CN114799635A - 一种小型移动焊接机器人 - Google Patents

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CN114799635A CN202210496948.5A CN202210496948A CN114799635A CN 114799635 A CN114799635 A CN 114799635A CN 202210496948 A CN202210496948 A CN 202210496948A CN 114799635 A CN114799635 A CN 114799635A
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仇多洋
梅琳
陈林
方怡
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Abstract

本发明公开了一种小型移动焊接机器人，涉及焊接设备技术领域，包括行走架和承托架，行走架和承托架均为开口式结构，开口处可以容纳待焊接管体进入即可，行走架的底部安装有脚轮，承托架通过升降驱动器安装在行走架的上方，且承托架相对行走架竖直升降运动，升降驱动器选用液压缸或气缸均可，承托架的上方固定安装有压环架，承托架的底部内侧设置有内凸托板，内凸托板用于承托待焊接的法兰盘。本发明通过设置行走架和承托架对法兰盘承载运输，从而保证焊接的精准性，而在法兰盘定位后，焊枪跟随转座下移，并进行周转焊接，从而使法兰盘的运输以及焊接更加自由便捷，同时也提高了机器人焊接的精度。

Description

一种小型移动焊接机器人
技术领域
本发明涉及焊接设备技术领域，具体涉及一种小型移动焊接机器人。
背景技术
随着人们对焊接的质量、焊接效率的要求及人工焊接成本的提高使得焊接机器人的需求和使用也越来越广泛。
公开号为CN106735782A的一件中国发明专利公开了一种小型移动焊接机器人，满足狭窄空间下对焊接机器人的要求。
公开号为CN215471098U的一件中国实用新型专利一种工业移动式焊接机器人，解决了现有的焊接机器人无法进行移动，在进行移动时，往往需要人工以及大型的车辆进行移动的问题。
以上的记载的两种技术方案，多是对大型板类零部件的焊接，而在许多的管道焊接中，通常需要在管口焊接法兰盘，但由于部分管道结构特殊，且体积较大，在实际生产时，无法采用流水线的形式进行焊接生产，因此所需要保持管道固定，且管口向上，再对法兰盘进行运输对接后进行焊接，由于此类结构均质量较重，通常采用人工进行逐一焊接，进而造成焊接效率较低
发明内容
本发明的目的是提供一种小型移动焊接机器人，以解决现有技术中的上述不足之处。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种小型移动焊接机器人，包括行走架和承托架，行走架和承托架均为开口式结构，开口处可以容纳待焊接管体进入即可，行走架的底部安装有脚轮，承托架通过升降驱动器安装在行走架的上方，且承托架相对行走架竖直升降运动，升降驱动器选用液压缸或气缸均可，承托架的上方固定安装有压环架，承托架的底部内侧设置有内凸托板，内凸托板用于承托待焊接的法兰盘，使用时，先将法兰盘从承托架的开口处推入，即可放置在承托架中，从而利用行走架的移动对法兰盘进行运输，直至将设置运动至待焊接管道外侧后，将承托架对准管口，并控制升降驱动器使压环架下降，即可使法兰盘与管道管口对接，从而实现了对法兰盘的运输与定位对接，压环架的顶部转动安装有转座，转座由转动驱动设备转动驱动，且转座沿压环架的轴线转动，转座的下方固定安装有焊枪，使用时，承托架下移后，带动压环架同步下移，对放置在管口上的法兰盘进行紧压，进而实现对法兰盘的精准定位与夹紧，从而保证焊接的精准性，且承托架下移后，焊枪跟随转座下移，并下插至法兰盘和管口连接处，再控制转座转动，使焊枪对连接处进行周转焊接，焊接结束后，控制承托架上升，将焊枪向外带出，即可将行走架向外推动，以进行下一步焊接，从而使法兰盘的运输以及焊接更加自由便捷，同时也提高了机器人焊接的精度，进而极大的提高了焊接机器人的实用性和便捷性，转座的下方设置有废料承接结构，压环架的背侧设置有标记印刷组件，废料承接结构跟随承托架下移插入管道中对焊接废料进行承接，标记印刷组件对管道外壁进行标记印刷。
