薄壁筒体激光焊纵缝接头导正预热及去应力动态校形装置的制作方法

[0001]
本公开属于激光焊接技术领域，特别涉及一种激光焊薄壁筒体纵缝接头导正预热及去应力动态校形装置。


背景技术：

[0002]
薄壁筒体通常指壁厚在0.5mm至2.0mm之间，管径在φ100mm至φ600mm范围内的筒体，其中以3系、4系不锈钢材质居多。纵缝焊接指板材通过卷压或冲压成形后对其纵缝进行焊接；该项技术主要应用于汽车零部件、家电、食品和化工等领域。
[0003]
激光焊接技术因其焊接速度快、焊缝窄、热影响区小等优点得到广泛的应用。高质量的焊接依赖于激光焊接头与被焊筒坯边部的相对位置精度。由于薄壁筒体经成形后回弹导致筒坯两侧边部存3mm至8mm缝隙，虽然专用工装可以消除接头缝隙，但每个产品缝隙位置不对中，导致偏焊缺陷频繁发生，影响焊接质量，严重制约了激光焊接技术在薄壁筒体焊接领域的应用。现有焊接领域常规采用的焊缝跟踪系统一般适用于激光填丝焊或钨极氩弧焊等焊缝较宽的焊接场所。然而，对于激光焊接薄壁筒体，筒坯两侧边部对中偏移量不大于额定厚度的5％，为满足焊接要求，需要配备超高精度的视觉检测系统、高配置的多轴激光焊接设备和控制系统，而且对于使用环境要求很高。昂贵的设备价格、高标准的使用要求和后期的维护维修成本，令许多企业望而却步，制约了激光焊接技术在薄壁筒体焊接领域的广泛应用。
[0004]
对于常用不锈钢薄壁筒体，特别是材质中含高的氮、碳含量的铁素体不锈钢，在焊接时应预热，以防止热应力所引起的裂纹，通常预热温度为100-250℃，使被焊接头处于塑韧性较好的状态和降低温度梯度以减少焊接接头的收缩应力；现有焊接预热需要单独配备预热装置，结构复杂且预热均匀性不足，直接影响筒体的焊缝质量。
[0005]
另外，针对筒体焊后变形问题，目前主要采用冷校形或热固工艺。对于回弹量大的材质，如不锈钢、钛合金等，校形难度大，而且每批次材质差异及焊接参数调整所产生的热变形差异，以至通过单一的冷校形或热固形工艺无法获得精密尺寸要求的筒体。而且，现有热校形工艺是将每个工件固定在夹具上，然后带着夹具一同放入热处理设备中进行加热固形，针对不同批次的工件，需要反复试验，存在操作过程复杂，调试周期长，生产效率低，生产成本高等问题，无法满足批量生产要求。
[0006]
因此，亟需一种操作简单，质量可靠，投入成本低，满足大批量生产需求的激光焊薄壁筒体纵缝接头导正预热及去应力动态校形装置，。保证被焊筒坯两侧边部对中，满足薄壁筒体激光焊接头与被焊筒坯边部的相对位置精度要求；配有焊接预热功能，使被焊接头在塑韧性良好的状态下焊接，提高焊缝质量。通过高温在线去应力及动态校形，完成筒体焊接后，可直接在线对筒体进行高温去应力校形，有效降低焊接残余应力，提高焊缝质量；实时检测筒体尺寸变化，同步调整校形模具位置，解决筒体焊后变形问题。


技术实现要素：

[0007]
本公开的目的在于提供一种激光焊薄壁筒体纵缝接头导正预热及去应力动态校形装置，能够解决薄壁筒体纵缝激光焊接头对中导正问题及焊前预热问题；同时，本公开能够进行在线去应力动态校形，利用高温校形轮对筒体进行校形的同时消除焊接残余应力，并且可以实时检测筒体尺寸，同步调整校形模具位置，解决筒体焊后变形问题。
[0008]
为解决上述技术问题，根据本公开的一个方面，提供了本公开一种激光焊薄壁筒体纵缝接头导正预热及去应力动态校形装置，包括
[0009]
支撑机构、纵向接头对中导正机构、双侧自预热进给机构、去应力动态校形机构和尺寸检测机构；
[0010]
其中，
[0011]
所述双侧自预热进给机构和去应力动态校形机构均为对称设置的机构。
[0012]
优选地，
[0013]
所述支撑机构包括：支撑座(2)和滚轮(3)；
[0014]
