CN114289959B - 一种用于大口径钢管的焊接装置 - Google Patents

Abstract

本发明的一种用于大口径钢管的焊接装置，涉及焊接设备领域。其至少设有一根钢带，钢带安装在钢管上并且临近接合缝，钢带上固定有自走装置，该自走装置以钢带为导向能够绕钢管行走，自走装置上安装有焊枪用于焊接。本发明采用钢带环绕钢管一周，自走装置固定在钢带上并且以钢带为导向绕钢管行走，利用钢带配合固定自走装置，相较于现有技术中采用永磁轮将装置固定在钢管上的方式，可以保障自走装置不会脱落，提高施工的安全性，并且也不需要通电才能固定在装置上，更为节能。

Description

一种用于大口径钢管的焊接装置

技术领域

本发明的一种用于大口径钢管的焊接装置，涉及焊接设备领域。

背景技术

输水管线改造项目中，埋设的钢管需要在现场进行焊接。而针对焊接的自动化设备，因为其在效率及质量上的显著效果，也逐渐的普及到施工现场。

例如，专利号为CN201721351215.3的中国专利，公开了一种自动管道焊接机器人。该自动管道焊接机器人包括运动装置、焊枪调节机构，焊枪、送丝装置、倾角仪、焊缝跟踪系统和控制系统，所述运动装置可环绕钢管进行圆周运动，所述运动装置上安装有焊枪调节机构，所述焊枪调节机构有两个且互相垂直安装，横向的焊枪调节机构上安装有焊枪，所述运动装置上安装有倾角仪，所述机器人上安装有焊缝跟踪系统，所述送丝装置安装在运动装置上，所述控制系统用于控制运动装置、焊枪调节机构、焊枪、送丝装置、焊缝跟踪系统和倾角仪。

使用时，运动装置具有前后两组共四个磁轮(永磁)，可环绕钢管进行运动。由蜗轮蜗杆带动前后两组磁轮同时转动，使得运动装置可以在无缝钢管上运行一周。以此带动焊枪沿缝隙运动进行焊接。以此实现自动化的焊接，提高生产效率。

但是在实际使用过程中发现，依靠永磁轮将整个设备固定在机器人上的方式并不牢固，有脱落的风险；并且永磁轮需要通电采用产生磁力，对电量的消耗也很大，不够节能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足而提供一种用于大口径钢管的焊接装置。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种用于大口径钢管的焊接装置，至少设有一根钢带，钢带安装在钢管上并且临近接合缝，钢带上固定有自走装置，该自走装置以钢带为导向能够绕钢管行走，自走装置上安装有焊枪用于焊接。

进一步的，包括多个定位块及一个张紧块，多个定位块沿钢管圆周方向均匀的布置，钢带环绕钢管并且钢带一侧固定在多个定位块上，由定位块将钢带与钢管外圆周面之间间隔开，使自走装置可以夹持固定在钢带上与定位块相对的一侧并沿着钢带行走，张紧块连接钢带两端将钢带绷紧并固定在钢管上。

进一步的，所述钢带的上表面一侧沿钢带长度均匀分布有若干齿部，定位块侧面设有配合钢带的第一插槽，第一插槽的上表面开设有第一齿槽，钢带从定位块侧面置于所述第一插槽内并且依靠齿部与第一齿槽的啮合进行定位。

进一步的，张紧块侧面设有第二插槽和第三插槽，第二插槽和第三插槽上下间隔设置，在第二插槽和第三插槽之间设有活动部，第二插槽的上表面设有第二齿槽，第三插槽的上表面设有第三齿槽，活动部与张紧块插接配合，张紧块前端面设有配合活动部的滑槽，活动部安装在滑槽内，张紧块后端面安装有一个调节螺栓，调节螺栓从后端面插入所述滑槽内并与活动部螺接，活动部设有与调节螺栓相配合的螺纹孔，钢带的两头分别插在第二插槽和第三插槽内，并且钢带上的齿部分别与第二齿槽及第三齿槽啮合，钢带两头连接在张紧块上后，通过拧动调节螺栓使活动部移动，使钢带绷紧。

进一步的，调节螺栓的头部设有六角孔。

进一步的，张紧块的后端面设有沉孔用于配合调节螺栓，并且后端面上设有固定片，所述固定片覆盖在调节螺栓上将调节螺栓限制在沉孔内。

进一步的，自走装置包括上夹板和下夹板，上夹板和下夹板夹持在钢带的一侧，并且在该侧部设有沿钢带设置的驱动齿槽，上夹板上设置有垂直于上夹板设置的驱动轴，驱动轴穿插至上夹板下方，并且在驱动轴下方设有驱动齿轮，驱动齿轮与钢带侧面的驱动齿槽啮合，上夹板上方设置有与驱动轴传动配合的驱动电机，上夹板的下端面和下夹板的上端面均设置有万向滚珠，钢带上表面及下表面对应的设有配合万向滚珠的滚珠槽用于定位。

