CN106238991B - 一种掘进机截割头自动焊接装置 - Google Patents

Abstract

一种掘进机截割头自动焊接装置，属于自动焊接技术领域。所述掘进机截割头自动焊接装置包括：工作台、行走部、升降部、旋转伸缩部、焊接部、支撑台和控制器；截割头安装在工作台上，行走部与工作台连接，升降部与旋转伸缩部连接，旋转伸缩部与焊接部连接；焊接部包括手爪机构和焊枪，焊枪安装在手爪机构上，手爪机构与旋转伸缩部连接且能够夹持截齿座；控制器安装在支撑台上且分别与行走部、升降部、旋转伸缩部和焊接部有线连接，或者控制器通过无线信号收发器分别与行走部、升降部、旋转伸缩部和焊接部无线连接。通过本发明的掘进机截割头自动焊接装置能够实现对截齿座的自动焊接，也可以有效保证焊接精度，提高工作效率。

Description

一种掘进机截割头自动焊接装置

技术领域

本发明涉及自动焊接技术领域，特别涉及一种掘进机截割头自动焊接装置。

背景技术

掘进机是用于开凿平直地下巷道的机器，掘进机包括截割头，截割头上设有多个截齿座，每个截齿座内插有一把截齿，当掘进机工作时，随着掘进机的向前推进，截割头旋转，截割头上的截齿截割井下煤岩，为了使掘进机截割过程中受力均衡，改善截齿的受力状态以及方便截齿切入煤岩，每把截齿与截齿座的表面都需要保持有一定的角度，因此需要将截齿座以一定的角度焊接在截割头表面上，再将截齿插入截齿座。

目前截齿座的焊接工作由工人师傅进行人工焊接，由于每把截齿座都需要以一定的角度焊接在截割头上，因此在焊接截齿座时要保证每个截齿座的绝对位置不能有任何改变，使得整个焊接过程需要大量的时间，效率低下，而且焊接精度也难以保证。

发明内容

为了解决现有技术中存在的焊接截齿座的过程需要大量的时间、效率低下以及焊接精度难以保证的问题，本发明提供了一种掘进机截割头自动焊接装置，所述掘进机截割头自动焊接装置包括：工作台、行走部、升降部、旋转伸缩部、焊接部、支撑台和控制器；

掘进机的截割头安装在工作台上，行走部、升降部、旋转伸缩部和焊接部安装在支撑台上，行走部与工作台连接，升降部与旋转伸缩部连接，旋转伸缩部与焊接部连接；

焊接部包括手爪机构和焊枪，焊枪安装在手爪机构上，手爪机构与旋转伸缩部连接且能够夹持截齿座；

控制器安装在支撑台上且分别与行走部、升降部、旋转伸缩部和焊接部有线连接，或者控制器通过无线信号收发器分别与行走部、升降部、旋转伸缩部和焊接部无线连接。

所述手爪机构包括手爪、圆盘、多个第一液压缸和连接盘；

手爪能够夹持所述截齿座，手爪与圆盘连接；

每个所述第一液压缸的缸筒均与所述连接盘的侧壁连接，每个所述第一液压缸的液压杆均与所述圆盘连接，所述控制器可以分别控制每个第一液压缸进行伸缩运动；

圆盘远离所述手爪的一面设有球型关节，球型关节位于所述连接盘中间的球型槽内且能在球型槽内转动，圆盘的侧壁设有环形卡槽，所述焊枪通过焊枪支座安装在环形卡槽内且焊枪支座能沿着环形卡槽滑动。

所述手爪包括第一夹持臂和第二夹持臂；

第一夹持臂的一端和第二夹持臂的一端均通过销钉与所述圆盘连接，第一夹持臂和第二夹持臂相对设置；

在第一夹持臂远离第二夹持臂的侧面和所述圆盘之间设有一个第二液压缸，在第二夹持臂远离第一夹持臂的侧面和所述圆盘之间设有另一个第二液压缸；

在第一夹持臂接近第二夹持臂的侧面安装一个压力传感器，在第二夹持臂接近第一夹持臂的侧面安装一个压力传感器；

所述控制器可以同时控制两个第二液压缸进行伸缩运动。

所述焊枪支座包括第二球型关节、焊枪夹套和焊枪液压缸；

第二球型关节安装在所述环形卡槽内且能沿着环形卡槽滑动，焊枪夹套与第二球型关节相配合且能在第二球型关节上转动，所述焊枪夹持在焊枪夹套内，焊枪液压缸的一端与第二球型关节连接，另一端与焊枪夹套连接，焊枪液压缸能够伸长和缩短。