所述滚轮(3)共计三个，分别位于所述支撑座(2)两端部及下部，所述滚轮为非金属材质，能够自如转动。
[0015]
优选地，
[0016]
所述纵向接头对中导正机构包括：电机座(4)、第一齿轮(5)、第一伺服电机(6)、刃形导正体(7)、齿条(8)、第一直线滑轨(9)、滑轨座(10)和升降架(11)；
[0017]
所述刃形导正体(7)截面为刀刃形且固定于所述升降架(11)上；
[0018]
所述升降架(11)一端与所述齿条(8)的上端连接；
[0019]
所述齿条(8)的侧面与所述滑轨座(10)连接；
[0020]
所述滑轨座(10)在所述第一直线滑轨(9)上自由滑动；
[0021]
所述第一伺服电机(6)与所述电机座(4)连接从而固定于所述工作台(1)上；
[0022]
所述第一齿轮(5)与所述第一伺服电机(6)连接且与所述齿条(8)啮合。
[0023]
优选地，
[0024]
所述双侧自预热进给机构包括：
[0025]
第一夹紧轮组(12)、第二伺服电机(13)、第二夹紧轮组(14)、激光焊接头(15)、第五伺服电机(30)、传动组件(31)、活动座(32)、传动带(33)、第三直线滑轨(34)、导轨座(35)、筒坯(36)、第二齿轮(37)和第二轴承(38)。
[0026]
优选地，
[0027]
所述传动组件(31)包括双向丝杠(31-1)、左支座(31-2)、左丝杠套(31-3)、右支座(31-4)、和右丝杠套(31-5)；
[0028]
所述第一夹紧轮组(12)和第二夹紧轮组(14)均包括第三轴承(12-1)、空心齿轮轴(12-2)、夹紧轮(12-3)、螺母(12-4)、第二加热管(12-5)和键(12-6)。
[0029]
优选地，
[0030]
所述第一夹紧轮组(12)和第二夹紧轮组(14)为左右对称设置且结构完全相同。
[0031]
优选地，
[0032]
所述空心齿轮轴(12-2)上装有所述夹紧轮(12-3)，所述空心齿轮轴(12-2)和所述夹紧轮(12-3)之间装有防转的键(12-6)；
[0033]
所述空心齿轮轴(12-2)的上部与所述螺母(12-4)连接；所述空心齿轮轴(12-2)的底部与所述第三轴承(12-1)连接；所述空心齿轮轴(12-2)的内部装有所述第二加热管(12-5)；
[0034]
所述第三轴承(12-1)固定于所述活动座(32)上。
[0035]
优选地，
[0036]
所述第二伺服电机(13)与所述第二齿轮(37)连接且端部与所述第二轴承(38)连接；
[0037]
所述第二轴承(38)固定在所述活动座(32)上；
[0038]
所述传动带(33)与所述第二齿轮(37)以及与所述第一夹紧轮组(12)和所述第二夹紧轮组(14)中的所述空心齿轮轴(12-2)的齿轮部分相啮合。
[0039]
优选地，
[0040]
所述传动组件(31)中双向丝杠(31-1)左右为正反螺纹，分别与左丝杠套(31-3)和右丝杠套(31-5)旋合。
[0041]
优选地，
[0042]
所述左丝杠套(31-3)和右丝杠套(31-5)分别装嵌在左支座(31-2)和右支座(31-4)中；
[0043]
所述左支座(31-2)与所述活动座(32)左侧连接，左右对称设置，
[0044]
所述右支座(31-4)与所述活动座(32)右侧连接，左右对称设置，
[0045]
所述第五伺服电机(30)与所述双向丝杠(31-1)连接；
[0046]
所述导轨座(35)与所述活动座(32)连接；
[0047]
所述第三直线滑轨(34)与所述工作台(1)相连；
[0048]
所述导轨座(35)在第三直线滑轨(34)上能够自如滑动；
[0049]
所述激光焊接头(15)位于所述薄壁筒纵缝上方位置。
[0050]
优选地，
[0051]
所述去应力动态校形机构包括：
