CN117259981A - 一种适用不同管径的管道焊接装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于管道焊接技术领域，尤其为一种适用不同管径的管道焊接装置，包括底座，还包括移动支座、夹具机构、旋转机构和焊接机构；两个移动支座相对称安装在所述底座的顶面且具有沿水平方向相反的移动自由度，所述夹具机构安装在所述移动支座的顶端用于夹持钢管；所述旋转机构安装在所述移动支座的外侧面用于驱动钢管旋转；所述焊接机构安装在所述底座的外侧面；本发明的管道焊接装置，利用两组夹具机构从侧面对管道进行夹持，并利用两组旋转机构从两端对管道进行夹持，在保证管道稳定性的同时，旋转机构还用于驱动管道旋转，便于对管道的外圆周充分焊接，提高了加工效率；焊接机构可沿水平方向调整位置，便于对管道的不同部位进行焊接。

Description

一种适用不同管径的管道焊接装置
技术领域
本发明属于管道焊接技术领域，具体涉及一种适用不同管径的管道焊接装置。
背景技术
管道的用途很广泛，尤其是金属管道，广泛应用于给水、排水、供热、供煤气、长距离输送石油和天然气、农业灌溉、水利工程和各种工业装置中。为适应不同的焊接要求，特别是具有角度要求的管道焊接作业，现有方案中的管道焊接装置，虽然能够满足一定的倾斜角度要求，但是焊接的盲区较高，位于管道下侧的部分难以进行充分焊接，使得工作人员需要重新摆放管道的位置再次进行焊接，效率较低，并且管道的位置重新摆放后，其容易存在位置差，影响焊接的精度。
为解决上述问题，本申请中提出一种适用不同管径的管道焊接装置。
发明内容
为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种适用不同管径的管道焊接装置，具有使用方便、焊接效率高以及焊接精度高的特点。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种适用不同管径的管道焊接装置，包括底座，还包括移动支座、夹具机构、旋转机构和焊接机构；
两个所述移动支座相对称安装在所述底座的顶面且具有沿水平方向相反的移动自由度，所述夹具机构安装在所述移动支座的顶端用于夹持钢管；
所述旋转机构安装在所述移动支座的外侧面用于驱动钢管旋转；
所述焊接机构安装在所述底座的外侧面且具有沿水平方向的移动自由度，用于对钢管焊接。
作为本发明的一种优选技术方案，所述夹具机构包括支撑座、活动座、夹紧块、插接板、锁定螺栓、一号固定板和一号双向螺杆，所述支撑座固定在所述移动支座的顶面中部，且在所述支撑座的顶面开设有V型支撑槽，在所述V型支撑槽的内壁安装有两个相对称分布的支撑辊；
两个所述活动座相对称分布在所述支撑座的两侧，所述插接板固定在所述夹紧块的底端，且所述插接板的底端嵌入所述活动座内构成伸缩结构，所述锁定螺栓通过螺纹旋合方式安装在所述活动座上，在两个所述夹紧块的对立面上均开设有V型夹槽，且在所述V型夹槽的内壁安装有两个相对称分布的夹紧辊；
两个所述一号固定板相对称固定在所述移动支座的顶面，所述一号双向螺杆转动安装在两个所述一号固定板之间，且所述一号双向螺杆贯穿所述活动座并通过螺纹旋合方式与所述活动座相连接。
作为本发明的一种优选技术方案，在所述一号双向螺杆的端部固定有一号手摇轮；在两个所述一号固定板之间固定有贯穿所述活动座设置的一号导向杆。
