CN214921726U - 一种管道焊接装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及管道焊接技术领域，公开了一种管道焊接装置，包括框架、多段导轨、拼装驱动装置、滑动连接在所述导轨的焊接装置，所述拼装驱动装置用于驱动多段所述导轨拼接后形成环形轨道。本实用新型具有以下优点和效果：本实用新型独创性地采用多段轨道拼装形成环形轨道，环形轨道并不是安装固定在待焊接管道上，而是相对于框架固定，因框架相对于待焊接管道位置固定，因而焊接装置在沿环形轨道运动时可以对待焊接管道进行焊接。也可以在此基础上通过框架上的夹持装置夹持待焊接管道，避免框架、待焊接管道相对位置发生变动环形轨道拼装方便，能够显著提高管道焊接效率、焊接质量。

Description

一种管道焊接装置

技术领域

本实用新型涉及管道焊接技术领域，特别涉及一种管道焊接装置。

背景技术

管道运输是随着石油生产、天然气等行业发展而产生的一种运输形式，具有运量大、可持续作业、成本低等优点。管道建设过程铺装线路长，焊接工作量巨大，特别是环缝焊接工序。为降低管道建设铺装过程中焊接成本和劳动强度、提高焊接质量，现有技术中出现了全位置管道自动焊接设备，能对管道进行360度焊接。全位置管道自动焊接设备包括导轨式全位置管道焊接机器人、移动式圆管外圆周焊接机器人、爬管机器人等，其多采用在管道上铺装固定导轨，焊接装置沿导轨运动进行爬管，并对管道进行焊接，导轨多采用磁吸等方式固定在管道上。上述现有技术存在以下缺陷：导轨通过磁吸形式固定在管道上，一是管道都是圆管，安装时需要耗费较多时间，导致焊接效率十分低下。二是轨道安装固定管道圆弧外壁后位置不牢固，尤其是应用在不锈钢材质的管道上时。如此，焊接装置在爬管时特别容易跑偏，直接会导致焊接质量低下、焊接位置跑偏，严重影响管道焊接效率及管道铺装效率。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种管道焊接装置，具有焊接效率高的效果。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种管道焊接装置，包括框架、多段导轨、拼装驱动装置、滑动连接在所述导轨的焊接装置，所述拼装驱动装置用于驱动多段所述导轨拼接后形成环形轨道。

通过采用上述技术方案，管道焊接装置工作时，运输框架至待焊接管道处，待焊接管道包括管道一、管道二，管道一与管道二处于同轴线的位置，本实用新型用于将管道一和管道二焊接在一起。多段导轨分布于待焊接管道四周，拼装驱动装置驱动多段导轨拼接后形成环形轨道，待焊接管道处于环形轨道中。焊接装置沿环形轨道运动，可以对待焊接管道焊接一整圈。拼接后的环形轨道与框架的相对位置固定，待焊接管道、框架靠各自自身重量，能够保持相对位置固定。因此环形轨道与待焊接管道的相对位置固定。相比于现有技术中将轨道安装固定在待焊接管道外壁，本实用新型的轨道拼接更方便快捷，显著提高焊接效率，能应用于石油管道、天然气管道等焊接工序中。

多段轨道拼装成环形轨道时，可以选择多段轨道都移动，相互靠近拼接成环形轨道的形式。也可以选择位于上方的轨道固定在框架上，其余处于下方的轨道移动靠近位于上方的轨道，拼接形成环形轨道。

本实用新型的进一步设置为：所述导轨包括基座、固定于所述基座的导轨本体，所述基座滑动连接于所述框架或者所述基座铰接于所述框架。

本实用新型的进一步设置为：所述基座固定有圆弧齿条，多段所述导轨拼接后，多段所述圆弧齿条相拼接形成封闭环形；所述焊接装置内包括行走电机，所述行走电机输出轴固定有行走齿轮，所述行走齿轮与所述圆弧齿条相啮合。

通过采用上述技术方案，行走电机驱动行走齿轮旋转，带动焊接装置沿环形轨道运动。

本实用新型的进一步设置为：还包括夹持装置，所述夹持装置安装在所述导轨上或者所述夹持装置安装在所述框架，所述夹持装置用于夹持在待焊接管道外壁。

通过采用上述技术方案，框架上安装有夹持装置，夹持装置动作后将待焊接管道夹持住，起到保持框架与待焊接管道的相对位置固定，避免焊接过程中框架及环形轨道与待焊接管道的相对位置变动。

