一种储气罐自动化生产线及方法
技术领域
本发明涉及空压机领域，尤其涉及一种储气罐自动化生产线及方法。
背景技术
储气罐是指专门用来储存气体的设备，同时起稳定系统压力的作用。根据储气罐的承受压力不同可以分为高压储气罐，低压储气罐，常压储气罐。根据储气罐材质不同可以分为:碳素钢储气罐、低合金钢储气罐、不锈钢储气罐。储气罐一般由筒体、封头、法兰、接管、密封元件和支座等零件和部件组成。此外，还配有安全装置、表计及完成不同生产工艺作用的内件。
现有的储气罐生产线如图1所示，包括沿着产品输送方向设置的卷筒工位101、压边工位102、纵缝焊接工位103、整圆工位104、敲封头工位105、封头压紧工位106、焊接工位107和测试工位108；在生产时，封头是由钢板下料后经人工抬起放入拉伸成型模上成型（拉伸前还需人工进行在钢板上覆膜），成型后再到缩口机进行缩口；罐体是由工人抬起钢板放到剪板机上进行下料裁剪，再利用叉车把下好料的罐体料转运到冲床，由人工抬起罐体料放到冲孔模上进行冲孔；罐体再由人工抬起放到卷筒工位101的卷板机上卷筒，搬移至压边工位102对罐体两端压边；在纵缝焊接工位103对其纵缝进行焊接后，在整圆工位104对罐体进行校圆；在敲封头工位105将封头敲入罐体两端，在封头压紧工位106将封头压紧至罐体；最后在焊接工位107分别将封头、支架、接管和钢牌拉手焊接至罐体，在测试工位108对储气罐测试完成储气罐生产过程。
现有技术存在以下不足：在对储气罐成型焊接时，采用人工在单个工作台单独完成各个工序，再通过人工将产品搬移至下一工作台进行加工，最终完成储气罐成型焊接过程；而每个工序都需要人工参与并且进行辅助下料流转，造成整个设备的自动化程度较低。
发明内容
本发明的目的是：针对上述问题，提出设置储气罐组装线、环缝焊接线、支架焊接线和储气罐测试线分别对储气罐进行自动化成型及纵缝焊接、环缝焊接、支架焊接和密封性测试，并且相互之间通过输送线自动传输；从而减少工人劳动强度，提高生产效率和整个设备自动化程度的一种储气罐自动化生产线及方法。
为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：
一种储气罐自动化生产线，该生产线包括储气罐组装线、环缝焊接线、支架焊接线和储气罐测试线；储气罐组装线有多条，储气罐组装线包括沿着产品输送方向设置的罐体放料设备、校平送料设备、自动冲孔设备、纵缝焊接设备、自动旋切设备和缩口组对设备；环缝焊接线包括多条环缝焊接输送带和环缝自动焊接设备，多条环缝输送带进料端分别与多条储气罐组装线中的缩口组对设备出料端相衔接，多个环缝自动焊接设备分别位于环缝输送带两侧的不同环缝焊接工位；支架焊接线包括支架焊接输送带和支架自动焊接设备，支架焊接输送带进料端与多条环缝输送带出料端相衔接，多个支架自动焊接设备分别位于支架焊接输送带两侧的支架焊接工位；储气罐测试线包括多个气密性测试设备，多个气密性测试设备分别位于支架焊接输送带两侧的多个测试工位。
作为优选，多条储气罐组装线沿着产品输送方向相互平行分布。多条环缝焊接输送带的宽度分别与相同规格或者不同规格的储气罐宽度相适应。
作为优选，纵缝焊接设备包括纵缝输送带、罐体两头校正装置、罐体中部校正装置和纵缝自动焊接装置；纵缝输送带进料端和出料端分别与自动冲孔设备出料端和自动旋切设备进料端相衔接，罐体两头校正装置和罐体中部校正装置的校正端分别与储气罐罐体两头开口端和罐体中部相接触；纵缝自动焊接装置的焊接端与罐体纵向焊缝相接触。
