CN113732545B - 一种伸缩焊接头及自动寻位焊接机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明属于焊接设备技术领域，公开了一种伸缩焊接头及自动寻位焊接机器人，其技术要点是：包括工作台，所述工作台表面固定安装有固定板，工作台表面固定安装有固定柱，所述固定板共同滑动连接有控制环，所述控制环表面设置有外焊接机构，所述控制环内部安装有与外焊接机构相连接的寻位机构，所述安装柱内设置有与外侧焊接头相连接的伸缩机构，所述控制环侧壁安装有与固定板相连接的移动机构，所述固定柱穿过控制环并且连接有内焊接机构，所述外侧焊接头安装有联动机构，通过设置伸缩机构与外侧焊接头相互配合，通过设置联动机构与外侧焊接头和内焊接头相互配合，可以便捷的对管材的内外壁同时进行焊接，有效提高焊接质量。
Description
技术领域
本发明涉及焊接设备技术领域，具体是一种伸缩焊接头及自动寻位焊接机器人。
背景技术
管材是建筑工程中必不可少的材料，不同尺寸规格的管材在建筑工程中发挥着不同的作用，常用的有给水管、排水管、线路导管等，管材的好坏直接决定了工程质量。
初始时，管材大多是通过混凝土浇筑形成的水泥管，重量较大而且使用效果较差，随着科学技术的不断进步与发展，管材的使用材料也逐渐由金属材料替代。
现有的金属管材表面的焊缝通常是由人工手持焊机对其进行焊接，不仅焊接效率低下，而且对管材的焊接效果较差，影响管材的正常使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种伸缩焊接头及自动寻位焊接机器人，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种伸缩焊接头及自动寻位焊接机器人，包括工作台，所述工作台表面固定安装有多组固定板，多组所述固定板围绕工作台呈环形分布，工作台表面固定安装有固定柱，多组所述固定板共同滑动连接有控制环，所述控制环表面设置有外焊接机构，所述控制环内部安装有与外焊接机构相连接的寻位机构，所述外焊接机构包括有安装柱与外侧焊接头，所述安装柱与寻位机构相连接，所述寻位机构用以控制安装柱围绕控制环转动，所述安装柱内设置有与外侧焊接头相连接的伸缩机构，所述伸缩机构用以控制外侧焊接头沿安装柱的方向进行移动，所述控制环侧壁安装有与固定板相连接的移动机构，所述移动机构用以调节控制环沿固定板移动，所述固定柱表面设置有内焊接机构，所述内焊接机构包括有内焊接头、转动环与升降组件，所述转动环与固定柱表面滑动连接，所述内焊接头与转动环滑动连接，所述升降组件位于固定柱内部并且与转动环相连接，所述外侧焊接头与内焊接头共同安装有联动机构，所述外侧焊接头通过联动机构带动内焊接头围绕固定柱转动。
作为本发明进一步的方案：所述升降组件包括有固定柱内部开设的移动腔，固定柱表面开设有与移动腔连通的连接槽，所述移动腔内固定安装有第一电机，所述第一电机的输出轴固定连接有第一螺纹杆，所述第一螺纹杆表面螺纹连接有滑动块，所述滑动块表面固定安装有连接块，所述连接块穿过连接槽并且与转动环固定连接。
作为本发明进一步的方案：所述伸缩机构包括有安装柱内部开设的伸缩槽，所述伸缩槽内滑动安装有伸缩杆，所述伸缩杆的一端延伸出伸缩槽并且与外侧焊接头固定连接，所述伸缩杆内部开设有螺纹孔，所述伸缩槽内固定安装有第二电机，所述第二电机的输出轴固定安装有与螺纹孔螺纹连接的第二螺纹杆。
作为本发明进一步的方案：所述移动机构包括有控制环侧壁固定连接的固定块，所述固定块与固定板滑动连接，所述固定块内部转动安装有传动齿盘，所述传动齿盘连接有驱动件，所述固定板内固定安装有与传动齿盘啮合连接的齿条。
作为本发明进一步的方案：所述寻位机构包括有控制环圆周内壁开设的旋转槽，所述旋转槽内滑动安装有旋转环，旋转环表面固定安装有连接件，所述连接件延伸出旋转槽并且与安装柱固定连接，旋转环远离安装柱的侧壁开设有齿槽，控制环表面固定安装有第三电机，所述第三电机的输出轴固定连接有与旋转环啮合连接的旋转盘。
