CN117901138A - 一种管道内壁焊接机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及管道焊接技术领域，具体涉及一种管道内壁焊接机器人，包括底座、夹持组件和焊接组件，夹持组件包括支撑座、套筒、移动块、夹持环和连接弹簧，焊接组件包括安装座、驱动块、转动板、伸缩块、连接板和焊枪，通过焊枪对管道内壁的不同横向位置以及不同径向位置进行焊接，从而提高了管道内壁焊接机器人对管道内壁的焊接效果，通过夹持环在套筒内的上下移动，使得夹持环可对不同尺寸规格的管道进行夹持固定，避免了焊枪在对不同尺寸规格的管道内壁进行焊接时，管道发生移动的情况，从而保证了焊枪能够对管道内壁的待焊接处进行准确焊接，进而保证了管道内壁焊接机器人对管道内壁进行焊接的焊接质量。

Description

一种管道内壁焊接机器人

技术领域

本发明涉及管道焊接技术领域，尤其涉及一种管道内壁焊接机器人。

背景技术

随着科技的不断发展，管道被广泛应用于石油、天然气和水务等领域的生产和运输等过程中，在管道的使用过程中，需要将多个管道焊接在一起，因此管道的焊接质量会对管道的使用效果造成极大的影响。

在管道施工和焊接的过程中，由于生产工艺的不同，钢管对接后边缘会有一道缝隙，这样只对管道外部进行焊接，就不能保证钢管使用时的安全性和稳定性，为了焊接管道内部的环缝，因此需要使用管道内壁焊接机器人对管道内壁进行焊接。

在对不同尺寸规格的管道内壁进行焊接时，需要先对管道进行夹持固定，但是现有的管道内壁焊接机器人未设置夹持组件，导致焊接机器人的焊枪在对不同尺寸规格的管道内壁进行焊接时，管道易发生移动，从而使得焊枪不能对管道内壁的待焊接处进行准确焊接，进而会对管道内壁的焊接质量造成影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种管道内壁焊接机器人，旨在解决现有的管道内壁焊接机器人未设置夹持组件，导致焊接机器人的焊枪在对不同尺寸规格的管道内壁进行焊接时，管道易发生移动，从而使得焊枪不能对管道内壁的待焊接处进行准确焊接，进而会对管道内壁的焊接质量造成影响的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种管道内壁焊接机器人，包括底座，还包括夹持组件和焊接组件；所述夹持组件包括支撑座、套筒、移动块、夹持环和连接弹簧，所述支撑座固设在所述底座的上表面，所述套筒固设在所述支撑座的上表面，所述移动块用于驱动所述夹持环在所述套筒内侧上下移动，所述夹持环位于所述移动块远离所述套筒的一侧，所述连接弹簧固设在所述套筒和所述夹持环之间；所述焊接组件包括安装座、驱动块、转动板、伸缩块、连接板和焊枪，所述安装座固设在所述底座的上表面，所述驱动块用于驱动所述转动板移动，所述转动板位于所述驱动块靠近所述夹持环的一侧，所述伸缩块用于移动所述连接板，所述连接板位于所述伸缩块远离所述转动板的一侧，所述焊枪设置在所述连接板远离所述转动板的一侧。

其中，所述驱动块包括第一气缸和第一伸缩杆，所述第一气缸固设在所述安装座的下表面；所述第一伸缩杆与所述第一气缸的输出端连接，并位于所述第一气缸远离所述安装座的一侧。

其中，所述驱动块还包括第二气缸和第二伸缩杆，所述第二气缸固设在所述第一伸缩杆远离所述第一气缸的一端；所述第二伸缩杆与所述第二气缸的输出端连接，并位于所述第二气缸的下表面。

其中，所述驱动块还包括第三气缸和第三伸缩杆，所述第三气缸固设在所述第二伸缩杆的下端；所述第三伸缩杆与所述第三气缸的输出端连接，并位于所述第三气缸远离所述第二伸缩杆的一侧。

其中，所述驱动块还包括控制电机和转轴，所述控制电机固设在所述第三伸缩杆远离所述第三气缸的一端；所述转轴的两侧分别与所述控制电机的输出端和所述转动板连接，所述转轴位于所述控制电机和所述转动板之间。

