CN209304234U - 管道焊缝打磨机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了管道焊缝打磨机，包括安装架、打磨机构、径向进给机构、轴向进给机构、旋转机构以及两个导向定位机构，两个导向定位机构分别布置在安装架两端，打磨机构安装在径向进给机构上，径向进给机构安装在轴向进给机构上，轴向进给机构和旋转机构安装在安装架上，径向进给机构带动打磨机构沿管道径向移动，轴向进给机构带动径向进给机构和打磨机构沿管道轴向移动，旋转机构通过安装架带动打磨机构沿管道内壁转动。设计径向进给机构用于打磨焊缝的厚度，设计轴向进给机构用于打磨焊缝的宽度，设计旋转机构用于在管道内360°打磨焊缝。本实用新型结构完整、自动化程度高、实现精确打磨，可广泛应用于管道加工设备领域。

Description

管道焊缝打磨机

技术领域

本实用新型涉及管道加工设备领域，特别涉及管道焊缝打磨机。

背景技术

管道运输具有高效、低耗、连续输送、经济、安全和自动化程度高等优势，通常长距离的管道通过焊接的方式连接起来，未打磨的管道焊缝会导致管道极易腐蚀、泄露和断裂。传统的打磨方式有人工手提普通砂轮机进行打磨、利用打磨机对管道内壁进行打磨，但由于受到管道长度和管道内径的限制，很多管道的焊缝很难以人工的方式完成打磨工作，因此越来越多的管道打磨工作采用管道打磨机器人来完成。

德国inspector systems公司的管道打磨机器人每台机器人包括1台打磨机器人和1台除尘机器人，另外配有2套用于操控这4套机器人的控制和配套设备，打磨机器人由机头、机身、机尾组成。浙江特种设备检验研究院针对工业压力管道内壁腐蚀情况，设计了一款用于管道内壁除锈的机器人，该机器人主要包括系统驱动机构、打磨装置、连接结构和控制电路，可通过弯管、垂直管道。

目前的管道打磨机器人虽然能够在一定程度上完成打磨工作，但如何灵活控制管道打磨机器人工作端的动作成为行业内亟须解决的关键问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供管道焊缝打磨机，其工作端可沿管道的径向、轴向和周向三个方向调整位置，实现精确打磨。

为解决上述技术问题所采用的技术方案：

管道焊缝打磨机，包括安装架、打磨机构、径向进给机构、轴向进给机构、旋转机构以及两个导向定位机构，两个导向定位机构分别布置在安装架两端，打磨机构安装在径向进给机构上，径向进给机构安装在轴向进给机构上，轴向进给机构和旋转机构安装在安装架上，径向进给机构带动打磨机构沿管道径向移动，轴向进给机构带动径向进给机构和打磨机构沿管道轴向移动，旋转机构通过安装架带动打磨机构沿管道内壁转动。

进一步，所述径向进给机构包括第一安装座、第一安装板、径向驱动组件以及第一丝杆传动组件，径向驱动组件布置在第一安装板上，打磨机构布置在第一安装座上，径向驱动组件驱动第一丝杆传动组件，第一丝杆传动组件带动第一安装座移动。

进一步，所述轴向进给机构包括第二安装座、轴向驱动组件和第二丝杆传动组件，轴向驱动组件布置在安装架上，径向进给机构布置在第二安装座上，轴向驱动组件驱动第二丝杆传动组件，第二丝杆传动组件带动第二安装座移动。

进一步，所述第一丝杆传动组件包括径向丝杆、径向传动件以及两个径向导杆，第二安装座上布置有辅助安装块，径向丝杆的一端安装在辅助安装块上，径向丝杆的另一端安装在第一安装板上，两个径向导杆的一端安装在辅助安装块上，两个径向导杆的另一端安装在第一安装板上，径向传动件套在径向丝杆上，径向传动件通过若干个螺钉与第一安装座固定。

进一步，所述安装架包括前端圆盘、后端圆盘和若干个安装杆，各安装杆的两端分别安装在前端圆盘和后端圆盘上，轴向驱动组件安装在前端圆盘上，第二丝杆传动组件包括轴向丝杆、轴向传动件以及两个轴向导杆，轴向丝杆的两端分别安装在前端圆盘和后端圆盘上，两个轴向导杆的两端分别安装在前端圆盘和后端圆盘上，轴向传动件套在轴向丝杆上，轴向传动件通过若干个螺钉与第二安装座固定。

