CN117506267B - 一种管冰机蒸发桶组装焊接设备及焊接方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种管冰机蒸发桶组装焊接设备及焊接方法，其包括基座、划线工装、驱动件、对齐工装以及自动焊接机构，基座上设置有焊接滚轮架；划线工装的竖直划线组件所在的竖直平面经过对称分布的两个滚轮本体的中点，当竖直划线组件完成对管体两个端面的初次直线标记后，驱动件驱使滚轮本体转动，并带动管体旋转90º，当划线工装的水平定位组件与管体端面的直线标记水平对齐时，竖直划线组件对管体两个端面做第二次直线标记；孔板端面标记有圆周分布的四等分点，孔板的四等分点分别与管体端面的四个直线标记对齐；自动焊接机构用于对孔板和管体之间的拼接缝进行焊接，有利于提高管体与孔板之间焊拼效率以及焊拼质量。

Description

一种管冰机蒸发桶组装焊接设备及焊接方法

技术领域

本申请涉及蒸发桶组装焊接的领域，尤其是涉及一种管冰机蒸发桶组装焊接设备及焊接方法。

背景技术

管冰机制冰部分为蒸发器，又称蒸发桶，蒸发桶外部为竖直设置的管体，管体内部布设有许多竖直钢管，管体上下两端分别用孔板封闭，钢管与孔板的通孔连通。

相关技术中，蒸发桶的焊拼主要是采用焊接胎架对水平放置的管体进行定位，然后通过人工或者抬升设备将孔板抬至管体管口处，并用夹持机构对孔板进行固定，接着再对孔板与管体的缝隙进行焊拼，但此类焊接工装只能针对小型管冰机蒸发桶的焊拼。在大型管冰机蒸发器的生产制作中，大型管体制造难度大，管体圆度以及管体端面的平面度均会存在误差，管体圆度以及管体端口的平面度误差均在5mm以内，若采用常规的蒸发桶焊接工装进行孔板和大直径管体拼装，难以将孔板和管体精确对准，部分结合面会出现很大的缝隙，且管体两端的孔板无法达到平行要求，且难以确保管体两端孔板的通孔相互对齐，所以存在焊接质量不高的问题，会影响后续管体内的钢管安装；而且大型孔板重量将近400斤，无论是采用人工还是吊装设备，对孔板的位置调整都较麻烦，且难以满足孔板与管体的对准要求，还存在焊拼效率低的问题，因此仍有改进空间。

发明内容

为了提高管体与孔板之间的焊拼效率以及焊拼质量，本申请提供一种管冰机蒸发桶组装焊接设备及焊接方法。

本申请提供的一种管冰机蒸发桶组装焊接设备及焊接方法采用如下的技术方案：

一种管冰机蒸发桶组装焊接设备，包括：

基座，所述基座上设置有焊接滚轮架，所述焊接滚轮架设置有若干滚轮本体，所述滚轮本体不少于2个，若干所述滚轮本体对称分布于基座两侧，管体水平架放于两侧滚轮本体上，所述滚轮本体轴线方向与管体长度方向平行；

划线工装，所述划线工装设置在基座上，所述划线工装包括相互垂直的水平定位组件以及竖直划线组件，所述竖直划线组件所在的竖直平面经过每组对称分布的滚轮本体圆心连线的中点，所述水平定位组件水平设置，所述竖直划线组件用于在管体两端的端面做竖直方向的直线标记；

驱动件，所述驱动件用于驱使若干滚轮本体同向转动，当竖直划线组件完成对管体两端的端面的初次直线标记后，所述驱动件驱使滚轮本体转动，并带动管体旋转90º，当水平定位组件与管体端面的直线标记水平对齐时，所述竖直划线组件对管体两端的端面做第二次直线标记；

对齐工装，所述对齐工装用于托载待焊接的孔板；所述对齐工装包括定位板以及双轴向调节机构，所述定位板的端面竖直设置，所述定位板的端面设置有承载销，所述承载销用于与孔板的通孔插接，孔板与定位板的端面贴合，孔板端面标记有圆周分布的四等分点，所述双轴向调节机构用于调整定位板位置，以使孔板的四等分点分别与管体端面的四个直线标记对齐；

