CN219805577U - 一种用于锅筒焊接的纠偏连接机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及锅筒焊接用机器技术领域，具体涉及一种用于锅筒焊接的纠偏连接机构，包括纠偏组件；所述纠偏组件包括驱动单元、限位套和柔性连接件；所述限位套连接驱动单元，且所述驱动单元的活动端可伸出限位套，所述柔性连接件的一端与驱动单元的活动端连接，所述柔性连接件的另一端与所述锅筒焊接机器人的定位轴连接；当柔性连接件位于限位套内部时，所述柔性连接件无法发生摆动；当柔性连接件伸出限位套时，所述柔性连接件可发生摆动。本实用新型能够保证机器人的定位轴的轴线与待焊接的换热管的轴线重合。

Description

一种用于锅筒焊接的纠偏连接机构

技术领域

本实用新型涉及锅筒焊接用机器技术领域，尤其涉及一种用于锅筒焊接的纠偏连接机构。

背景技术

锅筒是水管锅炉中用以进行汽水分离和蒸汽净化，组成水循环回路并蓄存锅水的筒形压力容器。锅筒主要由两个半径为0.5m至1.2m的刚性筒体和数千根半径为44mm至55mm换热管构成。由于锅筒与换热管连接处必须完全密闭，因此需要在锅筒内沿着换热管外壁进行环缝焊接。传统的人工焊接需要多名焊工轮流在刚性筒体内逐一进行焊接，此种方式不仅耗费人力，效率低，且约束条件较多，为了能够提高焊接效率，因此采用机器人焊接。

在锅筒内使用机器人焊接，难点在于需要准确的对不同位置的管孔进行定位，机器人在焊接过程中需要先移动定位轴后，将定位轴伸入待焊接的换热管内，以定位轴为焊枪的环缝中心进行环缝焊接，然而在锅筒中的曲面空间无法保证每一根换热管都是垂直于曲面内壁，存在有一定的偏差，进而定位轴在多次定位后，因误差累积，则会使机器人的定位轴的轴线无法与换热管的轴线重合，使得定位轴出现卡死或者焊枪的环缝中心偏移，从而导致机器人焊接出现虚焊、漏焊等情况。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种用于锅筒焊接的纠偏连接机构，能够使机器人的定位轴的轴线与待焊接的换热管的轴线重合，保证环缝焊接质量。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种用于锅筒焊接的纠偏连接机构，包括纠偏组件；所述纠偏组件包括驱动单元、限位套和柔性连接件；所述限位套连接驱动单元，且所述驱动单元的活动端可伸出限位套，所述柔性连接件的一端与驱动单元的活动端连接，所述柔性连接件的另一端与所述锅筒焊接机器人的定位轴连接；

当柔性连接件位于限位套内部时，所述柔性连接件无法发生摆动；当柔性连接件伸出限位套时，所述柔性连接件可发生摆动。

本实用新型的有益效果在于：增设纠偏组件与锅筒焊接机器人的定位轴连接，利用驱动单元将柔性连接件伸出限位套，使柔性连接件能够发生各方向的摆动，从而在定位轴伸入待焊接的换热管过程中，若定位轴的轴线未与待焊接的换热管的轴线重合，利用柔性连接件的摆动，能够对定位轴进行纠偏补偿，进而让定位轴的轴线与待焊接的换热管的轴线重合，以保证锅筒焊接机器人对换热管的环缝焊接质量。

附图说明

图1为本实用新型在具体实施方式中的一种用于锅筒焊接的纠偏连接机构的应用场景结构示意图；

图2为本实用新型在具体实施方式中的一种用于锅筒焊接的纠偏连接机构的剖面结构示意图；

图3为本实用新型在具体实施方式中的实施例二的一种用于锅筒焊接的纠偏连接机构的剖面结构示意图；

图4为本实用新型在具体实施方式中的一种用于锅筒焊接的纠偏连接机构的定位轴与膨胀组件装配结构示意图；

标号说明：

1、纠偏组件；11、驱动单元；111、安装板；112、第一气缸；

12、限位套；121、引导管件；

13、柔性连接件；131、第一连接杆；132、第二连接杆；

2、定位轴；21、膨胀头；

3、胀紧机构；31、安装架；311、轴套；32、第二气缸；33、膨胀组件；331、套环；332、弹片。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

