CN212858303U - 一种全自动管桩对接焊接机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及焊接技术领域，尤其涉及一种全自动管桩对接焊接机器人，包括圆环定位底座、圆环焊接机器人小车装置、机器人小车动力装置、底座固定件、全自动双枪焊接机器人和电气控制装置；圆环定位底座和底座固定件配合安装在需要焊接的管桩的外周上，圆环焊接机器人小车装置和机器人小车动力装置固定在圆环定位底座上；机器人小车动力装置通过齿轮驱动圆环焊接机器人小车装置做圆周运动；从而对管桩进行焊接。本实用新型可以广泛应用在管桩对接焊接工程上，可以实现快速拆装，简单安装，定位准，焊接高效，可以显著提升工作效率，实现解放劳动力，降低成本，减少对人体危害。可以智能检测焊接距离，圆周多枪同时焊接功能。

Description

一种全自动管桩对接焊接机器人

技术领域

本实用新型涉及焊接技术领域，尤其涉及一种全自动管桩对接焊接机器人。

背景技术

管桩是一种预制的工程桩，作为建筑物的地基材料，在特定的地质环境下，由打桩机打入地下，在建、构筑物中起受力作用，建筑管桩的用途主要有两个：一个是将上面建筑物的重量通过管桩传到下层承载力高的土层上，提高建筑物的稳定性；另一个是将软土层挤密实，从而提高地基土的承载能力。

使用管桩可以大幅度降低地基的成本，且强度也足够，因此广泛应用于铁路、公路与桥梁、港口、码头、水利、市政、建筑物及大型设备等工程基础领域。随着建筑施工技术的高速发展，管桩机广泛应用于建筑施工过程中，然而由于管桩的对接固定绝大部分还是采用人工进行圆周焊接，存在效率低下，焊接质量很难保证统一度，而且也存在比较大的危险性及对人体造成后期伤害的问题；目前市场上现有的管桩焊接设备或焊接机器人存在应用单一，定位难，效率不高的，无法满足实际需要。

为解决上述问题，本申请中提出一种全自动管桩对接焊接机器人。

实用新型内容

(一)实用新型目的

为解决背景技术中存在的技术问题，本实用新型提出一种全自动管桩对接焊接机器人，具有快速拆装，简单安装，定位准，焊接高效，可以显著提升工作效率，实现解放劳动力，降低成本，减少对人体危害。可以智能检测焊接距离，圆周多枪同时焊接功能的特点。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种全自动管桩对接焊接机器人，包括圆环定位底座、圆环焊接机器人小车装置、机器人小车动力装置、底座固定件、全自动双枪焊接机器人和电气控制装置；

圆环定位底座设置一个；底座固定件设置四个；圆环定位底座和底座固定件配合安装在需要焊接的管桩的外圆周上，圆环焊接机器人小车装置和机器人小车动力装置固定在圆环定位底座上；全自动双枪焊接机器人固定在圆环焊接机器人小车装置上；电气控制装置外置；机器人小车动力装置通过齿轮驱动圆环焊接机器人小车装置做圆周运动；电气控制装置与全自动双枪焊接机器人控制连接。

优选的，圆环定位底座包括半圆环架体、架体板、底座调节支座、架体连接板；半圆环架体设置两组，两组半圆环架体合围形成安装在管桩外周上的圆环形架体；架体板设置两组，并分别安装在半圆环架体的顶部和底部；底座调节支座安装在半圆环架体上，并位于上下两个架体板之间；架体连接板设置在两个半圆环架体的连接处。

优选的，圆环焊接机器人小车装置包括固定底法兰、旋转法兰、侧定位轮组、倒挂支撑轮组、齿轮盘和支撑轮组；

侧定位轮组、倒挂支撑轮组和支撑轮组均安装在固定底法兰上；齿轮盘安装在旋转法兰上；倒挂支撑轮组和支撑轮组配合形成对于旋转法兰的定位结构。

优选的，侧定位轮组包括定位轮、第一销轴、第一定位套、侧支撑板和轴承；第一销轴穿过侧支撑板并与轴承配合安装；第一定位套设置在第一销轴的外周上；定位轮绕着轴承转动。

优选的，倒挂支撑轮组包括支撑轮、第二销轴、第二定位套、第一支撑支架和轴承；第二销轴穿过第一支撑支架并与轴承配合安装；第二定位套套设在第二销轴的外周上；支撑轮绕着轴承转动。

