CN116060753A - 一种圆形钻杆端头自动焊接方法及装置 - Google Patents

一种圆形钻杆端头自动焊接方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种圆形钻杆端头自动焊接方法及装置，包括支架，支架顶部外壁两侧均开设有槽孔，支架顶部外壁两侧均开设有若干个通孔，支架顶部外壁两侧靠近通孔处均通过螺栓安装有四个气缸一，且相邻的四个气缸一的输出端之间通过螺栓安装有插接在槽孔内部的夹持组件，夹持组件包括壳体，壳体一侧内壁上通过螺栓安装有两个导轨，且两个导轨之间滑动连接有移动架；本发明通过夹持组件可以实现对钻杆的夹持上料，相较于原有设备不需要机械手就可以实现上料的目的，使得该设备成本降低，在焊接时可以气缸三，使得挤压辊靠近两个钻杆摩擦熔融处，使得挤压辊挤压熔融的金属，使得熔融的金属随着旋转均摊在两个钻杆上，提高两个钻杆接触处的强度。

Description

一种圆形钻杆端头自动焊接方法及装置
技术领域
本发明涉及圆形钻杆端头焊接技术领域，具体涉及一种圆形钻杆端头自动焊接方法及装置。
背景技术
圆形钻杆是钻机的重要组成部分，在煤矿井下瓦斯抽采、探放水的钻孔施工中经常使用，钻杆生产过程中，端头焊接是其中重要的生产工序。
如授权公告号为CN114749785A，授权公告日为20220715的一种圆形钻杆端头自动焊接方法和装置，该方法包括：公头接头转运机器人识别并抓取一个公头，并读取公头的物料编码，将其放置到公头摩擦焊机的卡具内并卡紧；管体转运机器人抓取管体放置到公头摩擦焊机上，将公头和管体的一端焊接到一起，并于焊接完成后检测管体和公头的同心度，获得检测合格的半成品钻杆；母头转运机器人识别并抓取一个母头，将其放置到母头摩擦焊机的卡具内并卡紧；钻杆转运机器人抓取半成品钻杆放置到母头摩擦焊机上，将母头和半成品钻杆的管体另一端焊接到一起，并于焊接完成后检测管体和母头的同心度，获得检测合格的成品钻杆。本发明还提供了一种圆形钻杆端头自动焊接装置。可提高生产效率，降低劳动强度，保证人身安全。
上述以及在现有技术中的圆形钻杆端头自动焊接装置在焊接时需要使用另外的机械手设备进行搬运上料，导致焊接成本增加，因此，亟需设计一种圆形钻杆端头自动焊接方法及装置解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种圆形钻杆端头自动焊接方法及装置，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：
一种圆形钻杆端头自动焊接装置，包括支架，所述支架顶部外壁两侧均开设有槽孔，所述支架顶部外壁两侧均开设有若干个通孔，所述支架顶部外壁两侧靠近通孔处均通过螺栓安装有四个气缸一，且相邻的四个气缸一的输出端之间通过螺栓安装有插接在槽孔内部的夹持组件，所述夹持组件包括壳体，所述壳体一侧内壁上通过螺栓安装有两个导轨，且两个导轨之间滑动连接有移动架，所述壳体一侧内壁靠近一端处通过螺栓安装有固定架，且固定架、移动架一侧外壁上均开设有安放槽，所述安放槽一侧内壁上通过螺栓安装有气缸二，且气缸二的输出端通过螺栓安装有夹持板。
进一步地，所述壳体一侧内壁上分别开设有安装槽、安置槽，且安置槽内部通过轴承安装有丝杆。
进一步地，所述安装槽内部通过螺栓安装有电机一，且电机一的输出端通过平键与丝杆呈固定连接。
进一步地，所述支架顶部内壁上通过螺栓安装有驱动组件，所述支架顶部外壁一侧开设有凹槽，所述支架顶部内壁一侧靠近凹槽处通过螺栓安装有安装架。
进一步地，所述安装架四面外壁上均通过螺栓安装有气缸三，且气缸三的输出端通过螺栓安装有挤压辊。
进一步地，所述驱动组件包括箱体，所述箱体内部通过轴承安装有连接筒，且连接筒一端焊接有夹持座。
进一步地，所述箱体底部内壁一侧通过螺栓安装有电机二，且电机二的输出端通过平键安装有齿轮。