[0052]
第一丝杠(16)、丝杠套(17)、活块(18)、水平校形轮组(19)、空心螺纹轴(22)、第一轴承(23)、立式校形轮(24)、丝杠座(25)、第二丝杠(26)、第三伺服电机(27)、第二直线滑轨(28)第四伺服电机(29)和第一加热管(39)；
[0053]
所述水平校形轮组(19)包括：
[0054]
支座(19-1)、第三加热管(19-2)、销轴(19-3)、第四轴承(19-4)和水平校形轮(19-5)。
[0055]
优选地，
[0056]
所述水平校形轮组(19)为上下对称设置。
[0057]
优选地，
[0058]
所述第四伺服电机(29)固定于所述工作台(1)上；
[0059]
所述第一丝杠(16)与所述第四伺服电机(29)连接并与所述丝杠套(17)相旋合，且左右对称设置；
[0060]
所述丝杠套(17)对称嵌于所述活块(18)两侧；
[0061]
上面的所述水平校形轮组的支座(19-1)固定于所述活块(18)上；
[0062]
下面的所述水平校形轮组的支座(19-1)固定于所述工作台(1)上；
[0063]
所述水平校形轮(19-5)两端分别有所述第四轴承(19-4)且置于所述支座(19-1)中间；
[0064]
所述销轴(19-3)穿过所述支座(19-1)连接孔且与所述水平校形轮(19-5)两端的第四轴承(19-4)连接；
[0065]
所述第三加热管(19-2)置于所述销轴(19-3)中间。
[0066]
优选地，
[0067]
所述立式校形轮(24)两端分别装有所述第一轴承(23)并装在所述空心螺纹轴(22)上；
[0068]
所述空心螺纹轴(22)中间装有所述第一加热管(39)且底部螺纹与所述丝杠座(25)连接；
[0069]
所述第三伺服电机(27)固定于所述工作台(1)上且与所述第二丝杠(26)连接；
[0070]
所述第二丝杠(26)与所述丝杠座(25)旋合；
[0071]
立式校形轮组为左右对称设置。
[0072]
优选地，
[0073]
所述尺寸检测机构包括激光传感器(20)和检测固定座(21)；
[0074]
所述激光传感器(20)数量共4个；所述4个激光传感器(20)两两对应，分别置于水平和垂直位置，固定在所述检测固定座(21)上。
[0075]
优选地，
[0076]
所述激光传感器(20)与控制计算机连接。
[0077]
为解决上述技术问题，根据本公开的另一个方面，提供了一种薄壁筒体激光焊纵缝接头导正预热及去应力动态校形方法，
[0078]
包括以下步骤：
[0079]
s1，启动检测机构，采用激光传感器(20)测量薄壁筒体尺寸；
[0080]
s2，通过获得横向和纵向实测与额定差值，将差值的绝对值与容差值进行比较，判断是否超差；
[0081]
s3，如果超差，则计算超差数值并确定超差方向，得到横向超差值与纵向超差值；
[0082]
s4，继续判断横向超差值与纵向超差值为“正值”或“负值”；
[0083]
s5，当横向超差值为“正值”时，横向双侧的第三伺服电机(27)带动双侧的立式校形轮(24)做相对运动；反之，双侧的立式校形轮(24)做反向运动；当纵向超差值为“正值”时，纵向的第四伺服电机(29)带动上面的水平校形轮(19-5)下行，反之，带动上面的水平校形轮(19-5)上行，调整至筒体尺寸合格；
[0084]
s6，根据实时检测的薄壁筒体尺寸，同步调整周向热校形磨具，进行去应力校形。
[0085]
优选地，
[0086]
所述激光传感器(20)为两组。
[0087]
优选地，
[0088]
筒坯(36)放置在支撑机构上，筒体前端处于第一夹紧轮组(12)的中心位置。
[0089]
优选地，
[0090]
控制计算机控制第一伺服电机(6)，通过第一齿轮(5)和齿条(8)带动刃形导正体