作为本发明进一步的方案：所述安装柱表面固定安装有激光测距传感器，所述控制环内部设置有与激光测距传感器电性连接的PLC控制器。
作为本发明进一步的方案：所述联动机构包括有内焊接头表面固定安装的第一磁性块，所述外侧焊接头表面固定安装有第二磁性块，所述第一磁性块与第二磁性块通过磁力相互吸引。
作为本发明进一步的方案：所述工作台表面设置有固定机构，所述固定机构包括有挤压部与调节部，所述挤压部用以对管材进行挤压固定，所述调节部与挤压部相连接。
作为本发明进一步的方案：所述挤压部包括有工作台表面开设的环形的放置槽，所述放置槽相对的两侧壁分别转动安装有连接杆，所述连接杆相对的两端分别转动连接有垫板，所述连接杆与调节部相连接。
作为本发明再进一步的方案：所述调节部包括有连接杆表面固定连接的控制绳，所述控制绳的一端延伸出工作台并且固定连接有卡接块，所述工作台底壁固定安装有与卡接块相互卡接的卡接柱。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过设置由伸缩槽、伸缩杆、螺纹孔、第二螺纹杆组成的伸缩机构与外侧焊接头相互配合，通过设置由第一磁性块、第二磁性块组成的联动机构与外侧焊接头和内焊接头相互配合，可以便捷的对管材的内外壁同时进行焊接，有效提高焊接质量，通过设置由旋转槽、旋转环、连接件、旋转盘、第三电机、激光测距传感器组成的寻位机构与外焊接机构相互配合，可以自动的对管材表面的焊缝进行寻找定位进而自动进行焊接，解决了现有的金属管材表面的焊缝通常是由人工手持焊机对其进行焊接，不仅焊接效率低下而且对管材的焊接效果较差影响管材的正常使用寿命的问题。
附图说明
图1为一种伸缩焊接头及自动寻位焊接机器人的结构示意图。
图2为图1中A的放大结构示意图。
图3为图1中B的放大结构示意图。
图4为一种伸缩焊接头及自动寻位焊接机器人中固定板及其连接结构的外部示意图。
图5为一种伸缩焊接头及自动寻位焊接机器人中控制环的俯视结构的示意图。
其中：1-工作台、2-固定板、3-控制环、4-固定柱、5-外焊接机构、51-安装柱、52-外侧焊接头、6-内焊接机构、61-内焊接头、62-转动环、63-升降组件、631-移动腔、632-连接槽、633-滑动块、634-连接块、635-第一螺纹杆、636-第一电机、7-伸缩机构、71-伸缩槽、72-伸缩杆、73-螺纹孔、74-第二电机、75-第二螺纹杆、8-移动机构、81-固定块、82-传动齿盘、83-滑槽、84-齿条、9-寻位机构、91-旋转槽、92-旋转环、93-连接件、94-第三电机、95-旋转盘、96-激光测距传感器、10-固定机构、101-挤压部、1011-放置槽、1012-连接杆、1013-垫板、102-调节部、1021-控制绳、1022-卡接块、1023-卡接柱、11-联动机构、111-第一磁性块、112-第二磁性块。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
如图1、图2、图3所示，为本发明的一个实施例提供的一种伸缩焊接头及自动寻位焊接机器人的结构图，包括工作台1，所述工作台1表面固定安装有多组固定板2，多组所述固定板2围绕工作台1呈环形分布，工作台1表面固定安装有固定柱4，多组所述固定板2共同滑动连接有控制环3，所述控制环3表面设置有外焊接机构5，所述控制环3内部安装有与外焊接机构5相连接的寻位机构9，所述外焊接机构5包括有安装柱51与外侧焊接头52，所述安装柱51与寻位机构9相连接，所述寻位机构9用以控制安装柱51围绕控制环3转动，所述安装柱51内设置有与外侧焊接头52相连接的伸缩机构7，所述伸缩机构7用以控制外侧焊接头52沿安装柱51的方向进行移动，所述控制环3侧壁安装有与固定板2相连接的移动机构8，所述移动机构8用以调节控制环3沿固定板2移动，所述固定柱4穿过控制环3并且连接有内焊接机构6，所述内焊接机构6包括有内焊接头61、转动环62与升降组件63，所述转动环62与固定柱4表面滑动连接，所述内焊接头61与转动环62滑动连接，所述升降组件63位于固定柱4内部并且与转动环62相连接，所述外侧焊接头52与内焊接头61共同安装有联动机构11，所述外侧焊接头52通过联动机构11带动内焊接头61围绕固定柱4转动。
