快速自动预热碳钢焊接设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种快速自动预热碳钢焊接设备，包括工件变位机机构、位于工件变位机机构两侧的焊接机器人移载机构、感应加热移载机构；所述工件变位机机构的两个装夹卡盘能卡住碳钢工件的两端，并能带动所述碳钢工件旋转；所述焊接机器人移载机构包括机器人移行轨道、焊接机器人，所述焊接机器人滑动设置在机器人移行轨道上；所述感应加热移载机构包括加热移行轨道、感应加热控制箱以及感应加热线圈，所述感应加热控制箱滑动设置在加热移行轨道上，所述感应加热线圈设置在感应加热控制箱上并与其连接，所述感应加热线圈的形状与碳钢工件的形状匹配。本实用新型专利技术结构紧凑，可自动加热且加热均匀，加热效率高、使用期长。

Fast automatic preheating carbon steel welding equipment

【技术实现步骤摘要】
快速自动预热碳钢焊接设备
本技术涉及碳钢加热焊接领域，涉及大型结构件加热焊接、大直径管道加热焊接、重型机械结构件的快速自动预热碳钢焊接设备。
技术介绍
在焊接碳素钢、结构钢的工艺中，温度对焊接质量有着重大的影响。目前市面上的高强结构钢基本上是低碳低合金钢或低碳低合金调质钢。特别是焊接强度级别≥390Mpa的材料。要获得焊缝组织优良的强韧性，防止冷裂纹，需要焊前预热，焊后低温后热处理或消氢处理。目前，焊接预热、消氢工艺是采用火焰或履带式电热器加热。火焰加热：采用气体燃烧的火焰进行加热，温度通过传导深入工件内部；电加热器加热：采用电热丝的电阻发热，温度通过传导深入工件内部。采用上述几种加热方式，均会产生一定问题：当采用火焰加热时，工件表面温度较高、内部温度较低，操作完全靠人工掌握，加热温度及不均匀。当采用电加热器加热时：电加热器与工件的间隙不一致，导致加热不均匀；电源接头容易损坏，有触电的危险，加热温度需要人工看护才能控制，容易过烧，导致产品报废或质量不稳定，且加热时间长，能耗很高；加热器本身生热，温度很高，容易烫伤操作工人。
技术实现思路
为克服上述缺点，本技术的目的在于提供一种结构紧凑，可自动加热且加热均匀，加热效率高、使用期长的快速自动预热碳钢焊接设备。为了达到以上目的，本技术采用的技术方案是：一种快速自动预热碳钢焊接设备，包括工件变位机机构、焊接机器人移载机构、感应加热移载机构，所述焊接机器人移载机构、感应加热移载机构位于工件变位机机构的两侧；所述工件变位机机构的两个装夹卡盘能卡住碳钢工件的两端，并能带动所述碳钢工件旋转，被所述两个装夹卡盘卡住的碳钢工件呈X轴方向设置；所述焊接机器人移载机构包括机器人移行轨道、焊接机器人以及焊枪，所述机器人移行轨道沿X轴设置，所述焊接机器人通过机器人滑动组件沿机器人移行轨道滑动，所述焊枪位于焊接机器人的焊接自由端；所述感应加热移载机构包括加热移行轨道、感应加热控制箱以及感应加热线圈，所述加热移行轨道沿X轴设置，所述感应加热控制箱通过加热滑动组件沿加热移行轨道滑动，所述感应加热线圈设置在感应加热控制箱上并与其连接，所述感应加热线圈的形状与碳钢工件的形状匹配。本技术快速自动预热碳钢焊接设备的有益效果是，主要优点在于，设备结构紧凑，占用空间小，能够兼容多种工件的自动预热焊接，维护方便。工件变位机机构能够保证工件自动夹紧及翻转，并配合焊接机器人移载机构、感应加热移载机构，实现了碳钢工件的全自动预热焊接。利用电磁感应原理在被加热物体(碳钢工件)内部产生电流(涡流)，而使物体(碳钢工件)发热的方法，可以在碳钢焊接时增强焊缝的韧性，防止冷裂纹。此快速自动预热碳钢焊接设备的设计形式，采用了感应加热预热系统，具有加热均匀、生产率高、控制精准、安全可靠及使用期长的特点。其中，加热均匀体现在：由于感应加热是钢材受到磁感应产生涡流而自身发热，所以加热温度很均匀，这一特性对焊接的预热及后热消氢非常有利；生产率高体现在：感应加热是钢材受到磁感应产生涡流而自身发热，不需要热传导，设备功率因素达到95％，加热时间短，生产效率高；使用期长体现在：红外电热器由于是电热丝发热，所以电热丝很快会烧损；而感应线圈本身不产生高温，不会被烧损，因此使用寿命很长。优选地，所述工件变位机机构包括变位机底座、变位机驱动端、变位机从动端，所述变位机驱动端、变位机从动端对应的设置在变位机底座上，所述变位机驱动端/变位机从动端通过变位机滑动组件与变位机底座滑动连接，所述变位机滑动组件控制机变位机驱动端、变位机从动端中的一个向靠近和远离另一个的方向来回滑动，所述两个装夹卡盘分别设置在变位机驱动端、变位机从动端对应的端面上。