CN115302185A - 一种焊接机器人用管状工件焊接对齐翻转设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种焊接机器人用管状工件焊接对齐翻转设备，涉及焊接设备技术领域，包括加工台，所述加工台上固定连接有放置架，其中待加工工件放置在放置架上，所述加工台内安装有移动机构，所述移动机构输出端连接有两个滑动座，两个所述滑动座滑动连接在加工台上，两个所述滑动座上对称连接有旋转机构，本发明中，通过设置固定机构，转动张开的多个固定脚从管件内部对管件形成同轴支撑固定，可以对不同内径的管件形成支撑和固定效果，同时提高了被焊接的两个管件的同轴度，有效保证两个管件焊接面准确对齐，提高焊接效果。
Description
技术领域
本发明涉及焊接设备技术领域，尤其涉及一种焊接机器人用管状工件焊接对齐翻转设备。
背景技术
金属焊接是两个同种或异种的金属工件连接成整体的加工方式，并且通过焊接方便维护破损的金属工件。在两个管状工件的焊接过程中，需要进行同轴对齐操作，以保证两个管件的焊接面接触整齐，避免两个管件的轴线存在偏差影响两个管件焊接后的连接稳定性和连通密封性。
经检索，申请号为201910575203.6的中国授权发明专利公开了一种焊接机器人用管状工件焊接对齐翻转设备，包括焊件摆放移动装置、可控制性转动装置、焊件对齐转动装置、转动卡死装置，通过焊件摆放移动装置调节焊接的位置，其通过初始输出端处于同轴状态的两个独立工作的对齐装置一和对齐装置二，对管件内部形成同轴的支撑固定，从而保证两个管件同轴对齐，方便被焊接，此种方式中，通过空心管同时支撑对齐装置一和对齐装置二，其中对齐装置二位于空心管悬臂末端，在对管件进行支撑固定以及配合电机四对管件进行旋转驱动时，容易使空心管末端发生摆动弯曲，影响两个管件的对齐操作；并且只能焊接形成直通管件，对于三通管件甚至多通管件无法形成有效焊接，适用范围较小。
传统焊接加工过程中，通常采用挤压夹持的方式对两个待焊接的管件形成固定，在通过输出端可运动的焊接机构，对被固定的管件的焊接位置形成全面焊接，对焊接机构的结构和驱动控制要求较高。
发明内容
本发明提出的一种焊接机器人用管状工件焊接对齐翻转设备，目的是为了解决传统技术中两个管件的轴线存在偏差影响两个管件焊接效果的问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种焊接机器人用管状工件焊接对齐翻转设备，包括加工台，所述加工台上固定连接有放置架，其中待加工工件放置在放置架上，所述加工台内安装有移动机构，所述移动机构输出端连接有两个滑动座，两个所述滑动座滑动连接在加工台上，两个所述滑动座上对称连接有旋转机构，所述旋转机构输出端连接有伸缩筒，所述旋转机构输出端连接有伸缩气缸，所述伸缩气缸输出端固定连接在伸缩筒远离旋转机构一端内壁上，所述伸缩筒外侧连接有固定机构，所述固定机构包括环形架、固定脚、驱动组件和棘齿组件，所述环形架同轴固定连接在伸缩筒外侧，所述环形架上转动连接有多个固定脚，所述固定脚与环形架之间固定连接有扭簧，所述环形架内连接有驱动组件，所述驱动组件输出端与多个固定脚连接，所述驱动组件包括电磁铁、外齿圈和转动齿轮，多个所述电磁铁固定连接在环形架内，所述外齿圈转动连接在环形架内，多个所述转动齿轮一一对应与多个固定脚同轴固定连接，多个所述转动齿轮均与外齿圈相互啮合，所述外齿圈内嵌有多个永磁铁，多个所述永磁铁与多个电磁铁一一对应，所述棘齿组件连接在环形架上，所述棘齿组件输出端连接在固定脚上。
优选地，所述移动机构包括移动电机和移动螺杆，所述移动电机安装在加工台内，所述移动电机输出端同轴固定连接有移动螺杆，所述移动螺杆远离移动电机一端转动连接在加工台内，两个所述滑动座对称螺纹连接在移动螺杆上。
优选地，所述加工台上开设有两个滑动槽，两个所述滑动座一一对应滑动连接在两个滑动槽内，所述移动螺杆与两个滑动座螺纹连接部螺距相等，且螺纹旋向相反，移动螺杆转动，移动螺杆带动两个滑动座相向运动，方便后续对管件的夹持和位置调节。