作为本发明的一种优选技术方案，所述旋转机构包括L型支架、转动轴、一号气缸、转盘、蜗轮、带孔安装耳、蜗杆和一号伺服电机，所述L型支架固定在所述移动支座的外侧面顶端，所述转动轴转动安装在所述L型支架的竖直外侧面上，所述一号气缸固定在所述转动轴的端部，所述转盘固定在所述一号气缸的活塞杆端部，所述蜗轮固定在所述转动轴上，两个所述带孔安装耳间隔固定在所述L型支架的外壁，所述蜗杆转动安装在两个所述带孔安装耳之间，所述一号伺服电机安装在所述带孔安装耳上用于驱动所述蜗杆旋转。
作为本发明的一种优选技术方案，在所述转盘的外壁粘合固定有防滑橡胶衬垫。
作为本发明的一种优选技术方案，所述焊接机构包括滑座、支撑柱、顶板、二号气缸、激光焊接头、二号固定板、螺纹杆和二号伺服电机，两个所述二号固定板相对称固定在所述底座的外壁，所述螺纹杆转动安装在两个所述二号固定板之间，且所述螺纹杆贯穿所述滑座并通过螺纹旋合方式与所述滑座相连接，所述二号伺服电机安装在所述二号固定板上用于驱动所述螺纹杆旋转；所述支撑柱固定在所述滑座的顶面，所述顶板固定在所述支撑柱的顶端，所述二号气缸安装在所述顶板的顶面，所述激光焊接头固定在所述二号气缸的活塞杆底端。
作为本发明的一种优选技术方案，还包括三号固定板、二号双向螺杆和三号伺服电机，两个所述三号固定板相对称固定在所述底座的顶面，所述二号双向螺杆转动安装在两个所述三号固定板之间，且所述二号双向螺杆贯穿所述移动支座并通过螺纹旋合方式与所述移动支座相连接，所述三号伺服电机安装在所述三号固定板上用于驱动所述二号双向螺杆旋转。
作为本发明的一种优选技术方案，在所述底座的顶面固定有导轨，在所述移动支座的底端固定有与所述导轨相配合的滑块。
本发明的一种适用不同管径的管道焊接装置可具有如下使用步骤：
步骤一：待焊接的管道置于V型支撑槽内，利用支撑辊对管道进行支撑，根据焊接点所在位置，对管道的位置进行适当调整。
步骤二：转动一号手摇轮以使一号双向螺杆旋转，使两侧的活动座在螺纹旋合作用下朝向内侧靠近，利用夹紧辊从两侧夹紧管道，保证管道的稳定性。
步骤三：启动两侧的一号气缸，通过一号气缸推动转盘移动，利用转盘从两端夹紧管道，并使用防滑橡胶衬垫进行缓冲和防滑。
步骤四：启动一号伺服电机驱动蜗杆转动，蜗杆在啮合作用下驱动蜗轮旋转，蜗轮通过转动轴带动一号气缸转动，继而使用转盘带动管道旋转。
步骤五：启动二号气缸推动激光焊接头下移，使激光焊接头移动到靠近管道的位置，并使用激光焊接头实现管道焊接操作。
步骤六：启动二号伺服电机驱动螺纹杆转动，使滑座在螺纹旋合作用下移动，用于对激光焊接头的水平位置进行调节，以调整焊接位置，满足不同的焊接需要。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的管道焊接装置，利用两组夹具机构从侧面对管道进行夹持，并利用两组旋转机构从两端对管道进行夹持，在保证管道稳定性的同时，旋转机构还用于驱动管道旋转，便于对管道的外圆周充分焊接，提高了加工效率；焊接机构可沿水平方向调整位置，便于对管道的不同部位进行焊接。
本申请其他附加的优点和有益效果将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中的夹具机构轴测结构示意图；
图3为本发明中的旋转机构轴测结构示意图；
图4为本发明中的焊接机构轴测结构示意图；
图5为本发明中的底座轴测结构示意图；
图中：1、底座；2、移动支座；3、夹具机构；4、旋转机构；5、焊接机构；6、支撑座；7、V型支撑槽；8、支撑辊；9、活动座；10、夹紧块；11、V型夹槽；12、夹紧辊；13、插接板；14、锁定螺栓；15、一号固定板；16、一号双向螺杆；17、一号手摇轮；18、一号导向杆；19、L型支架；20、转动轴；21、一号气缸；22、转盘；23、防滑橡胶衬垫；24、蜗轮；25、带孔安装耳；26、蜗杆；27、一号伺服电机；28、滑座；29、支撑柱；30、顶板；31、二号气缸；32、激光焊接头；33、二号固定板；34、螺纹杆；35、二号伺服电机；36、三号固定板；37、二号双向螺杆；38、三号伺服电机；39、滑块；40、导轨。