(7)自动插入待焊筒坯(36)中间开口处，使待焊筒坯(36)开口的两侧边缘与所述刃形导正体(7)充分接触，实现自动对中导正。
[0091]
优选地，
[0092]
第五伺服电机(30)通过传动组件(31)带动第一夹紧轮组(12)的双侧的夹紧轮做相对运动，对筒坯(36)进行夹紧，同时，刃形导正体(7)逐渐与筒坯(36)两侧边部脱离，最终实现筒体接头对中夹紧。
[0093]
优选地，
[0094]
双侧的第二伺服电机(13)通过第二齿轮(37)、传动带(33)带动双侧夹紧轮旋转，通过第二加热管(12-5)对夹紧轮持续加热；
[0095]
第一夹紧轮组(12)和第二夹紧轮组(14)在夹紧筒体及旋转送料的过程中，待焊筒体得到均匀预热。
[0096]
优选地，
[0097]
焊后筒体进入去应力校形机构，已加热的水平校形轮组(19)和立式校形轮(24)对筒体进行去应力校形，校形过程中，根据尺寸检测机构实时检测的结果，同步调整校形轮；
[0098]
通过双侧的第四伺服电机(29)带动丝杠和活块，实现对水平校形轮组(19)的上下调整；
[0099]
通过双侧的第三伺服电机(27)带第二丝杠(26)和丝杠座(25)，实现对立式校轮组的左右调整。
[0100]
本公开的有益效果是：
[0101]
1、采用刃形导正机构，双侧同步相向进给，导正与抱紧同步运动，保证被焊筒坯两侧边部对中，满足薄壁筒体激光焊接头与被焊筒坯边部的相对位置精度要求；
[0102]
2、自加热双侧抱紧轮在抱紧及进给过程中，筒体预热均匀，使被焊接头在塑韧性良好的状态下焊接，提高焊缝质量；
[0103]
3、通过高温在线去应力及动态校形，在筒体焊接后，在线对筒体进行高温去应力校形，有效降低焊接残余应力，提高焊缝质量；
[0104]
4、实时检测筒体尺寸变化，同步调整校形模具位置，解决筒体焊后变形问题；
[0105]
5、操作简单，质量可靠，投入成本低，满足大批量生产需求。
附图说明
[0106]
附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。
[0107]
图1是本公开装置的整体结构示意图；
[0108]
图2是本公开的支撑机构示意图；
[0109]
图3是本公开纵向接头对中导正机构示意图；
[0110]
图4是本公开双侧预热进给机构示意图；
[0111]
图5是本公开夹紧轮组结构示意图；
[0112]
图6是本公开夹紧轮组用传动组件结构示意图；
[0113]
图7是本公开去应力动态校形机构示意图；
[0114]
图8是本公开水平校形轮组结构示意图；
[0115]
图9是本公开尺寸检测机构示意图；
[0116]
图10是本公开动态校形控制流程图。
[0117]
图中，1.工作台；2.支撑座；3.滚轮；4.电机座；5.第一齿轮；6.第一伺服电机；7.刃行导正体；8.齿条；9.第一直线滑轨；10.滑轨座；11.升降架；12.第一夹紧轮组；13.第二伺服电机；14.第二夹紧轮组；15.激光焊接头；16.第一丝杠；17.丝杠套；18.活块；19.水平校形轮组；20.激光传感器；21.检测固定座；22.空心螺纹轴；23.第一轴承；24.立式校形轮；25.丝杠座；26.第二丝杠；27.第三伺服电机；28.第二直线滑轨；29.第四伺服电机；30.第五伺服电机；31.传动组件；32.活动座；33.传动带；34.第三直线滑轨；35.导轨座；36.筒坯；37.第二齿轮；38第二轴承；39.第一加热管；12-1.第三轴承；12-2空心齿轮轴；12-3.夹紧轮；12-4.螺母；12-5.第二加热管；12-6.键；19-1.支座；19-2.第三加热管；19-3.销轴；19-4.第四轴承；19-5.水平校形轮；31-1.双向丝杠；31-2.左支座；31-3.左丝杠套；31-4.右支座；31-5.右丝杠套。
