CN111843270B - 一种立式管路自动焊接装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种立式管路自动焊接装置，涉及焊接技术领域。该焊接装置包括执行系统和控制系统；执行系统用于将焊接装置固定在管路上，并对管路进行焊接；执行系统包括固定架、调整架和焊枪，固定架用于将焊接装置与管路固定，调整架安装在固定架上，用于调整焊枪与管路的相对位置，焊枪安装在调整架上；控制系统用于对执行系统的运行进行控制。该焊接装置结构简单，利用固定架和调整架的配合，使得整个焊接装置的固定和调整都非常方便快捷，可以同时适用平直、竖直或倾斜等状态下的管路的自动焊接，应用范围广。

Description

一种立式管路自动焊接装置

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，尤其涉及一种立式管路自动焊接装置。

背景技术

管路是用管子、管子联接件和阀门等联接成的用于输送气体、液体或带固体颗粒的流体的装置。工作中的管路一旦出现生锈、腐蚀等情况，将会产生严重的安全隐患，此时需要对管路进行补焊或更换。而在焊接时，需要对管道的一圈焊缝使用焊枪进行焊接，工作难度大，费时费力。

因此，公布号为CN210281144U的实用新型专利提供了一种管路自动焊接装置，包括平台、减速机、电机、焊枪和开关按钮，可快速的将管道安装至该焊接装置上，并且无需手动焊接，大大的减轻了工作人员的劳动强度，整个焊接过程十分平稳，保证了两根管道的焊接质量。但是，上述现有技术方案存在以下缺陷：该现有技术中的焊接装置，仅仅只能对平放的待焊接管路进行焊接，而无法对竖直或倾斜摆放的管路进行焊接，应用范围有限。

发明内容

本发明的目的是提供一种立式管路自动焊接装置，可以同时适用平直、竖直或倾斜等状态下的管路的自动焊接，应用范围广。

本发明所采用的技术方案为：

一种立式管路自动焊接装置，所述焊接装置包括执行系统和控制系统；所述执行系统用于将所述焊接装置固定在管路上，并对所述管路进行焊接；所述执行系统包括固定架、调整架和焊枪，所述固定架用于将所述焊接装置与所述管路固定，所述调整架安装在所述固定架上，用于调整所述焊枪与所述管路的相对位置，所述焊枪安装在所述调整架上；所述控制系统用于对所述执行系统的运行进行控制。

进一步地，所述固定架包括支架和若干固定杆，若干所述固定杆横向安装在所述支架上；所述支架为一上、下两端开口的圆环状结构，所述支架包括第一支架本体、第二支架本体、铰接部和锁紧部，所述第一支架本体和第二支架本体均为半圆带状结构，所述铰接部和锁紧部分别位于所述第一支架本体与第二支架本体的左、右两端连接处，所述铰接部设有铰链，所述锁紧部设有两对接板，两所述对接板用紧固件连接；所述支架的圆环内侧沿圆周设有一整圈内齿轮，所述支架的顶端开设有绕圆周一周的行进槽，所述支架上开设有若干径向的固定杆孔，若干所述固定杆孔沿所述支架的圆周均匀布置；若干所述固定杆穿过所述固定杆孔，所述固定杆包括位于其两端的定位杆和固定爪，所述定位杆上设有第一丝杆和第一电机，所述固定爪的中央设有第一位置传感器，所述固定爪与所述管路接触。

进一步地，所述调整架包括基准板、第一立杆和第二立杆，所述基准板水平设置，所述第一立杆和第二立杆平行固定于所述基准板的下方，且均与所述基准板垂直；所述基准板包括位于其两端的径向调整杆和焊枪安装座，所述径向调整杆上设有第二丝杆和第二电机，所述焊枪安装座上安装有所述焊枪和第二位置传感器，所述基准板的上方设有焊丝送丝器；所述第一立杆包括位于其上、下两端的轴向调整杆和行进杆，所述轴向调整杆上设有第三丝杆和第三电机，所述行进杆上套设有两滑动轴承，所述滑动轴承刚好套入所述行进槽内；所述第二立杆的下端连接有一外齿轮和第四电机，所述外齿轮与所述内齿轮相啮合，当所述第四电机带动所述外齿轮旋转时，所述第二立杆不随其旋转。

