CN113000984A - 一种点焊设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种点焊设备，该种全位置管道焊接机器人包括：行走单元、位置调节单元、送丝单元和焊丝盘固定单元，其中车体设有多个拼接式底座，相邻拼接式底座之间通过销轴转动连接；位置调节单元设置在车体上、并与焊炬连接，用于焊炬位置调节；焊丝盘固定单元设置在车体上；送丝单元设置在车体上用于将焊丝盘固定单元固定的焊丝输送给焊炬。通过行走单元驱动机器人在管道上运动，位置调节单元将焊炬调节到指定位置，送丝系统将焊丝从焊丝盘传递给焊炬。本发明可通过调节车体相邻拼接式底座角度，使全位置管道机器人适应多种规格管径的管道焊接工作，同时结构简单，作用效果显著，适于广泛推广。

Description

一种点焊设备

技术领域

本发明涉及管道焊接设备技术领域，特别涉及，一种点焊设备。

背景技术

现代工业的飞速发展，不断对焊接技术提出更新更高的要求，而现代工业和科学技术的新成就又为焊接方法和焊接专用设备的发展提供了宽广和雄厚的技术基础。焊接工艺和焊接设备就是在现代工业和科学技术的推动下相辅相成地蓬勃发展起来的。而管道运输是油气运输中最主要的也是最快捷、经济、可靠的方式，可用于输送水、原油、天然气、成品油等在各国发展迅速。目前管道施工已逐渐从手工焊接向全自动焊接方向发展。管道建设地区跨度大，沿线施工环境恶劣，加之管道输送逐步向高压、大口径方向发展，这对管道环焊缝的焊接提出了更高的要求，管道环焊缝的焊接成为制约整个工程质量和建设周期的关键因素。野外焊接环境十分恶劣，焊工劳动强度大，技术难度高，因此，工程上迫切需要实现管道的自动焊接，用以提高生产率、保证焊接质量、降低劳动强度和施工成本。

