CN114227089B - 一种大型管道、容器自爬行式自动焊接装置 - Google Patents

一种大型管道、容器自爬行式自动焊接装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种大型管道、容器自爬行式自动焊接装置,包括包括焊枪、焊枪运动机构、环转机构及爬升机构;所述焊枪运动机构包括旋转组件、进给组件、升降组件及移动组件;所述焊枪连接于旋转组件上,旋转组件连接于进给组件,进给组件连接于升降组件,升降组件连接于移动组件上;所述环转机构包括上滑块及下滑块;所述上滑块与下滑块均呈圆弧状,上滑块滑动连接于下滑块,上滑块的外弧面上连接有伸缩式磁性件a,下滑块的外弧面上连接有伸缩式磁性件b,移动组件滑动连接于上滑块的顶端。本发明可以完成管道或金属容器内壁的自动焊接,相当的省时省力;且在焊接工作时整个装置稳固可靠,保证焊缝的精准性,进而保证焊接的质量。

Description

一种大型管道、容器自爬行式自动焊接装置
技术领域
本发明涉及焊接装置技术领域,尤其涉及一种大型管道、容器自爬行式自动焊接装置。
背景技术
两个管道或者两个金属容器进行组对焊接时,主要包括管道或金属容器组对操作和管道或容器焊接操作;当外径相同的管道或金属容器,组对焊接需要保证管道与管道之间,或者容器与容器之间的同心度,还需要保证组对焊口内外错边值符合标准规定的要求。
在现有技术中,两个管道或金属容器的焊接目前主流的还是手工外壁环型焊接,这样对于剖口较大的焊缝来说尤其考验焊工的技术,而且难以保证焊接的质量的稳定性,焊接效率低下且增大劳动强度;现有的自动焊接设备多数针对结构件的外部焊接,一般不能进行狭小管道内壁的焊接作业,对于竖立状态的大型管道人员很难进行内部焊接,目前市面上采用车型机器人在内壁爬行方式容易导致路线的偏差、打滑导致焊缝质量较差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大型管道、容器自爬行式自动焊接装置,可以完成管道或金属容器内壁的自动焊接,相当的省时省力;且在焊接工作时整个装置稳固可靠,保证焊缝的精准性,进而保证焊接的质量,以达到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:
一种大型管道、容器自爬行式自动焊接装置,包括焊枪、焊枪运动机构、环转机构及爬升机构;所述焊枪运动机构包括旋转组件、进给组件、升降组件及移动组件;所述焊枪连接于旋转组件上,旋转组件连接于进给组件,进给组件连接于升降组件,升降组件连接于移动组件上;所述环转机构包括上滑块及下滑块;所述上滑块与下滑块均呈圆弧状,上滑块滑动连接于下滑块,上滑块的外弧面上连接有伸缩式磁性件a,下滑块的外弧面上连接有伸缩式磁性件b,移动组件滑动连接于上滑块的顶端;所述爬升机构包括升降块及升降装置,所述升降块呈圆弧状,升降装置连接于升降块上,下滑块连接于升降装置上,且升降块的外弧面上连接有伸缩式磁性件c。
本发明的进一步改进方案是,所述旋转组件包括旋转支架、电子旋转头及夹套;所述电子旋转头连接于旋转支架上,夹套连接于电子旋转头的顶端,焊枪可拆卸的连接于夹套上;所述升降组件包括升降电机、升降丝杠及升降板;所述旋转支架连接于升降板上,升降板上连接有滑套;所述升降电机连接于支座上,升降丝杠连接于升降电机的输出轴上,升降丝杠螺纹配合于升降板上,支座上连接有滑杆,且滑杆滑动连接于滑套。
本发明的进一步改进方案是,所述进给组件包括进给电机、进给丝杠及基座;所述进给丝杠转动连接于轴承座上,进给电机连接于进给丝杆的一端,基座螺纹配合于进给丝杠,且基座滑动连接于移动组件上,支座连接于基座的顶端。
本发明的进一步改进方案是,所述移动组件包括U型板及驱动系统,驱动系统连接于U型板的顶部,且驱动系统驱动U型板在上滑块的顶部移动;所述U型板的顶端设有滑道A,基座的底端为滑块A,基座通过滑块A滑动连接于滑道A。
本发明的进一步改进方案是,所述升降装置为液压缸,液压缸竖向对称的连接于升降块的两端,下滑块连接于其中一个液压缸的顶端,另一个液压缸的顶端连接有支撑套,下滑块的另一端通过夹块连接于支撑套;所述支撑套的侧部连接有上弧轨与下弧轨,U型板的底端滑动连接于下弧轨。
本发明的进一步改进方案是,所述上滑块的顶部为滑块B,U型板的顶部内侧设有滑道B,U型板通过滑道B滑动连接于滑块B,且上滑块滑动连接于上弧轨。
