CN214921284U - 分体式桩管自动焊机头 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种分体式桩管自动焊机头，包括行走底块和焊接操控模块，行走底块的基准行走轮组件设置在行走底块的顶部的中部，上行走轮组件设置在行走底块的顶部的纵向长度的一侧，两个下弹性行走轮组件设置在行走底块的底部的纵向长度的两侧，行走底块的行走底架固定连接在焊接操控模块的焊控底板的背面，焊接操控模块的机头驱动组块安装在行走底块正面的顶部的长度方向的另一侧,机头连接组件安装在焊控底板的背面的顶部，焊枪位置调整模块安装在焊控底板的长度方向的一侧上，焊枪安装在焊枪位置调整模块的下端，焊接操作盒安装在焊控底板正面上。本实用新型可提高桩管自动横焊施工质量和效率。

Description

分体式桩管自动焊机头

技术领域

本实用新型属于焊接设备技术领域，尤其涉及一种分体式桩管自动焊机头。

背景技术

现桩管自动焊主要采用熔化极气体保护焊或自保护药芯焊丝焊多层多道横焊工艺，其焊接设备主要采用横置的轨道接头双弧板过渡柔性圆弧焊接轨道+行走焊接机头的类管道自动焊设备模式；其工作方式为焊前焊工在焊口上方装卡平行于焊口的柔性轨道，再将行走焊接机头装卡于轨道上，机头沿轨道行走，焊工调节机头上安装的焊枪跟踪焊口焊接。

在实现本实用新型的过程中，申请人发现现有技术至少具有以下不足：

现有技术中，由于机头装卡于轨道，需焊工抱着行走焊接一体式机头，将机头底部预先按待焊接桩管匹配的圆弧轨道标准直径调整固定好的相互间成一定角度的4个或5个行走及驱动轮精准的对正装卡定位于薄板弧形轨道两侧沿上，才能保证机头行走的稳定性和可靠性，这种安装方式要求桩管的圆度偏差小，机头行走轮角度偏差调整适当，焊工认真负责仔细调校，才能达到规定的安装要求，但由于现场存在厚壁大直径桩管的椭圆度偏差较大，轨道变形，焊工求快求省力，现场施工条件复杂恶劣等原因，机头现场安装易出现强力装卡现象，导致机头与轨道间的定位精度不能达到规定要求，焊接过程中出现机头行走摇摆、卡死、打滑等问题，影响焊接质量和效率。

另现场施工还提出了减轻机头重量，降低劳动强度，以增加机头安装方便性，提高安装精度的要求。

为克服现有桩管自动焊设备的上述不足，满足相关需求，申请人开发了一种分体式桩管自动焊机头。

实用新型内容

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种分体式桩管自动焊机头，以克服现有桩管自动焊设备的不足。

本实用新型的技术方案为：

一种分体式桩管自动焊机头，其特征在于，所述焊机头包括行走底块和焊接操控模块，其中：

所述行走底块包括行走底架、基准行走轮组件、上行走轮组件和下弹性行走轮组件，所述基准行走轮组件、所述上行走轮组件和两个所述下弹性行走轮组件前端均有可自由转动的双槽行走轮，所述基准行走轮组件设置在所述行走底块的顶部的中部；所述上行走轮组件设置在所述行走底块的顶部的纵向长度的一侧，两个所述下弹性行走轮组件设置在所述行走底块的底部的纵向长度的两侧；

所述焊接操控模块包括焊控底板、机头驱动组块、机头连接组件、焊枪位置调整模块、焊枪和焊接操作盒，所述行走底块的行走底架固定连接在所述焊控底板的背面，所述机头驱动组块安装在所述行走底块正面的顶部的长度方向的另一侧,所述机头连接组件安装在所述焊控底板的背面的顶部，所述焊枪位置调整模块安装在所述焊控底板的长度方向的一侧上，所述焊枪安装在所述焊枪位置调整模块的下端，所述焊接操作盒安装在所述焊控底板正面上。

进一步地，所述行走底块的顶部中间从下至上依次设置有上基准行走轮安装槽，所述上基准行走轮安装槽为半圆形，所述基准行走轮组件通过基准轮固定卡固定在所述行走底块的的上基准行走轮安装槽内，所述基准行走轮组件的双槽行走轮固定在所述行走底架的背面上部中间，且，所述基准行走轮组件的另一端不突出于所述行走底架的正表面；

所述行走底块的顶部的纵向长度的一侧设置有第一支腿，所述上行走轮组件安装在所述第一支腿的底部；

所述行走底块的底部的纵向长度的两侧均设置有第二支腿，两个所述下弹性行走轮组件分别对应安装在两个所述第二支腿的顶部上；

所述上行走轮组件和两个所述下弹性行走轮组件的双槽行走轮均位于所述行走底架的背面，所述上行走轮组件的双槽行走轮具有水平角度和前后位置调节功能，所述行走底架下部两侧的两个所述支腿上的两个所述下弹性行走轮组件的双槽行走轮具有水平角度、前后位置和上下位置调节功能，且能上下弹性移动。

更进一步地，所述焊机头还包括上压臂组件和上压臂压定组件；

所述行走底架的上部中间设置有用于安装焊接操控模块的矩形插槽，所述矩形插槽设置在所述上基准行走轮安装槽上方，所述矩形插槽上部两侧设计有用于安装上压臂组件的上支耳和用于安装上压臂压定组件的基座；

所述上压臂组件包括上压臂、上压臂手柄以及组弹性顶柱组件，所述上压臂为矩形槽结构，所述上压臂一端可转动地连接在所述上支耳上，组所述弹性顶柱组件相对设置在所述上压臂的中部，每个所述弹性顶柱组件均包括顶柱和弹性单元，所述顶柱的下端设置在所述矩形插槽中，所述顶柱的上端穿过所述上压臂，所述弹性单元设置在所述上压臂和所述顶柱的下端之间，所述上压臂手柄设置在所述上压臂的顶部上；