自动焊接机构，所述自动焊接机构用于对孔板和管体之间的拼接缝进行焊接。

通过采用上述技术方案，以基座作为水平基准，在基座上安装焊接滚轮架，将管体水平架放在对称分布的若干滚轮本体上，从而保证管体平放状态的水平度，将划线工装设置在基座上，以使划线工装和管体保持在同一水平面上，另外，竖直划线组件所在的竖直平面经过每组对称分布的滚轮本体圆心连线的中点，确保竖直划线组件位于两侧滚轮本体的中心对称面处，竖直划线组件在管体的端面所留直线标记连线穿过管体端面的圆心，然后利用驱动件驱使若干滚轮本体同向转动，从而带动管体转动90º，水平定位组件作为水平基准线，在水平定位组件与管体端面的直线标记水平对齐时，竖直划线组件进行第二次的直线标记，第二条直线标记的连线也必定经过管体管口的圆心，两次直线标记的连线形成十字标记，管体两端的十字标记形成相互垂直的水平基准面和竖直基准面，以作为管体两端孔板的安装基准，为两块孔板之间的相互对齐提供有利条件；然后通过精加工的方式标记孔板的四等分点，以对应管体端面的四条直线标记，以便将孔板准确定位在管体管口位置处；由于孔板的通孔通过精加工制成，孔板通孔的位位置以及大小均匀有序，利用孔板的结构特性，采用对齐工装的承载销与孔板的通孔插接的方式实现对孔板定位和支撑，孔板与对齐工装的定位板的竖直端面贴合，以保持孔板的竖直度，通过双轴向调节机构的调整，使得孔板快速准确地定位到管体位置，使得两个孔板通孔一一对齐，便于后续钢管安装，最后通过用焊接机构进行孔板和管体之间缝隙的焊接工作，有利于提高管体与孔板之间的焊拼效率以及焊拼质量。

优选的，所述管冰机蒸发桶组装焊接设备还包括自动探伤机构，所述自动探伤机构用于检测管体与孔板之间的焊缝的焊接质量，所述自动探伤机构与所述自动焊接机构在管体旋转过程中同步工作。

通过采用上述技术方案，增设自动探伤机构，并与自动焊接机构配合，焊接与探伤工作同步进行，当检测到不合格地方时，可以及时处理补救，有利于提高成品合格率。

优选的，所述基座上设置有基准凸台，所述基准凸台长度方向与管体长度方向一致，所述焊接滚轮架不少于2个，若干所述焊接滚轮架底部卡接滑动于基准凸台。

通过采用上述技术方案，基准凸台对焊接滚轮架起到定位作用，以减少焊接滚轮架在基座上出现横向偏移的情况；另外，基准凸台对焊接滚轮架还起到导向作用，以便通过调节相邻焊接滚轮架在基座上的相对位置来适应不同长度管体的焊接工作。

优选的，所述基准凸台共两个，两个所述基准凸台分置于基座两侧，所述划线工装可拆卸连接于基座上并卡接限位在两个基准凸台之间。

通过采用上述技术方案，利用两个基准凸台作为基准线，将划线工装卡接限位在两个基准凸台处，在确保竖直划线组件始终处于两侧滚轮本体的中心对称面处的同时，也实现了划线工装的可拆性，在孔板与管体的对齐工作中，为对齐工装提供操作空间，便于孔板与管体的对齐工作顺利进行。

优选的，所述水平定位组件竖向滑动连接于竖直划线组件。

通过采用上述技术方案，在针对不同尺寸的管体做直线标记工作，第一条直线标记在管体转动后，高度位置会出现差别，可通过上下滑动竖直划线组件，使水平定位组件与第一次做的直线标记进行对齐，有利于改善目测造成的偏差问题，有利于提高划线工装的适应性以及标记精准性。

优选的，所述对齐工装还包括移动座，所述移动座底部设置有滑轮组件，所述双轴向调节机构以及定位板均设置在移动座上。

通过采用上述技术方案，从而实现对齐工装的移动功能，便于通过对齐工装进行孔板的运输以及对准步骤，替代了人工抬运以及大型吊运设备吊装的方式，有利于提高焊接效率以及焊接质量。

优选的，所述移动座底部设置有与所述基准凸台适配的卡槽，所述移动座的卡槽与基准凸台的卡接滑动配合。

通过采用上述技术方案，基准凸台对独立的对齐工装起到定位和导向的作用，通过移动座底部的卡槽与基座上的基准凸台卡接滑动配合，以便进行孔板与管体对齐工作，有利于确保定位板端面与管体轴线垂直，进而保证管体两端的孔板相互平行。

优选的，所述移动座设置有升降机构，所述升降机构用于调节滑轮组件与移动座之间的高度距离。

通过采用上述技术方案，在对齐工装运往基座过程时，基座的高度高于基座上基准凸台的高度，在对齐工装的移动座移动至基座上时，通过升降机构驱使移动座下降，使得移动座落位在基座上，移动座底部的卡槽与基座上的基准凸台卡接定位，以便完成对齐工装在基座上的就位步骤。

优选的，所述承载销不少于2个，若干所述承载销高度一致。

通过采用上述技术方案，通过两个以上的承载销进行孔板的定位以及支撑，在将孔板载荷通过承载销均匀分散至定位板的同时，也改善孔板在移动过程中与承载销发生相对转动的问题，有利于提高孔板在对齐工装上的稳定性，并且，若干承载销的高度一致，从而使得承载销之间的连线处在一个水平线上，若干承载销插接于孔板上与四等分点处于同一水平线上的通孔，有利于保持孔板端面处四等分点的水平度，便于快速完成孔板端面四等分点与管体端面的四条直线标记进行对准。