本发明的进一步改进方案是,所述U型板的底部内侧设有滑柱,滑柱的顶部呈半球体状,下滑块的底部设有滑槽,U型板通过滑柱滑动连接于滑槽。
本发明的进一步改进方案是,所述下滑块的顶部为滑块C,上滑块的底部设有滑道C,下滑块通过滑块C滑动连接于滑道C;所述滑块C的一端内侧连接有支撑架,支撑架上连接于环转电机,环转电机的顶端连接有齿轮,齿轮啮合于上滑块内侧的弧形齿条。
本发明的进一步改进方案是,所述伸缩式磁性件a、伸缩式磁性件b及伸缩式磁性件c均包括伸缩杆与电磁吸盘,伸缩杆连接于上滑块、下滑块及升降块的外壁,电磁吸盘连接于伸缩杆的顶端。
本发明的进一步改进方案是,所述上滑块、下滑块及升降块所在的圆心重合。
本发明的有益效果:
本发明的大型管道、容器自爬行式自动焊接装置,可以完成管道或金属容器内壁的自动焊接,相当的省时省力;且在焊接工作时整个装置稳固可靠,保证焊缝的精准性,进而保证焊接的质量。
本发明的大型管道、容器自爬行式自动焊接装置,焊接装置的上下爬行、环向爬行及焊接时,一直都有电磁吸盘吸附在管道或金属容器的内壁,焊接装置不易打滑,也不会出现线路的偏差。
本发明的大型管道、容器自爬行式自动焊接装置,旋转组件、进给组件、升降组件及移动组件精准控制焊枪的位置,保证焊缝质量。
本发明的大型管道、容器自爬行式自动焊接装置,上滑块、下滑块及升降块均呈弧形结构,整个焊接装置只占用管道或金属容器内壁的一小部分,油管、导线及气管等其它附属件足够的移动空间,保证附属件不易冗乱、打结,进而保证工作的顺畅性。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的局部结构示意图。
图3为本发明的焊枪运动机构的结构示意图。
图4为本发明的下滑块结构示意图。
图5为本发明的上滑块结构示意图。
图6为本发明的爬升机构的结构示意图。
图中:1-焊枪、2-旋转组件、201-旋转支架、202-电子旋转头、203-夹套、3-进给组件、301-进给电机、302-进给丝杠、303-基座、304-轴承座、4-升降组件、401-升降电机、402-升降丝杠、403-升降板、404-滑套、405-支座、406-滑杆、5-移动组件、501-U型板、502-滑柱、6-环转组件、601-上滑块、602-下滑块、603-伸缩式磁性件a、604-伸缩式磁性件b、605-支撑套、606-夹块、607-上弧轨、608-下弧轨、609-滑槽、610-支撑架、611-环转电机、612-齿轮、613-齿条、7-爬升机构、701-升降块、702-升降装置、703-伸缩式磁性件c。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例,进一步阐明本发明。
实施例1:如图1~6所示,一种大型管道、容器自爬行式自动焊接装置,包括焊枪1、焊枪运动机构、环转机构6及爬升机构7;所述焊枪运动机构包括旋转组件2、进给组件3、升降组件4及移动组件5;所述焊枪1连接于旋转组件2上,旋转组件2连接于进给组件3,进给组件3连接于升降组件4,升降组件4连接于移动组件5上;所述环转机构6包括上滑块601及下滑块602;所述上滑块601与下滑块602均呈圆弧状,上滑块601滑动连接于下滑块602,上滑块601的外弧面上连接有伸缩式磁性件a603,下滑块602的外弧面上连接有伸缩式磁性件b604,移动组件5滑动连接于上滑块601的顶端;所述爬升机构7包括升降块701及升降装置702,所述升降块701呈圆弧状,升降装置702连接于升降块701上,下滑块602连接于升降装置702上,且升降块701的外弧面上连接有伸缩式磁性件c703;所述旋转组件2包括旋转支架201、电子旋转头202及夹套203;所述电子旋转头202连接于旋转支架201上,夹套203连接于电子旋转头202的顶端,焊枪1可拆卸的连接于夹套203上;所述升降组件4包括升降电机401、升降丝杠402及升降板403;所述旋转支架201连接于升降板403上,升降板403上连接有滑套404;所述升降电机401连接于支座405上,升降丝杠402连接于升降电机401的输出轴上,升降丝杠402螺纹配合于升降板403上,支座405上连接有滑杆406,且滑杆406滑动连接于滑套404;所述进给组件3包括进给电机301、进给丝杠302及基座303;所述进给丝杠302转动连接于轴承座304上,