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。
请参阅图1-图5，本发明提供以下技术方案：一种适用不同管径的管道焊接装置，包括底座1，还包括移动支座2、夹具机构3、旋转机构4和焊接机构5；
两个移动支座2相对称安装在底座1的顶面且具有沿水平方向相反的移动自由度，夹具机构3安装在移动支座2的顶端用于夹持钢管；
旋转机构4安装在移动支座2的外侧面用于驱动钢管旋转；
焊接机构5安装在底座1的外侧面且具有沿水平方向的移动自由度，用于对钢管焊接。
由附图1和附图2所示，作为一种可选的实施例，本实施例中，夹具机构3包括支撑座6、活动座9、夹紧块10、插接板13、锁定螺栓14、一号固定板15和一号双向螺杆16，支撑座6固定在移动支座2的顶面中部，且在支撑座6的顶面开设有V型支撑槽7，在V型支撑槽7的内壁安装有两个相对称分布的支撑辊8；
两个活动座9相对称分布在支撑座6的两侧，插接板13固定在夹紧块10的底端，且插接板13的底端嵌入活动座9内构成伸缩结构，锁定螺栓14通过螺纹旋合方式安装在活动座9上，在两个夹紧块10的对立面上均开设有V型夹槽11，且在V型夹槽11的内壁安装有两个相对称分布的夹紧辊12，V型支撑槽7和V型夹槽11的设计，适用于管径不同的管道，同时旋松锁定螺栓14后可对夹紧块10的高度进行微调，可靠适用管径不同的管道；
两个一号固定板15相对称固定在移动支座2的顶面，一号双向螺杆16转动安装在两个一号固定板15之间，且一号双向螺杆16贯穿活动座9并通过螺纹旋合方式与活动座9相连接，待焊接的管道置于V型支撑槽7内，利用支撑辊8对管道进行支撑，转动一号双向螺杆16旋转，使两侧的活动座9在螺纹旋合作用下朝向内侧靠近，利用夹紧辊12从两侧夹紧管道，保证管道的稳定性。
由附图1和附图2所示，作为一种可选的实施例，本实施例中，在一号双向螺杆16的端部固定有一号手摇轮17，利用一号手摇轮17易于转动一号双向螺杆16；在两个一号固定板15之间固定有贯穿活动座9设置的一号导向杆18，用于对活动座9进行导向，提高活动座9的稳定性。
由附图1和附图3所示，作为一种可选的实施例，本实施例中，旋转机构4包括L型支架19、转动轴20、一号气缸21、转盘22、蜗轮24、带孔安装耳25、蜗杆26和一号伺服电机27，L型支架19固定在移动支座2的外侧面顶端，转动轴20转动安装在L型支架19的竖直外侧面上，一号气缸21固定在转动轴20的端部，转盘22固定在一号气缸21的活塞杆端部，蜗轮24固定在转动轴20上，两个带孔安装耳25间隔固定在L型支架19的外壁，蜗杆26转动安装在两个带孔安装耳25之间，一号伺服电机27安装在带孔安装耳25上用于驱动蜗杆26旋转，先启动一号气缸21推动转盘22移动，利用转盘22从两端夹紧管道，启动一号伺服电机27驱动蜗杆26旋转，蜗杆26在啮合作用下驱动蜗轮24旋转，蜗轮24通过转动轴20带动一号气缸21转动，继而使用转盘22带动管道旋转。
由附图1和附图3所示，作为一种可选的实施例，本实施例中，在转盘22的外壁粘合固定有防滑橡胶衬垫23，具有柔性和防滑特性，保证管道的稳定性和安全性。