其中，所述管道内壁焊接机器人还包括冷却组件，所述冷却组件用于在焊接时对焊缝进行冷却。

其中，所述冷却组件包括喷嘴、抽吸泵和储存箱，所述喷嘴固设在所述连接板靠近所述焊枪的一侧；所述抽吸泵与所述喷嘴连通，并固设在所述连接板远离所述喷嘴的一侧；所述储存箱与所述抽吸泵连通，并固设在所述连接板靠近所述抽吸泵的一侧。

本发明的一种管道内壁焊接机器人，通过所述焊枪对管道内壁的不同横向位置以及不同径向位置进行焊接，从而提高了管道内壁焊接机器人对管道内壁的焊接效果，通过所述夹持环在所述套筒内的上下移动，使得所述夹持环可对不同尺寸规格的管道进行夹持固定，避免了所述焊枪在对不同尺寸规格的管道内壁进行焊接时，管道发生移动的情况，从而保证了所述焊枪能够对管道内壁的待焊接处进行准确焊接，进而保证了管道内壁焊接机器人对管道内壁进行焊接的焊接质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的第一实施例的管道内壁焊接机器人的整体的结构示意图。

图2是本发明的第一实施例的管道内壁焊接机器人的沿转轴的剖面示意图。

图3是本发明的第二实施例的管道内壁焊接机器人的沿焊枪的剖面示意图。

图4是本发明的第二实施例的管道内壁焊接机器人的图3的A处放大图。

图5是本发明的第二实施例的管道内壁焊接机器人的沿喷嘴的剖面示意图。

图6是本发明的第二实施例的管道内壁焊接机器人的图5的B处放大图。

图中：101-底座、102-支撑座、103-套筒、104-夹持环、105-连接弹簧、106-安装座、107-转动板、108-连接板、109-焊枪、110-液压缸、111-连接伸缩杆、112-第一气缸、113-第一伸缩杆、114-第二气缸、115-第二伸缩杆、116-第三气缸、117-第三伸缩杆、118-控制电机、119-转轴、120-第四气缸、121-第四伸缩杆、201-喷嘴、202-抽吸泵、203-储存箱。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

第一实施例

请参阅图1～图2，图1是本发明的第一实施例的管道内壁焊接机器人的整体的结构示意图，图2是本发明的第一实施例的管道内壁焊接机器人的沿转轴119的剖面示意图，本发明提供一种管道内壁焊接机器人，包括底座101、夹持组件和焊接组件，所述夹持组件包括支撑座102、套筒103、移动块、夹持环104和连接弹簧105，所述焊接组件包括安装座106、驱动块、转动板107、伸缩块、连接板108和焊枪109，所述移动块包括液压缸110和连接伸缩杆111，所述驱动块包括第一气缸112、第一伸缩杆113、第二气缸114、第二伸缩杆115、第三气缸116、第三伸缩杆117、控制电机118和转轴119，所述伸缩块包括第四气缸120和第四伸缩杆121。

在本实施方式中，所述夹持组件位于所述底座101的上方，用于对不同尺寸规格的管道进行夹持固定，避免了所述焊枪109在对不同尺寸规格的管道内壁进行焊接时，管道发生移动的情况，从而保证了所述焊枪109能够对管道内壁的待焊接处进行准确焊接，进而保证了管道内壁焊接机器人对管道内壁进行焊接的焊接质量，所述焊接组件位于所述底座101的上方，用于对管道内壁的不同横向位置以及不同径向位置进行焊接，从而提高了管道内壁焊接机器人对管道内壁的焊接效果。