所述行走部包括行走电机、行走减速箱、滑轮和齿圈；

行走电机和行走减速箱固定在所述支撑台上，滑轮安装在所述支撑台的底部；

行走电机的输出轴与行走减速箱的输入齿轮相连，行走减速箱的输出齿轮与齿圈相啮合；

齿圈设有安装台，安装台的中心设有通孔，所述工作台固定安装在通孔内。

所述行走部还包括辅助啮合齿轮和内啮合胶轮；

辅助啮合齿轮安装在所述支撑台上且与所述齿圈相啮合；

内啮合胶轮位于所述齿圈的安装台上且与齿圈的内壁贴合，内啮合胶轮的顶部与所述行走减速箱的壳体连接，内啮合胶轮能沿着所述齿圈的内壁滚动。

所述旋转伸缩部包括旋转电机、旋转减速机构和伸缩液压缸；

旋转电机的输出轴与旋转减速机构的输入齿轮连接，旋转减速机构的输出齿圈位于伸缩液压缸的缸筒外壁上，伸缩液压缸的液压杆与所述手爪机构相连。

所述旋转伸缩部还包括第一壳体；

所述旋转电机固定在所述第一壳体内，所述旋转减速机构通过齿轮轴支撑在第一壳体内，所述伸缩液压缸的缸筒通过轴承支撑在第一壳体内；

所述第一壳体还设有连接台，所述升降部的顶端通过螺栓与第一壳体的连接台连接。

所述工作台的中心设有驱动台，在驱动台的侧面均匀设置多个卡盘，每个卡盘通过一个第三液压缸安装在驱动台上，当所述截割头固定在工作台上时，每个第三液压缸带动与其对应的卡盘弹出，使每个卡盘与截割头的内圈紧密接触。

所述升降部为液压缸，液压缸的缸筒固定在所述支撑台上，液压缸的液压杆与所述旋转伸缩部的第一壳体设有的连接台连接。

在本发明实施例中，通过设计一种掘进机截割头自动焊接装置，并且该装置包括工作台、行走部、升降部、旋转伸缩部、焊接部、支撑台和控制器，截割头可以安装在工作台上，通过行走部带动焊接部围绕着工作台进行旋转，通过升降部带动焊接部上升和下降，通过旋转伸缩部带动焊接部伸缩，而对焊接部的手爪机构夹持的截齿座与截割头表面之间的距离进行调节，而通过旋转伸缩部带动手爪机构旋转，以及手爪机构自身的角度微调，可以将截齿座以所需的角度与截割头的外表面接触，调整好截齿座的焊接位置后，可以通过焊接部的焊枪将截齿座的四周焊接在截割头表面上，焊接完成后，将截齿插入截齿座即可，整个焊接过程可以通过控制器进行控制，实现了自动焊接过程；而现有技术中，通过工人师傅将截齿座焊接在截割头表面上，在焊接过程中，人工确定每个截齿座在截割头上的焊接角度并进行焊接，焊接精度难以保证，效率低下，整个焊接过程需要大量的时间，同时，由于整个焊接过程时间较长，焊接过程中会产生大量的有害气体，对工人师傅的健康产生了不利影响；通过本发明中的自动焊接装置实现了自动焊接，可以无需工人师傅进行人为焊接，本发明的自动焊接装置也可以有效保证焊接精度，提高工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的安装了截割头的掘进机截割头自动焊接装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的手爪机构的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的焊接部、升降部和旋转伸缩部的剖面图；

图4是本发明实施例提供的焊接部的剖面示意图；

图5是本发明实施例提供的焊接部的剖面示意图；

图6是本发明实施例提供的掘进机截割头自动焊接装置的剖面图；

图7是本发明实施例提供的掘进机截割头自动焊接装置的剖面图；

图8是本发明实施例提供的掘进机截割头自动焊接装置的剖面图；

图9是本发明实施例提供的掘进机截割头自动焊接装置的横截面示意图；

图10是本发明实施例提供的内啮合胶轮与行走减速箱的壳体的连接示意图；

图11是本发明实施例提供的安装了截割头的掘进机截割头自动焊接装置的结构示意图；

图12是本发明实施例提供的伸缩液压缸的缸筒的结构示意图；

图13是本发明实施例提供的伸缩液压缸的液压杆与手爪机构的结构示意图；

图14是本发明实施例提供的掘进机截割头自动焊接装置的结构示意图。

其中，

1工作台，1A驱动台，1B卡盘，1C第三液压缸；

2行走部，21行走电机，22行走减速箱，22A行走减速箱的输入齿轮，22B行走减速箱的输出齿轮，22C行走减速箱的壳体，23滑轮，24齿圈，24A安装台，25辅助啮合齿轮，26内啮合胶轮，26A固定阶梯轴，26B套筒胶轮，26C挡盘；

