本發(fā)明涉及焊接設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種管道自動焊設(shè)備。

背景技術(shù)：

管道焊接設(shè)備一般由旋轉(zhuǎn)裝置和焊接電源、焊槍組成，旋轉(zhuǎn)裝置包括底座、通過主軸箱連接于底座上的機頭，主電機驅(qū)動機頭使機頭旋轉(zhuǎn)，機頭包括回轉(zhuǎn)裝置、用于固定工件的焊接卡盤，焊接卡盤通過回轉(zhuǎn)裝置與主電機相連，主電機帶動焊接卡盤轉(zhuǎn)動，進而帶動工件旋轉(zhuǎn)。由于卡盤只能夾持管件一端，所以在需要管管對接時，需要先將被焊接的兩個管件預(yù)先點焊連接，然后再進行焊接，這樣的操作步驟增加一道點焊工序，降低了生產(chǎn)效率。另外，由于管管對接通常適用于需要將較長尺寸的管件進行對接，常規(guī)焊接設(shè)備采用單卡盤夾持，焊接穩(wěn)定性及平順性都存在一定問題，一旦管件因自重彎曲，焊接過程中甩尾現(xiàn)象會很嚴重，輕則影響焊接穩(wěn)定性，重則會造成焊機旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的損壞，影響設(shè)備正常運行。另外，由于焊槍固定于焊縫上方的某一位置，焊接過程中焊槍不能自動實現(xiàn)擺動和上下移動，遇有有坡口要求的焊件焊接時，需要人為實時調(diào)節(jié)使得焊槍左右擺動；特別是當管件帶有較明顯橢圓度時，需要人為實時調(diào)節(jié)焊槍高度，以實現(xiàn)弧長調(diào)節(jié)使電弧穩(wěn)定，因此不僅增大了操作者的勞動強度，焊接質(zhì)量也不易保證。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種采用雙卡盤夾持管件，不需要事先點焊連接，雙卡盤均配備動力，能克服因管件直線性不好帶來的跳動沖擊，保證焊接過程穩(wěn)定，弧長可自動調(diào)節(jié)、焊接自動化程度高，雙卡盤分別夾持兩段被焊管件、旋轉(zhuǎn)裝置與焊接電源、焊槍為一體式結(jié)構(gòu)、焊接質(zhì)量穩(wěn)定可靠，勞動強度低，可加工管件的長度較長的具有中心通孔的一體式管管自動焊接設(shè)備。

本實用新型為實現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是：

一種具有中心通孔的一體式管管自動焊接設(shè)備，包括控制系統(tǒng)、底座、焊接操作架、焊接電源、焊槍和工件旋轉(zhuǎn)裝置，工件旋轉(zhuǎn)裝置設(shè)置于底座上，其特征在于：所述的工件旋轉(zhuǎn)裝置包括，左工件旋轉(zhuǎn)裝置和右工件旋轉(zhuǎn)裝置，左工件旋轉(zhuǎn)裝置包括：

左主軸箱座，連接于底座上，

左主軸，轉(zhuǎn)動連接于左主軸箱座上，

左焊接卡盤，連接于左主軸的一端，

左主軸驅(qū)動裝置，設(shè)置于左主軸與底座之間，驅(qū)動左主軸旋轉(zhuǎn)；

所述的右工件旋轉(zhuǎn)裝置與左工件旋轉(zhuǎn)裝置結(jié)構(gòu)相同，左右對稱，包括；

右主軸箱座，連接于底座上，

右主軸，轉(zhuǎn)動連接于右主軸箱座上，

右焊接卡盤，連接于右主軸的一端，

右主軸驅(qū)動裝置，設(shè)置于右主軸與底座之間，驅(qū)動右主軸旋轉(zhuǎn)；

所述的焊接操作架上設(shè)有焊接擺動器和弧長調(diào)節(jié)器，與焊接電源連接的焊槍安裝在弧長調(diào)節(jié)器上，焊接擺動器和弧長調(diào)節(jié)器與所述的控制系統(tǒng)相連。這樣設(shè)計的目的是可以使焊接過程中焊槍能自動實現(xiàn)擺動和上下調(diào)節(jié)，適應(yīng)有坡口要求的焊件和帶有較明顯橢圓度的工件的焊接。

