CN114227703B - 一种不锈钢管自动化加工处理机器人 - Google Patents

Abstract

本装置为一种不锈钢管自动化加工处理机器人，包括两个主体，主体均设置在管道的内部沿轴线处，两个主体中间设置铰接组件，铰接组件通过转轴与两个主体转动连接，其中一个主体上安装第一电机，第一电机通过齿轮组与转轴连接，铰接组件上安装第一电动伸缩杆，第一电动伸缩杆上安装焊枪，主体上均设置导向组件和控制组件，导向组件能够引导焊枪沿着特定的角度和轨迹旋转移动，控制组件能够通过控制导向组件，从而改变焊枪的焊接角度和旋转移动的轨迹，导向组件与主体之间设置转动组件，转动组件能够带动导向组件旋转。

Description

一种不锈钢管自动化加工处理机器人

技术领域

本发明涉及金属加工领域，具体涉及一种不锈钢管自动化加工处理机器人。

背景技术

不锈钢管广泛应用于石油、化工、医疗、食品、轻工、机械仪表等工业输送管道以及机械结构部件等，不锈钢管道在使用之前需要将一节节的管道焊接在一起，为了保证焊接的稳定性和密封性，往往需要从内部进行焊接，由于管道内部空间较小，人工焊接时，工人不方便施展，因此需要用到自动化焊接装置，现有的自动化焊接设装置一般不能焊接直径不同的不锈钢管道，适应范围较窄，在焊接过程中保证焊接质量的同时很难兼顾焊接效率。

因此，如何使自动化焊接设备在保证质量的同时兼顾焊接效率和适用范围是目前本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

为解决现有技术存在的焊接质量和效率等方面的不足，本发明提供了一种不锈钢管自动化加工处理机器人。

本发明的技术方案为：一种不锈钢管自动化加工处理机器人，包括两个主体，主体均设置在管道的内部沿轴线处，两个主体中间设置铰接组件，铰接组件通过转轴与两个主体转动连接，其中一个主体上安装第一电机，第一电机通过齿轮组与转轴连接，铰接组件上安装第一电动伸缩杆，第一电动伸缩杆上安装焊枪，主体上均设置导向组件和控制组件，导向组件能够引导焊枪沿着特定的角度和轨迹旋转移动，控制组件能够通过控制导向组件，从而改变焊枪的焊接角度和旋转移动的轨迹，导向组件与主体之间设置转动组件，转动组件能够带动导向组件旋转。

进一步，所述的铰接组件包括两端封口的圆筒，所述的两个主体的中间设置圆筒，圆筒内转动连接圆柱体，圆筒的侧面中间开设弧形的通槽，所述的第一电动伸缩杆位于通槽内，第一电动伸缩杆的固定杆与圆柱体的侧面固定连接，所述的主体相对的面中心处均开设凹槽，所述的第一电机固定安装在其中一个凹槽内，两个凹槽的中心处均转动连接水平的转轴，转轴的另一端均与圆筒的侧面固定连接。

进一步，所述的转动组件包括缺口，所述的两个主体相对的面上开设环形的缺口，缺口上均套装套筒，套筒均与对应的主体转动连接，缺口上固定安装第二电机，第二电机的输出轴上安装齿轮，套筒上固定安装齿环，齿环均与对应的齿轮啮合。

进一步，所述的主体为水平的圆柱形，所述的导向组件包括推杆，所述的两个套筒的外侧面上均设置数个周向均匀分布的水平的推杆，推杆均与主体的轴线平行，推杆的侧面均与对应的套筒的侧面沿主体轴向滑动连接，同一组推杆朝内的一端均固定安装同一根环形的皮带，所述的第一电动伸缩杆位于两皮带中间，推杆的另一端均安装滚轮，推杆与套筒的连接处均安装复位弹簧，滚轮始终与控制组件接触，两组推杆的位置始终相互交错分布。

进一步，所述的控制组件包括数个水平的沿主体轴向的第二电动伸缩杆，所述的主体的侧面上靠近外端处均固定安装数个周向均匀分布的第二电动伸缩杆，主体的外侧套装弹性连接环，第二电动伸缩杆的活动杆端面均与弹性连接环固定连接，所述的滚轮始终与对应的弹性连接环接触。

