CN117399834B - 一种具有定位功能的法兰钢管总成智能焊接装置 - Google Patents

一种具有定位功能的法兰钢管总成智能焊接装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及法兰钢管总成焊接技术领域，尤其涉及一种具有定位功能的法兰钢管总成智能焊接装置。目前，操作员只能同时对其中一个焊接面进行焊接，导致焊接完成之后的法兰、钢管偏差过大。技术方案：一种具有定位功能的法兰钢管总成智能焊接装置，包括有工作台、移动单元和电动夹爪等；工作台安装有移动单元；移动单元设置有电动夹爪，电动夹爪具备升降和转动功能。本发明通过两个焊枪同步对法兰和钢管的两个焊接面进行焊接，解决了现有技术中因操作员只能同时对其中一个焊接面进行焊接，而导致焊接完成之后的法兰、钢管偏差过大，从而导致法兰、钢管整体焊接质量低下的问题。

Description

一种具有定位功能的法兰钢管总成智能焊接装置
技术领域
本发明涉及法兰钢管总成焊接技术领域，尤其涉及一种具有定位功能的法兰钢管总成智能焊接装置。
背景技术
焊接，也称作熔接，是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术。
目前，在对法兰、钢管进行焊接时，为保证法兰、钢管之间焊接之后拥有足够的稳定性，一般会对法兰、钢管两个面均进行焊接，然而，在一般情况下，操作员只能同时对其中一个焊接面进行焊接，如此，在焊接过程中，对其中一个焊接面进行焊接时，无法顾及另一个焊接面的平整，而导致法兰、钢管之间发生晃动甚至错位的现象，如此，在其中一个焊接面已经完成焊接的前提下，在对另一个焊接面进行焊接时，已经无法对另一个焊接面进行调整，导致焊接完成之后的法兰、钢管偏差过大，从而导致法兰、钢管整体焊接质量低下。
发明内容
为了克服背景所提及的问题的缺点，本发明提供一种具有定位功能的法兰钢管总成智能焊接装置。
技术方案为：一种具有定位功能的法兰钢管总成智能焊接装置，包括有工作台、移动单元、电动夹爪和固定单元；工作台安装有移动单元；移动单元设置有电动夹爪，电动夹爪具备升降和转动功能，移动单元用于带动电动夹爪进行左右方向的移动；工作台设置有固定单元；固定单元用于对法兰进行固定，并驱使法兰转动；还包括有电动推杆一、U型连接架、直杆、焊枪、安装板和出锡管；工作台安装有电动推杆一；电动推杆一的伸缩部阻尼式转动连接有U型连接架；U型连接架阻尼式转动连接有直杆；直杆阻尼式转动连接有若干个呈对称分布的焊枪，焊枪具备伸缩调节功能；每个焊枪各固接有一个安装板；每个安装板各安装有一个出锡管。
可选地，还包括有摄像头和显示屏；每个安装板各安装有一个摄像头；直杆阻尼式转动连接有显示屏，且显示屏与所有摄像头相连接。
可选地，还包括有吹气件；每个安装板各安装有一个吹气件。
可选地，吹气件的吹气方向朝向摄像头的下方。
可选地，吹气件吹出的气流为低温冷气流。
可选地，还包括有电动推杆二和吸气板；工作台固接有电动推杆二；电动推杆二的伸缩部设置有吸气板；吸气板开设有若干个吸气孔。
可选地，还包括有万向节；电动推杆二的伸缩部固接有万向节，且电动推杆二的伸缩部通过万向节与吸气板相连接。
可选地，固定单元包括有双向推杆、圆盘和驱动电机；工作台安装有双向推杆；双向推杆的每个伸缩部各转动连接有一个圆盘；移动单元用于带动双向推杆及其连接部件进行左右方向的移动；每个双向推杆的每个伸缩部各安装有一个驱动电机，且驱动电机的输出轴与对应侧的圆盘固接。
可选地，圆盘内置压力传感器。
可选地，圆盘上表面内环设置为磁铁材质。