进一步地，两所述对接板上分别设有限位块和限位槽，所述限位块与限位槽的位置一一对应。

进一步地，所述固定杆和固定杆孔数量均为三。

进一步地，所述固定爪的端部截面呈U型，所述固定爪的轴向宽度为100-200mm。

进一步地，所述控制系统包括测试模块和执行模块，所述测试模块用于测试所述执行系统中各传感器和电机的运行情况，所述执行模块用于控制所述执行系统的运行；所述执行模块控制所述执行系统运行前，必须经过所述测试模块的测试确认。

采用了以上技术方案，本发明具有如下有益效果：

1.本焊接装置结构简单，利用固定架和调整架的配合，使得整个焊接装置的固定和调整都非常方便快捷，可以同时适用平直、竖直或倾斜等状态下的管路的自动焊接，应用范围广，有助于降低工人的劳动强度和对工人操作能力的要求。

2.在焊接管状零件时，通过位置传感器的数据采集和各个电机、丝杆的配合，可以不断调节焊枪与管状零件的相对位置，在焊接过程中可以具有自动补偿的功能，有效的保证了焊接精度。

附图说明

图1是本发明焊接装置的一种较佳实施方式的结构示意图。

图2是支架展开时的结构示意图。

图3是支架的剖视图。

图4是固定杆的结构示意图。

图5是调整架的结构示意图。

图中：

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的一部分实施例，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。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后......)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

如图1所示，在本发明的一种较佳实施方式中，一种立式管路自动焊接装置100，包括执行系统10和控制系统90（图中未示出）；执行系统10用于将焊接装置100固定在管路200上，并对管路200进行焊接；执行系统10包括固定架20、调整架40和焊枪60，固定架20用于将焊接装置100与管路200固定，调整架40安装在固定架20上，用于调整焊枪60与管路200的相对位置，焊枪60安装在调整架40上；控制系统90用于对执行系统10的运行进行控制。

当待焊接的管路200处在竖直或倾斜状态时，本发明的焊接装置100能对其进行良好的焊接。与其他焊接方式不同的是，在本发明中，由固定架20将焊接装置100固定在管路200上，并由调整架40来焊枪60与管路200的相对位置，并进行焊接。而在执行系统10的固定、调整、焊接过程中，均由控制系统90来进行控制，控制系统90与执行系统10配合，使得焊接工作能够顺利完成。

如图1-图4所示，固定架20包括支架21和若干固定杆22，若干固定杆22横向安装在支架21上。

支架21为一上、下两端开口的圆环状结构，支架21包括第一支架本体23、第二支架本体24、铰接部25和锁紧部26，第一支架本体23和第二支架本体24均为半圆带状结构，铰接部25和锁紧部26分别位于第一支架本体23与第二支架本体24的左、右两端连接处，铰接部25设有铰链27，锁紧部26设有两对接板28，两对接板28用紧固件连接；支架21的圆环内侧沿圆周设有一整圈内齿轮29，支架21的顶端开设有绕圆周一周的行进槽30，支架21上开设有若干径向的固定杆孔31，若干固定杆孔31沿支架21的圆周均匀布置。

第一支架本体23和第二支架本体24均为半圆带状结构，且设有铰接部25和锁紧部26，利用铰接部25的旋转，锁紧部26的开合程度能够自由调整，可以让支架21适应大部分尺寸的管路200。作为优选，两对接板28上分别设有限位块37和限位槽38，限位块37与限位槽38的位置一一对应。如此设置后，只要将限位块37与限位槽38对准，即可使两对接板28完全配合，再利用紧固件连接，则实现了第一支架本体23和第二支架本体24的锁紧，对接精度得到了保证。

若干固定杆22穿过固定杆孔31，固定杆22包括位于其两端的定位杆32和固定爪33，定位杆32上设有第一丝杆34和第一电机35，固定爪33的中央设有第一位置传感器36，固定爪33与管路200接触。

