CN111843269A - 球体压力容器的机器人精密焊接系统及焊接工艺 - Google Patents

球体压力容器的机器人精密焊接系统及焊接工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN111843269A
CN111843269A CN202010782755.7A CN202010782755A CN111843269A CN 111843269 A CN111843269 A CN 111843269A CN 202010782755 A CN202010782755 A CN 202010782755A CN 111843269 A CN111843269 A CN 111843269A
Authority
CN
China
Prior art keywords
welding
inlet pipe
arc
roller
container
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202010782755.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111843269B (zh
Inventor
杭涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujian Mingxin Intelligence Technology Co ltd
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN202010782755.7A priority Critical patent/CN111843269B/zh
Publication of CN111843269A publication Critical patent/CN111843269A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111843269B publication Critical patent/CN111843269B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K31/00—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups
    • B23K31/02—Processes relevant to this subclass, specially adapted for particular articles or purposes, but not covered by only one of the preceding main groups relating to soldering or welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B23K37/02—Carriages for supporting the welding or cutting element
    • B23K37/0252—Steering means
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
  • Pressure Vessels And Lids Thereof (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

本发明公开了一种球体压力容器的机器人精密焊接系统，包括下半球壳体和上半球壳体，所述下半球壳体和上半球壳体组合成球形压力容器，球形压力容器内部为球形容器腔，所述下半球壳体的顶部一体化设置有容器入口管，所述容器入口管的管内为上下贯通并连通所述球形容器腔的容器口；所述下半球壳体与上半球壳体的连接处的外圈和内圈分别形成水平的外圈焊缝和内圈焊缝；外圈焊缝和内圈焊缝均与所述容器入口管同轴心设置；本发明的结构简单，本发明的焊接机器人能对人工不易触及的内圈焊缝进行自动化完整焊接。