本发明具有如下优点：本发明通过两个焊枪同步对法兰和钢管的两个焊接面进行焊接，解决了现有技术中因操作员只能同时对其中一个焊接面进行焊接，而导致焊接完成之后的法兰、钢管偏差过大，从而导致法兰、钢管整体焊接质量低下的问题。
本发明通过两个焊枪上的摄像头分别对两个焊接面进行实时监控，并将监控画面传导于显示屏中，此时，操作员只需观察显示屏即可同时观察到两个焊接面的焊接进程；当其中一个焊接面出现问题时，可及时发现，并立即停止焊接工作。
本发明通过吹气件对摄像头表面吹出气流，从而在摄像头表面形成保护性气流，对烟气以及烟尘颗粒进行拦截，避免烟气以及烟尘颗粒附着于摄像头表面，影响摄像头的清晰度。
本发明控制吹气件吹出的气流为低温冷气流，如此，不仅可以对烟气以及烟尘颗粒进行拦截，还可以起到隔绝热量的目的，避免焊接处产生的热量传导至摄像头上，导致摄像头过热，出现电路故障的问题。
在焊接过程中，法兰和钢管焊接处产生的大量烟气便可依次通过吸气孔、吸气板和泵机抽出，避免影响摄像头的可视性。
本发明通过压力传感器实时的对法兰和钢管进行检测，当法兰和钢管之间出现小幅度的晃动、偏移等现象时，可及时停止焊接工作以进行调整，避免焊接出的法兰和钢管出现严重的品质问题。
附图说明
图1为本发明公开的第一种的结构示意图；
图2为本发明公开的第二种的结构示意图；
图3为本发明公开的法兰和钢管的结构示意图；
图4为本发明公开的U型连接架、直杆、焊枪、安装板、出锡管、摄像头、显示屏和吹气件的第一种组合结构示意图；
图5为本发明公开的U型连接架、直杆、焊枪、安装板、出锡管、摄像头、显示屏和吹气件的第二种组合结构示意图；
图6为本发明公开的电动推杆二、万向节和吸气板的组合结构示意图；
图7为本发明公开的吸气板的结构示意图。
附图中各零部件的标记如下：1-工作台，2-导轨，3-移动块，4-电动夹爪，5-电动推杆一，6-U型连接架，7-直杆，8-焊枪，9-安装板，10-出锡管，11-摄像头，12-显示屏，13-吹气件，101-电动推杆二，102-万向节，103-吸气板，201-双向推杆，202-圆盘，203-驱动电机，001-法兰，002-钢管，103a-吸气孔。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。仅此声明，本发明在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本发明的附图为基准，其并不是对本发明的具体限定。
实施例1
一种具有定位功能的法兰钢管总成智能焊接装置，如图1-图7所示，包括有工作台1、移动单元、电动夹爪4和固定单元；工作台1安装有移动单元；移动单元设置有电动夹爪4，电动夹爪4具备升降和转动功能；工作台1设置有固定单元；
还包括有电动推杆一5、U型连接架6、直杆7、焊枪8、安装板9和出锡管10；工作台1安装有电动推杆一5；电动推杆一5的伸缩部阻尼式转动连接有U型连接架6；U型连接架6阻尼式转动连接有直杆7；直杆7阻尼式转动连接有两个呈对称分布的焊枪8，焊枪8具备伸缩调节功能；每个焊枪8各螺栓连接有一个安装板9；每个安装板9各安装有一个出锡管10。
还包括有摄像头11和显示屏12；每个安装板9各安装有一个摄像头11；直杆7阻尼式转动连接有显示屏12，且显示屏12与所有摄像头11相连接。
还包括有吹气件13；每个安装板9各安装有一个吹气件13。
吹气件13的吹气方向朝向摄像头11的下方。
吹气件13吹出的气流为低温冷气流。
移动单元包括有导轨2和移动块3；工作台1安装有导轨2；导轨2滑动连接有移动块3，且移动块3与电动夹爪4螺栓连接。