请参照图1所示，本实用新型一种用于锅筒焊接的纠偏连接机构，包括纠偏组件1；所述纠偏组件1包括驱动单元11、限位套12和柔性连接件13；所述限位套12连接驱动单元11，且所述驱动单元11的活动端可伸出限位套12，所述柔性连接件13的一端与驱动单元11的活动端连接，所述柔性连接件13的另一端与所述锅筒焊接机器人的定位轴2连接；

当柔性连接件13位于限位套12内部时，所述柔性连接件13无法发生摆动；当柔性连接件13伸出限位套12时，所述柔性连接件13可发生摆动。

从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：增设纠偏组件1与锅筒焊接机器人的定位轴2连接，利用驱动单元11将柔性连接件13伸出限位套12，使柔性连接件13能够发生各方向的摆动，从而在定位轴2伸入待焊接的换热管过程中，若定位轴2的轴线未与待焊接的换热管的轴线重合，利用柔性连接件13的摆动，能够对定位轴2进行纠偏补偿，进而让定位轴2的轴线与待焊接的换热管的轴线重合，以保证锅筒焊接机器人对换热管的环缝焊接质量。

请参照图1所示，进一步地，所述限位套12远离驱动单元11的一端设置有引导管件121，所述引导管件121为内径逐渐扩大的管体，所述引导管件121的最小内径尺寸等于限位套12的内径尺寸，所述引导管件121的小内径端与限位套12对接。

由上述描述可知，柔性连接件13在进入限位套12内部过程中，利用引导管件121能够避免柔性连接件13卡在限位套12的端口处。

请参照图2所示，进一步地，所述柔性连接件13包括相互连接的第一连接杆131和第二连接杆132；所述第一连接杆131与第二连接杆132连接的一端设置有球笼，所述第二连接杆132与第一连接杆131连接的一端设置有球头，所述球头转动设置在所述球笼内。

由上述描述可知，第一连接杆131和第二连接杆132通过球笼与球头的连接关系，使柔性连接件13能够向各方向发生摆动，使其连接的定位轴2在伸入待焊接的换热管内时，定位轴2通过柔性连接件13的摆动，可自行的进行纠偏补偿，进而让定位轴2的轴线与待焊接的换热管的轴线重合。

请参照图3所示，进一步地，所述柔性连接件13为拉伸弹簧，所述拉伸弹簧的一端与驱动单元11的活动端连接，所述拉伸弹簧的另一端与所述定位轴2连接。

由上述描述可知，由于拉伸弹簧在受到径向力时会发生弯曲，使其连接的定位轴2在伸入待焊接的换热管内时，定位轴2通过拉伸弹簧的弯曲，可自行的进行纠偏补偿，进而让定位轴2的轴线与待焊接的换热管的轴线重合。

请参照图1所示，进一步地，所述驱动单元11包括安装板111和第一气缸112；所述第一气缸112设置在安装板111上，且所述第一气缸112的活动端穿过安装板111，所述限位套12设置在安装板111远离第一气缸112的一端上。

由上述描述可知，利用第一气缸112能够快速的控制柔性连接件13进入或者伸出限位套12。

请参照图1和图4所示，进一步地，一种用于锅筒焊接的纠偏连接机构还包括胀紧机构3，所述胀紧机构3包括安装架31、第二气缸32和膨胀组件33；

所述安装架31的一端与柔性连接件13远离驱动单元11的一端连接，所述安装架31远离柔性连接件13的一端设置有轴套311，所述第二气缸32设置在安装架31上；

所述定位轴2与轴套311相对滑动连接，且所述定位轴2的一端与第二气缸32的活动端连接，所述定位轴2远离第二气缸32的一端设置有膨胀头21，所述膨胀头21的直径大于定位轴2的直径；

所述膨胀组件33套设在定位轴2的轴身上，所述膨胀组件33的一端与轴套311相抵接，另一端为弹性端，所述弹性端朝向膨胀头21方向延伸。

由上述描述可知，定位轴2在伸入待焊接的换热管后，利用第二气缸32控制定位轴2朝向安装架31方向移动，由于膨胀组件33的一端受轴套311限制无法同定位轴2移动，进而膨胀组件33的弹性端在膨胀头21的作用下发生形变，使得膨胀组件33的弹性端与换热管内壁紧密贴合，从而将定位轴2固定在换热管内，以免在焊接过程中定位轴2发生活动，而影响焊接质量。