优选的，所述管冰机蒸发桶组装焊接设备还包括缝隙检测机构以及控制器，所述自动焊接机构与所述控制器电性连接；所述缝隙检测机构用于获取孔板和管体之间的缝隙的图像信息，所述图像信息包括缝隙宽度，所述自动焊接机构根据缝隙宽度以调整自动焊接机构焊接时的焊接参数。

由于大直径管体的端面平整度存在偏差，在孔板与管体拼接时，存在拼接缝四周的缝隙宽度存在差异，通过采用上述技术方案，通过缝隙检测机构对缝隙进行图像信息获取，以获得缝隙宽度数据，进而自动焊接机构焊接工作时的焊接参数，有利于提高孔板与大直径管体的焊接质量。

一种管冰机蒸发桶组装焊接方法，采用一种管冰机蒸发桶组装焊接设备，包括以下步骤：

S1：焊前准备：在孔板端面精加工出四等分点，并将孔板装至对齐工装上，孔板的通孔与对齐工装的承载销插接，将管体水平架放在焊接滚轮架的若干滚轮本体之间；

S2：划线标记：划线工装的竖直划线组件同时进行管体两端的端面的第一次直线标记步骤，在管体每个端面的上下位置留下直线标记，然后启动驱动件，驱使滚轮本体转动，并带动管体旋转90º，在水平定位组件与管体端面的第一次做的直线标记水平对齐时，竖直划线组件同时进行管体两端的端面的第二次直线标记步骤，继续在管体每个端面的上下位置留下直线标记；

S3：孔板与管体对齐：将划线工装的移动座移动至基座上方，移动座底部的卡槽与基座上的基准凸台卡接，以使孔板的端面与管体的轴线垂直，通过双轴向调节机构调整孔板位置，以使孔板圆周的四等分点分别与管体端面的四个直线标记对齐；

S4：点焊定位：对孔板和管体之间的拼接缝进行点焊；

S5：同步焊接及探伤：撤离对齐工装，启动驱动件、自动焊接机构以及自动探伤机构，管体在滚轮本体的摩擦传动下转动，自动焊接机构对孔板和管体之间的拼接缝进行焊接，自动探伤机构对管体与孔板之间的焊缝进行检测。

通过采用上述技术方案，在对孔板的通孔精加工的同时，也在孔板端面精加工出四等分点，然后用划线工装同时对管体两端的端面做第一次的直线标记，管体两端第一次做的直线标记形成第一个经过管体轴线的基准面，然后通过管体90º转动，并进行管体两端的第二次直线标记步骤，管体两端第二次做的直线标记形成第二个经过管体轴线的基准面，从而建立两个经过管体轴线且相互垂直的基准面，为两块孔板之间的相互对齐提供精准定位的有利条件；通过移动座底部的卡槽与基座上的基准凸台卡接，以对划线工装进行定位，确保孔板与管体轴线相互垂直，进而确保管体两端的孔板相互平行，在经过双轴向调节机构的调节下，实现孔板圆周的四等分点分别与管体端面的四个直线标记对齐，此时两块孔板的通孔相互对齐，接着通过动驱动件、自动焊接机构以及自动探伤机构的同步工作，实现了同步焊接及探伤的功能，有利于提高管体与孔板之间焊拼效率以及焊拼质量。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过将划线工装和焊接滚轮架安装在同一基座上，划线工装的竖直划线组件所在的竖直平面经过每组对称分布的滚轮本体圆心连线的中点，以确保竖直划线组件位于管体的中心对称面处，然后通过划线工装配合焊接滚轮架以及驱动件，先后两次进行管体两个端面的直线标记步骤，以确定两个经过管体轴线且相互垂直的基准面，为确定两块孔板的相互平行以及对齐提供有利条件；

2.通过对齐工装对孔板进行运输以及定位，并利用孔板的结构特性，采用对齐工装的承载销与孔板的通孔插接的方式实现对孔板定位和支撑，以便于进行孔板的四等分点与管体端面的四个直线标记对齐步骤，通过双轴向调节机构的调整，使得孔板快速准确地定位到管体位置，确保管体两端的孔板相互平行，使得两块孔板的通孔实现对齐，有利于后续钢管安装工作，最后自动探伤机构与所述自动焊接机构在管体旋转过程中同步工作，提供了生产效率以及成品合格率，且有利于提高管体与孔板之间的焊拼效率以及焊拼质量；

3.通过在基座上设置两个基准凸台，不仅对焊接滚轮架以及划线工装进行定位，提高划线工装的划线精确度的同时，也便于焊接滚轮架根据管体的尺寸以及长短进行调整，除此之外，还配合对齐工装的移动座底部的卡槽，实现对对齐工装的定位，进一步确定孔板和管体轴线的垂直关系，确保管体两端孔板的平行，并实现两个孔板的通孔对齐目的，有利于提高管体与两块孔板之间的焊接质量；

4.基座、焊接滚轮架、划线工装、对齐工装、自动焊接机构以及自动探伤机构之间相互独立，可快速分开，互不相连，也可独立成为一个功能单元，具有快速组合以及灵活性强的特点。