通常来说，电机会通过减速器、联轴器后，再与丝杆进行连接。值得说明的是，为了简化说明，在此实施例中，会将减速器和联轴器均略去，直接采用电机与丝杆连接的说法。此时，第一电机35带动第一丝杆34运动，第一丝杆34与定位杆32产生相对位移，并带动固定爪33径向运动，使固定爪33与管路200松开或者固定。

理论上讲，固定杆22和固定杆孔31的数量是越多越好。固定杆22越多，支架21与管路200的固定就越稳固，二者之间的同轴度就越高。但在实际操作中，固定杆22和固定杆孔31数量均设置为三个，固定杆22和固定杆孔31是一一对应的。三个固定杆孔31的位置则是沿圆周均匀分布，彼此间的角度为120度。三个固定杆22足以支撑支架21并将其固定在管路200，且保持同轴。

三个固定杆22将支架21固定在管路200上，而固定爪33的同步径向运动，则可以保证管路200与支架21同轴。作为优选，固定爪33的端部截面呈U型，且固定爪33的轴向宽度为100-200mm。如此一来，固定爪33与管路200的接触点进一步增加，更加有利于确保管路200与支架21同轴。

每个固定爪33的中央都设有第一位置传感器36。在将本焊接装置100固定在管路200上时，第一位置传感器36实时将固定爪33与管路200外表面的相对位置传递给控制系统90，并根据控制系统90的指令来调整第一丝杆34，进而改变固定爪33与管路200的相对位置，最终确保管路200与支架21同轴。

如图5所示，调整架40包括基准板41、第一立杆42和第二立杆43，基准板41水平设置，第一立杆42和第二立杆43平行固定于基准板41的下方，且均与基准板41垂直。

基准板41包括位于其两端的径向调整杆44和焊枪安装座45，径向调整杆44上设有第二丝杆46和第二电机47，焊枪安装座45上安装有焊枪60和第二位置传感器48，基准板41的上方设有焊丝送丝器49；第一立杆42包括位于其上、下两端的轴向调整杆50和行进杆51，轴向调整杆50上设有第三丝杆52和第三电机53，行进杆51上套设有两滑动轴承54，滑动轴承54刚好套入行进槽30内；第二立杆43的下端连接有一外齿轮55和第四电机56，外齿轮55与内齿轮29相啮合，当第四电机56带动外齿轮55旋转时，第二立杆43不随其旋转。

值得说明的是，与第一电机35和第一丝杆34的情况相同，为了简化说明，在此实施例中，会将减速器和联轴器均略去，直接采用电机与丝杆连接的说法。此时，第二电机47带动第二丝杆46运动，第二丝杆46与基准板41产生相对位移，带动径向调整杆44产生径向移动，进而改变焊枪60与管路200的距离。同理，第三电机53带动第三丝杆52运动，第三丝杆52与第一立杆42产生相对位移，带动轴向调整杆50产生沿管路200的轴向移动，进而改变焊枪60与管路200上待焊焊缝的距离。

虽然第四电机56、外齿轮55与第二立杆43处于同轴位置，但是外齿轮55与第二立杆43之间并非固定连接，因此，第四电机56带动外齿轮55旋转时，第二立杆43是不随其发生旋转的，即不会产生自转。同时，外齿轮55与内齿轮29相啮合，却会带动第二立杆43相对支架21产生旋转，或者说，第二立杆43相对支架21产生公转。

第一立杆42是通过基准板41与第二立杆43固定连接的。当第二立杆43相对支架21产生公转时，第一立杆42也随之公转，因此，行进杆51在行进槽30会产生滑动或旋转。滑动轴承54的设置，一方面是方便行进杆51在行进槽30内的定位，使第一立杆42承担起支撑基准板41和第二立杆43的重量，另一方面是减小行进杆51在行进槽30内的运动阻力。

