專利名稱：開孔接管及馬鞍形焊縫焊接設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種開孔和焊接設(shè)備，尤其是開孔接管及馬鞍形焊縫焊接設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前對(duì)鍋爐、壓力容器、鋼管等工件切割馬鞍形坡口的管孔和管頭，并進(jìn)行壓力容 器和鋼管的對(duì)接焊有兩種方法。 一是首先對(duì)壓力容器和鋼管近似加工，然后手工進(jìn)行修磨 處理，得到馬鞍形坡口 ，然后將兩者手工焊接在一起，這種方法不具備可重復(fù)性，效率低，勞 動(dòng)強(qiáng)度大而且加工質(zhì)量差；另一種是分別由獨(dú)立的專用設(shè)備完成，雖然加工精度高，質(zhì)量較 好，但所用設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工程序繁多、造價(jià)昂貴的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于避免上述不足，提供一種利用十字架自動(dòng)操作機(jī)進(jìn)行粗定位， 利用焊接、切割機(jī)頭的各種調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行精確定位，僅通過更換焊接、切割機(jī)頭末端的執(zhí)行 初構(gòu)即割矩或焊槍，即可進(jìn)行氣割、等離子切割和焊接的開孔接管及馬鞍形焊縫焊接設(shè)備。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的 —種開孔接管及馬鞍形焊縫焊接設(shè)備，主要由十字架型自動(dòng)操作機(jī)(1)、焊接機(jī)頭 軌道(2)、焊接機(jī)頭(3)和筒體工件(4)組成，其中十字架型自動(dòng)操作機(jī)(1)的軸向移動(dòng) 裝置(11)通過螺栓與相應(yīng)的基礎(chǔ)件連接，垂直升降臂(12)與軸向移動(dòng)裝置(11)固接，橫 向移動(dòng)臂(13)通過套件(19)與垂直升降臂(12)套裝，并可沿套件(19)橫向滑動(dòng)，在橫向 移動(dòng)臂(13)的一端通過軸A連接一個(gè)帶有軸B的叉型件(16)，通過叉型件(16)的軸B與 懸掛臂(17)連接；焊接機(jī)頭軌道(2)由環(huán)形軌道(21)和與其相連接的內(nèi)置三爪卡管裝置 (22)組成，接管工件(23)由三爪卡管裝置(22)卡持，環(huán)形的焊接機(jī)頭軌道(2)通過螺栓與 懸掛臂(17)的下端連接固定，焊接機(jī)頭軌道(2)的直徑根據(jù)接管工件(23)和法蘭的尺寸 規(guī)格確定，焊接機(jī)頭軌道(2)通過十字架型自動(dòng)操作機(jī)(1)實(shí)現(xiàn)筒體工件(4)的開孔與接 管工件(23)的粗定位，懸掛臂(17)繞軸A(14)和軸B(15)旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)與之固定的焊接機(jī)頭 軌道(2)實(shí)現(xiàn)精確定位；焊接機(jī)頭(3)通過鎖緊機(jī)構(gòu)(31)安裝在焊接機(jī)頭軌道(2)上，通 過機(jī)頭行走機(jī)構(gòu)(32)沿環(huán)形軌道(21)運(yùn)行；機(jī)頭行走機(jī)構(gòu)(32)的下端套接有徑向移動(dòng)調(diào) 節(jié)機(jī)構(gòu)(34)，其徑向移動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(34)的端部安裝有焊槍高低調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(33)，在焊槍高低 調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(33)的最下端安裝焊槍傾角調(diào)節(jié)和擺動(dòng)機(jī)構(gòu)(35)，其上安裝焊槍夾持機(jī)構(gòu)(36)。
由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果 1、本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了一機(jī)多用，既可以進(jìn)行馬鞍形坡口管頭和管孔的切割，又可以在
更換執(zhí)行機(jī)構(gòu)后進(jìn)行兩者間的高質(zhì)量焊接。 2、本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊簡(jiǎn)潔，十分適用于工地現(xiàn)場(chǎng)使用。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)總體示意圖
3
圖2為本發(fā)明焊接機(jī)頭局部放大圖
圖3為本發(fā)明焊接作業(yè)示意圖
具體實(shí)施例方式