本发明工作具体如下：
将出锡管10与输锡设备相连接；将吹气件13与外接气泵相连通；
首先，通过固定单元对法兰001进行基础固定，随后，通过电动夹爪4夹持固定住钢管002的一端，再控制电动夹爪4带动钢管002进行上升或者下降，使得钢管002的中心点与法兰001的中心点相对应，随后，再控制移动块3带动电动夹爪4和钢管002在导轨2上向着法兰001的方向移动，使得钢管002的另一端插入至法兰001的中心通孔中，并使得钢管002的左侧面与法兰001的左侧面平齐，如图1所示；通过固定单元和钢管002对法兰001进行双重固定，并对钢管002和法兰001进行定位，避免钢管002和法兰001在后续焊接工作中出现晃动现象，此时，即表示已完成钢管002和法兰001的对接工作，即可进行下一步的焊接工作；
随后，先控制电动推杆一5的伸缩部带动U型连接架6及其连接部件上升至合适高度，再由操作员手动转动U型连接架6、直杆7和焊枪8，来调整两个焊枪8的角度及位置，使得两个焊枪8均适应于法兰001和钢管002待焊接的点位，并使两个焊枪8关于法兰001对称，随后，启动输锡设备通过出锡管10输出锡条，并启动焊枪8，通过焊枪8和出锡管10的配合对法兰001和钢管002待焊接的点位进行焊接，与此同时，控制电动夹爪4带动钢管002进行转动，同时，通过固定单元驱使法兰001跟随钢管002同步转动，在法兰001和钢管002转动三百六十度之后，即表示已完成对法兰001和钢管002的焊接工作，如此，通过两个焊枪8同步对法兰001和钢管002的两个焊接面进行焊接，解决了现有技术中因操作员只能同时对其中一个焊接面进行焊接，而导致焊接完成之后的法兰001、钢管002偏差过大，从而导致法兰001、钢管002整体焊接质量低下的问题。
在上述过程中，为确保焊接的一致性，需要对法兰001和钢管002的两个焊接面同时进行焊接，然而，法兰001的厚度过大，导致操作员难以同时观察到两个焊接面的焊接进程，若是其中一个焊接面出现问题，而未及时发现，并停止焊接工作，则导致整个焊接工作出现纰漏；
因此，在上述焊接过程中，本发明通过两个焊枪8上的摄像头11分别对两个焊接面进行实时监控，并将监控画面传导于显示屏12中，此时，操作员只需观察显示屏12即可同时观察到两个焊接面的焊接进程；当其中一个焊接面出现问题时，可及时发现，并立即停止焊接工作。
然而，在焊接过程中，法兰001和钢管002的焊接处会产生大量的烟气，而烟气中含有大量的烟尘颗粒，而烟尘颗粒是由金属及非金属物质在焊接过程中过热蒸发产生的蒸汽经氧化和冷凝形成的，若是该部分烟气附着于摄像头11表面，从而影响摄像头11的清晰度，导致摄像头11无法清晰的观察到法兰001和钢管002焊接处的焊接进程，当焊接处出现问题时，也无法及时发现。
因此，在进行焊接之前，本发明控制外接气泵通过吹气件13对摄像头11表面吹出气流，从而在摄像头11表面形成保护性气流，对烟气以及烟尘颗粒进行拦截，避免烟气以及烟尘颗粒附着于摄像头11表面，影响摄像头11的清晰度。
然而，在吹气件13对摄像头11吹出的气流接触到摄像头11之前，气流会与空气中的烟气以及烟尘颗粒产生接触，如此，该部分气流便会裹挟着烟气以及烟尘颗粒与摄像头11表面产生接触，依旧会导致烟气以及烟尘颗粒附着于摄像头11表面，影响摄像头11的清晰度。
因此，本发明将吹气件13的吹气方向设置为朝向摄像头11的下方，在摄像头11与焊接处之间形成一道风幕，如此，在实现对烟气以及烟尘颗粒进行拦截的基础上，该风幕并不会与摄像头11表面产生接触，即可避免吹气件13吹出的气流裹挟着烟气以及烟尘颗粒与摄像头11表面产生接触，依旧会导致烟气以及烟尘颗粒附着于摄像头11表面，影响摄像头11的清晰度的问题。