优选的，转动驱动设备为安装在承托架外侧的驱动电机，压环架和转座均设置为环形件，且转座的外部固定连接有齿环，驱动电机的输出轴端安装有小齿轮，驱动电机通过小齿轮与齿环啮合传动，进而实现对转座的正向或反向转动的控制。
优选的，升降驱动器设置为三组，且三组升降驱动器的外部均固定连接有定位架，定位架的末端向转座转动轴线延伸设置，即向管道处延伸设置，使用时，将行走架从管道外部推入，进而使定位架的末端抵住管道的外壁，利用三点定心原则，使机器人与待焊接管道精准定位，进一步的提高对法兰盘放置的精准性。
优选的，定位架的末端转动安装有定位轮，使用时，定位轮与管道外壁滚动配合，从而在机器人放置结束后，可以沿管道适应性的转动，进而方便对焊接位置进行实际调整。
优选的，废料承接结构为接料罩，固定连接有接料罩固定安装在转座中部的下方，且接料罩的底端向下延伸至焊枪的下方，并向外弯折形成承接部，转座跟随压环架和承托架下移时，接料罩的底端外缘先从法兰盘和管道的内部向下插入，并紧贴管道内壁，从而在焊接时和焊接后，对焊接产生的废料进行承接，并在后期承托架上升时将废料带出进行集中清理，进而可以避免废料落入管道中而不便清除。
优选的，接料罩底端的外缘固定连接有弹性环板，弹性环板的外缘在自然放松状态时向下倾斜，且弹性环板在自然放松状态下的直径大于待焊接管道和法兰盘的内圈直径，接料罩跟随转座下插至管道内部时，弹性环板的外缘上翻，进而形成承托腔对废料进行承接，而当承托架上升时，带动接料罩和弹性环板逐渐上移，在弹性环板尚未移出管道时，受到管道限制，其外缘无法下翻，直至弹性环板完全移出管道和法兰盘后，会自然放松，其外缘自动下翻，进而将承接的废料倾倒在法兰盘表面，从而在保证废料不会进入管道内部的同时，也方便对废料的倾倒收集。
优选的，转座的底部固定连接有刮板，刮板向下延伸设置，转座下移带动刮板插入至管道和法兰盘的连接处，进而在转座周转时，刮板跟随转座周转对焊接处的焊渣进行刮除，且刮除的焊渣直接掉落在弹性环板上承接。
优选的，标记印刷组件包括滑座和标记印刷器，滑座和标记印刷器通过连接架固定连接，标记印刷器沿管道的径向水平滑动安装在承托架的外侧，且承托架上设置有用于标记印刷器贯穿插入的开口，机器人定位结束进行焊接时，控制滑座和标记印刷器向管道移动，使标记印刷器穿过承托架后紧贴管道外壁，即可将标记印在管道外部，且根据实际需要，选用相应的标记，例如焊接完成的标记，管道的用途标记等等，从而提高机器人的功能性和实用性。
优选的，压环架的背侧固定连接有导向板，滑座滑动安装在导向板中，转座的顶部固定连接有凸轴，凸轴的外部转动安装有连杆，连杆远离凸轴的一端与滑座的顶部转动连接，从而在转座转动时，利用连杆的联动带动滑座进行往复移动，即可对标记印刷器的印刷进行自动驱动，进一步的提高机器人的实用性。
在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：
1、本发明通过设置行走架和承托架，对法兰盘承载运输，并利用压环架对法兰盘进行紧压，进而实现对法兰盘的精准定位与夹紧，从而保证焊接的精准性，而在法兰盘定位后，焊枪跟随转座下移，并进行周转焊接，从而使法兰盘的运输以及焊接更加自由便捷，同时也提高了机器人焊接的精度。
2、本发明通过在转座的中部下方连接接料罩，并在接料罩底端的外缘连接弹性环板，接料罩跟随转座下插至管道内部时弹性环板外缘上翻，对废料进行承接，当承托架上升时，弹性环板外缘自动下翻，进而将承接的废料倾倒在法兰盘表面，从而在保证废料不会进入管道内部的同时，也方便对废料的倾倒收集，可以避免废料落入管道中而不便清除。
3、本发明通过在转座转动时，利用连杆的联动带动滑座进行往复移动，机器人定位结束进行焊接时，转座带动滑座和标记印刷器向管道移动，使标记印刷器穿过承托架后紧贴管道外壁，即可将标记印在管道外部，且根据实际需要，选用相应的标记，例如焊接完成的标记，管道的用途标记等等，从而提高机器人的功能性和实用性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的焊接状态示意图。
图3为本发明的侧视剖视图。
图4为本发明的整体结构俯视图。
