【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及法蘭盤焊接，特別是一種法蘭盤自動化焊接設備及其使用方法。
技術介紹
1、目前傳統的制造業都面臨著技術工人短缺且效率低、焊接勞動強度大且焊接質量不穩定、人工成本上升導致量產成本高等問題。雖然機器人自動焊接正不斷普及，但價格高昂且對技術人員操作要求較高，而且雖然機器人自動焊接通用性較好，但是對于有特殊要求的企業就不一定適用。本專利根據容器管道行業的特殊要求，針對進行管道焊接時法蘭盤自動焊接程度不高，且用普通自動焊接時板件容易出現變形，焊接質量不穩定等問題，開發一套針對管道法蘭盤的專用型自動焊接平臺，該平臺生產效率高、操作簡便、低成本，且保證壓力管道焊接時不變形，焊接質量滿足無損檢測要求。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是提供一種法蘭盤自動化焊接設備及其使用方法，能夠有效保證焊接過程產品不變形。
2、本專利技術采用以下技術方案來實現上述目的：
3、一種法蘭盤自動化焊接設備，包括設置在一墻體上的焊接執行機構，所述焊接執行機構的前方設置有一支撐平臺，所述支撐平臺上設置有一旋轉平臺，所述旋轉平臺上固定有用于夾持法蘭盤的卡盤；所述焊接執行機構包括設置在墻體上的直線模組，所述直線模組的滑塊上固定有一框架，所述框架的頂部設置有一轉動軸，所述轉動軸與一機械臂連接，所述機械臂的前端連接有一焊槍。
4、優選的，所述轉動軸的下端經軸承與框架的頂部連接，所述轉動軸的下端延伸至框架內并連接有從動錐齒輪，所述從動錐齒輪與一主動錐齒輪嚙合；所述框架內固定有一安裝
5、優選的，所述機械臂包括固定在轉動軸頂部的u形座，所述u形座內設置有第一轉動臂，所述第一轉動臂的前端設置有第二轉動臂，所述第二轉動臂的前端設置有第三轉動臂，所述第三轉動臂的前端設置有所述焊槍。
6、優選的，所述第一轉動臂包括兩個第一長板，兩個第一長板之間的后端固定有第一轉向器，所述第一轉向器由第一電機驅動，所述第一轉向器的兩個輸出軸分別經軸承與兩個第一長板連接，所述第一轉向器的兩個輸出軸分別與u形座的兩個豎板固定連接，使得第一電機驅動第一轉向器時，能夠帶動第一轉向器以及兩個第一長板轉動；
7、兩個第一長板之間的前端固定有第二轉向器，所述第二轉向器由第二電機驅動，所述第二轉向器的兩個輸出軸分別經軸承與兩個第一長板連接；所述第二轉動臂包括兩個第二長板，所述第二轉向器的兩個輸出軸分別與兩個第二長板固定連接；
8、兩個第二長板之間的前端固定有第三轉向器，所述第三轉向器由第三電機驅動；所述第三轉動臂包括u形塊，所述第三轉向器的兩個輸出軸分別經軸承與兩個第二長板連接，所述第三轉向器的兩個輸出軸分別與u形塊的兩個豎板固定連接；
9、所述u形塊的前方設置有連接板，所述連接板由第四電機驅動；所述連接板上設置有連接架，所述連接架由第五電機驅動；所述連接架上經轉軸連接有轉動塊，所述轉軸由第六電機驅動，所述轉動塊上經夾具固定有所述焊槍。
10、優選的，所述夾具包括兩個夾持塊，所述焊槍嵌設在兩個夾持塊之間，兩個夾持塊經螺栓連接。
11、優選的，所述u形座、第一轉動臂、第二轉動臂、第三轉動臂、連接板上均安裝有光電開關。
12、優選的，所述旋轉平臺由第二減速器驅動，所述第二減速器由第二驅動電機驅動；所述支撐平臺上具有冷卻池，所述旋轉平臺位于所述冷卻池內；所述冷卻池的底部具有進水管和出水管，所述進水管與一冷卻水箱的出水端連接，所述出水管與冷卻水箱的進水端連接，所述進水管上安裝有水泵；所述冷卻池內具有溢流管；所述冷卻池的底部還具有排水管，所述排水管上安裝有手動球閥。