进一步地，所述连接筒侧面外壁上焊接有齿环，且齿环与齿轮相互啮合。
进一步地，所述夹持座一侧外壁上开设有等距离呈环形结构分布的放置槽，且放置槽一侧内壁上通过螺栓安装有丝杆电机，所述丝杆电机的输出端通过螺栓安装有夹持块。
一种圆形钻杆端头自动焊接方法，包括以下步骤：
S1.准备处理：将准备好的两个钻杆分别放置在两个夹持组件下方，而后通过外接控制设备控制气缸一启动，使得夹持组件位置下降，使得壳体罩住钻杆，之后气缸二会启动，使得相对的两个夹持板夹持住钻杆，而后气缸一启动，使得壳体带着夹持板夹持住的钻杆升起，而后启动壳体上的电机一，使得丝杆带着移动架在导轨上滑动，使得移动架带着夹持板夹持住的钻杆往一侧运动，使得其中一个钻杆伸入连接筒、夹持座构成的结构中，此时丝杆电机启动，使得夹持块夹持住钻杆，而后该组壳体内部的夹持板松开对钻杆的夹持；
S2.焊接处理：在上述步骤准备结束后，启动电机二，使得齿轮带着齿环转动，使得钻杆转动，而后再启动另一个壳体上的电机一，使得丝杆带着另一个移动架在导轨上滑动，使得另一个钻杆一端靠近转动的钻杆，从而进行摩擦焊接处理，而且在焊接时，可以启动安装架上的四个气缸三，使得挤压辊靠近两个钻杆摩擦熔融处，使得挤压辊挤压熔融的金属，使得随着旋转，熔融的金属均摊在两个钻杆上；
S3.重复处理：在上述处理结束后，可以停止夹持座转动，而后启动其中一个夹持组件上的电机一，使得丝杆带着焊接在一起的钻杆往远离驱动组件的位置运动，之后再将新的钻杆放置在另一个未夹持钻杆的夹持组件下方，而后重复上述步骤进行夹持上料、摩擦焊接等处理。
在上述技术方案中，本发明提供的一种圆形钻杆端头自动焊接方法及装置，（1）本发明通过夹持组件可以实现对钻杆的夹持上料，相较于原有设备不需要机械手就可以实现上料的目的，使得该设备成本降低；（2）本发明所设计的安装架、气缸三及挤压辊，在焊接时，可以启动安装架上的四个气缸三，使得挤压辊靠近两个钻杆摩擦熔融处，使得挤压辊挤压熔融的金属，使得熔融的金属随着旋转均摊在两个钻杆上，提高两个钻杆接触处的强度：（3）本发明所设计的夹持座，在夹持座夹持钻杆时，丝杆电机运动可以使得挤压辊夹持住插入夹持座内部的钻杆，实现对钻杆的自动夹持，相较于原有设备手动操作可以实现快速夹持。
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为本发明一种圆形钻杆端头自动焊接方法及装置实施例提供的整体平面结构示意图。
图2为本发明一种圆形钻杆端头自动焊接方法及装置实施例提供的支架结构示意图。
图3为本发明一种圆形钻杆端头自动焊接方法及装置实施例提供的夹持组件俯视结构示意图。
图4为本发明一种圆形钻杆端头自动焊接方法及装置实施例提供的驱动组件结构示意图。
图5为本发明一种圆形钻杆端头自动焊接方法及装置实施例提供的夹持座结构示意图。
图6为本发明一种圆形钻杆端头自动焊接方法及装置实施例提供的安装架结构示意图。
图7为本发明一种圆形钻杆端头自动焊接方法及装置实施例提供的方法流程图。
附图标记说明：
1、支架；2、气缸一；3、夹持组件；4、驱动组件；5、安装架；6、槽孔；7、通孔；8、凹槽；9、壳体；10、导轨；11、安置槽；12、丝杆；13、安装槽；14、电机一；15、固定架；16、移动架；17、安放槽；18、气缸二；19、夹持板；20、箱体；21、连接筒；22、夹持座；23、齿环；24、电机二；25、齿轮；26、放置槽；27、丝杆电机；28、夹持块；29、气缸三；30、挤压辊。
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。