Description

球体压力容器的机器人精密焊接系统及焊接工艺
技术领域
本发明属于焊接领域。
背景技术
球体压力容器由下半球壳体和上半球壳体组合而成，为了保证容器的密封性，下半球壳体与上半球壳体的连接处的外圈和内圈都要进行焊接；外圈焊缝暴露在球体压力容器外部，可以实施人工焊接，但是内圈焊缝在在球体压力容器内部，人工不易触及，无法顺利实施焊接工序。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种球体压力容器的机器人精密焊接系统及焊接工艺。
技术方案：为实现上述目的，本发明的球体压力容器的机器人精密焊接系统，包括下半球壳体和上半球壳体，所述下半球壳体和上半球壳体组合成球形压力容器，球形压力容器内部为球形容器腔，所述下半球壳体的顶部一体化设置有容器入口管，所述容器入口管的管内为上下贯通并连通所述球形容器腔的容器口；所述下半球壳体与上半球壳体的连接处的外圈和内圈分别形成水平的外圈焊缝和内圈焊缝；外圈焊缝和内圈焊缝均与所述容器入口管同轴心设置；
还包括焊接机器人，所述外圈焊缝由人工焊接，所述内圈焊缝由所述焊接机器人焊接。
进一步的，所述下半球壳体的外壁一体化连接有若干根向下延伸的支撑脚。
进一步的，所述焊接机器人包括环状回转底座，所述环状回转底座的环体直径小于所述球形压力容器的直径；所述环状回转底座同轴心套在所述容器入口管的外侧；所述环状回转底座的底部呈圆周阵列至少设置有三组滚轮单元，所述滚轮单元包括滚轮和滚轮支架，所述滚轮通过轴承转动安装在所述滚轮支架上，所述滚轮支架的上端固定在所述环状回转底座的底部，各所述滚轮的轴线均与所述容器入口管的轴线垂直相交，且各所述滚轮均与所述上半球壳体的外壁滚动配合，从而使上半球壳体的外壁通过各滚轮向上托起所述环状回转底座。
进一步的，所述焊接机器人还包括机架，所述机架通过若干支撑件固定支撑在所述环状回转底座上；所述机架的一端垂直固定连接有基座，所述基座的下方分别设置有竖向的约束滚轮和竖向的行走驱动轮；所述约束滚轮与所述容器入口管的内壁滚动配合；所述行走驱动轮与所述容器入口管的外壁滚动配合；所述基座的下侧固定安装有竖向的行走轮驱动电机，所述行走轮驱动电机的竖向输出轴与所述行走驱动轮同步连接；所述约束滚轮通过轴承转动安装在所述轮座上；所述基座的下侧还固定安装有伸缩器支座，所述伸缩器支座的下端固定连接有一对水平的伸缩器，所述伸缩器的伸缩杆末端固定连接所述轮座；所述伸缩器能带动所述轮座和约束滚轮做逐渐靠近行走驱动轮的运动，从而使约束滚轮与行走驱动轮紧密夹持在容器入口管的管壁内外侧。
进一步的，所述焊接机器人还包括T形状的传动架，所述传动架通过连接架与所述机架固定连接；所述传动架上通过轴承转动安装有两齿轮轴和一个轮轴；两所述齿轮轴分别同轴心同步连接有两齿轮，所述轮轴上同轴心同步安装有传动臂约束轮；
设一个虚拟圆，所述虚拟圆的圆心记为a，所述虚拟圆与所述容器入口管的轴线相切；将所述球形压力容器的球心记为b，设经过球心b的水平直线记为直线X，所述直线X与所述虚拟圆相切，所述虚拟圆的直径与球形压力容器的内径相同；点a与点b之间的连线的长度记为H，球形压力容器的内径记为2R，满足R2+R2＝H2；
还包括圆弧形传动臂，所述圆弧形传动臂的圆弧与所述虚拟圆重合；所述圆弧形传动臂的弧体内壁沿圆弧方向阵列设置有若干传动齿体，所述圆弧形传动臂的弧体外壁为圆弧光滑面；两齿轮均与所述圆弧形传动臂弧体内壁上的传动齿体啮合；传动臂约束轮与圆弧形传动臂的弧体外壁的圆弧光滑面滚动配合；所述机架上还固定安装有驱动电机，所述驱动电机的输出端与两齿轮轴中的一个驱动连接；所述齿轮的主动旋转能带动在啮合传动作用下带动所述圆弧形传动臂沿虚拟圆的路径绕所述点a旋转；所述圆弧形传动臂的顺时针端固定安装有焊接单元，所述焊接单元的焊枪末端为喷焊端，所述喷焊端在所述虚拟圆上，从而使喷焊端只能沿所述虚拟圆路径运动。
进一步的，所述圆弧形传动臂的圆弧圆心角的取值范围是180°至270°，容器入口管的轴线经过所述球形压力容器的球心b。
进一步的，所述容器口的尺寸能足够让所述焊接单元穿过。
进一步的，球体压力容器的机器人精密焊接系统的焊接工：
焊接机器人的初始状态：初始状态下传动架位于圆弧形传动臂的顺时针端位置；而且初始状态下，约束滚轮与行走驱动轮之间的间距大于
焊接过程包括如下步骤；
步骤一，人工将下半球壳体与上半球壳体组合后所形成的外圈焊缝焊接，使球形压力容器的整体结构初步形成，这时球形压力容器的内圈焊缝由于人工无法触及，进而需要焊接机器人焊接；