所述上压臂压定组件包括U形压架以及下压螺柱手柄，所述U形压架套装在所述上压臂另一端外侧，所述U形压架的两侧连接在所述行走底架的顶部的基座上，所述下压螺柱手柄螺纹穿过所述U形压架的顶部的中部，所述下压螺柱手柄顶紧定位于所述上压臂的另一端上。

更进一步地，所述焊机头还包括行走底块定位组件，所述行走底块定位组件包括定位底座、可调卡臂、定位弹性元件和定位转轴螺柱，所述定位底座固定设置在所述行走底块纵向长度的另一侧的中部，所述可调卡臂通过所述定位转轴螺柱与所述定位底座可转动连接，所述定位弹性元件设置在所述定位底座和所述可调卡臂之间，所述定位弹性元件套装在所述定位转轴螺柱上。

进一步地，所述行走底块的底部的中部设置有下基准行走轮安装槽；

进一步地，所述焊机头还包括下卡固组件包括下卡固底座、两个下固定臂和两个下卡固螺柱手柄，所述下卡固底座固定设置在所述行走底架的下基准行走轮安装槽中，所述下卡固底座的底部设置有两个相对的下支耳，所述下固定臂和所述下支耳对应设置，所述下固定臂通过下销轴可转动地连接在对应的所述下支耳上，所述下销轴沿水平向设置，所述下卡固螺柱手柄和所述固定臂对应设置，所述下卡固螺柱手柄螺纹连接在对应的所述下销轴上。

进一步地，所述焊控底板的长度方向的一侧上部设置有两个用于机头驱动组块安装用螺孔，所述焊控底板的中上部设置两个用于机头连接组件安装用螺孔，所述焊控底板的下端设置有两个与所述行走底块连接固定用U形通槽，所述焊控底板的长度方向的另一侧的下部设置有焊枪位置调整模块的安装孔；

所述下卡固组件的两个下固定臂可操作地进入到对应的U形通槽中，以使所述下卡固组件的两个下卡固螺柱手柄压紧焊控底板。

进一步地，所述机头驱动组块包括通过减速电机驱动转动的摩擦驱动轮，所述摩擦驱动轮的水平角度和前后位置固定可调，所述摩擦驱动轮的上下位置弹性定位。

进一步地，每个所述机头连接组件包括定位连接柱、限位挡环、压紧弹性元件和压紧支撑座，其中：

所述定位连接柱的一端设置有凸圆柱段，两个所述定位连接柱凸圆柱段插装于所述行走底块的行走底架的矩形插槽中，所述行走底块的上压臂组件的组弹性顶柱组件向下顶压在两个定位连接柱的凸圆柱段上，使所述机头连接组件定位于所述行走底架的矩形插槽的底部上；

所述限位挡环、所述压紧弹性元件和所述压紧支撑座沿所述定位连接柱的轴向依次设置在所述定位连接柱的另一端上，所述限位挡环背向所述压紧弹性元件的一端为坡面，所述限位挡环面向所述压紧弹性元件的一端为平面，所述压紧弹性元件设置在所述限位挡环和所述压紧支撑座之间，所述压紧支撑座螺纹连接在所述定位连接柱上；

两个机头连接组件的限位挡环弹性顶紧所述行走底架的矩形插槽的槽底背面，使焊接操控模块的焊控底板背面自动贴紧行走底架正面。

进一步地，所述焊枪位置调整模块包括焊枪上下调整块、安装于所述焊枪上下调整块下端的前后调整块连接弯臂、与所述前后调整块连接弯臂下端联接的焊枪前后及角度调整块、和安装于所述焊枪前后及角度调整块前端的焊枪夹持块。

进一步地，所述焊接操控模块还包括提拉手柄，所述提拉手柄固定于所述焊控底板正面的中上部。

本实用新型的有益效果至少包括：

本实用新型所公开的一种分体式桩管自动焊机头，分拆为独立联接的行走底块和焊接操控模块两个模块，施工前行走底块可按规定的安装定位要求精准的安装于桩管自动焊柔性轨道上，与其形成一体，施工过程中，随柔性轨道同时安装定位，焊接操控模块采用轻便的直插卡固于行走底块上的现场安装方式，可显著提高焊接机头与轨道间的现场安装定位精度，提高焊接机头焊接过程的行走稳定性和可靠性，降低了焊接机头的现场安装重量，和对焊工的机头安装定位要求，可轻便的快速完成焊接机头现场安装，降低自动焊辅助操作时间和焊工劳动强度，从而提高桩管自动横焊施工质量和效率。另外行走底块还可用作焊接轨道支撑保护座，避免现场安拆时轨道两侧行走沿损伤导致的焊接机头行走打滑和卡顿等问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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是本实施例的轴侧示意图；

图2是本实施例的行走底块的轴侧示意图；

图3是本实施例的行走底架的正视示意图；

图4是本实施例的基准行走轮组件的轴侧示意图；

图5是本实施例的上行走轮组件轴侧示意图；

图6是本实施例的下弹性行走轮组件轴侧示意图；

图7是本实施例的下卡固组件轴侧示意图；

图8是本实施例的上压臂组件局部剖轴侧示意图；

图9是本实施例的上压臂压定组件轴侧示意图；

图10是本实施例的行走底块定位组件轴侧示意图；

图11是本实施例的焊接操控模块正视轴侧示意图；

图12是本实施例的焊接操控模块后视轴侧示意图；

图13是本实施例的焊控底板正视示意图；

图14是本实施例的机头驱动组块局部剖轴侧示意图；

图15是本实施例的机头连接组件轴侧示意图；

图16是本实施例的焊枪位置调整模块轴侧示意图；

图17是本实施例的安装及其工作过程示意图。

附图中：

1.行走底块，2.焊接操控模块，11.行走底架，12.基准行走轮组件，13.基准轮固定卡，14.上行走轮组件，15.下弹性行走轮组件，16.下卡固组件，17.上压臂组件，18.上压臂压定组件，19.行走底块定位组件，21.焊控底板，22.机头驱动组块，23.机头连接组件，24.焊枪位置调整模块，25.焊枪，26.焊接操作盒，27.提拉手柄，101.第一支腿，102.第二支腿，103.矩形通孔，104.矩形通槽，105.下基准行走轮安装槽，106.上基准行走轮安装槽，107.矩形插槽，108.上支耳，109.基座，161.下卡固底座，162.下固定臂，163.销轴，164.下卡固螺柱手柄，165下支耳，171.上压臂，172.弹性顶柱组件，1721.顶柱，1722.弹性单元，173.上压臂手柄，181.U形压架，182.下压螺柱手柄，191.定位底座，192.可调卡臂，193.定位弹性元件，194.定位转轴螺柱，211.第一螺孔，212.第二螺孔，213.U形通槽，214.安装孔，231.定位连接柱，232.限位挡环，233.压紧弹性元件，234.压紧支撑座，241.焊枪上下调整块，242.前后调整块连接弯臂，243.焊枪前后及角度调整块，244.焊枪夹持块，1000.分体式桩管自动焊机头，1001.柔性圆环轨道，1002.桩管。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