附图说明

图1是本申请实施例一种管冰机蒸发桶组装焊接设备的整体结构示意图。

图2是图1中A处的放大示意图。

图3是申请实施例一种管冰机蒸发桶组装焊接设备中基座与焊接滚轮架的配合关系示意图。

图4是申请实施例一种管冰机蒸发桶组装焊接设备中划线工装的结构示意图。

图5是申请实施例一种管冰机蒸发桶组装焊接设备中对齐工装的视图一。

图6是申请实施例一种管冰机蒸发桶组装焊接设备中对齐工装的视图二。

图7是图1中B处的放大示意图。

图8是申请实施例一种管冰机蒸发桶组装焊接设备中自动焊接机构的结构示意图。

图9是申请实施例一种管冰机蒸发桶组装焊接设备中自动探伤机构结构示意图。

图10是申请实施例一种管冰机蒸发桶组装焊接设备中控制关系示意图。

附图标记说明：1、管体；2、孔板；21、通孔；22、四等分点；3、划线工装；31、竖直划线组件；311、竖杆；312、竖直墨线；32、水平定位组件；321、滑块；322、水平杆；323、水平墨线；33、连接座；331、加强肋；34、顶丝；4、对齐工装；41、移动座；42、双轴向调节机构；421、第二丝杠传动结构；422、固定座；423、第一滑座；424、第一丝杠传动结构；425、第二滑座；43、定位板；431、承载销；44、滑轮组件；441、安装板；5、基座；51、基准凸台；52、导向钣金；53、竖向千斤顶；6、自动焊接机构；61、焊枪；7、自动探伤机构；71、自动探伤仪；8、焊接滚轮架；81、滚轮本体；82、驱动件；83、标尺；84、凹槽；9、升降机构；10、三轴机械手结构。

具体实施方式

以下结合附图1-10对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种管冰机蒸发桶组装焊接设备，包括：

参照图1和图2，基座5，基座5是由工字钢以及方通管焊拼而成的框架结构，基座水平放置在地面且纵向延伸。基座5上表面安装有焊接滚轮架8，焊接滚轮架8上转动连接有滚轮本体81，具体的，每个焊接滚轮架8上的滚轮本体81数量为2个，两个滚轮本体81对称分布于基座5两侧。滚轮本体81的轴线与基座5的长度方向平行。

在本实施例中，焊接滚轮架8共有两个，且沿基座5长度方向分布。管体1水平架放在对称分布的滚轮本体81上，以使管体1的轴线与基座5长度方向平行。为对管体1的位置进行精准定位，在焊接滚轮架8上表面横向固定有标尺83，滚轮本体81严格按照标尺83刻度进行安装，以确保两个滚轮本体81轴线在焊接滚轮架8的相对位置准确。

参照图2和图3，基座5上表面固定有两个基准凸台51，两个基准凸台51分置于基座5两侧，基准凸台51的长度方向与基座5的长度方向一致。焊接滚轮架8的底部开设有两个对称分布的凹槽84，两个凹槽84与两个基准凸台51一一对应并卡接，基准凸台51对焊接滚轮架8起到定位作用，以减少焊接滚轮架8在基座5上出现横向偏移的情况。

焊接滚轮架8底部通过凹槽84卡接滑动于基准凸台51，基准凸台51对焊接滚轮架8起到导向作用，以便通过调节相邻焊接滚轮架8的相对位置来适应不同长度的管体1的焊接工作。

参照图2和图3，驱动件82，驱动件82用于驱使若干滚轮本体81同向转动。在本实施例中，驱动件82具体为四个驱动电机，四个驱动电机与四个滚轮本体81一一对应，驱动电机的输出轴通过锥齿轮联动的形式与滚轮本体81的转轴连接，通过四个驱动电机同时驱使对应的滚轮本体81同向转动，可以实现管体1的旋转功能。为减少驱动电机的数量，也可在同一个焊接滚轮架8上的两个滚轮本体81的转轴之间通过同步带机构连接。

参照图1和图4，划线工装3，在本实施例中，划线工装3共有2个，并分置于管体1的两端处。其中，划线工装3包括相互垂直的水平定位组件32、竖直划线组件31以及连接座33。

具体的，竖直划线组件31包括垂直固定在连接座33上端面中部的竖杆311以及位于竖杆311前方的竖直墨线312，竖直墨线312与竖杆311平行。竖直墨线312与竖杆311前端面存在间隙。水平定位组件32从竖直墨线312与竖杆311前端面之间的间隙中水平穿过。

水平定位组件32包括竖向滑动连接于竖杆311前端面的滑块321、与滑块321固定连接的水平杆322以及位于水平杆322前方的水平墨线323，水平杆322、水平墨线323以及连接座33相互平行，水平杆322与竖杆311垂直。滑块321与竖杆311之间通过顶丝34调节松紧。