13、優選的，所述焊槍上安裝有視覺傳感器。
14、優選的，所述支撐平臺上經支架安裝有激光傳感器。
15、一種法蘭盤自動化焊接設備的使用方法，方法如下：
16、步驟1：向冷卻池中加入足夠多的水，讓多余的水從溢流管流出，保證冷卻水沒過法蘭盤底部1～3mm；
17、步驟2：通過卡盤對焊件進行固定，然后旋轉平臺帶動焊件旋轉，同時焊接執行機構到達指定焊接位置，啟動第六電機帶動焊槍擺動，實現對焊件的擺動焊接，焊縫形成魚鱗紋；
18、步驟3：打開水泵，使得冷卻池內的水從進水管流到冷卻水箱內，再從出水管流到冷卻池內，始終循環，保證焊接過程始終保持冷卻水的的溫度在80℃左右；
19、步驟4：焊接結束后，開啟手動球閥將冷卻池中的水從排水管排出；
20、所述步驟2中，通過旋轉平臺帶動焊件旋轉，當焊件旋轉一周，激光傳感器測量出焊件坡口處的圓周軌跡，焊接執行機構根據此圓周軌跡進行運動，保證焊縫與焊絲距離保持固定。
21、本專利技術的有益效果：
22、(1)在本專利技術中提供了一個實施例，通過焊接執行機構能夠對法蘭盤和管道進行焊接，且焊接執行機構能夠實現6自由度的控制；且通過對焊接執行機構的輕量化拓撲分析，能夠減少焊接執行機構的功耗，降低驅動電機的功率力矩，進而降低制造成本，同時將機械臂安裝于機械臂之間，使焊接執行機構整體更加協調美觀，同時也降低了力臂力矩。通過旋轉平臺能夠帶動法蘭盤以及管道旋轉，從而能夠便于后續的焊接；通過轉動軸能夠帶動機械臂轉動，從而能夠帶動焊槍轉動，從而能夠便于后續的焊接。
23、(2)在本專利技術的一個實施例中，支撐平臺上具有冷卻池，能夠降低焊接過程產生的溫度，起到降低殘余應力與減小焊件變形的效果。冷卻池內具有溢流管，多余的水能夠從溢流管流出，保證冷卻水沒過法蘭盤底部1～3mm，能夠更好的起到降溫效果。
24、(3)在本專利技術的一個實施例中，通過激光傳感器能夠測量出激光傳感器與焊件之間的距離，當焊件旋轉一周后，激光傳感器能夠測量出激光傳感器與焊件之間距離的變化量，從而形成一個線性變化，焊接執行機構根據此線性變化來實現移動焊接，補償偏心來實現對焊件的隨動保證其焊接質量。
25、(4)在實際生產過程中，管道存在圓度誤差與同軸度誤差，導致焊件與焊槍的距離不固定，若采用通用的自動焊接設備，嚴重影響焊接質量，造成焊接停頓，難易連續焊，影響該領域的自動化焊接進程。本專利通過旋轉平臺帶動焊件旋轉，焊件旋轉一周，利用激光傳感器先測出焊件坡口處的圓周軌跡，焊接執行機構根據此圓周軌跡進行運動，保證焊縫與焊絲距離保持固定，從而有效解決因管道圓度與同軸度誤差所造成的焊縫質量差及焊接不連續等問題。
26、本專利技術能夠有效保證焊接過程產品不變形，同時減少焊件因焊接產生的殘余應力，提高產品的質量，也提升法蘭管道在焊縫無損檢測的通過率，解決因管道圓度與同軸度誤差所造成的焊縫質量差及焊接不連續等問題，提高法蘭盤自動化焊接水平。
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1.一種法蘭盤自動化焊接設備，其特征在于，包括設置在一墻體上的焊接執行機構，所述焊接執行機構的前方設置有一支撐平臺，所述支撐平臺上設置有一旋轉平臺，所述旋轉平臺上固定有用于夾持法蘭盤的卡盤；所述焊接執行機構包括設置在墻體上的直線模組，所述直線模組的滑塊上固定有一框架，所述框架的頂部設置有一轉動軸，所述轉動軸與一機械臂連接，所述機械臂的前端連接有一焊槍。
