CN113714690A - 管道焊接定位调节结构及其定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及管道焊接定位调节结构及其定位方法。由基座、焊接机器人滑轨、定位结构滑轨、端口定位结构和支撑定位结构组成，通过支撑定位结构对管道整体进行支撑。基座，与所述基座螺接、用以提供焊接机器人焊接位置调节所需轨道的焊接机器人滑轨，与所述基座螺接、用以提供定位组件调节轨道的定位结构滑轨，与所述定位结构滑轨滑动连接、设置有多组、单个支撑定位结构可以根据实际需求调节、形成非线型支撑力的支撑定位结构，以及与所述定位结构滑轨滑动连接、相对设置在支撑定位结构外侧、用以管道端口进行固定的端口定位结构。

Description

管道焊接定位调节结构及其定位方法

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，具体为管道焊接定位调节结构及其定位方法。

背景技术

焊接，也称作熔接、镕接，是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术。 焊接通过下列三种途径达成接合的目的，焊接设备可以对多种多样的形状的工件进行焊接，以达到所需的工程需求；

现有的焊接机器人在对圆管型工件进行焊接时，由于管道的结构圆滑，两节管道在进行焊接工作时，对中性能不够稳定，当两节管道长度不一时，由于长度不一致，因此管道的重心也会出现偏移，如果不能根据需求进行定位重心调节，会直接影响焊接工作的稳定性；

同时管道在焊接的过程中，需要转动以进行方位调节，由于管道的重量大，调节时的稳定性也至关重要，因此为了满足上述需求，需要管道焊接定位调节结构。

发明内容

发明目的：提供管道焊接定位调节结构，解决现有的管道在焊接工作时，不能及时进行重心调节的问题。

目的之二在于解决管道焊接定位调节结构在焊接过程中，管道的转动调节性能不够稳定灵活，定位的精准度不高的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

管道焊接定位调节结构，包括：基座，与所述基座螺接、用以提供焊接机器人焊接位置调节所需轨道的焊接机器人滑轨，与所述基座螺接、用以提供定位组件调节轨道的定位结构滑轨，与所述定位结构滑轨滑动连接、设置有多组、单个支撑定位结构可以根据实际需求调节、形成非线型支撑力的支撑定位结构，以及与所述定位结构滑轨滑动连接、相对设置在支撑定位结构外侧、用以管道端口进行固定的端口定位结构。

通过安装有焊接机器人滑轨，可以将焊接机器人安装在滑轨上方，与滑轨滑动完成焊接调节工作，通过设置有三个支撑定位结构，可以在中间支撑定位结构上进行焊接动作，通过外侧两个支撑定位结构进行支撑重心的调节，以达到预定的焊接支撑需求，同时通过端口定位结构对管道端口进行限位固定，能够在焊接工作时，通过对两端限位，以提升外侧支撑性能，避免由于端口得不到支撑从而造成管道向下倾斜，出现焊缝，直接影响焊接精准度以及稳定性。

根据本申请实施例的一个方面，所述定位结构滑轨的行程大于焊接机器人滑轨的运动行程；所述支撑定位结构单个调节可以形成两侧重心一致或者重心不一致的支撑力。

通过将行程设置为不一致，可以根据实际需求对工作行程进行调节，根据管道的长度以及两个管道的长短不一，进行支撑组件的调节以及焊接机器人焊接方位的调节，通过调节支撑重心，以达到最佳的管道支撑重心，避免焊接过程中管道出现倾斜。

根据本申请实施例的一个方面，所述端口定位结构包括：设置为两端支撑面积大于中间的凹凸结构的滑动支撑座，与所述滑动支撑座固定连接、用以保障组件安装的稳定性的安装架，与所述安装架卡槽连接、用以提供管道焊接调节的转动调节力的步进电机，与所述步进电机的输出轴传动连接、用以对管道一端进行限位、同时保障转动稳定性的转动卡盘，以及沿所述转动卡盘的中心向外侧延伸预定距离、设置为中心刚性外侧具有柔性的圆柱体的延伸固定轴。