本实用新型的进一步设置为：所述导轨数量为两个或三个或四个或四个以上。

本实用新型的进一步设置为：所述焊接装置内包括测距传感器。

通过采用上述技术方案，焊接装置内包括测距传感器，测距传感器测量待焊接管道焊接坡口处的数据，并将测量数据传给焊接装置，焊接装置根据测量数据转换为执行运动数据，调整焊接装置内焊枪位置，在焊接装置沿环形轨道下一圈运动时对待焊接管道进行焊接。

本实用新型的进一步设置为：所述拼装驱动装置包括直线模组或者电动缸或者电动推杆或者所述拼装驱动装置包括转动连接在所述框架的丝杠、套在所述丝杠上的螺母组件、驱动所述丝杠旋转的拼装驱动电机。

通过采用上述技术方案，拼装驱动装置的具体结构除上述外，也可以选择其他的结构，能起到驱动导轨运动的作用，实现多段导轨之间的拼接、分离即可。

本实用新型的进一步设置为：所述拼装驱动装置驱动所述导轨运动时，所述导轨运动轨迹为直线或者弧线或者曲线。

通过采用上述技术方案，拼装驱动装置驱动导轨相互靠近拼接时，导轨的运动轨迹可以为直线，也可以为弧线或者曲线，可以根据实际工作需要进行选择。

本实用新型的进一步设置为：所述框架下端中部设有容纳空间，所述容纳空间用于容纳待焊接的管道。

本实用新型的进一步设置为：所述框架固定有罩壳，所述罩壳罩住所述导轨、所述拼装驱动装置、所述焊接装置。

通过采用上述技术方案，罩壳将导轨、拼接驱动装置、焊接装置罩住，其作用一是遮阳、防雨、防尘，其作用二是在焊接时起防风的作用。

本实用新型的有益效果是：

一、本实用新型独创性地采用多段轨道拼装形成环形轨道，环形轨道并不是安装固定在待焊接管道外壁上，而是固定在框架上。框架与待焊接管道的相对位置固定，焊接装置沿环形轨道运动时可以对待焊接管道进行焊接。环形轨道拼装方便，节约时间，显著提高管道焊接效率。

二、现有技术中将轨道安装固定在待焊接管道外壁上时，轨道贴合在管道外壁，如此，同一个轨道只能用于一个直径规格的管道。本实用新型拼装后的环形轨道因为是固定在框架上，环形轨道与待焊接管道外壁之间形成间隙，因而，同一个环形轨道可以应用在多种直径规格的待焊接管道上，应用范围广，实用性强。

三、拼装后的环形轨道相对于待焊接管道，可能处于同轴线的位置，也可能不处于同轴线的位置。焊接装置包括测距传感器，测距传感器测量待焊接管道处的数据，焊接装置调整焊接位置，便于对待焊接管道进行焊接。本实用新型并不要求环形轨道位置必须与待焊接管道处于同轴线的位置，只需要保证框架及环形轨道与待焊接管道之间保持相对位置固定即可，十分利于在管道运输线铺装现场焊接管道。

四、现有技术中，轨道安装固定在待焊接管道上，焊接装置沿轨道运动进行焊接时，还需要人工肉眼判断焊接质量，工作人员劳动强度较大。本实用新型的焊接装置沿环形轨道运动一圈，测距传感器测量待焊接管道焊接坡口处数据并传递给焊接装置，焊接装置再根据测量焊接坡口处数据转换为执行运动数据，在焊接装置下一圈沿环形轨道运动时，焊接装置对待焊接管道进行焊接。另外，焊接装置内的测距传感器测量采集已焊接坡口处的形状尺寸数据，检查焊接质量。本实用新型的管道焊接装置，焊接质量高，工作人员劳动强度低。

五、本实用新型采用多段导轨拼装形成环形轨道，环形轨道没有直接安装固定在待焊接管道上，而是相对固定在框架上，框架、待焊接管道依靠各自自身重量可以实现相对位置固定，也可以在此基础上通过夹持装置夹持待焊接管道，保持框架及环形轨道与待焊接管道之间的相对位置固定，避免框架、待焊接管道相对位置发生变动。