请参照图4所示，进一步地，所述膨胀组件33包括套环331和多个沿套环331轮廓周向设置的弹片332，所述套环331套设在定位轴2的轴身上，且所述套环331与轴套311相抵接。

由上述描述可知，膨胀组件33通过套环331套设在定位轴2的轴身上；定5位轴2利用膨胀头21将弹片332撑开，从而使弹片332与换热管内壁紧密贴合，

进而完成定位轴2在换热管内的固定。

进一步地，所述膨胀头21远离第二气缸32的一端设置有倒角。

由上述描述可知，在膨胀头21上设置倒角能够便于膨胀头21伸入待焊接的换热管中进行定位。

0本实用新型一种用于锅筒焊接的纠偏连接机构的应用场景：在需要将定位轴2准确的伸入待焊接的换热管中时，增设纠偏组件1与锅筒焊接机器人的定位轴2连接，利用驱动单元11将柔性连接件13伸出限位套12，使柔性连接件13能够发生各方向的摆动，从而在定位轴2伸入待焊接的换热管过程中，若定

位轴2的轴线未与待焊接的换热管的轴线重合，利用柔性连接件13的摆动，能5够对定位轴2进行纠偏补偿，进而让定位轴2的轴线与待焊接的换热管的轴线

重合，以保证锅筒焊接机器人对换热管的环缝焊接质量。

实施例一

一种用于锅筒焊接的纠偏连接机构，请参照图1和图2所示，包括纠偏组件1；所述纠偏组件1包括驱动单元11、限位套12和柔性连接件13；所述限位0套12连接驱动单元11，且所述驱动单元11的活动端可伸出限位套12，所述柔性连接件13的一端与驱动单元11的活动端连接，所述柔性连接件13的另一端与所述锅筒焊接机器人的定位轴2连接；当柔性连接件13位于限位套12内部时，所述柔性连接件13无法发生摆动；当柔性连接件13伸出限位套12时，所述柔性连接件13可发生摆动。

5所述限位套12远离驱动单元11的一端设置有引导管件121，所述引导管件121为内径逐渐扩大的管体，所述引导管件121的最小内径尺寸等于限位套12的内径尺寸，所述引导管件121的小内径端与限位套12对接。

所述柔性连接件13包括相互连接的第一连接杆131和第二连接杆132；所述第一连接杆131与第二连接杆132连接的一端设置有球笼，所述第二连接杆132与第一连接杆131连接的一端设置有球头，所述球头转动设置在所述球笼内。

所述驱动单元11包括安装板111和第一气缸112；所述第一气缸112设置在安装板111上，且所述第一气缸112的活动端穿过安装板111，所述限位套125设置在安装板111远离第一气缸112的一端上。

请参照图4所示，一种用于锅筒焊接的纠偏连接机构还包括胀紧机构3，所述胀紧机构3包括安装架31、第二气缸32和膨胀组件33；所述安装架31的一端与柔性连接件13远离驱动单元11的一端连接，所述安装架31远离柔性连接

件13的一端设置有轴套311，所述第二气缸32设置在安装架31上；所述定位0轴2与轴套311相对滑动连接，且所述定位轴2的一端与第二气缸32的活动端连接，所述定位轴2远离第二气缸32的一端设置有膨胀头21，所述膨胀头21的直径大于定位轴2的直径；所述膨胀组件33套设在定位轴2的轴身上，所述膨胀组件33的一端与轴套311相抵接，另一端为弹性端，所述弹性端朝向膨胀

头21方向延伸。所述膨胀组件33包括套环331和多个沿套环331轮廓周向设5置的弹片332，所述套环331套设在定位轴2的轴身上，且所述套环331与轴套311相抵接。所述膨胀头21远离第二气缸32的一端设置有倒角。