变位机驱动端/变位机从动端通过变位机滑动组件与变位机底座滑动连接，以便于能在两个装夹卡盘之间装夹物体(碳钢工件)，变位机驱动端用以作用物体(碳钢工件)翻转，用以实现夹紧和翻转物体(碳钢工件)。优选地，所述变位机滑动组件包括变位机滑轨、变位机平台、变位机驱动电机、变位机齿轮、变位机齿条，所述变位机滑轨固定在变位机底座上且沿X轴方向设置，所述变位机驱动端/变位机从动端固定在变位机平台上，所述变位机平台与变位机滑轨卡接且能延其滑动，所述变位机驱动电机固定在变位机平台上，所述变位机驱动电机的输出轴朝下，所述变位机齿轮固定在变位机驱动电机的输出轴端部，所述变位机齿条固定在变位机底座上并与所述变位机齿轮啮合。变位机滑动组件的变位机驱动电机控制变位机齿轮旋转，旋转的变位机齿轮继而与变位机齿条发生相对移动，由于变位机齿条设置在变位机滑轨上，变位机滑轨是固定不动的，变位机驱动电机固定在变位机平台且上，并且变位机平台与变位机滑轨卡接且能延其滑动，则变位机平台沿变位机滑轨滑动，继而带动了变位机平台上的变位机驱动端/变位机从动端滑动。优选地，所述机器人滑动组件包括第一电机、第一齿轮、第一齿条，所述第一电机设置在焊接机器人的底部，所述焊接机器人的底部卡接在机器人移行轨道上并滑动连接，所述第一电机输出轴朝下，所述第一齿轮固定在第一电机的输出轴的自由端，所述第一齿条设置在机器人移行轨道上，并与所述第一齿轮啮合。同样，焊接机器人的底部的第一电机控制第一齿轮转动，通过第一齿条与第一齿轮的啮合，继而带动焊接机器人的底部沿机器人移行轨道来回滑动。优选地，所述机器人移行轨道设置有两根，所述第一齿条设置在两根机器人移行轨道相对应的端面。保证了焊接机器人移动的稳定性。优选地，所述加热滑动组件包括第二电机、第二齿轮、第二齿条，所述第二电机固定安装在感应加热控制箱的底板上，所述第二电机的输出轴穿过底板且朝下设置，所述第二齿轮固定设置在第二电机的输出轴的端部，所述底板与加热移行轨道卡接并能延其滑动，所述第二齿条沿X轴设置，所述第二齿条固定设置在加热移行轨道的一侧并与第二齿轮啮合。同样，感应加热控制箱的底部的第二电机控制第二齿轮旋转，通过第二齿条与第二齿轮的啮合，继而带动感应加热控制箱沿加热移行轨道来回滑动。优选地，所述加热移行轨道设置有两根，所述第二齿条设置有一根。同样，保证了感应加热控制箱移动的稳定性。优选地，所述感应加热控制箱与加热滑动组件之间设置有Y轴滑动组件；所述Y轴滑动组件包括Y轴滑轨、支撑平台、驱动部，所述Y轴滑轨固定在底板的顶部且沿Y轴设置，所述支撑平台底部与Y轴滑轨卡接并能延其滑动，所述感应加热控制箱固定在支撑平台上，所述感应加热控制箱通过驱动部将驱动感应加热控制箱沿Y轴滑轨来回滑动。驱动部可以为上述的电机、齿条与齿轮的配合，也可以为电机丝杆组件，只要能实现感应加热控制箱在Y轴滑轨上移动即可；当感应加热完成后，驱动部控制感应加热控制箱后退，给物体(碳钢工件)的翻转提供空间。优选地，所述感应加热线圈与感应加热控制箱的侧壁之间设置有Z轴滑动组件；所述Z轴滑动组件包括设置在感应加热控制箱的侧壁上的Z轴滑轨、主动轮、从动轮、套设在主动轮和从动轮上的传输带以及与Z轴滑轨滑动连接的Z轴平台，所述传输带、Z轴滑轨均呈Z轴方向设置，所述Z轴平台与传输带的一边固定连接，所述感应加热线圈本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快速自动预热碳钢焊接设备，其特征在于：包括工件变位机机构(1)以及位于工件变位机机构(1)的两侧的焊接机器人移载机构(2)、感应加热移载机构(3)；/n所述工件变位机机构(1)的两个装夹卡盘(11)能卡住碳钢工件(4)的两端，并能带动所述碳钢工件(4)旋转，被所述两个装夹卡盘(11)卡住的碳钢工件(4)呈X轴方向设置；/n所述焊接机器人移载机构(2)包括机器人移行轨道(21)、焊接机器人(22)以及焊枪(23)，所述机器人移行轨道(21)沿X轴设置，所述焊接机器人(22)通过机器人滑动组件(24)沿机器人移行轨道(21)滑动，所述焊枪(23)位于焊接机器人(22)的焊接自由端；/n所述感应加热移载机构(3)包括加热移行轨道(31)、感应加热控制箱(32)以及感应加热线圈(33)，所述加热移行轨道(31)沿X轴设置，所述感应加热控制箱(32)通过加热滑动组件(34)沿加热移行轨道(31)滑动，所述感应加热线圈(33)设置在感应加热控制箱(32)上并与其连接，所述感应加热线圈(33)的形状与碳钢工件(4)的形状匹配。/n