步骤二，通过外部的机械臂将焊接机器人整体钳持并转移到球形压力容器正上方，让焊接机器人的环状回转底座与容器入口管同轴心，然后让焊接机器人整体下降，直至各滚轮下降至均与上半球壳体的外壁滚动配合，这时上半球壳体的外壁通过各滚轮向上托起整个焊接机器人，这时约束滚轮处于容器入口管的管壁内侧，行走驱动轮处于容器入口管的管壁外侧；这时控制伸缩器收缩，从而使约束滚轮与行走驱动轮逐渐做相互靠近的夹持动作，直至约束滚轮与行走驱动轮紧密夹持在容器入口管的管壁内外侧，这时约束滚轮与容器入口管的内壁滚动配合；行走驱动轮与所述容器入口管的外壁滚动配合；至此完成了焊接机器人的工装；
步骤三，控制驱动电机，让其中一个齿轮主动旋转，进而在啮合传动作用下使圆弧形传动臂沿虚拟圆的路径绕所述点a顺时针旋转，由于焊枪末端的喷焊端刚好虚拟圆上，从而使喷焊端会跟着圆弧形传动臂沿虚拟圆路径绕点a顺时针运动，让焊接单元跟着圆弧形传动臂的顺时针端穿过容器口进入到球形容器腔内，随着圆弧形传动臂持续沿虚拟圆路径绕点a顺时针运动，最终喷焊端到达球形压力容器的内圈焊缝所在位置，这时暂停驱动电机并刹车；至此焊接位置已经被焊接机器人找到；
步骤四，启动行走轮驱动电机，让行走驱动轮主动旋转，从而使行走驱动轮在容器入口管的管外壁沿管的圆形轮廓滚动缓慢行走，行走驱动轮在容器入口管的管外壁沿管的圆形轮廓滚动缓慢行走的过程中，会带动基座、机架以及环状回转底座同步沿容器入口管的轴线回转，进而使此时的圆弧形传动臂以及焊接单元跟着沿容器入口管的轴线回转，最终使内圈焊缝所在位置的喷焊端沿容器入口管的轴线回转；这时控制焊接单元，使焊枪末端喷焊端持续向所述内圈焊缝连续喷出焊液，当喷焊端沿容器入口管的轴线回转360°时，喷焊端的路径已经扫过了整个内圈焊缝的圆形路径；从而实现了对内圈焊缝的完整焊接。
有益效果：本发明的结构简单，本发明的焊接机器人能对人工不易触及的内圈焊缝进行自动化完整焊接。
附图说明
附图1为本焊接系统的整体结构示意图；
附图2附图1立体剖视图；
附图3为附图2的局部放大示意图；
附图4为附图1的正剖视图(焊接单元处于刚穿过容器口时的状态)；
附图5为“步骤三”结束时的状态示意图；
附图6为附图1的爆炸示意图；
附图7为焊接机器人的第一视角示意图；
附图8为焊接机器人的第二视角示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如附图1至8所示的球体压力容器的机器人精密焊接系统，包括下半球壳体7和上半球壳体18，下半球壳体7和上半球壳体18组合成球形压力容器100，球形压力容器100内部为球形容器腔5，下半球壳体7的顶部一体化设置有容器入口管13，容器入口管13的管内为上下贯通并连通球形容器腔5的容器口12；下半球壳体7与上半球壳体18的连接处的外圈和内圈分别形成水平的外圈焊缝18和内圈焊缝7；外圈焊缝18和内圈焊缝7均与容器入口管13同轴心设置；
还包括焊接机器人，外圈焊缝18由人工焊接，内圈焊缝7由焊接机器人焊接。
下半球壳体7的外壁一体化连接有若干根向下延伸的支撑脚6。
焊接机器人包括环状回转底座41，环状回转底座41的环体直径小于球形压力容器100的直径；环状回转底座41同轴心套在容器入口管13的外侧；环状回转底座41的底部呈圆周阵列至少设置有三组滚轮单元，滚轮单元包括滚轮40和滚轮支架42，滚轮40通过轴承转动安装在滚轮支架42上，滚轮支架42的上端固定在环状回转底座41的底部，各滚轮40的轴线均与容器入口管13的轴线垂直相交，且各滚轮40均与上半球壳体18的外壁滚动配合，从而使上半球壳体18的外壁通过各滚轮40向上托起环状回转底座41。
焊接机器人还包括机架16，机架16通过若干支撑件50固定支撑在环状回转底座41上；机架16的一端垂直固定连接有基座28，基座28的下方分别设置有竖向的约束滚轮19和竖向的行走驱动轮20；约束滚轮19与容器入口管13的内壁滚动配合；行走驱动轮20与容器入口管13的外壁滚动配合；基座28的下侧固定安装有竖向的行走轮驱动电机25，行走轮驱动电机25的竖向输出轴26与行走驱动轮20同步连接；约束滚轮19通过轴承转动安装在轮座27上；基座28的下侧还固定安装有伸缩器支座36，伸缩器支座36的下端固定连接有一对水平的伸缩器37，伸缩器37的伸缩杆末端固定连接轮座27；伸缩器37能带动轮座27和约束滚轮19做逐渐靠近行走驱动轮20的运动，从而使约束滚轮19与行走驱动轮20紧密夹持在容器入口管13的管壁内外侧。