进一步的，下夹板上设有至少两根螺杆，螺杆穿插在上夹板上，螺杆顶部安装有螺母，螺母抵压在上夹板上使上夹板和下夹板夹持在钢带上。

进一步的，上夹板上设有机械臂，焊枪安装在机械臂上。

进一步的，钢带设有两根，两根钢带对称设置在接合缝两边，自走装置固定在两根钢带上。

有益效果：本发明采用钢带环绕钢管一周，自走装置固定在钢带上并且以钢带为导向绕钢管行走，利用钢带配合固定自走装置，相较于现有技术中采用永磁轮将装置固定在钢管上的方式，可以保障自走装置不会脱落，提高施工的安全性，并且也不需要通电才能固定在装置上，更为节能。

具体的，自走装置采用两块夹板上下夹持住钢带，在钢带侧面设置驱动齿槽，上夹板安装驱动轴及驱动齿轮与驱动齿槽啮合，在驱动轴的带动下使自走装置绕钢管一周，上夹板上用小型的机械臂控制焊枪对准接合缝进行焊接，其结构更简单，设备的重量更轻，保障固定在钢带上不会脱落，并且钢带在固定好后还对自走装置起到导向的作用，焊枪在初始定位好后，能保障其行走过程中一直对准对接缝。

附图说明

图1为本发明使用状态示意图；

图2为本发明自走装置立体结构示意图；

图3为本发明钢带固定在钢管上的平面状态示意图；

图4为本发明钢带固定在钢管上的立体状态示意图；

图5为图4中A处放大图；

图6为本发明定位块的立体结构是示意图；

图7为本发明张紧块的立体结构示意图；

图8为本发明张紧块的第一视角示意图；

图9为本发明张紧块的第二视角示意图；

附图标记说明： 钢带1，齿部11，驱动齿槽12，滚珠槽13，自走装置2，上夹板21，下夹板22，螺杆221，螺母222，驱动轴23，驱动齿轮24，驱动电机25，万向滚珠26，焊枪3，定位块4，第一插槽41，第一齿槽42，张紧块5，第二插槽51，第三插槽52，活动部53，螺纹孔531，第二齿槽54，第三齿槽55，调节螺栓57，六角孔571，沉孔58，固定片59，机械臂6。

具体实施方式

下面结合说明书附图以及具体实施例对本发明做进一步描述。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。此外，下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。因此，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的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

如图1所示，用于大口径钢管的焊接装置，至少设有一根钢带1，钢带1安装在钢管上并且临近接合缝，钢带1上固定有自走装置2，该自走装置2固定在钢带1上并且以钢带1为导向能够绕管口行走，自走装置2安装焊枪3，焊枪3枪口位置可调整至朝向两个钢管对对接缝位置，在自走装置2带动下，进行焊接。

作为优选的实施方式，如图3所示和图4所示，配合钢带1设置有多个定位块4及一个张紧块5，多个定位块4沿钢管圆周方向均匀的布置，钢带1环绕钢管并且钢带1一侧固定在多个定位块4上，由定位块4将钢带1与钢管外圆周面之间间隔开，使自走装置2可以夹持固定在钢带1上与定位块4相对的一侧并沿着钢带1行走，张紧块5则连接钢带1两端，将钢带1绷紧并固定在钢管上。

作为优选的实施方式，为了适应现场施工，钢管需要便于安装，并且在施工完后可以方便拆下，所以钢带1及定位块4的结构，如图4、图5、图6所示，包括，钢带1的上表面一侧沿钢带1长度均匀分布有若干齿部11，定位块4侧面设有配合钢带1的第一插槽41，第一插槽41的上表面开设有第一齿槽42，钢带1从定位块4侧面置于所述第一插槽41内并且依靠齿部11于第一齿槽42的配合进行定位。组装的过程是先将定位块4逐个的插在钢带1的侧面后，再将钢带1绕过钢管，利用张紧块5将钢带1两头连接后，再将钢带1绷紧。