通过安装有滑动支撑座，滑动支撑座根据管道的长度对端口固定位置进行调节，步进电机的输出轴带动转动卡盘以及卡盘内侧固定的管道进行转动，以达到焊接时进行转动调节的效果，延伸固定轴延伸至管道的内部，当管道的内径较小时，直接通过延伸固定轴进行管道的限位固定，延伸固定轴外侧设置有柔性收缩套，能够进一步保障限位固定的稳定性，不会出现滑动。

根据本申请实施例的一个方面，所述端口定位结构还包括：沿所述转动卡盘的轴向呈环形阵列分布、与其滑动连接、形成多向夹持定位力的限位块，与所述限位块粘贴连接、用以提升限位的紧密性的接触防滑垫。

通过安装有限位块和接触防滑垫，能够在管道内径大于延伸固定轴时，通过限位块向内侧运动，与管道的外表面相贴合，以达到对管道限位的效果，在管道内径超过两个限位块的直径时，可以通过将限位块从内至外运动对管道进行限位，限位的结构性能得到了进一步的保障，同时可以通过相邻限位块的内外相对运动进行配合进行夹持动作，以达到预定的夹持动作，夹持的就紧密性更高，不会在调节过程中出现松动。

根据本申请实施例的一个方面，所述支撑调节结构包括：设置为中间镂空的矩形、下端面与所述定位结构滑轨的上端面贴合、保障滑动支撑稳定性的支撑稳定座，与所述支撑稳定座的两侧固定、与所述定位结构滑轨套接、沿其滑轨横向往复滑动的配合滑动套，与所述支撑稳定座螺接、用以调节管道焊接高度的伸缩调节组件，与所述伸缩调节组件的输出端固定、用以保障工件支撑稳定性的支撑台，以及与所述支撑台滑动连接、形成对圆管的半环形支撑力的支撑调节结构。

通过安装有支撑稳定座和配合滑动套保障位移调节的稳定性，同时将支撑稳定座设置为镂空型，能够在一定程度上减轻建材的消耗，同时减小重量，避免由于重量过大，贴合紧密性过高，造成无法滑动，滑动的灵活性受到影响，支撑台以及支撑调节结构，能够保障管道支撑组件安装的稳定性，同时通过设置伸缩调节组件，能够根据管道的支撑需求对支撑高度进行调节，避免由于端口固定角度不同，造成焊接处出现缝隙，可以通过调节高度达到调节管道对准的准心。

根据本申请实施例的一个方面，所述支撑调节结构包括：与所述支撑台滑动连接的固定板，与所述固定板焊接、用以保障定位支撑稳定性的支撑固定块，开设于所述支撑固定块的上端、用以提供组件转动所需空间的调节限位槽，一端延伸至调节限位槽内部、与所述支撑固定块通过转轴转动连接的延伸转动杆，与所述延伸转动杆一体成型、用以提供组件转动所需支撑力的转动连接板，以及与所述转动连接板转动连接、与管道外端面相接触的调节辊轴。

通过安装有在支撑固定块上设置调节限位槽，延伸转动杆在调节限位槽内部转动，能够在不影响支撑稳定性的情况下进行调节，根据圆管的外径对相对两个调节辊轴之间的角度距离进行调节，以达到保障支撑稳定性的效果，如果调节辊轴的角度不可调，会直接造成管道支撑不全面，无法形成半圆形支撑点，支撑不稳定，同时调节辊轴具备自转能力，在管体积较小，无需通过端口定位结构进行定位时，可以直接通过调节辊轴的转动对焊接方位进行调节。

根据本申请实施例的一个方面，所述延伸转动杆的高度大于调节限位槽的高度，能够保障组件转动时的调节性能不会受到槽体影响。

管道焊接定位调节结构的定位方法，包括以下步骤：

S1、将需要进行焊接的两节管道放置在支撑定位结构上，将管道端口与端口定位结构固定；

S2、管道端口固定完成后，通过管道的长度以及重心的分配需要，分别对支撑定位结构的高度以及相邻两个支撑定位结构之间的距离进行调节，稳定重心；

S3、调节完成后，将焊接机器人与焊接机器人滑轨滑动连接，并且通过焊接机器人对管道进行焊接；

S4、焊接过程中通过组件的转动带动管道进行转动，以保障焊接的稳定性，完成整体焊接动作。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