3升降部，31缸筒，32液压杆；

4旋转伸缩部，41旋转电机，42旋转减速机构，42A旋转减速机构的输入齿轮，42B旋转减速机构的输出齿圈，42C齿轮轴，43伸缩液压缸，43A伸缩液压缸的缸筒，43A1燕尾槽，43B伸缩液压缸的液压杆，43B1滑块，44第一壳体，44A第一壳体的连接台；

5焊接部，51手爪机构，51A手爪，51A1第一夹持臂，51A2第二夹持臂，51B圆盘，51B1第一球型关节，51B2环形卡槽，51C第一液压缸，51C1第一液压缸的缸筒，51C2第一液压缸的液压杆，51D连接盘，51D1连接法兰，51E第二液压缸，52焊枪；

6支撑台；7截割头；8截齿座；9截齿；

10焊枪支座，10A第二球型关节，10B焊枪夹套，10C焊枪液压缸。

具体实施方式

为了解决现有技术中存在的焊接截齿座的过程需要大量的时间、效率低下以及焊接精度难以保证的问题，如图1所示，本发明实施例提供了一种掘进机截割头自动焊接装置，该掘进机截割头自动焊接装置包括：工作台1、行走部2、升降部3、旋转伸缩部4、焊接部5、支撑台6和控制器；

掘进机的截割头7安装在工作台1上，行走部2、升降部3、旋转伸缩部4和焊接部5安装在支撑台6上，行走部2与工作台1连接，升降部3与旋转伸缩部4连接，旋转伸缩部4与焊接部5连接，行走部2能带动支撑台6绕着工作台1做旋转运动，升降部3能带动旋转伸缩部4上下运动；

焊接部5包括手爪机构51和焊枪52，焊枪52安装在手爪机构51上，手爪机构51与旋转伸缩部4连接且能够夹持截齿座8，旋转伸缩部4能带动手爪机构51旋转，旋转伸缩部4通过伸缩运动对手爪机构51与截割头7的表面之间的距离进行调节，焊枪52能够将手爪机构51夹持的截齿座8焊接在截割头7的表面；

控制器安装在支撑台6上且分别与行走部2、升降部3、旋转伸缩部4和焊接部5有线连接，或者控制器通过无线信号收发器分别与行走部2、升降部3、旋转伸缩部4和焊接部5无线连接，控制器能够控制行走部2带动支撑台6做旋转运动，控制升降部3做上下运动，控制旋转伸缩部4进行旋转和伸缩，控制手爪机构51夹持截齿座8以及控制焊枪52进行焊接工作。

将掘进机的截割头7安装在工作台1上后，通过控制器控制手爪机构51稳定夹持截齿座8，再通过控制器给行走部2发送行走指令，行走部2根据行走指令带动支撑台6以及支撑台6上的各个部件围绕着工作台1旋转到相应位置，同时控制器还可以分别发送升降指令以及旋转伸缩指令给升降部3和旋转伸缩部4，使升降部3带动旋转伸缩部4上升或者下降到相应位置，旋转伸缩部4带动手爪机构51伸长或者缩回相应的距离以及带动手爪机构51旋转相应的角度，使得手爪机构51夹持的截齿座8以所需的角度与截割头7的外表面接触，此时控制器再发送焊接指令给焊枪52，使焊枪52将手爪机构51夹持的截齿座8焊接在截割头7的外表面，如此，可以将所有截齿座8以所需的角度焊接在截割头7上，最后在每个截齿座8内插入截齿9，以使截齿9保持一定的角度。

在本发明实施例中，控制器可根据实际情况设置在合理的位置，可以将控制器安装在支撑台6上，若为了减轻支撑台6的负重，也可以将控制器设置在车间的其他位置，当控制器设置在车间的其他位置时，可以通过无线信号收发器来实现控制信号的收发，进而实现远程控制，在本发明实施例中，控制器可以为PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)。

如图2所示，在本发明实施例中，手爪机构51包括手爪51A、圆盘51B、多个第一液压缸51C和连接盘51D；

手爪51A能够夹持截齿座8，手爪51A与圆盘51B连接；

每个第一液压缸51C的缸筒51C1均与连接盘51D的侧壁连接，每个第一液压缸51C的液压杆51C2均与圆盘51B连接，控制器可以分别控制每个第一液压缸51C进行伸缩运动；

如图2所示，且参见图3，圆盘51B远离手爪51A的一面设有第一球型关节51B1，第一球型关节51B1位于连接盘51D中间的球型槽内且能在球型槽内转动，圆盘51B的侧壁设有环形卡槽51B2，焊枪52通过焊枪支座10安装在环形卡槽51B2内且焊枪支座10能沿着环形卡槽51B2滑动。