优选地，所述旋转机构包括旋转电机、旋转轴、连接轴和调节组件，所述旋转电机安装在滑动座上，所述旋转电机输出端同轴固定连接有旋转轴，所述旋转轴远离旋转电机一端转动连接有连接轴，所述连接轴远离旋转轴一端外周侧同轴滑动连接有伸缩筒，所述连接轴远离旋转轴一端固定连接有伸缩气缸，旋转电机工作，通过旋转轴、连接轴带动伸缩筒转动，从而带动被支撑固定的管件进行转动，方便对管件进行全面的焊接操作。
优选地，所述调节组件包括安装架和调节气缸，所述安装架固定连接在旋转轴靠近连接轴一端上，所述安装架上安装有调节气缸，所述调节气缸输出端转动连接在连接轴一侧，调节气缸工作时，改变连接轴与旋转轴的角度，从而改变两个管件的角度，方便进行三通管甚至多通管的焊接操作。
优选地，所述固定脚呈弧形状，其中固定脚弧形曲率等于环形架外周侧曲率，所述固定脚外侧固定连接有摩擦块，所述摩擦块采用橡胶制成，提高固定脚与管件内部的接触效果，提高对管件的支撑固定能力。
优选地，所述棘齿组件包括棘轮、棘爪和弹簧，所述棘轮同轴固定连接在固定脚上，所述棘爪转动连接在环形架上，所述棘爪末端与环形架之间固定连接有弹簧，所述棘爪末端与棘轮外侧相互卡接配合，对固定脚形成止回效果，提高固定脚张开后稳定性。
优选地，所述棘爪内部嵌有小磁铁，所述小磁铁与电磁铁异名磁极相对，其中棘爪初始与棘轮间隙配合，使得电磁铁通电后，使棘齿组件正常工作。
与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：
1、本发明中，通过设置固定机构，转动张开的多个固定脚从管件内部对管件形成同轴支撑固定，可以对不同内径的管件形成支撑和固定效果，同时提高了被焊接的两个管件的同轴度，有效保证两个管件焊接面准确对齐，提高焊接效果。
2、本发明中，通过设置旋转机构，可对被固定的管件进行旋转，无需使外部焊接设备输出端绕行管件外周侧以对整个焊接位置完成焊接，减少了对外部焊接设备输出端的运动需求。
3、本发明中，通过设置调节组件和伸缩气缸，可以对被焊接的两个管件形成轴线同面并具有一定夹角的控制，可以焊接成一定角度的三通管甚至多通管，更进一步提高了对两个管件的焊接操作适用范围。
4、本发明中，通过设置驱动组件配合棘齿组件，多个电磁铁工作，通过外齿圈和转动齿轮驱动多个固定脚转动张开，同时驱动棘爪抵靠在棘轮上，形成反向锁止的效果，提高了对被焊接工件支撑固定的稳定性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的固定机构示意图；
图3为本发明的驱动组件与固定脚的配合示意图；
图4为本发明的棘齿组件示意图；
图5为本发明的多通管焊接工作状态示意图。
图中：1加工台、2放置架、3移动机构、31移动电机、32移动螺杆、4滑动座、5旋转机构、51旋转电机、52旋转轴、53连接轴、54调节组件、541安装架、542调节气缸、6伸缩筒、61伸缩气缸、7固定机构、71环形架、72固定脚、73驱动组件、731电磁铁、732外齿圈、733转动齿轮、74棘齿组件、741棘轮、742棘爪、743弹簧。
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。
参照图1，一种焊接机器人用管状工件焊接对齐翻转设备，包括加工台1，加工台1上固定连接有放置架2，其中待加工工件放置在放置架2上，加工台1内安装有移动机构3，移动机构3输出端连接有两个滑动座4，两个滑动座4滑动连接在加工台1上，移动机构3包括移动电机31和移动螺杆32，移动电机31安装在加工台1内，移动电机31输出端同轴固定连接有移动螺杆32，移动螺杆32远离移动电机31一端转动连接在加工台1内，两个滑动座4对称螺纹连接在移动螺杆32上,加工台1上开设有两个滑动槽，两个滑动座4一一对应滑动连接在两个滑动槽内，移动螺杆32与两个滑动座4螺纹连接部螺距相等，且螺纹旋向相反，移动电机31工作，移动电机31输出端带移动螺杆32转动，移动螺杆32带动两个滑动座4相向运动，方便后续对管件的夹持和位置调节。