其中，连接座33两端分别抵至两个基准凸台51相互正对的一侧，利用两个基准凸台51作为基准线，将划线工装3卡接限位在两个基准凸台51之间，使得竖直划线组件31所在的竖直平面经过每组对称分布的滚轮本体81圆心连线的中点，并确保竖直划线组件31始终处于两侧滚轮本体81的中心对称面处。另外，也实现了连接座33与基座5之间的可拆性。

在进行管体1标记时，两个划线工装3同时进行划线，通过往管体1管口方向弹放竖直墨线312，从而在管体1的端面的上下位置留下直线标记，即完成对管体1两个端面的初次直线标记，接着通过驱动件82驱使滚轮本体81同步同向转动，以带动管体1旋转90º，然后上下调整水平杆322位置，当水平定位组件32的水平墨线323与管体1端面第一次所做的直线标记水平对齐时；两个竖直划线组件31分别对管体1两个端面做第二次直线标记，从而建立了两个经过管体1轴线且相互垂直的基准面，为两块孔板2之间的相互对齐提供有利条件。

另外，连接座33端部的两侧均固定有加强肋331，以提高连接座33在基座5上的稳定性。

参照图5和图6，对齐工装4，所述对齐工装4用于托载待焊接的孔板2，在本实施例中，对齐工装4包括定位板43、双轴向调节机构42以及移动座41。其中，移动座41底部安装有四个滑轮组件44。四个滑轮组件44并分置于移动座41两侧。移动座41下方设置有两块安装板441，两块安装板441分置于移动座41两侧，位于同一侧的两个滑轮组件44共同安装在一块安装板441底部。

双轴向调节机构42安装在移动座41上。具体的，双轴向调节机构42包括横向滑动连接于移动座41上端面的第一滑座423、驱使第一滑座423横向滑动的第一丝杠传动结构424、垂直安装在第一滑座423上端面的固定座422、竖向滑动连接于固定座422前端面的第二滑座425以及驱使第二滑座425竖向滑动的第二丝杠传动结构421。第一丝杠转动结构以及第二丝杠传动结构421均通过手轮驱动。

定位板43固定在第二滑座425的前端面，定位板43的端面竖直设置，定位板43的端面固定有两根承载销431，两根承载销431均垂直于定位板43的端面且高度一致。承载销431用于与孔板2的通孔21插接。通过孔板2与定位板43的端面贴合，有利于保持孔板2的竖直度。另外，两个以上的承载销431进行孔板2的定位以及支撑，不仅将孔板2的载荷通过承载销431均匀分散至定位板43，也改善孔板2在移动过程中发生转动的问题，有利于提高孔板2在对齐工装4上的稳定性。需要强调的是，两个承载销431的高度一致，且承载销431之间的连线处在一个水平线上并经过孔板2端面的圆心。

孔板2端面标记有圆周分布的四等分点22，四等分点22均以短直线的槽形式呈现，四个短直线的延长线均经过孔板2端面的圆心。且承载销431插接于孔板2上与四等分点22处于同一水平线上的通孔21，有利于保持孔板2端面处四等分点22的水平度，便于快速完成孔板2端面四等分点22与管体1管口端面的四条直线标记进行对准。

双轴向调节机构42用于调整定位板43横向和竖向位置，以使孔板2的四等分点22分别与管体1端面的四个直线标记对齐。

另外，移动座41底部的两侧位置均安装有与基准凸台51适配的卡槽（图中未示出），卡槽纵向延伸且开口朝下。卡槽的两端开口设置，通过卡槽与基准凸台51卡接滑动配合，使得基准凸台51对独立的对齐工装4起到定位和导向的作用，以便进行孔板2与管体1对齐工作，并确保定位板43端面与管体1轴线垂直，进而保证管体1两端的孔板2相互平行。

参照图1和图7，为便于卡槽与基准凸台51顺利对准，在基座5的前端的两侧分别安装有导向钣金52，两个导向钣金52的前端均朝相互靠近的方向聚拢，导向钣金52对滑轮组件44的安装板441起到导向作用，在导向钣金52的导向作用下，滑轮组件44的安装板441内侧始终与导向钣金52的外侧抵接，直至移动座41移动至基座5上端。此时卡槽下端开口与基准凸台51正对。

参照图5和图6，移动座41设置有升降机构9，升降机构9用于调节滑轮组件44与移动座41之间的高度距离。通过升降机构9驱使移动座41下降，使得移动座41落位在基座5上，移动座41底部的卡槽与基座5上的基准凸台51卡接定位，以便完成对齐工装4在基座5上的就位步骤。

在本实施例中，升降机构9具体为涡轮丝杆升降机，涡轮丝杆升降机采用手轮驱动。涡轮丝杆升降机的的四根丝杆下端部与滑轮组件44的安装板441固定连接，通过涡轮丝杆传动实现移动座41与滑轮组件44的高度距离调节功能。