在本发明实施例中，手爪机构51可以通过连接盘51D与旋转伸缩部4连接，当旋转伸缩部4带动手爪机构51旋转到一定角度后，手爪51A也可以通过圆盘51B上的第一球型关节51B1在球型槽内旋转进而对截齿座8的焊接角度进行微调，通过控制器分别给多个第一液压缸51C发送控制指令，使某些第一液压缸51C伸长，某些第一液压缸51C压缩，其中，每个第一液压缸51C的液压杆51C2与圆盘51B为转动连接，即每个液压杆51C2可以绕着自身轴线做旋转运动，圆盘51B上设置的第一球型关节51B1可以在球型槽内转动，因此在多个第一液压杆的带动下，圆盘51B可以翻转一定的角度，当圆盘51B做翻转运动时，液压杆51C2可以随着圆盘51B的翻转进行相应的随动，圆盘51B翻转时会同时带动手爪51A运动，从而实现手爪51A对截齿座8的焊接角度的微调，进一步保证截齿座8的焊接位置精度；

如图2所示，在本发明实施例中，设置了四个第一液压缸51C，四个第一液压缸51C的缸筒51C1与连接盘51D的连接点均匀地分布在连接盘51D的侧壁上，如此设置可以保证圆盘51B翻转时的稳定性，将圆盘51B翻转的角度控制在精度范围内，例如，若此时需要让圆盘51B沿着图2中顺时方向旋转某一角度，则此时可以控制图2中标号为M的第一液压缸51C的液压杆51C2伸长一定距离，同时，标号为N的第一液压缸51C的液压杆51C2缩进一定的距离，其他第一液压缸51C不做伸缩运动，由于圆盘51B中心的第一球型关节51B1可以在连接盘51D的球型槽内转动，因此在的液压杆51C2的推动下，圆盘51B会顺时针方向旋转，圆盘51B旋转时，由于每个第一液压缸51C的液压杆51C2与圆盘51B是转动连接，如图2所示，且参见图4，此处的转动连接也可以使用球型关节，即将每个第一液压缸51C的液压杆51C2通过销钉与一个球型关节连接，并在圆盘51B上设置球型槽，与每个液压杆51C2连接的球型关节位于圆盘51B的一个球型槽内，因此，液压杆51C2不会影响圆盘51B的旋转，圆盘51B旋转时同时带动夹持截齿座8的手爪51A旋转，实现了角度的微调，焊接完成后，控制器可以控制标号为M的第一液压缸51C的液压杆51C2缩回，标号为N的第一液压缸51C的液压杆51C2伸出，使圆盘51B翻转回原来的位置，如此，通过控制器控制不同的第一液压缸51C，可以实现对截齿座8的焊接角度进行微调；

在本发明实施例中，第一液压缸51C内可以设有电磁阀，控制器通过控制每个第一液压缸51C的电磁阀使第一液压缸51C的液压杆51C2做伸缩运动；

如图2所示，在本发明实施例中，可以在连接盘51D的侧壁上设置连接法兰51D1，通过螺栓穿过连接法兰51D1以及第一液压缸51C的缸筒51C1而将连接盘51D与第一液压缸51C连接起来；

如图2所示，且参见图3，在本发明实施例中，在圆盘51B侧壁设置环形卡槽51B2，焊枪支座10夹持住焊枪52，同时焊枪支座10还可以沿着环形卡槽51B2绕着圆盘51B的中心做旋转运动，如此使得焊枪52可以将截齿座8的四周均焊接在截割头7上，保证焊接的强度。

如图2所示，在本发明实施例中，手爪51A包括第一夹持臂51A1和第二夹持臂51A2；

第一夹持臂51A1的一端和第二夹持臂51A2的一端均通过销钉与圆盘51B连接，第一夹持臂51A1和第二夹持臂51A2相对设置；

在第一夹持臂51A1远离第二夹持臂51A2的侧面和圆盘51B之间设有一个第二液压缸51E，在第二夹持臂51A2远离第一夹持臂51A1的侧面和圆盘51B之间设有另一个第二液压缸51E；