【技术特征摘要】
1.一种快速自动预热碳钢焊接设备，其特征在于：包括工件变位机机构(1)以及位于工件变位机机构(1)的两侧的焊接机器人移载机构(2)、感应加热移载机构(3)；
所述工件变位机机构(1)的两个装夹卡盘(11)能卡住碳钢工件(4)的两端，并能带动所述碳钢工件(4)旋转，被所述两个装夹卡盘(11)卡住的碳钢工件(4)呈X轴方向设置；
所述焊接机器人移载机构(2)包括机器人移行轨道(21)、焊接机器人(22)以及焊枪(23)，所述机器人移行轨道(21)沿X轴设置，所述焊接机器人(22)通过机器人滑动组件(24)沿机器人移行轨道(21)滑动，所述焊枪(23)位于焊接机器人(22)的焊接自由端；
所述感应加热移载机构(3)包括加热移行轨道(31)、感应加热控制箱(32)以及感应加热线圈(33)，所述加热移行轨道(31)沿X轴设置，所述感应加热控制箱(32)通过加热滑动组件(34)沿加热移行轨道(31)滑动，所述感应加热线圈(33)设置在感应加热控制箱(32)上并与其连接，所述感应加热线圈(33)的形状与碳钢工件(4)的形状匹配。


2.根据权利要求1所述的快速自动预热碳钢焊接设备，其特征在于：所述工件变位机机构(1)包括变位机底座(12)、变位机驱动端(13)、变位机从动端(14)，所述变位机驱动端(13)、变位机从动端(14)对应的设置在变位机底座(12)上，所述变位机驱动端(13)/变位机从动端(14)通过变位机滑动组件(15)与变位机底座(12)滑动连接，所述变位机滑动组件(15)控制机变位机驱动端(13)、变位机从动端(14)中的一个向靠近和远离另一个的方向来回滑动，所述两个装夹卡盘(11)分别设置在变位机驱动端(13)、变位机从动端(14)对应的端面上。


3.根据权利要求2所述的快速自动预热碳钢焊接设备，其特征在于：所述变位机滑动组件(15)包括变位机滑轨(15a)、变位机平台(15b)、变位机驱动电机(15c)、变位机齿轮(15d)、变位机齿条(15e)，所述变位机滑轨(15a)固定在变位机底座(12)上且沿X轴方向设置，所述变位机驱动端(13)/变位机从动端(14)固定在变位机平台(15b)上，所述变位机平台(15b)与变位机滑轨(15a)卡接且能延其滑动，所述变位机驱动电机(15c)固定在变位机平台(15b)上，所述变位机驱动电机(15c)的输出轴朝下，所述变位机齿轮(15d)固定在变位机驱动电机(15c)的输出轴端部，所述变位机齿条(15e)固定在变位机底座(12)上并与所述变位机齿轮(15d)啮合。


4.根据权利要求1所述的快速自动预热碳钢焊接设备，其特征在于：所述机器人滑动组件(24)包括第一电机(241)、第一齿轮(242)、第一齿条(243)，所述第一电机(241)设置在焊接...

【专利技术属性】
技术研发人员：邰文涛，武文瑞，
申请(专利权)人：苏州哈工易科机器人有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32