焊接机器人还包括T形状的传动架15，传动架15通过连接架70与机架16固定连接；传动架15上通过轴承转动安装有两齿轮轴30和一个轮轴30；两齿轮轴30分别同轴心同步连接有两齿轮21，轮轴30上同轴心同步安装有传动臂约束轮24；
如图4，设一个虚拟圆4，虚拟圆4的圆心记为a，虚拟圆4与容器入口管13的轴线01相切；将球形压力容器100的球心记为b，设经过球心b的水平直线记为直线X，直线X与虚拟圆4相切，虚拟圆4的直径与球形压力容器100的内径相同；点a与点b之间的连线的长度记为H，球形压力容器100的内径记为2R，满足R2+R2＝H2；
还包括圆弧形传动臂1，圆弧形传动臂1的圆弧与虚拟圆4重合；圆弧形传动臂1的弧体内壁沿圆弧方向阵列设置有若干传动齿体22，圆弧形传动臂1的弧体外壁为圆弧光滑面23；两齿轮21均与圆弧形传动臂1弧体内壁上的传动齿体22啮合；传动臂约束轮24与圆弧形传动臂1的弧体外壁的圆弧光滑面23滚动配合；机架16上还固定安装有驱动电机60，驱动电机60的输出端与两齿轮轴30中的一个驱动连接；齿轮21的主动旋转能带动在啮合传动作用下带动圆弧形传动臂1沿虚拟圆4的路径绕点a旋转；圆弧形传动臂1的顺时针端固定安装有焊接单元11，焊接单元11的焊枪10末端为喷焊端9，喷焊端9在虚拟圆4上，从而使喷焊端9只能沿虚拟圆4路径运动。
为了避免运动干涉，还要保证足够的运动行程，本实施例的圆弧形传动臂1的圆弧圆心角的取值范围是180°至270°，容器入口管13的轴线01经过球形压力容器100的球心b。
本实施例的容器口12的尺寸能足够让焊接单元11穿过。
球体压力容器的机器人精密焊接系统的焊接工艺，和工作原理如下：
焊接机器人的初始状态：初始状态下传动架15位于圆弧形传动臂1的顺时针端位置；而且初始状态下，约束滚轮19与行走驱动轮20之间的间距大于
焊接过程包括如下步骤；
步骤一，人工将下半球壳体7与上半球壳体18组合后所形成的外圈焊缝18焊接，使球形压力容器100的整体结构初步形成，这时球形压力容器100的内圈焊缝7由于人工无法触及，进而需要焊接机器人焊接；
步骤二，通过外部的机械臂将焊接机器人整体钳持并转移到球形压力容器100正上方，让焊接机器人的环状回转底座41与容器入口管13同轴心，然后让焊接机器人整体下降，直至各滚轮40下降至均与上半球壳体18的外壁滚动配合，这时上半球壳体18的外壁通过各滚轮40向上托起整个焊接机器人，这时约束滚轮19处于容器入口管13的管壁内侧，行走驱动轮20处于容器入口管13的管壁外侧；这时控制伸缩器37收缩，从而使约束滚轮19与行走驱动轮20逐渐做相互靠近的夹持动作，直至约束滚轮19与行走驱动轮20紧密夹持在容器入口管13的管壁内外侧，这时约束滚轮19与容器入口管13的内壁滚动配合；行走驱动轮20与容器入口管13的外壁滚动配合；至此完成了焊接机器人的工装；
步骤三，控制驱动电机60，让其中一个齿轮21主动旋转，进而在啮合传动作用下使圆弧形传动臂1沿虚拟圆4的路径绕点a顺时针旋转，由于焊枪10末端的喷焊端9刚好虚拟圆4上，从而使喷焊端9会跟着圆弧形传动臂1沿虚拟圆4路径绕点a顺时针运动，让焊接单元11跟着圆弧形传动臂1的顺时针端穿过容器口12进入到球形容器腔5内，随着圆弧形传动臂1持续沿虚拟圆4路径绕点a顺时针运动，最终喷焊端9到达球形压力容器100的内圈焊缝7所在位置，这时暂停驱动电机60并刹车；至此焊接位置已经被焊接机器人找到；如图5；
步骤四，启动行走轮驱动电机25，让行走驱动轮20主动旋转，从而使行走驱动轮20在容器入口管13的管外壁沿管的圆形轮廓滚动缓慢行走，行走驱动轮20在容器入口管13的管外壁沿管的圆形轮廓滚动缓慢行走的过程中，会带动基座28、机架16以及环状回转底座41同步沿容器入口管13的轴线01回转，进而使此时的圆弧形传动臂1以及焊接单元11跟着沿容器入口管13的轴线01回转，最终使内圈焊缝7所在位置的喷焊端9沿容器入口管13的轴线01回转；这时控制焊接单元11，使焊枪10末端喷焊端9持续向内圈焊缝7连续喷出焊液，当喷焊端9沿容器入口管13的轴线01回转360°时，喷焊端9的路径已经扫过了整个内圈焊缝7的圆形路径；从而实现了对内圈焊缝7的完整焊接。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.球体压力容器的机器人精密焊接系统，包括下半球壳体(7)和上半球壳体(18)，所述下半球壳体(7)和上半球壳体(18)组合成球形压力容器(100)，球形压力容器(100)内部为球形容器腔(5)，所述下半球壳体(7)的顶部一体化设置有容器入口管(13)，所述容器入口管(13)的管内为上下贯通并连通所述球形容器腔(5)的容器口(12)；所述下半球壳体(7)与上半球壳体(18)的连接处的外圈和内圈分别形成水平的外圈焊缝(18)和内圈焊缝(7)；外圈焊缝(18)和内圈焊缝(7)均与所述容器入口管(13)同轴心设置；