本實用新型中，所述的左主軸驅(qū)動裝置包括，

左主電機，固連于底座上，

左主動齒輪，固連于左主電機的輸出軸上，

左從動齒輪，與左主動齒輪相嚙合，固連于左主軸的另一端；

所述的右主軸驅(qū)動裝置包括，

右主電機，固連于底座上，

右主動齒輪，固連于右主電機的輸出軸上，

右從動齒輪，與右主動齒輪相嚙合，固連于右主軸的另一端。

本實用新型中，所述的焊接操作架連接于左主軸箱座和右主軸箱座上；

所述的左主軸、右主軸均為中空回轉(zhuǎn)軸，工件可從其中心通孔中穿過；這樣設(shè)計的目的是為了適應(yīng)長管焊接，由于采用了中心通孔，可方便將長管穿過中心通孔。

所述的焊接電源上設(shè)有焊槍插口，與焊槍電連接；所述的焊槍插口上并聯(lián)有弧壓采集裝置，弧壓采集裝置與所述的控制系統(tǒng)相連接。

本實用新型中，所述的弧長調(diào)節(jié)器包括，縱向直線電機、縱向電機安裝板、縱向滑臺固定板、縱向滑臺活動板、縱向絲杠、與縱向絲杠相嚙合的縱向絲母、縱向交叉滾子導軌；

焊接擺動器包括，橫向直線電機、橫向電機安裝板、橫向滑臺固定板、橫向滑臺活動板、橫向絲杠、與橫向絲杠相嚙合的橫向絲母、橫向交叉滾子導軌；

縱向直線電機通過縱向電機安裝板固定于縱向滑臺固定板上，縱向絲母固定于縱向滑臺活動板上，縱向滑臺固定板與縱向滑臺活動板通過縱向交叉滾子導軌相連接，縱向絲杠與縱向直線電機的輸出軸相連；

橫向直線電機通過橫向電機安裝板固定于橫向滑臺固定板上，橫向絲母固定于橫向滑臺活動板上，橫向滑臺固定板與橫向滑臺活動板通過橫向交叉滾子導軌相連接，橫向絲杠與橫向直線電機的輸出軸相連；

橫向滑臺活動板與縱向滑臺固定板相連接，焊槍固定于縱向滑臺活動板上，橫向滑臺固定板與焊接操作架相連接。

本實用新型中，所述的橫向直線電機、縱向直線電機分別與所述的控制系統(tǒng)相連。

上述設(shè)計的目的是可以使焊接過程中焊槍能自動實現(xiàn)上下移動和左右擺動，當管件帶有較明顯橢圓度時，弧壓采集裝置在焊接過程中能自動將采集到的電弧電壓，通過電流傳感器將電壓信號轉(zhuǎn)換為電流信號實時傳遞給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)通過與設(shè)定的弧壓上/下限相比較、因焊接電流不變情況下，電弧電壓的大小與電弧長短有關(guān)，電弧越長電壓越大，電弧越短電壓越小。當實時弧壓信號大于設(shè)定上限值時，焊槍向下移動。當實時弧壓信號小于設(shè)定下限值時，焊槍向上移動。當實時弧壓信號小于設(shè)定上限值，大于設(shè)定下限值時焊槍停止移動。對縱向直線電機發(fā)出相應(yīng)指令，通過縱向直線電機驅(qū)動縱向絲杠、縱向絲母帶動縱向滑臺活動板上的焊槍上下移動，自動調(diào)節(jié)焊槍高度，實現(xiàn)弧長調(diào)節(jié)使電弧穩(wěn)定，不需要人為調(diào)節(jié)或干預(yù)。焊接帶有坡口要求的焊件時，可以根據(jù)坡口的大小預(yù)先設(shè)定橫向直線電機的往復運動幅度和頻率，橫向直線電機驅(qū)動橫向絲杠、橫向絲母帶動橫向滑臺活動板上連接的弧長調(diào)節(jié)器、進而帶動焊槍左右擺動，能使焊材均勻覆蓋焊口，操作者勞動強度低，焊接質(zhì)量也容易保證。

本實用新型中，所述的控制系統(tǒng)包括開關(guān)電源、主機PLC、主機外部操作裝置、主機外部執(zhí)行元件；開關(guān)電源、主機PLC、主機外部執(zhí)行元件設(shè)置于控制盒內(nèi)，主機外部操作裝置設(shè)置于控制盒的面板上。

上述技術(shù)方案中，所述的主機PLC20包括信號輸入端口、信號輸出端口，其信號輸入端口與主機外部操作裝置相連接，其信號輸出端口與主機外部執(zhí)行元件相連接；

上述技術(shù)方案中，所述的主機外部操作裝置18由外部控制通訊接口、扭子開關(guān)、控制按鈕、觸摸屏組成，并均帶有標準通訊接口，與主機PLC信號輸入端口相連接；