在焊接过程中，法兰001和钢管002的焊接处会产生大量的热量，而为保证良好的观测角度，摄像头11需要尽可能的接近焊接处，如此，在焊接时，焊接处产生的热量便会传导至摄像头11上，导致摄像头11过热，出现电路故障；
因此，本发明控制吹气件13吹出的气流为低温冷气流，如此，不仅可以对烟气以及烟尘颗粒进行拦截，还可以起到隔绝热量的目的，避免焊接处产生的热量传导至摄像头11上，导致摄像头11过热，出现电路故障的问题。
实施例2
在实施例1的基础上，如图1-图2和图6-图7所示，还包括有电动推杆二101和吸气板103；工作台1螺栓连接有电动推杆二101；电动推杆二101的伸缩部设置有吸气板103；吸气板103开设有若干个吸气孔103a，且吸气孔103a呈对称分布于法兰001的左侧和右侧。
还包括有万向节102；电动推杆二101的伸缩部固接有万向节102，且电动推杆二101的伸缩部通过万向节102与吸气板103相连接，通过万向节102灵活的调整吸气板103的角度。
本发明工作具体如下：
将吸气板103与泵机相连接；
在上述过程中，虽然可通过吹气件13避免烟气附着于摄像头11表面，避免摄像头11的清晰度受到影响，然而，法兰001和钢管002焊接处在持续不断的产生大量的烟气，使得焊接处被烟气笼罩，导致摄像头11的可视性受到影响，导致摄像头11无法清晰的观察到法兰001和钢管002焊接处的焊接进程，当焊接处出现问题时，也无法及时发现。
因此，在法兰001和钢管002固定之后，且在焊接之前，先控制电动推杆二101的伸缩部带动吸气板103向下移动，使得吸气板103罩住法兰001的上方，并控制泵机通过吸气板103为吸气孔103a提供吸力，如此，在焊接过程中，法兰001和钢管002焊接处产生的大量烟气便可依次通过吸气孔103a、吸气板103和泵机抽出，避免影响摄像头11的可视性。
实施例3
在实施例2的基础上，如图1所示，固定单元包括有双向推杆201、圆盘202和驱动电机203；工作台1安装有双向推杆201；双向推杆201的每个伸缩部各转动连接有一个圆盘202，且两个圆盘202关于法兰001呈对称分布；每个双向推杆201的每个伸缩部各安装有一个驱动电机203，且驱动电机203的输出轴与对应侧的圆盘202固接。
圆盘202内置压力传感器。
圆盘202上表面内环设置为磁铁材质。
本发明工作具体如下：
在通过固定单元对法兰001进行基础固定时，先由操作员将法兰001置于两个圆盘202之间，随后，控制双向推杆201的两个伸缩部收缩，使得两个圆盘202相向移动，对法兰001进行夹持固定，实现法兰001的基础固定，再通过钢管002插入至法兰001的中心通孔，即实现法兰001的双重固定；并且，在法兰001需要配合钢管002进行转动时，通过驱动电机203的输出轴带动圆盘202进行转动，从而驱使法兰001配合钢管002转动，如此，实现固定单元对法兰001的固定和转动功能。
在上述过程中，仅凭摄像头11难以观测到法兰001和钢管002之间出现的小幅度的晃动、偏移等现象；当法兰001和钢管002之间出现小幅度的晃动、偏移等现象时，若未及时停止焊接工作以进行调整，那么随着焊接工作的进行，法兰001和钢管002之间的焊接偏差将越来越大，导致焊接出的法兰001和钢管002出现严重的品质问题；