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是实施例1的框架、容纳空间、待焊接管道的位置关系示意图。

图2是实施例1的两段轨道、焊接装置、拼装驱动装置、夹持装置之间的结构示意图。

图3是实施例1的两段导轨拼装成环形轨道后的状态示意图。

图4是实施例1的夹持装置的结构示意图。

图5是实施例1的夹持装置夹持待焊接管道时的状态示意图。

图6是实施例1的焊接装置、待焊接管道的位置关系示意图。

图7是实施例2的导轨之间的位置关系示意图。

图8是实施例3的导轨之间的位置关系示意图。

图9是实施例4的导轨之间的位置关系示意图。

图10是实施例5的导轨之间的位置关系示意图。

图中，1、框架；11、容纳空间；12、罩壳；2、导轨；21、基座；22、导轨本体；23、圆弧齿条；3、焊接装置；31、行走电机；32、测距传感器；4、拼装驱动装置；5、夹持装置；51、夹持座；52、夹持驱动机构；6、待焊接管道；61、管道一；62、管道二；7、环形轨道。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本实用新型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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

实施例1：一种管道焊接装置，如图1、图2、图3所示，包括框架1、两段导轨2、拼装驱动装置4、滑动连接在导轨2的焊接装置3。导轨2滑动连接在框架1上，导轨2滑动的运动轨迹为直线。导轨2包括基座21、固定在基座21的导轨2本体，导轨2本体呈半圆形。拼装驱动装置4数量为两个，分别一一对应两个导轨2。拼装驱动装置4包括固定在框架1的拼装驱动电机、转动连接在框架1的丝杠、套在丝杠的螺母组件，螺母组件与丝杠组成丝杠副。螺母组件与导轨2的基座21相固定。当拼装驱动装置4驱动两段导轨2相互靠近拼接后，两个导轨2本体拼接形成环形轨道7。

如图2、图3所示，导轨2的基座21还固定有圆弧齿条23，圆弧齿条23也呈半圆形。圆弧齿条23与导轨2本体处于同轴线的位置。两段导轨2相互靠近拼接后，两个圆弧齿条23也拼接形成封闭环形。焊接装置3内包括行走电机31，行走电机31选减速电机。行走电机31输出轴固定有行走齿轮，行走齿轮与圆弧齿条23相啮合。行走电机31工作时带动焊接装置3沿环形轨道7运动。焊接装置3内还包括焊枪、测距传感器32。

如图4、图5所示，导轨2的基座21上还安装有夹持装置5，夹持装置5包括夹持座51、驱动夹持座51靠近或者远离待焊接管道6的夹持驱动机构52，夹持驱动机构52可以选直线模组或者电动推杆或者电动缸均可，夹持驱动机构52也可以选择其他结构形式，其能够实现驱动夹持座51运动即可。

如图1、图2、图6所示，框架1下端中部设有容纳空间11，容纳空间11用于容纳待焊接管道6。待焊接管道6包括管道一61、管道二62。框架1还固定有罩壳12，罩壳12将导轨2、拼装驱动装置4、焊接装置3罩住即可。

工作原理：用吊车吊住框架1，运输至待焊接管道6处。待焊接管道6位于框架1的容纳空间11处。两段导轨2分布在待焊接管道6左右两侧，拼装驱动装置4驱动两端导轨2相互靠近、拼接，两段导轨2本体拼接后形成环形轨道7，两段圆弧齿条23拼接后形成封闭环形。夹持装置5内的夹持驱动机构52驱动夹持座51靠近并抵紧在待焊接管道6侧壁，以避免待焊接管道6与框架1之间的相对位置发生变动。焊接装置3内行走电机31运行，带动焊接装置3沿环形轨道7运行一圈，测距传感器32测量一圈待焊接管道6焊接坡口处数据，并将测量数据传递给焊接装置3，焊接装置3调整焊接位置。当焊接装置3运动第二圈时，焊接装置3开始对待焊接管道6进行焊接。测距传感器32再测量焊接后的焊接坡口数据，并传递给焊接装置3，焊接装置3在下一圈沿环形轨道7运动时，焊接装置再对待焊接管道3进行焊接。