上述技術(shù)方案中，所述的主機外部執(zhí)行元件為電機驅(qū)動器A、電機驅(qū)動器B、電機驅(qū)動器C、電機驅(qū)動器D、電機驅(qū)動器E；中間繼電器A、中間繼電器B、中間繼電器C、中間繼電器D、中間繼電器E；電機驅(qū)動器A、電機驅(qū)動器B、電機驅(qū)動器C、電機驅(qū)動器D、電機驅(qū)動器E的輸入端連接到主機PLC信號輸出端口，電機驅(qū)動器A、電機驅(qū)動器B、電機驅(qū)動器C、電機驅(qū)動器D、電機驅(qū)動器E的輸出端分別與左主電機、右主電機、橫向直線電機、縱向直線電機、送絲電機相連。

進一步地，所述的扭子開關(guān)包括，送絲/停絲開關(guān)、自動/手動選擇開關(guān)；

所述的控制按鈕包括，急停、啟動、停止、夾緊、松開、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、送絲、抽絲、絲速+、絲速-、弧長+、弧長-、穩(wěn)弧+、穩(wěn)弧-、上、下、左、右、按鈕及備用按鈕；

所述的外部控制通訊接口包括上位機接口，連接上位機；上位機34可以發(fā)送開關(guān)量信號，對焊機進行自動控制；

所述的左主電機、右主電機、橫向直線電機、縱向直線電機、送絲電機為伺服電機或步進電機。

上述技術(shù)方案中，所述中間繼電器A、中間繼電器B、中間繼電器C、中間繼電器D、中間繼電器E的線圈與主機PLC信號輸出端口連接，中間繼電器A的常開觸點與電機驅(qū)動器A、電機驅(qū)動器B、電機驅(qū)動器C、電機驅(qū)動器D、電機驅(qū)動器E連接；中間繼電器B的常開觸點與電磁氣閥連接、中間繼電器C的常開觸點與焊接電源連接, 中間繼電器D、中間繼電器E的常開觸點與上位機接口連接。

進一步地，所述的上位機接口設(shè)置于控制盒上。

本實用新型的有益效果：

1、本實用新型的技術(shù)方案其主軸為通過軸承支撐的中空回轉(zhuǎn)軸，中空回轉(zhuǎn)軸上通過鍵連接有從動齒輪，主電機軸上通過鍵連接有主動齒輪，主動齒輪與從動齒輪嚙合，軸承外圈固定于主軸箱上，焊接卡盤連接于中空回轉(zhuǎn)軸上，工件可從中心通孔中穿過；能適應(yīng)長管焊接，焊接效率高，焊接質(zhì)量也容易保證。

2、焊接操作架上設(shè)有焊接擺動器和弧長調(diào)節(jié)器，與焊機連接的焊槍安裝在弧長調(diào)節(jié)器上，焊接擺動器和弧長調(diào)節(jié)器與所述的控制系統(tǒng)相連，可以使焊接過程中焊槍能自動實現(xiàn)擺動和上下調(diào)節(jié)，適應(yīng)有坡口要求的焊件和帶有較明顯橢圓度的工件的焊接，并且不需要人為調(diào)節(jié)或干預(yù)，實現(xiàn)了閉環(huán)控制，操作者勞動強度低，焊接質(zhì)量也容易保證。

3、采用主機PLC控制電機驅(qū)動器進而控制電機，電機驅(qū)動各機構(gòu)協(xié)調(diào)動作，使焊接質(zhì)量及穩(wěn)定性提高。

4、主機外部操作裝置既有扭子開關(guān)，也有外部控制通訊接口，通過外部控制通訊接口與主機PLC信號輸入端口相連接，使用主機PLC控制電機，并通過主機PLC的信號輸入端口與上位機建立通訊實現(xiàn)自動焊接。

綜上所述，本實用新型具有焊接自動化程度高，焊接質(zhì)量穩(wěn)定可靠，勞動強度低，可加工工件的長度較長的優(yōu)點。

附圖說明

圖1是本實用新型的主視示意圖。

圖2是本實用新型的左視示意圖。

圖3是本實用新型的俯視示意圖。

圖4是圖2中的A-A剖視圖。

圖5是圖3中的B向視圖（去掉焊槍后）。

圖6是圖3中的C向視圖（去掉焊槍后）。

圖7是本實用新型控制系統(tǒng)的具體實施例的結(jié)構(gòu)框圖。

圖中：1底座，2左主動齒輪，3左從動齒輪，4左主軸箱座，5左焊接卡盤，從動齒輪，6焊接操作架，7焊槍，主電機，8右焊接卡盤，9右主軸箱座，

10焊接擺動器，1001橫向絲母、1002橫向絲杠、1003橫向電機安裝板、1004橫向直線電機、1005橫向滑臺固定板、1006橫向交叉滾子導軌，1007橫向滑臺活動板，

