CN109848789A - 一种大长径比管道内壁焊瘤自动化打磨装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大长径比管道内壁焊瘤自动化打磨装置，包括支撑模块以及设置于支撑模块上的行走模块、工作模块和控制模块。其中，行走模块用以将支撑模块移动至管道对焊的位置，工作模块用以对焊瘤进行打磨，控制模块用以对行走模块和工作模块的动作进行控制。本发明通过设置全向轮与万向轮，使打磨装置在沿左右方向行走时，仍能够侧向滑动，因而当管道沿轴向转动时，打磨装置的位置可保持在管道的底部，而不随着管道一起转动，实现对管道对焊位置整个圆周上的焊瘤清除。

Description

一种大长径比管道内壁焊瘤自动化打磨装置

技术领域

本发明涉及焊瘤处理技术领域，特别是涉及一种大长径比管道内壁焊瘤自动化打磨装置。

背景技术

焊瘤是指在金属物在焊接过程中，通过电流造成金属焊点局部高温熔化，液体金属凝固时，在自重作用下金属流淌形成的像微小疙瘩。管类零件在焊接完成后，会在圆管内外留下焊瘤。外部的焊瘤可以通过打磨机打磨去除，内部的的焊瘤则很难处理，尤其是大长径比圆管对接焊。

公开号为CN106583851A的专利申请公开了一种管道焊口内部焊瘤切除装置，包括管状支架器、环形切削刀组和支撑调节组件，环形切削刀组通过支撑调节组件与管状支架器相连。通过拉动牵引工具将其从待处理管道内由左至右穿过，即可将焊瘤进行清理。但是这种切除装置对不同直径管体的适应性较差，当管道焊口处焊瘤较多时，对牵引力的要求较高，且不能保证焊瘤切除后轮廓平滑。

因此，如何提供一种大长径比管道内壁焊瘤自动化打磨装置，用以提高焊瘤去除效果，并提高对不同直径管体的适应性，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种大长径比管道内壁焊瘤自动化打磨装置，用以提高焊瘤去除效果以及对不同直径管体的适应性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明公开了一种大长径比管道内壁焊瘤自动化打磨装置，包括支撑模块、行走模块、工作模块和控制模块，所述支撑模块包括支撑架、全向轮支架、高度调节架、支撑板和弹簧，所述全向轮支架的上端固定于所述支撑架的下侧，所述支撑板设置于所述支撑架的上方，所述支撑板与所述支撑架通过所述高度调节架相连，所述弹簧设置于所述支撑板的上表面；

所述行走模块包括万向轮、全向轮和全向轮电机，所述万向轮固定于所述弹簧的上端，所述全向轮转动连接于所述全向轮支架的下端，所述全向轮电机用以驱动所述全向轮转动；

所述工作模块包括打磨机和打磨角度控制电机，所述打磨机的一端与所述支撑架转动连接，所述打磨角度控制电机用以控制所述打磨机的角度；

所述控制模块包括摄像头和控制器，所述摄像头的输出端与所述控制器的输入端电连接，所述控制器的输出端与所述全向轮电机和所述打磨角度控制电机电连接。

优选地，所述支撑架包括左支架、右支架和连杆，所述左支架和所述右支架通过所述连杆相连，所述连杆为多个，所述连杆包括用于与所述高度调节架相连的上连杆和用于与所述全向轮支架相连的下连杆，多个所述连杆对称分布于所述支撑架的前后两侧。

优选地，所述高度调节架为多组且对称分布于所述支撑架的前后两侧，所述高度调节架包括第一支杆和第二支杆，所述第一支杆的一端与所述第二支杆的一端通过锁紧件转动连接，所述锁紧件能够对所述第一支杆和所述第二支杆的夹角进行锁定，所述第一支杆的另一端与所述支撑板转动连接，所述第二支杆的另一端与所述连杆转动连接。

优选地，所述摄像头和所述控制器设置于所述左支架上，所述打磨机和所述打磨角度控制电机设置于所述右支架上。

优选地，还包括配重块，所述配重块设置于所述右支架上。

优选地，还包括装夹结构，所述装夹结构为旋转夹具，所述装夹结构用以夹紧对焊后的管道一端并能够使对焊后的管道以水平方向为轴线旋转。

优选地，所述装夹结构包括支板、第一过渡盘、轴承、第二过渡盘和卡盘，所述卡盘用以夹紧管道的一端，所述卡盘与所述轴承通过所述第二过渡盘相连，所述轴承与所述支板通过所述第一过渡盘相连。

