CN110293347A - 一种水管法兰焊接工作站 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种水管法兰焊接工作站，包括：上料台，用于放置水管；第一上料卡爪，转动设置在上料台的右侧；输送装置，固定设置在第一上料卡爪的右侧；第二上料卡爪，转动设置在输送装置右侧；单轴双支撑可调节变位装置，固定设置在第二上料卡爪的右侧；第三上料卡爪，设置在单轴双支撑可调节变位装置的右侧；下料台，固定设置在第三上料卡爪的右侧；单轴水平变位装置，对称设置在下料台的前后两侧；三坐标搬运装置，对称设置在单轴双支撑可调节变位装置的前后两侧，用于对单轴水平变位装置上放置的法兰进行抓取并放置在单轴双支撑可调节变位装置内水管的前后两侧，借此，本发明具有可以连续将水管道的两端焊接上法兰、提供工作效率的优点。

Description

一种水管法兰焊接工作站

技术领域

本发明属于焊接装置技术领域，特别涉及一种水管法兰焊接工作站。

背景技术

目前，焊接技术作为制造业的传统工艺与技术，在近几年的工业应用中的发展非常迅速。现有技术中，目前在大批量不锈钢管件、管法兰等工件在环缝焊接过程中，通常是依靠工人手动或半装置械式的装置械旋转手工的方式，对组好的工件进行旋转焊接，这样焊接定位比较困难，不易控制，焊接不均匀，因此在中国专利CN204725077U中公开了一种喷灌水管自动旋转焊接装置构，可达到保证各个尺寸符合要求，焊口宽度和厚度均匀，并提高效率的有益效果。

但是，这种焊接方式只能对放置在焊接装置构上的单个喷灌水管的两端焊接上法兰，无法实现水管连续的进入到焊接工作站进行连续的在水管两端焊接水管法兰的目的，因此这种焊接方式无法实现自动上下料和环形焊缝连续成型，因此焊接过程较为复杂，焊接效率较低，特在提供一种水管法兰焊接工作站及其焊接方法，用于实现将水管两端焊接法兰时能进行连续焊接的目的。

发明内容

本发明提出一种水管法兰焊接工作站，用于实现将水管两端焊接法兰时能进行连续焊接的目的。

本发明的技术方案是这样实现的：一种水管法兰焊接工作站，其特征在于，包括：

上料台，表面设置有传送滚轮，用于放置和传送水管；

第一上料卡爪，转动设置在上料台的右侧，用于对上料台上放置的水管管体进行翻转；

输送装置，固定设置在第一上料卡爪的右侧，用于对第一上料卡爪翻转之后的水管进行输送；

第二上料卡爪，转动设置在输送装置右侧，用于对输送装置输送的水管进行二次翻转；

单轴双支撑可调节变位装置，固定设置在第二上料卡爪的右侧，用于接收二次翻转之后的水管并对水管进行焊接；

第三上料卡爪，转动设置在单轴双支撑可调节变位装置的右侧，用于对单轴双支撑可调节变位装置上的水管进行第三次翻转；

下料台，固定设置在第三上料卡爪的右侧，用于对三次翻转后的水管进行存放；

单轴水平变位装置，对称设置在下料台的前后两侧，用于码放和移动法兰；

三坐标搬运装置，对称设置在单轴双支撑可调节变位装置的前后两侧，用于对单轴水平变位装置上放置的法兰进行抓取并放置在单轴双支撑可调节变位装置内水管的前后两侧。

将水管放置在上料台上，第一上料卡爪将上料台上的水管进行翻转，将水管移动到输送装饰上，输送装置对水管进行传送，使其移动到第二上料卡爪上，通过第二上料卡爪的转动将水管移动到单轴双支撑可调节变位装置上，此时三坐搬运装置从单轴水平变位装置上抓取法兰并移动到单轴双支撑可调节变位装置的两端并接受单轴双支撑可调节变位装置的焊接，整个过程可以实现法兰的抓取和水管管体的翻转，配合单轴双支撑可调节变位装置中的焊枪形成良好的焊接姿态，达到理想的焊接效果，利用本工作站焊接水管法兰的环缝，不仅可以适应不同长度与直径的水管管体和法兰，而且可以自动上下料和环形焊缝连续成型，保证了水管和法兰焊接时可以连续工作，提高焊接的工作效率。

作为一种优选的实施方式，单轴双支撑可调节变位装置包括底板，底板上固定设置有滑轨，滑轨的前后两侧均滑动设置有立柱，立柱的顶部滑动设置有焊枪装置，焊枪装置上固定设置有卡盘，前后两侧的立柱之间设置有若干与底板滑动连接的托架机构。