现有桩管自动焊设备机头与轨道的安装，采用以机头底部多个轴向指向桩管轴线的成角度的行走双槽槽轮，对正并卡住双弧板轨道接头过渡薄板圆弧柔性轨道两侧沿的装卡方式，且机头较高较重，每道焊口均需以同样的装卡方式安装，现场安装很难达到规定偏差要求，是造成现设备不足的主要原因。本实施例采取的解决方案为将现设备的一体式行走焊接机头拆分为行走底块和焊接操控模块2个相对独立的现场联接安装模块，现场应用时，行走底块与柔性轨道联接成一体，焊接操控模块安装于行走底块，这样对于某一管径的桩管施工，施工前相应的行走底块与柔性轨道只需按规定精度要求装卡一次，形成装配定位良好的一体，施工过程中，行走底块随柔性轨道一同安拆，将现设备的机头轨道装卡方式变为，焊接操控模块与行走底块将无严格精度要求的简单的下插定位固定方式，从而提高机头与圆弧柔性轨道的装卡精度，保证机头焊接行走的平稳性和可靠性，减轻了机头现场安装重量，大幅提高了其现场安装的简便性，降低了焊工劳动强度。另外，桩管自动焊设备一般每个轨道配2～4个机头，行走底块也作为轨道的保护支撑架，避免了现在现场施工轨道行走沿直接平放，易出现易损伤破坏，影响机头行走稳定性的问题。

本实施例设计需解决主要问题包括，行走底块和焊接操控模块的功能划分和设计，2模块的快速简便定位和连接紧固，定位精准和行走平稳可靠的驱动行走系统设计，零部件的轻量化设计等。

根据本实施例的技术方案，由于施工时行走底块与轨道一体安装，一起安拆，为了保证的行走底块的耐用性和可靠性，行走底块采用高强度纯机械设计。

行走底块的行走底架采用三支腿X形板状框架结构，是为了保证行走底架的强度和轻量化，同时考虑其上需安装设置功能零部件的紧凑性，使这些功能零部件置于高强度的行走底架平面范围内，保护它们以避免在安装移动时磕碰损坏，增强行走底块的耐用性；行走底架上设置的中部矩形通孔、背面中部矩形通槽，是为了保证行走底块在柔性轨道接头处的通过性的同时，降低行走底块与轨道间的安装高度，从而降低机头相对于轨道的安装高度，降低机头对轨道的弯矩。不同于现桩管自动焊设备多采用的无实际固定安装基准的，4角3个角度可调行走槽轮1角度可调驱动圆柱摩擦轮的4轮行走驱动系统，或4角4个角度可调行走槽轮一侧中部1个垂直轨道弹性固定驱动圆柱摩擦轮的5轮行走驱动系统；本实用新型采用1个固定基准行走槽轮、1个角度可调固定行走槽轮、2个角度可调弹性定位行走槽轮和1个(安装于焊接操控模块的)角度可调弹性定位的驱动圆柱摩擦轮组成5轮行走驱动系统；基准行走槽轮固定于行走底块的上侧中部，1个角度可调固定行走槽轮固定于行走底架上左侧支腿内侧，2个角度可调弹性定位行走槽轮弹性定位于行走底架下侧两支腿内侧，1个角度可调弹性定位的驱动圆柱摩擦轮安装于焊接操控模块右上部，焊接操控模块与行走底块联接固定后，弹性定位于固定于行走底架上右上部；除基准行走槽轮外，其它4轮以基准行走槽轮为基准，根据轨道直径和其与基准行走槽轮间弧度调整其定位角度，使其指向桩管轴线，调整其装卡位置，使其轮槽或轮体按规定要求卡于或压于轨道侧沿上；采用2个角度可调弹性定位行走槽轮和1个角度可调弹性定位的驱动圆柱摩擦轮，是为保证行走系统对轨道和机头的安装和加工偏差的自适应性；这种行走驱动系统设计的优点是，以行走基准行走槽轮为基准安装定位行走驱动系统，可提高行走底块乃至整个机头相对轨道的安装精度，保证机头焊接过程中的行走平稳性和可靠性。行走底块与焊接操控模块联接固定后的分体式机头，可利用焊接操控模块的机头驱动组块的驱动电机轮模块的减速电机自持力限制机头在轨道周向的自由移动；而未与焊接操控模块联接的行走底块只通过4个滚动不受限制的行走轮组件与轨道联接，为了限制此状态时行走底块沿轨道的周向随意移动，在行走底架左侧或右侧设置1个行走底块定位组件；该组件采用卡臂转动，卡臂一端弹性定位于定位底座2个成角度定位面的紧凑结构，卡臂另一端卡于轨道表面径向定位通孔的定位方式；卡臂定位于直面时，其平置于行走底架侧面与轨道脱离，行走底块可沿轨道自由移动，卡臂定位于斜面时，其端部下垂，卡于轨道表面径向定位通孔，行走底块被定位于轨道某周向位置。为了降低焊接操控模块重量，上压臂组件、上压臂压定组件和下卡固组件均设置于行走底块上。