优选地，所述万向轮和所述弹簧均为两个，且沿所述支撑板的纵向分布，所述全向轮为四个，且对称分布于所述支撑架纵向方向的前后两侧

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明通过设置全向轮与万向轮，使打磨装置在沿左右方向行走时，仍能够侧向滑动，因而当管道沿轴向转动时，打磨装置的位置可保持在管道的底部，而不随着管道一起转动；

本发明通过设置高度调节架和弹簧，将弹簧进行预压缩即可保证该打磨装置在行走过程中万向轮始终与管道内壁贴合，调整高度调节架即可灵活适应不同内径的管道；

本发明通过设置摄像头，可以实时监测圆管内部打磨效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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为大长径比圆管焊接示意图；

图2为焊瘤部位放大示意图；

图3为管道对焊后装夹示意图；

图4为打磨组件正视图；

图5为打磨组件轴侧图；

附图标记说明：1-第一圆管；2-第二圆管；3-焊瘤；4-支板；5-第一过渡盘；6-轴承；7-第二过渡盘；8-卡盘；9-打磨组件；10-摄像头；11-支撑架；12-控制器；13-弹簧；14-万向轮；15-配重块；16-打磨角度控制电机；17-打磨机；18-全向轮；19-连杆；20-全向轮电机；21-全向轮支架；22-第二支杆；23-第一支杆；24-支撑板。

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。

本发明的目的是提供一种大长径比管道内壁焊瘤自动化打磨装置，用以提高焊瘤去除效果以及对不同直径管体的适应性。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-5所示，本实施例提供一种大长径比管道内壁焊瘤自动化打磨装置，包括打磨组件9，打磨组件9包括支撑模块以及设置于支撑模块上的行走模块、工作模块和控制模块。其中，行走模块用以将支撑模块移动至第一圆管1和第二圆管2对焊的位置，工作模块用以对焊瘤3进行打磨，控制模块用以对行走模块和工作模块的动作进行控制。

支撑模块包括支撑架11、全向轮支架21、高度调节架、支撑板24和弹簧13。全向轮支架21的上端固定于支撑架11的下侧，全向轮支架21用以安装全向轮18，从而对支撑架11进行支撑。支撑板24设置于支撑架11的上方，支撑板24与支撑架11通过高度调节架相连，弹簧13设置于支撑板24的上表面。弹簧13用于安装万向轮14，通过将弹簧13进行预压缩，可保证该打磨装置在行走过程中万向轮14始终与管道内壁贴合。高度调节架用以调整支撑板24与支撑架11的相对距离，从而灵活适应不同内径的管道。

行走模块包括万向轮14、全向轮18和全向轮电机20，万向轮14固定于弹簧的上端，全向轮18转动连接于全向轮支架21的下端，全向轮电机20固定于全向轮支架21下端，全向轮电机20用以驱动全向轮18转动。本实施例中，万向轮14和弹簧13均为两个，且沿支撑板24的纵向分布，全向轮18为四个，且对称分布于支撑架11纵向方向的前后两侧。由于全向轮18的自身结构特点，使得打磨组件9在沿左右方向行走时，仍能够侧向滑动，因而当管道沿轴向转动时，打磨组件9的位置可保持在管道的底部。

工作模块包括打磨机17和打磨角度控制电机16，打磨机17的一端与支撑架11转动连接。打磨角度控制电机16固定于支撑架11上，用以控制打磨机17的角度。本实施例中，打磨机17的转动轴线为前后方向，使得打磨机17的打磨头能够在垂直于前后方向的竖直平面内摆动。

控制模块包括摄像头10和控制器12，摄像头10的输出端与控制器12的输入端电连接，控制器12的输出端与全向轮电机20和打磨角度控制电机16电连接。控制模块根据摄像头10取得的图像信息控制行走模块的控制方式为本领域的成熟技术，并非本实施例的创新点，故此处不再赘述。

进一步的，为了便于制造和装拆，同时也为了节约材料、减轻整体重量，本实施例的支撑架11包括左支架、右支架和连杆19，左支架和右支架通过连杆19相连。连杆19为四个，连杆19包括用于与高度调节架相连的两个上连杆和用于与全向轮支架21相连的两个下连杆，四个连杆19对称分布于支撑架11的前后两侧。

高度调节架为现有技术中的常用结构，其形式有多种。本实施例中，高度调节架为四组且对称分布于支撑架11的前后两侧。高度调节架包括第一支杆23和第二支杆22，第一支杆23的一端与第二支杆22的一端通过锁紧件转动连接，锁紧件能够对第一支杆23和第二支杆22的夹角进行锁定。第一支杆23的另一端与支撑板24转动连接，第二支杆22的另一端与连杆19转动连接。在使用时，需先旋松锁紧件，在确定支撑板24的位置后，可通过锁紧件将第一支杆23和第二支杆22的相对角度固定，即可锁定支撑板24与支撑架11的相对位置关系。