图5为本发明承托架和压环架的结构俯视图。
图6为本发明行走架的俯视图。
附图标记说明：
1、行走架；11、脚轮；12、升降驱动器；13、定位架；14、定位轮；2、承托架；21、内凸托板；22、驱动电机；3、压环架；31、导向板；4、转座；41、焊枪；42、接料罩；421、弹性环板；43、刮板；44、齿环；45、凸轴；46、连杆；5、滑座；51、连接架；52、标记印刷器。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
实施例1
本发明提供了如图1至图6所示的一种小型移动焊接机器人，包括行走架1和承托架2，行走架1和承托架2均为开口式结构，例如，如图5和图6所示，行走架1和承托架2均设置为U形结构，开口处可以容纳待焊接管体进入即可，行走架1的底部安装有脚轮11，承托架2通过升降驱动器12安装在行走架1的上方，且承托架2相对行走架1竖直升降运动，升降驱动器12选用液压缸或气缸均可，承托架2的上方固定安装有压环架3，承托架2的底部内侧设置有内凸托板21，内凸托板21用于承托待焊接的法兰盘，使用时，先将法兰盘从承托架2的开口处推入，即可放置在承托架2中，从而利用行走架1的移动对法兰盘进行运输，直至将设置运动至待焊接管道外侧后，将承托架2对准管口，并控制升降驱动器12使压环架3下降，即可使法兰盘与管道管口对接，从而实现了对法兰盘的运输与定位对接，压环架3的顶部转动安装有转座4，转座4由转动驱动设备转动驱动，且转座4沿压环架3的轴线转动，转座4的下方固定安装有焊枪41，使用时，承托架2下移后，带动压环架3同步下移，对放置在管口上的法兰盘进行紧压，进而实现对法兰盘的精准定位与夹紧，从而保证焊接的精准性，且承托架2下移后，焊枪41跟随转座4下移，并下插至法兰盘和管口连接处，再控制转座4转动，使焊枪41对连接处进行周转焊接，焊接结束后，控制承托架2上升，将焊枪41向外带出，即可将行走架1向外推动，以进行下一步焊接，从而使法兰盘的运输以及焊接更加自由便捷，同时也提高了机器人焊接的精度，进而极大的提高了焊接机器人的实用性和便捷性，转座4的下方设置有废料承接结构，压环架3的背侧设置有标记印刷组件，废料承接结构跟随承托架2下移插入管道中对焊接废料进行承接，标记印刷组件对管道外壁进行标记印刷；
进一步的，在上述技术方案中，参考图1，转动驱动设备为安装在承托架2外侧的驱动电机22，压环架3和转座4均设置为环形件，且转座4的外部固定连接有齿环44，驱动电机22的输出轴端安装有小齿轮，驱动电机22通过小齿轮与齿环44啮合传动，进而实现对转座4的正向或反向转动的控制；
进一步的，在上述技术方案中，参考图6，升降驱动器12设置为三组，且三组升降驱动器12的外部均固定连接有定位架13，定位架13的末端向转座4转动轴线延伸设置，即向管道处延伸设置，使用时，将行走架1从管道外部推入，进而使定位架13的末端抵住管道的外壁，利用三点定心原则，使机器人与待焊接管道精准定位，进一步的提高对法兰盘放置的精准性；
进一步的，在上述技术方案中，参考图6，定位架13的末端转动安装有定位轮14，使用时，定位轮14与管道外壁滚动配合，从而在机器人放置结束后，可以沿管道适应性的转动，进而方便对焊接位置进行实际调整；
工作原理：通过设置行走架1和承托架2，进而可以利用承托架2对法兰盘承载运输，以输送至对应的管道上，进而利用升降驱动器12对承托架2的升降控制，可以将法兰盘放置在管道上，并利用压环架3对法兰盘进行紧压，进而实现对法兰盘的精准定位与夹紧，从而保证焊接的精准性，而通过在压环架3上安装转座4，并将焊枪41安装在转座4下方，从而在对承托架2进行升降控制时，也可以对焊枪41进行升降控制，进而在法兰盘定位后，焊枪41跟随转座4下移，并下插至法兰盘和管口连接处，再控制转座4转动，使焊枪41对连接处进行周转焊接，焊接结束后，控制承托架2上升，将焊枪41向外带出，即可将行走架1向外推动，以进行下一步焊接，从而使法兰盘的运输以及焊接更加自由便捷，同时也提高了机器人焊接的精度，进而极大的提高了焊接机器人的实用性和便捷性。
实施例2