通过安装有定位结构滑轨、端口定位结构和支撑定位结构，能够根据管道的直径大小、管道长度和焊接重心需求对支撑定位结构位置以及支撑组件进行调节，同时根据直径大小对端口定位结构进行调节，选择合适的定位方法进行定位，以达到预定的焊接需求，解决了上述提出的问题。

附图说明

图1为本发明管道焊接定位调节结构的立体图。

图2为本发明管道焊接定位调节结构的主视图。

图3为本发明支撑定位结构的立体图。

图4为本发明端口定位结构的立体图。

图5为本发明支撑调节结构的立体图。

图中：基座1、焊接机器人滑轨2、定位结构滑轨3、端口定位结构4、滑动支撑座401、安装架402、步进电机403、转动卡盘404、延伸固定轴405、限位块406、接触防滑垫407、支撑定位结构5、支撑稳定座501、配合滑动套502、伸缩调节组件503、支撑台504、支撑调节结构505、固定板5051、支撑固定块5052、调节限位槽5053、延伸转动杆5054、转动连接板5055、调节辊轴5056。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

申请人认为，市场上的管道焊接机器人，在对管道进行焊接时，仅仅采用定位结构对两节管道的焊接端口进行固定，仅仅对端口进行固定，在进行焊接工作时，由于焊接位置处温度较高，固定端外侧的向下重力过大，会直接造成管道变形，焊缝过大。

为此，申请人设计管道焊接定位调节结构，由基座、焊接机器人滑轨、定位结构滑轨、端口定位结构和支撑定位结构组成，通过支撑定位结构对管道整体进行支撑，以保障焊接重心，同时，通过端口定位结构对端口进行限位固定，进一步保障结构稳定性，根据管道的焊接需要进行组件的调节，以达到预定的焊接需求。

本发明涉及的焊接定位调节结构，在实际应用中，如图1至图5所示，包括：基座1、焊接机器人滑轨2、定位结构滑轨3、端口定位结构4和支撑定位结构5，其中，基座1的上方的后端安装有定位结构滑轨3，定位结构滑轨3的前端安装有焊接机器人滑轨2，定位结构滑轨3上方的两侧均安装有端口定位结构4，端口定位结构4与定位结构滑轨3滑动连接，两个定位结构滑轨3的内侧安装有支撑定位结构5，支撑定位结构5设置有三个，支撑定位结构5与定位结构滑轨3滑动连接。

本发明涉及的焊接定位调节结构，在实际应用中，如图1至图5所示，端口定位结构4包括滑动支撑座401、安装架402、步进电机403、转动卡盘404、延伸固定轴405、限位块406和接触防滑垫407，滑动支撑座401的上方的一侧安装有安装架402，安装架402的上方安装有步进电机403，步进电机403的输出端安装有转动卡盘404，转动卡盘404与步进电机403的输出轴传动连接，转动卡盘404内侧中间位置处安装有延伸固定轴405，延伸固定轴405的外侧安装有限位块406，限位块406设置有若干个，若干个限位块406呈环形阵列分布，限位块406的下端安装有接触防滑垫407，接触防滑垫407与限位块406粘贴连接。

在上述实施例中，进一步的，限位块406与转动卡盘404通过滑动组件滑动连接，组件相互滑动实现配合，以达到单个调节，或者多组相对调节，形成双向以及多向的夹持力，从管道的内侧、外侧或者同时进行内外两侧的夹持，根据管道的内径尺寸选择夹持方式，以达到预定的夹持效果。