工作原理：在需要将定位轴2伸入待焊接的换热管过程中，由驱动单元11的第一气缸112驱动柔性连接件13的第一连接杆131和第二连接杆132退出限

位套12，并使得胀紧机构3连同定位轴2朝向待焊接的换热管方向移动；由于0第二连接杆132的球头转动设置在第一连接杆131的球笼内，因此柔性连接件13能够向各方向发生摆动，使其连接的定位轴2在伸入待焊接的换热管内时，定位轴2通过柔性连接件13的摆动，可自行的进行纠偏补偿，进而让定位轴2的轴线与待焊接的换热管的轴线重合。

定位轴2在伸入待焊接的换热管后，利用第二气缸32控制定位轴2朝向安5装架31方向移动，由于膨胀组件33的套环331相抵接，因此膨胀组件33无法

同定位轴2一同移动，进而弹片332在膨胀头21的挤压下被撑开，从而使弹片332与待焊接的换热管内壁紧密贴合，使定位轴2固定在待焊接的换热管内。

在完成焊接后，第二气缸32控制定位轴2远离安装架31方向移动，从而让膨胀头21远离弹片332，使弹片332恢复到初始状态，接着第一气缸112驱动柔性连接件13的第一连接杆131和第二连接杆132进入到限位套12内，并使得胀紧机构3连同定位轴2退出换热管。柔性连接件13在进入到限位套12的过程中，利用引导管件121能够避免柔性连接件13卡在限位套12的端口处。由于第一连接杆131和第二连接杆132受到限位套12的限制无法发生摆动，因此锅筒焊接机器人在摆动定位轴2一定角度后，使定位轴2朝向另一待焊接的换热管的管口后，定位轴2不会受重力影响而发生摆动。

实施例二

一种用于锅筒焊接的纠偏连接机构，请参照图1和图3所示，包括纠偏组件1；所述纠偏组件1包括驱动单元11、限位套12和柔性连接件13；所述限位套12连接驱动单元11，且所述驱动单元11的活动端可伸出限位套12，所述柔性连接件13的一端与驱动单元11的活动端连接，所述柔性连接件13的另一端与所述锅筒焊接机器人的定位轴2连接；当柔性连接件13位于限位套12内部时，所述柔性连接件13无法发生摆动；当柔性连接件13伸出限位套12时，所述柔性连接件13可发生摆动。

所述限位套12远离驱动单元11的一端设置有引导管件121，所述引导管件121为内径逐渐扩大的管体，所述引导管件121的最小内径尺寸等于限位套12的内径尺寸，所述引导管件121的小内径端与限位套12对接。

所述柔性连接件13为拉伸弹簧，所述拉伸弹簧的一端与驱动单元11的活动端连接，所述拉伸弹簧的另一端与所述定位轴2连接。

所述驱动单元11包括安装板111和第一气缸112；所述第一气缸112设置在安装板111上，且所述第一气缸112的活动端穿过安装板111，所述限位套12设置在安装板111远离第一气缸112的一端上。

请参照图4所示，一种用于锅筒焊接的纠偏连接机构还包括胀紧机构3，所述胀紧机构3包括安装架31、第二气缸32和膨胀组件33；所述安装架31的一端与柔性连接件13远离驱动单元11的一端连接，所述安装架31远离柔性连接件13的一端设置有轴套311，所述第二气缸32设置在安装架31上；所述定位轴2与轴套311相对滑动连接，且所述定位轴2的一端与第二气缸32的活动端连接，所述定位轴2远离第二气缸32的一端设置有膨胀头21，所述膨胀头21的直径大于定位轴2的直径；所述膨胀组件33套设在定位轴2的轴身上，所述膨胀组件33的一端与轴套311相抵接，另一端为弹性端，所述弹性端朝向膨胀头21方向延伸。所述膨胀组件33包括套环331和多个沿套环331轮廓周向设置的弹片332，所述套环331套设在定位轴2的轴身上，且所述套环331与轴套311相抵接。所述膨胀头21远离第二气缸32的一端设置有倒角。

工作原理：在需要将定位轴2伸入待焊接的换热管过程中，由驱动单元11的第一气缸112驱动身为拉伸弹簧的柔性连接件13退出限位套12，并使得胀紧机构3连同定位轴2朝向待焊接的换热管方向移动；由于拉伸弹簧在受到径向力时会发生弯曲，使其连接的定位轴2在伸入待焊接的换热管内时，定位轴2通过拉伸弹簧的弯曲，可自行的进行纠偏补偿，进而让定位轴2的轴线与待焊接的换热管的轴线重合。