为了使整体重量分布更均匀，也为了避免摄像头10的动作与打磨机17的动作发生干涉，本实施例中，摄像头10和控制器12设置于左支架上，打磨机17和打磨角度控制电机16设置于右支架上。

为了提高打磨装置的惯性，使其在管道旋转时更稳定地保持原位，本实施例还设置有配重块15，配重块15优选设置于右支架上，以减轻打磨机17工作时右支架的振动。

需要说明的是，为了对第一圆管1和第二圆管2对焊处的整个圆周进行打磨，需要在打磨时转动管道。转动管道的方式有多种，本实施例中，除了设置打磨组件9外，还设置有装夹结构，通过设置装夹结构来实现管道的转动。该装夹结构为旋转夹具，装夹结构用以夹紧对焊后的管道一端并能够使对焊后的管道以水平方向为轴线旋转。

具体的，装夹结构包括支板4、第一过渡盘5、轴承6、第二过渡盘7和卡盘8，卡盘8用以夹紧第一圆管1的一端，卡盘8与轴承6通过第二过渡盘7相连，轴承6与支板4通过第一过渡盘5相连。在启动打磨机17并开始打磨后，转动卡盘8，打磨组件9不随卡盘8一起转动，从而焊瘤3可以被逐步打磨消除干净。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种大长径比管道内壁焊瘤自动化打磨装置，其特征在于，包括支撑模块、行走模块、工作模块和控制模块，所述支撑模块包括支撑架、全向轮支架、高度调节架、支撑板和弹簧，所述全向轮支架的上端固定于所述支撑架的下侧，所述支撑板设置于所述支撑架的上方，所述支撑板与所述支撑架通过所述高度调节架相连，所述弹簧设置于所述支撑板的上表面；

所述行走模块包括万向轮、全向轮和全向轮电机，所述万向轮固定于所述弹簧的上端，所述全向轮转动连接于所述全向轮支架的下端，所述全向轮电机用以驱动所述全向轮转动；

所述工作模块包括打磨机和打磨角度控制电机，所述打磨机的一端与所述支撑架转动连接，所述打磨角度控制电机用以控制所述打磨机的角度；

所述控制模块包括摄像头和控制器，所述摄像头的输出端与所述控制器的输入端电连接，所述控制器的输出端与所述全向轮电机和所述打磨角度控制电机电连接。

2.根据权利要求1所述的大长径比管道内壁焊瘤自动化打磨装置，其特征在于，所述支撑架包括左支架、右支架和连杆，所述左支架和所述右支架通过所述连杆相连，所述连杆为多个，所述连杆包括用于与所述高度调节架相连的上连杆和用于与所述全向轮支架相连的下连杆，多个所述连杆对称分布于所述支撑架的前后两侧。

3.根据权利要求2所述的大长径比管道内壁焊瘤自动化打磨装置，其特征在于，所述高度调节架为多组且对称分布于所述支撑架的前后两侧，所述高度调节架包括第一支杆和第二支杆，所述第一支杆的一端与所述第二支杆的一端通过锁紧件转动连接，所述锁紧件能够对所述第一支杆和所述第二支杆的夹角进行锁定，所述第一支杆的另一端与所述支撑板转动连接，所述第二支杆的另一端与所述连杆转动连接。

4.根据权利要求3所述的大长径比管道内壁焊瘤自动化打磨装置，其特征在于，所述摄像头和所述控制器设置于所述左支架上，所述打磨机和所述打磨角度控制电机设置于所述右支架上。

5.根据权利要求4所述的大长径比管道内壁焊瘤自动化打磨装置，其特征在于，还包括配重块，所述配重块设置于所述右支架上。

6.根据权利要求1所述的大长径比管道内壁焊瘤自动化打磨装置，其特征在于，还包括装夹结构，所述装夹结构为旋转夹具，所述装夹结构用以夹紧对焊后的管道一端并能够使对焊后的管道以水平方向为轴线旋转。

7.根据权利要求6所述的大长径比管道内壁焊瘤自动化打磨装置，其特征在于，所述装夹结构包括支板、第一过渡盘、轴承、第二过渡盘和卡盘，所述卡盘用以夹紧管道的一端，所述卡盘与所述轴承通过所述第二过渡盘相连，所述轴承与所述支板通过所述第一过渡盘相连。

8.根据权利要求1所述的大长径比管道内壁焊瘤自动化打磨装置，其特征在于，所述万向轮和所述弹簧均为两个，且沿所述支撑板的纵向分布，所述全向轮为四个，且对称分布于所述支撑架纵向方向的前后两侧。