CN110666420A - 一种用于管道焊接机器人的导轨支架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于管道焊接机器人的导轨支架，涉及工业机器人技术领域，解决了现有技术中野外管道焊接机器人支架安装复杂的问题，其技术要点是：包括半圆导轨，半圆导轨上设有半圆齿圈和导轨，半圆导轨上还设有导轨滑块，导轨滑块上设有导轨电机，且导轨滑块铰接有第一连杆臂，转向电机固定连接在导轨滑块上，转向电机带动第一连杆臂转动，第一连杆臂铰接第二连杆臂，第二连杆臂铰接有用于安装焊枪的焊枪架，焊枪架铰接有焊枪；本发明通过半圆形导轨和机器人三段式手臂配合，使得焊枪绕管道一周，完成管道的焊接，相对现有技术，本发明具有固定简单操作方便的优点。

Description

一种用于管道焊接机器人的导轨支架

技术领域

本发明涉及工业机器人技术领域，尤其涉及一种用于管道焊接机器人的导轨支架。

背景技术

对石油、天然气等输送用管道的铺设，其跨度大，施工环境差，同时，管道在铺设过程中，大部分管道的对接环缝焊接时管件是固定安装，这就要求焊接设备能实现绕管道360°的全方位焊接。在此种情况下，采用手工焊接，工人的劳动强度大，生产效率低，施工进程受工作环境等自然因素影响，难于满足管道铺设过程中对焊接质量和效率的要求。

中国专利公开号“CN104690456B”公开了一种管道焊接机器人，包括轨道组件、纵向进给机构、焊枪姿态调整机构、横向进给机构、驱动机构、车体组件、焊枪位姿检测系统和焊枪。该装置实现了大型管道的360°全方位自动跟踪焊接，可在较恶劣的工作环境下实现大型管道的自动焊接，改善了工人的工作环境。但是，该装置需要套设在管道外侧，且管道固定方式较为复杂，因此，我们提供了一种用于管道焊接机器人的导轨支架。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述缺陷，提供一种用于管道焊接机器人的导轨支架，包括半圆导轨，半圆导轨上设有半圆齿圈和导轨，半圆导轨上还设有导轨滑块，导轨滑块上设有导轨电机，且导轨滑块铰接有第一连杆臂，第一连杆臂与转向电机的输出轴固定连接，且转向电机固定连接在导轨滑块上，转向电机带动第一连杆臂转动，第一连杆臂铰接第二连杆臂，第二连杆臂铰接有用于安装焊枪的焊枪架，焊枪架铰接有焊枪，第一连杆臂与第二连杆臂和第二连杆臂与焊枪架的铰接处均设有转向电机，转向电机在第一连杆臂与第二连杆臂的铰接处及转向电机在第二连杆臂与焊枪架的铰接处连接方式和转向电机在导轨滑块与第一连杆臂的铰接处连接方式相同，以解决现有技术中野外管道焊接机器人支架安装复杂的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于管道焊接机器人的导轨支架，包括半圆导轨，半圆导轨上设有半圆齿圈和导轨，半圆导轨上还设有导轨滑块，导轨滑块上设有导轨电机，且导轨滑块铰接有第一连杆臂，第一连杆臂与转向电机的输出轴固定连接，且转向电机固定连接在导轨滑块上，转向电机带动第一连杆臂转动，第一连杆臂铰接第二连杆臂，第二连杆臂铰接有用于安装焊枪的焊枪架，焊枪架铰接有焊枪，第一连杆臂与第二连杆臂和第二连杆臂与焊枪架的铰接处均设有转向电机，转向电机在第一连杆臂与第二连杆臂的铰接处及转向电机在第二连杆臂与焊枪架的铰接处连接方式和转向电机在导轨滑块与第一连杆臂的铰接处连接方式相同。

作为本发明进一步的方案，半圆齿圈为内齿圈；导轨电机固定连接在导轨滑块上，且导轨电机在导轨槽的下方设有导轨齿轮，导轨齿轮与半圆齿圈啮合。

作为本发明进一步的方案，导轨为工字型导轨，导轨设有两组，且导轨分布在半圆齿圈的两侧；导轨滑块为U形支架，导轨滑块的内部设有导轨槽，导轨槽为工字型导轨槽，且导轨槽呈扇形布置，导轨槽的曲率与半圆齿圈的曲率相同；导轨滑块的下方设有转动臂支耳，转动臂支耳为双耳支耳，转动臂支耳上设有支耳孔。

作为本发明进一步的方案，导轨为圆导轨，导轨设有两组，且导轨固定在半圆齿圈的两侧；导轨滑块为U形支架，导轨滑块的内部设有导轨槽，导轨槽为圆形导轨槽，且导轨槽呈扇形布置，导轨槽的曲率与半圆齿圈的曲率相同；导轨滑块的下方设有转动臂支耳，转动臂支耳为双耳支耳，转动臂支耳上设有支耳孔。

作为本发明进一步的方案，第一连杆臂的一端设有双支耳，一端设有单支耳，且单支耳的支耳孔内设有花键孔，第一连杆臂的单支耳的一端插入转动臂支耳内，转向电机固定连接在转动臂支耳上，且转向电机的输出轴上设有花键轴，转向电机的花键轴与第一连杆臂上花键孔固定连接。