控制器可以同时控制两个第二液压缸51E进行伸缩运动。

在本发明实施例中，由于第一夹持臂51A1和第二夹持臂51A2均通过销钉与圆盘51B连接，因此，当两个第二液压缸51E的液压杆伸长时，第一夹持臂51A1在第二液压缸51E的液压杆的推动下，会围绕销钉向第二夹持臂51A2的方向旋转，同理，第二夹持臂51A2在第二液压缸51E的液压杆的推动下，会围绕着销钉向第一夹持臂51A1的方向旋转，如此可以夹紧截齿座8，当焊接完成后，可以控制两个第二液压缸51E的液压杆缩回，此时第一夹持臂51A1会绕着销钉向远离第二夹持臂51A2的方向旋转，同理，第二夹持臂51A2会绕着销钉向远离第一夹持臂51A1的方向旋转，此时第一夹持臂51A1和第二夹持臂51A2松开截齿座8，其中第二液压缸51E内设有电磁阀，控制器可以通过控制第二液压缸51E内的电磁阀而控制第二液压缸51E的伸缩运动。

在本发明实施例中，第一夹持臂51A1和第二夹持臂51A2的夹持力的大小可以根据两个第二液压缸51E的伸出长度进行调节，两个第二液压缸51E的液压杆伸出的越长，夹持力越大，其中，为了防止夹持力过大而对截齿座8产生破坏，可以在第一夹持臂51A1接近第二夹持臂51A2的侧面，即第一夹持臂51A1的内侧安装一个压力传感器，以及在第二夹持臂51A2接近第一夹持臂51A1的侧面，即第二夹持臂51A2的内侧安装一个压力传感器，当夹持截齿座8时，两个压力传感器与截齿座8接触，液压缸51E进油促使液压缸51E的液压杆伸出，第一夹持臂51A1和第二夹持臂51A2夹紧截齿座8，与截齿座8接触的压力传感器受到的压应力增大，当压应力达到压力传感器的预设值时，压力传感器发出指令给PLC，促使PLC控制液压缸51E内的电磁阀关闭，液压缸51E的液压杆停止伸长，从而保证夹持力在合理范围内。

如图4所示，焊枪支座10包括第二球型关节10A、焊枪夹套10B和焊枪液压缸10C；

第二球型关节10A安装在环形卡槽51B2内且能沿着环形卡槽51B2滑动，焊枪夹套10B与第二球型关节10A相配合且能在第二球型关节10A上转动，焊枪52夹持在焊枪夹套10B内，焊枪液压缸10C的一端与第二球型关节10A连接，另一端与焊枪夹套10B连接，焊枪液压缸10C能够伸长和缩短。

如图5所示，且参见图4，当焊枪液压缸10C伸长时，会给焊枪夹套10B一个向上的力，此时焊枪夹套10B会在第二球型关节10A上转动，进而带动焊枪52转动，如此，可以通过PLC控制焊枪液压缸10C进行伸长或者缩短来调整焊枪52的喷嘴位置，使得焊枪52以最佳的位置对截齿座8进行焊接，保证焊接质量。

在本发明实施例中，可以在第二球型关节10A的下方固定安装一个滚动滑轮，并且将滚动滑轮安装在环形卡槽51B2内，通过驱动滚动滑轮在环形卡槽51B2内滚动，进而带动第二球型关节10A沿着环形卡槽51B2滑动。

如图1所示，且参见图6，在本发明实施例中，行走部2可以包括行走电机21、行走减速箱22、滑轮23和齿圈24；

行走电机21和行走减速箱22固定在支撑台6上，滑轮23安装在支撑台6的底部；

行走电机21的输出轴与行走减速箱22的输入齿轮22A相连，行走减速箱22的输出齿轮22B与齿圈24相啮合；

齿圈24设有安装台24A，安装台24A的中心设有通孔，工作台1固定安装在通孔内。

当行走部2需要绕着工作台1旋转某一角度时，控制器可以发送行走指令给行走电机21，行走电机21工作，经过行走减速箱22降低转速和提高转矩，行走减速箱22的输出齿轮22B与齿圈24啮合传动，同时支撑台6的底部设有滑轮23，因此，在齿圈24以及行走减速箱22的输出齿轮22B的传动作用下，支撑台6以及支撑台6上的部件会围绕着工作台1做旋转运动，在本发明实施例中，可以在支撑台6底部的四个角各设置一个滑轮23，以使支撑台6以及位于其上的部件可以稳定转动。

在本发明实施例中，行走减速箱22内包括的大齿轮和小齿轮数量可根据所需的减速级数进行合理设计，减速级数可以根据行走电机21的输出转矩、所需的行走减速箱22的输出转矩以及输出轴转速而定，在本发明实施例中，通过行走减速箱22将行走电机21的转速降低后再传递给齿圈24，降低了整个行走部2的行走速度，这样更有利于PLC方便、精确地控制支撑台6以及支撑台6上的部件围绕着工作台1做旋转运动。

