管道外壁焊接机器人论文和设计

全文摘要

本实用新型涉及一种管道外壁焊接机器人。本实用新型的管道外壁焊接机器人的调整架上设有装夹板，焊枪装配在装夹板上，焊枪通过定位轴与装夹板可调转动连接，且焊枪与装夹板之间设有锁紧结构，使用过程中，焊枪通过定位轴在装夹板上转动调整，调整到位后通过锁紧机构锁紧，这样当焊枪的位置不合适时，就能够方便地进行调整，解决了现有的焊接机器人的焊枪的安装位置调整不方便的问题。

主设计要求

1.管道外壁焊接机器人，包括用于安装在相应的管道上的环形轨道以及设置在所述环形轨道上的行走架，所述行走架上沿所述环形轨道的轴线方向上滑动装配有调整架，所述调整架上设有装夹板且所述装夹板上设有焊枪，其特征在于：所述焊枪与所述装夹板之间通过定位轴可调转动连接，且所述焊枪与所述装夹板之间设有用于在所述焊枪绕所述定位轴可调转动到位后将其锁紧的锁紧结构。

设计方案

2.根据权利要求1所述的管道外壁焊接机器人，其特征在于：所述装夹板上安装有调整板，所述调整板上设有用于供所述定位轴穿装的定位孔，所述锁紧结构包括设置在所述调整板上的调整孔以及相应的锁紧螺栓，所述调整孔为以所述定位孔为圆心的弧形长条孔结构。

3.根据权利要求2所述的管道外壁焊接机器人，其特征在于：所述装夹板为L型板状结构，所述L型板状结构包括与焊枪连接的装夹部和与调整架连接的固定部，所述装夹部上对应所述调整孔的位置处设有用于避让所述锁紧螺栓的避让孔。

4.根据权利要求1所述的管道外壁焊接机器人，其特征在于：所述行走架上左右相对且沿所述环形轨道的轴线方向导向移动装配有两个导向柱，所述调整架与所述导向柱背离所述行走架的一端连接，两个导向柱背离所述调整架的一端之间设有连接件，所述行走架上还设有轴向驱动电机，所述轴向驱动电机通过螺母丝杠机构与所述连接件连接从而驱动导向柱上的调整架轴向移动。

5.根据权利要求4所述的管道外壁焊接机器人，其特征在于：所述螺母丝杠驱动机构包括与所述轴向驱动电机的动力输出轴传动连接的驱动丝杠以及固设在所述连接件上并与所述驱动丝杠螺纹配合的驱动螺母。

6.根据权利要求5所述的管道外壁焊接机器人，其特征在于：所述导向柱为圆柱形结构，所述导向柱通过直线轴承与所述行走架连接。

7.根据权利要求4-6中任意一项所述的管道外壁焊接机器人，其特征在于：所述调整架包括调整架架体以及所述环形轨道的径向滑动装配在所述调整架架体上的径向架，所述调整架架体上设有用于驱动所述径向架在所述调整架架体上移动的径向驱动电机。

8.根据权利要求7所述的管道外壁焊接机器人，其特征在于：所述调整架架体上设有沿上下方向延伸的滑槽，所述滑槽中沿上下方向滑动装配有滑动座，所述径向架与所述滑动座连接。

9.根据权利要求4-6中任意一项所述的管道外壁焊接机器人，其特征在于：所述连接件为沿左右方向延伸的板状结构，所述连接件的两端设有用于安装所述导向柱的安装孔，所述安装孔的孔壁上设有贯穿其孔壁的开槽，所述开槽的槽壁上设有用于对其提供夹紧力使其夹紧所述安装孔中的导向柱的夹紧螺栓。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种管道外壁焊接机器人。