作为优选，自动旋切设备包括旋切工作台、旋切输送带、旋切机架、旋切电机、旋切刀架、旋切刀、进刀油缸和进刀顶杆；旋切输送带两端分别与纵缝焊接设备出料端和缩口组对设备进料端相衔接，旋切电机固定在旋切机架上并且其输出端与旋切刀相连接；旋切刀架与旋切机架滑动配合，旋切刀与旋切刀架转动连接；进刀油缸输出端与进刀顶杆一端相连接，进刀顶杆另一端与旋切刀架相接触带动旋切刀架移动。
作为优选，自动旋切设备还包括机架驱动装置和机架导轨滑块，机架驱动装置和机架导轨滑块中的导轨都固定在旋切工作台上，机架驱动装置输出端和机架导轨滑块中的滑块分别与旋切机架相连接。
作为优选，缩口组对设备包括缩口输送带、罐体缩口装置、封头预压装置和封头压紧装置；缩口输送带进料端和出料端分别与自动旋切设备出料端和环缝焊接输送带进料端相衔接，罐体缩口装置、封头预压装置和封头压紧装置分别位于缩口输送带的罐体缩口工位、封头预压工位和封头压紧工位；罐体缩口装置包括伸缩旋转机构和进刀机构，多个伸缩旋转机构相对设置；伸缩旋转机构包括伸缩组件、旋转组件和压紧盘，伸缩组件输出端与旋转组件相连接，旋转组件输出端与压紧盘相连接；压紧盘设置有凸出于压紧盘内侧面，用于支撑罐体并且可供罐体内孔套接的定位盘；定位盘设置有缩口凹槽，缩口凹槽在径向下凹于定位盘；旋转组件用于驱动压紧盘转动，伸缩组件用于驱动定位盘伸入罐体内孔及压紧盘内侧面贴合或者远离罐体端面；进刀机构包括进刀驱动组件、缩口刀架和缩口刀；进刀驱动组件输出端与缩口刀架相连接，缩口刀与缩口刀架相铰接，并且缩口刀与缩口凹槽相嵌合；进刀驱动组件用于驱动缩口刀靠近或者远离罐体端面的缩口部位。
作为优选，旋切输送带输送方向与缩口输送带输送方向相垂直，并且旋切输送带将储气罐纵向输送，缩口输送带将储气罐横向输送。缩口输送带输送方向与环缝焊接输送带输送方向相垂直，并且环缝焊接输送带将储气罐纵向输送。
另外，本发明还公开了一种储气罐自动化生产方法，该方法采用所述的一种储气罐自动化生产线，该方法包括以下的步骤：
（S1）将整卷定尺带钢上料至罐体放料设备，罐体放料设备对整卷定尺带钢进行放料；
（S2）校平送料设备对放料的钢板进行校平后自动送料到自动冲孔设备，自动冲孔设备在钢板上自动冲孔，然后将冲好孔后的钢板送到纵缝焊接设备；
（S3）纵缝焊接设备将钢板弯曲成型，并且罐体两头校正装置和罐体中部校正装置分别对罐体两头和中部分别进行校正；而后纵缝自动焊接装置将罐体纵向缝隙焊接并且输送至自动旋切设备；
（S4）机架驱动装置依据罐体设定长度驱动旋切刀运动至设定位置，进刀油缸驱动进刀顶杆进而带动旋切刀进刀将罐体切断；
（S5）缩口输送带将罐体接收，罐体缩口装置对罐体两头进行缩口处理；封头预压装置将两个封头分别预压至罐体两侧后，封头压紧装置将两个封头压紧至罐体中；
（S6）环缝焊接输送带将罐体和封头组合件接收，环缝自动焊接设备将封头焊接固定至罐体两头后将其输送至支架焊接线；
（S7）支架焊接输送带将储气罐接收后，支架自动焊接设备分别将支架、接管和钢牌拉手焊接至罐体相应位置并且将其向前输送至储气罐测试线位置；
（S8）多个气密性测试设备分别对组装后的储气罐进行密封性测试并且将合格的储气罐收集完成储气罐自动化生产过程。
本发明采用上述技术方案的一种储气罐自动化生产线及方法的优点是：
