[發(fā)明專利]一種在膜式水冷壁上自動焊接螺柱的系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911418228.1
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111055000B
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 洪鷹;郭恒志;肖聚亮;王國棟;衛(wèi)小濤;張春洋;安志偉;李秀月;劉永浩;張?zhí)祆?/a>
• 申請（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號: B23K9/20
• 分類號: B23K9/20;B23K9/28;B23K9/32;B23K37/04
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 張建中

本發(fā)明公開了一種在膜式水冷壁上自動焊接螺柱的系統(tǒng)，包括第一導(dǎo)軌及沿該第一導(dǎo)軌前后移動的自動焊接系統(tǒng)；在第一導(dǎo)軌的左右兩側(cè)各設(shè)有一工作臺；每個工作臺上設(shè)有一套工裝夾具；工裝夾具包括平行于第一導(dǎo)軌的第二導(dǎo)軌，以及沿該第二導(dǎo)軌的方向依次設(shè)置的固定夾具及移動夾具；固定夾具和移動夾具用于夾緊固定待焊接的膜式水冷壁；固定夾具固接在工作臺上；移動夾具沿第二導(dǎo)軌前后移動；固定夾具和移動夾具均設(shè)有一對左右布置形成豎直放置膜式水冷壁的槽的支架；固定夾具和移動夾具兩者的至少一側(cè)支架設(shè)有施加左右方向力于膜式水冷壁的夾緊模塊。本發(fā)明還公開了一種在膜式水冷壁上自動焊接螺柱的方法。本發(fā)明節(jié)省空間并提高了生產(chǎn)效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種螺柱焊接的系統(tǒng)及方法，特別涉及一種在膜式水冷壁上自動焊接螺柱的系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

膜式水冷壁是指用扁鋼和管子拼排焊成的氣密管屏所組成的水冷壁。膜式水冷壁能夠保證爐膛具有良好的嚴(yán)密性，對負(fù)壓鍋爐可以顯著降低爐膛的漏風(fēng)系數(shù)，改善爐內(nèi)的燃燒工況。它能使有效輻射受熱面積增加，從而節(jié)約鋼耗。

在膜式水冷壁單側(cè)需焊接螺柱，目的是為了將焊有螺柱的一側(cè)固定在水泥中，用來更好的固定膜式水冷壁。焊接螺柱的方法是將螺柱一端與板件(或管件)表面接觸，通電引弧，待接觸面熔化后，給螺柱一定壓力完成焊接的方法。

工廠中膜式水冷壁的尺寸一般高為3米，長度為5-8米，水平焊接占地面積較大，質(zhì)量較重。目前工廠采用的人工方式焊接螺柱，效率較低、焊接位置及焊接質(zhì)量的一致性較差，安全性差，人工焊接效率較低，每天焊接數(shù)量大約為5000個。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題而提供一種使用機(jī)械手的在膜式水冷壁上自動焊接螺柱的系統(tǒng)及方法。

本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：一種在膜式水冷壁上自動焊接螺柱的系統(tǒng)，包括第一導(dǎo)軌及沿該第一導(dǎo)軌前后移動的自動焊接系統(tǒng)；在所述第一導(dǎo)軌的左右兩側(cè)各設(shè)有一工作臺；每個所述工作臺上設(shè)有一套工裝夾具；所述工裝夾具包括平行于所述第一導(dǎo)軌的第二導(dǎo)軌，以及沿該第二導(dǎo)軌的方向依次設(shè)置的固定夾具及移動夾具；所述固定夾具和所述移動夾具用于夾緊固定待焊接的膜式水冷壁；所述固定夾具固接在所述工作臺上；所述移動夾具沿所述第二導(dǎo)軌前后移動；所述固定夾具和所述移動夾具均設(shè)有一對左右布置形成豎直放置膜式水冷壁的槽的支架；所述固定夾具和所述移動夾具兩者的至少一側(cè)支架設(shè)有施加左右方向力于膜式水冷壁的夾緊模塊。

進(jìn)一步地，所述自動焊接系統(tǒng)包括：移動平臺，固接在移動平臺上的機(jī)械手，以及固接在機(jī)械手上的螺柱焊槍；所述移動平臺沿所述第一導(dǎo)軌前后移動；所述機(jī)械手移載所述螺柱焊槍至焊接位置。

進(jìn)一步地，所述自動焊接系統(tǒng)還包括位于所述機(jī)械手上的視覺檢測定位系統(tǒng)；所述視覺檢測定位系統(tǒng)包括相機(jī)、光源及測距傳感器；所述相機(jī)用于采集膜式水冷壁的圖像；所述光源用于當(dāng)所述相機(jī)采集圖像時提供結(jié)構(gòu)光照明，將光柵或線光源等投射到膜式水冷壁上；所述測距傳感器用于測量焊槍距離膜式水冷壁的水管距離。

進(jìn)一步地，所述夾緊模塊包括依次連接的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置、傳動裝置及多個上下分布且軸線平行于水平面的絲杠；每個所述絲桿的軸線垂直于所述第二導(dǎo)軌且其面對膜式水冷壁的一端設(shè)有圓盤；所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置通過所述傳動裝置帶動所述絲杠轉(zhuǎn)動，使圓盤左右移動。

進(jìn)一步地，所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置包括電機(jī)或手輪。

進(jìn)一步地，所述傳動裝置包括鏈輪和鏈條。

進(jìn)一步地，所述工裝夾具還包括中間支撐架，所述中間支撐架位于膜式水冷壁背對所述第一導(dǎo)軌的一側(cè)；所述中間支撐架用于所述螺柱焊槍焊接時施加支持力于膜式水冷壁，該支持力與螺柱焊槍施加在膜式水冷壁的作用力的方向相反。

進(jìn)一步地，所述固定夾具和所述移動夾具還均設(shè)有第三導(dǎo)軌及與之配合的氣動滑臺；所述第三導(dǎo)軌位于一對所述支架之間且垂直于所述第二導(dǎo)軌。