本发明中，由于两个圆盘202关于法兰001呈对称分布，且两个圆盘202会分别抵住法兰001的左侧面和右侧面，且两个接触点相对应，因此，在焊接之前，可以通过两个圆盘202内置的压力传感器分别对对应侧的接触点进行压力检测，由于两个接触点相对应，在无外力干预的情况下，两个圆盘202内置的压力传感器所检测到的压力一致，在焊接过程中，若是两个压力传感器所检测到的压力始终保持一致，则表明法兰001始终处于两个圆盘202之间，并未出现晃动、偏移现象；若是两个压力传感器所检测到的压力出现偏差，则表明法兰001出现晃动、偏移现象，需要及时停止焊接工作，避免出现更大的偏差，如此，通过压力传感器实时的对法兰001和钢管002进行检测，当法兰001和钢管002之间出现小幅度的晃动、偏移等现象时，可及时停止焊接工作以进行调整，避免焊接出的法兰001和钢管002出现严重的品质问题。
需要注意的是，由于圆盘202上表面内环设置为磁铁材质，因此，在焊接过程中，本发明通过圆盘202对焊接时产生的焊渣进行吸附，避免焊渣掉落于工作台1上，难以收集。
上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。

Claims (2)

1.一种具有定位功能的法兰钢管总成智能焊接装置，包括有工作台（1）、移动单元、电动夹爪（4）和固定单元；工作台（1）安装有移动单元；移动单元设置有电动夹爪（4），电动夹爪（4）具备升降和转动功能，移动单元用于带动电动夹爪（4）进行左右方向的移动；工作台（1）设置有固定单元；固定单元用于对法兰（001）进行固定，并驱使法兰（001）转动；其特征是，还包括有电动推杆一（5）、U型连接架（6）、直杆（7）、焊枪（8）、安装板（9）和出锡管（10）；工作台（1）安装有电动推杆一（5）；电动推杆一（5）的伸缩部阻尼式转动连接有U型连接架（6）；U型连接架（6）阻尼式转动连接有直杆（7）；直杆（7）阻尼式转动连接有若干个呈对称分布的焊枪（8），焊枪（8）具备伸缩调节功能；每个焊枪（8）各固接有一个安装板（9）；每个安装板（9）各安装有一个出锡管（10）；
还包括有摄像头（11）和显示屏（12）；每个安装板（9）各安装有一个摄像头（11）；直杆（7）阻尼式转动连接有显示屏（12），且显示屏（12）与所有摄像头（11）相连接；
还包括有吹气件（13）；每个安装板（9）各安装有一个吹气件（13）；
吹气件（13）的吹气方向朝向摄像头（11）的下方；
吹气件（13）吹出的气流为低温冷气流；
还包括有电动推杆二（101）和吸气板（103）；工作台（1）固接有电动推杆二（101）；电动推杆二（101）的伸缩部设置有吸气板（103）；吸气板（103）开设有若干个吸气孔（103a）；
还包括有万向节（102）；电动推杆二（101）的伸缩部固接有万向节（102），且电动推杆二（101）的伸缩部通过万向节（102）与吸气板（103）相连接；
固定单元包括有双向推杆（201）、圆盘（202）和驱动电机（203）；工作台（1）安装有双向推杆（201）；双向推杆（201）的每个伸缩部各转动连接有一个圆盘（202）；移动单元用于带动双向推杆（201）及其连接部件进行左右方向的移动；每个双向推杆（201）的每个伸缩部各安装有一个驱动电机（203），且驱动电机（203）的输出轴与对应侧的圆盘（202）固接；
圆盘（202）内置压力传感器。
2.根据权利要求1所述的一种具有定位功能的法兰钢管总成智能焊接装置，其特征是，圆盘（202）上表面内环设置为磁铁材质。
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