背景技术

在石油化工和气体管道输送行业大多数都是室外施工，大型的环形焊缝焊接设备在施工现场十分局限，需要小巧、便携式设备进行现场施工作业，现有技术中，授权公告号为CN104139265B的中国专利文献就公开了一种自动焊接机构，该机构包括用于装配在相应的管道上的弹性轨道以及设置在弹性轨道上的行走机构，两凸轮座之间通过销轴连接，角度可调，适用于不同的管径，通过凸轮锁紧机构固定在轨道上，角度调节板、轮座和凸轮座共同构成焊接小车基本框架，焊接小车采用齿轮驱动，可绕弹性轨道匀速圆周运动，焊枪径向移动机构安装在角度调节板上，采用手动调节，焊枪轴向移动机构通过径向移动盖板连接于径向移动机构，轴向移动驱动电机带动齿条运动，实现焊枪轴向移动，焊枪摆动机构安装在齿条支撑座前端，焊枪由步进电机直接驱动绕焊缝中心循环往复摆动。

现有技术中授权公告号为CN 105945475 B的中国专利就公开了一种侧挂式管道全位置焊接机器人，该机器人包括底座、第一直线运动单元、第二直线运动单元、角摆单元以及焊枪；所述第一直线运动单元固定在所述底座上；所述第二直线运动单元固定在所述第一直线运动单元的滑块上，且所述第二直线运动单元的滑块的滑动方向与所述第一直线运动单元的滑块的滑动方向垂直；所述角摆单元固定在所述第二直线运动单元的滑块上；所述焊枪固定在所述角摆单元上；其中，所述焊枪可随所述角摆单元在一平衡位置两侧产生稳定摆幅的摆动。

上述这两种焊接机器人的焊枪均是直接固定在相应的安装板上，安装到位后其位置相对固定，无法进行调整，造成焊枪安装位置调整不方便的问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种管道外壁焊接机器人，以解决现有的焊接机器人的焊枪的安装位置调整不方便的问题。

本实用新型的管道外壁焊接机器人采用如下技术方案：

管道外壁焊接机器人，包括用于安装在相应的管道上的环形轨道以及设置在所述环形轨道上的行走架，所述行走架上沿所述环形轨道的轴线方向上滑动装配有调整架，所述调整架上设有装夹板且所述装夹板上设有焊枪，所述焊枪与所述装夹板之间通过定位轴可调转动连接，且所述焊枪与所述装夹板之间设有用于在所述焊枪绕所述定位轴可调转动到位后将其锁紧的锁紧结构。

所述装夹板上安装有调整板，所述调整板上设有用于供所述定位轴穿装的定位孔，所述锁紧结构包括设置在所述调整板上的调整孔以及相应的锁紧螺栓，所述调整孔为以所述定位孔为圆心的弧形长条孔结构。

所述装夹板为L型板状结构，所述L型板状结构包括与焊枪连接的装夹部和与调整架连接的固定部，所述装夹部上对应所述调整孔的位置处设有用于避让所述锁紧螺栓的避让孔。

所述行走架上左右相对且沿所述环形轨道的轴线方向导向移动装配有两个导向柱，所述调整架与所述导向柱背离所述行走架的一端连接，两个导向柱背离所述调整架的一端之间设有连接件，所述行走架上还设有轴向驱动电机，所述轴向驱动电机通过螺母丝杠机构与所述连接件连接从而驱动导向柱上的调整架轴向移动。

所述螺母丝杠驱动机构包括与所述轴向驱动电机的动力输出轴传动连接的驱动丝杠以及固设在所述连接件上并与所述驱动丝杠螺纹配合的驱动螺母。

所述导向柱为圆柱形结构，所述导向柱通过直线轴承与所述行走架连接。

所述调整架包括调整架架体以及所述环形轨道的径向滑动装配在所述调整架架体上的径向架，所述调整架架体上设有用于驱动所述径向架在所述调整架架体上移动的径向驱动电机。

所述调整架架体上设有沿上下方向延伸的滑槽，所述滑槽中沿上下方向滑动装配有滑动座，所述径向架与所述滑动座连接。

所述连接件为沿左右方向延伸的板状结构，所述连接件的两端设有用于安装所述导向柱的安装孔，所述安装孔的孔壁上设有贯穿其孔壁的开槽，所述开槽的槽壁上设有用于对其提供夹紧力使其夹紧所述安装孔中的导向柱的夹紧螺栓。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的管道外壁焊接机器人的调整架上设有装夹板，焊枪装配在装夹板上，焊枪通过定位轴与装夹板可调转动连接，且焊枪与装夹板之间设有锁紧结构，使用过程中，焊枪通过定位轴在装夹板上转动调整，调整到位后通过锁紧机构锁紧，这样当焊枪的位置不合适时，就能够方便地进行调整，解决了现有的焊接机器人的焊枪的安装位置调整不方便的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的管道外壁焊接机器人的实施例的结构示意图；