立柱可以在底板上滑动，则立柱上的卡盘卡住法兰之后靠近水管的两端，通过焊枪装置将法兰焊接在水管的两端，可以适用于长度不同的水管的焊接，使得工作站的应用范围更广。

作为一种优选的实施方式，托架机构包括底座，底座顶部固定设置有气缸，底座的左右两侧对称设置有伸缩杆，底座的上方设置有滚套座，滚套座底部分别与气缸和伸缩杆的顶部进行固定连接，滚套座的左右两侧转动设置有滚套。

可以通过气缸将底座升高或者降低，使得底座可以对直径不同的水管进行有效的支撑，通过气缸的升降使得滚套保持与管体接触的状态，在第二上料卡爪将水管翻转时，滚套减少在第二上料卡爪翻转水管时造成阻碍的情况。

作为一种优选的实施方式，第二上料卡爪和第三上料卡爪关于底板左右对称设置，第二上料卡爪和第三上料卡爪上均设置有间隙，间隙设置在滚套座的上方，减少第二上料卡爪或者第三上料卡爪转动时，受到滚套座的阻碍，造成运转终止的情况。

作为一种优选的实施方式，三坐标搬运装置包括机械手支架，机械手支架两侧的宽度大于单轴双支撑可调节变位装置和下料台的宽度之和，机械手支架的顶部设置有X方向线性模组，X方向线性模组上滑动设置有Z方向线性模组，Z方向线性模组上滑动设置有Y方向线性模组，Y方向线性模组底部设置有可翻转抓手机构，便于对单轴水平变位装置上码放的法兰进行抓取并移动到

作为一种优选的实施方式，单轴水平变位装置包括方箱，方箱内部设置有电机，方箱的顶部设置有圆盘，电机的转动端穿出方箱的顶部与圆盘的底部进行固定连接，圆盘上固定设置若干均匀分布的限位柱，圆盘与电机进行连接，在电机转动时，圆盘可以随之转动，限位柱上放置的法兰可以连续的被三坐标搬运装置进行搬运，使得法兰的移动更加方便。

作为一种优选的实施方式，上料台的前后两侧设置有限位块，限位块的高度大于水管的高度，限位块的长度与上料台的长度相同，便于对放置在上料台表面的水管进行限位，避免水管从上料台表面滑落。

作为一种优选的实施方式，输送装置为双排链条式输送机，输送装置与第二上料卡爪同步转动，第一上料卡爪、第二上料卡爪和第三上料卡爪的中心均与输送装置的顶部平齐设置，便于对水管进行搬运，使得水管道的移动是在水平面上进行，减少水管本体出现倾斜的情况。

作为一种优选的实施方式，下料台的前侧、后侧和右侧均焊接固定有挡板，下料台上表面的高度与第三上料卡爪的中心的高度相同，对焊接完成后的水管进行限位，避免水管从下料台表面掉落。

采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：

1、整个焊接过程可以实现法兰的抓取和水管管体的翻转，配合单轴双支撑可调节变位装置中的焊枪形成良好的焊接姿态，达到理想的焊接效果；

2、利用本工作站焊接水管和法兰之间的环缝，不仅可以适应不同长度与直径的水管管体和法兰，而且可以自动上下料和环形焊缝连续成型，保证了水管和法兰焊接时可以连续工作，提高焊接的工作效率；

3、水管道的两端焊接法兰的过程更加方便，而且可以连续进行焊接工作，节省人力成本低的投入，提高生产效率。

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，下面将对实施例或现有技术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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的右侧方向的结构示意图；

图3为本发明的俯视方向的结构示意图；

图4为本发明上料台和第一上料卡爪的结构示意图；

图5为本发明中输送装置和第二上料卡爪的结构示意图；

图6为本发明中单轴双支撑可调节变位装置的结构示意图；

图7为本发明中单轴双支撑可调节变位装置俯视方向的结构示意图；

图8为本发明中三坐标搬运装置和下料台的结构示意图；

图9为本发明中三坐标搬运装置的结构示意图；

图10为本发明中单轴水平变位装置的结构示意图；

图11为本发明中单轴水平变位装置仰视方向的结构示意图；

图12为本发明中下料台的结构示意图。

图中，0-驱动装置；1-水管；2-传送滚轮；3-上料台；4-第一上料卡爪；5-输送装置；6-第二上料卡爪；7-单轴双支撑可调节变位装置；8-第三上料卡爪；9-下料台；10-单轴水平变位装置；11-法兰；12-三坐标搬运装置；71-底板；72-滑轨；73-立柱；74-焊枪装置；75-卡盘；76-托架机构；761-底座；

