專利名稱：90°彎管內壁堆焊系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及焊接設備，尤其是一種90°彎管內壁堆焊系統。
背景技術：
本發明焊接的彎管內壁主要用在加氫反應器裝置中，工作時要在高溫、高壓、臨氫 及硫化氫、酸腐蝕的苛刻環境下運行，這就要求基層材料采用抗氫鋼，而且必須在與介質接 觸的內壁上堆焊不銹鋼。現有堆焊設備本身存在結構上的缺陷而導致不能直接對90°彎管 內壁進行焊接，而普遍采用將90°彎管分為三段30°的彎管，再利用堆焊設備對其內壁進 行堆焊，然后將三段的兩個接口連接起來進行焊接的工藝。此工藝工序多，比較繁瑣，且容 易在三段連接處產生焊接缺陷，影響壓力容器的耐久性和安全性。
發明內容
本發明目的旨在解決目前此類焊接系統存在的缺陷和不足，而提供一種使用靈 活方便、設備利用率高的90°彎管內壁堆焊系統，它能焊接多種規格的直管和多種規格的 90°彎管工件，并能提高工件的焊接質量。本發明解決上述技術問題采用的技術方案是一種90°彎管內壁堆焊系統，包括平臺及夾具組件、立柱組件、橫臂組件、回轉組 件、平移導軌組件，所述平移導軌組件整體橫向固定于所述平臺及夾具組件一側，其上裝有 可在其直線導軌上移動的回轉組件，所述回轉組件的回轉支撐上固定有立柱組件，所述立 柱組件其豎向導軌上設置有豎向移動滑板，所述橫臂組件其橫向導軌上設置有橫向移動滑 板，所述豎向移動滑板與所述橫向移動滑板連接固定，所述橫臂組件通過連接臂裝有焊接 機頭。與現有技術相比，本發明的突出特點是1.本系統是專門針對90°彎管焊接領域開發優化的焊接系統，具有完善的90° 彎管焊接解決方案及非常成熟的實踐經驗。2.本系統具有多種功能1)可實現圓周環狀全位置堆焊；2)具有焊槍擺動功能， 且擺幅隨彎管半徑由內到外逐漸變大，堆焊層成扇面排布，保證內壁各點堆焊厚度一致；3) 具有上下方向AVC跟蹤功能，適應管徑位置的偏差；4)輸入管道工件編號，可實現堆焊焊道 的自動排布，實現同層連續堆焊作業。3.本系統既能進行90°彎管的焊接，也能進行直管和彎管的焊接，且不受規格限 制，從而有效提高焊接系統的使用率。
圖1為本發明焊接系統結構示意圖主視圖。圖2為本發明焊接系統結構示意圖左視圖。圖3為本發明焊接直管與彎管組合時的結構示意圖俯視圖。
圖4為本發明焊接90°彎管時的結構示意圖俯視圖。圖中平臺及夾具組件1，焊接機頭2，直臂3，橫臂組件4，伺服電機5，減速機6，齒 輪7，回轉組件8，回轉支撐9，滑座10，電機罩11，回轉伺服電機12，回轉減速機13，小齒輪 14，橫向步進電機15，平移導軌組件16，立柱組件17，豎向步進電機18，豎向絲杠19、送絲機 支架20，橫向移動滑座21，橫向絲杠母22，橫向絲杠23，豎向絲杠母24，橫向導軌25，橫向 移動滑板26，豎向移動滑板27，直線導軌28，底座29，齒條30，頂緊組件31，支座32，頂緊螺 桿33，頂緊塊34，定位桿35，豎向移動滑座36，豎向導軌37，彎臂38，小滑臂39，絲杠40，絲 杠母41，滑板42，手輪43。
具體實施例方式以下結合附圖及實施例詳述本發明本發明所述90°彎管堆焊系統，主要由平臺及夾具組件1、平移導軌組件16、回轉 組件8、立柱組件17、橫臂組件4、直臂3、小滑臂39、焊接機頭2等構成，本焊接系統可以焊 接直管和90°彎管兩種工件。參見圖3、圖4，所述平臺及夾具組件1的平臺臺面上裝有在垂直管的方向上位置 可調的定位桿35和與所述定位桿35對應的頂緊組件31，所述頂緊組件31由支座32、頂緊 螺桿33和頂緊塊34構成，該支座32用螺釘固定在平臺臺面上，其上裝有由螺母緊固、且可 以上下移動的頂緊螺桿33，該頂緊螺桿33前端固定有頂緊塊34。