进一步，所述的主体朝外的端面上均固定安装支撑块，支撑块的侧面上均固定安装周向均匀分布的多个支撑杆，支撑杆的外端均安装电动滚轮，电动滚轮上安装有刹车机构。

进一步，所述的第一电动伸缩杆与焊枪铰接连接，其连接处安装扭簧。

进一步，所述的支撑杆均为电动伸缩杆。

本发明提供了一种不锈钢管自动化加工处理机器人，所达到的有益效果为：本发明通过多个第二电动伸缩杆、推杆、弹性连接环、皮带等零部件的相互配合，形成一条可以根据实际情况变换形状轨迹的导向槽，从而使位于导向槽内的第一电动伸缩杆能够改变焊枪与管道轴线之间的角度，焊接波浪形、椭圆形等不同形状的连接焊槽，从而延长焊接的长度，使两管道之间的连接更稳定，能够承受更大的扭矩等压力，通过对皮带进行反向旋转，从而控制焊枪的摆动频率和摆动轨迹的波长，使焊枪能够焊接出鱼鳞纹路，从而使焊接处稳定并且美观，该设计通过自动化的加工在保障焊接质量的同时，使加工的效率更高，同时本装置也能够适应直径不同的管道和不同连接处的连接焊槽，有效的增加了本装置的适用范围。

附图说明

图1是本发明的其中一种实施例的结构示意图；

图2是本发明的其中一种实施例的左视图；

图3是本发明中铰接组件的立体结构示意图；

图4是图1中Ⅰ处的结构放大示意图。

具体实施方式

为便于本领域的技术人员理解本发明，下面结合附图说明本发明的具体实施方式。

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。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，当组件被称为“装设于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“固定于”另一个组件，它可以是直接固定在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1～4所示，本发明提供了一种不锈钢管自动化加工处理机器人的其中一个实施例，包括两个横向的圆柱形的主体1，两个主体1相对的面的中心处均可以开设凹槽2，方便安装第一电机3，同时也减轻主体的重量，两个主体1的中间设置圆筒4，圆筒4的两端可以封口，可以减少外界的粉尘等杂质进入圆筒内，圆筒4的侧面中间开设通槽5，通槽5可以是弧形的，圆筒内转动连接圆柱体6，通槽5内设置第一电动伸缩杆7，第一电动伸缩杆7的一端与圆柱体6的侧面固定连接，第一电动伸缩杆7的另一端上可以铰接连接焊枪8，能够防止焊枪与连接焊槽接触时造成焊枪损坏，第一电动伸缩杆与焊枪的铰接处安装扭簧，圆筒4的侧面通过水平的转轴9与两个主体连接，转轴9的内端均与圆筒4固定连接，转轴的外端均与对应的凹槽2的底面中心处转动连接，从而将两个主体连接起来，其中一个凹槽2内固定安装第一电机3，第一电机3通过齿轮组23与转轴9连接；当第一电机启动时，圆筒和圆柱体能够带动第一电动伸缩杆和焊枪旋转，从而使焊枪能够将两个管道80通过内部的连接焊槽90焊接成一个完整的管道，当两个管道连接处的连接焊槽为倾斜的连接焊槽时，第一电动伸缩杆能够在通槽内摆动一定的角度，并且伸长第一电动伸缩杆，使焊枪能够焊接倾斜的连接焊槽。