762-气缸；763-伸缩杆；764-滚套座；765-滚套；61-间隙；121-支架；122-X方向线性模组；123-Z方向线性模组；124-Y方向线性模组；125-可翻转抓手机构；101-方箱；102-电机；103-圆盘；104-限位柱；31-限位块；91-挡板

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作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。

如图1～图12所示，本发明的技术方案是这样实现的：一种水管法兰焊接工作站，其特征在于，包括：

上料台3，表面设置有传送滚轮2，用于放置和传送水管1；

第一上料卡爪4，转动设置在上料台3的右侧，用于对上料台3上放置的水管1的管体进行翻转；

上料台3中的传送滚轮2为滚筒运输机，主要作用是通过上料台3和第一上料卡爪4实现水管1自动运输至输送机上，节约人力搬运成本。

输送装置5，固定设置在第一上料卡爪4的右侧，与第一上料卡爪4同步转动，用于对第一上料卡爪4翻转之后的水管1进行输送；

第二上料卡爪6，转动设置在输送装置5右侧，与输送装置5同步转动，用于对输送装置5输送的水管1进行二次翻转；

输送装置5是双排链条式输送机，主要作用是运输水管1，通过第二上料卡爪6实现水管1自动运输翻转至单轴双支撑可调节变位装置7上，提高生产效率。

单轴双支撑可调节变位装置7，固定设置在第二上料卡爪6的右侧，用于接收二次翻转之后的水管1并对水管1进行焊接；

单轴双支撑可调节变位装置7主要由底部底板71和滑轨72、左右可调节立柱73、焊枪装置74、卡盘75和托架机构76等组成，可以实现水管1的翻转，形成良好的焊接姿态，达到理想的焊接效果，托架机构76可以自由调节高度，以此来适应不同直径的水管1。

第三上料卡爪8，转动设置在单轴双支撑可调节变位装置7的右侧，用于对单轴双支撑可调节变位装置7上的水管1进行第三次翻转；

下料台9，固定设置在第三上料卡爪8的右侧，用于对三次翻转后的水管1进行存放；

下料台9主要作用是实现水管1法兰11焊接完成后被第三上料卡爪8被翻转至下料台9表面上。

单轴水平变位装置10，对称设置在下料台9的前后两侧，用于码放和移动法兰11；

单轴水平变位装置10上的圆盘103可以实现工件的水平回转，主要作用是：对若干列码垛完毕后的法兰11进行转动，当一侧法兰11全部被抓取后，圆盘103通过电机102转动到一定角度，使另一列法兰11到达指定位置，便于三坐标搬运装置12中机械手的抓取。

三坐标搬运装置12，对称设置在单轴双支撑可调节变位装置7的前后两侧，用于对单轴水平变位装置10上放置的法兰11进行抓取并放置在单轴双支撑可调节变位装置7内水管1的前后两侧。

三坐标搬运装置12主要由机械手支架121、X方向线性模组122、Y方向线性模组124、Z方向线性模组123和可翻转抓手机构125等组成，可以实现法兰11三个方向的位移和一个方向的翻转，使得法兰11可以定位单轴双支撑可调节变位装置7的三爪卡盘75的中心，便于单轴双支撑可调节变位装置7固定法兰11。

驱动装置0，分别为上料台3、第一上料卡爪4、输送装置5、第二上料卡爪6、单轴双支撑可调节变位装置7、第三上料卡爪8、单轴水平变位装置10和三坐标搬运装置12提供运转动力，且上料台3、第一上料卡爪4、输送装置5、第二上料卡爪6、单轴双支撑可调节变位装置7、第三上料卡爪8、单轴水平变位装置10和三坐标搬运装置12均与驱动装置进行电性连接。

将水管1放置在上料台3上，第一上料卡爪4将上料台3上的水管1进行翻转，将水管1移动到输送装置5上，输送装置5对水管1进行传送，使其移动到第二上料卡爪6上，通过第二上料卡爪6的转动将水管1移动到单轴双支撑可调节变位装置7上，此时三坐标搬运装置12从单轴水平变位装置10上抓取法兰11并移动到单轴双支撑可调节变位装置7的两端并接受单轴双支撑可调节变位装置7的焊接，整个过程可以实现法兰11的抓取和水管1管体的翻转，配合单轴双支撑可调节变位装置7中的焊枪装置74形成良好的焊接姿态，达到理想的焊接效果，利用本工作站焊接水管1和法兰11的环缝，不仅可以适应不同长度与直径的水管1管体和法兰11，而且可以自动上下料和环形焊缝连续成型，保证了水管1和法兰11焊接时可以连续工作，提高焊接的工作效率。