具体实施方式
[0118]
下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
[0119]
除非另有说明，否则示出的示例性实施方式/实施例将被理解为提供可以在实践中实施本公开的技术构思的一些方式的各种细节的示例性特征。因此，除非另有说明，否则在不脱离本公开的技术构思的情况下，各种实施方式/实施例的特征可以另外地组合、分离、互换和/或重新布置。
[0120]
在附图中使用交叉影线和/或阴影通常用于使相邻部件之间的边界变得清晰。如此，除非说明，否则交叉影线或阴影的存在与否均不传达或表示对部件的具体材料、材料性质、尺寸、比例、示出的部件之间的共性和/或部件的任何其它特性、属性、性质等的任何偏好或者要求。此外，在附图中，为了清楚和/或描述性的目的，可以夸大部件的尺寸和相对尺寸。当可以不同地实施示例性实施例时，可以以不同于所描述的顺序来执行具体的工艺顺序。例如，可以基本同时执行或者以与所描述的顺序相反的顺序执行两个连续描述的工艺。此外，同样的附图标记表示同样的部件。
[0121]
当一个部件被称作“在”另一部件“上”或“之上”、“连接到”或“结合到”另一部件时，该部件可以直接在所述另一部件上、直接连接到或直接结合到所述另一部件，或者可以存在中间部件。然而，当部件被称作“直接在”另一部件“上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一部件时，不存在中间部件。为此，术语“连接”可以指物理连接、电气连接等，并且具有或不具有中间部件。
[0122]
为了描述性目的，本公开可使用诸如“在
……
之下”、“在
……
下方”、“在
……
下”、“下”、“在
……
上方”、“上”、“在
……
之上”、“较高的”和“侧(例如，如在“侧壁”中)”等的空间相对术语，从而来描述如附图中示出的一个部件与另一(其它)部件的关系。除了附图中描
绘的方位之外，空间相对术语还意图包含设备在使用、操作和/或制造中的不同方位。例如，如果附图中的设备被翻转，则被描述为“在”其它部件或特征“下方”或“之下”的部件将随后被定位为“在”所述其它部件或特征“上方”。因此，示例性术语“在
……
下方”可以包含“上方”和“下方”两种方位。此外，设备可被另外定位(例如，旋转90度或者在其它方位处)，如此，相应地解释这里使用的空间相对描述语。
[0123]
这里使用的术语是为了描述具体实施例的目的，而不意图是限制性的。如这里所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一个(种、者)”和“所述(该)”也意图包括复数形式。此外，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”以及它们的变型时，说明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组，但不排除存在或附加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组。还要注意的是，如这里使用的，术语“基本上”、“大约”和其它类似的术语被用作近似术语而不用作程度术语，如此，它们被用来解释本领域普通技术人员将认识到的测量值、计算值和/或提供的值的固有偏差。
[0124]
下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开的技术方案。
[0125]
参照附图1。本公开公开了一种激光焊薄壁筒体纵缝接头导正预热及去应力动态校形装置，包括支撑机构、纵向接头对中导正机构、双侧自预热进给机构、去应力动态校形机构和尺寸检测机构；双侧预热进给机构和去应力动态校形装置均对称设置。