目前，需要焊接的设施尺寸多样，焊接机器的适配性差，不适用于不同尺寸复杂设施。

针对上述问题，现设计一种点焊设备，解决上述问题，易于广泛应用并用于改善现状。

发明内容

针对上述缺陷，本发明解决的技术问题在于，提供一种点焊设备，以解决现在技术所存在的焊接机器的适配性差，不适用于不同尺寸设施的问题。

本发明提供了一种点焊设备，其特征在于，包括：

行走单元，包括车体、锁紧机构和驱动机构，所述车体设有多个拼接式底座，相邻所述拼接式底座之间转动连接，所述锁紧机构与所述车体固定连接所述驱动机构与所述车体连接；

位置调节单元，与所述车体连接，所述位置调节单元与焊炬连接，用于调节所述焊炬的位置；

焊丝盘固定单元，与所述车体连接；

送丝单元，与所述车体连接，用于输送所述焊丝盘固定单元固定的焊丝。

优选地，所述驱动机构包括：

齿隙调节部件，与所述车体连接；

驱动部件，与所述齿隙调节部件连接；

主动轮，与所述驱动部件输出端固定连接、且与固定在轨道上的齿条啮合，所述齿隙调节部件用于调节所述主动轮与所述齿条的啮合齿隙。

优选地，所述送丝单元包括：

驱动组件，与所述车体连接；

送丝轮，与所述驱动组件输出端连接；

压丝轮，与所述送丝轮并排设置、且与所述驱动组件偏心连接；

送丝管，设置在所述驱动组件上，所述送丝管一端对准所述压丝轮与所述送丝轮之间位置，另一端通过送丝软管与所述焊炬连接。

优选地，所述焊丝盘固定单元包括：

支撑座，与所述车体连接；

焊丝盘，与所述支撑座连接。

压紧环，与所述支撑座连接，用于固定所述焊丝盘；

快拆元件，与所述压紧环连接、且一端与所述支撑座卡接，用于所述压紧环和所述支撑座相对位置的固定，所述快拆元件与所述压紧环之间设有弹性件。

优选地，所述锁紧机构包括：

轮架，设置在所述车体底部、且一端与所述车体转动连接；

夹紧轮，与所述轮架另一端连接；

偏心轮，设置在所述车体底部、且与所述车体滑动连接；

手柄，与所述车体回转连接，用于所述夹紧轮的位置调节；

弹性元件，一端与所述车体连接，另一端与所述手柄弯折处连接。

优选地，所述齿隙调节部件包括：

滑轨，设有两个，两个所述滑轨设置在同一直线上、且均与所述车体连接；

移动部件，固定连接在所述滑轨上，所述移动部件与所述驱动部件连接；

紧固件，设有两个，设置在所述移动部件两端、且分别与两个所述滑轨连接，用于固定所述移动部件。

优选地，所述位置调节单元包括：

竖直调节机构，与所述车体连接；

水平调节机构，与所述竖直调节机构连接；

焊炬夹持机构，分别与所述水平调节机构和所述焊炬连接。

优选地，所述焊炬夹持机构设有转动关节，所述转动关节分别与所述水平调节机构和所述焊炬连接，用于所述焊炬的角度调节。

优选地，所述转动关节一端为螺纹端，另一端为环形焊枪架，所述螺纹端通过螺母固定在所述水平调节机构上，所述焊枪架与焊炬连接。

优选地，所述支撑座包括：

支撑轴，与所述车体连接；

套轴，与所述焊丝盘连接、且与所述支撑轴可拆卸连接，所述套轴与所述支撑轴之间设有弹性装置。

由上述方案可知，本发明提供的一种点焊设备，由行走单元、位置调节单元、送丝单元和焊丝盘固定单元组成。车体设有多个拼接式底座，相邻拼接式底座之间回转连接，调节拼接式底座之间角度以适应待焊接管道；行走单元通过电机驱动主动轮完成焊接机器人沿轨道的运动；位置调节单元对焊炬位置和姿态进行实时调节，使焊炬对准需要焊接位置，送丝单元用于焊丝的输送。通过改变车体相邻拼接式底座的角度，使全位置管道焊接机器人适应不同尺寸的焊接管道，解决了焊接设备对焊接管道适配的局限性的问题，同时本发明结构简单，作用效果显著，适于广泛推广。

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为本发明实施例提供的一种点焊设备的行走单元的结构示意图；

图2为图1所示的一种点焊设备的车体结构示意图；

图3为图1所示的行走单元沿A-A线的剖视图；

图4为图1所示的一种点焊设备的位置调节单元结构示意图；

图5为图1所示的一种点焊设备的送丝单元的结构示意图；

图6为图1所示的一种点焊设备的焊丝盘固定单元的结构示意图。

图1-6中：

1、行走单元；2、位置调节单元；3、送丝单元；4、焊丝盘固定单元；5、轨道；6、钢管；7、齿条；8、焊炬；11、车体；12、锁紧机构；13、驱动机构；21、水平调节机构；22、竖直调节机构；23、焊炬夹持机构；31、送丝管；32、送丝轮；33、压丝轮；34、驱动组件；41、焊丝盘；42、支撑座；43、压紧环；44、快拆元件；111、拼接式底座；112、第二底座；121、夹紧轮；122、偏心轮；123、手柄；124、弹性元件；131、驱动部件；132、齿隙调节部件；133、主动轮；1321、滑轨；1322、移动部件；1323、紧固件。

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

请一并参阅图1至图6，现对本发明提供的一种点焊设备的一种具体实施方式进行说明。该种全位置管道焊接机器人包括：行走单元1、位置调节单元2、送丝单元3和焊丝盘固定单元4，其中行走单元1包括：车体11、锁紧机构12和驱动机构13，车体11包括多个拼接式底座111，相邻拼接式底座111之间转动连接，锁紧机构12与车体11固定连接，驱动机构13与车体11连接；位置调节单元2，与车体11连接，位置调节单元2与焊炬8连接，用于调节焊炬8的位置；焊丝盘固定单元4与车体11连接；送丝单元3与车体11连接用于输送焊丝盘固定单元4固定的焊丝。