进给电机301连接于进给丝杆的一端,基座303螺纹配合于进给丝杠302,且基座303滑动连接于移动组件5上,支座405连接于基座303的顶端;所述移动组件5包括U型板501及驱动系统,驱动系统连接于U型板501的顶部,且驱动系统驱动U型板501在上滑块601的顶部移动;所述U型板501的顶端设有滑道A,基座303的底端为滑块A,基座303通过滑块A滑动连接于滑道A;所述升降装置702为液压缸,液压缸竖向对称的连接于升降块701的两端,下滑块602连接于其中一个液压缸的顶端,另一个液压缸的顶端连接有支撑套605,下滑块602的另一端通过夹块606连接于支撑套605;所述支撑套605的侧部连接有上弧轨607与下弧轨608,U型板501的底端滑动连接于下弧轨608;所述上滑块601的顶部为滑块B,U型板501的顶部内侧设有滑道B,U型板501通过滑道B滑动连接于滑块B,且上滑块601滑动连接于上弧轨607;所述U型板501的底部内侧设有滑柱502,滑柱502的顶部呈半球体状,下滑块602的底部设有滑槽609,U型板501通过滑柱502滑动连接于滑槽609;所述下滑块602的顶部为滑块C,上滑块601的底部设有滑道C,下滑块602通过滑块C滑动连接于滑道C;所述滑块C的一端内侧连接有支撑架610,支撑架610上连接于环转电机611,环转电机611的顶端连接有齿轮612,齿轮612啮合于上滑块601内侧的弧形齿条613;所述伸缩式磁性件a603、伸缩式磁性件b604及伸缩式磁性件c703均包括伸缩杆与电磁吸盘,伸缩杆连接于上滑块601、下滑块602及升降块701的外壁,电磁吸盘连接于伸缩杆的顶端;所述上滑块601、下滑块602及升降块701所在的圆心重合。
本实施例的具体工作原理如下:
具体施工操作时,将焊接装置放入大型金属管道或金属容器内壁,上滑块601和下滑块602左右两端为重合状态,此时下滑块602上的伸缩式磁性件b604吸附在管道或容器内部,通过装置上外设的传感适配器找准焊接位置,下滑块602上固定的环转电机611驱动齿轮612旋转,带动上滑块601做圆周运动,于此同时焊枪1上设有探头,对准焊接的剖口,通过旋转组件2、进给组件3、升降组件4控制焊接的深度以及焊接线路,于此同时U型板501内的驱动系统(电机与滚轮组件),驱动U型板501同步缓慢运行。
当上滑块601到达临界点时下滑块602上的伸缩式磁性件b604断电失去吸力,上滑块601上的伸缩式磁性件a603同时吸附在管道或容器内壁上使得上滑块601呈固定状态;此时环转电机611反转带动下滑块602继续向前运动,使得上滑块601与下滑块602形成一个圆周运动,同时移动组件5带动焊枪1进而进行一个自动不停歇的环形焊接运行轨迹。
当圆周焊接完毕时需要进行下一处焊缝焊接,需要将上滑块601和下滑块602的伸缩式磁性件a603与伸缩式磁性件b604断开,升降块701上的伸缩式磁性件c703吸附在管道或容器内壁,通过液压缸将焊接装置向上或是向下移动到一定距离,再将下滑块602上的伸缩式磁性件b604吸附在管道内壁上完成一个竖直方向的爬升运动。
上述实施方式只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种大型管道、容器自爬行式自动焊接装置,其特征在于:包括焊枪(1)、焊枪运动机构、环转机构(6)及爬升机构(7);
所述焊枪运动机构包括旋转组件(2)、进给组件(3)、升降组件(4)及移动组件(5);所述焊枪(1)连接于旋转组件(2)上,旋转组件(2)连接于进给组件(3),进给组件(3)连接于升降组件(4),升降组件(4)连接于移动组件(5)上;
所述环转机构(6)包括上滑块(601)及下滑块(602);所述上滑块(601)与下滑块(602)均呈圆弧状,上滑块(601)滑动连接于下滑块(602),上滑块(601)的外弧面上连接有伸缩式磁性件a(603),下滑块(602)的外弧面上连接有伸缩式磁性件b(604),移动组件(5)滑动连接于上滑块(601)的顶端;
所述爬升机构(7)包括升降块(701)及升降装置(702),所述升降块(701)呈圆弧状,升降装置(702)连接于升降块(701)上,下滑块(602)连接于升降装置(702)上,且升降块(701)的外弧面上连接有伸缩式磁性件c(703);
所述移动组件(5)包括U型板(501)及驱动系统;