如图1所示，且参见图7和图8，在本发明实施例中，行走部2还可以包括辅助啮合齿轮25和内啮合胶轮26；

辅助啮合齿轮25安装在支撑台6上且与齿圈24相啮合；

内啮合胶轮26位于齿圈24的安装台24A上且与齿圈24的内壁贴合，内啮合胶轮26的顶部与行走减速箱22的壳体22C连接，内啮合胶轮26能沿着齿圈24的内壁滚动。

在本发明实施例中，行走电机21和行走减速箱22位于支撑台6的一侧，辅助啮合齿轮25设置在支撑台6的另一侧，当行走电机21工作时，如图9所示，行走减速箱22的输出齿轮22B与齿圈24啮合传动，辅助啮合齿轮25也与齿圈24啮合传动，同时，内啮合胶轮26会沿着齿圈24的内壁滚动，此时齿圈24外部同时与行走减速箱22的输出齿轮22B和辅助啮合齿轮25接触，内部与内啮合胶轮26接触，通过三点接触传动进一步保证行走部2在旋转的过程中不会偏离工作台1的中心，使得整个自动焊接装置更平稳的工作。

如图10所示，内啮合胶轮26包括阶梯固定轴26A、套筒胶轮26B和挡盘26C，阶梯固定轴26A包括台阶部和轴体部，同时，在行走减速箱22的壳体22C上设计与阶梯固定轴26A的台阶部相配合的阶梯孔，阶梯固定轴26A的台阶部位于阶梯孔内，并通过螺栓与壳体22C固定，套筒胶轮26B套在阶梯固定轴26A的轴体部，套筒胶轮26B能够沿着齿圈24的内壁滚动，为了防止套筒胶轮26B沿着自身轴线来回窜动，可以使套筒胶轮26B的顶端与壳体22C的内壁接触，并且在阶梯固定轴26A的轴体部的底端放置一个挡盘26C，挡盘26C的直径大于套筒胶轮26B的内径，且挡盘26C通过螺栓固定在轴体部的底端，如此，可以使得套筒胶轮26B在滚动过程中更加稳定，不会来回窜动。其中，行走减速箱22的壳体22C可以通过铸造加工而制成所需的形状。

如图7所示，且参见图11，为了保护辅助啮合齿轮25，可以为辅助啮合齿轮25设计一个壳体N，以将辅助啮合齿轮25罩住，同时对辅助啮合齿轮25起到支撑作用。

如图3所示，且参见图1，在本发明实施例中，旋转伸缩部4包括旋转电机41、旋转减速机构42和伸缩液压缸43；

旋转电机41的输出轴与旋转减速机构42的输入齿轮42A连接，旋转减速机构42的输出齿圈42B位于伸缩液压缸43的缸筒43A的外壁上，伸缩液压缸43的液压杆43B与手爪机构51相连。

其中，伸缩液压缸43可以做伸缩运动，伸缩液压缸43的液压杆43B能够从缸筒43A内伸出和缩回，液压杆43B与手爪机构51的连接盘51D相连，如图1所示，截割头7安装在工作台1上后，沿着从上至下的竖直方向，截割头7的横截面直径逐渐增大，因此，当在截割头7表面的不同位置处焊接截齿座8时，可以通过控制液压杆43B的伸长和回缩，进而调整手爪机构51夹持的截齿座8与截割头7的外表面之间的距离。

本发明实施例中的伸缩液压缸43可以包括电磁阀，通过控制器控制伸缩液压缸43的电磁阀来使液压杆43B伸出或者回缩。

伸缩液压缸43还可以做旋转运动，旋转电机41输出的转矩经过旋转减速机构42减速和增大转矩后传输给伸缩液压缸43的缸筒43A，在本发明实施例中，旋转减速机构42的输出端为套接在缸筒43A外壁上的齿圈42B，其中，输出齿圈42B与缸筒43A可以为一体成型，也可以为单独的输出齿圈42B焊接在缸筒43A的外壁上，输出齿圈42B可以带动缸筒43A旋转，缸筒43A旋转时可以同时带动液压杆43B旋转，进而带动与液压杆43B相连的手爪机构51旋转，其中，液压杆43B可以与手爪机构51的连接盘51D焊接在一起，使得手爪机构51的手爪51A夹持了截齿座8后，先通过伸缩液压缸43带动手爪机构51旋转一定角度，再通过手爪51A对截齿座8的焊接角度进行微调，使截齿座8以所需的角度与截割头7的外表面接触，再对截齿座8进行焊接。

在本发明实施例中，旋转减速机构42的包括的大齿轮和小齿轮数量可根据所需的减速级数进行合理设计，减速级数可以根据旋转电机41的输出转矩、所需要的旋转减速机构42的输出转矩以及输出轴转速而定。