图2为图1中的调整架与行走架配合的局部示意图（拆掉外壳）；

图3为导向柱与行走架的传动配合示意图；

图4为管道外壁焊接机器人另一视角的示意图；

图5为调整孔、避让孔以及锁紧螺栓在调整架上的结构示意图；

图6为装夹板的结构示意图；

图7为调整板的结构示意图；

图8为安装板的局部示意图；

图中：1、行走架；2、导向柱；3、调整架；4、径向驱动电机；5、立柱；6、轴向驱动电机；7、径向架；8、焊枪；10、管道；20、焊缝；11、凸起；12、环形轨道；21、连接件；22、安装板；23、检测片；24、传感器；25、开槽；51、滑槽；61、驱动丝杠；62、驱动螺母；71、装夹板；72、调整板；73、安装板；711、装夹部；712、固定部；713、避让孔；714、腰型孔；721、调整板连接孔；722、定位孔；723、调整孔；724、锁紧螺栓；731、焊枪连接孔；732、定位配合孔；733、调整配合孔。

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。

本实用新型的管道外壁焊接机器人的实施例，如图1至图3所示，管道外壁焊接机器人，包括用于安装在相应的管道10上的环形轨道12以及设置在环形轨道12上的行走架1，行走架1上沿环形轨道12的轴线方向上滑动装配有调整架3，调整架3上设有用于装夹相应的焊枪8的装夹结构，行走架1上左右相对且沿环形轨道12的轴线方向导向移动装配有两个导向柱2，调整架3与导向柱2背离行走架1的一端连接，两个导向柱2背离调整架3的一端之间设有连接件21，行走架1上还设有轴向驱动电机6，轴向驱动电机6通过螺母丝杠机构与连接件21连接从而驱动导向柱2上的调整架3轴向移动。行走架1上的行走机构以及弹性轨道的具体结构为现有技术，可以参考背景技术中授权公告号为CN104139265B的中国专利文献中所公开的技术内容。

在本实施例中，螺母丝杠驱动机构包括与轴向驱动电机6的动力输出轴传动连接的驱动丝杠61以及固设在连接件21上并与驱动丝杠61螺纹配合的驱动螺母62，将驱动丝杠61设置在驱动电机上，同时件驱动，螺母安装在连接件21上即可，驱动丝杠61和驱动螺母62都是标准件，安装方便，制造成本很低。

为便于导向柱2的安装以及其与行走架的配合，在本实施例中，将导向柱2设置为圆柱形结构，导向柱2通过直线轴承与行走架连接，其中直线轴承是标准件，采用这种结构成本很低。

在本实施例中，调整架3包括调整架架体以及环形轨道的径向滑动装配在调整架架体上的径向架7，调整架架体上设有用于驱动径向架7在调整架架体上移动的径向驱动电机4，上述结构能够实现焊枪8的径向调整，实际使用过程中径向驱动电机4为步进电机，能够实现精确调整，从而使焊枪8与焊缝20之间的位置能够得到调整，提高焊枪8的适应性以及焊接质量。

调整架架体上设有沿上下方向延伸的滑槽51，滑槽51中沿上下方向滑动装配有滑动座，径向架7与滑动座连接。具体地，滑动座上设有沿上下方向延伸的U形槽，滑动座通过该U形槽与滑槽51的侧壁滑动配合，装夹结构的装夹板安装在U形槽的端面的槽壁上，避免滑动座从滑槽51的槽壁上脱出。具体地，调整架架体包括安装板22和立柱5，安装板连接在两个导向柱的端部，滑槽51设置在立柱5上。

在本实施例中，连接件为沿左右方向延伸的板状结构，连接件的两端设有用于安装导向柱的安装孔，安装孔的孔壁上设有贯穿其孔壁的开槽25，开槽25的槽壁上设有用于对其提供夹紧力使其夹紧安装孔中的导向柱的夹紧螺栓。通过这种结构能够将导向柱紧密地装夹在连接件上，从而使得结构简单稳定。