罐体放料设备将整卷定尺带钢放料，而后校平送料设备将放料的钢板校平；自动冲孔设备在钢板上冲切出设定孔位，纵缝焊接设备将钢板成型为罐体并且对罐体两头和中部进行校正后将罐体的纵缝焊接；自动旋切设备按照设定长度将罐体切断，缩口组对设备对罐体两头缩口并且将两个封头分别压装至罐体两头；环缝自动焊接设备将两个封头焊接至罐体，支架自动焊接设备将支架、接管和钢牌拉手焊接至罐体相应位置，气密性测试设备对组装后的储气罐进行密封性检测完成储气罐生产过程。而多个相互衔接的设备之间通过相应工位的输送带将储气罐输送至下一工位而不需要人工将其搬移，即整个生产线都是设备自动输送及加工；从而减轻了工人的劳动强度，同时提高了储气罐的生产效率，也提高了设备的自动化程度。
附图说明
图1为现有储气罐生产线的结构示意图。
图2为本发明的结构示意图。
图3为储气罐的产品结构示意图。
图4为环缝焊接线的产品结构示意图。
图5为支架焊接线的产品结构示意图。
图6为储气罐测试线的产品结构示意图。
图7为自动旋切设备的结构示意图。
图8为缩口组对设备的结构示意图。
图9为罐体缩口装置的结构示意图。
图10为罐体缩口装置的局部放大结构示意图。
图11为封头缩口设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细的说明。
实施例1
如图2、图4-6所示的一种储气罐自动化生产线，该生产线包括储气罐组装线1、环缝焊接线2、支架焊接线3和储气罐测试线4；储气罐组装线1有多条，储气罐组装线1包括依次沿着产品输送方向设置的罐体放料设备11、校平送料设备12、自动冲孔设备13、纵缝焊接设备14、自动旋切设备15和缩口组对设备16；环缝焊接线2包括多条环缝焊接输送带21和环缝自动焊接设备22，多条环缝输送带21进料端分别与多条储气罐组装线1中的缩口组对设备16出料端相衔接，多个环缝自动焊接设备22分别位于环缝输送带21两侧的不同环缝焊接工位；支架焊接线3包括支架焊接输送带31和支架自动焊接设备32，支架焊接输送带31进料端与多条环缝输送带21出料端相衔接，多个支架自动焊接设备32分别位于支架焊接输送带31两侧的支架焊接工位；储气罐测试线4包括多个气密性测试设备41，多个气密性测试设备41分别位于支架焊接输送带31两侧的多个测试工位。此种生产储气罐方式中，罐体放料设备11将整卷定尺带钢放料，而后校平送料设备12将放料的钢板校平；自动冲孔设备13在钢板上冲切出设定孔位，纵缝焊接设备14将钢板成型为罐体并且对罐体两头和中部进行校正后将罐体的纵缝焊接；自动旋切设备15按照设定长度将罐体切断，缩口组对设备16对罐体两头缩口并且将两个封头分别压装至罐体两头；环缝自动焊接设备22将两个封头焊接至罐体，支架自动焊接设备32将支架、接管和钢牌拉手焊接至罐体相应位置，气密性测试设备41对组装后的储气罐进行密封性检测完成储气罐生产过程。而多个相互衔接的设备之间通过相应工位的输送带将储气罐输送至下一工位而不需要人工将其搬移，即整个生产线都是设备自动输送及加工，从而减轻了工人的劳动强度；提高了储气罐的生产效率，也提高了设备的自动化程度。
如图3所示为储气罐的产品结构示意图。储气罐包括罐体a、封头b、支架d、钢牌拉手e和接管f；缩口组对设备16将罐体a两端开口缩口形成罐体缩口c，封头b开口端与罐体缩口c相嵌合并且焊接固定至罐体a；支架d、钢牌拉手e和接管f都通过焊接方式与罐体a固定连接。