基于实施例1，如图1至图3所示的一种小型移动焊接机器人，废料承接结构为接料罩42，固定连接有接料罩42固定安装在转座4中部的下方，且接料罩42的底端向下延伸至焊枪41的下方，并向外弯折形成承接部，转座4跟随压环架3和承托架2下移时，接料罩42的底端外缘先从法兰盘和管道的内部向下插入，并紧贴管道内壁，从而在焊接时和焊接后，对焊接产生的废料进行承接，并在后期承托架2上升时将废料带出进行集中清理，进而可以避免废料落入管道中而不便清除；
进一步的，在上述技术方案中，参考图1至图3，接料罩42底端的外缘固定连接有弹性环板421，本实施例中弹性环板421选用橡胶材质，弹性环板421的外缘在自然放松状态时向下倾斜，且弹性环板421在自然放松状态下的直径大于待焊接管道和法兰盘的内圈直径，接料罩42跟随转座4下插至管道内部时，弹性环板421的外缘上翻，进而形成承托腔对废料进行承接，而当承托架2上升时，带动接料罩42和弹性环板421逐渐上移，在弹性环板421尚未移出管道时，受到管道限制，其外缘无法下翻，直至弹性环板421完全移出管道和法兰盘后，会自然放松，其外缘自动下翻，进而将承接的废料倾倒在法兰盘表面，从而在保证废料不会进入管道内部的同时，也方便对废料的倾倒收集；
进一步的，在上述技术方案中，参考图1至图3，转座4的底部固定连接有刮板43，刮板43向下延伸设置，转座4下移带动刮板43插入至管道和法兰盘的连接处，进而在转座4周转时，刮板43跟随转座4周转对焊接处的焊渣进行刮除，且刮除的焊渣直接掉落在弹性环板421上承接；
工作原理：通过在转座4的中部下方连接接料罩42，并在接料罩42底端的外缘连接弹性环板421，弹性环板421的外缘在自然放松状态时向下倾斜，转座4跟随压环架3和承托架2下移时，接料罩42跟随转座4下插至管道内部时，弹性环板421在法兰盘的阻挡下外缘上翻，并紧贴管道内壁，对连接处进行预先的清洁，且弹性环板421外缘上翻形成承托腔对废料进行承接，而当承托架2上升时，带动接料罩42和弹性环板421逐渐上移，在弹性环板421尚未移出管道时，受到管道限制，其外缘无法下翻，直至弹性环板421完全移出管道和法兰盘后，会自然放松，其外缘自动下翻，进而将承接的废料倾倒在法兰盘表面，从而在保证废料不会进入管道内部的同时，也方便对废料的倾倒收集，可以避免废料落入管道中而不便清除。
实施例3
基于实施例1，不同的是，如图3至图5所示的一种小型移动焊接机器人，标记印刷组件包括滑座5和标记印刷器52，滑座5和标记印刷器52通过连接架51固定连接，标记印刷器52沿管道的径向水平滑动安装在承托架2的外侧，且承托架2上设置有用于标记印刷器52贯穿插入的开口，机器人定位结束进行焊接时，控制滑座5和标记印刷器52向管道移动，使标记印刷器52穿过承托架2后紧贴管道外壁，即可将标记印在管道外部，且根据实际需要，选用相应的标记，例如焊接完成的标记，管道的用途标记等等，从而提高机器人的功能性和实用性；
进一步的，在上述技术方案中，参考图3，压环架3的背侧固定连接有导向板31，滑座5滑动安装在导向板31中，转座4的顶部固定连接有凸轴45，凸轴45的外部转动安装有连杆46，连杆46远离凸轴45的一端与滑座5的顶部转动连接，从而在转座4转动时，利用连杆46的联动带动滑座5进行往复移动，即可对标记印刷器52的印刷进行自动驱动，进一步的提高机器人的实用性。
工作原理：通过在承托架2的背侧设置滑座5和标记印刷器52，并通过导向板31对滑座5进行滑动支撑，在转座4转动时，利用连杆46的联动带动滑座5进行往复移动，机器人定位结束进行焊接时，转座4带动滑座5和标记印刷器52向管道移动，使标记印刷器52穿过承托架2后紧贴管道外壁，即可将标记印在管道外部，且根据实际需要，选用相应的标记，例如焊接完成的标记，管道的用途标记等等，从而提高机器人的功能性和实用性。
综上所述：通过设置行走架1和承托架2，不仅实现了对焊接设备的支撑，同时也利用内凸托板21实现了对法兰盘的支撑和运输，从而方便其与管道对接，同时，利用升降驱动器12对承托架2的升降驱动，不仅实现了对法兰盘的紧压固定功能，同时还实现了带动焊枪41、接料罩42和刮板43的升降功能，进而在插入至管道中后，利用对转座4的欢动驱动，通过焊枪41实现对管道和法兰盘的均匀焊接功能，同时，也通过刮板43实现了焊渣刮出功能，且利用接料罩42外缘弹性环板421的变化，不仅在下移时上翻实现废料的承接功能，同时，在接料罩42上移且移出管道后利用弹性环板421的自动下翻，还实现了对废料的自动倾倒功能，同时，通过在承托架2的后方设置标记印刷器52，利用转座4的转动以及连杆46的联动，在转座4转动一段完成焊接的同时，也带动滑座5和标记印刷器52往复移动一次，从而利用标记印刷器52向管道外壁进行标记的印刷，进而极大的提高了机器人的功能性和实用性，大大的增强了机器人使用的便捷性。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (9)