以适应管径700～3000mm的分体式桩管自动焊机头为例，对本实用新型作进一步详细说明。

参阅图1，本实用新型分体式桩管自动焊机头是由行走底块1和焊接操控模块2构成。

参阅图2，所述的行走底块1由行走底架11、基准行走轮组件12、基准轮固定卡13、上行走轮组件14、下弹性行走轮组件15、下卡固组件16、上压臂组件17、上压臂压定组件18和行走底块定位组件19构成，基准行走轮组件12、上行走轮组件14和两个下弹性行走轮组件15前端均有可自由转动的双槽行走轮，基准行走轮组件12设置在行走底块1的顶部的中部，上行走轮组件14设置在行走底块1的顶部的纵向长度的一侧，两个所述下弹性行走轮组件15设置在行走底块1的底部的纵向长度的两侧。

参阅图2～3，行走底架11为其长度方向一侧的上角少一支腿的三支腿X形板状框架结构，其包括位于行走底架11长度方向的顶部另一侧设置有第一支腿101，行走底架11的长度方向的底部两侧分别设置有两个第二支腿102，即形成了一个三支腿X形板状框架结构。

参阅图2～3，本实施例的行走底架11的中部设计有矩形通孔103，背面中部设计有矩形通槽104；其上底部设计有半圆形的下基准行走轮安装槽105，其上部中间下凹槽底部设计有半圆形的上基准行走轮安装槽106，上基准行走轮安装槽106上方设置有焊接操控模块2安装用的矩形插槽107(宽度80mm)，矩形插槽107上部两侧设计有上压臂组件17安装用上支耳108和上压臂压定组件18安装用基座109，并从前后两面铣薄包括矩形插槽、上压臂组件17安装用支耳和上压臂压定组件18安装用基座的部位，使安装完成的上压臂组件17和上压臂压定组件18及其紧定件不突出于行走底架11前表面。

参阅图4～6，本实施例的基准行走轮组件12、1个上行走轮组件14和2个下弹性行走轮组件15前端均有可自由转动的双槽行走轮。

参阅图7，下卡固组件16由1个下卡固底座161、2个下固定臂162、2个销轴163和2个下卡固螺柱手柄164构成，下卡固底座161固定设置在行走底架11的下基准行走轮安装槽105中，下卡固底座161为底板单面中部设置有2个竖直定间距(80mm)的下支耳165，2个下固定臂162各通过1个销轴163定位于下卡固底座161的2个下支耳165上，可绕下销轴163转动，下卡固螺柱手柄164与下固定臂162螺纹连接。

参阅图8，上压臂组件17由1个上压臂171、2组弹性顶柱组件172和1个上压臂手柄173构成，上压臂171为矩形槽结构，一端设置有销轴连接孔，2组弹性顶柱组件172以一定间距(中心距68mm，宽度80mm)定位于上压臂171纵向中部，每个弹性顶柱组件172均包括顶柱1721和弹性单元1722，顶柱1721的下端设置在矩形插槽107中，且顶柱1721底端面突出于上压臂181下沿(弹性突出2mm)，顶柱1721的上端穿过上压臂171，弹性单元1722设置在上压臂171和顶柱1721的下端之间，上压臂手柄173设置在上压臂171的顶部上。

参阅图9，上压臂压定组件18，由顶部有螺纹通孔的U形压架181和下部为螺柱的下压螺柱手柄(182)构成，其中U形压架181套装在上压臂171另一端外侧，U形压架181的两侧连接在行走底架11的顶部的基座上，下压螺柱手柄182螺纹穿过U形压架181的顶部的中部，下压螺柱手柄182顶紧定位于所述上压臂171的另一端上。

参阅图10，行走底块定位组件19由一端有2个成一定角度(150°)定位面的定位底座191、长度和角度可调的可调卡臂192、定位弹性元件193和定位转轴螺柱194构成，定位底座191固定设置在行走底块1纵向长度的另一侧的中部，可调卡臂192通过定位转轴螺柱194与定位底座191可转动连接，可绕定位转轴螺柱194转动，定位弹性元件193设置在定位底座191的定位面和可调卡臂192的凸台之间，定位弹性元件193套装在定位转轴螺柱194上，可实现可调卡臂192的两位置定位。

参阅图2～10，本实施例的基准行走轮组件12，定位于行走底架11的半圆形的上基准行走轮安装槽中，以基准轮固定卡13和螺钉固定在行走底架11上，其双槽行走轮固于在行走底架11的背面上部中间，另一端不突出于行走底架11的正表面(低1mm)，1个上行走轮组件14和2个下弹性行走轮组件15均安装于行走底架11的三个支腿端部上，且三个组件的双槽行走轮均位于行走底架11的背面，安装于行走底架11上部支腿端部的1个上行走轮组件14的双槽行走轮具有水平角度(-30°)和前后位置(26mm)调节功能，安装于行走底架11下部的两支腿端部的2个下弹性行走轮组件15的双槽行走轮具有水平角度(-30°)、前后位置(26mm)和上下位置(7mm)调节功能，且能上下弹性移动(±1.5mm)，下卡固组件16以螺钉固定行走底架11下部中间上凹底面上，上压臂组件17和上压臂压定组件18各通过一个销轴螺栓联接于行走底架11的上压臂组件安装用上支耳和上压臂压定组件安装用基座，行走底块定位组件19通过定位转轴螺柱194和螺钉固定于行走底架11一侧，形成一个正面平整，背面有4个突出背面的双槽行走轮的，可适应不同直径(≥600mm)双弧板接头过渡柔性圆弧形轨道的，扁平的纯机械行走底块1。

参阅图11，本实施例的焊接操控模块2由焊控底板21、机头驱动组块22、机头连接组件23、焊枪位置调整模块24、焊枪25、焊接操作盒26和提拉手柄27等构成。

参阅图12以及图13，所述的焊控底板21，长度方向的一侧的上部设置有2个机头驱动组块22安装用第一螺孔211，中上部设置2个机头连接组件23安装用第二螺孔212(中心距68mm)，下端设计有2个与行走底块1连接固定用U形通槽213(间距80mm)，长度方向的另一侧的下部设置有4个焊枪位置调整模块24(背面沉头)安装孔214。下卡固组件16的两个下固定臂162可操作地进入到对应的U形通槽213中，以使下卡固组件16的两个下卡固螺柱手柄164压紧焊控底板21。