其特征在于，还包括焊接机器人，所述外圈焊缝(18)由人工焊接，所述内圈焊缝(7)由所述焊接机器人焊接。
2.根据权利要求1所述的球体压力容器的机器人精密焊接系统，其特征在于：所述下半球壳体(7)的外壁一体化连接有若干根向下延伸的支撑脚(6)。
3.根据权利要求1所述的球体压力容器的机器人精密焊接系统，其特征在于：所述焊接机器人包括环状回转底座(41)，所述环状回转底座(41)的环体直径小于所述球形压力容器(100)的直径；所述环状回转底座(41)同轴心套在所述容器入口管(13)的外侧；所述环状回转底座(41)的底部呈圆周阵列至少设置有三组滚轮单元，所述滚轮单元包括滚轮(40)和滚轮支架(42)，所述滚轮(40)通过轴承转动安装在所述滚轮支架(42)上，所述滚轮支架(42)的上端固定在所述环状回转底座(41)的底部，各所述滚轮(40)的轴线均与所述容器入口管(13)的轴线垂直相交，且各所述滚轮(40)均与所述上半球壳体(18)的外壁滚动配合，从而使上半球壳体(18)的外壁通过各滚轮(40)向上托起所述环状回转底座(41)。
4.根据权利要求3所述的球体压力容器的机器人精密焊接系统，其特征在于：所述焊接机器人还包括机架(16)，所述机架(16)通过若干支撑件(50)固定支撑在所述环状回转底座(41)上；所述机架(16)的一端垂直固定连接有基座(28)，所述基座(28)的下方分别设置有竖向的约束滚轮(19)和竖向的行走驱动轮(20)；所述约束滚轮(19)与所述容器入口管(13)的内壁滚动配合；所述行走驱动轮(20)与所述容器入口管(13)的外壁滚动配合；所述基座(28)的下侧固定安装有竖向的行走轮驱动电机(25)，所述行走轮驱动电机(25)的竖向输出轴(26)与所述行走驱动轮(20)同步连接；所述约束滚轮(19)通过轴承转动安装在所述轮座(27)上；所述基座(28)的下侧还固定安装有伸缩器支座(36)，所述伸缩器支座(36)的下端固定连接有一对水平的伸缩器(37)，所述伸缩器(37)的伸缩杆末端固定连接所述轮座(27)；所述伸缩器(37)能带动所述轮座(27)和约束滚轮(19)做逐渐靠近行走驱动轮(20)的运动，从而使约束滚轮(19)与行走驱动轮(20)紧密夹持在容器入口管(13)的管壁内外侧。
5.根据权利要求4所述的球体压力容器的机器人精密焊接系统，其特征在于：所述焊接机器人还包括T形状的传动架(15)，所述传动架(15)通过连接架(70)与所述机架(16)固定连接；所述传动架(15)上通过轴承转动安装有两齿轮轴(30)和一个轮轴(30)；两所述齿轮轴(30)分别同轴心同步连接有两齿轮(21)，所述轮轴(30)上同轴心同步安装有传动臂约束轮(24)；
设一个虚拟圆(4)，所述虚拟圆(4)的圆心记为a，所述虚拟圆(4)与所述容器入口管(13)的轴线(01)相切；将所述球形压力容器(100)的球心记为b，设经过球心b的水平直线记为直线X，所述直线X与所述虚拟圆(4)相切，所述虚拟圆(4)的直径与球形压力容器(100)的内径相同；点a与点b之间的连线的长度记为H，球形压力容器(100)的内径记为2R，满足R2+R2＝H2；
还包括圆弧形传动臂(1)，所述圆弧形传动臂(1)的圆弧与所述虚拟圆(4)重合；所述圆弧形传动臂(1)的弧体内壁沿圆弧方向阵列设置有若干传动齿体(22)，所述圆弧形传动臂(1)的弧体外壁为圆弧光滑面(23)；两齿轮(21)均与所述圆弧形传动臂(1)弧体内壁上的传动齿体(22)啮合；传动臂约束轮(24)与圆弧形传动臂(1)的弧体外壁的圆弧光滑面(23)滚动配合；所述机架(16)上还固定安装有驱动电机(60)，所述驱动电机(60)的输出端与两齿轮轴(30)中的一个驱动连接；所述齿轮(21)的主动旋转能带动在啮合传动作用下带动所述圆弧形传动臂(1)沿虚拟圆(4)的路径绕所述点a旋转；所述圆弧形传动臂(1)的顺时针端固定安装有焊接单元(11)，所述焊接单元(11)的焊枪(10)末端为喷焊端(9)，所述喷焊端(9)在所述虚拟圆(4)上，从而使喷焊端(9)只能沿所述虚拟圆(4)路径运动。