11弧長調(diào)節(jié)器，1101縱向交叉滾子導軌、1102縱向滑臺活動板、1103縱向絲母、 1104縱向絲杠、1105縱向直線電機、1106縱向電機安裝板、1107縱向滑臺固定板，

12右從動齒輪，13右主動齒輪，14右主軸，15左主軸，16左主電機，17右主電機，

18主機外部操作裝置，包括扭子開關(guān)：1813送絲/停絲、1818自動/手動；

還包括控制按鈕：1801急停、1803啟動、1804停止、1805夾緊、1806松開、1807正轉(zhuǎn)、1808反轉(zhuǎn)、1809送絲、1810抽絲、1811絲速+、1812絲速-、1814弧長+、1815弧長-、1816穩(wěn)弧+、1817穩(wěn)弧-、1819上、1820下、1821左、1822右、1823備用按鈕、1824備用按鈕；

19開關(guān)電源，20主機PLC，21電機驅(qū)動器A、22電機驅(qū)動器B、23電機驅(qū)動器C、24電機驅(qū)動器D、25電機驅(qū)動器E，26中間繼電器A、27中間繼電器B、28中間繼電器C、29中間繼電器D、30中間繼電器E，31送絲電機，32電磁氣閥，焊接電源33，34上位機接口，35上位機。

具體實施方式

為能清楚說明本實用新型的技術(shù)特點，下面通過具體實施方式，并結(jié)合附圖，對本實用新型做進一步的說明。

參見圖1至圖3，一種具有中心通孔的一體式管管自動焊接設(shè)備，包括控制系統(tǒng)、底座1、焊接操作架6、焊接電源、焊槍7和工件旋轉(zhuǎn)裝置，工件旋轉(zhuǎn)裝置設(shè)置于底座1上，所述的工件旋轉(zhuǎn)裝置包括，左工件旋轉(zhuǎn)裝置和右工件旋轉(zhuǎn)裝置，

參見圖4，左工件旋轉(zhuǎn)裝置包括：

左主軸箱座4，連接于底座1上，

左主軸15，轉(zhuǎn)動連接于左主軸箱座4上，

左焊接卡盤5，連接于左主軸15的一端，

左主軸驅(qū)動裝置，設(shè)置于左主軸15與底座1之間，驅(qū)動左主軸15旋轉(zhuǎn)；

所述的右工件旋轉(zhuǎn)裝置與左工件旋轉(zhuǎn)裝置結(jié)構(gòu)相同，左右對稱，包括；

右主軸箱座9，連接于底座1上，

右主軸14，轉(zhuǎn)動連接于右主軸箱座9上，

右焊接卡盤8，連接于右主軸14的一端，

右主軸驅(qū)動裝置，設(shè)置于右主軸14與底座1之間，驅(qū)動右主軸14旋轉(zhuǎn)；

所述的焊接操作架6上設(shè)有焊接擺動器10和弧長調(diào)節(jié)器11，與焊接電源連接的焊槍7安裝在弧長調(diào)節(jié)器11上，焊接擺動器10和弧長調(diào)節(jié)器11與所述的控制系統(tǒng)相連。

仍然參見圖4，所述的左主軸驅(qū)動裝置包括，

左主電機16，固連于底座1上，

左主動齒輪2，固連于左主電機16的輸出軸上，

左從動齒輪3，與左主動齒輪2相嚙合，固連于左主軸15的另一端；

所述的右主軸驅(qū)動裝置包括，

右主電機17，固連于底座1上，

右主動齒輪13，固連于右主電機17的輸出軸上，

右從動齒輪12，與右主動齒輪13相嚙合，固連于右主軸14的另一端。

參見圖1、圖2、圖4，上述的焊接操作架6連接于左主軸箱座4和右主軸箱座9上；

左主軸15、右主軸14均為中空回轉(zhuǎn)軸，工件可從其中心通孔中穿過；

所述的焊接電源上設(shè)有焊槍插口，與焊槍7電連接；所述的焊槍插口上并聯(lián)有弧壓采集裝置，弧壓采集裝置與所述的控制系統(tǒng)相連接。

參見圖5、圖6，上述的弧長調(diào)節(jié)器11包括，縱向直線電機1105、縱向電機安裝板1106、縱向滑臺固定板1107、縱向滑臺活動板1102、縱向絲杠1104、與縱向絲杠1104相嚙合的縱向絲母1103、縱向交叉滾子導軌1101；

