CN211219244U

CN211219244U - 一种杆塔筋板双工位自动焊接装置

Info

Publication number: CN211219244U
Application number: CN201921785674.1U
Authority: CN
Inventors: 刘源泂; 薛海浪; 唐建康; 邹光明; 马榕泽; 宋建; 史晋铭
Original assignee: Jiangsu Hongguang Steel Pole Co ltd; Wuhan University of Science and Engineering WUSE
Current assignee: Jiangsu Hongguang Steel Pole Co ltd; Wuhan University of Science and Engineering WUSE; Wuhan University of Science and Technology WHUST
Priority date: 2019-10-23
Filing date: 2019-10-23
Publication date: 2020-08-11
Anticipated expiration: 2029-10-23

Abstract

本实用新型公开了一种杆塔筋板双工位自动焊接装置。本实用新型所述的焊接装置旨在提供一种自动化程度高，能针对不同管长、不同管径的管道进行焊接的自动焊接装置。该装置它括固定端装夹装置、移动端装夹装置、机械手操作系统、液压升降系统；所述固定端装夹装置装于固定端，移动端装夹装置置于可平移的小车上，机械手操作系统分布于管状杆塔两端的两个工位；液压升降系统位于管状杆塔下方位置。

Description

一种杆塔筋板双工位自动焊接装置

技术领域

本实用新型涉及焊接技术领域，具体地说是一种杆塔筋板双工位自动焊接装置。

背景技术

焊接技术是制造业中最基本的，最传统的，也是最重要的加工工艺之一，广泛应用在建筑工程，机械制造，电工电子等各行各业。而管道肋板的焊接通常都是使用人工焊接，在焊接过程中，需要消耗大量的人力物力成本，产生的弧光、粉尘等，对焊接质量和人的身体健康都会造成一定影响。

实用新型内容

本实用新型是要提供一种杆塔筋板双工位自动焊接装置，对杆塔周向筋板焊接任务提供半自动化解决方案，该焊接装置能够实现不同管长，不同内径的杆塔筋板焊接任务，运用液压系统，可实现大型杆塔的肋板焊接。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种杆塔筋板双工位自动焊接装置，包括固定端装夹装置、移动端装夹装置、机械手操作系统、液压升降系统；所述固定端装夹装置装于固定端，移动端装夹装置置于可平移的小车上，机械手操作系统分布于管状杆塔两端的两个工位；液压升降系统位于管状杆塔下方位置，其中所述固定端装夹装置包括固定端伞状支撑架、固定旋转电机、固定液压系统，固定液压系统驱动伞状支撑架的开合，固定旋转电机驱动固定端伞状支撑架的自转；所述移动端装夹装置包括小车及安装在小车上的移动端伞状支撑架、移动旋转电机、移动液压系统，移动液压系统驱动移动端伞状支撑架的开合，移动旋转电机驱动移动端伞状支撑架的自转；所述机械手操作系统包括焊接机械手、装夹机械手、线光源、摄像头；所述焊接机械手有两个，一个位于固定端装夹装置处的固定端，另一个安装在小车上，所述装夹机械手有两个，分别与两个焊接机械手位置相应；所述液压升降系统包括支撑架、导柱、升降液压缸、支撑车；所述支撑架下端被升降液压缸和导柱支撑，升降液压缸和导柱安装于支撑车上。

进一步地，所述固定端装夹装置的固定端伞状支撑架包括固定端液压缸、固定端长支撑杆连接座、固定端长支撑杆、固定端短支撑杆、固定端短支撑杆连接座、固定端自适应平面，所述固定旋转电机与固定旋转减速器相连，所述固定旋转减速器输出轴与固定端液压缸缸体相连；相互铰接的固定端长支撑杆和固定端短支撑杆成对均匀分布于固定端液压缸外周，所述固定端长支撑杆外端铰接有固定端自适应平面，所述固定端长支撑杆内端铰接于固定端液压缸上环状的固定端长支撑杆连接座上，所述固定端短支撑杆内端铰接于固定端液压缸上的固定端短支撑杆连接座上；所述移动端装夹装置的移动端伞状支撑架包括包括移动端液压缸、移动端长支撑杆连接座、移动端长支撑杆、移动端短支撑杆、移动端短支撑杆连接座、移动端自适应平面，所述移动旋转电机与移动旋转减速器相连，所述移动旋转减速器输出轴与移动端液压缸缸体相连；相互铰接的移动端长支撑杆和移动端短支撑杆成对均匀分布于移动端液压缸外周，所述移动端长支撑杆外端铰接有移动端自适应平面，所述移动端长支撑杆内端铰接于移动端液压缸上环状的移动端长支撑杆连接座上，所述移动端短支撑杆内端铰接于移动端液压缸上的移动端短支撑杆连接座上。