6.根据权利要求5所述的球体压力容器的机器人精密焊接系统，其特征在于：所述圆弧形传动臂(1)的圆弧圆心角的取值范围是180°至270°，容器入口管(13)的轴线(01)经过所述球形压力容器(100)的球心b。
7.根据权利要求6所述的球体压力容器的机器人精密焊接系统，其特征在于：所述容器口(12)的尺寸能足够让所述焊接单元(11)穿过。
8.根据权利要求6所述的球体压力容器的机器人精密焊接系统的焊接工艺，其特征在于：
焊接机器人的初始状态：初始状态下传动架(15)位于圆弧形传动臂(1)的顺时针端位置；而且初始状态下，约束滚轮(19)与行走驱动轮(20)之间的间距大于
焊接过程包括如下步骤；
步骤一，人工将下半球壳体(7)与上半球壳体(18)组合后所形成的外圈焊缝(18)焊接，使球形压力容器(100)的整体结构初步形成，这时球形压力容器(100)的内圈焊缝(7)由于人工无法触及，进而需要焊接机器人焊接；
步骤二，通过外部的机械臂将焊接机器人整体钳持并转移到球形压力容器(100)正上方，让焊接机器人的环状回转底座(41)与容器入口管(13)同轴心，然后让焊接机器人整体下降，直至各滚轮(40)下降至均与上半球壳体(18)的外壁滚动配合，这时上半球壳体(18)的外壁通过各滚轮(40)向上托起整个焊接机器人，这时约束滚轮(19)处于容器入口管(13)的管壁内侧，行走驱动轮(20)处于容器入口管(13)的管壁外侧；这时控制伸缩器(37)收缩，从而使约束滚轮(19)与行走驱动轮(20)逐渐做相互靠近的夹持动作，直至约束滚轮(19)与行走驱动轮(20)紧密夹持在容器入口管(13)的管壁内外侧，这时约束滚轮(19)与容器入口管(13)的内壁滚动配合；行走驱动轮(20)与所述容器入口管(13)的外壁滚动配合；至此完成了焊接机器人的工装；
步骤三，控制驱动电机(60)，让其中一个齿轮(21)主动旋转，进而在啮合传动作用下使圆弧形传动臂(1)沿虚拟圆(4)的路径绕所述点a顺时针旋转，由于焊枪(10)末端的喷焊端(9)刚好虚拟圆(4)上，从而使喷焊端(9)会跟着圆弧形传动臂(1)沿虚拟圆(4)路径绕点a顺时针运动，让焊接单元(11)跟着圆弧形传动臂(1)的顺时针端穿过容器口(12)进入到球形容器腔(5)内，随着圆弧形传动臂(1)持续沿虚拟圆(4)路径绕点a顺时针运动，最终喷焊端(9)到达球形压力容器(100)的内圈焊缝(7)所在位置，这时暂停驱动电机(60)并刹车；至此焊接位置已经被焊接机器人找到；
步骤四，启动行走轮驱动电机(25)，让行走驱动轮(20)主动旋转，从而使行走驱动轮(20)在容器入口管(13)的管外壁沿管的圆形轮廓滚动缓慢行走，行走驱动轮(20)在容器入口管(13)的管外壁沿管的圆形轮廓滚动缓慢行走的过程中，会带动基座(28)、机架(16)以及环状回转底座(41)同步沿容器入口管(13)的轴线(01)回转，进而使此时的圆弧形传动臂(1)以及焊接单元(11)跟着沿容器入口管(13)的轴线(01)回转，最终使内圈焊缝(7)所在位置的喷焊端(9)沿容器入口管(13)的轴线(01)回转；这时控制焊接单元(11)，使焊枪(10)末端喷焊端(9)持续向所述内圈焊缝(7)连续喷出焊液，当喷焊端(9)沿容器入口管(13)的轴线(01)回转360°时，喷焊端(9)的路径已经扫过了整个内圈焊缝(7)的圆形路径；从而实现了对内圈焊缝(7)的完整焊接。
CN202010782755.7A 2020-08-06 2020-08-06 球体压力容器的机器人精密焊接系统及焊接工艺 Active CN111843269B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010782755.7A CN111843269B (zh) 2020-08-06 2020-08-06 球体压力容器的机器人精密焊接系统及焊接工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010782755.7A CN111843269B (zh) 2020-08-06 2020-08-06 球体压力容器的机器人精密焊接系统及焊接工艺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111843269A true CN111843269A (zh) 2020-10-30
CN111843269B CN111843269B (zh) 2022-09-06