单轴双支撑可调节变位装置7包括底板71，底板71上固定设置有滑轨72，滑轨72的前后两侧均滑动设置有立柱73，立柱73的顶部滑动设置有焊枪装置74，焊枪装置74上固定设置有卡盘75，前后两侧的立柱73之间设置有若干与底板71滑动连接的托架机构76。立柱73可以在底板71上滑动，则立柱73上的卡盘75卡住法兰11之后靠近水管1的两端，通过焊枪装置74将法兰11焊接在水管1的两端，可以适用于长度不同的水管1的焊接，使得工作站的应用范围更广。

托架机构76包括底座761，底座761顶部固定设置有气缸762，底座761的左右两侧对称设置有伸缩杆763，底座761的上方设置有滚套座764，滚套座764底部分别与气缸762和伸缩杆763的顶部进行固定连接，滚套座764的左右两侧转动设置有滚套765，可以通过气缸762将底座761升高或者降低，使得底座761可以对直径不同的水管1进行有效的支撑，通过气缸762的升降使得滚套765保持与管体接触的状态，在第二上料卡爪6将水管1翻转时，滚套765减少在第二上料卡爪6翻转水管1时造成阻碍的情况。

第二上料卡爪6和第三上料卡爪8关于底板71左右对称设置，第二上料卡爪6和第三上料卡爪8上均设置有间隙61，间隙61设置在滚套座764的上方，减少第二上料卡爪6或者第三上料卡爪8转动时，受到滚套座764的阻碍，造成运转终止的情况。

三坐标搬运装置12包括机械手支架121，机械手支架121两侧的宽度大于单轴双支撑可调节变位装置7和下料台9的宽度之和，机械手支架121的顶部设置有X方向线性模组122，X方向线性模组122上滑动设置有Z方向线性模组123，Z方向线性模组123上滑动设置有Y方向线性模组124，Y方向线性模组124底部设置有可翻转抓手机构125，便于对单轴水平变位装置10上码放的法兰11进行抓取并移动到

单轴水平变位装置10包括方箱101，方箱101内部设置有电机102，方箱101的顶部设置有圆盘103，电机102的转动端穿出方箱101的顶部与圆盘103的底部进行固定连接，圆盘103上固定设置若干均匀分布的限位柱104，圆盘103与电机102进行连接，在电机102转动时，圆盘103可以随之转动，限位柱104上放置的法兰11可以连续的被三坐标搬运装置12进行搬运，使得法兰11的移动更加方便。

上料台3的前后两侧设置有限位块31，限位块31的高度大于水管1的高度，限位块31的长度与上料台3的长度相同，便于对放置在上料台3表面的水管1进行限位，避免水管1从上料台3表面滑落。输送装置5为双排链条式输送机，输送装置5与第二上料卡爪6同步转动，第一上料卡爪4、第二上料卡爪6和第三上料卡爪8的中心均与输送装置5的顶部平齐设置，便于对水管1进行搬运，使得水管1道的移动是在水平面上进行，减少水管1本体出现倾斜的情况。下料台9的前侧、后侧和右侧均焊接固定有挡板91，下料台9上表面的高度与第三上料卡爪8的中心的高度相同，对焊接完成后的水管1进行限位，避免水管1从下料台9表面掉落。

该一种水管法兰焊接工作站的工作原理是：操作人员将水管1管体排放在上料台3表面，上料台3表面的传送滚轮2开始运转，水管1管体移动到第一上料卡爪4处，通过第一上料卡爪4的转动被翻转至输送装置5上表面，输送装置5开始运转，当水管1的管体在运输到输送装置5右侧的第二上料卡爪6的过程中，两台三坐标搬运装置12开始作业，同时各自抓取两边的单轴水平变位装置10上已码放完毕的法兰11，三坐标搬运装置12械手抓取法兰11移动至单轴双支撑可调节变位装置7，待单轴双支撑可调节变位装置7的卡盘75紧紧固定法兰11后，水管1管体运输至输送装置5右侧的第二上料卡爪6，通过翻转被放置于单轴双支撑可调节变位装置7的两个托架上，输送装置5和上料台3滚筒输送装置5停止运转，单轴双支撑可调节变位装置7两立柱73相向移动，使两侧法兰11和水管1管体位置贴合，然后单轴双支撑可调节变位装置7开始翻转且两侧焊枪开始焊接，焊接结束后，单轴双支撑可调节变位装置7的三爪卡盘75松开且两侧立柱73移开，下料台9下料卡爪开始运转且带动水管1法兰11翻转至下料台9，当前一个水管1两端焊接法兰11之后被翻转至下料台9表面时，上料台3滚筒输送装置5和输送装置5开始运转且下料台9下料卡爪停止运转，然后重复第三步步骤，以此依次循环焊接作业。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，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 (9)

