CN112548380A - 一种盾构机螺旋轴自动焊接装置及其焊接方法 - Google Patents

一种盾构机螺旋轴自动焊接装置及其焊接方法 Download PDF

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郑均月
尹健敏
陈永亮
卢洁玲
黄镇彭
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    • 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
    • B23K28/00—Welding or cutting not covered by any of the preceding groups, e.g. electrolytic welding
    • B23K28/02—Combined welding or cutting procedures or apparatus

Abstract

本发明涉及机械加工设备技术领域，公开了一种盾构机螺旋轴自动焊接装置，待加工螺旋轴装夹在变位机上，切割机器人连接在直线导轨上由第一驱动机构驱动，切割机器人连接有坡口切割机；焊接机器人连接在直线导轨上由第二驱动机构驱动，焊接机器人连接有焊枪，焊接机器人配置有焊机、控制柜和送丝桶；还公开了一种盾构机螺旋轴自动焊接方法，多段螺旋叶片通过中心轴串接并进行点焊定位，将待加工螺旋轴安装至变位机上；移动切割机器人对焊接位置进行切割；下一个坡口切割；移动焊接机器人对坡口进行焊接；下一个坡口焊接；重复直至完成整个待加工螺旋轴的焊接工艺。本发明具有自动化程度高、焊接质量的稳定性好、焊接效率高和工人劳动强度低的优点。