其中，所述支撑座102固设在所述底座101的上表面，所述套筒103固设在所述支撑座102的上表面，所述移动块用于驱动所述夹持环104在所述套筒103内侧上下移动，所述夹持环104位于所述移动块远离所述套筒103的一侧，所述连接弹簧105固设在所述套筒103和所述夹持环104之间，所述安装座106固设在所述底座101的上表面，所述驱动块用于驱动所述转动板107移动，所述转动板107位于所述驱动块靠近所述夹持环104的一侧，所述伸缩块用于移动所述连接板108，所述连接板108位于所述伸缩块远离所述转动板107的一侧，所述焊枪109设置在所述连接板108远离所述转动板107的一侧，所述套筒103的数量为两个，并分别位于所述底座101的左右两侧，在每个所述套筒103的下方固设有两个所述支撑座102，从而使得所述支撑座102可对所述套筒103进行支撑，所述夹持环104位于所述套筒103内，并可在所述套筒103内进行上下移动，进而使得所述夹持环104可对不同尺寸规格的管道进行夹持固定，所述连接弹簧105上带有阻尼器，当所述连接弹簧105产生伸缩晃动时，所述连接弹簧105上的阻尼器会产生阻止所述连接弹簧105伸缩晃动的阻尼力，从而使得所述连接弹簧105的晃动会最终停止，不会一直晃动，朝着靠近所述套筒103的方向移动所述夹持环104，从而带动所述连接弹簧105进行压缩，由于所述连接弹簧105具有自恢复作用，从而使得当松开所述夹持环104时，所述连接弹簧105所受到的压缩力会消失，进而使得所述连接弹簧105会带动所述夹持环104会朝着恢复到原位置的方向进行移动，所述转动板107可在所述安装座106下方进行上下移动，从而可将所述转动板107移动到所述套筒103内，同时，所述转动板107可在所述安装座106下方进行横向移动和转动，从而可带动所述连接板108在所述套筒103内进行横向移动和转动，进而可带动所述焊枪109在所述套筒103内进行横向移动和转动，实现对所述套筒103内的所述夹持环104之间夹持固定的管道内壁的任意位置处进行焊接。

其次，所述液压缸110固设在所述套筒103的内侧；所述连接伸缩杆111的两端分别与所述液压缸110的输出端和所述夹持环104连接，所述连接伸缩杆111位于所述液压缸110和所述夹持环104之间，所述液压缸110的输出端与所述连接伸缩杆111连接，并驱动所述连接伸缩杆111进行伸缩，从而可带动所述夹持环104在所述套筒103内进行上下移动，进而使得所述夹持环104可对不同尺寸规格的管道进行夹持固定。

再次，所述第一气缸112固设在所述安装座106的下表面；所述第一伸缩杆113与所述第一气缸112的输出端连接，并位于所述第一气缸112远离所述安装座106的一侧，所述第一气缸112的输出端与所述第一伸缩杆113连接，并驱动所述第一伸缩杆113进行伸缩。

同时，所述第二气缸114固设在所述第一伸缩杆113远离所述第一气缸112的一端；所述第二伸缩杆115与所述第二气缸114的输出端连接，并位于所述第二气缸114的下表面，所述第二气缸114的输出端与所述第二伸缩杆115连接，并驱动所述第二伸缩杆115进行伸缩。

另外，所述第三气缸116固设在所述第二伸缩杆115的下端；所述第三伸缩杆117与所述第三气缸116的输出端连接，并位于所述第三气缸116远离所述第二伸缩杆115的一侧，所述第三气缸116的输出端与所述第三伸缩杆117连接，并驱动所述第三伸缩杆117进行伸缩。

此外，所述控制电机118固设在所述第三伸缩杆117远离所述第三气缸116的一端；所述转轴119的两侧分别与所述控制电机118的输出端和所述转动板107连接，所述转轴119位于所述控制电机118和所述转动板107之间，所述控制电机118的输出端与所述转轴119连接，并驱动所述转轴119沿着所述转轴119的轴线进行转动，从而可带动所述转动板107沿着所述转轴119的轴线进行转动。

最后，所述第四气缸120固设在所述转动板107的外侧；所述第四伸缩杆121的两端分别与所述第四气缸120的输出端和所述连接板108连接，所述第四伸缩杆121位于所述第四气缸120和所述连接板108之间，所述第四气缸120的输出端与所述第四伸缩杆121连接，并驱动所述第四伸缩杆121进行伸缩，从而可带动所述连接板108在所述转动板107外侧进行上下移动，所述焊枪109附近设置有摄像头，摄像头与外界的显示器连接，控制器分别与可控制所述第一气缸112、所述第二气缸114、所述第三气缸116、所述控制电机118和所述第四气缸120连接，从而使得控制器可控制所述第一气缸112、所述第二气缸114、所述第三气缸116、所述控制电机118和所述第四气缸120的启停，通过摄像头对管道内壁的焊缝情况进行图像拍摄，并将拍摄到的图像传输给显示器，以便于在显示器上进行管道内壁的焊缝的图像的显示，此时工作人员可通过控制所述控制器来控制所述第一气缸112、所述第二气缸114、所述第三气缸116、所述控制电机118和所述第四气缸120的启停，以便于移动所述焊枪109对管道内壁进行焊接。