参照图1和图8，自动焊接机构6，在本实施例中，自动焊接机构6共有两个，并安装在基座5同一侧，且两个自动焊接机构6分置于管体1的两端位置。自动焊接机构6用于对孔板2和管体1之间的缝隙进行焊接。具体的，自动焊接机构6由现有的三轴机械手结构10以及焊枪61构成，其中，三轴机械手结构10实现焊枪61的横向、纵向以及竖向移动。

参照图1和图9，自动探伤机构7，在本实施例中，自动探伤机构7共有两个，与自动焊接机构6安装在基座5的不同侧，且两个自动探伤机构7分置于管体1的两端位置。自动探伤机构7用于检测管体1与孔板2之间的焊缝的焊接质量。具体的，自动探伤机构7由现有的三轴机械手结构10以及自动探伤仪71构成，其中，三轴机械手结构10实现自动探伤仪71的横向、纵向以及竖向移动。

参照图3和图10，自动调平机构，在实施例中，自动调平机构包括若干个距离传感器以及若干个竖向千斤顶53，竖向千斤顶53选用电动式液压千斤顶。若干竖向千斤顶53与两个焊接滚轮架8一一对应，竖向千斤顶53安装在基座5处，竖向千斤顶53通过向上顶撑对应的焊接滚轮架8，以实现管体1两端的高度位置的调节。

距离传感器用于实时检测基座5与管体1底部之间的距离，若干个距离传感器安装在基座5上表面并沿基座5的长度方向间隔分布，由于制作以及装配精度问题，若干焊接滚轮架8之间存在出现高度差的可能，通过竖向千斤顶53顶撑焊接滚轮架8的方式可对焊接滚轮架8的水平度进行调节。当若干距离传感器所测出的距离均相等时，则说明管体1在基座5上保持水平状态。

控制器，竖向千斤顶53以及距离传感器均与控制器电性连接，若干距离传感器将检测到的距离数据实时输送至控制器内，控制器对多个距离数据进行处理，当出现距离数据不相等的情况时，控制器向竖向千斤顶53发生工作指令，通过竖向千斤顶53的伸缩对两组焊接滚轮架8的高度位置进行微调，直至若干距离传感器检测到的距离数据相等，此时，管体1保持水平状态。

缝隙检测机构，缝隙检测机构为摄像头（图中未示出），摄像头安装在焊枪61下方，摄像头正对孔板2和管体1之间的缝隙。摄像头用于获取孔板2和管体1之间待焊接区段缝隙的图像信息，摄像头与控制器电性连接，且驱动件82、自动焊接机构6、自动探伤机构7均与控制器电线连接。

在进行孔板2和管体1的焊接步骤前，先对孔板2和管体1之间进行点焊，并在孔板2和管体1之间的缝隙处留下若干个焊点。其中，摄像头所获取的图像信息包括待焊接区段缝隙中相邻焊点的位置、相邻焊点之间的缝隙宽度。在进行孔板2和管体1的焊接工作时，摄像头将获取的图像信息传输至控制器，控制器在接收到图像信息后进行数据分析处理。

控制器根据摄像头获取的焊枪61与待焊接区段中最近的一个焊点之间的位置，将待焊接区段缝隙中最近的焊点作为焊接区段的起始点，将焊接区段缝隙中最远的焊点作为焊接区段的焊接终点，控制器向驱动件82发送转动指令，驱动件82驱使焊接滚轮架8的滚轮本体81转动，进而带动管体1转动，直至焊接起始点与焊枪61对准。

控制器根据待焊接区段中相邻焊点之间的距离，向驱动件82发送转动指令，然后控制器向自动焊接机构6发生焊接指令，驱动件82驱使滚轮本体81转动，实现焊接设备边焊边转动的目的。

控制器根据待焊接区段中相邻焊点之间的缝隙宽度信息，调整焊枪61的焊接参数，焊接参数包括焊枪功率，缝隙宽度较宽时，控制器上调焊枪功率，缝隙宽度较小时，控制器下调焊枪功率。

控制器根据待焊接区段中相邻焊点之间的缝隙宽度信息，调整驱动件82的输出轴的转速，当宽度较小时，提高驱动件82输出轴的转速，以提高管体1的转动速度，当宽度较大时，降低驱动件82输出轴的转速，以降低管体1转动速度，以提高焊接质量。

本申请还公开了一种管冰机蒸发桶组装焊接方法，采用一种管冰机蒸发桶组装焊接设备，包括以下步骤：

S1：焊前准备：在对孔板2通孔21进行精加工的同时，也在孔板2端面精加工出四等分点22，四等分点22均以短直线的槽形式呈现，四个短直线的延长线均经过孔板2端面的圆心。孔板2以竖直状态安装至对齐工装4上，其中孔板2的通孔21与对齐工装4的承载销431插接，孔板2与定位板43的端面保持贴合，进而保持孔板2的竖直度。

将管体1水平架放在焊接滚轮架8的若干滚轮本体81之间，若干距离传感器实时检测管体1与基座5之间的距离，当出现距离数据不相等的情况时，控制器向竖向千斤顶53发生工作指令，通过竖向千斤顶53的伸缩对两组焊接滚轮架8的高度位置进行微调，直至若干距离传感器检测到的距离数据相等，此时，管体1保持水平状态。