进一步，所述导向定位机构包括安装盖、若干个导向组件以及若干个定位组件，各导向组件沿圆周均匀布置在安装盖上，各定位组件沿圆周均匀布置在安装盖上，前端圆盘和后端圆盘的中部成型有凸轴，安装盖通过滚动轴承安装对应的凸轴上。

进一步，所述旋转机构包括旋转驱动组件、主动轮和从动轮，旋转驱动组件安装在后端圆盘上，主动轮安装在旋转驱动组件的输出端，从动轮固定在位于后端圆盘的安装盖上，主动轮与从动轮啮合。

进一步，各所述导向组件包括基座、第四安装座以及至少一个导向轮，各导向轮安装在第四安装座上，第四安装座通过至少一个安装柱安装在基座上，各安装柱上套有弹簧，弹簧的一端抵住基座，弹簧的另一端抵住第四安装座，基座通过安装螺钉或安装螺栓布置在安装盖上。

进一步，各所述第四安装座上成型有至少一个第四腰型孔，各第四腰型孔的长度方向与安装盖的径向方向平行。

进一步，还包括布置在安装架中的摄像组件。

有益效果：本实用新型中，设计径向进给机构实现打磨机构工作端在管道内沿径向移动，用于打磨焊缝的厚度，设计轴向进给机构实现打磨机工作端在管道内沿轴向移动，用于打磨焊缝的宽度，设计旋转机构实现打磨机工作端在管道内绕轴线转动，用于在管道内360°打磨焊缝。本实用新型结构完整、自动化程度高、实现精确打磨，可广泛应用于管道加工设备领域。

附图说明

图1为本实用新型的结构图；

图2为安装架、打磨机构、径向进给机构、轴向进给机构以及旋转机构的装配结构图；

图3为图2结构中前端圆盘的主视图；

图4为图2结构中后端圆盘的主视图；

图5为径向进给机构的结构图；

图6为径向进给机构的主视图；

图7为安装架与轴向进给机构的装配结构图；

图8为安装架与旋转机构的装配结构图。

具体实施方式

下面结合图1至图8对本实用新型做进一步的说明。

管道焊缝打磨机，包括安装架、打磨机构、径向进给机构、轴向进给机构、旋转机构以及两个导向定位机构，两个导向定位机构分别布置在安装架两端，本实施例中，打磨机构安装在径向进给机构上，径向进给机构安装在轴向进给机构上，轴向进给机构和旋转机构安装在安装架上。径向进给机构带动打磨机构沿管道径向移动，轴向进给机构带动径向进给机构和打磨机构沿管道轴向移动，旋转机构通过安装架带动打磨机构沿管道内壁转动，即带动轴向进给机构、径向进给机构和打磨机构转动。

本实施例中，打磨机在工作时，通过径向进给机构实现打磨机构工作端在管道内的径向进给，用于打磨焊缝的厚度；通过轴向进给机构实现打磨机构工作端在管道内的轴向进给，用于打磨焊缝的宽度；通过旋转机构实现打磨机构工作端在管道内的周向转动，转动360°即对焊缝打磨一圈。

本实施例中，打磨机构采用气动打磨机，模块化程度高，尺寸小，易更换，散热性好，转速高，能适用于高温、粉尘等恶劣环境。打磨机构中设计有打磨控制系统，主要用于打磨时的力矩控制，通过打磨控制系统实时监测反馈打磨力度，当打磨力度过大时，打磨控制系统调整打磨速度，避免对管道和管道焊缝打磨机造成损伤。

本实施例中，安装架包括前端圆盘41、后端圆盘42和若干个安装杆43，各安装杆43的两端分别安装在前端圆盘41和后端圆盘42上，各安装杆43沿管道的轴向布置。

两个导向定位机构分别安装前端圆盘41和后端圆盘42上，导向定位机构包括安装盖50、若干个导向组件60以及若干个定位组件70，各导向组件60沿圆周均匀布置在安装盖50上，各定位组件70沿圆周均匀布置在安装盖50上。本实施例中，导向组件60和定位组件70的数量均为三个，导向组件60和定位组件70相互间隔布置。

本实施例中，各定位组件70包括定位气缸71和定位块72，定位块72安装在定位气缸71的推杆上，推杆推动定位块72抵住管道的内壁，即可将管道焊缝打磨机固定在管道中需要打磨的位置，保证打磨时固定牢固，并实现定心。