在管道焊接时，待焊接的钢管6上安装有轨道5，行走单元1沿轨道5做圆周运动，车体11设有两个拼接式底座111，相邻拼接式底座111之间通过销轴转动连接，两个拼接式底座的角度可调节，用于适用于不同尺寸的钢管6，锁紧机构12设置在车体11底部，用于夹紧轨道5，使焊接机器人沿轨道5平稳运行，驱动机构13固定在车体11上，驱动全位置焊接机器人沿轨道5运动；位置调节单元2夹住焊炬8，位置调节单元2对所夹持的焊炬8的位置和姿态进行实时调节，使焊炬8到焊接位置；送丝单元3将焊丝盘固定单元4提供的焊丝输送给调节好位置的焊炬8完成焊接工作。需要理解的是，“竖直”、“水平”、“顶”、“底”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。

车体11也可以包括：拼接式底座111和第二底座112，拼接式底座111与第二底座112通过销轴转动连接，锁紧机构12固定连接在拼接式底座111底部，驱动机构13与拼接式底座111连接，拼接式底座111分别与位置调节单元2与送丝单元3固定连接，第二底座112与焊丝盘固定单元4固定连接，用于跟随拼接式底座111沿轨道5运动。

与现有技术相比，该种全位置焊接机器人通过改变两个拼接式底座角度，适应待焊接钢管6的尺寸，轨道5固定在钢管6上，锁紧机构12夹紧轨道5使全位置焊接机器人稳定运行，驱动机构13驱动行走单元1沿轨道5运动，位置调节单元2对焊炬8的位置进行实时调节，使焊炬8对准需要焊接位置，送丝单元3夹住焊丝、并向焊炬8输送焊丝。本发明通过改变车体11两个拼接式底座的角度，使全位置管道焊接机器人适应不同尺寸的焊接管道，解决了焊接设备对焊接管道适配性差的问题，同时结构简单，作用效果显著，适于广泛推广。

实施例2

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请一并参阅图1至图6，本实施例提供的一种点焊设备的结构与实施例1基本相同，其不同之处在于：驱动机构13包括：驱动部件131、齿隙调节部件132和主动轮133，齿隙调节部件132与车体11连接，驱动部件131与齿隙调节部件132连接，主动轮133与驱动部件131输出端连接、且与固定在轨道5上的齿条7啮合，齿隙调节部件132用于调节主动轮133与齿条7的啮合齿隙。齿隙调节部件132与车体11滑动连接，通过调节齿隙调节部件132和车体11的相对位置，可调节主动轮133与齿条7合适的啮合齿隙，保证焊接机器的运行更加稳定，驱动部件131可以为电机，用于驱动主动轮133转动，带动全位置管道焊接机器人沿轨道5运动。

在本实施例中，位置调节单元2包括：水平调节机构21、竖直调节机构22、焊炬夹持机构23，竖直调节机构22与车体11连接，水平调节机构21与竖直调节机构22连接，焊炬夹持机构23分别与水平调节机构21和焊炬8连接。通过竖直调节机构22从竖直方向上对焊炬夹持机构23的位置进行调节，水平调节机构21从水平方向上对焊炬夹持机构23的位置进行调节；焊炬夹持机构23夹住焊炬8。该结构可通过调节焊炬8位置，使焊接机器人可以适应不同壁厚和不同坡度和尺寸的焊接工作。

在本实施例中，竖直调节机构22包括：丝杠、驱动件和滑块，丝杠设有两根，两根丝杠并排设置、且竖直固定在车体11上，两丝杠之间通过齿轮传动，驱动件设置在车体11上、且输出端通过联轴器与一根丝杠的一端连接，滑块与两根丝杠连接、且与水平调节机构21连接。驱动件可以为电机，驱动件运作带动丝杠转动，滑块沿丝杠竖直方向运动，实现水平调节机构21、焊炬夹持机构23和焊炬8竖直方向运动。

