一種對接式管道焊接機器人的製作方法
2023-10-17 17:45:39 1
本發明涉及一種對接式管道焊接機器人，屬於工業機器人領域。
背景技術：
我國是一個地理上的大國，人口和資源分布不均。人口和工業大量集中於東部，而生產和生活所需要的石油、天然氣等資源多集中於西部。從運輸的安全性和成本上考慮，管道運輸比公路運輸、鐵路運輸有明顯優勢。
石油、天然氣輸送管道距離長，環境差。管道焊接成為管道鋪設的關鍵技術之一。在此情況下，採用人工焊接，施工效率低，勞動強度大，難以滿足管道鋪設對質量和效率的要求。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是提供一種對接式管道焊接機器人，以提高管道焊接的效率和質量。
一種對接式管道焊接機器人，由焊接小車和設置在焊接小車側面的焊槍調整機構組成；所述焊接小車包括驅動裝置和車體，所述焊槍調整機構包括水平擺動機構和豎直調整機構；
所述水平擺動機構包括水平電機和V型滑杆，所述水平電機的輸出軸固定連接小齒輪，小齒輪與大齒輪嚙合，所述大齒輪的齒輪軸與大齒輪固定座連接，所述大齒輪固定座固定在兩根V型滑軌中的一根上，所述V型滑軌固定在車體上，所述V型滑杆頂面有齒條，側面可在兩根V型滑軌上滑動；
所述豎直調整機構包括豎直電機和安裝框體，所述安裝框體的側面通過連接板與V型滑杆的末端固定，所述豎直電機固定在安裝框體的頂部，所述豎直電機的輸出軸固定連接滾珠絲槓，滾珠絲槓的螺母固定連接焊槍固定板，所述焊槍固定板與焊槍固定塊連接，焊槍固定塊上安裝焊槍。
所述焊接小車包括驅動裝置和車體。所述的驅動裝置包括驅動電機，所述驅動電機的輸出軸上固定小帶輪，小帶輪通過齒形帶驅動大帶輪，所述大帶輪固定在蝸杆軸的中部，所述蝸杆軸的兩端有蝸杆齒分別與滾輪軸中部的渦輪嚙合，兩根滾輪軸的兩端固定永磁滾輪，所述滾輪軸的兩端和蝸杆軸的兩端通過滾動軸承連接到車體上。
本發明的效果在於：
通過永磁滾輪可以將焊接小車牢牢吸附於被焊接管道上，利用手持式控制器(未畫出)來控制焊接小車的驅動電機，進而控制永磁滾輪帶動焊接小車沿著被焊接管道的焊縫爬行，通過觀察焊槍與焊縫中心的位置偏移量情況，實時調整焊槍調整機構的驅動電機，從而調節焊槍的左右偏擺位置和距離焊縫的高度(豎直調整機構)，保證焊槍始終處於焊縫中心位置，能夠有效的保證焊接質量；
焊槍調整機構設置在焊接小車的側面，可以保證焊接小車始終在焊縫一側沿著被焊接管道的焊縫爬行，可以保證小車的永磁滾輪始終與管壁接觸。而專利201320517706.6中將焊槍調整機構設置於焊接小車之前，施焊時，焊接小車需橫跨在焊縫上，對大管徑管道實施對接焊時，坡口對接誤差較大時，容易導致焊接小車四個輪子並不能完全與管壁接觸，無法保證吸附的穩定性。
附圖說明
圖1為本發明的對接式管道焊接機器人的內部結構立體示意圖；
圖2為本發明的對接式管道焊接機器人的焊槍調整機構立體示意圖；
圖3為本發明的對接式管道焊接機器人的外部結構的立體示意圖；
圖4為本發明的對接式管道焊接機器人的外部結構的另一視角的立體示意圖。
其中，1-焊槍，2-焊槍固定塊，3-焊槍固定板，4-安裝框體，5-連接板，6-V型滑杆，7-V型滑軌，8-航空插頭，9-底板，10-大齒輪固定座，11-滾動軸承，12-永磁滾輪，13-滾輪軸，14-下護板，15-蝸杆軸，16-大帶輪，17-小帶輪，18-齒形帶，19-L型固定板，20-齒條，21-驅動電機，22-左立板，23-右立板，24-軸承座，25-後立板，26-水平電機，27-前立板，28-小齒輪，29-大齒輪，30-豎直電機，31-螺母，32-滾珠絲槓，33-把手，34-上蓋板。
具體實施方式
一種對接式管道焊接機器人，由焊接小車和設置在焊接小車側面的焊槍調整機構組成；所述焊接小車包括驅動裝置和車體，所述焊槍調整機構包括水平擺動機構和豎直調整機構；
所述水平擺動機構包括水平電機26和V型滑杆6，所述水平電機26的輸出軸固定連接小齒輪28，小齒輪28與大齒輪29嚙合，所述大齒輪29的齒輪軸與大齒輪固定座10連接，所述大齒輪固定座10固定在兩根V型滑軌7中的一根上，所述V型滑軌7固定在車體上，所述V型滑杆6頂面有齒條20，側面可在兩根V型滑軌上滑動；
所述豎直調整機構包括豎直電機30和安裝框體4，所述安裝框體4的側面通過連接板5與V型滑杆6的末端固定，所述豎直電機30固定在安裝框體4的頂部，所述豎直電機30的輸出軸固定連接滾珠絲槓32，滾珠絲槓的螺母31固定連接焊槍固定板3，所述焊槍固定板與焊槍固定塊2連接，焊槍固定塊2上安裝焊槍1。
所述焊接小車包括驅動裝置和車體。所述車體包括底板9、上蓋板34、左立板22、右立板23、前立板27、後立板25以及前後兩塊下護板14。所述焊接小車的車體的前立板27、後立板25與所述左立板22、右立板23配合為L型階梯配合，保證焊接小車的負載可以傳遞到車體上，而非車體的連接螺釘承受負載。
所述的驅動裝置包括驅動電機21，所述驅動電機21的輸出軸上固定小帶輪17，小帶輪17通過齒形帶18驅動大帶輪16，所述大帶輪16固定在蝸杆軸15的中部，所述蝸杆軸15的兩端有蝸杆齒分別與滾輪軸13中部的渦輪嚙合，兩根滾輪軸13的兩端固定永磁滾輪12，所述滾輪軸的兩端和蝸杆軸的兩端通過滾動軸承11連接到車體上。所述焊接小車的驅動電機21為步進電機或伺服電機。
所述驅動電機21利用L型固定板19固定在左立板22上。所述滾輪軸兩端利用滾動軸承11分別與左立板22和右立板23連接，所述蝸杆軸15兩端利用滾動軸承11分別與固定在前立板27和後立板25上的軸承座24連接。
水平擺動機構中，所述V型滑軌7固定在車體底板9上，所述水平電機26利用L型固定板19固定在車體的右立板23上。
所述焊接小車的上蓋板34上還設置有兩個把手33。所述焊接小車的前立板27和後立板25上分別設置有一航空插頭33。
本發明通過永磁滾輪可以將焊接小車牢牢吸附於被焊接管道上，利用手持式控制器(未畫出)來控制焊接小車的驅動電機，進而控制永磁滾輪帶動焊接小車沿著被焊接管道的焊縫爬行，通過觀察焊槍與焊縫中心的位置偏移量情況，實時調整焊槍調整機構的驅動電機，從而調節焊槍的左右偏擺位置和距離焊縫的高度(豎直調整機構)，保證焊槍始終處於焊縫中心位置，能夠有效的保證焊接質量。