在使用时，将需要焊接的管材竖直放置在工作台1表面使得固定柱4位于管材内腔，通过伸缩机构7调节外侧焊接头52的位置使其靠近管材表面，通过寻位机构9带动安装柱51围绕控制环3转动进而控制外侧焊接头52对准管材表面的焊缝，外侧焊接头52围绕控制环3转动时通过联动机构11带动内焊接头61围绕固定柱4旋转进而从管材内腔对准焊缝，在对管材进行焊接时，寻位机构9持续对管材表面焊缝位置进行寻找定位并且通过移动机构8与升降组件63对内焊接有61和外侧焊接头52的位置进行调整，通过外侧焊接头52与内焊接头61共同对管材焊缝进行焊接，可以有效提高焊接效率和焊接质量。
如图1、图3所示，作为本发明的一种优选实施例，所述升降组件63包括有固定柱4内部开设的移动腔631，固定柱4表面开设有与移动腔631连通的连接槽632，所述移动腔631内固定安装有第一电机636，所述第一电机636的输出轴固定连接有第一螺纹杆635，所述第一螺纹杆635表面螺纹连接有滑动块633，所述滑动块633表面固定安装有连接块634，所述连接块634穿过连接槽632并且与转动环62固定连接。
在使用时，启动第一电机636带动第一螺纹杆635转动进而控制滑动块633在移动腔631内移动，所述滑动块633移动通过连接块634带动转动环62沿着固定柱4的表面进行移动进而可以便捷的调整内焊接头61的高度，从管材内侧对焊缝进行高效焊接。
如图2所示，作为本发明的一种优选实施例，所述伸缩机构7包括有安装柱51内部开设的伸缩槽71，所述伸缩槽71内滑动安装有伸缩杆72，所述伸缩杆72的一端延伸出伸缩槽71并且与外侧焊接头52固定连接，所述伸缩杆72内部开设有螺纹孔73，所述伸缩槽71内固定安装有第二电机74，所述第二电机74的输出轴固定安装有与螺纹孔73螺纹连接的第二螺纹杆75。
在使用时，根据待焊接管材的尺寸需要调节外侧焊接头52位置时，启动第二电机74带动第二螺纹杆75转动，所述第二螺纹杆75转动通过与螺纹孔73螺纹连接进而带动伸缩杆72沿着伸缩槽71进行移动进而便捷的调整外侧焊接头52的位置使其靠近管材表面对管材焊缝进行焊接。
如图1、图2所示，作为本发明的一种优选实施例，所述移动机构8包括有控制环3侧壁固定连接的固定块81，所述固定块81与固定板2滑动连接，所述固定块81内部转动安装有传动齿盘82，所述传动齿盘82连接有驱动件，所述固定板2表面开设有滑槽83，所述滑槽83内固定安装有与传动齿盘82啮合连接的齿条84。
在使用时，通过驱动件带动传动齿盘82转动进而通过与滑槽83内的齿条84啮合传动带动固定块81沿着固定板2的方向移动进而带动控制环3沿着固定板2的方向移动对管材表面的长条型的焊缝进行全方位焊接。
如图1、图2、图5所示，作为本发明的一种优选实施例，所述寻位机构9包括有控制环3圆周内壁开设的旋转槽91，所述旋转槽91内滑动安装有旋转环92，旋转环92表面固定安装有连接件93，所述连接件93延伸出旋转槽91并且与安装柱51固定连接，旋转环92远离安装柱51的侧壁开设有齿槽，控制环3表面固定安装有第三电机94，所述第三电机94的输出轴固定连接有与旋转环92啮合连接的旋转盘95，所述安装柱51表面固定安装有激光测距传感器96，所述控制环3内部设置有与激光测距传感器96电性连接的PLC控制器。
