CN109822267B - 一种用于圆柱与圆锥贯交焊接机器人装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于圆柱与圆锥贯交焊接机器人装置。目前用于圆柱与圆锥管道焊接的半自动化及自动化焊接机器人较少，专利201010176136.X提出了一种回转体相贯线切割焊接装置，然而这些焊接机器人具有多个自由度，结构复杂，控制较难，成本较高等缺点。本发明涉及一种用于圆柱与圆锥贯交焊接机器人装置，其中：转轴的一端由转动副一和外部机架联接，转轴的另一端由移动副和滑杆联接，连杆的一端由转动副二和滑杆联接，连杆的另一端由转动副三和连架杆联接，连架杆的另一端用圆柱副和外部机架联接，焊枪导向装置固结在滑杆上。本发明具有结构简单、控制方便、应用范围广等优点。

Description

一种用于圆柱与圆锥贯交焊接机器人装置

技术领域

本发明涉及一种焊接机器人装置，为圆柱与圆锥贯交提供一种新型焊接机器人装置。

背景技术

压力容器广泛存在于工业、农业、建筑、化工业、建筑等领域，特别是在石油化工领域的应用最为广泛，占压力容器使用总量约50％。压力容器在工业部门也有着广泛的应用，例如工程机械中的各种储能器，各种动力机械的辅助机，城市和企业所用的各种煤气和液化汽储罐，各种大型工程用管道等。压力容器在工业生产和生活中发挥着重要作用，是国民经济的重要组成部分。

在焊接生产中，由于压力容器各个部件的空间形状较复杂，除圆管接头外，带圆锥台的马鞍形管接头是石化和电力产业领域管网中常用的管接头，圆柱与圆锥管道插接形成的焊缝为空间曲线，焊接起来有一定的难度，目前此类焊缝的焊接主要由人工完成，人工焊接工作环境恶劣、生产周期长、工作效率低、难保证焊接质量，迫切需要研制针对该类焊缝的焊接机器人。我国在50年代开始发展自动化焊接设备，由于相比发达国家起步较晚，基础比较薄弱，导致压力容器焊接机器人比较落后。目前用于圆柱与圆锥管道焊接的半自动化及自动化焊接机器人较少，专利201010110086.5提出了一种带圆锥台的马鞍形管接头表面自动堆焊设备，专利201010176136.X提出了一种回转体相贯线切割焊接装置，然而这些焊接机器人具有多个自由度，结构复杂，控制较难，成本较高等缺点，从而使得该类焊接机器人没有得到很好的开发与应用。

发明内容

(一)解决的技术问题

本发明的目的主要是为了针对上述技术问题，而提供一种用于圆柱与圆锥贯交焊接机器人装置。

(二)技术方案

本发明的技术方案：一种用于圆柱与圆锥贯交焊接机器人装置，包括转动副一、转轴、移动副、滑杆、转动副二、连杆、焊枪导向装置、转动副三、连架杆、圆柱副、待焊接圆锥、待焊接圆柱；其中：转轴的一端由转动副一和外部机架联接，转轴的另一端由移动副和滑杆联接，连杆的一端由转动副二和滑杆联接，连杆的另一端由转动副三和连架杆联接，连架杆的另一端用圆柱副和外部机架联接，焊枪导向装置固结在滑杆上，待焊接圆柱放置在外部机架上，待焊接圆锥放置在待焊接圆柱上。

一种用于圆柱与圆锥贯交焊接机器人装置，其中：转动副一的转动轴线与转动副二的转动轴线平行。

一种用于圆柱与圆锥贯交焊接机器人装置，其中：转动副三和圆柱副的转动轴线相互平行。

一种用于圆柱与圆锥贯交焊接机器人装置，其中：转动副二的转动轴线、转动副三的转动轴线以及焊枪导向装置的末端指向三者相交于一点。

一种用于圆柱与圆锥贯交焊接机器人装置，其中：滑杆、连杆、连架杆的杆长均可调节，转轴上转动副一的转动轴线与移动副滑动轴线所形成的夹角以及滑杆上转动副二的转动轴线与移动副滑动轴线所形成的夹角均可调节。

一种用于圆柱与圆锥贯交焊接机器人装置，其中：圆柱副能用轴线重合的转动副与移动副的组合来替代，圆柱副和转动副三可相互交换位置。

(三)有益效果

本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种用于圆柱与圆锥正贯、斜贯或偏贯焊接的新型机器人机构，这类机构具有结构简单、控制方便、应用范围广等优点。

除了上述所描述的目的、特征和优点外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明进一步说明。

附图说明

附图1为本发明的焊接机器人装置的实施例之一的结构简图示意图。

附图2为本发明的装置用于圆柱与圆锥贯交焊接时的安装实施例之一的示意图。

附图标记：转动副一1、转轴2、移动副3、滑杆4、转动副二5、连杆6、焊枪导向装置7、转动副三8、连架杆9、圆柱副10、待焊接圆锥11、待焊接圆柱12。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