在本实施例中，水平调节机构21包括：滚珠丝杠、驱动元件和滑动件，并排设置的两根滚珠丝杠、且水平固定在滑块上，两滚珠丝杠之间通过齿轮传动，驱动元件设置在车体11上、且输出端通过联轴器与一根滚珠丝杠一端连接，滑动件与两根滚珠丝杠连接、且与焊炬夹持机构23连接。驱动元件可以为电机，驱动元件运作带动滚珠丝杠转动，滑动件沿滚珠丝杠水平方向运动，实现焊炬夹持机构23和焊炬8的水平方向运动。

在本实施例中，焊炬夹持机构23设有转动关节，转动关节一端为螺纹端，螺纹端通过螺母与滑动件连接，另一端为环形焊枪架，焊枪架与焊炬8连接。手动松开螺母，调节转动关节的角度，进而调节所夹持的焊炬8到合适的角度，拧紧螺母。该结构可适用于不同方向和角度的焊接工作。

在本实施例中，送丝单元3包括：送丝管31、送丝轮32、压丝轮33和驱动组件34，驱动组件34与车体11连接，送丝轮32与驱动组件34输出端连接；压丝轮33与送丝轮32并排设置、且与驱动组件34偏心连接；送丝管31固定连接在驱动组件34上，送丝管31一端对准压丝轮33与送丝轮32之间位置，另一端通过送丝软管与焊炬8连接。压丝轮33与驱动组件34为偏心连接，通过转动压丝轮33，可调节压丝轮33与送丝轮32间距，该结构可以调整合适的正压力，为送丝提供足够的动力。焊丝盘41通过支撑座42固定在车体11上，焊丝盘41上的焊丝经过送丝轮32与压丝轮33之间，驱动组件34驱动送丝轮32转动，带动焊丝穿过送丝管31，将焊丝通过送丝软管送到焊炬8，完成送丝工作。

实施例3

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请一并参阅图1至图6，本实施例提供的一种点焊设备的结构与实施例2基本相同，其不同之处在于：焊丝盘固定单元4包括：支撑座42、焊丝盘41、压紧环43和快拆元件44，支撑座42与车体11连接；焊丝盘41与支撑座42连接；压紧环43与支撑座42连接，用于固定焊丝盘41；快拆元件44与压紧环43连接、且一端与支撑座42卡接，用于压紧环43和支撑座42相对位置的固定，快拆元件44与压紧环43之间设有弹性件。

焊丝盘41安装于焊接机器人车体11上，极大程度上缩减了焊丝盘41到焊炬8的距离，使送丝单元3的送丝工作更轻松，同时也保证了送丝的稳定性。快拆元件44端部相对中间更粗，安装时将快拆元件44插入支撑座42和压紧环43，并且用端部卡住支撑座42，按压快拆元件44，使较粗的端部进入支撑座42，而较细的快拆元件44中部无法卡住支撑座42，提起压紧环43则可快速更换焊丝盘41，安装时，装入焊丝盘41，放下压紧环43，松开快拆元件44，弹性件可以为弹簧，弹性件带动快拆元件44移动，从而快拆元件44端部卡住支撑座42，该结构可以快速便捷更换焊丝盘41，提高了焊接效率，操作简单，更加适合狭小空间的快速安装拆卸工作。

压紧环43和支撑座42还可以通过定位销固定相对位置，在压紧环43和支撑座42上分别设置通孔，定位销穿过通孔固定相对位置；或者用螺钉固定，在压紧环43和支撑座42上分别设置螺纹孔，通过拧紧螺钉固定压紧环43和支撑座42相对位置。