使用本实施例的一种管道内壁焊接机器人时，当需要对管道内壁进行焊接时，将待焊接的两根管道分别放置在左右两侧的所述套筒103内，启动所述液压缸110，使得所述液压缸110的输出端输出的动力驱动所述连接伸缩杆111进行伸缩，从而可带动所述夹持环104在所述套筒103内进行上下移动，进而使得不同外径尺寸的管道可在两个所述夹持环104内被夹持固定，通过所述夹持环104在所述套筒103内所进行的上下移动，从而使得所述连接弹簧105会进行伸缩，由于所述连接弹簧105具有自恢复作用，从而使得所述连接弹簧105会在所述夹持环104上下移动的过程中对所述夹持环104进行缓冲，以避免所述夹持环104移动过快易导致所述夹持环104被损坏的情况，在对管道进行夹持固定后，通过摄像头对管道内壁的焊缝情况进行图像拍摄，并将拍摄到的图像传输给显示器，以便于在显示器上进行管道内壁的焊缝的图像的显示，此时工作人员可通过控制所述控制器来控制所述第一气缸112、所述第二气缸114、所述第三气缸116、所述控制电机118和所述第四气缸120的启停，通过启动所述第一气缸112，使得所述第一气缸112的输出端输出的动力驱动所述第一伸缩杆113进行伸缩，从而可带动所述第二气缸114在所述安装座106下方进行横向移动，进而可带动所述转动板107在所述安装座106下方进行横向移动，通过所述转动板107在所述安装座106下方所进行的横向移动，从而可带动所述连接板108在所述安装座106下方进行横向移动，进而可带动所述焊枪109在所述安装座106下方进行横向移动，当所述焊枪109移动到右侧的管道的外侧后，启动所述第二气缸114，使得所述第二气缸114的输出端输出的动力驱动所述第二伸缩杆115进行伸缩，从而可带动所述第三气缸116在所述安装座106下方进行上下移动，进而可带动所述转动板107在所述安装座106下方进行上下移动，通过所述转动板107在所述安装座106下方所进行的上下移动，从而可带动所述连接板108在所述安装座106下方进行上下移动，进而可带动所述焊枪109在所述安装座106下方进行上下移动，当所述转动板107的中心在上下移动过程中与所述套筒103的中心平齐时，启动所述第三气缸116，使得所述第三气缸116的输出端输出的动力驱动所述第三伸缩杆117进行伸缩，从而可带动所述控制电机118在所述套筒103内进行横向移动，进而可带动所述转动板107在所述套筒103内进行横向移动，通过所述转动板107在所述套筒103内所进行的横向移动，从而可带动所述连接板108在所述套筒103内进行横向移动，进而可带动所述焊枪109在所述套筒103内进行横向移动，以便于将所述焊枪109移动到管道的待焊接的横向位置处，之后启动所述第四气缸120，使得所述第四气缸120的输出端输出的动力驱动所述第四伸缩杆121进行伸缩，从而可带动所述连接板108在所述转动板107外侧进行上下移动，进而可带动所述焊枪109在所述转动板107外侧进行上下移动，以便于将所述焊枪109移动到管道的待焊接处对管道内壁进行焊接，再启动所述控制电机118，使得所述控制电机118的输出端输出的动力驱动所述转轴119沿着所述转轴119的轴线进行转动，从而可带动所述转动板107沿着所述转轴119的轴线进行转动，进而可带动所述连接板108沿着所述转轴119的轴线进行转动，通过所述连接板108沿着所述转轴119的轴线所进行的转动，从而可带动所述焊枪109在所述夹持环104之间沿着所述转轴119的轴线进行转动，实现对管道内壁的不同径向位置进行焊接，通过所述焊枪109对管道内壁的不同横向位置以及不同径向位置进行焊接，从而提高了管道内壁焊接机器人对管道内壁的焊接效果，通过所述夹持环104在所述套筒103内的上下移动，使得所述夹持环104可对不同尺寸规格的管道进行夹持固定，避免了所述焊枪109在对不同尺寸规格的管道内壁进行焊接时，管道发生移动的情况，从而保证了所述焊枪109能够对管道内壁的待焊接处进行准确焊接，进而保证了管道内壁焊接机器人对管道内壁进行焊接的焊接质量。

第二实施例

请参阅图3～图6，图3是本发明的第二实施例的管道内壁焊接机器人的沿焊枪109的剖面示意图，图4是本发明的第二实施例的管道内壁焊接机器人的图3的A处放大图，图5是本发明的第二实施例的管道内壁焊接机器人的沿喷嘴201的剖面示意图，图6是本发明的第二实施例的管道内壁焊接机器人的图5的B处放大图，在第一实施例的基础上，本发明的一种管道内壁焊接机器人还包括冷却组件，所述冷却组件包括喷嘴201、抽吸泵202和储存箱203。