本发明涉及的焊接定位调节结构，在实际应用中，如图1至图5所示，支撑定位结构5包括支撑稳定座501、配合滑动套502、伸缩调节组件503、支撑台504和支撑调节结构505，支撑稳定座501的外侧安装有配合滑动套502，配合滑动套502与定位结构滑轨3上的限位组件配合实现滑动，配合滑动套502的上方安装有伸缩调节组件503，伸缩调节组件503的上方安装有支撑台504，伸缩调节组件503的伸缩带动支撑台504进行上下往复滑动，支撑台504的上方安装有支撑调节结构505，支撑调节结构505与支撑台504滑动连接。

在上述实施例中，进一步的，支撑调节结构505包括：固定板5051、支撑固定块5052、调节限位槽5053、延伸转动杆5054和转动连接板5055、调节辊轴5056，其中，固定板5051上方的两侧均安装有支撑固定块5052，支撑固定块5052的上端均设置有调节限位槽5053，调节限位槽5053的内部安装有延伸转动杆5054，延伸转动杆5054与支撑固定块5052通过电动转轴转动连接，通过电动转轴的转动带动支撑固定块5052进行角度的调节，延伸转动杆5054的上方安装有转动连接板5055，转动连接板5055的内侧安装有调节辊轴5056，调节辊轴5056与转动连接板5055，转动连接。

在实际工况下，由于管道的尺寸多种多样，因此在对管道进行焊接时，需要根据管道的内外径尺寸选择合适的方式进行定位，从而保障焊接的准心，避免由于管道定位不准造成一侧焊缝过大。

当焊接管道的内径小于延伸固定轴405的外径时，首先对两个支撑调节结构505之间的距离进行调节，以达到对管道进行支撑，再对调节辊轴5056的支撑角度进行调节，以在不影响焊接工作的情况下保障稳定支撑性能，通过管道的长度对三个支撑定位结构5之间的距离进行调节，将焊接位置设置在中间支撑定位结构5上，通过端口定位结构4对管道两端进行定位，延伸固定轴405与管道对准进行一定的限位，以便找准焊接重心。

当焊接管道的内径大于延伸固定轴405的外径时，可以将延伸固定轴405延伸至管道的内侧，通过外侧的限位块406向管道外侧运动，使得接触防滑垫407与管道完全贴合，完成定位动作，在两节管道的中心对不准时，可以通过微调限位块406的运动方向，相对两个限位块406之间进行距离的配合调节，从而使得管道的定位中心点发生变化，能够更好地进行对准动作，相对于直接对管道进行固定，无法进行微调更加灵活。

当焊接管道的内径大于延伸固定轴405的外径，并且能够容纳两个限位块406在管道内侧时，可以通过限位块406由内向外对管道进行限位固定，相对于从内至外固定，由于管道内径变大，中心点不确定，焊接基准很容易出现偏差，因此需要从内至外进行限位，在保障中心点稳定的同时，可以内外相对夹持，两两相互配合，以达到最佳的夹持定位性能。

管道焊接定位调节结构的定位方法，包括以下步骤：

S1、将需要进行焊接的两节管道放置在支撑定位结构4上，将管道端口与端口定位结构4固定，实际与端口定位结构4固定方式，参照实施例中提到的根据管道的内径尺寸进行调节；

S2、管道端口固定完成后，通过管道的长度以及重心的分配需要，分别对支撑定位结构5的高度以及相邻两个支撑定位结构5之间的距离进行调节，稳定重心，根据管道的外径进行调节，不管管道外径的大小，两个调节辊轴5056始终对管道形成一个半圆形支撑区，以达到最优的支撑效果，通过伸缩调节组件503的伸缩对高度进行调节，通过延伸转动杆5054角度的变化对支撑范围进行调节；

S3、调节完成后，将焊接机器人与焊接机器人滑轨2滑动连接，并且通过焊接机器人对管道进行焊接；

S4、焊接过程中通过组件的转动带动管道进行转动，以保障焊接的稳定性，完成整体焊接动作，对管道进行转动调节时，通过步进电机403的输出轴带动转动卡盘404进行转动，从而带动管道进行转动，当管道的重量较小，可以直接通过调节辊轴5056对管道进行调节，避免造成差力造成焊接变形。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (9)

