙门式外环纵缝焊接机和内环纵缝焊接机由控制室通过多路控制接口集中控制。

龙门式外环纵缝焊接机整体为龙门式，包括电动台车一4及安装其上的四柱式龙门架1、升降操作平台8、升降机构一9、滑座一2、配重、安全装置、机头横梁7、焊接系统一。

电动台车一4设有四轮行走机构，二组驱动通过变频器调速，使行走速度可调整，运行稳定；升降操作平台8动力装置采用涡轮减速机，通过链轮链条副传动工作，实现操作平台的自由升降。链条通过滑板连接块与滑板相连，并设有弹簧机构和防坠块，一旦链条或者连接销断裂，使滑板连接块转动角度与立柱上的防坠块碰撞，进而防止平台坠落并起到缓冲作用。

内环纵缝焊接机整体为移动台车式，包括台车部件及安装其上的立柱部件12、横臂部件14、升降机构二11、滑座二13、焊接系统二。

台车部件包括台车架、行走机构、安全导向机构、防倾保护机构。横臂部件14包括横臂，横臂内设有焊剂料输送管件、焊剂回收管件、电缆，前端安装有焊接双弧双丝机头，尾端安装有焊剂自动回收系统、指示装置。横臂伸缩利用线性滑轨滑动，齿轮齿条传动方式；安全导向机构包括滑板、齿轮齿条，安装有伸缩电机，电机采用变频无极调速；立柱上的导向轨道均采用方形导轨，采用偏心轴可调的导轮机构。升降机构二11包括升降电机、链轮链条副、配重块、弹簧机构、防坠落装置，升降电机采用变频无极调速，使升降平稳、可靠，弹簧机构和防坠落装置可保证设备的使用安全。

焊接系统一、焊接系统二包括焊接电源、焊剂自动回收系统、焊接电气控制系统、送丝系统、埋弧焊枪及滑板。

焊接滚轮架包括主动架、从动架、电气控制系统。主动架包括底座、滚轮座、滚轮、驱动机构，从动架无驱动机构，驱动机构位于主动架的两只滚轮座上，驱动机构采用齿轮减速器，传动效率高质量稳定，输出扭距大，驱动机构由交流变频电机驱动，通过减速器减速，从而带动滚轮回转，回转速度为变频无级调速，能满足不同大小工件焊接的需要；滚轮线速度在100-1000mm/min的范围内无级调速，滚轮的中心距分两档可调，可满足不同大小的工件，调整时由对称的滚轮座分别移位，螺栓固定，调整方便，抗冲击力强。

上述装置用于大型卧式厚壁筒体的内环纵缝焊接、外环纵缝以及平缝焊接，筒体的直径范围为1500-7000mm，筒体长度为3000-6200mm，

同时具备埋弧焊接和气保焊接工艺功能，通过集中控制、多通道下发工艺参数，采用实时反馈调整焊接电流、焊接电压、焊接速度等工艺参数的多工位同步协同生产模式，生产控制室一人集中控制多台设备，多道焊口的同时焊接工作，通过多路控制接口下发工作指令，实现内外纵缝、内外环缝、平缝等多形式焊口的多层多道自动焊接，通过激光测量反馈焊接三维实施工况，达到对焊枪姿态的即时调整和参数的自动匹配，大大提高筒体的预制效率，减少人员成本。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。