如图2所示，多条储气罐组装线1沿着产品输送方向相互平行分布。多条环缝焊接输送带21的宽度分别与相同规格或者不同规格的储气罐宽度相适应从而使得多条环缝焊接输送带21能够同时对不同规格的储气罐进行加工。
纵缝焊接设备14包括纵缝输送带、罐体两头校正装置、罐体中部校正装置和纵缝自动焊接装置；纵缝输送带进料端和出料端分别与自动冲孔设备13出料端和自动旋切设备15进料端相衔接，罐体两头校正装置和罐体中部校正装置的校正端分别与储气罐罐体两头开口端和罐体中部相接触；纵缝自动焊接装置的焊接端与罐体纵向焊缝相接触。纵缝输送带用于输送罐体至不同工位；罐体两头校正装置和罐体中部校正装置用于对罐体两头和中部部位进行校正；纵缝自动焊接装置用于将罐体的纵缝焊接。
如图7所示，自动旋切设备15包括旋切工作台、旋切输送带、旋切机架152、旋切电机153、旋切刀架154、旋切刀155、进刀油缸156和进刀顶杆157；旋切输送带两端分别与纵缝焊接设备14出料端和缩口组对设备16进料端相衔接，旋切电机153固定在旋切机架152上并且其输出端与旋切刀155相连接；旋切刀架154与旋切机架152滑动配合，旋切刀155与旋切刀架154转动连接；进刀油缸156输出端与进刀顶杆157一端相连接，进刀顶杆157另一端与旋切刀架154相接触带动旋切刀架154移动。工作时：旋切输送带将罐体接收至切断工位；旋切电机153带动旋切刀155绕着旋切刀架154转动，进刀油缸156驱动进刀顶杆157运动进而带动旋切刀155向下移动进刀将罐体切断。
自动旋切设备15还包括机架驱动装置158和机架导轨滑块159，机架驱动装置158和机架导轨滑块159中的导轨都固定在旋切工作台上，机架驱动装置158输出端和机架导轨滑块159中的滑块分别与旋切机架152相连接。机架驱动装置158带动旋切机架152运动至不同位置进而带动旋切刀155运动至不同位置将罐体从不同长度切断，使得设备能够生产多种长度的储气罐。
如图8-10所示，缩口组对设备16包括缩口输送带60、罐体缩口装置61、封头预压装置62和封头压紧装置63；缩口输送带60进料端和出料端分别与自动旋切设备15出料端和环缝焊接输送带21进料端相衔接，罐体缩口装置61、封头预压装置62和封头压紧装置63分别位于缩口输送带60的罐体缩口工位、封头预压工位和封头压紧工位；罐体缩口装置61包括伸缩旋转机构611和进刀机构612，多个伸缩旋转机构611相对设置；伸缩旋转机构611包括伸缩组件613、旋转组件614和压紧盘615，伸缩组件613输出端与旋转组件614相连接，旋转组件614输出端与压紧盘615相连接；压紧盘615设置有凸出于压紧盘615内侧面，用于支撑罐体并且可供罐体内孔套接的定位盘616；定位盘616设置有缩口凹槽617，缩口凹槽617在径向下凹于定位盘616；旋转组件614用于驱动压紧盘615转动，伸缩组件613用于驱动定位盘616伸入罐体内孔及压紧盘615内侧面贴合或者远离罐体端面；进刀机构612包括进刀驱动组件618、缩口刀架619和缩口刀610；进刀驱动组件618输出端与缩口刀架619相连接，缩口刀610与缩口刀架619相铰接，并且缩口刀610与缩口凹槽617相嵌合；进刀驱动组件618用于驱动缩口刀610靠近或者远离罐体端面的缩口部位。