一种用于罐体环焊缝焊接及打磨的自动作业装置

本发明涉及罐体焊接，具体而言，涉及一种用于罐体环焊缝焊接及打磨的自动作业装置。

背景技术：

1、大直径金属罐体制造过程中，筒体对接会形成环形焊缝，对应加工工序包含焊接成型、焊缝打磨两道独立步骤，现阶段行业主流加工模式分为人工手持工具分步作业、分体专用自动化设备加工两类，人工操作模式劳动强度大，焊缝成型与打磨质量波动明显，分体焊接设备、打磨设备相互独立，罐体加工过程中需要多次吊装、装夹转运，整体工序流程繁琐，批量生产加工效率偏低，同时市面上少量自动化装备仅能单独实现焊接或者打磨单一功能，无法实现两道工序一体化连续作业。

2、传统罐体焊缝打磨机构还存在诸多性能短板，常规固定式打磨头未配置往复摆动仿形结构，无法适配焊缝宽窄、高低尺寸偏差，加工后易产生漏磨、局部过磨问题，焊缝表面平整度一致性较差；现有打磨装置仅具备单维度调节能力，缺少上下、左右独立精密微调结构，打磨头倾斜角度不可调整，难以兼容v型、u型多种焊接坡口。

技术实现思路

1、为了弥补以上不足，本发明提供了一种克服上述技术问题或至少部分地解决上述问题的一种用于罐体环焊缝焊接及打磨的自动作业装置。

2、本发明是这样实现的：

3、本发明提供一种用于罐体环焊缝焊接及打磨的自动作业装置，包括滚轮架，所述滚轮架上承托有罐体，所述滚轮架的一侧设置十字架式框架，所述十字架式框架的底部安装工位切换机构，所述十字架式框架的横向悬臂两端分别固定焊接模块与打磨模块；

4、所述工位切换机构包含驱动电机，所述驱动电机输出端连接一级斜齿轮副，所述一级斜齿轮副与二级圆柱齿轮同轴固定，所述二级圆柱齿轮啮合内齿圈，所述内齿圈上固定多根定位销轴，所述定位销轴上端连接旋转圆盘，所述旋转圆盘与所述十字架式框架的底端固定相连。

5、在一个优选的方案中，所述打磨模块包含角磨机，所述角磨机上方设有球副夹持机构，所述球副夹持机构外侧装配角度调整机构，所述球副夹持机构与所述角磨机的安装座之间设置弹簧缓冲机构。

6、在一个优选的方案中，所述打磨模块设有曲柄摇杆摆动机构，所述曲柄摇杆摆动机构的输出端连接所述球副夹持机构，用于驱动所述角磨机沿焊缝宽度往复摆动，所述曲柄摇杆摆动机构的曲柄轴端部安装磁电式转速传感器以构成传感器保护模块。

7、在一个优选的方案中，所述打磨模块顶部设有双丝杠微调机构，所述双丝杠微调机构固定于所述十字架式框架的悬臂末端，所述双丝杠微调机构下端与所述曲柄摇杆摆动机构相连，所述双丝杠微调机构内置两组独立步进丝杠，分别实现所述角磨机上下、左右独立位移微调。

8、在一个优选的方案中，所述十字架式框架的横向悬臂前端固定视觉模块，所述视觉模块包含工业相机与图像处理单元，所述视觉模块与所述双丝杠微调机构电连接。

9、在一个优选的方案中，所述角磨机的打磨头外侧包覆吸尘罩，所述吸尘罩连通吸尘管路以组成吸尘装置。

10、在一个优选的方案中，所述滚轮架设有主动驱动滚轮与从动支撑滚轮，所述主动驱动滚轮配套驱动电机，依靠滚轮摩擦力带动所述罐体绕自身轴线匀速回转。

11、在一个优选的方案中，所述十字架式框架设有竖直升降滑台与水平伸缩悬臂，所述竖直升降滑台用于实现加工模块竖直粗调，所述水平伸缩悬臂用于实现加工模块水平粗调。

12、在一个优选的方案中，所述角度调整机构包括铰接座与锁紧螺栓，所述球副夹持机构铰接于所述铰接座，所述锁紧螺栓用于锁止所述球副夹持机构的倾斜角度。

13、在一个优选的方案中，所述十字架式框架的外侧设置有总控制器，所述总控制器分别与所述滚轮架驱动电机、所述工位切换机构的驱动电机、所述视觉模块、所述曲柄摇杆摆动机构的驱动电机、所述双丝杠微调机构的步进电机、所述磁电式转速传感器电连接。

14、本发明提供的一种用于罐体环焊缝焊接及打磨的自动作业装置，其有益效果包括有：

15、1、本装置通过十字架式框架同步搭载焊接模块、打磨模块，搭配由驱动电机、一级斜齿轮副、二级圆柱齿轮、内齿圈、定位销轴、旋转圆盘组成的自动工位切换机构，单台滚轮架设备即可完成罐体环焊缝焊接、打磨两道工序，省去罐体多次吊装、二次装夹、人工更换工装步骤；同时视觉模块自动识别焊缝，无需人工反复对位，大幅缩短2m大罐体批量加工节拍，降低人工劳动强度。