S2：划线标记：将两个划线工装3安装在基座5上，且管体1两端分别朝向两个划线工装3。其中，利用两个基准凸台51作为基准线，将划线工装3卡接限位在两个基准凸台51之间，以对划线工装3进行定位，确保竖直划线组件31始终处于两侧滚轮本体81的中心对称面处。

在进行管体1标记时，两个划线工装3同时进行划线，通过往管体1管口方向弹放竖直墨线312，从而在管体1的端面的上下位置留下直线标记，即完成对管体1两端的端面的初次直线标记。

接着通过驱动件82驱使滚轮本体81同步同向转动，以带动管体1旋转90º，然后上下调整水平杆322位置，当水平定位组件32的水平墨线323与管体1端面第一次做的直线标记水平对齐时，竖直划线组件31对管体1两个端面做第二次直线标记，从而在管体1的端面留下四个直线标记，以管体1两端的直线标记为基准点，建立了两个经过管体1轴线且相互垂直的基准面，为两块孔板2之间的相互对齐提供有利条件。

S3：孔板2与管体1对齐：先将两组划线工装3撤出基座5。然后将对齐工装4的移动座41朝管体1端部移动，在移动过程中，两块导向钣金52对滑轮组件44的安装板441起到导向作用，在导向钣金52的导向作用下，两侧滑轮组件44的安装板441内侧始终与两个导向钣金52的外侧抵接，直至移动座41移动至基座5上方。此时卡槽下端开口与基准凸台51正对。

在孔板2端面抵至管体1的端面时，移动座41停止前移，然后通过转动涡轮丝杆升降机处的手轮，移动座41稳定下移，直至移动座41底部的卡槽与基座5上的基准凸台51卡接，确保孔板2的端面与管体1的轴线垂直，进而保证两端孔板2相互平行。

接着通过转动第一丝杠传动结构424以及第二丝杠传动结构421的手轮，从而实现定位板43的横向以及竖向移动，进而调整孔板2位置，以使孔板2端面的四等分点22分别与管体1端面的四条直线标记对齐，从而保证两端孔板2的通孔21相互对准。

S4：点焊定位：施工人员通过手持焊枪61，先对孔板2和管体1之间的缝隙进行点焊，使若干焊点均匀分布在缝隙周壁，以焊点为分界点，将孔板2和管体1之间的缝隙分成若干个待焊接区段，并且达成孔板2与管体1端面初步固定的目的。摄像头获取待焊接区段缝隙的图像信息。

S5：同步焊接及探伤：在两端孔板2均点焊固定在管体1对应的端面处后，撤离对齐工装4，接着启动驱动件82、自动焊接机构6以及自动探伤机构7，管体1在滚轮本体81的摩擦传动下进行持续转动，自动焊接机构6对孔板2和管体1之间的拼接缝进行焊接。在进行孔板2和管体1的焊接工作时，控制器对摄像头所获取的图像信息进行分析处理，并控制驱动件82工作，实现管体1转动，并根据缝隙宽度进行焊枪61的功率调整以及驱动电机的转速控制，实现焊接设备边焊边转动的同时，也提高孔板2与管体1之间的焊接质量。

在焊接过程中，自动探伤机构7在控制器的控制下，对管体1与孔板2之间的焊缝进行探伤检测，实现了同步焊接及探伤的功能，当检测到不合格地方时，可以及时处理补救，有利于提高成品合格率。且有利于提高管体1与孔板2之间焊拼效率以及焊拼质量。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种管冰机蒸发桶组装焊接设备，其特征在于：包括：

基座(5)，所述基座(5)上设置有焊接滚轮架(8)，所述焊接滚轮架(8)设置有滚轮本体(81)，所述滚轮本体(81)不少于2个，若干所述滚轮本体(81)对称分布于基座(5)两侧，管体(1)水平架放于基座两侧的滚轮本体(81)之间，所述滚轮本体(81)轴线方向与管体(1)长度方向平行；

划线工装(3)，所述划线工装(3)设置在基座(5)上，所述划线工装(3)包括相互垂直的水平定位组件(32)以及竖直划线组件(31)，所述竖直划线组件(31)所在的竖直平面经过每组对称分布的滚轮本体(81)圆心连线的中点，所述水平定位组件(32)水平设置，所述竖直划线组件(31)用于在管体(1)两端的端面做竖直方向的直线标记；所述划线工装(3)可拆卸连接于基座(5)；

驱动件(82)，所述驱动件(82)用于驱使若干滚轮本体(81)同向转动，当竖直划线组件(31)完成对管体(1)两个端面的初次直线标记后，所述驱动件(82)驱使滚轮本体(81)转动，并带动管体(1)旋转90º；当水平定位组件(32)与管体(1)端面的直线标记水平对齐时，所述竖直划线组件(31)对管体(1)的两个端面做第二次直线标记；

