[發明專利]一種新型管道插接相貫線焊縫焊接機器人裝置

有效

• 申請號: 202011426625.6
• 申請日: 2020-12-09
• 公開（公告）號: CN112518188B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 石志新;林浩;葉梅燕;謝冬福
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: B25J9/08
• 分類號: B25J9/08
• 代理公司: 南昌青遠專利代理事務所(普通合伙) 36123
• 代理人: 唐棉棉

本發明涉及一種新型管道插接相貫線焊縫焊接機器人裝置，現階段許多壓力容器生產企業仍然采用較為傳統的焊接技術，施工環節中仍然存在著許多問題，嚴重制約了壓力容器焊接技術的革新與進步。本發明克服了現有焊接設備體積龐大、結構復雜等缺點，設計了一種相貫線焊接裝置，其中：轉軸的一端通過卡盤聯接在第一焊接管道上，另一端通過第四轉動副與驅動桿聯接，焊接導向臂的桿長可跟隨驅動桿同步調節，焊接臂的一端通過第三圓柱副與轉軸聯接，中間在通過第五轉動副與傳動桿聯接，驅動桿轉動時，會通過傳動桿帶動焊接導向臂沿著相貫線焊縫進行曲線平移。本發明具有結構簡單、控制方便、應用范圍廣等優點。

技術領域

本發明涉及焊接機器人技術領域，具體是一種新型管道插接相貫線焊縫焊接機器人裝置。

背景技術

壓力容器的插接焊接是一種常見的焊接形式，廣泛存在于工業、農業、建筑、化工業等領域，特別是在石油化工領域的應用最為廣泛。壓力容器在工業部門也有著廣泛的應用，例如工程機械中的各種儲能器，各種動力機械的輔助機，城市和企業所用的各種煤氣和液化汽儲罐，各種大型工程用管道等。壓力容器在工業生產和生活中發揮著重要作用，是國民經濟的重要組成部分。

在焊接生產中，由于壓力容器各個部件的空間形狀較復雜，特別是圓柱管道與圓柱管道插接形成的焊縫為空間曲線，兩管的插接位置多變復雜，形成的焊縫曲線也大有差異，焊接起來有一定的難度，目前此類焊縫的焊接主要由人工完成，人工焊接工作環境惡劣、生產周期長、工作效率低、難保證焊接質量，對工作人員技術要求高，實際焊接中難以保證穩定的焊接質量，因此迫切需要研制針對該類焊縫的焊接機器人。我國自動化焊接設備的研發相比發達國家起步較晚，基礎比較薄弱，導致壓力容器焊接機器人比較落后。目前己有部分半自動化及自動化串聯焊接機器人，然而此類焊接機器人一般具有多個自由度，結構復雜，控制難度較為復雜，成本高等缺點。

發明內容

本發明的目的是克服現有相貫線焊接設備體積龐大、結構復雜且控制難度高等不足而提供一種具有結構簡單、控制方便、應用范圍廣等優點的管道插接相貫線焊縫焊接機器人裝置。

為實現上述目的，本發明所采取的技術方案為：

一種新型管道插接相貫線焊縫焊接機器人裝置，包括機架、移動副、錐齒輪架、兩根伸縮桿、傳動桿和傳動桿相連的旋轉焊接機構，所述移動副套裝在機架上，移動副上端固定有錐齒輪架，所述錐齒輪架上通過第一轉動副和第二轉動副連接有兩個相互嚙合的錐齒輪，兩錐齒輪上分別連接有第一伸縮桿和第二伸縮桿，所述第一伸縮桿、第二伸縮桿通過第一圓柱副、第三轉動副與傳動桿相連構成一個空間三連桿機構；所述傳動桿上與第二伸縮桿連接位置下方設有第二圓柱副，末端設置有第五轉動副，所述第二圓柱副的轉動副與驅動桿一端相連，所述驅動桿另一端連接有第四轉動副，所述第四轉動副與轉軸一端相連，所述轉軸另一端穿過第三圓柱副通過卡盤固定在第一焊接管道內部，所述第三圓柱副的轉動副與焊接導向臂一端相連，所述焊接導向臂穿過所述第五轉動副與焊槍相連構成所述旋轉焊接機構，所述空間三連桿機構與旋轉焊接機構通過傳動桿組合在一起構成所述新型管道插接相貫線焊縫焊接機器人裝置。

所述移動副移動方向的中心線始終與第一錐齒輪和第一圓柱副的軸線方向平行，與第一焊接管路和第二焊接管路軸線所形成的平面共面，所述第一錐齒輪與第二錐齒輪轉動中心的軸線與移動副的移動方向的中心線始終處于同一平面。

所述第一伸縮桿和第二伸縮桿的桿長可調并且始終與第二焊接管道的半徑相等，所述第一伸縮桿移動方向的中心線始終與第一圓柱副的軸線垂直并與第二錐齒輪轉動中心的軸線垂直，所述第二伸縮桿的移動方向的中心線始終與第三轉動副的軸線垂直并與第一錐齒輪轉動中心的軸線垂直。

所述驅動桿的桿長可調并且始終與第一焊接管道的半徑相等，焊接導向臂的桿長可跟隨驅動桿同步調節至與第一焊接管道的半徑相等。

所述第三轉動副、第二圓柱副和第五轉動副的軸線始終同軸；所述第四轉動副與第三圓柱副的軸線始終同軸，所述第四轉動副與第一焊接管道的中心軸線重合且平行于第三轉動副、第二圓柱副和第五轉動副的軸線。