[發明專利]一種大錐度粉筒自動化焊接裝備及方法

有效

• 申請號: 202111192952.4
• 申請日: 2021-10-13
• 公開（公告）號: CN113814568B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 張振宇;顧秦銘;孟凡寧;王崇;吳斌
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: B23K26/21
• 分類號: B23K26/21;B23K26/70
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 修睿;李洪福

1.一種大錐度粉筒自動化焊接裝備，其特征在于，包括環形夾具安裝裝置、筒節自動對接裝置以及筒節自動焊接裝置，所述環形夾具安裝裝置用于將大錐度粉筒的各筒節安裝至對應的環形夾具中，所述筒節自動對接裝置用于將四節大錐度筒節在軸向和圓周向自動調整至焊接位置，所述筒節自動焊接裝置用于對接后的粉筒焊縫的焊接；

所述環形夾具安裝裝置包括計算機、專用旋轉工作臺、環形夾具、環形夾具專用導軌小車以及第一CCD相機，所述第一CCD相機的輸出端與計算機相連，所述計算機與專用旋轉工作臺相連，所述環形夾具設置在所述專用旋轉工作臺上，所述第一CCD相機用于檢測筒節上刻線位置并將其輸送至計算機，所述計算機基于第一CCD相機傳輸的筒節上刻線位置數據驅動所述專用旋轉工作臺轉動至預設位置，所述計算機與環形夾具專用導軌小車相連，所述環形夾具專用導軌小車用于運送至專用旋轉工作臺附近，完成環形夾具與筒節組合，所述的環形夾具與筒節組合后將螺栓螺母擰緊；

所述的環形夾具內表面根據大錐度粉筒的外表面設計制造，所述的環形夾具內表面裝有聚氨酯彈性保護條，環形夾具安裝后，夾具內表面與粉筒外表面完全貼合，旋轉工作臺最大直徑等于粉筒筒節小端內徑。

2.根據權利要求1所述的大錐度粉筒自動化焊接裝備，其特征在于，所述筒節自動對接裝置包括可位移、可旋轉的V型輥輪架、第二CCD相機組和計算機，所述V型輥輪架的數量匹配筒節數量，所述V型輥輪架用于放置相應的環形夾具及筒節，所述第二CCD相機組的輸出端與計算機相連，所述第二CCD相機組用于檢測筒節上刻線位置并將其輸送至計算機，計算機基于第二CCD相機傳輸的筒節上刻線位置數據驅動所述V型輥輪架上輥輪旋轉至預設位置；所述第二CCD相機組還用于采集筒節焊縫位置信息并將其輸送至計算機，計算機基于第二CCD相機傳輸的筒節焊縫位置信息控制V型輥輪架軸向移動至焊接位置。

3.根據權利要求1所述的大錐度粉筒自動化焊接裝備，其特征在于，所述環形夾具包括電磁鎖緊裝置，其用于在筒節自動對接裝置將相鄰筒節位置調節完畢后鎖緊。

4.根據權利要求1所述的大錐度粉筒自動化焊接裝備，其特征在于，所述環形夾具側邊均布有螺栓孔，兩個半圓環形夾具和筒節裝配完成后，所述的半圓環形夾具以螺栓、螺母鎖緊。

5.根據權利要求1所述的大錐度粉筒自動化焊接裝備，其特征在于，每個筒節配置兩臺V型輥輪架，并且兩臺V型輥輪架關于大錐度粉筒的中心面對稱放置，所有V型輥輪架的V型臂張開角度相同，每個V型輥輪架上至少有一個可由伺服電機驅動旋轉的輥輪。

6.根據權利要求2所述的大錐度粉筒自動化焊接裝備，其特征在于，所述的環形夾具在V型輥輪架上安裝后的外圓中心點距離地面的高度大于環形夾具外圓半徑與第二CCD相機的高度之和。

7.根據權利要求1所述的大錐度粉筒自動化焊接裝備，其特征在于，焊機為激光焊接機或熔化極惰性氣體保護焊焊接機，所述的激光焊的焊接速度為1500~2000 mm/min，所述的熔化極惰性氣體保護焊的焊接速度為400~500 mm/min，兩者均采用單面焊接雙面成型工藝。

8.一種大錐度粉筒自動化焊接方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1、吊運裝置將大錐度粉筒筒節放置在旋轉工作臺上，第一CCD相機收集大錐度粉筒筒節上刻線位置信息并反饋至計算機，計算機計算與環形夾具安裝位置偏差，驅動旋轉工作臺旋轉至預設位置；計算機驅動環形夾具專用導軌小車將環形夾具與旋轉工作臺上的筒節組裝；將環形夾具側邊的螺栓、鎖母鎖緊，完成大錐度粉筒筒節和環形夾具的安裝；

步驟2、吊運裝置將環形夾具和筒節整體放置在V型輥輪架組的輥輪架上，第二CCD相機組依次采集各筒節刻線位置，反饋至計算機，計算機計算圓周位置偏差后驅動V型輥輪架組上輥輪轉動，輥輪帶動環形夾具將筒節在圓周向旋轉至焊接位置，完成四組環形夾具-筒節組合圓周向位置調整后，第二CCD相機組采集三處焊縫位置，驅動V型輥輪架組在第二導軌組上移動，V型輥輪架組帶動四組環形夾具-筒節組合在粉筒軸向移動至焊接位置，四個大錐度粉筒筒節焊接前組對對接完成；

步驟3、筒節自動焊接時，V型輥輪架組所有的輥輪以相同的速度轉動，輥輪的實時轉動速度根據焊縫圓弧細分后計算得出，同時，焊槍法向移動，焊槍和環形夾具聯動確保焊接點處的焊接線速度保持恒定，焊接時，先同時焊接兩邊筒節的焊縫，然后焊接中間焊縫；

步驟4、焊接結束后，第二CCD相機組采集焊縫外觀信息，判斷產品焊接質量是否合格。