进一步地，所述小车为板状平台，其两侧有2组以上车轮，车轮置于两侧的两个C型导轨内；所述小车上装有立式减速器，该立式减速器输出轴与齿轮相连；所述齿轮与齿条啮合；所述齿条固接于C型导轨侧面；

进一步地，所述机械手操作系统还包括灯架、储物盒，所述线光源和摄像头安装在灯架上，可根据管状杆塔尺寸调节位置。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型两端均设置视觉系统和焊接系统，进行同步控制，实现了管道周向肋板的双工位同步焊接；通过固定端装夹装置和移动端装夹装置的设置，解决的只能针对固定杆长进行焊接任务的问题，移动端通过齿轮齿条传动，使装夹装置能针对不同管长管道进行焊接；通过短支撑杆、长支撑杆、液压缸的配合使用，使加紧装置能够针对不同管径的管道进行肋板焊接；运用液压缸对夹紧装置进行推拉使焊接装置装置能够针对不同管径的管件进行焊接任务；液压升降系统的支撑架设置为U型，能够针对不同形状的管道进行定位和支撑。本实用新型所述的焊接方法运用该焊接装置通过对视觉系统、机器人焊接系统、装夹装置进行同步控制，实现了对工件的吊装、移动、夹紧、旋转、焊接的自动化作业，实现了管道周向肋板的双工位同步焊接，显著提升了本类工件的焊接自动化和生产效率。

附图说明

图1为本实用新型一种杆塔筋板双工位自动焊接装置及方法中焊接装置的结构示意图；

图2为本实用新型一种杆塔筋板双工位自动焊接装置及方法中焊接装置的固定端装夹装置结构示意图；

图3为本实用新型一种杆塔筋板双工位自动焊接装置及方法中焊接装置的固定端伞状支撑架的结构示意图；

图4为本实用新型一种杆塔筋板双工位自动焊接装置及方法中焊接装置的固定端长支撑杆连接座结构示意图；

图5为本实用新型一种杆塔筋板双工位自动焊接装置及方法中焊接装置的固定端液压缸及固定端短支撑杆基座结构示意图；

图6为本实用新型一种杆塔筋板双工位自动焊接装置及方法中焊接装置的移动端装夹装置结构示意图；

图7为本实用新型一种杆塔筋板双工位自动焊接装置及方法中焊接装置的移动端装夹装置的齿轮齿条传动局部结构示意图；

图8为本实用新型一种杆塔筋板双工位自动焊接装置及方法中焊接装置的固定端伞状支撑架的结构示意图；

图9为本实用新型一种杆塔筋板双工位自动焊接装置及方法中焊接装置的机器人系统结构示意图；

图10为本实用新型一种杆塔筋板双工位自动焊接装置及方法中焊接装置的液压升降系统结构示意图；

图中附图标记如下：

1—固定端装夹装置；101—固定旋转电机；102—固定端电机联轴器；103—固定旋转减速器；104—固定液压系统；105—固定端减速联轴器；106—固定端液压缸；107—固定端长支撑杆连接座；108—固定端长支撑杆；109—固定端自适应平面；110—固定端短支撑杆；111—固定端短支撑杆连接座；2—移动端装夹装置；201—移动旋转电机；202—移动端电机联轴器；203—移动旋转减速器；204—移动液压系统；205—小车；206—C型导轨；207—立式减速器；208—齿轮；209—齿条；210—移动端减速联轴器；211—移动端液压缸；212—移动端长支撑杆连接座；213—移动端长支撑杆；214—移动端自适应平面；215—移动端短支撑杆；216—移动端短支撑杆连接座；3—机械手操作系统；301—焊接机械手；302—装夹机械手；303—灯架；304—储物盒；305—线光源；306—摄像头；4—液压升降系统；401—支撑架；402—导柱；403—升降液压缸；404—支撑车。

具体实施方式

为了使本实用新型更容易被清楚理解，以下结合附图和实施例对本实用新型的技术方案作以详细说明。

如图1—图10所示，本实用新型一种杆塔筋板双工位自动焊接装置，包括固定端装夹装置1、移动端装夹装置2、机械手操作系统3、液压升降系统4；所述固定端装夹装置1装于固定端，移动端装夹装置2置于可平移的小车205上，机械手操作系统3分布于管状杆塔两端的两个工位；液压升降系统4位于管状杆塔下方位置(可置于低于地面水平高度的凹坑中)，其中

