CN204997250U - 一种吊卡式接管相贯线焊接机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种吊卡式接管相贯线焊接机器人，它包括中轴固定机构、旋转机构、伸缩机构、升降机构、枪摆机构，其特征在于：所述中轴固定机构可由下部卡盘安装于接管上进行焊接，也可以将支承轴拆掉，通过大挂架安装于十字臂横臂端部进行焊接，两种安装方式可以按照现场工况需要进行选择；所述旋转机构可以绕与中轴固定机构旋转；所述伸缩机构固定安装于旋转机构一侧；所述升降机构安装于伸缩机构一侧末端；所述枪摆机构安装于升降机构下端。本实用新型提供了一种既可以以吊挂方式进行焊接，也可以以卡管方式进行焊接；且满足接管相贯线焊接精度要求、焊接质量稳定可靠，并且结构紧凑、造价低廉配件普遍、易于操作。

Description

一种吊卡式接管相贯线焊接机器人

技术领域

本实用新型涉及一种用于接管相贯线焊接的机器人，具体涉及一种吊卡式接管相贯线焊接机器人，既可以以吊挂方式对接管相贯线进行焊接，也可以以卡管方式对接管相贯线进行焊接。

背景技术

在压力容器、石油化工、天然气、管道等行业中，接管相贯线焊接作业应用面广阔，焊接作业的质量密切影响着装备水平，对于接管相贯线的焊接，一般工厂采用人工焊接的方式进行，生产周期长、工人劳动强度大、焊接质量难以保持稳定、生产效率低等问题突出；现有的焊接自动化设备应用面相对有限，对于现场施工需求难以全面保障；国外引进的相关设备售价难以为一般工厂所接受，且操作需要接受培训的专业人员，加大了相关的人力成本。

吊挂式焊接方式与卡管式焊接方式是目前国内应用较为广泛的接管相贯线焊接机器人的两种主要形式。目前，市场上比较常见的是卡管式接管相贯线焊接机器人，其只能以卡管方式进行焊接，当进行大直径接管焊接时，卡盘方式难以满足装卡要求，另外也容易因焊接热量较大导致卡盘受热变形而卡死，导致难以拆卸；而已授权的发明专利悬挂式接管焊接机器人只能以吊挂的方式进行焊接，受吊挂方式的影响，其移动空间受限，难以实现大空间多场地的移动式作业。因而设计一款功能全面既可以以吊挂方式又可以以卡管方式的接管相贯线焊接机器人将具有较高的实用价值。

发明内容

本实用新型的目的在于解决上述问题，提供一种结构简单、易于实现的吊卡式接管相贯线焊接机器人，本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：一种吊卡式接管相贯线焊接机器人，包括中轴固定机构、旋转机构、伸缩机构、升降机构、枪摆机构，其特征在于：所述中轴固定机构可由上端大挂架安装于十字臂等悬挂设备上，也可由下部卡盘装卡在接管上；所述旋转机构绕中轴固定机构旋转；所述伸缩机构安装于旋转机构一侧；所述升降机构安装于伸缩机构一侧末端；所述枪摆机构安装于升降机构下端。

所述中轴固定机构包括主轴、大挂架、拉板、支承轴、卡盘；所述支承轴安装于主轴下端，可拆卸；当进行以吊挂方式进行焊接时，所述主轴通过拉板安装于大挂架下面，并当将支承轴和卡盘拆卸下来，即可实现吊挂式焊接；所述大挂架安装于主轴上端，可拆卸；当进行卡管式焊接时，大挂架可拆卸，通过支承轴和卡盘进行装卡，即可实现以卡管式方式进行焊接。