平臺及夾具組件1位于 系統組件的左側，用螺釘固定在地面上，放工件(直管或彎管)之前，根據工件的直徑先在 平臺臺面上用螺釘固定好兩個定位桿35，工件放好后，在其另一邊固定兩個頂緊組件31， 調整頂緊螺桿33的高度并旋轉頂緊螺桿33，使頂緊塊34頂緊工件。參見圖1、圖2、圖3，所述平移導軌組件16由底座29、直線導軌28、齒條30、滑座 10構成，直線導軌28對稱布置兩條，分別固定在底座29上，直線導軌28上裝有滑座10，滑 座10上固定有伺服電機5及減速機6，該減速機6輸出軸端裝有齒輪7，該齒輪7與固定在 底座29上且與直線導軌28平行的齒條30嚙合傳動。平移導軌組件16位于系統組件的右 側，通過其底座29用螺釘整體固定在地面上。在伺服電機5的作用下，減速機6帶動齒輪7 轉動，并通過齒輪7與齒條30的嚙合傳動，帶動整個滑座10在平移導軌組件16上左右移 動，從而實現安裝在滑座10上的回轉組件8左右移動。參見圖1，所述回轉組件8其主體固定在滑座10上，主體上方通過滾珠套裝有外緣 呈齒輪狀的回轉支撐9，主體側部安裝有電機罩11，該電機罩11內裝有回轉伺服電機12及 回轉減速機13，該回轉減速機13的輸出軸端安裝有與回轉支撐9嚙合的小齒輪14。在回 轉伺服電機12的作用下，回轉減速機13帶動小齒輪14轉動，并通過小齒輪14帶動回轉支 撐9轉動，從而帶動安裝在回轉支撐9上的立柱組件17做回轉運動。參見圖2、圖3，所述立柱組件17由豎向步進電機18、豎向絲杠19、豎向絲杠母24、 豎向移動滑板27、豎向移動滑座36和豎向導軌37構成，該豎向步進電機18固定在豎向移 動滑座36上端，其輸出軸端與套裝在豎向絲杠母24里面的豎向絲杠19連接，該豎向絲杠 母24與安裝在豎向導軌37上的豎向移動滑板27連接，該豎向導軌37固定在豎向移動滑 座36上。在豎向步進電機18的作用下，可以帶動豎向絲杠19在豎向絲杠母24內轉動，從 而使豎向絲杠母24帶動豎向移動滑板27沿豎向導軌37滑動，因為豎向移動滑板27與橫臂組件4上的橫向移動滑板26用螺釘連接，從而可以帶動橫臂組件4整體上下移動。參見圖1、圖2，所述橫臂組件4由橫向步進電機15、橫向絲杠23、橫向絲杠母22、 橫向移動滑板26、橫向移動滑座21和橫向導軌25構成，該橫向步進電機15固定在橫向移 動滑座21 —端，其輸出軸端與套裝在橫向絲杠母22里面的橫向絲杠23連接，該橫向絲杠 母22與安裝在橫向導軌25上的橫向移動滑板26連接，該橫向導軌25固定在橫向移動滑 座21上。在橫向步進電機15的作用下，可以帶動橫向絲杠23在橫向絲杠母22內轉動，橫 向絲杠母22就會帶動橫向移動滑板26沿橫向導軌25滑動，從而可以帶動橫臂組件4整體 橫向移動。也就是說，所述橫臂組件4在橫向步進電機15和豎向步進電機18的共同作用 下可以在水平方向和豎直方向運動。參見圖3，所述連接臂為直臂3，所述橫臂組件4的前端與該直臂3 —端連接，該直 臂3另一端與伸入焊管內部的焊接機頭2連接。在伺服電機5、回轉伺服電機12、橫向步進 電機15和豎向步進電機18的共同作用下，可以帶動機頭2全方位運動，這樣就能在最佳的 位置進行焊接工件，從而提高焊接質量和效率。參見圖4，所述連接臂為彎臂38，所述橫臂組件4通過一小滑臂39與該彎臂38 — 端連接，該彎臂38另一端與伸入焊管內部的焊接機頭2連接，所述小滑臂39由絲杠40、絲 杠母41、滑板42、手輪43構成，該手輪43與套裝在絲杠母41里的絲杠40連接，絲杠母41 與該滑板42連接，滑板42與橫臂組件4前端固定。轉動手輪43時就會同時轉動絲杠40， 從而就可以帶動機頭2前后移動，這樣在伺服電機5、回轉伺服電機12、橫向步進電機15、豎 向步進電機18和手輪43共同作用下，就能帶動機頭2全方位運動，使焊接機頭2處于最佳 的位置進行焊接，從而提高焊接效率和工件的焊接質量。
權利要求