所述升降装置(702)为液压缸,液压缸竖向对称的连接于升降块(701)的两端,下滑块(602)连接于其中一个液压缸的顶端,另一个液压缸的顶端连接有支撑套(605),下滑块(602)的一端通过夹块(606)连接于支撑套(605);所述支撑套(605)的侧部连接有上弧轨(607)与下弧轨(608),U型板(501)的底端滑动连接于下弧轨(608);
所述上滑块(601)的顶部为滑块B,U型板(501)的顶部内侧设有滑道B,U型板(501)通过滑道B滑动连接于滑块B,且上滑块(601)滑动连接于上弧轨(607);
所述下滑块(602)的顶部为滑块C,上滑块(601)的底部设有滑道C,下滑块(602)通过滑块C滑动连接于滑道C;所述滑块C的一端内侧连接有支撑架(610),支撑架(610)上连接于环转电机(611),环转电机(611)的顶端连接有齿轮(612),齿轮(612)啮合于上滑块(601)内侧的弧形齿条(613)。
2.如权利要求1所述的一种大型管道、容器自爬行式自动焊接装置,其特征在于:所述旋转组件(2)包括旋转支架(201)、电子旋转头(202)及夹套(203);所述电子旋转头(202)连接于旋转支架(201)上,夹套(203)连接于电子旋转头(202)的顶端,焊枪(1)可拆卸的连接于夹套(203)上;所述升降组件(4)包括升降电机(401)、升降丝杠(402)及升降板(403);所述旋转支架(201)连接于升降板(403)上,升降板(403)上连接有滑套(404);所述升降电机(401)连接于支座(405)上,升降丝杠(402)连接于升降电机(401)的输出轴上,升降丝杠(402)螺纹配合于升降板(403)上,支座(405)上连接有滑杆(406),且滑杆(406)滑动连接于滑套(404)。
3.如权利要求2所述的一种大型管道、容器自爬行式自动焊接装置,其特征在于:所述进给组件(3)包括进给电机(301)、进给丝杠(302)及基座(303);所述进给丝杠(302)转动连接于轴承座(304)上,进给电机(301)连接于进给丝杆的一端,基座(303)螺纹配合于进给丝杠(302),且基座(303)滑动连接于移动组件(5)上,支座(405)连接于基座(303)的顶端。
4.如权利要求3所述的一种大型管道、容器自爬行式自动焊接装置,其特征在于:所述驱动系统连接于U型板(501)的顶部,且驱动系统驱动U型板(501)在上滑块(601)的顶部移动;所述U型板(501)的顶端设有滑道A,基座(303)的底端为滑块A,基座(303)通过滑块A滑动连接于滑道A。
5.如权利要求4所述的一种大型管道、容器自爬行式自动焊接装置,其特征在于:所述U型板(501)的底部内侧设有滑柱(502),滑柱(502)的顶部呈半球体状,下滑块(602)的底部设有滑槽(609),U型板(501)通过滑柱(502)滑动连接于滑槽(609)。
6.如权利要求1所述的一种大型管道、容器自爬行式自动焊接装置,其特征在于:所述伸缩式磁性件a(603)、伸缩式磁性件b(604)及伸缩式磁性件c(703)均包括伸缩杆与电磁吸盘,伸缩杆连接于上滑块(601)、下滑块(602)及升降块(701)的外壁,电磁吸盘连接于伸缩杆的顶端。
7.如权利要求1所述的一种大型管道、容器自爬行式自动焊接装置,其特征在于:所述上滑块(601)、下滑块(602)及升降块(701)所在的圆心重合。
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Assignee: Shenzhen Zhonghuineng Technology Co.,Ltd.

Assignor: HUAIYIN INSTITUTE OF TECHNOLOGY

Contract record no.: X2023320000252

Denomination of invention: A self climbing automatic welding device for large pipelines and containers

Granted publication date: 20231020

License type: Common License

Record date: 20231211

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