16、2、打磨模块集成曲柄摇杆摆动机构、双丝杠微调机构、角度调整机构与弹簧缓冲机构，曲柄摇杆摆动机构带动角磨机沿焊缝往复仿形磨削，0.1mm.mm级双丝杠微调机构实现精准对位，球副配合角度调整机构适配v、u型各类坡口，弹簧缓冲机构消除打磨刚性冲击，有效避免罐体压痕、焊缝漏磨与局部过磨问题，焊缝表面平整度一致性显著提高。

17、3、通过设置弹簧缓冲机构缓冲磨削冲击力，保护罐体外壁与角磨机磨片、主轴；另一方面曲柄摇杆摆动机构曲柄轴配套磁电式转速传感器组成传感器保护模块，焊缝卡滞时自动执行停机、退刀、声光报警动作，避免电机与传动结构烧毁；配套吸尘罩、吸尘管路实时抽吸金属粉尘，消除粉尘飞溅伤人、污染车间的安全隐患，减少工件报废与设备维修成本。

1.一种用于罐体环焊缝焊接及打磨的自动作业装置，包括滚轮架（04），其特征在于，所述滚轮架（04）上承托有罐体（03），所述滚轮架（04）的一侧设置十字架式框架（05），所述十字架式框架（05）的底部安装工位切换机构，所述十字架式框架（05）的横向悬臂两端分别固定焊接模块（01）与打磨模块（02）；

2.根据权利要求1所述的一种用于罐体环焊缝焊接及打磨的自动作业装置，其特征在于，所述打磨模块（02）包含角磨机（20），所述角磨机（20）上方设有球副夹持机构，所述球副夹持机构外侧装配角度调整机构（18），所述球副夹持机构与所述角磨机（20）的安装座之间设置弹簧缓冲机构（19）。

3.根据权利要求2所述的一种用于罐体环焊缝焊接及打磨的自动作业装置，其特征在于，所述打磨模块（02）设有曲柄摇杆摆动机构（16），所述曲柄摇杆摆动机构（16）的输出端连接所述球副夹持机构，用于驱动所述角磨机（20）沿焊缝宽度往复摆动，所述曲柄摇杆摆动机构（16）的曲柄轴端部安装磁电式转速传感器以构成传感器保护模块（17）。

4.根据权利要求3所述的一种用于罐体环焊缝焊接及打磨的自动作业装置，其特征在于，所述打磨模块（02）顶部设有双丝杠微调机构（15），所述双丝杠微调机构（15）固定于所述十字架式框架（05）的悬臂末端，所述双丝杠微调机构（15）下端与所述曲柄摇杆摆动机构（16）相连，所述双丝杠微调机构（15）内置两组独立步进丝杠，分别实现所述角磨机（20）上下、左右独立位移微调。

5.根据权利要求4所述的一种用于罐体环焊缝焊接及打磨的自动作业装置，其特征在于，所述十字架式框架（05）的横向悬臂前端固定视觉模块（14），所述视觉模块（14）包含工业相机与图像处理单元，所述视觉模块（14）与所述双丝杠微调机构（15）电连接。

6.根据权利要求5所述的一种用于罐体环焊缝焊接及打磨的自动作业装置，其特征在于，所述角磨机（20）的打磨头外侧包覆吸尘罩（21），所述吸尘罩（21）连通吸尘管路（22）以组成吸尘装置。

7.根据权利要求6所述的一种用于罐体环焊缝焊接及打磨的自动作业装置，其特征在于，所述滚轮架（04）设有主动驱动滚轮与从动支撑滚轮，所述主动驱动滚轮配套驱动电机，依靠滚轮摩擦力带动所述罐体（03）绕自身轴线匀速回转。

8.根据权利要求7所述的一种用于罐体环焊缝焊接及打磨的自动作业装置，其特征在于，所述十字架式框架（05）设有竖直升降滑台与水平伸缩悬臂，所述竖直升降滑台用于实现加工模块竖直粗调，所述水平伸缩悬臂用于实现加工模块水平粗调。

9.根据权利要求8所述的一种用于罐体环焊缝焊接及打磨的自动作业装置，其特征在于，所述角度调整机构（18）包括铰接座与锁紧螺栓，所述球副夹持机构铰接于所述铰接座，所述锁紧螺栓用于锁止所述球副夹持机构的倾斜角度。

10.根据权利要求9所述的一种用于罐体环焊缝焊接及打磨的自动作业装置，其特征在于，所述十字架式框架（05）的外侧设置有总控制器，所述总控制器分别与所述滚轮架驱动电机、所述工位切换机构的驱动电机（12）、所述视觉模块（14）、所述曲柄摇杆摆动机构（16）的驱动电机、所述双丝杠微调机构（15）的步进电机、所述磁电式转速传感器电连接。