CN117506274A - 一种用于管道焊接的环形焊接机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及焊接机器人设备技术领域，提供了一种用于管道焊接的环形焊接机器人，包括可弯折成圆环的条形板，所述条形板一侧间隔设置有供移动单元滑动的轨道，所述移动单元上安装有焊接臂。本发明克服了现有技术的不足，设计合理，结构紧凑，将条形板首尾相连，使得支撑柱抵在圆管的外壁上，此时条形板和轨道呈圆环状，然后通过移动单元带动焊接臂对圆管外壁进行环形焊接，反向弯折条形板，将条形板首尾相连，支撑柱向外支撑到圆管的内壁，使得条形板和轨道呈圆环状，通过移动单元带动焊接臂对圆管内壁进行环形焊接，一次性完成圆管的周向焊接，避免二次焊接影响焊接质量，并且管内外均可以实现焊接，便于在狭小空间内实现环形焊接。

Description

一种用于管道焊接的环形焊接机器人
技术领域
本发明涉及焊接机器人设备技术领域，具体涉及一种用于管道焊接的环形焊接机器人。
背景技术
现有管道的自动焊接，通常采用的方式是：将两段待焊管道以一定间隔缝隙对齐摆放并固定，随后使用焊接机器人在两管道之间的间隔缝隙上进行填缝焊接。
现有的管道焊接多采用半自动的方式进行，通过转动管材将环缝的不同位置暴露在焊枪的焊接范围内，现有的焊接机器人不具备环形转动的自由度，无法达到自动焊接的效果，且两根管材处于焊接状态，连接不稳定，转动时易产生扭力，影响焊接质量，为此，我们提出一种用于管道焊接的环形焊接机器人。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种用于管道焊接的环形焊接机器人，能够克服焊接机器人不具备环形转动的自由度的技术问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种用于管道焊接的环形焊接机器人，包括可弯折成圆环的条形板，所述条形板一侧间隔设置有供移动单元滑动的轨道，所述移动单元上安装有焊接臂；
所述条形板背离轨道的一侧均匀设有支撑柱，两个端部的所述轨道上设有可相互配合使用的插头和插槽；
所述移动单元包括可相互分离的第一侧板和第二侧板，所述第一侧板和第二侧板之间设有伸缩轴，所述伸缩轴两端外壁安装有沿轨道外壁运动的滚动轮，所述伸缩轴的一端设有电机。
进一步地，所述支撑柱包括与条形板一侧连接的第一螺纹杆，所述第一螺纹杆远离条形板一侧的外壁螺纹连接有螺纹套，所述螺纹套远离第一螺纹杆一侧的内部螺纹连接有第二螺纹杆。
进一步地，所述插头内开设有贯穿孔，所述轨道上开设有贯穿插槽，并配合贯穿孔使用的螺纹孔。
进一步地，所述轨道两侧开设有配合移动单元的滑槽所述第一侧板一侧开设有配合滑槽使用的第一滑块，所述第一侧板顶部设有凸板，所述第二侧板一侧开设有配合滑槽使用的第二滑块，所述第二侧板顶部开设有套设在凸板的凹槽，所述第二侧板上设有多个连接块，所述第一侧板和连接块通过螺栓连接。
进一步地，所述伸缩轴包括第一转轴和第二转轴，所述第一转轴端部通过套轴套设在第二转轴上，所述第二转轴外壁周向设有轴板，所述套轴内设有配合轴板的槽，使得第一转轴和第二转轴同步转动。
进一步地，间隔设置的所述轨道背离条形板的一侧开设有弧形槽。
进一步地，间隔设置的所述轨道背离条形板的一侧上设有多个防滑杆。
进一步地，所述焊接臂设置在第二侧板的顶部，所述电机设置在第二侧板的一侧。
(三)有益效果
本发明实施例提供了一种用于管道焊接的环形焊接机器人。具备以下有益效果：
1、将条形板首尾相连，使得支撑柱抵在圆管的外壁上，此时条形板和轨道呈圆环状，然后通过移动单元带动焊接臂对圆管外壁进行环形焊接，反向弯折条形板，将条形板首尾相连，支撑柱向外支撑到圆管的内壁，使得条形板和轨道呈圆环状，通过移动单元带动焊接臂对圆管内壁进行环形焊接，一次性完成圆管的周向焊接，避免二次焊接影响焊接质量，并且管内外均可以实现焊接，便于在狭小空间内实现环形焊接。
2、条形板和轨道呈圆环状时，在弧形槽内设置一个圆环，该圆环使得轨道整体更圆，进一步使得环形焊接时焊接精度更高，且圆环设在轨道上可以起到对整体进行支撑固定的作用。
3、转动螺纹套，此时支撑柱的整体长度可以发生改变，便于装置整体固定到不同粗细钢管的外壁或内壁上。
附图说明
图1为本发明整体结构立体示意图；