所述旋转机构包括组合框、旋转框、焊接电流滑环、电气滑环、旋转用电机、旋转用减速器、旋转用齿轮、旋转用减速器支架、回转支承；所述回转支承内圈同轴心安装于主轴底部呈托盘型结构的上面；所述卡盘同轴心安装于支承轴下端；所述旋转框安装于回转支承的外圈上部；所述组合框安装于旋转框上部；所述旋转用电机和旋转用减速器安装于旋转用减速器支架上，所述旋转用减速器支架安装于旋转框一侧开有矩形孔处；所述旋转用减速器安装于旋转用减速器支架开孔处；所述旋转用齿轮安装于旋转用减速器输出轴上，并与回转支承外圈上的齿相互啮合；所述电气滑环同轴心安装于主轴上且位于安装回转支承上部适当位置；所述焊接电流滑环同轴心安装于主轴上且位于安装电气滑环上部位置，且焊接电流滑环上部与组合框上表面共面；在主轴内部开有通孔，并在焊接电流滑环和电气滑环之间的主轴上开有健孔，用于实现电气线路布线，通过焊接电流滑环和电气滑环实现焊接时的无限旋转功能。

所述伸缩机构包括伸缩挂架、伸缩臂、伸缩用电机、伸缩用减速器、伸缩用减速器支架、伸缩齿轮、伸缩齿条、伸缩滑块、伸缩滑轨；所述伸缩挂架安装于旋转框一侧；所述伸缩用减速器支架安装于伸缩挂架远离旋转框一侧开有矩形孔处；所述伸缩滑块安装于伸缩挂架下面近于旋转框一侧；所述伸缩臂上部安装有伸缩滑轨，并与伸缩滑块镶嵌连接；所述伸缩齿条安装于伸缩臂远离旋转框一侧；所述伸缩用减速器支架安装于伸缩挂架上；所述伸缩用电机和伸缩用减速器安装于伸缩用减速器支架上；所述伸缩齿轮安装于伸缩用减速器的输出轴上，且与伸缩齿条相啮合。伸缩机构用于实现接管半径不同时和焊接过过程中焊道连续变轨时的半径伸缩调整作用。

所述升降机构包括升降臂、升降架、升降臂挡、升降滑轨、升降齿条、升降用电机、涡轮蜗杆减速器、升降滑块、升降齿轮轴、升降架压盖；所述升降架安装于伸缩臂一侧末端；所述升降滑块安装固定于升降架内侧；所述升降臂一侧安装有升降滑轨，并与升降滑块镶嵌连接；所述升降齿条安装在升降臂安装有升降滑轨的反侧；所述涡轮蜗杆减速器安装于升降架一侧安装升降齿轮轴开孔处；所述升降齿轮轴同轴心安装于升降架外侧两面开孔处，升降齿轮轴一端安装于涡轮蜗杆减速器输出轴孔内，另外一端安装于升降架一侧开孔处，且与升降齿条相啮合；所述升降架压盖同轴心安装于升降架一侧安装升降齿轮轴较小开孔处；所述升降用电机安装于涡轮蜗杆减速器上部；所述升降臂挡安装于升降臂上端顶部。升降机构用于实现沿接管母线方向上运动，使焊枪在接管母线上实现运动用以跟踪接管的相贯线。

所述枪摆机构包括枪摆机构外壳、焊枪、焊枪支架、枪摆用电机、枪摆用减速器、枪摆用减速器支架、枪轴、焊枪座、焊枪夹、小锥齿轮、大锥齿轮；所述焊枪支架固定安装于升降臂底部；所述枪摆用减速器支架安装于焊枪支架一侧；所述枪摆用电机安装于枪摆用减速器输入轴端处；所述枪摆用减速器安装于枪摆用减速器支架上；所述小锥齿轮安装在枪摆用减速器输出轴上；所述枪轴通过轴承安装于焊枪支架末端开孔处；所述大锥齿轮同轴心安装于枪轴近于枪摆用减速器支架一侧，并与小锥齿轮相啮合；所述焊枪座同轴心安装于枪轴近于枪摆用减速器支架反侧，所述焊枪夹与焊枪座互为镶嵌安装；所述焊枪置于焊枪座与焊枪夹之间空间处。枪摆机构使焊枪摆向相贯线处，使升降臂尽量贴近接管沿着相贯线焊接处，这样即可保证焊丝尽量接近垂直的方向进行焊接，保证焊接质量。

本实用新型的有益效果是：（1）整体结构更简单紧凑，既可以以吊挂的方式进行焊接，也可以以卡贯的方式进行焊接；（2）兼顾了卡管式接管相贯线焊接机器人和吊挂式接管相贯线焊接机器人各自的优点；（3）配件使用较为普遍通用，设备维护较为方便。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型的旋转机构的结构示意图；