两个滑动座4上对称连接有旋转机构5，旋转机构5输出端连接有伸缩筒6，旋转机构5输出端连接有伸缩气缸61，伸缩气缸61输出端固定连接在伸缩筒6远离旋转机构5一端内壁上，旋转机构5包括旋转电机51、旋转轴52、连接轴53和调节组件54，旋转电机51安装在滑动座4上，旋转电机51输出端同轴固定连接有旋转轴52，旋转轴52远离旋转电机51一端转动连接有连接轴53，连接轴53远离旋转轴52一端外周侧同轴滑动连接有伸缩筒6，连接轴53远离旋转轴52一端固定连接有伸缩气缸61，旋转机构5随滑动座4运动，带动伸缩筒6伸入管件内部，方便后续对管件进行支撑固定，旋转电机51工作时，旋转电机51输出端带动旋转轴52转动，旋转轴52带动连接轴53转动，进而带动伸缩气缸61和伸缩筒62转动，方便带动被支撑固定的管件进行转动，方便对管件进行全面的焊接操作。
调节组件54包括安装架541和调节气缸542，安装架541固定连接在旋转轴52靠近连接轴53一端上，安装架541上安装有调节气缸542，调节气缸542输出端转动连接在连接轴53一侧，调节气缸542工作时，其输出端拉动连接轴53，使连接轴53与旋转轴52呈一定角度，从而改变被固定的管件的角度，配合伸缩气缸61对管件沿连接轴53轴向位置的调节，方便两个管件成一角度进行接触，方便进行三通管甚至多通管的焊接操作。
参照图2和3，伸缩筒6外侧连接有固定机构7，固定机构7包括环形架71、固定脚72、驱动组件73和棘齿组件74，环形架71同轴固定连接在伸缩筒6外侧，环形架71上转动连接有多个固定脚72，固定脚72与环形架71之间固定连接有扭簧，环形架71内连接有驱动组件73，驱动组件73输出端与多个固定脚72连接，驱动组件73包括电磁铁731、外齿圈732和转动齿轮733，多个电磁铁731固定连接在环形架71内，外齿圈732转动连接在环形架71内，多个转动齿轮733一一对应与多个固定脚72同轴固定连接，多个转动齿轮733均与外齿圈732相互啮合，外齿圈732内嵌有多个永磁铁，多个永磁铁与多个电磁铁731一一对应，多个电磁铁731工作时，多个电磁铁731周期性依次通电，对多个永磁铁形成磁性吸引，带动外齿圈732转动，从而通过外齿圈732带动多个转动齿轮733转动，进而使多个固定脚72转动张开，对管件内部形成支撑效果，多个固定脚72同步运动，使管件与环形架71成同轴状态，使得两个管件保持同轴状态，方便两个管件对齐准确，方便进行焊接操作。
固定脚72呈弧形状，其中固定脚72弧形曲率等于环形架71外周侧曲率，固定脚72外侧固定连接有摩擦块，摩擦块采用橡胶制成，提高固定脚72与管件内部的接触效果，提高对管件的支撑固定能力。
参照图4，棘齿组件74连接在环形架71上，棘齿组件74输出端连接在固定脚72上，棘齿组件74包括棘轮741、棘爪742和弹簧743，棘轮741同轴固定连接在固定脚72上，棘爪742转动连接在环形架71上，棘爪742末端与环形架71之间固定连接有弹簧743，棘爪742末端与棘轮741外侧相互卡接配合，在固定脚72转动张开的过程中，棘爪742划过棘轮741，在固定脚72转动收回时，棘爪742卡接在棘轮741上，放置固定脚72收回，提高固定脚72对管件支撑固定的稳定性。
棘爪742内部嵌有小磁铁，小磁铁与电磁铁731异名磁极相对，其中棘爪742初始与棘轮741间隙配合，在电磁铁731工作时，在磁性作用下，小磁铁被推动，使棘爪742克服弹簧743的弹力抵靠在棘轮741上，方便棘爪742卡接在棘轮741的棘齿上，在需要解除棘爪742对棘轮741的卡接时，首先暂时增强电磁铁731的通电强度，使棘爪742脱离棘齿，再对电磁铁731进行断电，在弹簧743的弹力作用下，棘爪742转动离开棘轮741，方便固定脚72在扭簧的弹力作用下恢复原位。
在使用时，先将待焊接的两个管件方式在放置架2上，启动移动机构3中移动电机31，移动电机31输出端带移动螺杆32转动，移动螺杆32带动两个滑动座4相向运动，滑动座4带动旋转机构5、伸缩筒6和固定机构7移动，伸缩筒6和固定机构7伸入管件内，启动固定机构7中的多个电磁铁731，多个电磁铁731周期性通电，通过电磁铁731对外齿圈732内永磁铁的磁性吸引，带动外齿圈732转动，外齿圈732驱动多个转动齿轮733转动，转动齿轮733带动固定脚72在环形架71上转动，多个固定脚72同步转动打开，对管件内部形成支撑和固定效果，使被固定的管件与环形架71处于同轴状态，从而使两个管件处于同轴状态，方便两个管件的焊接位置对应准确，提高外部焊接设备对焊接位置的焊接效果；