图2为本发明条形板结构立体示意图；
图3为本发明轨道结构立体示意图；
图4为本发明移动单元结构立体示意图；
图5为本发明支撑柱结构立体示意图；
图6为本发明伸缩轴结构立体示意图；
图7为本发明弧形槽结构立体示意图。
图中：1、条形板；11、支撑柱；111、第一螺纹杆；112、螺纹套；113、第二螺纹杆；12、插头；13、贯穿孔；14、插槽；15、螺纹孔；2、轨道；21、滑槽；22、弧形槽；23、防滑杆；31、第一侧板；311、第一滑块；312、凸板；32、第二侧板；321、第二滑块；322、凹槽；323、连接块；33、伸缩轴；331、第一转轴；332、套轴；333、第二转轴；334、轴板；34、滚动轮；35、电机；4、焊接臂。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。
参照附图1-7，一种用于管道焊接的环形焊接机器人，包括可弯折成圆环的条形板1，条形板1一侧间隔设置有供移动单元滑动的轨道2，移动单元上安装有焊接臂4，条形板1背离轨道2的一侧均匀设有支撑柱11，两个端部的轨道2上设有可相互配合使用的插头12和插槽14，对圆管的外壁进行焊接时，将支撑柱11对准到圆管的外壁，此时将条形板1首尾相连，此时插头12插入插槽14内并进行固定，多根支撑柱11支撑到圆管的外壁，使得条形板1和轨道2呈圆环状，将轨道2的一侧与管道口位置调节到周向等距后，通过焊接臂4将焊接头调节到合适位置，最后通过移动单元带动焊接臂4进行环形焊接，一次性完成两个圆管外壁的周向焊接，避免二次焊接影响焊接质量；
其中，间隔设置的轨道2背离条形板1的一侧开设有弧形槽22，条形板1和轨道2呈圆环状时，先在弧形槽22内套设一个圆环，该圆环使得轨道2整体更圆，进一步使得移动单元带动焊接臂4环形焊接时焊接精度更高，且圆环套在轨道2可以起到对整体进行支撑固定的作用。
另一种实施方式中，反向弯折条形板1，此时将条形板1首尾相连，使得条形板1和轨道2呈圆环状，多根支撑柱11向外支撑到圆管的内壁，将轨道2的一侧与管道口位置调节到周向等距后，通过焊接臂4将焊接头调节到合适位置，最后通过移动单元带动焊接臂4进行环形焊接，一次性完成两个圆管内壁的周向焊接，避免二次焊接影响焊接质量。
其中，间隔设置的轨道2背离条形板1的一侧开设有弧形槽22，在弧形槽22内设一个圆环，然后弯折条形板1和轨道2使其呈圆环状，该内设的圆环使得轨道2整体更圆，进一步使得移动单元带动焊接臂4环形焊接时焊接精度更高，且圆环套在轨道2可以起到对整体进行支撑固定的作用。
移动单元包括可相互分离的第一侧板31和第二侧板32，第一侧板31和第二侧板32之间设有伸缩轴33，伸缩轴33两端外壁安装有沿轨道2外壁运动的滚动轮34，伸缩轴33的一端设有电机35，焊接时电机35启动，此时伸缩轴33带动滚动轮34沿轨道2外壁运动，此时移动单元可以顺着轨道2的外壁运行，当轨道2呈圆环状时，移动单元可以带动焊接臂4做环形焊接工作，实现了自动焊接的效果。
本实施例中，支撑柱11包括与条形板1一侧连接的第一螺纹杆111，第一螺纹杆111远离条形板1一侧的外壁螺纹连接有螺纹套112，螺纹套112远离第一螺纹杆111一侧的内部螺纹连接有第二螺纹杆113，转动螺纹套112，此时支撑柱11的整体长度可以发生改变，便于装置整体固定到不同粗细钢管的外壁或内壁。
本实施例中，插头12内开设有贯穿孔13，轨道2上开设有贯穿插槽14，并配合贯穿孔13使用的螺纹孔15插头12插入贯穿孔13内时，通过螺栓拧入到插槽14和螺纹孔15内，使得插头12和贯穿孔13相对固定住，即条形板1和轨道2的首位相连接。
本实施例中，轨道2两侧开设有配合移动单元的滑槽21第一侧板31一侧开设有配合滑槽21使用的第一滑块311，第一侧板31顶部设有凸板312，第二侧板32一侧开设有配合滑槽21使用的第二滑块321，第二侧板32顶部开设有套设在凸板312的凹槽322，第二侧板32上设有多个连接块323，第一侧板31和连接块323通过螺栓连接，轨道2弯折成圆环形后，将第一侧板31和第二侧板32安装到轨道2上，并使第一滑块311和第二滑块321分别卡在滑槽21内，凸板312插入到凹槽322内，然后通过螺栓进行固定连接。