作为优选的实施方式，如图4、图5、图6、图7、图8、图9所示，张紧块5与定位块4的结构相似，张紧块5相对于定位块4增加了一个插槽，并且增加的插槽部分的齿槽是可活动的，具体的，张紧块5侧面设有第二插槽51和第三插槽52，第二插槽51和第三插槽52上下间隔设置，在第二插槽51和第三插槽52之间设有活动部53，第二插槽51的上表面，同时也是活动部51的下表面设有第二齿槽54，第三插槽52的上表面第三齿槽55，张紧块5前端面设有配合活动部53的滑槽，活动部53安装在滑槽内，张紧块5后端面安装有一个调节螺栓57，调节螺栓57从后端面插入所述滑槽内并与活动部53螺接，活动部53设有与螺栓相配合的螺纹孔531。钢带1的两头分别插在第二插槽51和第三插槽52内，并且钢带1上的齿部11分别与第二齿槽54及第三齿槽55啮合。钢带1在绕过钢管后，两头连接在张紧块5上后，通过拧动调节螺栓57使活动部53移动，进而将钢带1绷紧。

具体的，调节螺栓57的头部设有六角孔571。张紧块5的后端面设有沉孔58用于配合调节螺栓57，同时后端面上设有固定片59，固定片59将调节螺栓57限制在沉孔58内。

作为优选的实施方式，如图1、图2、图5所示，自走装置2包括上夹板21和下夹板22，上夹板21和下夹板22在钢带1固定在钢管上后，夹持在钢带1上与齿部11相对的一侧，并且在该侧部设有沿钢带1设置的驱动齿槽12，上夹板21上设置有垂直于上夹板21设置的驱动轴23，驱动轴23穿插至上夹板21下方，并且在驱动轴23下方设有驱动齿轮24，驱动齿轮24与钢带1侧面的驱动齿槽12啮合，上夹板21上方设置有与驱动轴23传动配合的驱动电机25，上夹板21的下端面和下夹板22的上端面均设置有万向滚珠26，钢带1上表面及下表面对应的设有配合万向滚珠26的滚珠槽13用于定位，在驱动电机25的带动下，随着驱动齿轮24缓速的转动，从而带动自走装置2沿钢带1行走。

作为优选的实施方式，下夹板22上设有至少两根螺杆221，螺杆221穿插在上夹板21上，螺杆221顶部安装有螺母222，螺母222抵压在上夹板21上使上夹板21和下夹板22夹持在钢带1上。

作为优选的实施方式，焊枪3通过机械臂6固定在上夹板21上，机械臂6可调整焊枪3的位置，使焊枪3对准接合缝。上夹板21上应当还配备送丝结构（图中未示出），送丝结构配合焊枪。

作为优选的实施方式，钢带1优选的数量为两个，两个钢带1分别设置接合缝的两侧，也就是焊接的两个钢管的管口上，自走装置2的上夹板21和下夹板22夹在两个钢带1上，可以避免自走装置2向一边偏斜。

若是两个钢带1的情况下，上夹板21和下夹板22的宽度需要相应的加宽，如图1所示，需要能够连接到两个钢带1的宽度，并且万向滚珠26的数量在上夹板21上至少的设有四个，下夹板22上至少的也设有四个，分别卡在两个钢带1的滚珠槽13内，以此保证自走装置2的平衡，并且上夹板21上的机械臂6及驱动电机25的安装位置。同时两个钢带1中只需有一个钢带1的侧面设置有驱动齿槽12配合驱动齿轮24即可。

而若是单个钢带1的情况，上夹板21和下夹板22的宽度需要相对的窄一点，且上夹板21上万向滚珠26至少的设有四个，下夹板22上至少的也设有四个，钢带1上表面及下表面对应的滚珠槽13均设置两道，每个滚珠槽13内卡设两个万向滚珠26，如此保证自走装置平衡，并且上夹板21上的机械臂6及驱动电机25的安装位置应当偏向钢带1的一侧，避免重量靠向钢带1外部，导致自走装置2偏斜。

焊接装置的组装步骤：

步骤一：先将定位块4逐个的插在钢带1的侧面后，再将钢带1绕过钢管，利用张紧块5将钢带1两头连接后，通过拧动调节螺栓57使张紧块5的活动部53移动，进而将钢带1绷紧。如果采用单个钢带1固定自走装置2，那么第一步结束；如果采用两个钢带1固定自走装置2那么需要重复上述步骤；

步骤二：将自走装置2的下夹板22塞到钢带1和钢管之间，调整好下夹板22的位置，再将上夹板21套在下夹板22的两个螺杆221上，并拧上螺母222，使上夹板21和下夹板22相对位移，夹紧在钢带1上，并且需要调整好位置，使万向滚珠26落在钢带的滚珠槽13内，且需要上夹板21下方的驱动齿轮24与钢带1侧面的驱动齿槽12啮合，如此完成整个装配。