由附图1和附图4所示，作为一种可选的实施例，本实施例中，焊接机构5包括滑座28、支撑柱29、顶板30、二号气缸31、激光焊接头32、二号固定板33、螺纹杆34和二号伺服电机35，两个二号固定板33相对称固定在底座1的外壁，螺纹杆34转动安装在两个二号固定板33之间，且螺纹杆34贯穿滑座28并通过螺纹旋合方式与滑座28相连接，二号伺服电机35安装在二号固定板33上用于驱动螺纹杆34旋转；支撑柱29固定在滑座28的顶面，顶板30固定在支撑柱29的顶端，二号气缸31安装在顶板30的顶面，激光焊接头32固定在二号气缸31的活塞杆底端，启动二号气缸31推动激光焊接头32下移，使激光焊接头32移动到靠近管道的位置，并使用激光焊接头32实现管道焊接操作，启动二号伺服电机35驱动螺纹杆34转动，使滑座28在螺纹旋合作用下移动，用于对激光焊接头32的水平位置进行调节，以调整焊接位置，满足不同的焊接需要。
由附图1和附图5所示，作为一种可选的实施例，本实施例中，还包括三号固定板36、二号双向螺杆37和三号伺服电机38，两个三号固定板36相对称固定在底座1的顶面，二号双向螺杆37转动安装在两个三号固定板36之间，且二号双向螺杆37贯穿移动支座2并通过螺纹旋合方式与移动支座2相连接，三号伺服电机38安装在三号固定板36上用于驱动二号双向螺杆37旋转，启动三号伺服电机38驱动二号双向螺杆37旋转，在螺纹旋合作用下，两个移动支座2相向或反向移动，用于调整两组夹具机构3的间距，适用于不同长度的管道。
由附图1和附图5所示，作为一种可选的实施例，本实施例中，在底座1的顶面固定有导轨40，在移动支座2的底端固定有与导轨40相配合的滑块39，用于对移动支座2进行导向，提高移动支座2的稳定性。
本发明的工作原理及使用流程：
步骤一：待焊接的管道置于V型支撑槽7内，利用支撑辊8对管道进行支撑，根据焊接点所在位置，对管道的位置进行适当调整。
步骤二：转动一号手摇轮17以使一号双向螺杆16旋转，使两侧的活动座9在螺纹旋合作用下朝向内侧靠近，利用夹紧辊12从两侧夹紧管道，保证管道的稳定性。
步骤三：启动两侧的一号气缸21，通过一号气缸21推动转盘22移动，利用转盘22从两端夹紧管道，并使用防滑橡胶衬垫23进行缓冲和防滑。
步骤四：启动一号伺服电机27驱动蜗杆26转动，蜗杆26在啮合作用下驱动蜗轮24旋转，蜗轮24通过转动轴20带动一号气缸21转动，继而使用转盘22带动管道旋转。
步骤五：启动二号气缸31推动激光焊接头32下移，使激光焊接头32移动到靠近管道的位置，并使用激光焊接头32实现管道焊接操作。
步骤六：启动二号伺服电机35驱动螺纹杆34转动，使滑座28在螺纹旋合作用下移动，用于对激光焊接头32的水平位置进行调节，以调整焊接位置，满足不同的焊接需要。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种适用不同管径的管道焊接装置，包括底座(1)，其特征在于：还包括移动支座(2)、夹具机构(3)、旋转机构(4)和焊接机构(5)；
两个所述移动支座(2)相对称安装在所述底座(1)的顶面且具有沿水平方向相反的移动自由度，所述夹具机构(3)安装在所述移动支座(2)的顶端用于夹持钢管；
所述旋转机构(4)安装在所述移动支座(2)的外侧面用于驱动钢管旋转；
所述焊接机构(5)安装在所述底座(1)的外侧面且具有沿水平方向的移动自由度，用于对钢管焊接。
2.根据权利要求1所述的一种适用不同管径的管道焊接装置，其特征在于：所述夹具机构(3)包括支撑座(6)、活动座(9)、夹紧块(10)、插接板(13)、锁定螺栓(14)、一号固定板(15)和一号双向螺杆(16)，所述支撑座(6)固定在所述移动支座(2)的顶面中部，且在所述支撑座(6)的顶面开设有V型支撑槽(7)，在所述V型支撑槽(7)的内壁安装有两个相对称分布的支撑辊(8)；