图3是本实用新型的伸缩机构的结构示意图；

图4是本实用新型的升降机构的结构示意图；

图5是本实用新型的枪摆机构的结构示意图；

图6是本实用新型的吊挂式固定效果示意图；

图7是本实用新型的卡管式固定效果示意图。

图中：大挂架1，组合框2，旋转框3，伸缩挂架4，伸缩臂5，卡盘6，支承轴7，升降臂8，升降架9，枪摆机构外壳10，焊枪11，主轴12，焊接电流滑环13，电气滑环14，旋转用电机15，旋转用齿轮16，回转支承17，旋转用减速器支架18，伸缩用电机19，伸缩减速器支架20，伸缩齿轮21，伸缩齿条22，伸缩滑块23，伸缩滑轨24，升降齿轮轴25，升降架压盖26，升降臂挡27，升降滑轨28，升降齿条29，升降用电机30，涡轮蜗杆减速器31，升降滑块32，焊枪支架33，枪摆用电机34，枪摆用减速器35，枪摆用减速器支架36，枪轴37，焊枪座38，焊枪夹39，小锥齿轮40，大锥齿轮41，旋转用减速器42，伸缩用减速器43，拉板44，十字臂45，筒体接管46。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：如图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7所示，本实用新型所述的一种吊卡式接管相贯线焊接机器人，包括中轴固定机构（图1）、旋转机构（图2）、伸缩机构（图3）、升降机构（图4）、枪摆机构（图5），其特征在于：所述中轴固定机构（图1）可通过大挂架安装于十字臂45的横臂端部，也可由下部卡盘装卡于接管上；所述旋转机构（图2）可以绕与中轴固定机构（图1）旋转；所述伸缩机构（图3）安装于旋转机构（图2）一侧；所述升降机构（图4）安装于伸缩机构（图3）一侧末端；所述枪摆机构（图5）安装于升降机构（图4）下端。

如（图1）所示，所述中轴固定机构（图1）包括：主轴12、大挂架1、支承轴7、卡盘6、拉板44；所述主轴12通过拉板44安装于大挂架1下面，并将卡盘6和支承轴7拆卸下来，即可实现吊挂式焊接，效果如（图6）所示；所述支承轴7安装于主轴1下端，所述卡盘6安装于支承轴7下端，通过卡盘6将接管相贯线焊接机器人装卡在接管上，即可实现卡管式焊接功能，效果如（图7）所示。

如（图2）所示，所述旋转机构（图2）包括：组合框2、旋转框3、焊接电流滑环13、电气滑环14、旋转用电机15、旋转用减速器42、旋转用齿轮16、旋转用减速器支架18、回转支承17；所述回转支承17内圈安装于主轴12底部托盘型结构上面；所述旋转框3安装于回转支承17外圈上部；所述组合框2安装于旋转框3上部；所述旋转用减速器支架18安装于旋转框3一侧开有矩形孔处；所述旋转用电机15安装于旋转用减速器42的输入端，旋转用减速器42安装于旋转用减速器支架18上；所述旋转用齿轮16安装于旋转用减速器42输出轴上，并与回转支承17外圈上的齿相啮合；所述电气滑环14安装于主轴12上且位于安装回转支承17上部的适当位置；所述焊接电流滑环13安装于主轴12上且位于安装电气滑环14上部位置，且焊接电流滑环13上部与组合框2上表面共面；综上安装配置，在主轴12内部开有通孔，并在焊接电流滑环13和电气滑环14之间的主轴上开有健孔，用于实现电气线路布线，焊接电流滑环13和电气滑环14可以实现焊接时的无限旋转功能，当旋转用电机15有旋转输出时，可带动伸缩机构、升降机构和枪摆机构实现绕中轴固定机构旋转，即实现绕接管旋转运动。