作为本发明进一步的方案，第二连杆臂的结构与第一连杆臂的结构相同。

作为本发明进一步的方案，导轨滑块和第一连杆臂、第一连杆臂和第二连杆臂及第二连杆臂和焊枪架之间均存在阻尼。

综上所述，本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

本发明通过半圆形导轨和机器人三段式手臂配合，使得焊枪绕管道一周，完成管道的焊接，相对现有技术，本发明具有固定简单操作方便的优点。

附图说明

图1为用于管道焊接机器人的导轨支架的结构示意图。

图2为用于管道焊接机器人的导轨支架实施例1中半圆导轨的结构示意图。

图3为用于管道焊接机器人的导轨支架实施例1中导轨滑块的结构示意图。

图4为用于管道焊接机器人的导轨支架中焊枪架的结构示意图。

图5为用于管道焊接机器人的导轨支架实施例2中半圆导轨的结构示意图。

图6为用于管道焊接机器人的导轨支架实施例2中导轨滑块的结构示意图。

附图标记：1-半圆导轨，11-半圆齿圈，12-导轨，2-导轨滑块，21-导轨槽，22-转动臂支耳，3-导轨电机，4-第一连杆臂，5-转向电机，6-第二连杆臂，7-焊枪架，71-焊枪固定板，72-齿轮支耳，8-焊枪。

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

由图1所示，一种用于管道焊接机器人的导轨支架，包括半圆导轨1，半圆导轨1上设有半圆齿圈11和导轨12，半圆导轨1上还设有导轨滑块2，导轨滑块2上设有导轨电机3，且导轨滑块2铰接有第一连杆臂4，第一连杆臂4与转向电机5的输出轴固定连接，且转向电机5固定连接在导轨滑块2上，转向电机5带动第一连杆臂4转动，第一连杆臂4铰接第二连杆臂6，第二连杆臂6铰接有用于安装焊枪8的焊枪架7，焊枪架7铰接有焊枪8，第一连杆臂4与第二连杆臂6和第二连杆臂6与焊枪架7的铰接处均设有转向电机5，转向电机5在第一连杆臂4与第二连杆臂6的铰接处及转向电机5在第二连杆臂6与焊枪架7的铰接处连接方式和转向电机5在导轨滑块2与第一连杆臂4的铰接处连接方式相同；

如图2所示，半圆齿圈11为内齿圈，半圆齿圈11为半圆形，导轨12与半圆齿圈11通过一体铸造的方式加工而成，导轨12为工字型导轨，导轨12设有两组，且导轨12分布在半圆齿圈11的两侧；

如图3所示，导轨滑块2为U形支架，导轨滑块2的内部设有导轨槽21，导轨槽21为工字型导轨槽，且导轨槽21呈扇形布置，导轨槽21的曲率与半圆齿圈11的曲率相同；导轨滑块2的下方设有转动臂支耳22，转动臂支耳22为双耳支耳，转动臂支耳22上设有支耳孔；

导轨电机3固定连接在导轨滑块2上，且导轨电机3在导轨槽21的下方设有导轨齿轮，导轨齿轮与半圆齿圈11啮合，用于驱动导轨滑块2在半圆导轨1上转动；

第一连杆臂4和第二连杆臂6的一端设有双支耳，一端设有单支耳，且单支耳的支耳孔内设有花键孔，第一连杆臂4的单支耳的一端插入转动臂支耳22内，转向电机5固定连接在转动臂支耳22上，且转向电机5的输出轴上设有花键轴，转向电机5的花键轴与第一连杆臂4上花键孔固定连接，当转向电机5转动时带动第一连杆臂4绕导轨滑块2转动；

转向电机5还固定连接在第一连杆臂4和第二连杆臂6上设有双支耳的一端；

优选的，导轨滑块2和第一连杆臂4、第一连杆臂4和第二连杆臂6及第二连杆臂6和焊枪架7之间均存在阻尼，阻尼由导轨滑块2和第一连杆臂4、第一连杆臂4和第二连杆臂6及第二连杆臂6和焊枪架7支耳间的过盈配合产生，用于减小转向电机5的工作压力；

如图4所示，焊枪架7的一端设有焊枪固定板71，焊枪固定板71为金属板，齿轮支耳72设在焊枪固定板71的一端，齿轮支耳72与第一连杆臂4上单支耳的结构相同；

导轨支架还包括调节臂，调节臂为现有技术中工业机器人三段式手臂，导轨支架固定到调节臂的一端，调节臂固定到焊接车上，调节臂起到调节导轨支架位置的作用，使得导轨支架与管道同心。