由圖1至圖3示出， 一種開孔接管及馬鞍形焊縫焊接設(shè)備，主要由十字架型自動(dòng)操 作機(jī)1、焊接機(jī)頭軌道2、焊接機(jī)頭3和筒體工件4組成，其中十字架型自動(dòng)操作機(jī)1的軸 向移動(dòng)裝置11通過螺栓與相應(yīng)的基礎(chǔ)件連接，垂直升降臂12與軸向移動(dòng)裝置11固接，橫 向移動(dòng)臂13通過套件19與垂直升降臂12套裝，并可沿套件19橫向滑動(dòng)，在橫向移動(dòng)臂13 的一端通過軸A連接一個(gè)帶有軸B的叉型件16，通過叉型件16的軸B與懸掛臂17連接； 焊接機(jī)頭軌道2由環(huán)形軌道21和與其相連接的內(nèi)置三爪卡管裝置22組成，接管工件23由 三爪卡管裝置22卡持，環(huán)形的焊接機(jī)頭軌道2通過螺栓與懸掛臂17的下端連接固定，焊接 機(jī)頭軌道2的直徑根據(jù)接管工件23和法蘭的尺寸規(guī)格確定，焊接機(jī)頭軌道2通過十字架型 自動(dòng)操作機(jī)1實(shí)現(xiàn)筒體工件4的開孔與接管工件23的粗定位，懸掛臂17繞軸A14和軸B15 旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)與之固定的焊接機(jī)頭軌道2實(shí)現(xiàn)精確定位；焊接機(jī)頭3通過鎖緊機(jī)構(gòu)31安裝在 焊接機(jī)頭軌道2上，通過機(jī)頭行走機(jī)構(gòu)32沿環(huán)形軌道21運(yùn)行；機(jī)頭行走機(jī)構(gòu)32的下端套 接有徑向移動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)34，其徑向移動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)34的端部安裝有焊槍高低調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)33，在 焊槍高低調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)33的最下端安裝焊槍傾角調(diào)節(jié)和擺動(dòng)機(jī)構(gòu)35，其上安裝焊槍夾持機(jī)構(gòu) 36。焊接機(jī)頭行走機(jī)構(gòu)32的圓周運(yùn)動(dòng)、焊槍高低調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)34的上下直線運(yùn)動(dòng)和焊槍傾斜 角度的調(diào)節(jié)，這三種運(yùn)動(dòng)的融合疊加實(shí)現(xiàn)了接管工件23與筒體工件4的馬鞍形坡口的管頭 和管孔的高質(zhì)量切割以及兩者之間馬鞍形相貫線焊縫的高質(zhì)量焊接。
另知，焊槍沿軌道徑向移動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)34沿軌道2半徑方向的直線運(yùn)動(dòng)可以保證焊 接時(shí)焊縫不準(zhǔn)確時(shí)的示教跟蹤和多層多道焊接時(shí)的深度調(diào)整，以及相鄰規(guī)格之間的管頭切 割或焊接時(shí)割矩或焊槍的徑向位置調(diào)整。 當(dāng)實(shí)施開孔接管馬鞍形焊縫焊接自動(dòng)焊接作業(yè)時(shí)，通過滾輪架41調(diào)整好筒體工 件4的開孔接管的位置，使其開孔位置處于上斷面，保證后續(xù)操作作業(yè)基本處于水平的位 置。同時(shí)移動(dòng)十字架型自動(dòng)操作機(jī)1到筒體工件4的焊接位置，通過調(diào)節(jié)十字架型自動(dòng)操 作機(jī)1的各個(gè)平移裝置，實(shí)現(xiàn)開孔接管的粗定位操作，然后移動(dòng)橫向移動(dòng)臂13上叉型件16 使焊接機(jī)頭軌道2在兩個(gè)方向上各旋轉(zhuǎn)一定的角度，進(jìn)一步調(diào)整作業(yè)的精細(xì)定位。在上述 操作過程實(shí)現(xiàn)定位后，在同一定位基準(zhǔn)之下完成管道的切割、筒體工件4的開孔、馬鞍形組 對(duì)焊接。首先，通過操作軌道的三爪卡管裝置22，夾緊準(zhǔn)備切割的接管工件23，調(diào)整好焊接 機(jī)頭3的初始位置和車體上氣割割炬的角度，調(diào)用計(jì)算機(jī)預(yù)存儲(chǔ)的程序(此程序可以通過 相關(guān)管道前期預(yù)示教完成并存儲(chǔ)的或者通過已知參數(shù)計(jì)算實(shí)現(xiàn)的)，啟動(dòng)氣割作業(yè)，機(jī)頭行 走機(jī)構(gòu)沿軌道完成馬鞍形軌跡管道管口的切割。然后，在完成接管工件23切割作業(yè)后，移 動(dòng)焊槍高低調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)33，使其氣割割炬相對(duì)管道切口向下移動(dòng)一定位置，然后通過焊槍傾 角調(diào)節(jié)和擺動(dòng)機(jī)構(gòu)35從而調(diào)節(jié)氣割割炬的切割角度，調(diào)用計(jì)算機(jī)預(yù)存儲(chǔ)程序，通過沿著管 道的圓周運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)筒體工件4的開孔作業(yè)。最后，在完成上述步驟的作業(yè)后，取下氣割割 炬頭換上焊槍，然后操作垂直升降臂12，組對(duì)接管工件23于筒體工件4的焊縫坡口，由于 上述作業(yè)是在一個(gè)基準(zhǔn)下完成的，所以坡口組對(duì)精度高。調(diào)整好焊槍的角度和相對(duì)焊縫的 位置，并調(diào)用相貫線的焊接程序，此程序可以是上述作業(yè)使用的程序，也可以是現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)示
