[發明專利]用于遙控焊接的管道全位置焊接裝置

有效

• 申請號: 200810063961.1
• 申請日: 2008-01-31
• 公開（公告）號: CN101224529A
• 公開（公告）日: 2008-07-23
• 發明（設計）人: 高洪明;董娜;張永和;李海超
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B23K37/00
• 分類號: B23K37/00;B23K37/02
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所
• 代理人: 畢志銘

技術領域

本發明涉及一種管道全位置焊接裝置，具體涉及一種用于機器人遙控焊接的管道全位置焊接裝置。

背景技術

核電作為一種高效、清潔的能源形式已經成為未來能源發展的重要方向，核電站的相關維修工作也將進入高峰期。焊接是維修工作中必不可少的手段，但是在這種人無法進入的極限環境中，傳統的焊接方式無法應用，因此發展了遙控焊接。遙控焊接是指人在離開現場的安全環境中根據從現場發來的各種傳感信息對焊接設備和焊接過程進行遠程監視和控制，從而完成完整的焊接操作。小口徑管道是核環境中應用的主要設備，對于常規環境下的固定管道自動焊接的設備，已經有所發展，但它們都存在一些不足，不能應用于極限環境的遙控焊接。現有技術中提供了以下幾種焊接裝置：一、小口徑管道焊接的基本原理如專利US4372474所述，在管道焊接過程中，管子處于固定的位置，利用旋轉裝置帶動焊槍運動完成焊接操作。其中夾緊裝置把焊接機頭主體固定在管子上，保證了焊接的穩定性，電機驅動旋轉裝置完成馬蹄形機構的運動，焊槍固定在旋轉機構的圓盤上，沿管道完成周向焊接。這種焊接機頭現階段已經成功應用于管道焊接工作，在石油、天然氣、鍋爐、食品等管道的安裝及維修中已經大量應用。但是常規管道焊接機頭的手動安裝和拆卸、手動夾緊、手動調節、重量超出機器人手臂的極限能力等問題，目前發展的機器人還不能解決，因此開發應用于遙控焊接的管道焊接機頭是一種完成遙控焊接任務的有效途徑。二、專利EP0256525-A1給出了一種等離子管道焊接工具，焊槍固定在焊接機頭上，控制器存儲了最優化的焊接參數，電源為焊接機頭提供了焊接電流和焊接速度信號，同時控制器也提供了對等離子氣體的控制。但是，這種類型的小口徑管道焊接工具，都沒有預留與機器人的接口，并且需要人工完成裝配工作，無法用于遙控焊接。三、專利SU1412917-A給出一種小口徑管道焊接的自動夾緊裝置，需要手動引導夾緊裝置到達待焊管子接頭部位，V形槽裝置具有自動鎖死的功能，利用彈簧和杠桿原理達到了省力的目的。但是，這種杠桿式自動夾緊裝置，犧牲了空間，不滿足遙控焊接結構緊湊的要求，對于有空間限制的遙控焊接任務也是無法應用的。

根據遙控焊接任務的要求，應用于遙控焊接的管道焊接機頭應該具備結構緊湊、重量輕、全自動化裝卸、自動跟蹤焊縫、自動調節焊槍、與機器人接口的快速安裝等特點。同時，自動裝卸過程中，由于管道是固定不動的，要求機器人末端的管道焊接機頭具備一定的柔性，適應剛性的碰撞等問題。然而，現有的焊接裝置存在應用于極限環境下的遙控焊接時，不適合用機器人手臂進行全自動化裝卸、自動跟蹤焊縫、自動調節焊槍的問題；而且還存在結構不緊湊、重量大的問題。

發明內容

本發明為了解決現有的焊接裝置存在應用于極限環境下固定管道的遙控焊接時，不適合用機器人手臂進行全自動化裝卸、自動跟蹤焊縫、自動調節焊槍的問題；而且還存在結構不緊湊、重量大的問題，進而提供了一種用于遙控焊接的管道全位置焊接裝置。

本發明解決技術問題所采用的技術方案是：一種用于遙控焊接的管道全位置焊接裝置，它包括焊槍14、焊槍調節機構15，它還包括旋轉載體11、自動夾緊機構12、固定板13，所述旋轉載體11由電機9、齒輪總成10、齒圈6、支撐軸7、主板8組成，所述固定板13和主板8水平設置，所述自動夾緊機構12固定裝在主板8的外側面上，焊槍14與焊槍調節機構15固接，焊槍調節機構15固定安裝在固定板13的外側面上，固定板13安裝在齒圈6上；所述支撐軸7固定安裝在主板8上的通孔8-2內，所述齒圈6安裝在支撐軸7上的臺肩7-3上，所述支撐軸7上開有軸向通孔7-2，支撐軸7的下端側壁設有支撐軸偏心開口7-1，所述主板8的下端設有主板偏心開口8-1，所述齒圈6的上端設有齒圈偏心開口6-1，所述支撐軸偏心開口7-1、主板偏心開口8-1、齒圈偏心開口6-1的位置相一致且三者均與軸向通孔7-2相通，所述齒輪總成10安裝在主板8的內側面的上端上，所述齒輪總成10上的齒輪至少有一個與齒圈6相嚙合，電機9固定在主板8的外側面的上端上，電機9的輸出軸與齒輪總成10轉動連接，固定板13的下端設有開口13-1。

本發明具有以下有益效果：本發明既能完成小口徑管子(核環境)的自動跟蹤及自動焊接，又便于機器人的自動裝夾和拆卸，實現了小口徑管道焊接工具在極限環境下的應用，達到適合于機器人遙控焊接工具的要求，使得機器人能夠完成極限環境下的遙控焊接。此外，本發明還具有結構緊湊、重量較輕的優點。

附圖說明