[0126]
参照附图2。支撑机构包括支撑座2和滚轮3；所述滚轮3共计三个，分别位于支撑座两端部及下部，滚轮为非金属材质，转动自如，用于支持筒坯。
[0127]
参照附图3。纵向接头对中导正机构包括电机座4、第一齿轮5、伺服电机6、刃形导正体7、齿条8、第一直线滑轨9、滑轨座10和升降架11；刃形导正体7截面为刀刃形，并固定于升降架11上；升降架11与齿条8的上端连接；齿条8侧面与滑轨座10连接；滑轨座10在第一直线滑轨9上自由滑动；第一伺服电机6与电机座4连接并固定于工作台1上；第一齿轮5与电机4连接且与齿条8啮合；第一伺服电机6带动第一齿轮5转动，通过齿条8进而带动刃形导正体7上、下移动。
[0128]
参照附图4。双侧自预热进给机构包括第一组夹紧轮组12、第二伺服电机13、第二组夹紧轮组14、激光焊接头15、第五伺服电机30、传动组件31、活动座32、传动带33、第三直线滑轨34、导轨座35、筒坯36、第二齿轮37和第二轴承38。第一组夹紧轮组12和第二组夹紧轮组14均为左右对称设置，其结构完全相同。第一夹紧轮组12和第二夹紧轮组14左右两侧分别安装在左右侧的活动座32上，双侧的第二伺服电机13分别与第二齿轮37连接且端部与第二轴承38连接；第二轴承38外圈固定在活动座32上；双侧的第二伺服电机13旋转带动第二齿轮37，通过传动带33带动第一组双侧的第一夹紧轮组12和第二组双侧的第二夹紧轮组14实现旋转进给运动。传动组件31与双侧的活动座32连接，通过第五伺服电机30带动传动组件，进而实现双侧的活动座32在第三直线滑轨34上做相向或反向运动；激光焊接头15为焊接示意位置。
[0129]
参照附图5。第一夹紧轮组12和第二夹紧轮组14均为左右对称设置，其结构完全相同，均包括第三轴承12-1、空心齿轮轴12-2、夹紧轮12-3、螺母12-4、第二加热管12-5和键12-6。夹紧轮12-3安装在空心齿轮轴12-2上，两者中间装有防转的键12-6；空心齿轮轴12-2上部与螺母12-4连接，底部与第三轴承12-1连接，内部装有第二加热管12-5，用于加热夹紧
轮，涉及部件均选用耐高温材质。
[0130]
参照附图6。传动组件31包括双向丝杠31-1、左支座31-2、左丝杠套31-3、右支座31-4、和右丝杠套31-5。双向丝杠31-1左右为正反螺纹，分别与左丝杠套31-3和右丝杠套31-5旋合。左丝杠套31-3和右丝杠套31-5分别装嵌在左支座31-2和右支座31-4中；左支座31-2和右支座分别固定在两侧的活动座32上，左右对称设置；
[0131]
参照附图7和附图8。去应力动态校形机构包括第一丝杠16、丝杠套17、活块18、水平校形轮组19、空心螺纹轴22、第一轴承23、立式校形轮24、丝杠座25、第二丝杠26、第三伺服电机27、第二直线滑轨28、第四伺服电机29和加热管39；水平校形轮组19包括支座19-1、第三加热管19-2、销轴19-3、第四轴承19-4、和水平校形轮19-5。水平校形轮组为上下对称设置；上面的水平校形轮组的支座19-1固定于活块18上；下面的水平校形轮组的支座19-1固定于工作台上；水平校形轮19-5两端分别有第四轴承19-4且置于支座19-1中间，销轴19-3从中间固定在支座19-1上，水平校形轮19-5可自由转动；第三加热管19-2置于销轴19-3中间，用于加热水平校形轮19-5。第四伺服电机29固定于工作台1上；丝杠套17对称嵌于活块18两侧；第一丝杠16与第四伺服电机29连接并与丝杠套17旋合，且左右对称设置；通过双侧的第四伺服电机29上侧水平校形轮上、下移动。立式校形轮24两端分别装有第一轴承23，并装在空心螺纹轴22上；空心螺纹轴22中间装有第一加热管39且底部螺纹与丝杠座25连接；第一加热管39用于加热立式校形轮，涉及部件均选用耐高温材质；第三伺服电机27固定于工作台1上且与第二丝杠26连接；第二丝杠26与丝杠座25旋合；立式校形轮组也为左右对称设置，可通过双侧伺服电机带动双侧立式校形轮做相对或反向运动。