上述的焊接擺動器10包括，橫向直線電機1004、橫向電機安裝板1003、橫向滑臺固定板1005、橫向滑臺活動板1007、橫向絲杠1002、與橫向絲杠1002相嚙合的橫向絲母1001、橫向交叉滾子導軌1006；

縱向直線電機1105通過縱向電機安裝板1106固定于縱向滑臺固定板1107上，縱向絲母1103固定于縱向滑臺活動板1102上，縱向滑臺固定板1107與縱向滑臺活動板1102通過縱向交叉滾子導軌1101相連接，縱向絲杠1104與縱向直線電機1105的輸出軸相連；

橫向直線電機1004通過橫向電機安裝板1003固定于橫向滑臺固定板1005上，橫向絲母1001固定于橫向滑臺活動板1007上，橫向滑臺固定板1005與橫向滑臺活動板1007通過橫向交叉滾子導軌1006相連接，橫向絲杠1002與橫向直線電機1004的輸出軸相連；

橫向滑臺活動板1007與縱向滑臺固定板1107相連接，焊槍9固定于縱向滑臺活動板1102上，橫向滑臺固定板1005與焊接操作架6相連接。

橫向直線電機1004、縱向直線電機1105分別與所述的控制系統(tǒng)相連。

本實施例中，所述的控制系統(tǒng)包括開關(guān)電源19、主機PLC20、主機外部操作裝置18、主機外部執(zhí)行元件；開關(guān)電源19、主機PLC20、主機外部執(zhí)行元件設(shè)置于控制盒內(nèi)，主機外部操作裝置18設(shè)置于控制盒的面板上。

所述的主機PLC20包括信號輸入端口、信號輸出端口，其信號輸入端口與主機外部操作裝置18相連接，其信號輸出端口與主機外部執(zhí)行元件相連接；

所述的主機外部操作裝置18由外部控制通訊接口、扭子開關(guān)、控制按鈕、觸摸屏組成，并均帶有標準通訊接口，與主機PLC20信號輸入端口相連接；

所述的主機外部執(zhí)行元件為電機驅(qū)動器A21、電機驅(qū)動器B22、電機驅(qū)動器C23、電機驅(qū)動器D24、電機驅(qū)動器E25；中間繼電器A26、中間繼電器B27、中間繼電器C28、中間繼電器D29、中間繼電器E30；電機驅(qū)動器A21、電機驅(qū)動器B22、電機驅(qū)動器C23、電機驅(qū)動器D24、電機驅(qū)動器E25的輸入端連接到主機PLC20信號輸出端口，電機驅(qū)動器A21、電機驅(qū)動器B22、電機驅(qū)動器C23、電機驅(qū)動器D24、電機驅(qū)動器E25的輸出端分別與左主電機16、右主電機17、橫向直線電機1004、縱向直線電機1105、送絲電機31相連。

所述的扭子開關(guān)包括，送絲/停絲開關(guān)、自動/手動選擇開關(guān)；

所述的控制按鈕包括，急停、啟動、停止、夾緊、松開、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、送絲、抽絲、絲速+、絲速-、弧長+、弧長-、穩(wěn)弧+、穩(wěn)弧-、上、下、左、右、按鈕及備用按鈕；

所述的外部控制通訊接口包括上位機接口，連接上位機；上位機34可以發(fā)送開關(guān)量信號，對焊機進行自動控制；

所述的左主電機16、右主電機17、橫向直線電機1004、縱向直線電機1105、送絲電機31為伺服電機或步進電機。

所述中間繼電器A26、中間繼電器B27、中間繼電器C28、中間繼電器D29、中間繼電器E30的線圈與主機PLC20信號輸出端口連接，中間繼電器A26的常開觸點與電機驅(qū)動器A21、電機驅(qū)動器B22、電機驅(qū)動器C23、電機驅(qū)動器D24、電機驅(qū)動器E25連接；中間繼電器B27的常開觸點與電磁氣閥32連接、中間繼電器C28的常開觸點與焊接電源33連接, 中間繼電器D29、中間繼電器E30的常開觸點與上位機接口34連接。

上述的上位機接口設(shè)置于控制盒上。

以上所列舉的實施方式僅供理解本實用新型之用，并非是對本實用新型所描述的技術(shù)方案的限制，有關(guān)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在權(quán)利要求所述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，還可以作出多種變化或變形，所有等同的變化或變形都應(yīng)涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求保護范圍之內(nèi)。