1.一种水管法兰焊接工作站，其特征在于，包括：

上料台，表面设置有传送滚轮，用于放置和传送水管；

第一上料卡爪，转动设置在上料台的右侧，用于对上料台上放置的水管的管体进行翻转；

输送装置，固定设置在第一上料卡爪的右侧，与第一上料卡爪同步转动，用于对第一上料卡爪翻转之后的水管进行输送；

第二上料卡爪，转动设置在输送装置右侧，与输送装置同步转动，用于对输送装置输送的水管进行二次翻转；

单轴双支撑可调节变位装置，固定设置在第二上料卡爪的右侧，用于接收二次翻转之后的水管并对水管进行焊接；

第三上料卡爪，转动设置在单轴双支撑可调节变位装置的右侧，用于对单轴双支撑可调节变位装置上的水管进行第三次翻转；

下料台，固定设置在第三上料卡爪的右侧，用于对三次翻转后的水管进行存放；

单轴水平变位装置，对称设置在下料台的前后两侧，用于码放和移动法兰；

三坐标搬运装置，对称设置在单轴双支撑可调节变位装置的前后两侧，用于对单轴水平变位装置上放置的法兰进行抓取并放置在单轴双支撑可调节变位装置内水管的前后两侧。

2.根据权利要求1所述的一种水管法兰焊接工作站，其特征在于，所述单轴双支撑可调节变位装置包括底板，所述底板上固定设置有滑轨，所述滑轨的前后两侧均滑动设置有立柱，所述立柱的顶部滑动设置有焊枪装置，所述焊枪装置上固定设置有卡盘，所述前后两侧的立柱之间设置有若干与底板滑动连接的托架机构。

3.根据权利要求2所述的一种水管法兰焊接工作站，其特征在于，所述托架机构包括底座，所述底座顶部固定设置有气缸，所述底座的左右两侧对称设置有伸缩杆，所述底座的上方设置有滚套座，所述滚套座底部分别与气缸和伸缩杆的顶部进行固定连接，所述滚套座的左右两侧转动设置有滚套。

4.根据权利要求3所述的一种水管法兰焊接工作站，其特征在于，所述第二上料卡爪和第三上料卡爪关于底板左右对称设置，所述第二上料卡爪和第三上料卡爪上均设置有间隙，所述间隙设置在滚套座的上方。

5.根据权利要求1所述的一种水管法兰焊接工作站，其特征在于，所述三坐标搬运装置包括机械手支架，所述机械手支架两侧的宽度大于单轴双支撑可调节变位装置和下料台的宽度之和，所述机械手支架的顶部设置有X方向线性模组，所述X方向线性模组上滑动设置有Z方向线性模组，所述Z方向线性模组上滑动设置有Y方向线性模组，所述Y方向线性模组底部设置有可翻转抓手机构。

6.根据权利要求1所述的一种水管法兰焊接工作站，其特征在于，所述单轴水平变位装置包括方箱，所述方箱内部设置有电机，所述方箱的顶部设置有圆盘，所述电机的转动端穿出方箱的顶部与圆盘的底部进行固定连接，所述圆盘上固定设置若干均匀分布的限位柱。

7.根据权利要求1所述的一种水管法兰焊接工作站，其特征在于，所述上料台的前后两侧设置有限位块，所述限位块的高度大于水管的高度，所述限位块的长度与上料台的长度相同。

8.根据权利要求1所述的一种水管法兰焊接工作站，其特征在于，所述输送装置为双排链条式输送机，所述输送装置与第二上料卡爪同步转动，所述第一上料卡爪、第二上料卡爪和第三上料卡爪的中心均与输送装置的顶部平齐设置。

9.根据权利要求1所述的一种水管法兰焊接工作站，其特征在于，所述下料台的前侧、后侧和右侧均焊接固定有挡板，所述下料台上表面的高度与第三上料卡爪的中心的高度相同。