1.一种小型移动焊接机器人，包括行走架(1)和承托架(2)，所述行走架(1)和承托架(2)均为开口式结构，所述行走架(1)的底部安装有脚轮(11)，其特征在于：所述承托架(2)通过升降驱动器(12)安装在行走架(1)的上方，所述承托架(2)的上方固定安装有压环架(3)，所述承托架(2)的底部内侧设置有内凸托板(21)，所述压环架(3)的顶部转动安装有转座(4)，所述转座(4)由转动驱动设备转动驱动，所述转座(4)的下方固定安装有焊枪(41)，所述焊枪(41)跟随转座(4)下移，并下插至法兰盘和管口连接处，再控制转座(4)转动，使焊枪(41)对连接处进行周转焊接，所述转座(4)的下方设置有废料承接结构，所述压环架(3)的背侧设置有标记印刷组件，所述废料承接结构跟随承托架(2)下移插入管道中对焊接废料进行承接，所述标记印刷组件对管道外壁进行标记印刷。
2.根据权利要求1所述的一种小型移动焊接机器人，其特征在于：所述转动驱动设备为安装在承托架(2)外侧的驱动电机(22)，所述压环架(3)和转座(4)均设置为环形件，且所述转座(4)的外部固定连接有齿环(44)，所述驱动电机(22)的输出轴端安装有小齿轮，所述驱动电机(22)通过小齿轮与齿环(44)啮合传动。
3.根据权利要求1所述的一种小型移动焊接机器人，其特征在于：所述升降驱动器(12)设置为三组，且三组所述升降驱动器(12)的外部均固定连接有定位架(13)，所述定位架(13)的末端向转座(4)转动轴线延伸设置。
4.根据权利要求3所述的一种小型移动焊接机器人，其特征在于：所述定位架(13)的末端转动安装有定位轮(14)，使用时，所述定位轮(14)与管道外壁滚动配合。
5.根据权利要求1所述的一种小型移动焊接机器人，其特征在于：所述废料承接结构为接料罩(42)，所述固定连接有接料罩(42)固定安装在转座(4)中部的下方，且所述接料罩(42)的底端向下延伸至焊枪(41)的下方，并向外弯折形成承接部。
6.根据权利要求5所述的一种小型移动焊接机器人，其特征在于：所述接料罩(42)底端的外缘固定连接有弹性环板(421)，所述弹性环板(421)的外缘在自然放松状态时向下倾斜，所述接料罩(42)跟随转座(4)下插至管道内部时，弹性环板(421)的外缘上翻，所述弹性环板(421)完全移出管道和法兰盘后，外缘下翻。
7.根据权利要求1所述的一种小型移动焊接机器人，其特征在于：所述转座(4)的底部固定连接有刮板(43)，所述刮板(43)向下延伸设置，所述刮板(43)跟随转座(4)周转对焊接处的焊渣进行刮除。
8.根据权利要求1所述的一种小型移动焊接机器人，其特征在于：所述标记印刷组件包括滑座(5)和标记印刷器(52)，所述滑座(5)和标记印刷器(52)通过连接架(51)固定连接，所述标记印刷器(52)沿管道的径向水平滑动安装在承托架(2)的外侧，且所述承托架(2)上设置有用于标记印刷器(52)贯穿插入的开口。
9.根据权利要求1所述的一种小型移动焊接机器人，其特征在于：所述压环架(3)的背侧固定连接有导向板(31)，所述滑座(5)滑动安装在导向板(31)中，所述转座(4)的顶部固定连接有凸轴(45)，所述凸轴(45)的外部转动安装有连杆(46)，所述连杆(46)远离凸轴(45)的一端与滑座(5)的顶部转动连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115837505A (zh) * 2023-02-14 2023-03-24 湖南蓝天智能装备科技有限公司 一种适应不同厚度焊接件的电弧焊机器人

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