使用原理：自走装置2通过驱动电机25转动，由驱动齿轮24与钢带1侧面的驱动齿槽12诶和，从而使自走装置2沿钢带1行走。行走的同时焊枪3进行焊接。

需要说明的是，在本申请的描述中，需要说明的是，指示的方位或位置关系的术语

“上端”、“下端”、“底端”为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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申请的限制。而且，术语“包括”、“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包括，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (7)

1.一种用于大口径钢管的焊接装置，其特征在于：至少设有一根钢带（1），钢带（1）安装在一个钢管上并且临近两个钢管之间的接合缝，钢带（1）上固定有自走装置（2），该自走装置（2）以钢带（1）为导向能够绕钢管行走，自走装置（2）上安装有焊枪（3）用于焊接；

自走装置（2）包括上夹板（21）和下夹板（22），上夹板（21）和下夹板（22）夹持在钢带（1）的一侧，并且在该侧部设有沿钢带（1）设置的驱动齿槽（12），上夹板（21）上设置有垂直于上夹板（21）设置的驱动轴（23），驱动轴（23）穿插至上夹板（21）下方，并且在驱动轴（23）下方设有驱动齿轮（24），驱动齿轮（24）与钢带（1）侧面的驱动齿槽（12）啮合，上夹板（21）上方设置有与驱动轴（23）传动配合的驱动电机（25），上夹板（21）的下端面和下夹板（22）的上端面均设置有万向滚珠（26），钢带（1）上表面及下表面对应的设有配合万向滚珠（26）的滚珠槽（13）用于定位；

下夹板（22）上设有至少两根螺杆（221），螺杆（221）穿插在上夹板（21）上，螺杆（221）顶部安装有螺母（222），螺母（222）抵压在上夹板（21）上使上夹板（21）和下夹板（22）夹持在钢带（1）上；

上夹板（21）上设有机械臂（6），焊枪（3）安装在机械臂（6）上。

2.根据权利要求1所述的一种用于大口径钢管的焊接装置，其特征在于：包括多个定位块（4）及一个张紧块（5），多个定位块（4）沿钢管圆周方向均匀的布置，钢带（1）环绕钢管并且钢带（1）一侧固定在多个定位块（4）上，由定位块（4）将钢带（1）与钢管外圆周面之间间隔开，使自走装置（2）可以夹持固定在钢带（1）上与定位块（4）相对的一侧并沿着钢带（1）行走，张紧块（5）连接钢带（1）两端将钢带（1）绷紧并固定在钢管上。

3.根据权利要求2所述的一种用于大口径钢管的焊接装置，其特征在于：所述钢带（1）的上表面一侧沿钢带（1）长度均匀分布有若干齿部（11），定位块（4）侧面设有配合钢带（1）的第一插槽（41），第一插槽（41）的上表面开设有第一齿槽（42），钢带（1）从定位块（4）侧面置于所述第一插槽（41）内并且依靠齿部（11）与第一齿槽（42）的啮合进行定位。

4.根据权利要求3所述的一种用于大口径钢管的焊接装置，其特征在于：张紧块（5）侧面设有第二插槽（51）和第三插槽（52），第二插槽（51）和第三插槽（52）上下间隔设置，在第二插槽（51）和第三插槽（52）之间设有活动部（53），第二插槽（51）的上表面设有第二齿槽（54），第三插槽（52）的上表面设有第三齿槽（55），张紧块（5）前端面设有配合活动部（53）的滑槽，活动部（53）安装在滑槽内，张紧块（5）后端面安装有一个调节螺栓（57），调节螺栓（57）从后端面插入所述滑槽内并与活动部（53）螺接，活动部（53）设有与调节螺栓（57）相配合的螺纹孔（531），钢带（1）的两头分别插在第二插槽（51）和第三插槽（52）内，并且钢带（1）上的齿部（11）分别与第二齿槽（54）及第三齿槽（55）啮合，钢带（1）两头连接在张紧块（5）上后，通过拧动调节螺栓（57）使活动部（53）移动，使钢带（1）绷紧。

5.根据权利要求4所述的一种用于大口径钢管的焊接装置，其特征在于：调节螺栓（57）的头部设有六角孔（571）。

6.根据权利要求4或5所述的一种用于大口径钢管的焊接装置，其特征在于：张紧块（5）的后端面设有沉孔（58）用于配合调节螺栓（57），并且后端面上设有固定片（59），所述固定片（59）覆盖在调节螺栓（57）上将调节螺栓（57）限制在沉孔（58）内。

7.根据权利要求1所述的一种用于大口径钢管的焊接装置，其特征在于：钢带（1）设有两根，两根钢带（1）对称设置在接合缝两边，自走装置（2）固定在两根钢带（1）上。