4教的焊接程序，視現(xiàn)場(chǎng)的組對(duì)精度和焊接精度要求而定。通過多層多道的焊接(此時(shí)的焊 槍傾角調(diào)節(jié)和擺動(dòng)機(jī)構(gòu)35可以實(shí)現(xiàn)焊縫的自動(dòng)擺動(dòng)焊接)，最后完成馬鞍形接管的焊接作 業(yè)。
權(quán)利要求
開孔接管及馬鞍形焊縫焊接設(shè)備，主要由十字架型自動(dòng)操作機(jī)(1)、焊接機(jī)頭軌道(2)、焊接機(jī)頭(3)和筒體工件(4)組成，其特征在于十字架型自動(dòng)操作機(jī)(1)的軸向移動(dòng)裝置(11)通過螺栓與相應(yīng)的基礎(chǔ)件連接，垂直升降臂(12)與軸向移動(dòng)裝置(11)固接，橫向移動(dòng)臂(13)通過套件(19)與垂直升降臂(12)套裝，并可沿套件(19)橫向滑動(dòng)，在橫向移動(dòng)臂(13)的一端通過軸A連接一個(gè)帶有軸B的叉型件(16)，通過叉型件(16)的軸B與懸掛臂(17)連接；環(huán)形的焊接機(jī)頭軌道(2)通過螺栓與懸掛臂(17)的下端連接固定，焊接機(jī)頭軌道(2)通過十字架型自動(dòng)操作機(jī)(1)實(shí)現(xiàn)筒體工件(4)的開孔與接管工件(23)的粗定位，懸掛臂(17)繞軸A(14)和軸B(15)旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)與之固定的焊接機(jī)頭軌道(2)實(shí)現(xiàn)精確定位；焊接機(jī)頭(3)通過鎖緊機(jī)構(gòu)(31)安裝在焊接機(jī)頭軌道(2)上，通過機(jī)頭行走機(jī)構(gòu)(32)沿環(huán)形軌道(21)運(yùn)行；機(jī)頭行走機(jī)構(gòu)(32)的下端套接有徑向移動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(34)，其徑向移動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(34)的端部安裝有焊槍高低調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(33)，在焊槍高低調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(33)的最下端安裝焊槍傾角調(diào)節(jié)和擺動(dòng)機(jī)構(gòu)(35)，其上安裝焊槍夾持機(jī)構(gòu)(36)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的開孔接管及馬鞍形焊縫焊接設(shè)備，其特征在于焊接機(jī)頭軌 道(2)由環(huán)形軌道(21)和與其相連接的內(nèi)置三爪卡管裝置(22)組成，接管工件(23)由三 爪卡管裝置(22)卡持。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的開孔接管及馬鞍形焊縫焊接設(shè)備，其特征在于焊接機(jī)頭軌 道(2)的直徑根據(jù)接管工件(23)和法蘭的尺寸規(guī)格確定。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的開孔接管及馬鞍形焊縫焊接設(shè)備，其特征在于焊槍沿軌道 徑向移動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(34)沿軌道(2)半徑方向的直線運(yùn)動(dòng)保證焊接時(shí)焊縫不準(zhǔn)確時(shí)的示教 跟蹤和多層多道焊接時(shí)的深度調(diào)整，以及相鄰規(guī)格之間的管頭切割或焊接時(shí)割矩或焊槍的 徑向位置調(diào)整。
全文摘要
一種開孔接管及馬鞍形焊縫焊接設(shè)備，主要由十字架型自動(dòng)操作機(jī)(1)、焊接機(jī)頭軌道(2)、焊接機(jī)頭(3)和筒體工件(4)組成，其中十字架型自動(dòng)操作機(jī)(1)的軸向移動(dòng)裝置(11)與相應(yīng)的基礎(chǔ)連接，其垂直升降臂(12)和橫向移動(dòng)臂(13)以軸向移動(dòng)裝置(11)為基礎(chǔ)組裝在一起，再通過懸掛臂(17)與焊接機(jī)頭軌道(2)連接在一起，焊接機(jī)頭(3)通過鎖緊機(jī)構(gòu)(31)與焊接機(jī)頭軌道(2)連接，并可沿環(huán)形軌道(21)運(yùn)行。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了一機(jī)多用，既可以進(jìn)行馬鞍形坡口管頭和管孔的氣割或等離子切割，又可以在更換執(zhí)行機(jī)構(gòu)后進(jìn)行兩者間的高質(zhì)量焊接，并且結(jié)構(gòu)緊湊簡(jiǎn)潔，十分適用于工地現(xiàn)場(chǎng)使用。
文檔編號(hào)B23K37/00GK101786210SQ20091007757
公開日2010年7月28日 申請(qǐng)日期2009年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月23日
發(fā)明者張衛(wèi)義, 曹瑩瑜, 梁亞軍, 薛龍, 趙杰 申請(qǐng)人:北京石油化工學(xué)院