如图12所示，且参见图3，在本发明实施例中，伸缩液压缸43的缸筒43A内壁上设有燕尾槽43A1，如图13所示，且参见图12，液压杆43B的外壁上设有与燕尾槽43A1相配合的滑块43B1，当伸缩液压缸43做伸缩运动时，液压杆43B外壁上的滑块43B1在燕尾槽43A1内来回滑动。

在缸筒43A的内壁设置燕尾槽43A1以及在液压杆43B的外壁上设置与燕尾槽43A1配合的滑块43B1，能够使液压杆43B的伸缩过程更平稳，防止液压杆43B在伸出过程中产生弯曲误差，进一步保证整个自动焊接装置的焊接精度。

如图3所示，在本发明实施例中，旋转伸缩部4还包括第一壳体44；

将旋转电机41固定在第一壳体44内，旋转减速机构42通过齿轮轴42C支撑在第一壳体44内，伸缩液压缸43的缸筒43A通过轴承45支撑在第一壳体44内；

第一壳体44还设有连接台44A，升降部3的顶端通过螺栓与第一壳体44的连接台44A连接。

通过为旋转伸缩部4设置第一壳体44，可以对旋转电机41、旋转减速机构42和伸缩液压缸43起到一定的保护及支撑的作用，同时，在第一壳体44上设置连接台44A，并将升降部3的顶端与连接台44A连接起来，当升降部3上升和下降时，会带动第一壳体44上升和下降，进而带动第一壳体44内的旋转电机41、旋转减速机构42以及伸缩液压缸43同时上升和下降，当截齿座8在截割头7上的焊接点距离地面的高度不同时，可以通过升降部3的上升和下降来调整截齿座8的焊接高度。

在本发明实施例中，升降部3可以为液压缸，如图3所示，且参见图1，液压缸的缸筒31固定在支撑台6上，液压缸的液压杆32与第一壳体44的连接台44A连接，可以通过螺栓将液压杆32固定在连接台44A上，液压缸内设有电磁阀，控制器通过控制电磁阀使液压杆32上下运动进而实现升降部3的上升和下降。

在本发明实施例中，升降部3通过螺栓与连接台44A连接，可以使得拆卸过程更加方便，便于维修。

如图14所示，且参见图1，在本发明实施中，工作台1的中心设有驱动台1A，在驱动台1A的侧面均匀设置多个卡盘1B，每个卡盘1B通过一个第三液压缸1C安装在驱动台1A上，当截割头7固定在工作台1上时，每个第三液压缸1C带动与其对应的卡盘1B弹出，使每个卡盘1B与截割头7的内圈紧密接触。

在本发明实施例中设置了三个卡盘1B，每个卡盘1B均通过一个第三液压缸1C安装在驱动台1A上，控制器可以控制第三液压缸1C电磁阀，使第三液压缸1C的液压杆弹出，进而使得卡盘1B弹出，实现截割头7的定位。

在本发明实施例中，通过设计一种掘进机截割头自动焊接装置，并且该装置包括工作台1、行走部2、升降部3、旋转伸缩部4、焊接部5、支撑台6和控制器，截割头7可以安装在工作台1上，通过行走部2带动焊接部5围绕着工作台1进行旋转，通过升降部3带动焊接部5上升和下降，通过旋转伸缩部4带动焊接部5伸缩，而对焊接部5的手爪机构51夹持的截齿座8与截割头7表面之间的距离进行调节，而通过旋转伸缩部4带动手爪机构51旋转，以及手爪机构51自身的角度微调，可以将截齿座8以所需的角度与截割头7的外表面接触，调整好截齿座8的焊接位置后，可以通过焊接部5的焊枪52将截齿座8的四周焊接在截割头7表面上，焊接完成后，将截齿9插入截齿座8即可，整个焊接过程可以通过控制器进行控制，实现了自动焊接过程；而现有技术中，通过工人师傅将截齿座8焊接在截割头7表面上，在焊接过程中，人工确定每个截齿座8在截割头7上的焊接角度并进行焊接，焊接精度难以保证，效率低下，整个焊接过程需要大量的时间，同时，由于整个焊接过程时间较长，焊接过程中会产生大量的有害气体，对工人师傅的健康产生了不利影响；通过本发明中的自动焊接装置实现了自动焊接，可以无需工人师傅进行人为焊接，本发明的自动焊接装置也可以有效保证焊接精度，提高工作效率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种掘进机截割头自动焊接装置，其特征在于，所述掘进机截割头自动焊接装置包括：工作台、行走部、升降部、旋转伸缩部、焊接部、支撑台和控制器；