实施例4

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请一并参阅图1至图6，本实施例提供的一种点焊设备的结构与实施例2基本相同，其不同之处在于：锁紧机构12设有：轮架、夹紧轮121、偏心轮122、手柄123和弹性元件124，轮架设置在车体11底部、且一端与车体11回转连接；夹紧轮121与轮架另一端连接；偏心轮122设置在车体11底部、且与车体11滑动连接；手柄123与车体11回转连接，用于夹紧轮121位置调节；弹性元件124一端与车体11连接，另一端连接在手柄123弯折处。

轮架一端与车体11回转连接，夹紧轮121固定在轮架另一端，可随着轮架上下转动，偏心轮122固定在车体11上，此时偏心轮122与夹紧轮121之间轮距大于轨道5宽度；手柄123一端与车体11回转连接，手柄123另一端向下转动可以推动轮架向下转动，使夹紧轮121与偏心轮122轮距小于轨道5宽度，实现夹紧轨道5，螺栓固定手柄123另一端，保证手柄123位置不变，使两轮间距不变，在运动中一直夹住轨道5，弹性元件124可以为弹片，弹性元件124一端连接车体11，另一端连接在手柄123弯折处，当手柄123向下转动，带动弹性元件124弯曲，弹性元件124给手柄123与车体11连接的一端施加向上的力，阻止手柄123回转夹紧轮121松动，导致车体11从轨道5脱出可以保证夹紧轮121和偏心轮122与轨道5两侧端面始终处于夹紧状态。该结构能够使车体11在轨道5更加稳定，同时便于安装与拆卸。偏心轮122与车体11滑动连接、且用螺栓固定，通过调节偏心轮122与车体11的相对位置，可调节偏心轮122与夹紧轮121间距，可实现偏心轮122与夹紧轮121夹紧轨道5。需要理解的是，术语“上”、“下”为基于附图所示的方位或位置关系，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。

实施例5

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请一并参阅图1至图6，本实施例提供的一种点焊设备的结构与实施例2基本相同，其不同之处在于：齿隙调节部件132包括：滑轨1321、移动部件1322和紧固件1323，滑轨1321设有两个，两个滑轨1321设置在同一直线上、且均与车体11连接；移动部件1322两端分别与两个滑轨1321连接，移动部件1322与驱动部件131连接；紧固件1323设有两个，设置在移动部件1322两端、且分别与两个滑轨1321连接，用于固定移动部件1322。滑轨1321可以为丝杆，紧固件1323可以为螺母，松开紧固件1323，调节移动部件1322与滑轨1321相对位置，进而调节与移动部件1322连接的驱动部件131的位置，也就是主动轮133与齿条7的啮合间隙，调节好合适的啮合间隙，固定两个紧固件1323。通过调节合适的啮合间隙，保证该全位置管道焊接机器人运行稳定。

实施例6

作为本发明实施例的一种具体实施方式，请一并参阅图1至图6，本实施例提供的一种点焊设备的结构与实施例2基本相同，其不同之处在于：支撑座42设有支撑轴和套轴，支撑轴与车体11连接，套轴与焊丝盘41连接、且与支撑轴可拆卸连接，套轴与支撑轴之间设有弹性装置。

支撑轴通过螺钉固定在车体11上，套轴通过螺钉固定在支撑轴上，弹性装置可以为弹簧，弹簧一端与支撑轴连接，另一端与套轴连接，弹簧通过舒张和收缩，可对套轴与支撑轴位置微调，有减震作用，适用于颠簸情况。套轴可以替换不同尺寸，用于适配不同型号的焊丝盘41。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种点焊设备，其特征在于，包括：

行走单元(1)，包括车体(11)、锁紧机构(12)和驱动机构(13)，所述车体(11)包括多个拼接式底座(111)，相邻所述拼接式底座(111)之间转动连接，所述锁紧机构(12)与所述车体(11)固定连接，所述驱动机构(13)与所述车体(11)连接；