参照图1，在进行两个管件同轴连通式的焊接时，控制移动电机31继续工作，即可带动两个管件相互靠近，使两个管件上焊接位置相互接触，此时即可通过外部焊接设备对焊接位置进行焊接，再启动旋转机构5中的旋转电机51，旋转电机51输出端通过旋转轴52和连接轴53带动伸缩筒6转动，从而带动管件绕轴心转动，使两管件底部未受焊接位置转动朝上，方便受到外部焊接设备的继续焊接操作，完成对两个管件所有焊接的位置的焊接操作；
参照图5，在进行两个管件异轴连通式的焊接时，启动两个旋转机构5中的调节组件54中的调节气缸542，调节气缸542输出端收缩，从而使连接轴53与旋转轴52成一定角度，最终使两个管件在轴线处于同一水平面状态下成预设的角度，此时控制移动电机31继续工作，使两个管件相互靠近，同时控制两个伸缩气缸61进行工作，调节管件在连接轴53轴向上的位置，最终使两个管件的焊接位置相互对应并接触，此时即可通过外部焊接设备对焊接位置进行焊接，而在需要焊接底部的焊接位置时，控制其中一个固定机构7中的电磁铁731断电，使固定脚72收回，解除对管件的支撑和固定，控制旋转机构5中的旋转电机51，旋转电机51输出端带动旋转轴52转动，从而带动连接轴53和伸缩筒6转动，使半焊接的两个管件发生翻转动作，使两管件底部未受焊接位置转动朝上，方便受到外部焊接设备的继续焊接操作，完成对两个管件所有焊接的位置的焊接操作，实现对不同角度以及多通的管件的焊接操作，提高了对管件焊接的适用范围；
在驱动组件73和棘齿组件74工作时，驱动组件73中的电磁铁731对棘齿组件74中的棘爪742中的小磁铁形成磁性吸引，使棘爪742克服弹簧743的弹力抵靠在棘轮741上，在固定脚72向外张开转动时，棘爪742划过棘轮741不对固定脚72产生阻碍，在固定脚72转动结束时，棘爪742卡在棘轮741上形成锁定效果，保持固定脚72对管件支撑和固定的稳定性，而在电磁铁731断电时，在弹簧743的弹力作用下，棘爪742离开棘轮741，方便固定脚72在扭簧的弹力作用下转动收回。
本发明中，通过设置固定机构7，转动张开的多个固定脚82从管件内部对管件形成同轴支撑固定，相比传统方式中采用挤压夹持对管件进行固定的方式，可以对不同内径的管件形成支撑和固定效果，同时提高了被焊接的两个管件的同轴度，有效保证两个管件焊接面准确对齐，提高焊接效果；
本发明中，通过设置旋转机构5，可对被固定的管件进行旋转，相比传统方式中被挤压夹持的管件，无需使外部焊接设备输出端绕行管件外周侧以对整个焊接位置完成焊接，减少了对外部焊接设备输出端的运动需求；
本发明中，通过设置调节组件54和伸缩气缸61，可以对被焊接的两个管件形成轴线同面并具有一定夹角的控制，相比于现有技术中的同轴对齐方式，可以焊接成一定角度的三通管甚至多通管，更进一步提高了对两个管件的焊接操作适用范围；
本发明中，通过设置驱动组件73，配合棘齿组件74，在对管件形成内支撑的同时形成锁定效果，相比传统方式采用弹性支撑固定的方式，多个电磁铁731工作，通过外齿圈732和转动齿轮733驱动多个固定脚72转动张开，同时驱动棘爪742抵靠在棘轮741上，形成反向锁止的效果，提高了对被焊接工件支撑固定的稳定性。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种焊接机器人用管状工件焊接对齐翻转设备，包括加工台(1)，其特征在于，所述加工台(1)上固定连接有放置架(2)，其中待加工工件放置在放置架(2)上，所述加工台(1)内安装有移动机构(3)，所述移动机构(3)输出端连接有两个滑动座(4)，两个所述滑动座(4)滑动连接在加工台(1)上，两个所述滑动座(4)上对称连接有旋转机构(5)，所述旋转机构(5)输出端连接有伸缩筒(6)，所述旋转机构(5)输出端连接有伸缩气缸(61)，所述伸缩气缸(61)输出端固定连接在伸缩筒(6)远离旋转机构(5)一端内壁上，所述伸缩筒(6)外侧连接有固定机构(7)，所述固定机构(7)包括环形架(71)、固定脚(72)、驱动组件(73)和棘齿组件(74)，所述环形架(71)同轴固定连接在伸缩筒(6)外侧，所述环形架(71)上转动连接有多个固定脚(72)，所述固定脚(72)与环形架(71)之间固定连接有扭簧，所述环形架(71)内连接有驱动组件(73)，所述驱动组件(73)输出端与多个固定脚(72)连接，所述驱动组件(73)包括电磁铁(731)、外齿圈(732)和转动齿轮(733)，多个所述电磁铁(731)固定连接在环形架(71)内，所述外齿圈(732)转动连接在环形架(71)内，多个所述转动齿轮(733)一一对应与多个固定脚(72)同轴固定连接，多个所述转动齿轮(733)均与外齿圈(732)相互啮合，所述外齿圈(732)内嵌有多个永磁铁，多个所述永磁铁与多个电磁铁(731)一一对应，所述棘齿组件(74)连接在环形架(71)上，所述棘齿组件(74)输出端连接在固定脚(72)上。