参阅图14，所述的机头驱动组块22，采用弹性悬臂驱动模块设计，其前端有由减速电机驱动转动的圆柱形摩擦驱动轮，摩擦驱动轮具有水平角度(-30°)和前后位置(60mm)固定可调，上下位置弹性定位功能(±3mm)，此为现有技术，本实施例对此不作赘述。

参阅图15，所述的机头连接组件23由两端为螺柱、中段为长度与行走底架11焊接操控模块安装用的矩形插槽厚度匹配的圆柱凸台的定位连接柱231，一面为平面另一面为坡面的限位挡环232，压紧弹性元件233和中空且一端有内螺纹的压紧支撑座234构成，限位挡环232、压紧弹性元件233和压紧支撑座(234)依次安装于定位连接柱231的一端螺柱上，使限位挡环232坡面侧的弹性压紧在定位连接柱231的凸圆柱端面上。

参阅图16，所述的焊枪位置调整模块24由焊枪上下调整块241，安装于焊枪上下调整块241下端的前后调整块连接弯臂242，与前后调整块连接弯臂242下端联接的焊枪前后及角度调整块243，和安装于焊枪前后及角度调整块243前端的焊枪夹持块244构成，此为现有技术，本实施例对此不作赘述

参阅图11～16，所述机头驱动组块22，通过焊控底板21的2个机头驱动组块安装用螺孔悬臂安装定位于焊控底板21的长度方向的一侧上部背面；2个机头连接组件23，通过焊控底板21的2个机头连接组件安装用螺孔安装固定于焊控底板21背面的中上部；焊枪位置调整模块24，通过焊控底板21的长度方向的另一侧的下部的焊枪位置调整模块安装孔，以(4个沉头)螺钉竖向固定于焊控底板21正面相应位置处；焊枪25由焊枪位置调整模块24的焊枪夹持块244定位于焊枪位置调整模块24的下端；焊接操作盒26(以4个螺钉)固定于焊控底板21正面，提拉手柄27(以2个螺钉)固定于焊控底板21正面的中上部，及形成一个具有机头行走驱动、焊枪位置姿态调整和自动焊电气控制功能的，可与行走底块1接固定的独立的焊接操控模块2。

参阅图1～16。所述的分体式桩管自动焊机头，焊接操控模块2的2个机头连接组件23的定位连接柱231的凸圆柱段向下插装于行走底块1的行走底架11的焊接操控模块安装用的矩形插槽中，行走底块1的上压臂组件17的2组弹性顶柱组件172向下顶压在2个定位连接柱231的凸圆柱段上，使其定位于行走底架11的焊接操控模块安装用的矩形插槽的槽底，2个机头连接组件23的限位挡环232弹性顶紧行走底架11的焊接操控模块安装用矩形插槽底背面，使焊接操控模块2的焊控底板21背面自动贴紧行走底架11正面，行走底块1的上压臂压定组件18的U形压架181套于上压臂组件17的上压臂171非销轴连接端，上紧上压臂压定组件18的下压螺柱手柄182顶紧定位于上压臂171非销轴连接端，锁定上压臂组件18和上压臂压定组件19，则将焊接操控模块2与行走底块1自动快速定位连接。转动下卡固组件16的2个下固定臂162，使其卡于焊控底板21下端的2个行走底块连接固定用U形通槽中，以下卡固组件16的2个下卡固螺柱手柄164压紧焊控底板21，将焊接操控模块2与行走底块1紧固连接。

本实施例中，焊接操控模块2与行走底块1简便的4点(2个机头连接组件和下卡固组件的2个下固定臂及下卡固螺柱手柄)快速定位紧固联接，通过行走底架1上中部的焊接操控模块安装用的矩形插槽，焊接操控模块2背面上中部2个机头连接组件，上压臂组件，上压臂压定组件，下卡固组件，焊控底板下端的2个行走底块连接固定用U形通槽等设计实现。焊接操控模块的2个机头连接组件向下插装于行走底架的焊接操控模块卡装用矩形插槽后，用上压臂组件和上压臂压定组件下压2个机头连接组件，将其定位并固定于焊接操控模块卡装用矩形插槽底部；此时2个机头连接组件的2个定位连接柱被平直压在焊接操控模块安装用矩形插槽的底面上，限制了其上下位置和转动，2个定位连接柱两侧靠于矩形插槽两侧面，限制了其左右位置，2个机头连接组件的限位挡环卡于行走底架的焊接操控模块卡装用矩形插槽背面，机头连接组件的压紧弹性元件和压紧支撑座弹性顶压限位挡环，使2个定位连接柱后移，带动于2个机头连接组件的定位连接柱另一端的螺纹紧固连接的焊接操控模块的焊控底板向后移动，使焊控底板背面自动贴紧行走底块的行走底架正面，限定了焊接操控模块相对于行走底块的前后位置，从而实现焊接操控模块与行走底块快速定位联接；再用下卡固组件的2组下固定臂下和卡固螺柱手柄，过焊控底板下端的2个U形通槽将焊控底板定位压紧在行走底架，即完成焊接操控模块2与行走底块1的4点紧固联接。

本实施例的上压臂组件采用矩形槽结构上压臂，是为了保证组件的强度、刚性和轻量化；采用2组弹性顶柱组件是为了保证2个机头连接组件均能被可靠的顶压住。

焊接操控模块2与行走底块1定位紧固联接后，以焊接操控模块2个机头连接组件的安装位置为基准定位安装的焊接操控模块右上部的机头驱动组块的驱动电机轮模块前端的摩擦驱动轮，相对于行走底块4行走轮的位置即被确定，再通过机头驱动组块的驱动臂端部的驱动电机卡角度调整和驱动电机轮模块前后位置调整，可使驱动摩擦轮适当的角度和位置弹性压于轨道上沿，保证对整个机头行走的可靠驱动，驱动电机卡和驱动电机轮模块角度位置，只需在轨道直径改变，首次安装焊接操控模块时调整。