一種90°彎管內壁堆焊系統，包括平臺及夾具組件、立柱組件、橫臂組件、回轉組件、平移導軌組件，其特征在于，所述平移導軌組件整體橫向固定于所述平臺及夾具組件一側，其上裝有可在其直線導軌上移動的回轉組件，所述回轉組件的回轉支撐上固定有立柱組件，所述立柱組件其豎向導軌上設置有豎向移動滑板，所述橫臂組件其橫向導軌上設置有橫向移動滑板，所述豎向移動滑板與所述橫向移動滑板連接固定，所述橫臂組件通過連接臂裝有焊接機頭。
2.根據權利要求1所述的90°彎管內壁堆焊系統，其特征在于，所述平臺及夾具組件 1的平臺臺面上固定有在垂直管的方向上位置可調的定位桿和與所述定位桿對應的頂緊組 件，所述頂緊組件由支座、頂緊螺桿和頂緊塊構成，該支座用螺釘固定在平臺臺面上，其上 裝有由螺母緊固、且可以上下移動的頂緊螺桿，該頂緊螺桿前端固定有頂緊塊。
3.根據權利要求1所述的90°彎管內壁堆焊系統，其特征在于，所述平移導軌組件由 底座、直線導軌、齒條、滑座構成，直線導軌對稱布置兩條，分別固定在底座上，直線導軌上 裝有滑座，滑座上固定有伺服電機及減速機，該減速機輸出軸端裝有齒輪，該齒輪與固定在 底座上且與直線導軌平行的齒條嚙合傳動。
4.根據權利要求1所述的90°彎管內壁堆焊系統，其特征在于，所述回轉組件其主體 固定在滑座上，主體上方通過滾珠套裝有外緣呈齒輪狀的回轉支撐，主體側部安裝有電機 罩，該電機罩內裝有回轉伺服電機及回轉減速機，該回轉減速機輸出軸端安裝有與回轉支 撐嚙合的小齒輪。
5.根據權利要求1所述的90°彎管內壁堆焊系統，其特征在于，所述立柱組件由豎向 步進電機、豎向絲杠、豎向絲杠母、豎向移動滑板、豎向移動滑座和豎向導軌構成，該豎向步 進電機固定在豎向移動滑座上端，其輸出軸端與套裝在豎向絲杠母里面的豎向絲杠連接， 該豎向絲杠母與安裝在豎向導軌上的豎向移動滑板連接，該豎向導軌固定在豎向移動滑座 上。
6.根據權利要求1所述的90°彎管內壁堆焊系統，其特征在于，所述橫臂組件由橫向 步進電機、橫向絲杠、橫向絲杠母、橫向移動滑板、橫向移動滑座和橫向導軌構成，該橫向步 進電機固定在橫向移動滑座一端，其輸出軸端與套裝在橫向絲杠母里面的橫向絲杠連接， 該橫向絲杠母與安裝在橫向導軌上的橫向移動滑板連接，該橫向導軌固定在橫向移動滑座 上。
7.根據權利要求1或6所述的90°彎管內壁堆焊系統，其特征在于，所述連接臂為直 臂，所述橫臂組件的前端與該直臂一端連接，該直臂另一端與伸入焊管內部的焊接機頭連 接。
8.根據權利要求1或6所述的90°彎管內壁堆焊系統，其特征在于，所述連接臂為 彎臂，所述橫臂組件通過小滑臂與該彎臂一端連接，該彎臂另一端與伸入焊管內部的焊接 機頭連接，所述小滑臂由絲杠、絲杠母、滑板、手輪構成，該手輪與套裝在絲杠母里的絲杠連 接，絲杠母與該滑板連接，滑板與橫臂組件前端固定。
全文摘要
本發明涉及焊接設備，尤其是一種90°彎管內壁堆焊機焊接系統。包括平臺及夾具組件、立柱組件、橫臂組件、回轉組件、平移導軌組件，所述平移導軌組件整體橫向固定于所述平臺及夾具組件一側，其上裝有可在其直線導軌上移動的回轉組件，所述回轉組件的回轉支撐上固定有立柱組件，所述立柱組件其豎向導軌上設置有豎向移動滑板，所述橫臂組件其橫向導軌上設置有橫向移動滑板，所述豎向移動滑板與所述橫向移動滑板連接固定，所述橫臂組件通過連接臂裝有焊接機頭。本發明可實現圓周環狀全位置堆焊；具有焊槍擺動功能，且擺幅隨彎管半徑由內到外逐漸變大，保證內壁各點堆焊厚度一致；既能焊接90°彎管，也能焊接直、彎管組合，提高了焊接系統的使用率。
文檔編號B23K37/04GK101885120SQ20101019752
公開日2010年11月17日 申請日期2010年6月11日 優先權日2010年6月11日
發明者李建存, 李漢紅, 藺懷軍 申請人:唐山開元機器人系統有限公司