为了能够检测调整架的具体位置，在本实施例中，导向柱的后方沿环形轨道轴向间隔设有两个以上的传感器24，导向柱上连接有其后方悬伸并用于供传感器24检测的检测片23，传感器24的具体数量设置为三个，传感器24具体可以采用霍尔传感器24，当调整架带动导向柱移动时，连接件上的检测片23能够与不同位置处的传感器配合，从而检测到调整架的位置信号。在上述实施例中，用于安装焊枪的装夹结构采用螺纹安装结构，也可以参考现有技术中的其他装夹结构，不再赘述。

本实施例中，装夹结构如图4至图8所示，焊枪8与装夹板71之间通过定位轴可调转动连接，且焊枪与装夹板之间设有用于在焊枪绕定位轴可调转动到位后将其锁紧的锁紧结构。在本实施例中，定位轴可以设置穿装在安装板和调整板上的定位螺栓，调整过程中需要将该定位螺栓松动才能够使安装板相对于调整板转动。

具体地，装夹板71上安装有调整板72，调整板72上设有用于供定位轴即定位螺栓穿装的定位孔722，锁紧结构包括设置在调整板上的调整孔723以及相应的锁紧螺栓，调整孔723为以定位孔为圆心的弧形长条孔结构。调整板72上还设有四个调整板连接孔721，用于与装夹板连接。

装夹板71为L型板状结构，L型板状结构包括与焊枪连接的装夹部711和与调整架连接的固定部712，装夹部上对应调整孔的位置处设有用于避让锁紧螺栓的避让孔713。装夹部上还间隔设有两个长条形结构的腰型孔714，这两个腰型孔714的位置与调整板连接孔721的位置相对应，用于故相应的连接螺栓对应连接。避让孔713的结构为矩形孔，其大小足够覆盖调整孔的延伸面积，从而使调整过程中锁紧螺栓能够方便地移动。在本实施例中，焊枪上设有安装板73，安装板73上设有焊枪连接孔731，用于连接焊枪，同时还设有定位配合孔732和调整配合孔733，定位配合孔732用于与定位孔722对应，从而用来安装定位轴，调整配合孔733用于与调整孔723对应，用于安装锁紧螺栓724。

本实用新型的管道外壁焊接机器人的行走架上沿环形轨道的轴线方向上滑动装配有调整架，调整架通过两个导向柱与行走架连接，两个导向柱上还设有连接件，轴向驱动电机6通过螺母丝杠驱动机构与连接件连接，从而带动调整架轴向移动，两个导向柱保证了调整架移动时的稳定性，而螺母丝杠驱动机构本身具有良好的自锁能力，移动到位后，无需另外设置锁紧机构就能够使调整架保持在设定位置，这样避免另外设置锁紧机构造成结构复杂的问题。本实用新型的管道外壁焊接机器人的调整架上设有装夹板，焊枪装配在装夹板上，焊枪通过定位轴与装夹板可调转动连接，且焊枪与装夹板之间设有锁紧结构，使用过程中，焊枪通过定位轴在装夹板上转动调整，调整到位后通过锁紧机构锁紧，这样当焊枪的位置不合适时，就能够方便地进行调整，解决了现有的焊接机器人的焊枪的安装位置调整不方便的问题。

在本实用新型的其他实施例中，螺母丝杠结构的驱动螺母还可以直接与驱动电机的驱动轴连接，同时，驱动丝杠与连接板固连；导向柱还可以设置为方形柱结构，此时导向柱具有与止转定位功能；还可以将径向架的驱动方式调整为手动调整；还可以将立柱和滑动座通过燕尾槽结构滑动连接；锁紧结构还可以包括多个在装夹板上间隔分布的锁紧孔，当焊枪移动到设定角度后，通过连接螺栓将焊枪与对应位置处的锁紧孔锁紧连接。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

设计图

管道外壁焊接机器人论文和设计

管道外壁焊接机器人论文和设计

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

相关信息详情

猜你喜欢