实施例2：一种管道焊接装置，与实施例1的不同之处在于，如图7所示，导轨2数量为三段。拼装驱动装置4为三个，三个拼装驱动装置4分别与三段导轨2一一对应。

实施例3：一种管道焊接装置，与实施例1的不同之处在于，如图8所示，导轨2的数量为三段，其中一段位于上方，固定在框架1上，两段位于下方，滑动连接在框架1上。拼装驱动装置4为两个，两个拼装驱动装置4分别与位于下方的两段导轨2一一连接。

实施例4：一种管道焊接装置，与实施例1的不同之处在于，如图9所示，导轨2数量为四段，拼装驱动装置4数量四个，分别与四段导轨2一一对应相连。

实施例5：一种管道焊接装置，与实施例1的不同之处在于，如图10所示，导轨2数量为两段，两段导轨2均均铰接在框架1上，拼接驱动装置为两根电动推杆，两根电动推杆分别与两段导轨2一一对应，电动推杆铰接于框架1上，并与导轨2的基座21相连接，可以驱动导轨2在框架1上转动，导轨2的运动轨迹为弧线。

实施例6：一种管道焊接装置，与实施例1的不同之处在于，导轨2的运动轨迹为曲线，曲线的具体形状可根据工作需要设计。

实施例7：一种管道焊接装置，与实施例1的不同之处在于，拼装驱动装置4可以选择电动推杆或者电动缸或者直线模组，也可以选择其他结构，能起到驱动导轨2运动的作用即可。

实施例8：一种管道焊接装置，与实施例1的不同之处在于，夹持装置5是安装在框架1上，不是安装在导轨2的基座21上。

Claims (10)

1.一种管道焊接装置，其特征在于：包括框架(1)、多段导轨(2)、拼装驱动装置(4)、滑动连接在所述导轨(2)的焊接装置(3)，所述拼装驱动装置(4)用于驱动多段所述导轨(2)拼接后形成环形轨道(7)。

2.根据权利要求1所述的一种管道焊接装置，其特征在于：所述导轨(2)包括基座(21)、固定于所述基座(21)的导轨(2)本体，所述基座(21)滑动连接于所述框架(1)或者所述基座(21)铰接于所述框架(1)。

3.根据权利要求2所述的一种管道焊接装置，其特征在于：所述基座(21)固定有圆弧齿条(23)，多段所述导轨(2)拼接后，多段所述圆弧齿条(23)相拼接形成封闭环形；所述焊接装置(3)内包括行走电机(31)，所述行走电机(31)输出轴固定有行走齿轮，所述行走齿轮与所述圆弧齿条(23)相啮合。

4.根据权利要求1所述的一种管道焊接装置，其特征在于：还包括夹持装置(5)，所述夹持装置(5)安装在所述导轨(2)上或者所述夹持装置(5)安装在所述框架(1)，所述夹持装置(5)用于夹持在待焊接管道(6)外壁。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种管道焊接装置，其特征在于：所述导轨(2)数量为两个或三个或四个或四个以上。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的一种管道焊接装置，其特征在于：所述焊接装置(3)内包括测距传感器(32)。

7.根据权利要求1或2或3或4所述的一种管道焊接装置，其特征在于：所述拼装驱动装置(4)包括直线模组或者电动缸或者电动推杆或者所述拼装驱动装置(4)包括转动连接在所述框架(1)的丝杠、套在所述丝杠上的螺母组件、驱动所述丝杠旋转的拼装驱动电机。

8.根据权利要求1或2或3或4所述的一种管道焊接装置，其特征在于：所述拼装驱动装置(4)驱动所述导轨(2)运动时，所述导轨(2)运动轨迹为直线或者弧线或者曲线。

9.根据权利要求1或2或3或4所述的一种管道焊接装置，其特征在于：所述框架(1)下端中部设有容纳空间(11)，所述容纳空间(11)用于容纳待焊接的管道。

10.根据权利要求1或2或3或4所述的管道焊接装置，其特征在于：所述框架(1)固定有罩壳(12)，所述罩壳(12)罩住所述导轨(2)、所述拼装驱动装置(4)、所述焊接装置(3)。

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