Description

一种盾构机螺旋轴自动焊接装置及其焊接方法
技术领域
本发明涉及机械加工设备技术领域，特别是涉及一种盾构机螺旋轴自动焊接装置及其焊接方法。
背景技术
盾构机是一种使用盾构法的隧道掘进机，多用于地铁、隧道以及管道等建筑工程中，因其自动化程度高，而具有施工速度快，安全性能高的特点，并且在施工过程中，不用对地面建筑进行大面积拆除，施工时无噪音，不会影响周围居民的正常生活；而盾构机螺旋轴作为盾构的核心部件，是决定工程成败的关键，现有的盾构机螺旋轴的焊接通常是人工焊接，存在焊接质量不稳定的问题，无法保证盾构机螺旋轴的品质，且盾构机的螺旋轴的长度较长和重量较重，使得人工焊接的工作强度高，焊接时间长，导致焊接效率低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种自动化程度高、焊接质量的稳定性好、焊接效率高和工人劳动强度低的盾构机螺旋轴自动焊接装置及其焊接方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种盾构机螺旋轴自动焊接装置，包括变位机、焊接机器人、切割机器人和直线导轨，待加工螺旋轴装夹在所述变位机上，所述直线导轨与所述待加工螺旋轴平行布置，所述切割机器人可移动地连接在所述直线导轨上，并由第一驱动机构驱动沿所述直线导轨移动，所述切割机器人的工作端连接有坡口切割机；所述焊接机器人可移动地连接在所述直线导轨上，并由第二驱动机构驱动沿所述直线导轨移动，所述焊接机器人的工作端连接有焊枪，所述焊接机器人配置有焊机、控制柜和送丝桶。
作为一种盾构机螺旋轴自动焊接装置优选的方案，所述切割机器人的走刀轨迹与所述焊接机器人的焊接轨迹相同。
作为一种盾构机螺旋轴自动焊接装置优选的方案，所述焊接机器人为六轴机器人或七轴机器人。
作为一种盾构机螺旋轴自动焊接装置优选的方案，所述切割机器人为六轴机器人或七轴机器人。
作为一种盾构机螺旋轴自动焊接方法优选的方案，包括如下步骤：
步骤一，制作多段螺旋叶片，多段螺旋叶片通过中心轴串接，并进行点焊定位，形成待加工螺旋轴，将待加工螺旋轴安装至变位机上；
步骤二，移动切割机器人至待加工螺旋轴需要焊接位置，并对该焊接位置进行切割，形成坡口；随后进行下一个坡口切割；
步骤三，移动焊接机器人至坡口位置，并对该坡口进行焊接，完成该坡口的焊接工艺；随后进行下一个坡口焊接；
步骤四，重复步骤二和步骤三，完成整个待加工螺旋轴的焊接工艺。
作为一种盾构机螺旋轴自动焊接方法优选的方案，所述切割机器人的走刀轨迹与所述焊接机器人的焊接轨迹相同。
作为一种盾构机螺旋轴自动焊接方法优选的方案，所述焊接机器人为六轴机器人或七轴机器人。
作为一种盾构机螺旋轴自动焊接方法优选的方案，所述切割机器人为六轴机器人或七轴机器人。
本发明实施例一种盾构机螺旋轴自动焊接装置及其焊接方法与现有技术相比，其有益效果在于：
本发明实施例通过切割机器人和焊接机器人的设置，能够在同一装置上协同实现切割坡口及焊接工序，从而快速地将多段螺旋叶片焊接在中心轴上，实现盾构机螺旋轴的焊接自动化，自动化程度高，大大提高了焊接质量的稳定性和焊接效率，提高了盾构机螺旋轴的品质，降低了工人劳动强度。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种盾构机螺旋轴自动焊接装置及其焊接方法的结构示意图；
图中，1、变位机；2、焊接机器人；3、切割机器人；4、直线导轨；5、待加工螺旋轴；6、焊机；7、控制柜；8、送丝桶。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，应当理解的是，本发明中采用术语“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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图1所示，本发明一方面提供的一种盾构机螺旋轴自动焊接装置的优选实施例，其包括变位机1、焊接机器人2、切割机器人3和直线导轨4，待加工螺旋轴5装夹在所述变位机1上，所述直线导轨4与所述待加工螺旋轴5平行布置，所述切割机器人3可移动地连接在所述直线导轨4上，并由第一驱动机构驱动沿所述直线导轨4移动，所述切割机器人3的工作端连接有坡口切割机；所述焊接机器人2可移动地连接在所述直线导轨4上，并由第二驱动机构驱动沿所述直线导轨4移动，所述焊接机器人2的工作端连接有焊枪，所述焊接机器人2配置有焊机6、控制柜7和送丝桶8。
由此，本发明实施例通过切割机器人3和焊接机器人2的设置，能够在同一装置上协同实现切割坡口及焊接工序，从而快速地将多段螺旋叶片焊接在中心轴上，实现盾构机螺旋轴的焊接自动化，自动化程度高，大大提高了焊接质量的稳定性和焊接效率，提高了盾构机螺旋轴的品质，降低了工人劳动强度。
示例性的，为了方便编程和控制，所述切割机器人3的走刀轨迹与所述焊接机器人2的焊接轨迹相同。
示例性的，所述焊接机器人2为六轴机器人或七轴机器人，所述切割机器人3为六轴机器人或七轴机器人；由此，使焊接机器人2和切割机器人3具有很高的自由度，适合于几乎任何轨迹或角度的工作，适用范围广，大大地提高了生产效率。
基于上述盾构机螺旋轴自动焊接装置，本发明还提供的一种盾构机螺旋轴自动焊接方法，其包括如下步骤：
步骤一，制作多段螺旋叶片，多段螺旋叶片通过中心轴串接，并进行点焊定位，形成待加工螺旋轴5，将待加工螺旋轴5安装至变位机1上；
步骤二，移动切割机器人3至待加工螺旋轴5需要焊接位置，并对该焊接位置进行切割，形成坡口；随后进行下一个坡口切割；
步骤三，移动焊接机器人2至坡口位置，并对该坡口进行焊接，完成该坡口的焊接工艺；随后进行下一个坡口焊接；
步骤四，重复步骤二和步骤三，完成整个待加工螺旋轴5的焊接工艺。
由于上述的盾构机螺旋轴自动焊接方法是基于上述盾构机螺旋轴自动焊接装置进行的，故盾构机螺旋轴自动焊接方法具有上述盾构机螺旋轴自动焊接装置的所有有益效果，在此不作一一陈述。
示例性的，为了方便编程和控制，所述切割机器人3的走刀轨迹与所述焊接机器人2的焊接轨迹相同。
示例性的，所述焊接机器人2为六轴机器人或七轴机器人，所述切割机器人3为六轴机器人或七轴机器人；由此，使焊接机器人2和切割机器人3具有很高的自由度，适合于几乎任何轨迹或角度的工作，适用范围广，大大地提高了生产效率。
还需要说明的是，在本实施例中，所述焊接机器人2和所述切割机器人3通过同一个滑座设置在直线导轨4，第一驱动机构和第二驱动机构为同一驱动机构，所述焊接机器人2和所述切割机器人3由同一驱动机构驱动两者沿所述直线导轨4同步移动，具体的，所述焊接机器人2和所述切割机器人3之间的间距为一段螺旋叶片的长度。
在本发明的描述中，应当理解的是，除非另有明确的规定和限定，本发明中采用术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上所述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，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种盾构机螺旋轴自动焊接装置，其特征在于，包括变位机、焊接机器人、切割机器人和直线导轨，待加工螺旋轴装夹在所述变位机上，所述直线导轨与所述待加工螺旋轴平行布置，所述切割机器人可移动地连接在所述直线导轨上，并由第一驱动机构驱动沿所述直线导轨移动，所述切割机器人的工作端连接有坡口切割机；所述焊接机器人可移动地连接在所述直线导轨上，并由第二驱动机构驱动沿所述直线导轨移动，所述焊接机器人的工作端连接有焊枪，所述焊接机器人配置有焊机、控制柜和送丝桶。
2.如权利要求1所述的一种盾构机螺旋轴自动焊接装置，其特征在于，所述切割机器人的走刀轨迹与所述焊接机器人的焊接轨迹相同。
3.如权利要求1所述的一种盾构机螺旋轴自动焊接装置，其特征在于，所述焊接机器人为六轴机器人或七轴机器人。
4.如权利要求1所述的一种盾构机螺旋轴自动焊接装置，其特征在于，所述切割机器人为六轴机器人或七轴机器人。
5.一种盾构机螺旋轴自动焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，制作多段螺旋叶片，多段螺旋叶片通过中心轴串接，并进行点焊定位，形成待加工螺旋轴，将待加工螺旋轴安装至变位机上；
步骤二，移动切割机器人至待加工螺旋轴需要焊接位置，并对该焊接位置进行切割，形成坡口；随后进行下一个坡口切割；
步骤三，移动焊接机器人至坡口位置，并对该坡口进行焊接，完成该坡口的焊接工艺；随后进行下一个坡口焊接；
步骤四，重复步骤二和步骤三，完成整个待加工螺旋轴的焊接工艺。
6.如权利要求5所述的一种盾构机螺旋轴自动焊接方法，其特征在于，所述切割机器人的走刀轨迹与所述焊接机器人的焊接轨迹相同。
7.如权利要求5所述的一种盾构机螺旋轴自动焊接方法，其特征在于，所述焊接机器人为六轴机器人或七轴机器人。
8.如权利要求5所述的一种盾构机螺旋轴自动焊接方法，其特征在于，所述切割机器人为六轴机器人或七轴机器人。
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