在本实施方式中，所述冷却组件位于所述连接板108靠近所述焊枪109的一侧，用于在焊接时对焊缝进行冷却，从而可加快管道内壁的焊接处的冷却速率。

其中，所述喷嘴201固设在所述连接板108靠近所述焊枪109的一侧；所述抽吸泵202与所述喷嘴201连通，并固设在所述连接板108远离所述喷嘴201的一侧；所述储存箱203与所述抽吸泵202连通，并固设在所述连接板108靠近所述抽吸泵202的一侧，所述喷嘴201、所述抽吸泵202和所述储存箱203连通，从而使得所述抽吸泵202的输出端产生的吸力可将所述储存箱203内储存的冷水经所述抽吸泵202传输到所述喷嘴201处，并最终从所述喷嘴201喷出，实现对管道内壁焊接后的焊缝处进行冷却，从而可加快管道内壁的焊接处的冷却速率。

使用本实施例的一种管道内壁焊接机器人时，当所述焊枪109对管道内壁进行焊接时，启动所述抽吸泵202，使得所述抽吸泵202的输出端产生的吸力可将所述储存箱203内储存的冷水经所述抽吸泵202传输到所述喷嘴201处，并最终从所述喷嘴201喷出，从而可实现对管道内壁焊接后的焊缝处进行冷却，进而可加快管道内壁的焊接处的冷却速率。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种管道内壁焊接机器人，包括底座，其特征在于，

还包括夹持组件和焊接组件；

所述夹持组件包括支撑座、套筒、移动块、夹持环和连接弹簧，所述支撑座固设在所述底座的上表面，所述套筒固设在所述支撑座的上表面，所述移动块用于驱动所述夹持环在所述套筒内侧上下移动，所述夹持环位于所述移动块远离所述套筒的一侧，所述连接弹簧固设在所述套筒和所述夹持环之间；

所述焊接组件包括安装座、驱动块、转动板、伸缩块、连接板和焊枪，所述安装座固设在所述底座的上表面，所述驱动块用于驱动所述转动板移动，所述转动板位于所述驱动块靠近所述夹持环的一侧，所述伸缩块用于移动所述连接板，所述连接板位于所述伸缩块远离所述转动板的一侧，所述焊枪设置在所述连接板远离所述转动板的一侧。

2.如权利要求1所述的管道内壁焊接机器人，其特征在于，

所述驱动块包括第一气缸和第一伸缩杆，所述第一气缸固设在所述安装座的下表面；所述第一伸缩杆与所述第一气缸的输出端连接，并位于所述第一气缸远离所述安装座的一侧。

3.如权利要求2所述的管道内壁焊接机器人，其特征在于，

所述驱动块还包括第二气缸和第二伸缩杆，所述第二气缸固设在所述第一伸缩杆远离所述第一气缸的一端；所述第二伸缩杆与所述第二气缸的输出端连接，并位于所述第二气缸的下表面。

4.如权利要求3所述的管道内壁焊接机器人，其特征在于，

所述驱动块还包括第三气缸和第三伸缩杆，所述第三气缸固设在所述第二伸缩杆的下端；所述第三伸缩杆与所述第三气缸的输出端连接，并位于所述第三气缸远离所述第二伸缩杆的一侧。

5.如权利要求4所述的管道内壁焊接机器人，其特征在于，

所述驱动块还包括控制电机和转轴，所述控制电机固设在所述第三伸缩杆远离所述第三气缸的一端；所述转轴的两侧分别与所述控制电机的输出端和所述转动板连接，所述转轴位于所述控制电机和所述转动板之间。

6.如权利要求1所述的管道内壁焊接机器人，其特征在于，

所述管道内壁焊接机器人还包括冷却组件，所述冷却组件用于在焊接时对焊缝进行冷却。

7.如权利要求6所述的管道内壁焊接机器人，其特征在于，

所述冷却组件包括喷嘴、抽吸泵和储存箱，所述喷嘴固设在所述连接板靠近所述焊枪的一侧；所述抽吸泵与所述喷嘴连通，并固设在所述连接板远离所述喷嘴的一侧；所述储存箱与所述抽吸泵连通，并固设在所述连接板靠近所述抽吸泵的一侧。