[發明專利]一種機器人管焊裝置及方法

有效

• 申請號: 201710070113.2
• 申請日: 2017-02-08
• 公開（公告）號: CN106583885B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 吳騰;盧小麗;孫偉;李瀟
• 申請（專利權）人: 武漢延鋒時代檢測技術股份有限公司
• 主分類號: B23K9/12
• 分類號: B23K9/12;B23K9/028;B23K9/32;B23K101/06
• 代理公司: 北京華夏正合知識產權代理事務所(普通合伙) 11017
• 代理人: 韓登營;王雪飛

本發明公開了一種機器人管焊裝置及方法，在直線電機的正上方垂直設置旋轉凸臺，機器人設置在所述旋轉凸臺上，在所述機器人的頂端設置焊槍；鋼管夾緊裝置設置在可升降的上下橫梁之間，鋼管夾緊裝置設置與減速電機相連；上下橫梁之間還安裝菱形架用于夾持管道，該焊接裝置采用直線電機控制橫向運動，從而焊接橫向縫隙；采用減速電機控制鋼管旋轉使得焊接機器人可以焊接環形管道的縫隙；采用菱形架保持待焊接的管道同軸且對接間距不超過3mm，該裝置使焊接機器人有較好的機動性，穩定性好，便于操作。

技術領域：

本發明屬于機器人焊接領域，具體涉及磁懸機器人焊接裝置。

背景技術：

焊是被焊工件的材質通過加熱和/或加壓(可用或不用填充材料)使工件結合而形成永久性連接的工藝過程，目前工廠內大多是人工操作，人工對被焊接的管材進行夾緊定位,然后再進行對接焊接，效率低可靠性差，而且易導致人員傷害。

鋼板深加工成鋼管是通過預彎機將鋼板做成鋼管，需要將鋼管縫隙焊接上。

焊接的質量取決于焊縫大小、焊接電流、堆料時間、焊縫清潔程度，采用機器人在直線上焊接時，常面臨啟動和停止速度不均勻造成堆料不均；以及機器人在直線運動中移動裝置調速響應慢，無法滿足焊接速度的要求。

而且目前只能實現一根鋼管的自動焊接，無實現多根鋼管拼接焊接。

直線電機技術是一項相對來說較新的技術領域，主要運用于實驗室研究或有軌列車上。具有功率因數和效率高、推力密度大，電力電子變換裝置尺寸小、成本低，調速快的優點。

發明內容：

本發明的目的在于：針對背景技術中存在的諸多缺點和問題加以改進，提供一種機器人管焊裝置及方法，該方法可使焊接裝置通過直線電機控制橫向運動，從而焊接橫向縫隙；通過伺服電機控制鋼管旋轉使得焊接裝置可以焊接鋼管的環形縫隙；通過直線電機驅動和菱形架夾持使兩根鋼管同心對接，并使對接間距可以精確控制在1-3mm。該焊接裝置有較好的能動性、自動化程度高、穩定性好、便于操作、方向可調。本發明的目的通過下述技術方案來實現：一種機器人管焊裝置及方法，其特征在于，將兩段鋼管的分別穿過至少兩個菱形架，各段鋼管兩端分別置于菱形架內側，四個邊長相同的菱形架同軸線的安裝在對稱布置的上下橫梁之間，菱形架的四條邊通過鉸鏈連接，讓各連接有電子卷尺兩端上下橫梁相對平行移動使菱形架夾持鋼管，使兩段鋼管同心，電子卷尺采集上下橫梁的間距；讓連接光柵讀數頭的各菱形架沿上下橫梁橫向相對移動，光柵讀數頭讀取上橫梁或下橫梁上的光柵尺確定兩段鋼管各端的位置，驅動菱形架用于使兩段鋼管的對接端保持1-3mm的間隙；將測得的距離數據和位置數據通過控制器轉給上位機，上位機計算出鋼管的外徑、圓周長、長度、對接端位置，并通過控制器，驅動安裝在直線電機次級上的焊接機器人，沿平行于上下橫梁的直線電機初級軌道平移至兩段鋼管的對接處焊接鋼管；控制器還驅動設有轉盤的管道夾持裝置夾緊鋼管的非對接端，連接減速電機的轉盤用于沿徑向轉動鋼管,便于機器人焊接。

前述的機器人管焊方法，中上位機計算出的鋼管外徑為：