优选的，支撑轮组包括支撑轮、第二支撑支架、第三销轴、第三定位套和轴承。

优选的，机器人小车动力装置包括第一伺服电机、减速机、减速机安装板、传动轴和主动齿轮组，主动齿轮组与圆环焊接机器人小车装置上的齿轮盘啮合传动连接。

优选的，底座固定件包括圆弧压板、锁紧螺杆和导向杆；导向杆设置两组且分别位于锁紧螺杆的左右两侧。

优选的，全自动双枪焊接机器人包括第一安装座、滑座、位置检测器、摇摆焊枪机构、连接杆、第二伺服电机和推杆；滑座滑动设置在第一安装座上，位置检测器安装在滑座上；推杆设置在第二伺服电机的输出端，推杆与滑座固定安装，滑座的一侧设置有连接杆，摇摆焊枪机构固定设置在连接杆上。

优选的，摇摆焊枪机构包括第三伺服电机、第二安装座、第一偏心摆件、偏心摆件连接件、固定销轴、第二偏心摆件和焊枪组成，第三伺服电机驱动第一偏心摆件、偏心摆件连接件、固定销轴、第二偏心摆件上下摆动。

本实用新型的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

本实用新型主要针对工程现场管桩对接焊接的处理工艺及方法；全自动管桩对接焊接机器人主要由圆环定位底座、圆环焊接机器人小车装置、机器人小车动力装置、底座固定件、全自动双枪焊接机器人、电气控制装置六大部分紧密构成；本实用新型可以广泛应用在管桩对接焊接工程上，可以实现快速拆装，简单安装，定位准，焊接高效，高质量的全自动管桩对接焊接机器人，可以显著提升工作效率，实现解放劳动力，降低成本，减少对人体危害。可以智能检测焊接距离，圆周多枪同时焊接功能。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型中圆环定位底座的结构示意图；

图3为本实用新型中圆环焊接机器人小车装置的结构示意图；

图4为本实用新型中机器人小车动力装置的结构示意图；

图5为本实用新型中底座固定件的结构示意图；

图6为本实用新型中全自动双枪焊接机器人的结构示意图；

图7为本实用新型中半圆环架体的结构示意图；

图8为本实用新型中架体板的结构示意图；

图9为本实用新型中底座调节支座的结构示意图；

图10为本实用新型中固定底法兰的结构示意图；

图11为本实用新型中旋转法兰的结构示意图；

图12为本实用新型中侧定位轮组的结构示意图；

图13为本实用新型中倒挂支撑轮组的结构示意图；

图14为本实用新型中齿轮盘的结构示意图；

图15为本实用新型中支撑轮组的结构示意图；

图16为本实用新型中摇摆焊枪机构的结构示意图。

附图标记：1、圆环定位底座；2、圆环焊接机器人小车装置；3、机器人小车动力装置；4、底座固定件；5、全自动双枪焊接机器人；6、半圆环架体；7、架体板；8、底座调节支座；9、架体连接板；10、固定底法兰；11、旋转法兰；12、侧定位轮组；13、倒挂支撑轮组；14、齿轮盘；15、支撑轮组；16、定位轮；17、第一销轴；18、第一定位套；20、侧支撑板；21、轴承；22、支撑轮；23、第二销轴；24、第二定位套；25、第一支撑支架；26、第二支撑支架；27、第三销轴；28、第三定位套；29、第一伺服电机；30、减速机；31、减速机安装板；32、传动轴；33、主动齿轮组；34、圆弧压板；35、锁紧螺杆；36、导向杆；37、第一安装座；38、滑座；39、位置检测器；40、摇摆焊枪机构；41、连接杆；42、第二伺服电机；43、推杆；44、第三伺服电机；45、第二安装座；46、第一偏心摆件；47、偏心摆件连接件；48、固定销轴；49、第二偏心摆件；50、焊枪。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