实施例1、请参阅图1-图2，一种用于圆柱与圆锥贯交焊接机器人装置，包括转动副一1、转轴2、移动副3、滑杆4、转动副二5、连杆6、焊枪导向装置7、转动副三8、连架杆9、圆柱副10、待焊接圆锥11、待焊接圆柱12；其中：转轴2的一端由转动副一1和外部机架联接，转轴2的另一端由移动副3和滑杆4联接，连杆6的一端由转动副二5和滑杆4联接，连杆6的另一端由转动副三8和连架杆9联接，连架杆9的另一端用圆柱副10和外部机架联接，焊枪导向装置7固结在滑杆4上，待焊接圆柱12放置在外部机架上，待焊接圆锥11放置在待焊接圆柱12上。

实施例2、请参阅图1和图2，一种用于圆柱与圆锥贯交焊接机器人装置，其中：转动副一1的转动轴线与转动副二5的转动轴线平行。其余同实施例1。

实施例3、请参阅图1和图2，一种用于圆柱与圆锥贯交焊接机器人装置，其中：转动副三8和圆柱副10的转动轴线相互平行。其余同实施例1。

实施例4、请参阅图1和图2，一种用于圆柱与圆锥贯交焊接机器人装置，其中：转动副二5的转动轴线、转动副三8的转动轴线以及焊枪导向装置7的末端指向三者相交于一点。其余同实施例1。

实施例5、请参阅图1和图2，一种用于圆柱与圆锥贯交焊接机器人装置，其中：滑杆4、连杆6、连架杆9的杆长均可调节，转轴2上转动副一1的转动轴线与移动副3滑动轴线所形成的夹角以及滑杆4上转动副二5的转动轴线与移动副3滑动轴线所形成的夹角均可调节。其余同实施例1。

实施例5、请参阅图1和图2，一种用于圆柱与圆锥贯交焊接机器人装置，其中：圆柱副10能用轴线重合的转动副与移动副的组合来替代；圆柱副10和转动副三8可相互交换位置。其余同实施例1。

工作原理：

转轴2的轴线与待焊接圆锥11的轴线重合，圆柱副10的转动轴线与待焊接圆柱12的轴线重合；转轴2上转动副一1的转动轴线与移动副3滑动轴线所形成的夹角调节后的角度以及滑杆4上转动副二5的转动轴线与移动副3滑动轴线所形成的夹角调节后的角度均等于待焊接圆锥11锥角的一半，连架杆9调节后的杆长等于待焊接圆柱12的半径。

由于机构自由度等于一，因此仅需驱动转轴2即可实现焊枪沿待焊接圆柱面与圆锥面间的相贯线进行运动。

需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种用于圆柱与圆锥贯交焊接机器人装置，包括转动副一(1)、转轴(2)、移动副(3)、滑杆(4)、转动副二(5)、连杆(6)、焊枪导向装置(7)、转动副三(8)、连架杆(9)、圆柱副(10)、待焊接圆锥(11)、待焊接圆柱(12)；其特征在于：转轴(2)的一端由转动副一(1)和外部机架联接，转轴(2)的另一端由移动副(3)和滑杆(4)联接，连杆(6)的一端由转动副二(5)和滑杆(4)联接，连杆(6)的另一端由转动副三(8)和连架杆(9)联接，连架杆(9)的另一端用圆柱副(10)和外部机架联接，焊枪导向装置(7)固结在滑杆(4)上，待焊接圆柱(12)放置在外部机架上，待焊接圆锥(11)放置在待焊接圆柱(12)上，转动副一(1)的转动轴线与转动副二(5)的转动轴线平行，转动副三(8)和圆柱副(10)的转动轴线相互平行，转动副二(5)的转动轴线、转动副三(8)的转动轴线以及焊枪导向装置(7)的末端指向三者相交于一点， 转轴 （2）上转动副一（1）的转动轴线与移动副（3）滑动轴线所形成夹角的角度以及滑杆（4）上转动副二 （5）的转动轴线与移动副（3）滑动轴线所形成夹角的角度均等于待焊接圆锥（11）锥角的一半，连架杆（9）的杆长等于待焊接圆柱（12）的半径。

2.根据权利要求1所述的一种用于圆柱与圆锥贯交焊接机器人装置，其特征在于：滑杆(4)、连杆(6)、连架杆(9)的杆长均可调节，转轴(2)上转动副一(1)的转动轴线与移动副(3)滑动轴线所形成的夹角以及滑杆(4)上转动副二(5)的转动轴线与移动副(3)滑动轴线所形成的夹角均可调节。

3.根据权利要求1所述的一种用于圆柱与圆锥贯交焊接机器人装置，其特征在于：圆柱副(10)能用轴线与圆柱副(10)的轴线重合的转动副与移动副的组合来替代，圆柱副(10)和转动副三(8)可相互交换位置。

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