在使用时，根据激光测距传感器96对管材表面的焊缝位置进行定位，当定位完成后，通过PLC控制器控制第三电机94启动带动旋转盘95转动，所述旋转盘95转动通过与旋转环92啮合传动带动旋转环92在旋转槽91内转动进而带动外侧焊接头52围绕管材表面进行移动使其与焊缝位置对准，在联动机构11的作用下，外侧焊接头52移动时可以同步带动内焊接头61在管材内腔旋转进而从管材内腔同时对准焊缝位置，在焊接过程中，通过激光测距传感器96持续对焊缝位置进行定位，通过PLC控制器对移动机构8与升降组件63进行调节进而调整外侧焊接头52与内焊接头61的高度。
如图2、图3所示，作为本发明的一种优选实施例，所述联动机构11包括有内焊接头61表面固定安装的第一磁性块111，所述外侧焊接头52表面固定安装有第二磁性块112，所述第一磁性块111与第二磁性块112通过磁力相互吸引。
外侧焊接头52转动时，通过第一磁性块111与第二磁性块112的磁力作用可以便捷的带动固定柱4表面的内焊接头61与外侧焊接头52同步转动进而对管材进行双侧焊接。
如图1所示，作为本发明的一种优选实施例，所述工作台1表面设置有固定机构10，所述固定机构10包括有挤压部101与调节部102，所述挤压部101用以对管材进行挤压固定，所述调节部102与挤压部101相连接。
如图1、图4所示，作为本发明的一种优选实施例，所述挤压部101包括有工作台1表面开设的环形的放置槽1011，所述放置槽1011相对的两侧壁分别转动安装有连接杆1012，所述连接杆1012相对的两端分别转动连接有垫板1013，所述连接杆1012与调节部102相连接。
如图1所示，作为本发明的一种优选实施例，所述调节部102包括有连接杆1012表面固定连接的控制绳1021，所述控制绳1021的一端延伸出工作台1并且固定连接有卡接块1022，所述工作台1底壁固定安装有与卡接块1022相互卡接的卡接柱1023。
在使用时，将管材放置到工作台1表面时，在卡接柱1023表面拉动卡接块1022移动进而控制控制绳1021带动连接杆1012转动使得垫板1013紧贴管材表面对管材进行位置固定。
本发明的工作原理是：在使用时，将需要焊接的管材竖直放置在工作台1表面使得固定柱4位于管材内腔，在卡接柱1023表面拉动卡接块1022移动进而控制控制绳1021带动连接杆1012转动使得垫板1013紧贴管材表面对管材进行位置固定。启动第二电机74带动第二螺纹杆75转动，所述第二螺纹杆75转动通过与螺纹孔73螺纹连接进而带动伸缩杆72沿着伸缩槽71进行移动进而便捷的调整外侧焊接头52的位置使其靠近管材表面对管材焊缝进行焊接，根据激光测距传感器96对管材表面的焊缝位置进行定位，当定位完成后，通过PLC控制器控制第三电机94启动带动旋转盘95转动，所述旋转盘95转动通过与旋转环92啮合传动带动旋转环92在旋转槽91内转动进而带动外侧焊接头52围绕管材表面进行移动使其与焊缝位置对准，在联动机构11的作用下，外侧焊接头52移动时可以同步带动内焊接头61在管材内腔旋转进而从管材内腔同时对准焊缝位置，在焊接过程中，通过激光测距传感器96持续对焊缝位置进行定位，通过PLC控制器对移动机构8与升降组件63进行调节进而调整外侧焊接头52与内焊接头61的高度，外侧焊接头52转动时，通过第一磁性块111与第二磁性块112的磁力作用可以便捷的带动固定柱4表面的内焊接头61与外侧焊接头52同步转动进而对管材进行双侧焊接。
上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (10)