位置调节单元(2)，与所述车体(11)连接，所述位置调节单元(2)与焊炬(8)连接，用于调节所述焊炬(8)的位置；

焊丝盘固定单元(4)，与所述车体(11)连接；

送丝单元(3)，与所述车体(11)连接，用于输送所述焊丝盘固定单元(4)固定的焊丝。

2.根据权利要求1所述的一种点焊设备，其特征在于，所述驱动机构(13)包括：

齿隙调节部件(132)，与所述车体(11)连接；

驱动部件(131)，与所述齿隙调节部件(132)连接；

主动轮(133)，与所述驱动部件(131)输出端固定连接、且与固定在轨道(5)上的齿条(7)啮合，所述齿隙调节部件(132)用于调节所述主动轮(133)与所述齿条(7)的啮合齿隙。

3.根据权利要求1所述的一种点焊设备，其特征在于，所述送丝单元(3)包括:

驱动组件(34)，与所述车体(11)连接；

送丝轮(32)，与所述驱动组件(34)输出端连接；

压丝轮(33)，与所述送丝轮(32)并排设置、且与所述驱动组件(34)偏心连接；

送丝管(31)，固定连接在所述驱动组件(34)上，所述送丝管(31)一端对准所述压丝轮(33)与所述送丝轮(32)之间位置，另一端通过送丝软管与所述焊炬(8)连接。

4.根据权利要求1所述的一种点焊设备，其特征在于，所述焊丝盘固定单元(4)包括：

支撑座(42)，与所述车体(11)连接；

焊丝盘(41)，与所述支撑座(42)连接；

压紧环(43)，与所述支撑座(42)连接，用于固定所述焊丝盘(41)；

快拆元件(44)，与所述压紧环(43)连接、且一端与所述支撑座(42)卡接，用于所述压紧环(43)和所述支撑座(42)相对位置的固定，所述快拆元件(44)与所述压紧环(43)之间设有弹性件。

5.根据权利要求1所述的一种点焊设备，其特征在于，所述锁紧机构(12)包括：

轮架，设置在所述车体(11)底部、且一端与所述车体(11)转动连接；

夹紧轮(121)，与所述轮架另一端连接；

偏心轮(122)，设置在所述车体(11)底部、且与所述车体(11)滑动连接；

手柄(123)，与所述车体(11)回转连接，用于所述夹紧轮(121)位置调节；

弹性元件(124)，一端与所述车体(11)固定连接，另一端与所述手柄(123)弯折处连接。

6.根据权利要求2所述的一种点焊设备，其特征在于，所述齿隙调节部件(132)包括：

滑轨(1321)，设有两个，两个所述滑轨(1321)设置在同一直线上、且均与所述车体(11)连接；

移动部件(1322)，两端分别与两个所述滑轨(1321)连接，所述移动部件(1322)与所述驱动部件(131)连接；

紧固件(1323)，设有两个，设置在所述移动部件(1322)两端、且分别与两个所述滑轨(1321)连接，用于固定所述移动部件(1322)。

7.根据权利要求1所述的一种点焊设备，其特征在于，所述位置调节单元(2)包括：

竖直调节机构(22)，与所述车体(11)连接；

水平调节机构(21)，与所述竖直调节机构(22)连接；

焊炬夹持机构(23)，分别与所述水平调节机构(21)和所述焊炬(8)连接。

8.根据权利要求7所述的一种点焊设备，其特征在于，所述焊炬夹持机构(23)设有转动关节，所述转动关节分别与所述水平调节机构(21)和所述焊炬(8)连接，用于所述焊炬(8)的角度调节。

9.根据权利要求8所述的一种点焊设备，其特征在于，所述转动关节一端为螺纹端，另一端为环形焊枪架，所述螺纹端通过螺母与所述水平调节机构(21)连接，所述焊枪架与所述焊炬(8)连接。

10.根据权利要求4所述的一种点焊设备，其特征在于，所述支撑座(42)包括：

支撑轴，与所述车体(11)连接；

套轴，与所述焊丝盘(41)连接、且与所述支撑轴可拆卸连接，所述套轴与所述支撑轴之间设有弹性装置。

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