第二位置传感器48与第一位置传感器36的功能也相同。在将本焊接装置100固定在管路200好之后，焊枪60开始焊接之前，需要将焊枪60与待焊焊缝的位置调整至最佳。此时，第二位置传感器48实时将焊枪60与待焊焊缝的相对位置传递给控制系统90，并根据控制系统90的指令来调整第二丝杆46、第三丝杆52的运动，进而改变焊枪60与待焊焊缝的相对位置，焊枪60与待焊焊缝的位置调整至最佳。

为了保证焊接过程的顺利进行以及焊接的质量，控制系统90包括测试模块91和执行模块92，测试模块91用于测试执行系统10中各传感器和电机的运行情况，执行模块92用于控制执行系统10的运行；执行模块92控制执行系统10运行前，必须经过测试模块91的测试确认。

本焊接装置100结构简单，利用固定架20和调整架40的配合，使得整个焊接装置100的固定和调整都非常方便快捷，可以同时适用平直、竖直或倾斜等状态下的管路200的自动焊接，有助于降低工人的劳动强度和对工人操作能力的要求，具有良好的应用前景。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种立式管路自动焊接装置，其特征在于，所述焊接装置包括执行系统和控制系统；

所述执行系统用于将所述焊接装置固定在管路上，并对所述管路进行焊接；所述执行系统包括固定架、调整架和焊枪，所述固定架用于将所述焊接装置与所述管路固定，所述调整架安装在所述固定架上，用于调整所述焊枪与所述管路的相对位置，所述焊枪安装在所述调整架上；

所述控制系统用于对所述执行系统的运行进行控制；

所述固定架包括支架和若干固定杆，若干所述固定杆横向安装在所述支架上；所述支架为一上、下两端开口的圆环状结构，所述支架包括第一支架本体、第二支架本体、铰接部和锁紧部，所述第一支架本体和第二支架本体均为半圆带状结构，所述铰接部和锁紧部分别位于所述第一支架本体与第二支架本体的左、右两端连接处，所述铰接部设有铰链，所述锁紧部设有两对接板，两所述对接板用紧固件连接；所述支架的圆环内侧沿圆周设有一整圈内齿轮，所述支架的顶端开设有绕圆周一周的行进槽，所述支架上开设有若干径向的固定杆孔，若干所述固定杆孔沿所述支架的圆周均匀布置；若干所述固定杆穿过所述固定杆孔，所述固定杆包括位于其两端的定位杆和固定爪，所述定位杆上设有第一丝杆和第一电机，所述固定爪的中央设有第一位置传感器，所述固定爪与所述管路接触；

所述调整架包括基准板、第一立杆和第二立杆，所述基准板水平设置，所述第一立杆和第二立杆平行固定于所述基准板的下方，且均与所述基准板垂直；所述基准板包括位于其两端的径向调整杆和焊枪安装座，所述径向调整杆上设有第二丝杆和第二电机，所述焊枪安装座上安装有所述焊枪和第二位置传感器，所述基准板的上方设有焊丝送丝器；所述第一立杆包括位于其上、下两端的轴向调整杆和行进杆，所述轴向调整杆上设有第三丝杆和第三电机，所述行进杆上套设有两滑动轴承，所述滑动轴承刚好套入所述行进槽内；所述第二立杆的下端连接有一外齿轮和第四电机，所述外齿轮与所述内齿轮相啮合，当所述第四电机带动所述外齿轮旋转时，所述第二立杆不随其旋转。

2.根据权利要求1所述的一种立式管路自动焊接装置，其特征在于，两所述对接板上分别设有限位块和限位槽，所述限位块与限位槽的位置一一对应。

3.根据权利要求1所述的一种立式管路自动焊接装置，其特征在于，所述固定杆和固定杆孔数量均为三。

4.根据权利要求3所述的一种立式管路自动焊接装置，其特征在于，所述固定爪的端部截面呈U型，所述固定爪的轴向宽度为100-200mm。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种立式管路自动焊接装置，其特征在于，所述控制系统包括测试模块和执行模块，所述测试模块用于测试所述执行系统中各传感器和电机的运行情况，所述执行模块用于控制所述执行系统的运行；所述执行模块控制所述执行系统运行前，必须经过所述测试模块的测试确认。

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