通过定位气缸71将管道焊缝打磨机固定在管道内部，发生故障报警时打磨机构自动停止工作，断电后定位气缸71就会自动缩回，便于将管道焊缝打磨机从管道中取出。

各导向组件60包括基座61、第四安装座64以及至少一个导向轮，各导向轮安装在第四安装座64上，第四安装座64通过至少一个安装柱安装在基座61上，本实施例中，导向轮的数量为一个，安装柱的数量为两个。

各安装柱上套有弹簧，弹簧的一端抵住基座61，弹簧的另一端抵住第四安装座64，基座61通过安装螺钉或安装螺栓布置在安装盖50上。第四安装座64上成型有可供安装柱穿过的导向通孔，安装柱的头部直径大于导向通孔的直径，本实施例中，安装柱可选用螺栓。通过弹簧实现柔性连接，结合安装柱在导向通孔的滑动，可为导向轮与管道内壁之间提供缓冲作用，提高管道机器人在弯道和焊缝端的通过能力。

各第四安装座64上成型有至少一个第四腰型孔，各第四腰型孔的长度方向与安装盖50的径向方向平行。本实施例中，第四腰型孔的数量为两个，通过第四腰型孔可调整第四安装座64在安装盖50上的位置。另外，安装螺钉或安装螺栓的数量可选用多个。

轴向进给机构包括第二安装座21、轴向驱动组件和第二丝杆传动组件，第二安装座21位于前端圆盘41和后端圆盘42之间，轴向驱动组件布置在安装架上，本实施例中，轴向驱动组件安装在前端圆盘41上。径向进给机构布置在第二安装座21上，轴向驱动组件驱动第二丝杆传动组件，第二丝杆传动组件带动第二安装座21移动。

第二丝杆传动组件包括轴向丝杆22、轴向传动件以及两个轴向导杆23，轴向丝杆22的两端分别安装在前端圆盘41和后端圆盘42上，两个轴向导杆23的两端分别安装在前端圆盘41和后端圆盘42上，轴向传动件套在轴向丝杆22上，轴向传动件通过若干个螺钉与第二安装座21固定，第二安装座21上成型有两个可供轴向导杆23穿过的轴向通孔。本实施例中，轴向驱动组件的输出端通过带传动驱动轴向丝杆22，轴向丝杆22带动第二安装座21沿轴向导杆23移动。

径向进给机构包括第一安装座12、第一安装板11、径向驱动组件13以及第一丝杆传动组件，径向驱动组件13布置在第一安装板11上，打磨机构布置在第一安装座12上，径向驱动组件13驱动第一丝杆传动组件，第一丝杆传动组件带动第一安装座12移动。

第一丝杆传动组件包括径向丝杆、径向传动件以及两个径向导杆，第二安装座21上布置有辅助安装块14，径向丝杆的一端安装在辅助安装块14上，径向丝杆的另一端安装在第一安装板11上，两个径向导杆的一端安装在辅助安装块14上，两个径向导杆的另一端安装在第一安装板11上，径向传动件套在径向丝杆上，径向传动件通过若干个螺钉与第一安装座12固定，第一安装座12中成型有两个可供径向导杆穿过的径向通孔。本实施例中，径向驱动组件13的输出端通过带传动驱动径向丝杆，径向丝杆带动第一安装座12沿径向导杆移动。

本实施例中，前端圆盘41和后端圆盘42的中部成型有凸轴，凸轴上套有滚动轴承，安装盖50的中部成型有可供滚动轴承安装的安装通孔。当旋转机构驱动安装架转动时，安装盖50不动，因此安装盖50上设计滚动轴承是为了便于安装架自由转动。

旋转机构包括旋转驱动组件31、主动轮32和从动轮33，旋转驱动组件31安装在后端圆盘42上，主动轮32安装在旋转驱动组件31的输出端，从动轮33固定在位于后端圆盘42的安装盖50上，主动轮32与从动轮33啮合。本实施例中，旋转机构驱动安装架转动时，导向定位机构和从动轮33相对于管道静止不动，主动轮32绕着从动轮33转动，从而带动安装架转动，进而使打磨机构沿着管道内壁转动。

本实施例中，还包括布置在安装架中的摄像组件，摄像组件安装在径向驱动组件13的外部，且位于靠近打磨机构工作端的位置。打磨时，摄像组件实时成像，同时具备摄像和录像功能，且摄像组件配备有灯管，可提高成像清晰度。