如图1-6所示，本发明实施例提供的一种圆形钻杆端头自动焊接装置，包括支架1，支架1顶部外壁两侧均开设有槽孔6，支架1顶部外壁两侧均开设有若干个通孔7，支架1顶部外壁两侧靠近通孔7处均通过螺栓安装有四个气缸一2，且相邻的四个气缸一2的输出端之间通过螺栓安装有插接在槽孔6内部的夹持组件3，夹持组件3包括壳体9，壳体9一侧内壁上通过螺栓安装有两个导轨10，且两个导轨10之间滑动连接有移动架16，壳体9一侧内壁靠近一端处通过螺栓安装有固定架15，且固定架15、移动架16一侧外壁上均开设有安放槽17，安放槽17一侧内壁上通过螺栓安装有气缸二18，且气缸二18的输出端通过螺栓安装有夹持板19。
具体的，本实施例中，圆形钻杆端头自动焊接装置，包括支架1，支架1顶部外壁两侧均开设有槽孔6，槽孔6可以使得夹持组件3穿过支架1，使得夹持组件3可以进行升降运动，支架1顶部外壁两侧均开设有若干个通孔7，通孔7便于气缸一2的输出端穿过支架1，支架1顶部外壁两侧靠近通孔7处均通过螺栓安装有四个气缸一2，气缸一2型号优选为SC60*500，且相邻的四个气缸一2的输出端之间通过螺栓安装有插接在槽孔6内部的夹持组件3，夹持组件3可以实现钻杆的自动夹持上料，夹持组件3包括壳体9，壳体9一侧内壁上通过螺栓安装有两个导轨10，导轨10便于为移动架16运动进行运动，且两个导轨10之间滑动连接有移动架16，移动架16随着丝杆12运动带着钻杆往一侧运动，壳体9一侧内壁靠近一端处通过螺栓安装有固定架15，固定架15便于固定钻杆的一端，且固定架15、移动架16一侧外壁上均开设有安放槽17，安放槽17便于气缸二18安装在移动架16、固定架15，安放槽17一侧内壁上通过螺栓安装有气缸二18，气缸二18型号优选为SC30*100，且气缸二18的输出端通过螺栓安装有夹持板19，夹持板19可以在气缸二18作用下夹持住钻杆。
本发明提供的一种圆形钻杆端头自动焊接方法及装置，在焊接时，可以启动安装架5上的四个气缸三29，使得挤压辊30靠近两个钻杆摩擦熔融处，使得挤压辊30挤压熔融的金属，使得随着旋转，熔融的金属均摊在两个钻杆上。
本发明提供的另一个实施例中，如图4所示的，壳体9一侧内壁上分别开设有安装槽13、安置槽11，且安置槽11内部通过轴承安装有丝杆12，丝杆12转动可以带着移动架16在导轨10上滑动，使得被夹持板19夹持住钻杆往一侧运动，安装槽13内部通过螺栓安装有电机一14，电机一14型号优选为宁波海得150法兰伺服电机，可以为丝杆12转动提供动力，且电机一14的输出端通过平键与丝杆12呈固定连接。
本发明提供的另一个实施例中，如图5、图7所示的，支架1顶部内壁上通过螺栓安装有驱动组件4，支架1顶部外壁一侧开设有凹槽8，凹槽8便于气缸三29穿过支架1，支架1顶部内壁一侧靠近凹槽8处通过螺栓安装有安装架5，安装架5四面外壁上均通过螺栓安装有气缸三29，气缸三29型号优选为SC40*100，且气缸三29的输出端通过螺栓安装有挤压辊30，在焊接时，可以启动安装架5上的四个气缸三29，使得挤压辊30靠近两个钻杆摩擦熔融处，使得挤压辊30挤压熔融的金属，使得随着旋转，熔融的金属均摊在两个钻杆上，驱动组件4包括箱体20，箱体20内部通过轴承安装有连接筒21，且连接筒21一端焊接有夹持座22，夹持座22便于夹持住钻杆，箱体20底部内壁一侧通过螺栓安装有电机二24，电机二24型号优选为宁波海得150法兰伺服电机，可以为连接筒21运动提供动力，且电机二24的输出端通过平键安装有齿轮25，齿轮25配合齿环23可以使得连接筒21与电机二24一起运动，连接筒21侧面外壁上焊接有齿环23，且齿环23与齿轮25相互啮合，夹持座22一侧外壁上开设有等距离呈环形结构分布的放置槽26，放置槽26便于丝杆电机27安装在夹持座22内部，且放置槽26一侧内壁上通过螺栓安装有丝杆电机27，丝杆电机27型号优选为42BYGH40-6A-125L，丝杆电机27的输出端通过螺栓安装有夹持块28，夹持块28可以在丝杆电机27作用下夹持住插入夹持座22内部的钻杆。
如图7所示，本发明实施例提供的一种圆形钻杆端头自动焊接方法，包括以下步骤：