2.根據權利要求1所述的一種法蘭盤自動化焊接設備，其特征在于，所述轉動軸的下端經軸承與框架的頂部連接，所述轉動軸的下端延伸至框架內并連接有從動錐齒輪，所述從動錐齒輪與一主動錐齒輪嚙合；所述框架內固定有一安裝板，所述安裝板上設置有用于驅動主動錐齒輪轉動的第一減速器，所述第一減速器由第一驅動電機驅動。
3.根據權利要求1或2所述的一種法蘭盤自動化焊接設備，其特征在于，所述機械臂包括固定在轉動軸頂部的U形座，所述U形座內設置有第一轉動臂，所述第一轉動臂的前端設置有第二轉動臂，所述第二轉動臂的前端設置有第三轉動臂，所述第三轉動臂的前端設置有所述焊槍。
4.根據權利要求3所述的一種法蘭盤自動化焊接設備，其
5.根據權利要求4所述的一種法蘭盤自動化焊接設備，其特征在于，所述夾具包括兩個夾持塊，所述焊槍嵌設在兩個夾持塊之間，兩個夾持塊經螺栓連接。
6.根據權利要求4所述的一種法蘭盤自動化焊接設備，其特征在于，所述U形座、第一轉動臂、第二轉動臂、第三轉動臂、連接板上均安裝有光電開關。
7.根據權利要求4所述的一種法蘭盤自動化焊接設備，其特征在于，所述旋轉平臺由第二減速器驅動，所述第二減速器由第二驅動電機驅動；所述支撐平臺上具有冷卻池，所述旋轉平臺位于所述冷卻池內；所述冷卻池的底部具有進水管和出水管，所述進水管與一冷卻水箱的出水端連接，所述出水管與冷卻水箱的進水端連接，所述進水管上安裝有水泵；所述冷卻池內具有溢流管；所述冷卻池的底部還具有排水管，所述排水管上安裝有手動球閥。
8.根據權利要求7所述的一種法蘭盤自動化焊接設備，其特征在于，所述焊槍上安裝有視覺傳感器。
9.根據權利要求7所述的一種法蘭盤自動化焊接設備，其特征在于，所述支撐平臺上經支架安裝有激光傳感器。
10.一種基于權利要求9所述的法蘭盤自動化焊接設備的使用方法，其特征在于，方法如下：
...【技術特征摘要】
1.一種法蘭盤自動化焊接設備，其特征在于，包括設置在一墻體上的焊接執行機構，所述焊接執行機構的前方設置有一支撐平臺，所述支撐平臺上設置有一旋轉平臺，所述旋轉平臺上固定有用于夾持法蘭盤的卡盤；所述焊接執行機構包括設置在墻體上的直線模組，所述直線模組的滑塊上固定有一框架，所述框架的頂部設置有一轉動軸，所述轉動軸與一機械臂連接，所述機械臂的前端連接有一焊槍。
2.根據權利要求1所述的一種法蘭盤自動化焊接設備，其特征在于，所述轉動軸的下端經軸承與框架的頂部連接，所述轉動軸的下端延伸至框架內并連接有從動錐齒輪，所述從動錐齒輪與一主動錐齒輪嚙合；所述框架內固定有一安裝板，所述安裝板上設置有用于驅動主動錐齒輪轉動的第一減速器，所述第一減速器由第一驅動電機驅動。
3.根據權利要求1或2所述的一種法蘭盤自動化焊接設備，其特征在于，所述機械臂包括固定在轉動軸頂部的u形座，所述u形座內設置有第一轉動臂，所述第一轉動臂的前端設置有第二轉動臂，所述第二轉動臂的前端設置有第三轉動臂，所述第三轉動臂的前端設置有所述焊槍。
4.根據權利要求3所述的一種法蘭盤自動化焊接設備，其特征在于，所述第一轉動臂包括兩個第一長板，兩個第一長板之間的后端固定有第一轉向器，所述第一轉向器由第一電機驅動，所述第一轉向器的兩個輸出軸分別經軸承與兩個第一長板連...
【專利技術屬性】
技術研發人員：黃耀波，楊文彬，羅煜林，張秀彬，吳蔚峰，袁征，廖國才，吳高峰，楊天雪，黃耀武，黃為福，連立群，郭文龍，劉婷婷，
申請(專利權)人：福建省鍋爐壓力容器檢驗研究院，
類型：發明
國別省市：
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