如图1-16所示，本实用新型提出的一种全自动管桩对接焊接机器人，包括圆环定位底座1、圆环焊接机器人小车装置2、机器人小车动力装置3、底座固定件4、全自动双枪焊接机器人5和电气控制装置；

圆环定位底座1设置一个；底座固定件4设置四个；圆环定位底座1和底座固定件4配合安装在需要焊接的管桩的外圆周上，圆环焊接机器人小车装置2和机器人小车动力装置3固定在圆环定位底座1上；全自动双枪焊接机器人5固定在圆环焊接机器人小车装置2上；电气控制装置外置；机器人小车动力装置3通过齿轮驱动圆环焊接机器人小车装置2做圆周运动；电气控制装置与全自动双枪焊接机器人5控制连接。

在本实施例中，圆环定位底座1包括半圆环架体6、架体板7、底座调节支座8、架体连接板9；半圆环架体6设置两组，两组半圆环架体6合围形成安装在管桩外周上的圆环形架体；架体板7设置两组，并分别安装在半圆环架体6的顶部和底部；底座调节支座8安装在半圆环架体6上，并位于上下两个架体板7之间；架体连接板9设置在两个半圆环架体6的连接处。

需要说明的是，圆环定位底座1起到基础架的作用，并承担支撑作用。

在本实施例中，圆环焊接机器人小车装置2包括固定底法兰10、旋转法兰11、侧定位轮组12、倒挂支撑轮组13、齿轮盘14和支撑轮组15；

侧定位轮组12、倒挂支撑轮组13和支撑轮组15均安装在固定底法兰10上；齿轮盘14安装在旋转法兰11上；倒挂支撑轮组13和支撑轮组15配合形成对于旋转法兰11的定位结构。

需要说明的是，侧定位轮组12对旋转法兰11的侧向起到定位作用，倒挂支撑轮组13和支撑轮组15对旋转法兰11的上下起到定位作用。

在本实施例中，侧定位轮组12包括定位轮16、第一销轴17、第一定位套18、侧支撑板20和轴承21；第一销轴17穿过侧支撑板20并与轴承21配合安装；第一定位套18设置在第一销轴17的外周上；定位轮16绕着轴承21转动。

在本实施例中，倒挂支撑轮组13包括支撑轮22、第二销轴23、第二定位套24、第一支撑支架25和轴承21；第二销轴23穿过第一支撑支架25并与轴承21配合安装；第二定位套24套设在第二销轴23的外周上；支撑轮22绕着轴承21转动。

在本实施例中，支撑轮组15包括支撑轮22、第二支撑支架26、第三销轴27、第三定位套28和轴承21。

在本实施例中，机器人小车动力装置3包括第一伺服电机29、减速机30、减速机安装板31、传动轴32和主动齿轮组33，主动齿轮组33与圆环焊接机器人小车装置2上的齿轮盘14啮合传动连接。

需要说明的是，机器人小车动力装置3驱动齿轮盘14进行圆周运动。

在本实施例中，底座固定件4包括圆弧压板34、锁紧螺杆35和导向杆36；导向杆36设置两组且分别位于锁紧螺杆35的左右两侧。

需要说明的是，底座固定件4起到与管桩进行固定的作用；转动锁紧螺杆35可以进行固定定位的调整。

在本实施例中，全自动双枪焊接机器人5包括第一安装座37、滑座38、位置检测器39、摇摆焊枪机构40、连接杆41、第二伺服电机42和推杆43；滑座38滑动设置在第一安装座37上，位置检测器39安装在滑座38上；推杆43设置在第二伺服电机42的输出端，推杆43与滑座38固定安装，滑座的一侧设置有连接杆41，摇摆焊枪机构40固定设置在连接杆41上。摇摆焊枪机构40包括第三伺服电机44、第二安装座45、第一偏心摆件46、偏心摆件连接件47、固定销轴48、第二偏心摆件49和焊枪50组成，第三伺服电机44驱动第一偏心摆件46、偏心摆件连接件47、固定销轴48、第二偏心摆件49上下摆动。