如（图3）所示，所述伸缩机构（图3）包括：伸缩挂架4、伸缩臂5、伸缩用电机19、伸缩用减速器43、伸缩用减速器支架20、伸缩齿轮21、伸缩齿条22、伸缩滑块23、伸缩滑轨24；所述伸缩挂架4安装于旋转框3一侧；所述伸缩减速器支架20安装于伸缩挂架4远离旋转框3一侧开有矩形孔处；所述伸缩滑块23安装于伸缩挂架4下面且近于旋转框3一侧；所述伸缩臂5上部安装伸缩滑轨24，并与伸缩滑块23镶嵌连接；所述伸缩齿条22安装于伸缩臂5且远离旋转框3一侧；所述伸缩用减速器43安装于伸缩用减速器支架20上；所述伸缩齿轮21安装于伸缩用减速器43的输出轴上，且与伸缩齿条22相啮合；伸缩机构用于实现接管半径不同时和焊接过过程中焊道连续变轨时的半径伸缩调整作用，综上安装配置实现了伸缩的功能。

如（图4）所示，所述升降机构（图4）包括：升降臂8、升降架9、升降臂挡27、升降滑轨28、升降齿条29、升降用电机30、涡轮蜗杆减速器31、升降滑块32、升降齿轮轴25、升降架压盖26；所述升降架9安装于伸缩臂5一侧末端；所述升降滑块32安装固定于升降架9内侧；所述升降臂8一侧安装有升降滑轨28，并与升降滑块32镶嵌连接；所述升降齿条29安装在升降臂8安装有升降滑轨28的反侧；所述涡轮蜗杆减速器31安装于升降架9一侧；所述升降齿轮轴25一端安装于涡轮蜗杆减速器31上，另外一端安装于升降架9外一侧面开孔处，且与升降齿条29相啮合；所述升降架压盖26安装于升降架9一侧安装升降齿轮轴25较小开孔处；所述升降用电机30安装于涡轮蜗杆减速器31的输入轴上；所述升降臂挡27安装于升降臂8上端顶部，防止升降滑块32超出行程；综上安装配置实现了升降的功能，升降机构用于实现沿接管母线方向上运动，使焊枪在接管母线上实现运动用以跟踪接管的相贯线。

如（图5）所示，所述枪摆机构（图5）包括：枪摆机构外壳10、焊枪11、焊枪支架33、枪摆用电机34、枪摆用减速器35、枪摆用减速器支架36、枪轴37、焊枪座38、焊枪夹39、小锥齿轮40、大锥齿轮41；所述焊枪支架33固定安装于升降臂8底部；所述枪摆用减速器支架36安装于焊枪支架33一侧；所述枪摆用减速器35安装于枪摆用减速器支架36上，所述枪摆用电机34由转轴安装于枪摆用减速器35输入轴端；所述小锥齿轮40安装于枪摆用减速器35的输出轴上；所述枪轴37通过轴承安装于焊枪支架33末端开孔处；所述大锥齿轮41安装于枪摆用减速器35的输出轴上，并与小锥齿轮40相啮合；所述焊枪座38同轴心安装于枪轴37且近于枪摆用减速器支架36反侧，所述焊枪夹39与焊枪座38互为镶嵌安装；所述焊枪11置于焊枪座38与焊枪夹39之间空间处；当枪摆用电机有输出时，通过传动机构即可实现了焊枪角度摆动的功能。

上述安装配置完成后，控制柜安置于适当位置，焊接电流滑环13和电气滑环14实现焊接电流线路和电气线路的无限旋转。工作时，当选择吊挂式焊接时，如（图6）所示，将卡盘6和支承轴7拆卸下来，通过主轴上部大挂架1对接管相贯线焊接机器人进行安装，即实现吊挂式焊接作业；当选择卡管式时，可通过支承轴7由卡盘6将接管相贯线焊接机器人装卡在接管上实现卡管式焊接作业。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种吊卡式接管相贯线焊接机器人，包括中轴固定机构、旋转机构、伸缩机构、升降机构、枪摆机构，其特征在于：根据工况，所述中轴固定机构可由上端大挂架安装于十字臂悬挂设备上，实现吊挂式焊接；也可以由下部卡盘装卡于接管上，实现卡管式焊接；所述旋转机构绕中轴固定机构旋转；所述伸缩机构安装于旋转机构一侧；所述升降机构安装于伸缩机构一侧末端；所述枪摆机构安装于升降机构下端。