Family

ID=72972532

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010782755.7A Active CN111843269B (zh) 2020-08-06 2020-08-06 球体压力容器的机器人精密焊接系统及焊接工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111843269B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113714694A (zh) * 2021-09-07 2021-11-30 武昌工学院 基于金属环圈的自动焊接机器人系统与工作方法
CN117564630A (zh) * 2024-01-09 2024-02-20 周涛 一种压力容器焊接工艺

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102069277A (zh) * 2010-12-08 2011-05-25 太原重工股份有限公司 一种球缺形封头的埋弧自动焊接工装
CN103056537A (zh) * 2012-12-26 2013-04-24 中信重工机械股份有限公司 一种大型铸件球阀的焊接方法
CA2828354A1 (en) * 2013-09-26 2015-03-26 Zircon Developments Inc. System and apparatus for ensuring a level cut of a pipe
CN107088713A (zh) * 2017-06-29 2017-08-25 李大德 小圆孔切割辅助装置
CN109014708A (zh) * 2018-06-27 2018-12-18 芜湖职业技术学院 焊接夹持装置和焊接装置
CN209175162U (zh) * 2018-08-29 2019-07-30 无锡市恒安特种设备工程有限公司 一种球体焊接工装
CN110560950A (zh) * 2019-09-12 2019-12-13 杭涛 一种智能制造焊接自动化系统及其自动化焊接方法
CN110936036A (zh) * 2019-12-12 2020-03-31 杭涛 基于半球壳体工件的激光打孔设备及其激光打孔工艺