1.管道焊接定位调节结构，其特征在于，包括：

基座；

焊接机器人滑轨，与所述基座螺接、用以提供焊接机器人焊接位置调节所需轨道；

定位结构滑轨，与所述基座螺接、用以提供定位组件调节轨道；

支撑定位结构，与所述定位结构滑轨滑动连接、设置有多组、单个支撑定位结构可以根据实际需求调节、形成非线型支撑力；

端口定位结构，与所述定位结构滑轨滑动连接、相对设置在支撑定位结构外侧、用以管道端口进行固定。

2.根据权利要求1所述的管道焊接定位调节结构，其特征在于：所述定位结构滑轨的行程大于焊接机器人滑轨的运动行程；所述支撑定位结构单个调节可以形成两侧重心一致或者重心不一致的支撑力。

3.根据权利要求2所述的管道焊接定位调节结构，其特征在于：所述端口定位结构包括：

滑动支撑座，设置为两端支撑面积大于中间的凹凸结构；

安装架，与所述滑动支撑座固定连接、用以保障组件安装的稳定性；

步进电机，与所述安装架卡槽连接、用以提供管道焊接调节的转动调节力；

转动卡盘，与所述步进电机的输出轴传动连接、用以对管道一端进行限位、同时保障转动稳定性；

延伸固定轴，沿所述转动卡盘的中心向外侧延伸预定距离、设置为中心刚性外侧具有柔性的圆柱体。

4.根据权利要求3所述的管道焊接定位调节结构，其特征在于：所述端口定位结构还包括：

限位块，沿所述转动卡盘的轴向呈环形阵列分布、与其滑动连接、形成多向夹持定位力；

接触防滑垫，与所述限位块粘贴连接、用以提升限位的紧密性。

5.根据权利要求1所述的管道焊接定位调节结构，其特征在于：所述支撑调节结构包括：

支撑稳定座，设置为中间镂空的矩形、下端面与所述定位结构滑轨的上端面贴合、保障滑动支撑稳定性；

配合滑动套，与所述支撑稳定座的两侧固定、与所述定位结构滑轨套接、沿其滑轨横向往复滑动。

6.根据权利要求5所述的管道焊接定位调节结构，其特征在于：所述支撑调节结构还包括：

伸缩调节组件，与所述支撑稳定座螺接、用以调节管道焊接高度；

支撑台，与所述伸缩调节组件的输出端固定、用以保障工件支撑稳定性；

支撑调节结构，与所述支撑台滑动连接、形成对圆管的半环形支撑力。

7.根据权利要求6所述的管道焊接定位调节结构，其特征在于：所述支撑调节结构包括：

固定板，与所述支撑台滑动连接；

支撑固定块，与所述固定板焊接、用以保障定位支撑稳定性；

调节限位槽，开设于所述支撑固定块的上端、用以提供组件转动所需空间；

延伸转动杆，一端延伸至调节限位槽内部、与所述支撑固定块通过转轴转动连接；

转动连接板，与所述延伸转动杆一体成型、用以提供组件转动所需支撑力；

调节辊轴，与所述转动连接板转动连接、与管道外端面相接触。

8.根据权利要求7所述的管道焊接定位调节结构，其特征在于：所述延伸转动杆的高度大于调节限位槽的高度，能够保障组件转动时的调节性能不会受到槽体影响。

9.根据权利要求1至8任一项所述的管道焊接定位调节结构的定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将需要进行焊接的两节管道放置在支撑定位结构上，将管道端口与端口定位结构固定；

S2、管道端口固定完成后，通过管道的长度以及重心的分配需要，分别对支撑定位结构的高度以及相邻两个支撑定位结构之间的距离进行调节，稳定重心；

S3、调节完成后，将焊接机器人与焊接机器人滑轨滑动连接，并且通过焊接机器人对管道进行焊接；

S4、焊接过程中通过组件的转动带动管道进行转动，以保障焊接的稳定性，完成整体焊接动作。

Images