如图1、图2和图4所示，两个主体1相对的一端均开设环形的缺口10，方便安装套筒11和第二电机12，并且使套筒的侧面能够与主体的侧面对齐，缺口10上均套装套筒11，套筒11均与对应的主体1转动连接，缺口10上固定安装第二电机12，第二电机12的输出轴上安装齿轮13，套筒11上固定安装齿环14，齿环14与齿轮13啮合，使第二电机能够通过齿轮和齿环带动套筒围绕主体旋转，主体1的侧面上靠近外端处均设置数个周向均匀分布的第二电动伸缩杆15，第二电动伸缩杆的固定杆侧面均与主体的侧面固定连接，第二电动伸缩杆的活动杆端面均可以固定连接同一个环形的弹性连接环16，弹性连接环的设计使本装置在减少第二电动伸缩杆的数量时，依然能够推动推杆滑动，从而降低本装置的制造成本，弹性连接环可以是环形弹簧也可以是环形弹性带，优选环形弹簧，套筒11的外侧面上设置数个周向均匀分布的推杆17，推杆17的侧面均与对应的套筒11的侧面滑动连接，两个主体1上对应的推杆17的位置相互交错分布，使由两皮带19组成的导向槽能够形成波浪形的导向槽，并且防止两皮带19上的波峰相对，从而避免对第一电动伸缩杆的旋转移动造成阻碍，推杆17对应第二电动伸缩杆15的一端均安装滚轮18，方便滚轮在弹性连接环上滚动，从而减小旋转的阻力，推杆17与套筒11的连接处均安装复位弹簧，复位弹簧使滚轮始终抵在弹性连接环16上，推杆17的另一端均固定安装同一根环形的皮带19，两根皮带19组合成一个环形的导向槽，第一电动伸缩杆位于这个导向槽内，当连接焊槽为倾斜的环形槽时，第二电动伸缩杆会根据连接焊槽的形状伸长或缩短，使弹性连接环倾斜，通过滚轮抵在弹性连接环上的推杆在套筒上滑动，从而使对应的皮带与连接焊槽对应，使第一电动伸缩杆在导向槽内旋转移动时，焊枪始终位于连接焊槽内，由于皮带有弹性，第一电动伸缩杆和焊枪在导向槽内旋转移动时，第一电动伸缩杆会轻微的摆动，当摆动传递至焊枪时，焊枪会加大摆动，当启动第二电机时，第二电机通过齿轮和齿条带动套筒相对第一电动伸缩杆和焊枪反向旋转，从而使推杆带动皮带旋转，此时推杆上的滚轮在弹性连接环上滚动，从而使焊枪在焊接时，焊枪的摆动轨迹的波长减短，频率增高，从而使焊接出来的纹路呈密集的鱼鳞状，使焊接连接更加的牢固和稳定，同时也使焊接连接处更加的美观。

如图1和图2所示，两个主体1朝外的端面上均固定安装支撑块20，支撑块可以是圆形，也可以是方形，支撑块20的侧面上均固定安装周向均匀分布的多个支撑杆21，支撑杆21均可以电动伸缩，支撑杆21的外端均安装电动滚轮22，电动滚轮22上安装有刹车机构，当机器人进入管道内部时，支撑杆能够根据管道的内部直径伸长或缩短，使本机器人能够适应不同直径的管道，电动滚轮能够在管道内壁上滚动，使本机器人移动到两个管道的连接处，当焊枪进行焊接时，刹车机构启动将滚轮卡住，使本机器人在使用过程中不会自行移动。

综上所述，本装置在使用时，支撑杆根据管道的内部直径伸长或缩短至合适的长度，机器人进入管道内，通过滚轮使机器人移动至两个管道的连接焊槽处，刹车机构启动将滚轮卡住，第二电动伸缩杆伸长或收缩，使弹性连接环的形状与连接焊槽一致，从而使推杆在套筒上滑动，使两个皮带组成的导向槽的形状与连接焊槽一致，启动第一电机和第二电机，第一电机通过圆筒和圆柱体带动第一电动伸缩杆沿着导向槽正转，使焊枪在连接焊槽内正转，第二电机通过齿轮和齿环带动套筒围绕主体的缺口反转，从而使套筒上的推杆带动皮带反转，此时推杆上的滚轮在弹性连接环上滚动，在第二电动伸缩杆和弹性连接环的作用下，导向槽始终保持原来的形状，在反转的推杆和皮带的作用下，第一电动伸缩杆和焊枪在导向槽内旋转移动时，第一电动伸缩杆会轻微的摆动，当摆动传递至焊枪时，焊枪会加大摆动，此时反向旋转的推杆和皮带会使焊枪的摆动轨迹的波长变短，摆动的频率会增大，从而使焊枪能够焊接出细密的鱼鳞纹路，使两个管道焊接连接更加的稳定，焊接的纹路更加的美观。