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102069277A (zh) * 2010-12-08 2011-05-25 太原重工股份有限公司 一种球缺形封头的埋弧自动焊接工装
CN103056537A (zh) * 2012-12-26 2013-04-24 中信重工机械股份有限公司 一种大型铸件球阀的焊接方法
CA2828354A1 (en) * 2013-09-26 2015-03-26 Zircon Developments Inc. System and apparatus for ensuring a level cut of a pipe
CN107088713A (zh) * 2017-06-29 2017-08-25 李大德 小圆孔切割辅助装置
CN109014708A (zh) * 2018-06-27 2018-12-18 芜湖职业技术学院 焊接夹持装置和焊接装置
CN209175162U (zh) * 2018-08-29 2019-07-30 无锡市恒安特种设备工程有限公司 一种球体焊接工装
CN110560950A (zh) * 2019-09-12 2019-12-13 杭涛 一种智能制造焊接自动化系统及其自动化焊接方法
CN110936036A (zh) * 2019-12-12 2020-03-31 杭涛 基于半球壳体工件的激光打孔设备及其激光打孔工艺

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113714694A (zh) * 2021-09-07 2021-11-30 武昌工学院 基于金属环圈的自动焊接机器人系统与工作方法
CN117564630A (zh) * 2024-01-09 2024-02-20 周涛 一种压力容器焊接工艺

Also Published As

Publication number Publication date
CN111843269B (zh) 2022-09-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111843269B (zh) 球体压力容器的机器人精密焊接系统及焊接工艺
CN106271280B (zh) 一种k/y型管接头相贯线焊缝焊接机器人系统
CN105855766B (zh) 一种对接管式的焊接机器人
CN105081633B (zh) 五自由度焊接切割机器人
CN201342671Y (zh) 支重轮焊接机器人设备
CN201720652U (zh) 纵梁焊接翻转架
CN113042949A (zh) 焊接机器人及具有该焊接机器人的组焊系统
CN110560950B (zh) 一种智能制造焊接自动化系统及其自动化焊接方法
CN111456772A (zh) 一种具有立拱、喷浆、焊接多功能的智能支护机器人
CN108500550B (zh) 一种锅炉本体换热管与锅筒焊接的变位装置
CN111673335B (zh) 精密焊接机器人与焊接方法
CN113814537A (zh) 针对小直径焊接的埋弧自动焊小车
CN111805123A (zh) 一种龙门焊接机
CN111843274B (zh) 一种压力罐的内壁精密焊接机器人与焊接工艺
CN109335529B (zh) 一种光纤预制棒横向搬运装置
CN116638251A (zh) 一种压力容器端盖两侧管接头焊接装置
CN111774774A (zh) 一种相贯线法线跟踪机构
CN108161329A (zh) 一种型钢翻转联动装置
CN116372330A (zh) 一种钢岔管制造装置及制造方法
CN216633232U (zh) 重型三通管自动焊接设备
CN206415828U (zh) 一种焊接平台自动旋转装置
CN212310486U (zh) 薄壁大口径对焊管道口变形简易手动校正装置
CN107052689A (zh) 挖掘机下车架焊接变位机
CN210937759U (zh) 一种弧形焊缝的焊接装置
CN209280688U (zh) 一种石油钢制储罐焊缝检测装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20220822

Address after: No. 29, Xiaogang North Road, Lantian Economic Development Zone, Zhangzhou City, Fujian Province 363008

Applicant after: FUJIAN MINGXIN INTELLIGENCE TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Address before: 213000 unit 11, east of HUTANG industrial concentration zone, 66 Kechuang Road, Wujin District, Changzhou City, Jiangsu Province

Applicant before: Hang Tao

TA01 Transfer of patent application right
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant