CN113102939B - 一种对接自动化焊接系统 - Google Patents

Abstract

一种对接自动化焊接系统，包括焊接机床、内胀工装和机器人焊接系统；焊接机床包括头座、底座和尾座，头座与底座的一端相连接，尾座可滑动地连接于底座的另一端；头座与内胀工装的一端连接，且驱动内胀工装转动，内胀工装的另一端用于穿设于第一段八边形箱体内，尾座用于与最后一段八边形箱体相连接；机器人焊接系统设于底座上靠近头座的位置，用于将相邻的八边形箱体相焊接。依次排列的多段八边形箱体设于头座和尾座之间，尾座可对依次排列的多段八边形箱体进行压紧，头座驱动内胀工装转动，进而带动第一段八边形箱体转动，通过机器人焊接系统实现了相邻的八边形箱体的自动焊接，有效保障焊接质量。

Description

一种对接自动化焊接系统

技术领域

本发明属于金属自动焊接领域，更具体地，涉及一种对接自动化焊接系统。

背景技术

一种发射箱箱体由九段截面为八边形的铝合金箱体依次对接焊接，发射箱箱体为大型薄壁件，外形截面为八边形的箱体，共八条八边形焊缝，由于焊缝的八边形结构，使得部分焊缝直线度不理想。

现有技术中，发射箱箱体焊接时采用人工焊接，工作强度大，焊接热输入不均匀，以此同时，发射箱箱体焊接时装夹多采用简单工装靠人力调整压紧，装配难度大且工作效率低，使得发射箱箱体的焊接质量、形位公差和尺寸公差不易控制。

因此，期待发明一种对接自动化焊接系统，能够有效解决现有技术中由于采用人工焊接及压紧工装靠人力调整压紧而导致的发射箱箱体的焊接质量、形位公差和尺寸公差不易控制的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种对接自动化焊接系统，能够有效解决现有技术中由于采用人工焊接及压紧工装靠人力调整压紧而导致的发射箱箱体的焊接质量、形位公差和尺寸公差不易控制的问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种对接自动化焊接系统，用于将依次排列的多段八边形箱体相焊接，其特征在于，所述焊接系统包括焊接机床、内胀工装和机器人焊接系统；

所述焊接机床包括头座、底座和尾座，所述头座与所述底座的一端相连接，所述尾座可滑动地连接于所述底座的另一端；

所述头座与所述内胀工装的一端连接，且驱动所述内胀工装转动，所述内胀工装的另一端用于穿设于第一段所述八边形箱体内，所述尾座用于与最后一段所述八边形箱体相连接；

所述机器人焊接系统设于所述底座上靠近所述头座的位置，用于将相邻的所述八边形箱体相焊接。

可选地，所述内胀工装包括芯轴、可移动内胀机构、焊接内胀机构和前端内胀机构；

所述前端内胀机构套设于所述芯轴的一端，所述可移动内胀机构可移动地套设于所述芯轴的另一端，所述焊接内胀机构套设于所述芯轴上靠近所述前端内胀机构的位置；

所述芯轴的所述另一端与所述头座连接，能够在所述头座的驱动下转动；

所述前端内胀机构、所述焊接内胀机构和所述可移动内胀机构依次穿设于所述八边形箱体内，且支撑于所述八边形箱体的内壁；

当所述芯轴转动时，带动所述可移动内胀机构、所述焊接内胀机构和所述前端内胀机构转动，从而带动所述八边形箱体转动。

可选地，所述机器人焊接系统包括固定架、升降机构、焊接机器人和焊接机头；

所述固定架的底部固定于所述底座上，所述升降机构连接于所述固定架的上部，所述焊接机器人连接于所述升降机构，能够在所述升降机构的驱动下升降，所述焊接机头与所述焊接机器人的输出端连接。

可选地，还包括至少一个支撑机构；

所述至少一个支撑机构设于所述机器人焊接系统和所述尾座之间，且可滑动地连接于所述底座。

可选地，所述支撑机构包括滚轮架和支撑环；

所述滚轮架的底部固定于所述底座上，所述支撑环与所述滚轮架通过一对滚轮可滚动地连接；

所述支撑环的内周轮廓与所述八边形箱体的外轮廓相配合，用于穿过所述八边形箱体。

可选地，所述支撑环上还设有多个内撑件；

每个所述内撑件的一端可滑动地连接于所述支撑环上，另一端能够抵接于所述八边形箱体的外表面，用于支撑所述八边形箱体。

可选地，所述支撑环与所述内胀工装同轴设置。

可选地，还包括一对外压工装；

一个所述外压工装套设于一段所述八边形箱体上靠近焊接边的位置，另一个所述外压工装套设于相邻的另一段所述八边形箱体上靠近焊接边的位置，用于防止待焊接的八边形箱体在焊接过程中变形。

可选地，所述多段八边形箱体沿所述底座的长度方向依次同轴设置。

可选地，所述头座和所述尾座分别设有第一花盘和第二花盘，所述第一花盘和所述第二花盘分别朝向所述多段八边形箱体设置；

所述第一花盘与所述芯轴的端部通过法兰座连接，所述第二花盘与最后一段所述八边形箱体相固定。

本发明的有益效果在于：

焊接系统包括焊接机床、内胀工装和机器人焊接系统，焊接机床包括头座、底座和尾座，头座与底座的一端相连接，尾座可滑动地连接于底座的另一端，头座与内胀工装的一端连接，且驱动内胀工装转动，内胀工装的另一端用于穿设于第一段八边形箱体内，尾座用于与最后一段八边形箱体相连接，机器人焊接系统设于底座上靠近头座的位置，用于将相邻的八边形箱体相焊接；依次排列的多段八边形箱体设于头座和尾座之间，尾座可对依次排列的多段八边形箱体进行压紧，头座驱动内胀工装转动，内胀工装的一端穿设于第一段八边形箱体内，进而带动第一段八边形箱体转动，通过机器人焊接系统实现了相邻的八边形箱体的自动焊接，且在焊接过程中可实时对机器人焊接系统进行干预，可实现弧长跟踪、焊接摆动、焊接对中调整，焊接速度调整等功能，有效保障焊接质量，相邻的八边形箱体焊接结束后，远离焊接机床方向拉走尾座，尾座带动压紧的最后一段八边形箱体向远离焊接机床的方向移动，焊接后的相邻的八边形箱体向尾座方向移动，机器人焊接系统继续焊接剩余段八边形箱体，有效解决现有技术中由于采用人工焊接及压紧工装靠人力调整压紧而导致的发射箱箱体的焊接质量、形位公差和尺寸公差不易控制的问题。

本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本发明的一个实施例的对接自动化焊接系统的结构示意图。

图2示出了根据本发明的一个实施例的对接自动化焊接系统的焊接机床的结构示意图。

图3示出了根据本发明的一个实施例的对接自动化焊接系统的内胀工装的结构示意图。

图4示出了根据本发明的一个实施例的对接自动化焊接系统的支撑机构的结构示意图。

图5示出了根据本发明的一个实施例的对接自动化焊接系统的机器人焊接系统的结构示意图。

附图标记说明

1、头座；11、第一花盘；2、底座；3、尾座；31、第二花盘；4、内胀工装；41、可移动内胀机构；42、芯轴；43、焊接内胀机构；44、前端内胀机构；5、机器人焊接系统；51、固定架；52、升降机构；53、焊接机器人；54、焊接机头；6、外压工装；7、支撑机构；71、滚轮架；72、支撑环；73、滚轮；74、内撑件；8、八边形箱体

具体实施方式

下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

根据本发明的一种对接自动化焊接系统，用于将依次排列的多段八边形箱体相焊接，焊接系统包括焊接机床、内胀工装和机器人焊接系统；

焊接机床包括头座、底座和尾座，头座与底座的一端相连接，尾座可滑动地连接于底座的另一端；

头座与内胀工装的一端连接，且驱动内胀工装转动，内胀工装的另一端用于穿设于第一段八边形箱体内，尾座用于与最后一段八边形箱体相连接；

机器人焊接系统设于底座上靠近头座的位置，用于将相邻的八边形箱体相焊接。

具体地，焊接系统包括焊接机床、内胀工装和机器人焊接系统，焊接机床包括头座、底座和尾座，头座与底座的一端相连接，尾座可滑动地连接于底座的另一端，头座与内胀工装的一端连接，且驱动内胀工装转动，内胀工装的另一端用于穿设于第一段八边形箱体内，尾座用于与最后一段八边形箱体相连接，机器人焊接系统设于底座上靠近头座的位置，用于将相邻的八边形箱体相焊接；依次排列的多段八边形箱体设于头座和尾座之间，尾座可对依次排列的多段八边形箱体进行压紧，头座驱动内胀工装转动，内胀工装的一端穿设于第一段八边形箱体内，进而带动第一段八边形箱体转动，通过机器人焊接系统实现了相邻的八边形箱体的自动焊接，且在焊接过程中可实时对机器人焊接系统进行干预，可实现弧长跟踪、焊接摆动、焊接对中调整，焊接速度调整等功能，有效保障焊接质量，相邻的八边形箱体焊接结束后，远离焊接机床方向拉走尾座，尾座带动压紧的最后一段八边形箱体向远离焊接机床的方向移动，焊接后的相邻的八边形箱体向尾座方向移动，机器人焊接系统继续焊接剩余段八边形箱体，有效解决现有技术中由于采用人工焊接及压紧工装靠人力调整压紧而导致的发射箱箱体的焊接质量、形位公差和尺寸公差不易控制的问题。

在一个示例中，内胀工装包括芯轴、可移动内胀机构、焊接内胀机构和前端内胀机构；

前端内胀机构套设于芯轴的一端，可移动内胀机构可移动地套设于芯轴的另一端，焊接内胀机构套设于芯轴上靠近前端内胀机构的位置；

芯轴的另一端与头座连接，能够在头座的驱动下转动；

前端内胀机构、焊接内胀机构和可移动内胀机构依次穿设于八边形箱体内，且支撑于八边形箱体的内壁；

当芯轴转动时，带动可移动内胀机构、焊接内胀机构和前端内胀机构转动，从而带动八边形箱体转动。

具体地，内胀工装包括芯轴、可移动内胀机构、焊接内胀机构和前端内胀机构，前端内胀机构、焊接内胀机构和可移动内胀机构依次穿设于八边形箱体内，可支撑焊缝两侧的八边形箱体的内壁，保证了八边形箱体的同轴度，可移动内胀机构可根据八边形箱体长度调整位置，轴向定位八边形箱体。

进一步地，可移动内胀机构上设有定位机构，可移动内胀机构通过定位机构能够锁紧到芯轴上。

在一个示例中，机器人焊接系统包括固定架、升降机构、焊接机器人和焊接机头；

固定架的底部固定于底座上，升降机构连接于固定架的上部，焊接机器人连接于升降机构，能够在升降机构的驱动下升降，焊接机头与焊接机器人的输出端连接。

具体地，焊接机器人包括机器人操作手、变位机、控制器、焊接系统、焊接传感器和中央控制计算机，受中央控制计算机控制，焊接机器人可完成焊接动作和操作，焊接机器人为现有技术，本领域技术人员很容易掌握，此处不做赘述。

在一个示例中，焊接系统还包括至少一个支撑机构；

至少一个支撑机构设于机器人焊接系统和尾座之间，且可滑动地连接于底座。

在一个示例中，支撑机构包括滚轮架和支撑环；

滚轮架的底部固定于底座上，支撑环与滚轮架通过一对滚轮可滚动地连接；

支撑环的内周轮廓与八边形箱体的外轮廓相配合，用于穿过八边形箱体。

具体地，支撑机构包括滚轮架和支撑环，滚轮架安装在焊接机床的底座上，可以在底座导轨上移动。

在一个示例中，支撑环上还设有多个内撑件；

每个内撑件的一端可滑动地连接于支撑环上，另一端能够抵接于八边形箱体的外表面，用于支撑八边形箱体。

具体地，支撑环上还设有多个内撑件，用于支撑八边形箱体，防止八边形箱体变形。

在一个示例中，支撑环与内胀工装同轴设置。

具体地，支撑环与内胀工装同轴设置，这种设置方式可支撑八边形箱体以保证八边形箱体的同轴度。

在一个示例中，焊接系统还包括一对外压工装；

一个外压工装套设于一段八边形箱体上靠近焊接边的位置，另一个外压工装套设于相邻的另一段八边形箱体上靠近焊接边的位置，用于防止待焊接的八边形箱体在焊接过程中变形。

具体地，一个外压工装分别安装在焊缝两侧，可防止焊接过程中八边形箱体变形。

在一个示例中，多段八边形箱体沿底座的长度方向依次同轴设置。

在一个示例中，头座和尾座分别设有第一花盘和第二花盘，第一花盘和第二花盘分别朝向多段八边形箱体设置；

第一花盘与芯轴的端部通过法兰座连接，第二花盘与最后一段八边形箱体相固定。

实施例

如图1-5所示，一种对接自动化焊接系统，用于将依次排列的多段八边形箱体8相焊接，焊接系统包括焊接机床、内胀工装4和机器人焊接系统5；

焊接机床包括头座1、底座2和尾座3，头座1与底座2的一端相连接，尾座3可滑动地连接于底座2的另一端；

头座1与内胀工装4的一端连接，且驱动内胀工装4转动，内胀工装4的另一端用于穿设于第一段八边形箱体8内，尾座3用于与最后一段八边形箱体8相连接；

机器人焊接系统5设于底座2上靠近头座1的位置，用于将相邻的八边形箱体8相焊接。

其中，内胀工装4包括芯轴42、可移动内胀机构41、焊接内胀机构43和前端内胀机构44；前端内胀机构套44设于芯轴42的一端，可移动内胀机构41可移动地套设于芯轴42的另一端，焊接内胀机构43套设于芯轴42上靠近前端内胀机构44的位置；芯轴42的另一端与头座1连接，能够在头座1的驱动下转动；前端内胀机构44、焊接内胀机构43和可移动内胀机41构依次穿设于八边形箱体8内，且支撑于八边形箱体8的内壁；当芯轴42转动时，带动可移动内胀机构41、焊接内胀机构43和前端内胀机构44转动，从而带动八边形箱体8转动。机器人焊接系统5包括固定架51、升降机构52、焊接机器人53和焊接机头54；固定架51的底部固定于底座2上，升降机构52连接于固定架51的上部，焊接机器人53连接于升降机构52，能够在升降机构52的驱动下升降，焊接机头54与焊接机器人53的输出端连接。多段八边形箱体8沿底座2的长度方向依次同轴设置。头座1和尾座3分别设有第一花盘11和第二花盘31，第一花盘11和第二花盘31分别朝向多段八边形箱体8设置；第一花盘11与芯轴42的端部通过法兰座连接，第二花盘31与最后一段八边形箱体8相固定。

如图1和4所示，焊接系统还包括至少一个支撑机构7；至少一个支撑机构7设于机器人焊接系统5和尾座3之间，且可滑动地连接于底座2。

其中，支撑机构7包括滚轮架71和支撑环72；滚轮架71的底部固定于底座2上，支撑环72与滚轮架71通过一对滚轮73可滚动地连接；支撑环72的内周轮廓与八边形箱体8的外轮廓相配合，用于穿过八边形箱体8。支撑环72上还设有多个内撑件74；每个内撑件74的一端可滑动地连接于支撑环72上，另一端能够抵接于八边形箱体8的外表面，用于支撑八边形箱体8。支撑环72与内胀工装4同轴设置。

如图1所示，焊接系统还包括一对外压工装6；一个外压工装6套设于一段八边形箱体8上靠近焊接边的位置，另一个外压工装6套设于相邻的另一段八边形箱体8上靠近焊接边的位置，用于防止待焊接的八边形箱体8在焊接过程中变形。

焊接系统使用过程如下：

根据待焊接的八边形箱体8的长度，调节可移动內胀机构41到焊接內胀机构43的距离，然后将可移动內胀机构41锁紧到芯轴42上；

将第一段八边形箱体8安装到內胀工装4上；

将最后一段八边形箱体8安装到尾座3上，推动尾座3向头座1方向移动以进行焊缝对接操作并压紧八边形箱体8；

检查焊缝对接状态，满足焊接要求后，通过尾座3轴向压紧依次排列的多段八边形箱体8；

将一对外压工装6安装到焊缝的两侧，并使用支撑机构7完成对八边形箱体8的压紧；

通过控制焊接机器人53，将焊接机头54移动到焊缝位置，调整焊接机器人53姿态和焊接机头54位置后，起弧焊接。

以此方式将第一段和第二段八边形箱体8相焊接；

按上述方式完成第三段至第五段八边形箱体8的焊接；

焊接完成第五段八边形箱体8后，将一个支撑机构7套装于第五段八边形箱体8上，防止依次焊接后的八边形箱体8悬空过长影响其直线度；

按上述方式完成剩余八边形箱体8的焊接。

综上所述，焊接系统包括焊接机床、内胀工装和机器人焊接系统，焊接机床包括头座、底座和尾座，头座与底座的一端相连接，尾座可滑动地连接于底座的另一端，头座与内胀工装的一端连接，且驱动内胀工装转动，内胀工装的另一端用于穿设于第一段八边形箱体内，尾座用于与最后一段八边形箱体相连接，机器人焊接系统设于底座上靠近头座的位置，用于将相邻的八边形箱体相焊接；依次排列的多段八边形箱体设于头座和尾座之间，尾座可对依次排列的多段八边形箱体进行压紧，头座驱动内胀工装转动，内胀工装的一端穿设于第一段八边形箱体内，进而带动第一段八边形箱体转动，通过机器人焊接系统实现了相邻的八边形箱体的自动焊接，且在焊接过程中可实时对机器人焊接系统进行干预，可实现弧长跟踪、焊接摆动、焊接对中调整，焊接速度调整等功能，有效保障焊接质量，相邻的八边形箱体焊接结束后，远离焊接机床方向拉走尾座，尾座带动压紧的最后一段八边形箱体向远离焊接机床的方向移动，焊接后的相邻的八边形箱体向尾座方向移动，机器人焊接系统继续焊接剩余段八边形箱体，有效解决现有技术中由于采用人工焊接及压紧工装靠人力调整压紧而导致的发射箱箱体的焊接质量、形位公差和尺寸公差不易控制的问题。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (9)

1.一种对接自动化焊接系统，用于将依次排列的多段八边形箱体相焊接，其特征在于，所述焊接系统包括焊接机床、内胀工装和机器人焊接系统；

所述焊接机床包括头座、底座和尾座，所述头座与所述底座的一端相连接，所述尾座可滑动地连接于所述底座的另一端；

所述头座与所述内胀工装的一端连接，且驱动所述内胀工装转动，所述内胀工装的另一端用于穿设于第一段所述八边形箱体内，所述尾座用于与最后一段所述八边形箱体相连接；

所述机器人焊接系统设于所述底座上靠近所述头座的位置，用于将相邻的所述八边形箱体相焊接；

其中，所述内胀工装包括芯轴、可移动内胀机构、焊接内胀机构和前端内胀机构；

所述前端内胀机构套设于所述芯轴的一端，所述可移动内胀机构可移动地套设于所述芯轴的另一端，所述焊接内胀机构套设于所述芯轴上靠近所述前端内胀机构的位置；

所述芯轴的所述另一端与所述头座连接，能够在所述头座的驱动下转动；

所述前端内胀机构、所述焊接内胀机构和所述可移动内胀机构依次穿设于所述八边形箱体内，且支撑于所述八边形箱体的内壁；

当所述芯轴转动时，带动所述可移动内胀机构、所述焊接内胀机构和所述前端内胀机构转动，从而带动所述八边形箱体转动。

2.根据权利要求1所述的对接自动化焊接系统，其特征在于，所述机器人焊接系统包括固定架、升降机构、焊接机器人和焊接机头；

所述固定架的底部固定于所述底座上，所述升降机构连接于所述固定架的上部，所述焊接机器人连接于所述升降机构，能够在所述升降机构的驱动下升降，所述焊接机头与所述焊接机器人的输出端连接。

3.根据权利要求1所述的对接自动化焊接系统，其特征在于，还包括至少一个支撑机构；

所述至少一个支撑机构设于所述机器人焊接系统和所述尾座之间，且可滑动地连接于所述底座。

4.根据权利要求3所述的对接自动化焊接系统，其特征在于，所述支撑机构包括滚轮架和支撑环；

所述滚轮架的底部固定于所述底座上，所述支撑环与所述滚轮架通过一对滚轮可滚动地连接；

所述支撑环的内周轮廓与所述八边形箱体的外轮廓相配合，用于穿过所述八边形箱体。

5.根据权利要求4所述的对接自动化焊接系统，其特征在于，所述支撑环上还设有多个内撑件；

每个所述内撑件的一端可滑动地连接于所述支撑环上，另一端能够抵接于所述八边形箱体的外表面，用于支撑所述八边形箱体。

6.根据权利要求4所述的对接自动化焊接系统，其特征在于，所述支撑环与所述内胀工装同轴设置。

7.根据权利要求1所述的对接自动化焊接系统，其特征在于，还包括一对外压工装；

一个所述外压工装套设于一段所述八边形箱体上靠近焊接边的位置，另一个所述外压工装套设于相邻的另一段所述八边形箱体上靠近焊接边的位置，用于防止待焊接的八边形箱体在焊接过程中变形。

8.根据权利要求1所述的对接自动化焊接系统，其特征在于，所述多段八边形箱体沿所述底座的长度方向依次同轴设置。

9.根据权利要求1所述的对接自动化焊接系统，其特征在于，所述头座和所述尾座分别设有第一花盘和第二花盘，所述第一花盘和所述第二花盘分别朝向所述多段八边形箱体设置；

所述第一花盘与所述芯轴的端部通过法兰座连接，所述第二花盘与最后一段所述八边形箱体相固定。

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