1.一种伸缩焊接头及自动寻位焊接机器人，包括工作台，所述工作台表面固定安装有多组固定板，多组所述固定板围绕工作台呈环形分布，工作台表面固定安装有固定柱，其特征在于，多组所述固定板共同滑动连接有控制环，所述控制环表面设置有外焊接机构，所述控制环内部安装有与外焊接机构相连接的寻位机构，所述外焊接机构包括有安装柱与外侧焊接头，所述安装柱与寻位机构相连接，所述寻位机构用以控制安装柱围绕控制环转动，所述安装柱内设置有与外侧焊接头相连接的伸缩机构，所述伸缩机构用以控制外侧焊接头沿安装柱的方向进行移动，所述控制环侧壁安装有与固定板相连接的移动机构，所述移动机构用以调节控制环沿固定板移动，所述固定柱表面设置有内焊接机构，所述内焊接机构包括有内焊接头、转动环与升降组件，所述转动环与固定柱表面滑动连接，所述内焊接头与转动环滑动连接，所述升降组件位于固定柱内部并且与转动环相连接，所述外侧焊接头与内焊接头共同安装有联动机构，所述外侧焊接头通过联动机构带动内焊接头围绕固定柱转动。
2.根据权利要求1所述的一种伸缩焊接头及自动寻位焊接机器人，其特征在于，所述升降组件包括有固定柱内部开设的移动腔，固定柱表面开设有与移动腔连通的连接槽，所述移动腔内固定安装有第一电机，所述第一电机的输出轴固定连接有第一螺纹杆，所述第一螺纹杆表面螺纹连接有滑动块，所述滑动块表面固定安装有连接块，所述连接块穿过连接槽并且与转动环固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种伸缩焊接头及自动寻位焊接机器人，其特征在于，所述伸缩机构包括有安装柱内部开设的伸缩槽，所述伸缩槽内滑动安装有伸缩杆，所述伸缩杆的一端延伸出伸缩槽并且与外侧焊接头固定连接，所述伸缩杆内部开设有螺纹孔，所述伸缩槽内固定安装有第二电机，所述第二电机的输出轴固定安装有与螺纹孔螺纹连接的第二螺纹杆。
4.根据权利要求1所述的一种伸缩焊接头及自动寻位焊接机器人，其特征在于，所述移动机构包括有控制环侧壁固定连接的固定块，所述固定块与固定板滑动连接，所述固定块内部转动安装有传动齿盘，所述传动齿盘连接有驱动件，所述固定板内固定安装有与传动齿盘啮合连接的齿条。
5.根据权利要求1所述的一种伸缩焊接头及自动寻位焊接机器人，其特征在于，所述寻位机构包括有控制环圆周内壁开设的旋转槽，所述旋转槽内滑动安装有旋转环，旋转环表面固定安装有连接件，所述连接件延伸出旋转槽并且与安装柱固定连接，旋转环远离安装柱的侧壁开设有齿槽，控制环表面固定安装有第三电机，所述第三电机的输出轴固定连接有与旋转环啮合连接的旋转盘。
6.根据权利要求5所述的一种伸缩焊接头及自动寻位焊接机器人，其特征在于，所述安装柱表面固定安装有激光测距传感器，所述控制环内部设置有与激光测距传感器电性连接的PLC控制器。
7.根据权利要求1所述的一种伸缩焊接头及自动寻位焊接机器人，其特征在于，所述联动机构包括有内焊接头表面固定安装的第一磁性块，所述外侧焊接头表面固定安装有第二磁性块，所述第一磁性块与第二磁性块通过磁力相互吸引。
8.根据权利要求1所述的一种伸缩焊接头及自动寻位焊接机器人，其特征在于，所述工作台表面设置有固定机构，所述固定机构包括有挤压部与调节部，所述挤压部用以对管材进行挤压固定，所述调节部与挤压部相连接。
9.根据权利要求8所述的一种伸缩焊接头及自动寻位焊接机器人，其特征在于，所述挤压部包括有工作台表面开设的环形的放置槽，所述放置槽相对的两侧壁分别转动安装有连接杆，所述连接杆相对的两端分别转动连接有垫板，所述连接杆与调节部相连接。
10.根据权利要求9所述的一种伸缩焊接头及自动寻位焊接机器人，其特征在于，所述调节部包括有连接杆表面固定连接的控制绳，所述控制绳的一端延伸出工作台并且固定连接有卡接块，所述工作台底壁固定安装有与卡接块相互卡接的卡接柱。
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2021
- 2021-08-11 CN CN202110918583.6A patent/CN113732545B/zh active Active
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