对齐工装(4)，所述对齐工装(4)用于托载待焊接的孔板(2)；所述对齐工装(4)包括定位板(43)以及双轴向调节机构(42)，所述定位板(43)的端面竖直设置，所述定位板(43)的端面设置有承载销(431)，所述承载销(431)用于与孔板(2)的通孔(21)插接，孔板(2)与所述定位板(43)的端面贴合，孔板(2)端面标记有圆周分布的四等分点(22)，所述双轴向调节机构(42)用于调整定位板(43)横向位置以及竖向位置，以使孔板(2)的四等分点(22)分别与管体(1)端面的四个直线标记对齐；

自动焊接机构(6)，所述自动焊接机构(6)用于对孔板(2)和管体(1)之间的缝隙进行焊接；

所述管冰机蒸发桶组装焊接设备还包括自动探伤机构(7)，所述自动探伤机构(7)用于检测管体(1)与孔板(2)之间的焊缝的焊接质量，所述自动探伤机构(7)与所述自动焊接机构(6)在管体(1)旋转过程中同步工作；

所述管冰机蒸发桶组装焊接设备还包括缝隙检测机构以及控制器，所述自动焊接机构(6)与所述控制器电性连接；所述缝隙检测机构用于获取孔板(2)和管体(1)之间的缝隙的图像信息，所述图像信息包括缝隙宽度，所述自动焊接机构(6)根据所述缝隙宽度以调整自动焊接机构(6)焊接时的焊接参数。

2.根据权利要求1所述的一种管冰机蒸发桶组装焊接设备，其特征在于：所述基座(5)上设置有基准凸台(51)，所述基准凸台(51)的长度方向与管体(1)的长度方向一致，所述焊接滚轮架(8)不少于2个，若干所述焊接滚轮架(8)底部卡接滑动于基准凸台(51)。

3.根据权利要求2所述的一种管冰机蒸发桶组装焊接设备，其特征在于：所述基准凸台(51)共两个，两个所述基准凸台(51)分置于基座(5)的两侧，所述划线工装(3)卡接限位在两个基准凸台(51)之间。

4.根据权利要求1所述的一种管冰机蒸发桶组装焊接设备，其特征在于：所述水平定位组件(32)竖向滑动连接于竖直划线组件(31)。

5.根据权利要求2所述的一种管冰机蒸发桶组装焊接设备，其特征在于：所述对齐工装(4)还包括移动座(41)，所述移动座(41)底部设置有滑轮组件(44)，所述双轴向调节机构(42)以及定位板(43)均设置在移动座(41)上。

6.根据权利要求5所述的一种管冰机蒸发桶组装焊接设备，其特征在于：所述移动座(41)底部设置有与所述基准凸台(51)适配的卡槽，所述卡槽与基准凸台(51)卡接滑动配合。

7.根据权利要求6所述的一种管冰机蒸发桶组装焊接设备，其特征在于：所述移动座(41)设置有升降机构(9)，所述升降机构(9)用于调节滑轮组件(44)与移动座(41)之间的高度距离。

8.一种管冰机蒸发桶组装焊接方法，采用如权利要求5至7任意一项所述的管冰机蒸发桶组装焊接设备，其特征在于：包括以下步骤：

S1：焊前准备：在孔板(2)端面精加工出四等分点(22)，并将孔板(2)装至对齐工装(4)上，孔板(2)的通孔(21)与对齐工装(4)的承载销(431)插接，将管体(1)水平架放在焊接滚轮架(8)的若干滚轮本体(81)之间；

S2：划线标记：划线工装(3)的竖直划线组件(31)同时进行管体(1)两个端面的第一次直线标记步骤，在管体(1)每个端面的上下位置留下直线标记，然后启动驱动件(82)，驱使滚轮本体(81)转动，并带动管体(1)旋转90º，在水平定位组件(32)与管体(1)端面第一次做的直线标记水平对齐时，竖直划线组件(31)同时进行管体(1)两个端面的第二次直线标记步骤，继续在管体(1)每个端面的上下位置留下直线标记；

S3：孔板(2)与管体(1)对齐：将对齐工装(4)的移动座(41)移动至基座(5)上方，移动座(41)底部的卡槽与基座(5)上的基准凸台(51)卡接，以使孔板(2)的端面与管体(1)的轴线垂直，通过双轴向调节机构(42)调整孔板(2)竖向位置和横向位置，以使孔板(2)端面的四等分点(22)分别与管体(1)端面的四个直线标记对齐；

S4：点焊定位：对孔板(2)和管体(1)之间的缝隙进行点焊；

S5：同步焊接及探伤：撤离对齐工装(4)，启动驱动件(82)、自动焊接机构(6)以及自动探伤机构(7)，管体(1)在滚轮本体(81)的摩擦传动下转动，自动焊接机构(6)对孔板(2)和管体(1)之间的缝隙进行焊接，自动探伤机构(7)对管体(1)与孔板(2)之间的焊缝进行检测。