S1.准备处理：将准备好的两个钻杆分别放置在两个夹持组件3下方，而后通过外接控制设备控制气缸一2启动，使得夹持组件3位置下降，使得壳体9罩住钻杆，之后气缸二18会启动，使得相对的两个夹持板19夹持住钻杆，而后气缸一2启动，使得壳体9带着夹持板19夹持住的钻杆升起，而后启动壳体9上的电机一14，使得丝杆12带着移动架16在导轨10上滑动，使得移动架16带着夹持板19夹持住的钻杆往一侧运动，使得其中一个钻杆伸入连接筒21、夹持座22构成的结构中，此时丝杆电机27启动，使得夹持块28夹持住钻杆，而后该组壳体9内部的夹持板19松开对钻杆的夹持；
S2.焊接处理：在上述步骤准备结束后，启动电机二24，使得齿轮25带着齿环23转动，使得钻杆转动，而后再启动另一个壳体9上的电机一14，使得丝杆12带着另一个移动架16在导轨10上滑动，使得另一个钻杆一端靠近转动的钻杆，从而进行摩擦焊接处理，而且在焊接时，可以启动安装架5上的四个气缸三29，使得挤压辊30靠近两个钻杆摩擦熔融处，使得挤压辊30挤压熔融的金属，使得随着旋转，熔融的金属均摊在两个钻杆上；
S3.重复处理：在上述处理结束后，可以停止夹持座22转动，而后启动其中一个夹持组件3上的电机一14，使得丝杆12带着焊接在一起的钻杆往远离驱动组件4的位置运动，之后再将新的钻杆放置在另一个未夹持钻杆的夹持组件3下方，而后重复上述步骤进行夹持上料、摩擦焊接等处理。
本发明提供的一种圆形钻杆端头自动焊接方法及装置，本发明通过夹持组件3可以实现对钻杆的夹持上料，相较于原有设备不需要机械手就可以实现上料的目的，使得该设备成本降低。
工作原理：将准备好的两个钻杆分别放置在两个夹持组件3下方，而后通过外接控制设备控制气缸一2启动，使得夹持组件3位置下降，使得壳体9罩住钻杆，之后气缸二18会启动，使得相对的两个夹持板19夹持住钻杆，而后气缸一2启动，使得壳体9带着夹持板19夹持住的钻杆升起，而后启动壳体9上的电机一14，使得丝杆12带着移动架16在导轨10上滑动，使得移动架16带着夹持板19夹持住的钻杆往一侧运动，使得其中一个钻杆伸入连接筒21、夹持座22构成的结构中，此时丝杆电机27启动，使得夹持块28夹持住钻杆，而后该组壳体9内部的夹持板19松开对钻杆的夹持；在上述步骤准备结束后，启动电机二24，使得齿轮25带着齿环23转动，使得钻杆转动，而后再启动另一个壳体9上的电机一14，使得丝杆12带着另一个移动架16在导轨10上滑动，使得另一个钻杆一端靠近转动的钻杆，从而进行摩擦焊接处理，而且在焊接时，可以启动安装架5上的四个气缸三29，使得挤压辊30靠近两个钻杆摩擦熔融处，使得挤压辊30挤压熔融的金属，使得随着旋转，熔融的金属均摊在两个钻杆上；在上述处理结束后，可以停止夹持座22转动，而后启动其中一个夹持组件3上的电机一14，使得丝杆12带着焊接在一起的钻杆往远离驱动组件4的位置运动，之后再将新的钻杆放置在另一个未夹持钻杆的夹持组件3下方，而后重复上述步骤进行夹持上料、摩擦焊接等处理。
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 (10)

1.一种圆形钻杆端头自动焊接装置，包括支架（1），其特征在于，所述支架（1）顶部外壁两侧均开设有槽孔（6），所述支架（1）顶部外壁两侧均开设有若干个通孔（7），所述支架（1）顶部外壁两侧靠近通孔（7）处均通过螺栓安装有四个气缸一（2），且相邻的四个气缸一（2）的输出端之间通过螺栓安装有插接在槽孔（6）内部的夹持组件（3），所述夹持组件（3）包括壳体（9），所述壳体（9）一侧内壁上通过螺栓安装有两个导轨（10），且两个导轨（10）之间滑动连接有移动架（16），所述壳体（9）一侧内壁靠近一端处通过螺栓安装有固定架（15），且固定架（15）、移动架（16）一侧外壁上均开设有安放槽（17），所述安放槽（17）一侧内壁上通过螺栓安装有气缸二（18），且气缸二（18）的输出端通过螺栓安装有夹持板（19）。