需要说明的是，焊枪50通过第三伺服电机44驱动第一偏心摆件46、偏心摆件连接件47、固定销轴48、第二偏心摆件49实现焊枪50上下摆动焊接的作用，保证焊缝饱满均匀。

全自动双枪焊接机器人5通过位置检测器39检测焊枪50与管桩坡口距离，反馈信息给电气控制装置，从而控制伺服电机2，通过推杆43实现焊枪50与管桩坡口距离的准确控制，保证摇摆焊枪机构40的焊接距离。

本实用新型的工作原理及使用流程：本实用新型主要针对工程现场管桩对接焊接的处理工艺及方法；全自动管桩对接焊接机器人主要由圆环定位底座1、圆环焊接机器人小车装置2、机器人小车动力装置3、底座固定件4、全自动双枪焊接机器人5、电气控制装置六大部分紧密构成。全自动管桩对接焊接机器人通过圆环定位底座1和底座固定件4快速定位固定在所要焊接的管桩一端；圆环焊接机器人小车装置2和机器人小车动力装置3固定在圆环定位底座1上；全自动双枪焊接机器人5固定在圆环焊接机器人小车装置2上；电气控制装置外置。

本实用新型中全自动管桩对接焊接机器人通过圆环定位底座1和底座固定件4定位固定，电气控制装置控制运行，机器人小车动力装置3通过齿轮传动驱动圆环焊接机器人小车装置2做圆周运动，全自动双枪焊接机器人5随圆环焊接机器人小车装置2的圆周运动而运动，电气控制装置控制全自动双枪焊接机器人5实现管桩的圆周全自动焊接。圆环定位底座1起到基础架作用。圆环焊接机器人小车装置2中侧定位轮组12起到圆周定位旋转法兰11作用；倒挂支撑轮组13起到下压定位旋转法兰11作用；支撑轮组15起到下支撑定位旋转法兰11作用；圆环焊接机器人小车装置2通过固定底法兰10，安装固定侧定位轮组12、倒挂支撑轮组13、支撑轮组15，分别实现对旋转法兰11的圆周定位，上下定位；齿轮盘14安装在旋转法兰11上，从而通过机器人小车动力装置3的驱动实现圆周运动。机器人小车动力装置3为圆环焊接机器人小车装置2提供圆周运动动力。底座固定件4起到与管桩固定的作用。全自动双枪焊接机器人5中摇摆焊枪机构40焊枪通过第三伺服电机44驱动第一偏心摆件46、偏心摆件连接件47、固定销轴48、第二偏心摆件49实现焊枪50上下摆动焊接的作用，保证焊缝饱满均匀。全自动双枪焊接机器人5通过位置检测器39检测焊枪50与管桩坡口距离，反馈信息给电气控制装置，从而控制第二伺服电机42，通过推杆43实现焊枪50与管桩坡口距离的准确控制，保证摇摆焊枪机构40焊枪的焊接距离。

本实用新型可以广泛应用在管桩对接焊接工程上，可以实现快速拆装，简单安装，定位准，焊接高效，高质量的全自动管桩对接焊接机器人，可以显著提升工作效率，实现解放劳动力，降低成本，减少对人体危害。可以智能检测焊接距离，圆周多枪同时焊接功能。

应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (10)

1.一种全自动管桩对接焊接机器人，其特征在于，包括圆环定位底座(1)、圆环焊接机器人小车装置(2)、机器人小车动力装置(3)、底座固定件(4)、全自动双枪焊接机器人(5)和电气控制装置；

圆环定位底座(1)设置一个；底座固定件(4)设置四个；圆环定位底座(1)和底座固定件(4)配合安装在需要焊接的管桩的外圆周上，圆环焊接机器人小车装置(2)和机器人小车动力装置(3)固定在圆环定位底座(1)上；全自动双枪焊接机器人(5)固定在圆环焊接机器人小车装置(2)上；电气控制装置外置；机器人小车动力装置(3)通过齿轮驱动圆环焊接机器人小车装置(2)做圆周运动；电气控制装置与全自动双枪焊接机器人(5)控制连接。