定位轴2在伸入待焊接的换热管后，利用第二气缸32控制定位轴2朝向安装架31方向移动，由于膨胀组件33的套环331相抵接，因此膨胀组件33无法同定位轴2一同移动，进而弹片332在膨胀头21的挤压下被撑开，从而使弹片332与待焊接的换热管内壁紧密贴合，使定位轴2固定在待焊接的换热管内。

在完成焊接后，第二气缸32控制定位轴2远离安装架31方向移动，从而让膨胀头21远离弹片332，使弹片332恢复到初始状态，接着第一气缸112驱动身为拉伸弹簧的柔性连接件13进入到限位套12内，并使得胀紧机构3连同定位轴2退出换热管。柔性连接件13在进入到限位套12的过程中，利用引导管件121能够避免柔性连接件13卡在限位套12的端口处。由于柔性连接件13受到限位套12的限制无法发生弯曲，因此锅筒焊接机器人在摆动定位轴2一定角度后，使定位轴2朝向另一待焊接的换热管的管口后，定位轴2不会受重力影响而发生摆动。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种用于锅筒焊接的纠偏连接机构，其特征在于：包括纠偏组件；所述纠偏组件包括驱动单元、限位套和柔性连接件；所述限位套连接驱动单元，且所述驱动单元的活动端可伸出限位套，所述柔性连接件的一端与驱动单元的活动端连接，所述柔性连接件的另一端与所述锅筒焊接机器人的定位轴连接；

当柔性连接件位于限位套内部时，所述柔性连接件无法发生摆动；当柔性连接件伸出限位套时，所述柔性连接件可发生摆动。

2.根据权利要求1所述用于锅筒焊接的纠偏连接机构，其特征在于：所述限位套远离驱动单元的一端设置有引导管件，所述引导管件为内径逐渐扩大的管体，所述引导管件的最小内径尺寸等于限位套的内径尺寸，所述引导管件的小内径端与限位套对接。

3.根据权利要求1所述用于锅筒焊接的纠偏连接机构，其特征在于：所述柔性连接件包括相互连接的第一连接杆和第二连接杆；所述第一连接杆与第二连接杆连接的一端设置有球笼，所述第二连接杆与第一连接杆连接的一端设置有球头，所述球头转动设置在所述球笼内。

4.根据权利要求1所述用于锅筒焊接的纠偏连接机构，其特征在于：所述柔性连接件为拉伸弹簧，所述拉伸弹簧的一端与驱动单元的活动端连接，所述拉伸弹簧的另一端与所述定位轴连接。

5.根据权利要求1所述用于锅筒焊接的纠偏连接机构，其特征在于：所述驱动单元包括安装板和第一气缸；所述第一气缸设置在安装板上，且所述第一气缸的活动端穿过安装板，所述限位套设置在安装板远离第一气缸的一端上。

6.根据权利要求1所述用于锅筒焊接的纠偏连接机构，其特征在于：还包括胀紧机构，所述胀紧机构包括安装架、第二气缸和膨胀组件；

所述安装架的一端与柔性连接件远离驱动单元的一端连接，所述安装架远离柔性连接件的一端设置有轴套，所述第二气缸设置在安装架上；

所述定位轴与轴套相对滑动连接，且所述定位轴的一端与第二气缸的活动端连接，所述定位轴远离第二气缸的一端设置有膨胀头，所述膨胀头的直径大于定位轴的直径；

所述膨胀组件套设在定位轴的轴身上，所述膨胀组件的一端与轴套相抵接，另一端为弹性端，所述弹性端朝向膨胀头方向延伸。

7.根据权利要求6所述用于锅筒焊接的纠偏连接机构，其特征在于：所述膨胀组件包括套环和多个沿套环轮廓周向设置的弹片，所述套环套设在定位轴的轴身上，且所述套环与轴套相抵接。

8.根据权利要求6所述用于锅筒焊接的纠偏连接机构，其特征在于：所述膨胀头远离第二气缸的一端设置有倒角。