所述固定端装夹装置1包括固定端伞状支撑架、固定旋转电机101、固定液压系统104，固定液压系统104驱动伞状支撑架的开合，固定旋转电机101驱动固定端伞状支撑架的自转；所述移动端装夹装置2包括小车205及安装在小车205上的移动端伞状支撑架、移动旋转电机201、移动液压系统204，移动液压系统204驱动移动端伞状支撑架的开合，移动旋转电机201驱动移动端伞状支撑架的自转；所述机械手操作系统3包括焊接机械手301、装夹机械手302、线光源305、摄像头306；所述焊接机械手301有两个，一个位于固定端装夹装置1处的固定端，另一个安装在小车205上，所述装夹机械手302有两个，分别与两个焊接机械手301位置相应；所述液压升降系统4包括支撑架401、导柱402、升降液压缸403、支撑车404；所述支撑架401下端被升降液压缸403和导柱402支撑，升降液压缸403和导柱402安装于支撑车404上。

如图2至图5所示，所述固定端装夹装置1的固定端伞状支撑架包括固定端液压缸106、固定端长支撑杆连接座107、固定端长支撑杆108、固定端短支撑杆110、固定端短支撑杆连接座111、固定端自适应平面109，所述固定旋转电机101通过固定端电机联轴器102与固定旋转减速器103相连，所述固定旋转减速器103输出轴通过固定端减速联轴器105与固定端液压缸106缸体相连，具体而言，液压缸106底部可以有法兰盘，均匀地设置若干个螺孔，通过螺栓与联轴器105相连；相互铰接的固定端长支撑杆108和固定端短支撑杆110成对均匀分布于固定端液压缸106外周，所述固定端长支撑杆108外端铰接有固定端自适应平面109，所述固定端长支撑杆108内端铰接于固定端液压缸106上环状的固定端长支撑杆连接座107上，所述固定端短支撑杆110内端铰接于固定端液压缸106上的固定端短支撑杆连接座111上；

如图6至图8所示，所述移动端装夹装置2的移动端伞状支撑架与固定端装夹装置1的固定端伞状支撑架相同，移动端伞状支撑架包括移动端液压缸211、移动端长支撑杆连接座212、移动端长支撑杆213、移动端短支撑杆215、移动端短支撑杆连接座216、移动端自适应平面214，所述移动旋转电机201通过移动端电机联轴器202与移动旋转减速器203相连，所述移动旋转减速器203输出轴通过移动端减速联轴器210与移动端液压缸211缸体相连；相互铰接的移动端长支撑杆213和移动端短支撑杆215成对均匀分布于移动端液压缸211外周，所述移动端长支撑杆213外端铰接有移动端自适应平面214，所述移动端长支撑杆213内端铰接于移动端液压缸211上环状的移动端长支撑杆连接座212上，所述移动端短支撑杆215内端铰接于移动端液压缸211上的移动端短支撑杆连接座216上。

上面提到的固定液压系统104和移动液压系统204是本领域的公知技术，可以包括相互配合的液压泵、电机，固定液压系统104的液压泵进出油管分别与固定端液压缸106相连，移动液压系统204液压泵进出油管分别与移动端液压缸211相连。

所述固定旋转减速器103和移动旋转减速器203均为涡轮减速器，在实现减速的同时，支撑整体装置和管件沿周向旋转。采用涡轮减速器的优点是传动比大，输出的旋转角度精确。

所述固定端长支撑杆连接座107是由两个半圆形组件组合为环状，两个半圆形组件可以通过常规方式进行连接，例如螺栓连接，所述固定端长支撑杆连接座107上均匀分布有4个铰链连接底座，所述固定端长支撑杆108和固定端短支撑杆110都有4个，均匀地设在竖直面和水平面上。

所述小车205为板状平台，其两侧有2组以上车轮，车轮置于两侧的两个C型导轨206内；所述小车205上装有立式减速器207，该立式减速器207输出轴与齿轮208相连；所述齿轮208与齿条209啮合；所述齿条209固接于C型导轨206侧面；

所述机械手操作系统3还包括灯架303、储物盒304，所述线光源305和摄像头306安装在灯架303上，可根据管状杆塔尺寸调节位置。

所述支撑架401的截面形状可以为为U型，所述导柱402数量为可以为4个，均匀分布在升降液压缸403四周，所述导柱402和升降液压缸403均为可伸缩结构，其活动端均与支撑架401固接。

上述液压升降系统4位于管状杆塔正下方凹坑中，液压升降系统4的数量可根据管状杆塔长度进行调整。可以采用本领域公知技术设置平移动作，例如将液压升降系统4的支撑车404设置在固定轨道上，采用动力驱动和齿轮齿条传动，或其他方式实现，此处不再详述。