本发明通过多个第二电动伸缩杆、推杆、弹性连接环、皮带等零部件的相互配合，形成一条可以根据实际情况变换形状轨迹的导向槽，从而使位于导向槽内的第一电动伸缩杆能够改变焊枪与管道轴线之间的角度，焊接波浪形、椭圆形等不同形状的连接焊槽，从而延长焊接的长度，使两管道之间的连接更稳定，能够承受更大的扭矩等压力，通过对皮带进行反向旋转，从而控制焊枪的摆动频率和摆动轨迹的波长，使焊枪能够焊接出鱼鳞纹路，从而使焊接处稳定并且美观，该设计通过自动化的加工在保障焊接质量的同时，使加工的效率更高，同时本装置也能够适应直径不同的管道和不同连接处的连接焊槽，有效的增加了本装置的适用范围。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (4)

1.一种不锈钢管自动化加工处理机器人，其特征在于：包括两个主体，主体均设置在管道的内部沿轴线处，两个主体中间设置铰接组件，铰接组件通过转轴与两个主体转动连接，其中一个主体上安装第一电机，第一电机通过齿轮组与转轴连接，铰接组件上安装第一电动伸缩杆，第一电动伸缩杆上安装焊枪，主体上均设置导向组件和控制组件，导向组件能够引导焊枪沿着特定的角度和轨迹旋转移动，控制组件能够通过控制导向组件，从而改变焊枪的焊接角度和旋转移动的轨迹，导向组件与主体之间设置转动组件，转动组件能够带动导向组件旋转；所述的铰接组件包括两端封口的圆筒，所述的两个主体的中间设置圆筒，圆筒内转动连接圆柱体，圆筒的侧面中间开设弧形的通槽，所述的第一电动伸缩杆位于通槽内，第一电动伸缩杆的固定杆与圆柱体的侧面固定连接，所述的主体相对的面中心处均开设凹槽，所述的第一电机固定安装在其中一个凹槽内，两个凹槽的中心处均转动连接水平的转轴，转轴的另一端均与圆筒的侧面固定连接；所述的转动组件包括缺口，所述的两个主体相对的面上开设环形的缺口，缺口上均套装套筒，套筒均与对应的主体转动连接，缺口上固定安装第二电机，第二电机的输出轴上安装齿轮，套筒上固定安装齿环，齿环均与对应的齿轮啮合；所述的主体为水平的圆柱形，所述的导向组件包括推杆，两个所述的套筒的外侧面上均设置数个周向均匀分布的水平的推杆，推杆均与主体的轴线平行，推杆的侧面均与对应的套筒的侧面沿主体轴向滑动连接，同一组推杆朝内的一端均固定安装同一根环形的皮带，所述的第一电动伸缩杆位于两皮带中间，推杆的另一端均安装滚轮，推杆与套筒的连接处均安装复位弹簧，滚轮始终与控制组件接触，两组推杆的位置始终相互交错分布；所述的控制组件包括数个水平的沿主体轴向的第二电动伸缩杆，所述的主体的侧面上靠近外端处均固定安装数个周向均匀分布的第二电动伸缩杆，主体的外侧套装弹性连接环，第二电动伸缩杆的活动杆端面均与弹性连接环固定连接，所述的滚轮始终与对应的弹性连接环接触。

2.根据权利要求1所述的一种不锈钢管自动化加工处理机器人，其特征在于：所述的主体朝外的端面上均固定安装支撑块，支撑块的侧面上均固定安装周向均匀分布的多个支撑杆，支撑杆的外端均安装电动滚轮，电动滚轮上安装有刹车机构。

3.根据权利要求1所述的一种不锈钢管自动化加工处理机器人，其特征在于：所述的第一电动伸缩杆与焊枪铰接连接，其连接处安装扭簧。

4.根据权利要求2所述的一种不锈钢管自动化加工处理机器人，其特征在于：所述的支撑杆均为电动伸缩杆。

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