实施例2

由图1所示，一种用于管道焊接机器人的导轨支架，包括半圆导轨1，半圆导轨1上设有半圆齿圈11和导轨12，半圆导轨1上还设有导轨滑块2，导轨滑块2上设有导轨电机3，且导轨滑块2铰接有第一连杆臂4，第一连杆臂4与转向电机5的输出轴固定连接，且转向电机5固定连接在导轨滑块2上，转向电机5带动第一连杆臂4转动，第一连杆臂4铰接第二连杆臂6，第二连杆臂6铰接有用于安装焊枪8的焊枪架7，焊枪架7铰接有焊枪8，第一连杆臂4与第二连杆臂6和第二连杆臂6与焊枪架7的铰接处均设有转向电机5，转向电机5在第一连杆臂4与第二连杆臂6的铰接处及转向电机5在第二连杆臂6与焊枪架7的铰接处连接方式和转向电机5在导轨滑块2与第一连杆臂4的铰接处连接方式相同；

如图5所示，导轨12为圆导轨，导轨12通过连接杆固定连接在半圆齿圈11上，导轨槽21为圆形导轨槽，导轨槽21设有上设有开口，导轨12的设置减小了半圆导轨1的加工成本；

本实施例中其他结构与实施例1相同。

综上所述，本发明的工作原理是：

半圆导轨1的设置使得半圆导轨可以通过支撑臂固定在管道外侧，支撑臂固定在移动小车上，减小了导轨的固定手段，焊接时，只需要通过配置的PLC控制器控制导轨电机3和转动电机5的转动即可完成焊枪8绕管道一周。

需要特别说明的是，本申请中，通过半圆形导轨和机器人三段式手臂配合使得焊枪绕管道转动焊接为本申请的创新点，其有效解决了现有技术中野外管道焊接机器人支架安装复杂的问题。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“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创造和简化描述，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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

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 (7)

1.一种用于管道焊接机器人的导轨支架，其特征在于，包括半圆导轨（1），半圆导轨（1）上设有半圆齿圈（11）和导轨（12），半圆导轨（1）上还设有导轨滑块（2），导轨滑块（2）上设有导轨电机（3），且导轨滑块（2）铰接有第一连杆臂（4），第一连杆臂（4）与转向电机（5）的输出轴固定连接，且转向电机（5）固定连接在导轨滑块（2）上，转向电机（5）带动第一连杆臂（4）转动，第一连杆臂（4）铰接第二连杆臂（6），第二连杆臂（6）铰接有用于安装焊枪（8）的焊枪架（7），焊枪架（7）铰接有焊枪（8），第一连杆臂（4）与第二连杆臂（6）和第二连杆臂（6）与焊枪架（7）的铰接处均设有转向电机（5），转向电机（5）在第一连杆臂（4）与第二连杆臂（6）的铰接处及转向电机（5）在第二连杆臂（6）与焊枪架（7）的铰接处连接方式和转向电机（5）在导轨滑块（2）与第一连杆臂（4）的铰接处连接方式相同。

2.根据权利要求1所述的用于管道焊接机器人的导轨支架，其特征在于，半圆齿圈（11）为内齿圈；导轨电机（3）固定连接在导轨滑块（2）上，且导轨电机（3）在导轨槽（21）的下方设有导轨齿轮，导轨齿轮与半圆齿圈（11）啮合。

3.根据权利要求1所述的用于管道焊接机器人的导轨支架，其特征在于，导轨（12）为工字型导轨，导轨（12）设有两组，且导轨（12）分布在半圆齿圈（11）的两侧；导轨滑块（2）为U形支架，导轨滑块（2）的内部设有导轨槽（21），导轨槽（21）为工字型导轨槽，且导轨槽（21）呈扇形布置，导轨槽（21）的曲率与半圆齿圈（11）的曲率相同；导轨滑块（2）的下方设有转动臂支耳（22），转动臂支耳（22）为双耳支耳，转动臂支耳（22）上设有支耳孔。

4.根据权利要求1所述的用于管道焊接机器人的导轨支架，其特征在于，导轨（12）为圆导轨，导轨（12）设有两组，且导轨（12）固定在半圆齿圈（11）的两侧；导轨滑块（2）为U形支架，导轨滑块（2）的内部设有导轨槽（21），导轨槽（21）为圆形导轨槽，且导轨槽（21）呈扇形布置，导轨槽（21）的曲率与半圆齿圈（11）的曲率相同；导轨滑块（2）的下方设有转动臂支耳（22），转动臂支耳（22）为双耳支耳，转动臂支耳（22）上设有支耳孔。

5.根据权利要求4所述的用于管道焊接机器人的导轨支架，其特征在于，第一连杆臂（4）的一端设有双支耳，一端设有单支耳，且单支耳的支耳孔内设有花键孔，第一连杆臂（4）的单支耳的一端插入转动臂支耳（22）内，转向电机（5）固定连接在转动臂支耳（22）上，且转向电机（5）的输出轴上设有花键轴，转向电机（5）的花键轴与第一连杆臂（4）上花键孔固定连接。

6.根据权利要求5所述的用于管道焊接机器人的导轨支架，其特征在于，第二连杆臂（6）的结构与第一连杆臂（4）的结构相同。

7.根据权利要求1-6任一所述的用于管道焊接机器人的导轨支架，其特征在于，导轨滑块（2）和第一连杆臂（4）、第一连杆臂（4）和第二连杆臂（6）及第二连杆臂（6）和焊枪架（7）之间均存在阻尼。

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