具体应用：

结合图1-图17，以配置1个双弧板接头过渡柔性圆弧形轨道、2个分体式桩管自动焊机头的桩管自动焊设备进行公称直径1800mm桩管自动焊的安装和工作过程为例说明。

焊接施工前，先进行本实施例的分体式桩管自动焊机头1000的行走底块1与φ1800桩管配套的双弧板轨道接头过渡的柔性圆环轨道1001的预安装。

首先，将联接为一体的本实施例的分体式桩管自动焊机头1000分拆；其分拆过程为：松开轨道行走底块1的下卡固组件16的2个下卡固螺柱手柄164，转动下卡固组件16的2个下固定臂162，使2组下卡固螺柱手柄164和下固定臂162脱出焊接操控模块2的焊控底板21的2个行走底块连接固定用U形通槽，旋松轨道行走底块1的上压臂压定组件18的下压螺柱手柄182，并带着上压臂压定组件18的U形压架181逆时针转动，松开上压臂组件17；推动上压臂组件17的上压臂手柄173，顺时针旋转上压臂171将其打开；提拉焊接操控模块2的提拉手柄27，使焊接操控模块2的2个机头连接组件23脱出行走底块1的行走底架11的焊接操控模块安装用矩形插槽，可将焊接操控模块2从行走底块1上取下，分为两体。

然后，进行2个行走底块1与柔性圆环轨道1001的联接安装；单个行走底块1安装过称为：①向下调节2个下弹性行走轮组件15，使其槽轮外圆与固定的基准行走轮组件12槽轮外圆的竖直间距大于柔性圆环轨道1001宽度3mm；②微松锁定安装于行走底块1的行走底架11三个支腿端部的1个上行走轮组件14和2个下弹性行走轮组件15的水平角度和前后位置锁定机构，使这3个可调行走轮组件处于，其槽轮可手动调节水平角度和前后位置，又不随意自由转动或移动状态；③将柔性圆环轨道1001装卡于一段竖立的φ1800桩管上；④抱起行走底块1，将其上部中间的基准行走轮组件12槽轮和左上部的上行走轮组件14槽轮的内槽挂于柔性圆环轨道1001轨道板上沿，以沿桩管径向装卡于柔性圆环轨道1001的基准行走轮组件12的槽轮轴线方向和径向位置为基准，调整上行走轮组件14槽轮的水平角度和前后位置，使基准行走轮组件12和上行走轮组件14的槽轮内槽均沿轨道切向卡于柔性圆环轨道1001的轨道板上沿；⑤以已装卡定位于柔性圆环轨道1001上沿的基准行走轮组件12的槽轮轴线方向和径向位置为基准，调整2个下弹性行走轮组件15槽轮水平角度和前后位置，然后向上调节移动2个下弹性行走轮组件15槽轮，使其2个槽轮内槽均沿轨道切向卡于柔性圆环轨道1001的轨道板下沿，并弹性压紧。

完成2个行走底块1与柔性圆环轨道1001的联接安装后，进行2个行走底块1与柔性圆环轨道1001的安装精度调整；单个行走底块1安装精度调整过称为：①推动1个行走底块1沿柔性圆环轨道1001滚动行走，若遇到行走不顺畅处，微调3个可调行走轮组件的水平角度和前后位置，使行走底块1在该处顺畅行走，直至行走底块1能沿柔性圆环轨道1001整圈顺畅行走；②将行走底块1推至柔性圆环轨道1001双弧板过渡接头处，以塞尺测量1个基准行走轮组件12和3个可调行走轮组件的槽轮的内外槽与轨道1001接头处内侧和外侧弧板上下沿非靠紧处的间隙，微调3个可调行走轮组件的前后位置，使1个上行走轮组件14和2个下弹性行走轮组件15槽轮的内外槽与轨道1001接头处内侧和外侧弧板的该间隙均在0.05～0.15mm范围内；③上紧1个上行走轮组件14和2个下弹性行走轮组件15的水平角度和前后位置锁定机构，锁定3个可调行走轮组件槽轮的水平角度和前后位置；即完成2个行走底块1与柔性圆环轨道1001的安装精度调整。

最后，将2个行走底块1沿轨道移动至2个对称位置，扳动行走底块1侧面的行走底块定位组件19的可调卡臂192，使其弹性定位于斜定位面上，可调卡臂192端部卡于柔性圆环轨道1001的定位孔中，将2个行走底块1卡定在柔性圆环轨道1001的周向对称位置。完成行走底块1与柔性圆环轨道1001的预安装。

焊接施工时，将预安装有2个行走底块1的柔性圆环轨道1001，距桩管焊口200mm，平行焊口安装固定于焊口上侧桩管上。将2个焊接操控模块2分别直插安装固定于2个行走底块1上，形成2个本实用新型分体式桩管自动焊机头1000。扳起行走底块1侧面的行走底块定位组件19的可调卡臂192，使其弹性定位于行走底块定位组件19的定位底座191正定位面上，可调卡臂192端部脱出柔性圆环轨道1001的定位孔，平置于行走底块1侧面。用焊接操作盒26设置调整焊接参数(焊接速度、电流、电压等)和控制机头的行走和焊接启停等。用焊接操作盒26启动焊接操控模块2的机头驱动组块22工作，使压于柔性圆环轨道1001上沿的机头驱动组块22的圆柱摩擦驱动轮转动，带动分体式桩管自动焊机头1000沿柔性圆环轨道1001移动。当移动至起焊位置后，用焊枪位置调整模块24调整焊枪25的位置和姿态，焊枪25对准焊口后，可开始进行焊接作业；焊接过程中，以焊枪位置调整模块24调整焊枪25的位置，跟踪焊口焊接。