[0132]
参照附图9。尺寸检测机构包括两组激光传感器20和检测固定座21；所述激光传感器两两对应，置于水平和垂直位置固定在检测固定座21上，用于进行筒体尺寸检测。
[0133]
为了使待焊筒体边部自动对中导正，采用刃形导正体，无需因筒体开口缝隙大小而换模或调整，导正机构与双侧夹紧机构相配合，满足焊缝对中夹紧要求。
[0134]
为了提高温度敏感性材质的焊缝质量，增加双侧自加热功能，夹紧轮夹紧及送料的过程中将可将热量均匀地传递给待焊筒体，实现焊前自预热功能。
[0135]
为了解决筒体焊接变形问题，采用在线去应力及动态校形机构，通过高温校形轮，消除焊接残余应力；通过检测机构实时检测筒体尺寸，同步校形模动态调整，缩短调试时间，实现筒体在线去应力校形，解决了焊接变形问题。
[0136]
本公开装置的工作原理如下：
[0137]
首先，将待焊筒体36放置在支撑机构上，筒体前端处于第一夹紧轮组12的中心位置；第一伺服电机6通过第一齿轮5和齿条8带动刃形导正体7自动插入待焊筒体中间开口处，待筒体开口的两侧边缘与导正体7充分接触，实现自动对中导正；第五伺服电机30通过传动组件31带动第一夹紧轮组12和夹紧轮组1双侧做相对运动，对筒体36进行夹紧，同时，刃形导正体7逐渐与筒体36两侧边部脱离，最终实现筒体接头对中夹紧。然后，双侧的第二伺服电机13通过第二齿轮37、传动带33带动双侧夹紧轮旋转，第二加热管12-5对夹紧轮持续加热；第一夹紧轮组12和第二夹紧轮组14在夹紧筒体及旋转送料的过程中，实现待焊筒体均匀预热；最后，焊后筒体进入去应力校形机构，已加热的水平校形轮组19和立式校形轮24对筒体进行去应力校形，校形过程中，尺寸检测机构实时进行检测，并同步调整校形轮；通过双侧的第四伺服电机29带动丝杠和活块，实现对水平校形轮组19的上下调整；通过双
侧的第三伺服电机27带动第二丝杠26和丝杠座25，实现对立式校轮组的左右调整，最终获得无残余应力且符合尺寸要求的筒体。
[0138]
参照附图10。启动计算机中的尺寸检测程序，通过两组激光传感器20测得筒体实际尺寸值，通过将实测与额定差值与容差进行比对，判断是否超差及超差值方向。如果横或纵向值出现超差，继续判断实测与额定差值为“正值”或“负值”。当横向超差值为“正值”时，横向双侧的第三伺服电机27带动双侧的立式校形轮24做相对运动，反之双侧的立式校形轮24做反向运动。当纵向超差值为“正值”时，纵向的第四伺服电机29带动上面的水平校形轮19-5下行，反之上面的水平校形轮19-5上行，调整至筒体尺寸合格
[0139]
本公开还公开了一种采用上述去应力校形机构的激光焊筒体动态校形控制方法，包括以下步骤：
[0140]
s1，启动检测机构，采用激光传感器(20)测量薄壁筒体尺寸；
[0141]
s2，通过获得横向和纵向实测与额定差值，将差值的绝对值与容差值进行比较，判断是否超差；
[0142]
s3，如果超差，则计算超差数值并确定超差方向，得到横向超差值与纵向超差值；
[0143]
s4，继续判断横向超差值与纵向超差值为“正值”或“负值”；
[0144]
s5，当横向超差值为“正值”时，横向双侧的第三伺服电机(27)带动双侧的立式校形轮(24)做相对运动；反之，双侧的立式校形轮(24)做反向运动；当纵向超差值为“正值”时，纵向的第四伺服电机(29)带动上面的水平校形轮(19-5)下行，反之，带动上面的水平校形轮(19-5)上行，调整至筒体尺寸合格；