2.根据权利要求1所述的一种焊接机器人用管状工件焊接对齐翻转设备，其特征在于，所述移动机构(3)包括移动电机(31)和移动螺杆(32)，所述移动电机(31)安装在加工台(1)内，所述移动电机(31)输出端同轴固定连接有移动螺杆(32)，所述移动螺杆(32)远离移动电机(31)一端转动连接在加工台(1)内，两个所述滑动座(4)对称螺纹连接在移动螺杆(32)上。
3.根据权利要求2所述的一种焊接机器人用管状工件焊接对齐翻转设备，其特征在于，所述加工台(1)上开设有两个滑动槽，两个所述滑动座(4)一一对应滑动连接在两个滑动槽内，所述移动螺杆(32)与两个滑动座(4)螺纹连接部螺距相等，且螺纹旋向相反。
4.根据权利要求1所述的一种焊接机器人用管状工件焊接对齐翻转设备，其特征在于，所述旋转机构(5)包括旋转电机(51)、旋转轴(52)、连接轴(53)和调节组件(54)，所述旋转电机(51)安装在滑动座(4)上，所述旋转电机(51)输出端同轴固定连接有旋转轴(52)，所述旋转轴(52)远离旋转电机(51)一端转动连接有连接轴(53)，所述连接轴(53)远离旋转轴(52)一端外周侧同轴滑动连接有伸缩筒(6)，所述连接轴(53)远离旋转轴(52)一端固定连接有伸缩气缸(61)。
5.根据权利要求4所述的一种焊接机器人用管状工件焊接对齐翻转设备，其特征在于，所述调节组件(54)包括安装架(541)和调节气缸(542)，所述安装架(541)固定连接在旋转轴(52)靠近连接轴(53)一端上，所述安装架(541)上安装有调节气缸(542)，所述调节气缸(542)输出端转动连接在连接轴(53)一侧。
6.根据权利要求1所述的一种焊接机器人用管状工件焊接对齐翻转设备，其特征在于，所述固定脚(72)呈弧形状，其中固定脚(72)弧形曲率等于环形架(71)外周侧曲率，所述固定脚(72)外侧固定连接有摩擦块，所述摩擦块采用橡胶制成。
7.根据权利要求1所述的一种焊接机器人用管状工件焊接对齐翻转设备，其特征在于，所述棘齿组件(74)包括棘轮(741)、棘爪(742)和弹簧(743)，所述棘轮(741)同轴固定连接在固定脚(72)上，所述棘爪(742)转动连接在环形架(71)上，所述棘爪(742)末端与环形架(71)之间固定连接有弹簧(743)，所述棘爪(742)末端与棘轮(741)外侧相互卡接配合。
8.根据权利要求7所述的一种焊接机器人用管状工件焊接对齐翻转设备，其特征在于，所述棘爪(742)内部嵌有小磁铁，所述小磁铁与电磁铁(731)异名磁极相对，其中棘爪(742)初始与棘轮(741)间隙配合。
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| CN116214026A (zh) * | 2023-05-05 | 2023-06-06 | 河北化工医药职业技术学院 | 一种计算机管道检测自动焊接机器人 |
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-
2022
- 2022-08-15 CN CN202210975233.8A patent/CN115302185A/zh active Pending
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| CN116214026B (zh) * | 2023-05-05 | 2023-07-25 | 河北化工医药职业技术学院 | 一种计算机管道检测自动焊接机器人 |
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