掘进机的截割头安装在工作台上，行走部、升降部、旋转伸缩部和焊接部安装在支撑台上，行走部与工作台连接，升降部与旋转伸缩部连接，旋转伸缩部与焊接部连接；

焊接部包括手爪机构和焊枪，焊枪安装在手爪机构上，手爪机构与旋转伸缩部连接且能够夹持截齿座；

控制器安装在支撑台上且分别与行走部、升降部、旋转伸缩部和焊接部有线连接，或者控制器通过无线信号收发器分别与行走部、升降部、旋转伸缩部和焊接部无线连接；

所述行走部包括行走电机、行走减速箱、滑轮和齿圈；

行走电机和行走减速箱固定在所述支撑台上，滑轮安装在所述支撑台的底部；

行走电机的输出轴与行走减速箱的输入齿轮相连，行走减速箱的输出齿轮与齿圈相啮合；

齿圈设有安装台，安装台的中心设有通孔，所述工作台固定安装在通孔内；

所述旋转伸缩部包括旋转电机、旋转减速机构和伸缩液压缸；

旋转电机的输出轴与旋转减速机构的输入齿轮连接，旋转减速机构的输出齿圈位于伸缩液压缸的缸筒外壁上，伸缩液压缸的液压杆与所述手爪机构相连；

所述旋转伸缩部还包括第一壳体；

所述旋转电机固定在所述第一壳体内，所述旋转减速机构通过齿轮轴支撑在第一壳体内，所述伸缩液压缸的缸筒通过轴承支撑在第一壳体内；

所述第一壳体还设有连接台，所述升降部的顶端通过螺栓与第一壳体的连接台连接；

所述升降部为液压缸，液压缸的缸筒固定在所述支撑台上，液压缸的液压杆与所述旋转伸缩部的第一壳体设有的连接台连接；

手爪机构包括手爪、圆盘、多个第一液压缸和连接盘；

手爪能够夹持所述截齿座，手爪与圆盘连接；

每个所述第一液压缸的缸筒均与所述连接盘的侧壁连接，每个所述第一液压缸的液压杆均与所述圆盘连接，所述控制器可以分别控制每个第一液压缸进行伸缩运动；

圆盘远离所述手爪的一面设有第一球型关节，第一球型关节位于所述连接盘中间的球型槽内且能在球型槽内转动，圆盘的侧壁设有环形卡槽，所述焊枪通过焊枪支座安装在环形卡槽内且焊枪支座能沿着环形卡槽滑动，所述连接盘与所述伸缩液压缸的液压杆连接。

2.根据权利要求1所述的掘进机截割头自动焊接装置，其特征在于，所述手爪包括第一夹持臂和第二夹持臂；

第一夹持臂的一端和第二夹持臂的一端均通过销钉与所述圆盘连接，第一夹持臂和第二夹持臂相对设置；

在第一夹持臂远离第二夹持臂的侧面和所述圆盘之间设有一个第二液压缸，在第二夹持臂远离第一夹持臂的侧面和所述圆盘之间设有另一个第二液压缸；

在第一夹持臂接近第二夹持臂的侧面安装一个压力传感器，在第二夹持臂接近第一夹持臂的侧面安装一个压力传感器；

所述控制器可以同时控制两个第二液压缸进行伸缩运动。

3.根据权利要求1所述的掘进机截割头自动焊接装置，其特征在于，所述焊枪支座包括第二球型关节、焊枪夹套和焊枪液压缸；

第二球型关节安装在所述环形卡槽内且能沿着环形卡槽滑动，焊枪夹套与第二球型关节相配合且能在第二球型关节上转动，所述焊枪夹持在焊枪夹套内，焊枪液压缸的一端与第二球型关节连接，另一端与焊枪夹套连接，焊枪液压缸能够伸长和缩短。

4.根据权利要求1所述的掘进机截割头自动焊接装置，其特征在于，所述行走部还包括辅助啮合齿轮和内啮合胶轮；

辅助啮合齿轮安装在所述支撑台上且与所述齿圈相啮合；

内啮合胶轮位于所述齿圈的安装台上且与齿圈的内壁贴合，内啮合胶轮的顶部与所述行走减速箱的壳体连接，内啮合胶轮能沿着所述齿圈的内壁滚动。

5.根据权利要求1至权利要求4任一项权利要求所述的掘进机截割头自动焊接装置，其特征在于，所述工作台的中心设有驱动台，在驱动台的侧面均匀设置多个卡盘，每个卡盘通过一个第三液压缸安装在驱动台上，当所述截割头固定在工作台上时，每个第三液压缸带动与其对应的卡盘弹出，使每个卡盘与截割头的内圈紧密接触。