2.根据权利要求1所述的一种吊卡式接管相贯线焊接机器人，其特征在于：所述中轴固定机构包括主轴、大挂架、拉板、支承轴、卡盘；所述大挂架安装于主轴上端，可拆卸；所述支承轴安装于主轴下端，可拆卸；所述卡盘同轴心安装于支承轴下端。

3.根据权利要求1所述的一种吊卡式接管相贯线焊接机器人，其特征在于：所述旋转机构包括组合框、旋转框、焊接电流滑环、电气滑环、旋转用电机、旋转用减速器、旋转用齿轮、旋转用减速器支架、回转支承；所述回转支承内圈安装于主轴底部托盘型结构上部；所述旋转框安装于回转支承外圈上部；所述组合框安装于旋转框上部；所述旋转用减速器支架安装于旋转框一侧开有矩形孔处；所述旋转用减速器安装于旋转用减速器支架开孔处；所述旋转用齿轮安装于旋转用减速器输出轴上，并与回转支承外圈上的齿相啮合；所述焊接电流滑环同轴心安装于主轴上且位于安装电气滑环上部位置，所述电气滑环同轴心安装于主轴上且位于安装回转支承上部适当位置。

4.根据权利要求1所述的一种吊卡式接管相贯线焊接机器人，其特征在于：所述伸缩机构包括伸缩挂架、伸缩臂、伸缩用电机、伸缩用减速器、伸缩用减速器支架、伸缩齿轮、伸缩齿条、伸缩滑块、伸缩滑轨；所述伸缩挂架安装于旋转框一侧；所述伸缩用减速器支架安装于伸缩挂架上；所述伸缩滑块安装于伸缩挂架下部近于旋转框一侧；所述伸缩臂上部安装伸缩滑轨，并与伸缩滑块镶嵌连接；所述伸缩齿条安装于伸缩臂远离旋转框一侧；所述伸缩用减速器支架安装于伸缩挂架上；所述伸缩齿轮安装于伸缩用减速器的输出轴上，且与伸缩齿条相啮合。

5.根据权利要求1所述的一种吊卡式接管相贯线焊接机器人，其特征在于：所述升降机构包括升降臂、升降架、升降臂挡、升降滑轨、升降齿条、升降用电机、涡轮蜗杆减速器、升降滑块、升降齿轮轴、升降架压盖；所述升降架安装于伸缩臂一侧末端；所述升降滑块安装固定于升降架内侧；所述升降臂一侧安装有升降滑轨，并与升降滑块镶嵌连接；所述升降齿条安装在升降臂安装有升降滑轨的反侧；所述升降齿轮轴同轴心安装于升降架外侧两面开孔处，且与升降齿条相啮合；所述涡轮蜗杆减速器安装于升降架一侧安装升降齿轮轴开孔处；所述升降用电机安装于涡轮蜗杆减速器上部；所述升降臂挡安装于升降臂上端顶部。

6.根据权利要求1所述的一种吊卡式接管相贯线焊接机器人，其特征在于：所述枪摆机构包括枪摆机构外壳、焊枪、焊枪支架、枪摆用电机、枪摆用减速器、枪摆用减速器支架、枪轴、焊枪座、焊枪夹、小锥齿轮、大锥齿轮；所述焊枪支架固定安装于升降臂底部；所述枪摆用减速器支架安装于焊枪支架一侧；所述枪摆用减速器安装于枪摆用减速器支架上；所述枪摆用电机安装于枪摆用减速器输入轴端处；所述小锥齿轮安装在枪摆用减速器输出轴上；所述小锥齿轮安装在枪摆用减速器输出轴上；所述枪轴通过轴承安装于焊枪支架末端开孔处；所述大锥齿轮同轴心安装于枪轴近于枪摆用减速器支架一侧，并与小锥齿轮相啮合；所述焊枪座同轴心安装于枪轴近于枪摆用减速器支架反侧，所述焊枪夹与焊枪座互为镶嵌安装；所述焊枪置于焊枪座与焊枪夹之间空间处。