本实施例中，还设计有视觉系统和三轴伺服控制系统，利用摄像组件和视觉系统检测观察焊缝位置、焊缝宽度和高度等参数，并将这些参数反馈至打磨控制系统，确定后通过各定位组件70将管道焊缝打磨机固定，通过三轴伺服控制系统并结合打磨控制系统对径向、轴向和周向三个方向的运动进行精确控制，实现自动打磨。

以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施方式，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.管道焊缝打磨机，其特征在于：包括安装架、打磨机构、径向进给机构、轴向进给机构、旋转机构以及两个导向定位机构，两个导向定位机构分别布置在安装架两端，打磨机构安装在径向进给机构上，径向进给机构安装在轴向进给机构上，轴向进给机构和旋转机构安装在安装架上，径向进给机构带动打磨机构沿管道径向移动，轴向进给机构带动径向进给机构和打磨机构沿管道轴向移动，旋转机构通过安装架带动打磨机构沿管道内壁转动。

2.根据权利要求1所述的管道焊缝打磨机，其特征在于：所述径向进给机构包括第一安装座、第一安装板、径向驱动组件以及第一丝杆传动组件，径向驱动组件布置在第一安装板上，打磨机构布置在第一安装座上，径向驱动组件驱动第一丝杆传动组件，第一丝杆传动组件带动第一安装座移动。

3.根据权利要求2所述的管道焊缝打磨机，其特征在于：所述轴向进给机构包括第二安装座、轴向驱动组件和第二丝杆传动组件，轴向驱动组件布置在安装架上，径向进给机构布置在第二安装座上，轴向驱动组件驱动第二丝杆传动组件，第二丝杆传动组件带动第二安装座移动。

4.根据权利要求3所述的管道焊缝打磨机，其特征在于：所述第一丝杆传动组件包括径向丝杆、径向传动件以及两个径向导杆，第二安装座上布置有辅助安装块，径向丝杆的一端安装在辅助安装块上，径向丝杆的另一端安装在第一安装板上，两个径向导杆的一端安装在辅助安装块上，两个径向导杆的另一端安装在第一安装板上，径向传动件套在径向丝杆上，径向传动件通过若干个螺钉与第一安装座固定。

5.根据权利要求3所述的管道焊缝打磨机，其特征在于：所述安装架包括前端圆盘、后端圆盘和若干个安装杆，各安装杆的两端分别安装在前端圆盘和后端圆盘上，轴向驱动组件安装在前端圆盘上，第二丝杆传动组件包括轴向丝杆、轴向传动件以及两个轴向导杆，轴向丝杆的两端分别安装在前端圆盘和后端圆盘上，两个轴向导杆的两端分别安装在前端圆盘和后端圆盘上，轴向传动件套在轴向丝杆上，轴向传动件通过若干个螺钉与第二安装座固定。

6.根据权利要求5所述的管道焊缝打磨机，其特征在于：所述导向定位机构包括安装盖、若干个导向组件以及若干个定位组件，各导向组件沿圆周均匀布置在安装盖上，各定位组件沿圆周均匀布置在安装盖上，前端圆盘和后端圆盘的中部成型有凸轴，安装盖通过滚动轴承安装对应的凸轴上。

7.根据权利要求5所述的管道焊缝打磨机，其特征在于：所述旋转机构包括旋转驱动组件、主动轮和从动轮，旋转驱动组件安装在后端圆盘上，主动轮安装在旋转驱动组件的输出端，从动轮固定在位于后端圆盘的安装盖上，主动轮与从动轮啮合。

8.根据权利要求6所述的管道焊缝打磨机，其特征在于：各所述导向组件包括基座、第四安装座以及至少一个导向轮，各导向轮安装在第四安装座上，第四安装座通过至少一个安装柱安装在基座上，各安装柱上套有弹簧，弹簧的一端抵住基座，弹簧的另一端抵住第四安装座，基座通过安装螺钉或安装螺栓布置在安装盖上。

9.根据权利要求8所述的管道焊缝打磨机，其特征在于：各所述第四安装座上成型有至少一个第四腰型孔，各第四腰型孔的长度方向与安装盖的径向方向平行。

10.根据权利要求1所述的管道焊缝打磨机，其特征在于：还包括布置在安装架中的摄像组件。