焊接操控模块2直插安装固定于行走底块1的过称为：松开轨道行走底块1的下卡固组件16的2个下卡固螺柱手柄164，转动2个下固定臂162，使2组下卡固螺柱手柄164和下固定臂162低于行走底块1外表面；松开压臂压定组件18，打开上压臂组件17；握提拉手柄27，将焊接操控模块2提至其2个机头连接组件23位于行走底架11的焊接操控模块安装用矩形插槽上方；将焊接操控模块2的焊控底板21背面靠于行走底块1外表面；下放焊接操控模块2，将焊接操控模块2的2个机头连接组件23卡装于行走底架11的焊接操控模块安装用矩形插槽中，安装于焊接操控模块2上部的机头驱动组块22的摩擦驱动轮压于柔性圆环轨道1001上沿；合上压臂组件17，以压臂压定组件18顶紧上压臂组件17，则将2个机头连接组件23卡固于行走底架11的焊接操控模块安装用矩形插槽底部，机头驱动组块22的摩擦驱动轮弹性压紧于柔性圆环轨道1001上沿，完成焊接操控模块2在行走底架11上的自动快速定位；转动下卡固组件16的2个下固定臂162，使其卡于焊控底板21下端的2个行走底块连接固定用U形通槽中，上紧下卡固组件16的2个下卡固螺柱手柄164压紧焊控底板21；即完成焊接操控模块2对行走底块1的直插安装固定。

对于某一管径桩管轨道的焊接操控模块2与行走底块1直插安装固定，首次安装时，应调整机头驱动组块22的摩擦驱动轮水平角度和前后位置，使其能沿桩管径向和适中的前后位置，弹性压紧与柔性圆环轨道1001接头处的内侧和外侧弧板上沿。若随后焊接的桩管管径不便，机头驱动组块22不需再调整。

对于同一管径的桩管焊接，每道焊口焊完后，应将2个分体式桩管自动焊机头移动至柔性圆环轨道1001对称位置，扳动2个分体式桩管自动焊机头的行走底块1侧面的行走底块定位组件19的可调卡臂192，将2个行走底块1重新卡定在柔性圆环轨道1001的周向对称位置，再进行焊接操控模块2与行走底块1的分拆，分拆方法同前述的联接为一体的本实施例的分体式桩管自动焊机头1000分拆。将分拆的焊接操控模块2单独放置；拆下预安装有2个行走底块1的柔性圆环轨道1001，可直接移装至另一已组对好的焊口，重新插装上焊接操控模块2，即可进行新焊口的焊接，也可以2个行走底块1以托架，将其平放于适当位置。

经应用表明，采用本实例分体式桩管自动焊机头，由于行走底块和焊接操控模块分体式结构、行走底块与焊接操控模块的联接采用快速自定位结构、焊接施工前行走底块与轨道精确预安装为一体同步安拆，焊接施工时只需进行简便的焊接操控模块与行走底块下插联接固定等设计的采用，使焊工的现场机头安装重量降低了42％，机头安装等辅助工作时间平均可减少20％，机头安装的简便性及其安装精度显著提高，焊接过程中机头的行走平稳性和可靠性显著改善，焊缝成形质量显著提高，降低了未熔合、凹坑、咬边等焊接缺陷出现率，从而提高了桩管自动焊施工的质量和效率，降低了焊工劳动强度。

以上所举实施例为本实用新型的较佳实施方式，仅用来方便说明本实用新型，并非对本实用新型作任何形式下的限制，任何所述技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本实用新型所提技术特征的范围内，利用本实用新型所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本实用新型的技术特征内容，均仍属于本实用新型技术特征的范围内。

Claims (10)

1.一种分体式桩管自动焊机头，其特征在于，所述焊机头包括行走底块(1)和焊接操控模块(2)，其中：

所述行走底块(1)包括行走底架(11)、基准行走轮组件(12)、上行走轮组件(14)和下弹性行走轮组件(15)，所述基准行走轮组件(12)、所述上行走轮组件(14)和两个所述下弹性行走轮组件(15)前端均有可自由转动的双槽行走轮，所述基准行走轮组件(12)设置在所述行走底块(1)的顶部的中部；所述上行走轮组件(14)设置在所述行走底块(1)的顶部的纵向长度的一侧，两个所述下弹性行走轮组件(15)设置在所述行走底块(1)的底部的纵向长度的两侧；

所述焊接操控模块(2)包括焊控底板(21)、机头驱动组块(22)、机头连接组件(23)、焊枪位置调整模块(24)、焊枪(25)和焊接操作盒(26)，所述行走底块(1)的行走底架固定连接在所述焊控底板(21)的背面，所述机头驱动组块(22)安装在所述行走底块(1)正面的顶部的长度方向的另一侧,所述机头连接组件(23)安装在所述焊控底板(21)的背面的顶部，所述焊枪位置调整模块(24)安装在所述焊控底板(21)的长度方向的一侧上，所述焊枪(25)安装在所述焊枪位置调整模块(24)的下端，所述焊接操作盒(26)安装在所述焊控底板(21)正面上。

2.根据权利要求1所述的一种分体式桩管自动焊机头，其特征在于，所述行走底块(1)的顶部中间从下至上依次设置有上基准行走轮安装槽(106)，所述上基准行走轮安装槽(106)为半圆形，所述基准行走轮组件(12)通过基准轮固定卡(13)固定在所述行走底块(1)的上基准行走轮安装槽(106)内，所述基准行走轮组件(12)的双槽行走轮固定在所述行走底架(11)的背面上部中间，且，所述基准行走轮组件(12)的另一端不突出于所述行走底架(11)的正表面；

所述行走底块(1)的顶部的纵向长度的一侧设置有第一支腿(101)，所述上行走轮组件(14)安装在所述第一支腿(101)的底部；

所述行走底块(1)的底部的纵向长度的两侧均设置有第二支腿(102)，两个所述下弹性行走轮组件(15)分别对应安装在两个所述第二支腿(102)的顶部上；

所述上行走轮组件(14)和两个所述下弹性行走轮组件(15)的双槽行走轮均位于所述行走底架(11)的背面，所述上行走轮组件(14)的双槽行走轮具有水平角度和前后位置调节功能，所述行走底架(11)下部两侧的两个所述支腿上的两个所述下弹性行走轮组件(15)的双槽行走轮具有水平角度、前后位置和上下位置调节功能，且能上下弹性移动。