[0145]
s6，根据实时检测的薄壁筒体尺寸，同步调整周向热校形磨具，进行去应力校形。
[0146]
综上所述，本公开提供的薄壁筒体激光焊纵缝接头导正预热及去应力动态校形装置包括支撑机构、纵向接头对中导正机构、双侧自预热进给机构、去应力校形机构和尺寸检测结构。
[0147]
所述装置的刃形导正体嵌入开口筒体，纵向接头自动对中导正，随着双侧加热抱紧轮相向运动抱紧，导正体逐渐与接头脱离，完成纵向接头对中导正，有效避免了焊接缺陷，提高了焊接质量，降低设备配置及投资成本。
[0148]
通过双侧加热抱紧轮自旋转，完成筒体均匀预热和纵向进给；通过周向高温校形轮对筒体滚动校形，同时消除焊接残余应力；利用激光传感器实时检测筒体尺寸，同步调整周向校形模具，解决了薄壁筒体焊接变形问题。
[0149]
通过对本公开的具体实施例的描述可见，本公开提供的采用所述薄壁筒体激光焊纵缝接头导正预热及去应力动态校形装置实施的薄壁筒体激光焊纵缝接头导正预热及去应力动态校形方法，采用伺服电机通过齿轮和齿条带动刃形导正体自动插入待焊筒体中间开口处，使得待筒体开口的两侧边缘与导正体充分接触，从而实现自动对中导正；采用伺服电机通过传动组件带动前后两组夹紧轮组做相对运动，对待焊筒体进行夹紧，同时，刃形导正体逐渐与筒体两侧边部脱离，最终实现筒体接头对中夹紧；采用双侧的伺服电机通过齿轮、传动带带动双侧夹紧轮旋转，加热管对夹紧轮持续加热，实现预热的效果；采用两组夹紧轮组在夹紧筒体及旋转送料的过程中，对待焊筒体均匀预热，实现导正的同时还能够进行均匀预热的效果；最后，焊后筒体进入去应力校形机构，采用已加热的水平校形轮组和立式校形轮对筒体进行去应力校形，校形过程中，尺寸检测机构实时进行检测，并同步调整校
形轮；通过双侧的伺服电机带动丝杠和活块，实现对水平校形轮组的上下调整；通过双侧的伺服电机带动丝杠和丝杠座，实现对立式校轮组的左右调整，最终获得无残余应力且符合尺寸要求的筒体。
[0150]
由此可见，采用本公开提供的提供的所述薄壁筒体激光焊纵缝接头导正预热及去应力动态校形装置以及所属薄壁筒体激光焊纵缝接头导正预热及去应力动态校形方法，在以下方面都能够取得非常良好的使用效果：
[0151]
1、采用刃形导正机构，双侧同步相向进给，导正与抱紧同步运动，保证被焊筒坯两侧边部对中，满足薄壁筒体激光焊接头与被焊筒坯边部的相对位置精度要求；
[0152]
2、自加热双侧抱紧轮在抱紧及进给过程中，筒体预热均匀，使被焊接头在塑韧性良好的状态下焊接，提高焊缝质量；
[0153]
3、通过高温在线去应力及动态校形，在筒体焊接后，在线对筒体进行高温去应力校形，有效降低焊接残余应力，提高焊缝质量；
[0154]
4、实时检测筒体尺寸变化，同步调整校形模具位置，解决筒体焊后变形问题；
[0155]
5、操作简单，质量可靠，投入成本低，满足大批量生产需求。
[0156]
以上所述仅为本公开的较佳实施例而已，并非用于限定本公开的保护范围。凡在本公开的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本公开的保护范围内。
[0157]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。
[0158]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0159]
本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本公开的范围内。

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