2.根据权利要求1所述的一种全自动管桩对接焊接机器人，其特征在于，圆环定位底座(1)包括半圆环架体(6)、架体板(7)、底座调节支座(8)、架体连接板(9)；半圆环架体(6)设置两组，两组半圆环架体(6)合围形成安装在管桩外周上的圆环形架体；架体板(7)设置两组，并分别安装在半圆环架体(6)的顶部和底部；底座调节支座(8)安装在半圆环架体(6)上，并位于上下两个架体板(7)之间；架体连接板(9)设置在两个半圆环架体(6)的连接处。

3.根据权利要求1所述的一种全自动管桩对接焊接机器人，其特征在于，圆环焊接机器人小车装置(2)包括固定底法兰(10)、旋转法兰(11)、侧定位轮组(12)、倒挂支撑轮组(13)、齿轮盘(14)和支撑轮组(15)；

侧定位轮组(12)、倒挂支撑轮组(13)和支撑轮组(15)均安装在固定底法兰(10)上；齿轮盘(14)安装在旋转法兰(11)上；倒挂支撑轮组(13)和支撑轮组(15)配合形成对于旋转法兰(11)的定位结构。

4.根据权利要求3所述的一种全自动管桩对接焊接机器人，其特征在于，侧定位轮组(12)包括定位轮(16)、第一销轴(17)、第一定位套(18)、侧支撑板(20)和轴承(21)；第一销轴(17)穿过侧支撑板(20)并与轴承(21)配合安装；第一定位套(18)设置在第一销轴(17)的外周上；定位轮(16)绕着轴承(21)转动。

5.根据权利要求3所述的一种全自动管桩对接焊接机器人，其特征在于，倒挂支撑轮组(13)包括支撑轮(22)、第二销轴(23)、第二定位套(24)、第一支撑支架(25)和轴承(21)；第二销轴(23)穿过第一支撑支架(25)并与轴承(21)配合安装；第二定位套(24)套设在第二销轴(23)的外周上；支撑轮(22)绕着轴承(21)转动。

6.根据权利要求3所述的一种全自动管桩对接焊接机器人，其特征在于，支撑轮组(15)包括支撑轮(22)、第二支撑支架(26)、第三销轴(27)、第三定位套(28)和轴承(21)。

7.根据权利要求1所述的一种全自动管桩对接焊接机器人，其特征在于，机器人小车动力装置(3)包括第一伺服电机(29)、减速机(30)、减速机安装板(31)、传动轴(32)和主动齿轮组(33)，主动齿轮组(33)与圆环焊接机器人小车装置(2)上的齿轮盘(14)啮合传动连接。

8.根据权利要求1所述的一种全自动管桩对接焊接机器人，其特征在于，底座固定件(4)包括圆弧压板(34)、锁紧螺杆(35)和导向杆(36)；导向杆(36)设置两组且分别位于锁紧螺杆(35)的左右两侧。

9.根据权利要求1所述的一种全自动管桩对接焊接机器人，其特征在于，全自动双枪焊接机器人(5)包括第一安装座(37)、滑座(38)、位置检测器(39)、摇摆焊枪机构(40)、连接杆(41)、第二伺服电机(42)和推杆(43)；滑座(38)滑动设置在第一安装座(37)上，位置检测器(39)安装在滑座(38)上；推杆(43)设置在第二伺服电机(42)的输出端，推杆(43)与滑座(38)固定安装，滑座的一侧设置有连接杆(41)，摇摆焊枪机构(40)固定设置在连接杆(41)上。

10.根据权利要求1所述的一种全自动管桩对接焊接机器人，其特征在于，摇摆焊枪机构(40)包括第三伺服电机(44)、第二安装座(45)、第一偏心摆件(46)、偏心摆件连接件(47)、固定销轴(48)、第二偏心摆件(49)和焊枪(50)组成，第三伺服电机(44)驱动第一偏心摆件(46)、偏心摆件连接件(47)、固定销轴(48)、第二偏心摆件(49)上下摆动。

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