上面所述的焊接装置进行焊接时，首先设备及工件准备就位，所述固定端装夹装置1装于管状杆塔一端工位的固定端，移动端装夹装置2置于可平移的小车205上，小车205位于管状杆塔另一端工位，液压升降系统4位于固定端装夹装置1和移动端装夹装置2之间并低于固定端装夹装置1和移动端装夹装置2的安装位置，通过液压升降系统4将已知尺寸的管状杆塔吊至液压升降系统4上，使固定端伞状支撑架和移动端装夹装置2的移动端伞状支撑架进入管状杆塔内侧，并将管状杆塔内侧撑紧，计算机控制装夹机械手抓取一个肋板，并在计算机的控制下将肋板放置在待焊位置，焊接机械手301分别完成对肋板两面的焊接，然后完成下一块肋板的焊接；重复上述过程，直至完成所有筋板的焊接作业。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。本实用新型未涉及的技术均可通过现有技术加以实现。

Claims

1.一种杆塔筋板双工位自动焊接装置，其特征在于包括固定端装夹装置(1)、移动端装夹装置(2)、机械手操作系统(3)、液压升降系统(4)；所述固定端装夹装置(1)装于固定端，移动端装夹装置(2)置于可平移的小车(205)上，机械手操作系统(3)分布于管状杆塔两端的两个工位，液压升降系统(4)位于管状杆塔下方位置；

其中所述固定端装夹装置(1)包括固定端伞状支撑架、固定旋转电机(101)、固定液压系统(104)，固定液压系统(104)驱动伞状支撑架的开合，固定旋转电机(101)驱动固定端伞状支撑架的自转；所述移动端装夹装置(2)包括小车(205)及安装在小车(205)上的移动端伞状支撑架、移动旋转电机(201)、移动液压系统(204)，移动液压系统(204)驱动移动端伞状支撑架的开合，移动旋转电机(201)驱动移动端伞状支撑架的自转；所述机械手操作系统(3)包括焊接机械手(301)、装夹机械手(302)、线光源(305)、摄像头(306)；所述焊接机械手(301)有两个，一个位于固定端装夹装置(1)处的固定端，另一个安装在小车(205)上，所述装夹机械手(302)有两个，分别与两个焊接机械手(301)位置相应；所述液压升降系统(4)包括支撑架(401)、导柱(402)、升降液压缸(403)、支撑车(404)；所述支撑架(401)下端被升降液压缸(403)和导柱(402)支撑，升降液压缸(403)和导柱(402)安装于支撑车(404)上。

2.根据权利要求1所述的杆塔筋板双工位自动焊接装置，其特征在于：

所述固定端装夹装置(1)的固定端伞状支撑架包括固定端液压缸(106)、固定端长支撑杆连接座(107)、固定端长支撑杆(108)、固定端短支撑杆(110)、固定端短支撑杆连接座(111)、固定端自适应平面(109)，所述固定旋转电机(101)与固定旋转减速器(103)相连，所述固定旋转减速器(103)输出轴与固定端液压缸(106)缸体相连；固定液压系统(104)的进出油管分别与固定端液压缸(106)相连，相互铰接的固定端长支撑杆(108)和固定端短支撑杆(110)成对均匀分布于固定端液压缸(106)外周，所述固定端长支撑杆(108)外端铰接有固定端自适应平面(109)，所述固定端长支撑杆(108)内端铰接于固定端液压缸(106)上环状的固定端长支撑杆连接座(107)上，所述固定端短支撑杆(110)内端铰接于固定端液压缸(106)上的固定端短支撑杆连接座(111)上；

所述移动端装夹装置(2)的移动端伞状支撑架包括移动端液压缸(211)、移动端长支撑杆连接座(212)、移动端长支撑杆(213)、移动端短支撑杆(215)、移动端短支撑杆连接座(216)、移动端自适应平面(214)，所述移动旋转电机(201)与移动旋转减速器(203)相连，所述移动旋转减速器(203)输出轴与移动端液压缸(211)缸体相连，移动液压系统(204)的进出油管分别与移动端液压缸(211)相连，相互铰接的移动端长支撑杆(213)和移动端短支撑杆(215)成对均匀分布于移动端液压缸(211)外周，所述移动端长支撑杆(213)外端铰接有移动端自适应平面(214)，所述移动端长支撑杆(213)内端铰接于移动端液压缸(211)上环状的移动端长支撑杆连接座(212)上，所述移动端短支撑杆(215)内端铰接于移动端液压缸(211)上的移动端短支撑杆连接座(216)上。

3.根据权利要求1所述的杆塔筋板双工位自动焊接装置，其特征在于：所述小车(205)为板状平台，其两侧有2组以上车轮，车轮置于两侧的两个C型导轨(206)内；所述小车(205)上装有立式减速器(207)，该立式减速器(207)输出轴与齿轮(208)相连，所述齿轮(208)与齿条(209)啮合，所述齿条(209)固接于C型导轨(206)侧面。