工作时：1）缩口输送带60带动罐体运动至罐体缩口工位；2）位于罐体两侧的伸缩旋转机构611中的伸缩组件613分别带动定位盘616伸入罐体两端内孔，并且带动压紧盘615侧面与罐体两端面相贴合将罐体夹紧；3）旋转组件614带动压紧盘615转动进而带动罐体转动，进刀驱动组件618带动缩口刀610靠近罐体端面并且与缩口凹槽617相嵌合对罐体缩口部位进行缩口；4）封头预压装置62将两个封头预压至罐体两头，封头压紧装置63将封头压紧至罐体两头完成罐体缩口及封头组装过程。此种方式是对罐体进行缩口而不是对封头进行缩口；如图11所示，封头缩口设备包括旋转驱动装置71、封头定位装置72、封头压紧装置73和封头缩口刀具74，旋转驱动装置71输出端与封头定位装置72相连接，封头定位装置72用于套接支撑封头；封头压紧装置73包括封头压紧气缸731和封头压紧头732，封头压紧气缸731输出端与封头压紧头732相铰接；对封头缩口时：将封头开口朝下放置并且封头定位装置72对封头下端开口进行定位；封头压紧气缸731带动封头压紧头732下移将封头上端压紧；旋转驱动装置71带动封头定位装置72转动进而带动封头转动，封头缩口刀具74靠近封头对封头进行缩口完成封头缩口过程。而此种方式中，封头定位装置72对封头缩口部位的上方部位提供定位支撑，未对封头缩口部位内侧提供支撑；当封头缩口刀具74对封头缩口部位挤压缩口时，封头缩口部位会由于只受到单侧力产生变形，从而造成封头缩口后圆度较低。而对罐体缩口方式中，缩口刀610靠近罐体端面对罐体缩口部位进行缩口时与缩口凹槽617相嵌合，即罐体缩口部位受到缩口凹槽617外表面的支撑限位；从而避免了罐体缩口部位单侧受力的情况，提高了罐体缩口部位的圆度。
旋切输送带输送方向与缩口输送带60输送方向相垂直，并且旋切输送带将储气罐纵向输送，缩口输送带60将储气罐横向输送。缩口输送带60输送方向与环缝焊接输送带21输送方向相垂直，并且环缝焊接输送带21将储气罐纵向输送从而实现罐体的不同角度的输送以方便加工。
另外，本发明还公开了一种储气罐自动化生产方法，该方法采用所述的一种储气罐自动化生产线，该方法包括以下的步骤：
（S1）将整卷定尺带钢上料至罐体放料设备11，罐体放料设备11对整卷定尺带钢进行放料；
（S2）校平送料设备12对放料的钢板进行校平后自动送料到自动冲孔设备13，自动冲孔设备13在钢板上自动冲孔，然后将冲好孔后的钢板送到纵缝焊接设备14；
（S3）纵缝焊接设备14将钢板弯曲成型，并且罐体两头校正装置和罐体中部校正装置分别对罐体两头和中部分别进行校正；而后纵缝自动焊接装置将罐体纵向缝隙焊接并且输送至自动旋切设备15；
（S4）机架驱动装置158依据罐体设定长度驱动旋切刀155运动至设定位置，进刀油缸156驱动进刀顶杆157进而带动旋切刀155进刀将罐体切断；
（S5）缩口输送带60将罐体接收，罐体缩口装置61对罐体两头进行缩口处理；封头预压装置62将两个封头分别预压至罐体两侧后，封头压紧装置63将两个封头压紧至罐体中；
（S6）环缝焊接输送带21将罐体和封头组合件接收，环缝自动焊接设备22将封头焊接固定至罐体两头后将其输送至支架焊接线3；
（S7）支架焊接输送带31将储气罐接收后，支架自动焊接设备32分别将支架、接管和钢牌拉手焊接至罐体相应位置并且将其向前输送至储气罐测试线4位置；
（S8）多个气密性测试设备41分别对组装后的储气罐进行密封性测试并且将合格的储气罐收集完成储气罐自动化生产过程。