3.根据权利要求2所述的一种分体式桩管自动焊机头，其特征在于，所述焊机头还包括上压臂组件(17)和上压臂压定组件(18)；

所述行走底架(11)的上部中间设置有用于安装焊接操控模块(2)的矩形插槽(107)，所述矩形插槽(107)设置在所述上基准行走轮安装槽(106)上方，所述矩形插槽(107)上部两侧设计有用于安装上压臂组件(17)的上支耳(108)和用于安装上压臂压定组件(18)的基座(109)；

所述上压臂组件(17)包括上压臂(171)、上压臂手柄(173)以及2组弹性顶柱组件(172)，所述上压臂(171)为矩形槽结构，所述上压臂(171)一端可转动地连接在所述上支耳(108)上，2组所述弹性顶柱组件(172)相对设置在所述上压臂(171)的中部，每个所述弹性顶柱组件(172)均包括顶柱(1721)和弹性单元(1722)，所述顶柱(1721)的下端设置在所述矩形插槽(107)中，所述顶柱(1721)的上端穿过所述上压臂(171)，所述弹性单元(1722)设置在所述上压臂(171)和所述顶柱(1721)的下端之间，所述上压臂手柄(173)设置在所述上压臂(171)的顶部上；

所述上压臂压定组件(18)包括U形压架(181)以及下压螺柱手柄(182)，所述U形压架(181)套装在所述上压臂(171)另一端外侧，所述U形压架(181)的两侧连接在所述行走底架(11)的顶部的基座上，所述下压螺柱手柄(182)螺纹穿过所述U形压架(181)的顶部的中部，所述下压螺柱手柄(182)顶紧定位于所述上压臂(171)的另一端上。

4.根据权利要求2所述的一种分体式桩管自动焊机头，其特征在于，所述焊机头还包括行走底块定位组件(19)，所述行走底块定位组件(19)包括可调卡臂(192)、定位弹性元件(193)和定位转轴螺柱(194)，定位底座(191)固定设置在所述行走底块(1)纵向长度的另一侧的中部，所述可调卡臂(192)通过所述定位转轴螺柱(194)与所述定位底座(191)可转动连接，所述定位弹性元件(193)设置在所述定位底座(191)和所述可调卡臂(192)之间，所述定位弹性元件(193)套装在所述定位转轴螺柱(194)上。

5.根据权利要求4所述的一种分体式桩管自动焊机头，其特征在于，所述行走底块(1)的底部的中部设置有下基准行走轮安装槽(105)；

所述焊机头还包括下卡固组件(16)包括下卡固底座(161)、两个下固定臂(162)和两个下卡固螺柱手柄(164)，所述下卡固底座(161)固定设置在所述行走底架(11)的下基准行走轮安装槽(105)中，所述下卡固底座(161)的底部设置有两个相对的下支耳(165)，所述下固定臂(162)和所述下支耳(165)对应设置，所述下固定臂(162)通过下销轴(163) 可转动地连接在对应的所述下支耳(165)上，所述下销轴(163)沿水平向设置，所述下卡固螺柱手柄(164)和所述下固定臂(162)对应设置，所述下卡固螺柱手柄(164)螺纹连接在对应的所述下销轴(163)上。

6.根据权利要求5所述的一种分体式桩管自动焊机头，其特征在于，所述焊控底板(21)的长度方向的一侧上部设置有两个用于机头驱动组块(22)安装用第一螺孔(211)，所述焊控底板(21)的中上部设置两个用于机头连接组件(23)安装用螺孔(212)，所述焊控底板(21)的下端设置有两个与所述行走底块(1)连接固定用U形通槽(213)，所述焊控底板(21)的长度方向的另一侧的下部设置有焊枪位置调整模块(24)的安装孔(214)；

所述下卡固组件(16)的两个下固定臂(162)可操作地进入到对应的U形通槽(213)中，以使所述下卡固组件(16)的两个下卡固螺柱手柄(164)压紧焊控底板(21)。

7.根据权利要求5所述的一种分体式桩管自动焊机头，其特征在于，所述机头驱动组块(22)包括通过减速电机驱动转动的摩擦驱动轮，所述摩擦驱动轮的水平角度和前后位置固定可调，所述摩擦驱动轮的上下位置弹性定位。

8.根据权利要求1-5任一项所述的一种分体式桩管自动焊机头，其特征在于，每个所述机头连接组件(23)包括定位连接柱(231)、限位挡环(232)、压紧弹性元件(233)和压紧支撑座(234)，其中：

所述定位连接柱(231)的一端设置有凸圆柱段，两个所述定位连接柱(231)凸圆柱段插装于所述行走底块(1)的行走底架(11)的矩形插槽中，所述行走底块(1)的上压臂组件(17)的2组弹性顶柱组件(172)向下顶压在两个定位连接柱(231)的凸圆柱段上，使所述机头连接组件(23)定位于所述行走底架(11)的矩形插槽的底部上；

所述限位挡环(232)、所述压紧弹性元件(233)和所述压紧支撑座(234)沿所述定位连接柱(231)的轴向依次设置在所述定位连接柱(231)的另一端上，所述限位挡环(232)背向所述压紧弹性元件(233)的一端为坡面，所述限位挡环(232)面向所述压紧弹性元件(233)的一端为平面，所述压紧弹性元件(233)设置在所述限位挡环(232)和所述压紧支撑座(234)之间，所述压紧支撑座(234)螺纹连接在所述定位连接柱(231)上；

两个机头连接组件(23)的限位挡环(232)弹性顶紧所述行走底架(11)的矩形插槽的槽底背面，使焊接操控模块(2)的焊控底板(21)背面自动贴紧行走底架(11)正面。

9.根据权利要求1-5任一项所述的一种分体式桩管自动焊机头，其特征在于，所述焊枪位置调整模块(24)包括焊枪上下调整块(241)、安装于所述焊枪上下调整块(241)下端的前后调整块连接弯臂(242)、与所述前后调整块连接弯臂(242)下端联接的焊枪前后及角度调整块(243)、和安装于所述焊枪前后及角度调整块(243)前端的焊枪夹持块(244)。

10.根据权利要求1-5任一项所述的一种分体式桩管自动焊机头，其特征在于，所述焊接操控模块(2)还包括提拉手柄(27)，所述提拉手柄(27)固定于所述焊控底板(21)正面的中上部。

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