本实施例中，伸缩轴33包括第一转轴331和第二转轴333，第一转轴331端部通过套轴332套设在第二转轴333上，第二转轴333外壁周向设有轴板334，套轴332内设有配合轴板334的槽，使得第一转轴331和第二转轴333同步转动，伸缩轴33可拆卸设置，便于移动单元与轨道2之间进行拆卸。
本实施例中，间隔设置的轨道2背离条形板1的一侧上设有多个防滑杆23，避免滚动轮34在轨道2表面行驶时打滑。
本实施例中，焊接臂4设置在第二侧板32的顶部，电机35设置在第二侧板32的一侧，降低第一侧板31的整体重量，便于拆卸时先移动第一侧板31在移动第二侧板32。
工作原理：对圆管的外壁进行焊接时，将条形板1首尾相连，使得支撑柱11抵在圆管的外壁上，此时条形板1和轨道2呈圆环状，然后通过移动单元带动焊接臂4进行环形焊接，反向弯折条形板1，将条形板1首尾相连，支撑柱11向外支撑到圆管的内壁，使得条形板1和轨道2呈圆环状，通过移动单元带动焊接臂4进行环形焊接，一次性完成圆管的周向焊接，避免二次焊接影响焊接质量，并且管内外均可以实现焊接，便于在狭小空间内实现环形焊接。
条形板1和轨道2呈圆环状时，在弧形槽22内设置一个圆环，该圆环使得轨道2整体更圆，进一步使得移动单元带动焊接臂4环形焊接时焊接精度更高，且圆环设在轨道2上可以起到对整体进行支撑固定的作用。
转动螺纹套112，此时支撑柱11的整体长度可以发生改变，便于装置整体固定到不同粗细钢管的外壁或内壁上。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种用于管道焊接的环形焊接机器人，包括可弯折成圆环的条形板(1)，其特征在于：所述条形板(1)一侧间隔设置有供移动单元滑动的轨道(2)，所述移动单元上安装有焊接臂(4)；
所述条形板(1)背离轨道(2)的一侧均匀设有支撑柱(11)，两个端部的所述轨道(2)上设有可相互配合使用的插头(12)和插槽(14)；
所述移动单元包括可相互分离的第一侧板(31)和第二侧板(32)，所述第一侧板(31)和第二侧板(32)之间设有伸缩轴(33)，所述伸缩轴(33)两端外壁安装有沿轨道(2)外壁运动的滚动轮(34)，所述伸缩轴(33)的一端设有电机(35)。
2.如权利要求1所述的一种用于管道焊接的环形焊接机器人，其特征在于：所述支撑柱(11)包括与条形板(1)一侧连接的第一螺纹杆(111)，所述第一螺纹杆(111)远离条形板(1)一侧的外壁螺纹连接有螺纹套(112)，所述螺纹套(112)远离第一螺纹杆(111)一侧的内部螺纹连接有第二螺纹杆(113)。
3.如权利要求1所述的一种用于管道焊接的环形焊接机器人，其特征在于：所述插头(12)内开设有贯穿孔(13)，所述轨道(2)上开设有贯穿插槽(14)，并配合贯穿孔(13)使用的螺纹孔(15)。
4.如权利要求1所述的一种用于管道焊接的环形焊接机器人，其特征在于：所述轨道(2)两侧开设有配合移动单元的滑槽(21)所述第一侧板(31)一侧开设有配合滑槽(21)使用的第一滑块(311)，所述第一侧板(31)顶部设有凸板(312)，所述第二侧板(32)一侧开设有配合滑槽(21)使用的第二滑块(321)，所述第二侧板(32)顶部开设有套设在凸板(312)的凹槽(322)，所述第二侧板(32)上设有多个连接块(323)，所述第一侧板(31)和连接块(323)通过螺栓连接。
5.如权利要求1所述的一种用于管道焊接的环形焊接机器人，其特征在于：所述伸缩轴(33)包括第一转轴(331)和第二转轴(333)，所述第一转轴(331)端部通过套轴(332)套设在第二转轴(333)上，所述第二转轴(333)外壁周向设有轴板(334)，所述套轴(332)内设有配合轴板(334)的槽，使得第一转轴(331)和第二转轴(333)同步转动。
6.如权利要求1所述的一种用于管道焊接的环形焊接机器人，其特征在于：间隔设置的所述轨道(2)背离条形板(1)的一侧开设有弧形槽(22)。
7.如权利要求1所述的一种用于管道焊接的环形焊接机器人，其特征在于：间隔设置的所述轨道(2)背离条形板(1)的一侧上设有多个防滑杆(23)。
8.如权利要求1所述的一种用于管道焊接的环形焊接机器人，其特征在于：所述焊接臂(4)设置在第二侧板(32)的顶部，所述电机(35)设置在第二侧板(32)的一侧。
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