两个所述活动座(9)相对称分布在所述支撑座(6)的两侧，所述插接板(13)固定在所述夹紧块(10)的底端，且所述插接板(13)的底端嵌入所述活动座(9)内构成伸缩结构，所述锁定螺栓(14)通过螺纹旋合方式安装在所述活动座(9)上，在两个所述夹紧块(10)的对立面上均开设有V型夹槽(11)，且在所述V型夹槽(11)的内壁安装有两个相对称分布的夹紧辊(12)；
两个所述一号固定板(15)相对称固定在所述移动支座(2)的顶面，所述一号双向螺杆(16)转动安装在两个所述一号固定板(15)之间，且所述一号双向螺杆(16)贯穿所述活动座(9)并通过螺纹旋合方式与所述活动座(9)相连接。
3.根据权利要求2所述的一种适用不同管径的管道焊接装置，其特征在于：在所述一号双向螺杆(16)的端部固定有一号手摇轮(17)；在两个所述一号固定板(15)之间固定有贯穿所述活动座(9)设置的一号导向杆(18)。
4.根据权利要求1所述的一种适用不同管径的管道焊接装置，其特征在于：所述旋转机构(4)包括L型支架(19)、转动轴(20)、一号气缸(21)、转盘(22)、蜗轮(24)、带孔安装耳(25)、蜗杆(26)和一号伺服电机(27)，所述L型支架(19)固定在所述移动支座(2)的外侧面顶端，所述转动轴(20)转动安装在所述L型支架(19)的竖直外侧面上，所述一号气缸(21)固定在所述转动轴(20)的端部，所述转盘(22)固定在所述一号气缸(21)的活塞杆端部，所述蜗轮(24)固定在所述转动轴(20)上，两个所述带孔安装耳(25)间隔固定在所述L型支架(19)的外壁，所述蜗杆(26)转动安装在两个所述带孔安装耳(25)之间，所述一号伺服电机(27)安装在所述带孔安装耳(25)上用于驱动所述蜗杆(26)旋转。
5.根据权利要求4所述的一种适用不同管径的管道焊接装置，其特征在于：在所述转盘(22)的外壁粘合固定有防滑橡胶衬垫(23)。
6.根据权利要求1所述的一种适用不同管径的管道焊接装置，其特征在于：所述焊接机构(5)包括滑座(28)、支撑柱(29)、顶板(30)、二号气缸(31)、激光焊接头(32)、二号固定板(33)、螺纹杆(34)和二号伺服电机(35)，两个所述二号固定板(33)相对称固定在所述底座(1)的外壁，所述螺纹杆(34)转动安装在两个所述二号固定板(33)之间，且所述螺纹杆(34)贯穿所述滑座(28)并通过螺纹旋合方式与所述滑座(28)相连接，所述二号伺服电机(35)安装在所述二号固定板(33)上用于驱动所述螺纹杆(34)旋转；所述支撑柱(29)固定在所述滑座(28)的顶面，所述顶板(30)固定在所述支撑柱(29)的顶端，所述二号气缸(31)安装在所述顶板(30)的顶面，所述激光焊接头(32)固定在所述二号气缸(31)的活塞杆底端。
7.根据权利要求1所述的一种适用不同管径的管道焊接装置，其特征在于：还包括三号固定板(36)、二号双向螺杆(37)和三号伺服电机(38)，两个所述三号固定板(36)相对称固定在所述底座(1)的顶面，所述二号双向螺杆(37)转动安装在两个所述三号固定板(36)之间，且所述二号双向螺杆(37)贯穿所述移动支座(2)并通过螺纹旋合方式与所述移动支座(2)相连接，所述三号伺服电机(38)安装在所述三号固定板(36)上用于驱动所述二号双向螺杆(37)旋转。
8.根据权利要求1所述的一种适用不同管径的管道焊接装置，其特征在于：在所述底座(1)的顶面固定有导轨(40)，在所述移动支座(2)的底端固定有与所述导轨(40)相配合的滑块(39)。
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