2.根据权利要求1所述的一种圆形钻杆端头自动焊接装置，其特征在于，所述壳体（9）一侧内壁上分别开设有安装槽（13）、安置槽（11），且安置槽（11）内部通过轴承安装有丝杆（12）。
3.根据权利要求2所述的一种圆形钻杆端头自动焊接装置，其特征在于，所述安装槽（13）内部通过螺栓安装有电机一（14），且电机一（14）的输出端通过平键与丝杆（12）呈固定连接。
4.根据权利要求1所述的一种圆形钻杆端头自动焊接装置，其特征在于，所述支架（1）顶部内壁上通过螺栓安装有驱动组件（4），所述支架（1）顶部外壁一侧开设有凹槽（8），所述支架（1）顶部内壁一侧靠近凹槽（8）处通过螺栓安装有安装架（5）。
5.根据权利要求4所述的一种圆形钻杆端头自动焊接装置，其特征在于，所述安装架（5）四面外壁上均通过螺栓安装有气缸三（29），且气缸三（29）的输出端通过螺栓安装有挤压辊（30）。
6.根据权利要求4所述的一种圆形钻杆端头自动焊接装置，其特征在于，所述驱动组件（4）包括箱体（20），所述箱体（20）内部通过轴承安装有连接筒（21），且连接筒（21）一端焊接有夹持座（22）。
7.根据权利要求6所述的一种圆形钻杆端头自动焊接装置，其特征在于，所述箱体（20）底部内壁一侧通过螺栓安装有电机二（24），且电机二（24）的输出端通过平键安装有齿轮（25）。
8.根据权利要求7所述的一种圆形钻杆端头自动焊接装置，其特征在于，所述连接筒（21）侧面外壁上焊接有齿环（23），且齿环（23）与齿轮（25）相互啮合。
9.根据权利要求7所述的一种圆形钻杆端头自动焊接装置，其特征在于，所述夹持座（22）一侧外壁上开设有等距离呈环形结构分布的放置槽（26），且放置槽（26）一侧内壁上通过螺栓安装有丝杆电机（27），所述丝杆电机（27）的输出端通过螺栓安装有夹持块（28）。
10.一种圆形钻杆端头自动焊接方法，包括权利1-9任一项所述的一种圆形钻杆端头自动焊接装置，其特征在于，包括以下步骤：
S1.准备处理：将准备好的两个钻杆分别放置在两个夹持组件（3）下方，而后通过外接控制设备控制气缸一（2）启动，使得夹持组件（3）位置下降，使得壳体（9）罩住钻杆，之后气缸二18会启动，使得相对的两个夹持板（19）夹持住钻杆，而后气缸一（2）启动，使得壳体（9）带着夹持板（19）夹持住的钻杆升起，而后启动壳体（9）上的电机一（14），使得丝杆（12）带着移动架（16）在导轨（10）上滑动，使得移动架（16）带着夹持板（19）夹持住的钻杆往一侧运动，使得其中一个钻杆伸入连接筒（21）、夹持座（22）构成的结构中，此时丝杆电机（27）启动，使得夹持块（28）夹持住钻杆，而后该组壳体（9）内部的夹持板（19）松开对钻杆的夹持；
S2.焊接处理：在上述步骤准备结束后，启动电机二（24），使得齿轮（25）带着齿环（23）转动，使得钻杆转动，而后再启动另一个壳体（9）上的电机一（14），使得丝杆（12）带着另一个移动架（16）在导轨（10）上滑动，使得另一个钻杆一端靠近转动的钻杆，从而进行摩擦焊接处理，而且在焊接时，可以启动安装架（5）上的四个气缸三（29），使得挤压辊（30）靠近两个钻杆摩擦熔融处，使得挤压辊（30）挤压熔融的金属，使得随着旋转，熔融的金属均摊在两个钻杆上；
S3.重复处理：在上述处理结束后，可以停止夹持座（22）转动，而后启动其中一个夹持组件（3）上的电机一（14），使得丝杆（12）带着焊接在一起的钻杆往远离驱动组件（4）的位置运动，之后再将新的钻杆放置在另一个未夹持钻杆的夹持组件（3）下方，而后重复上述步骤进行夹持上料、摩擦焊接等处理。
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