一种管件对接的焊接装置的制作方法

本发明涉及焊接装置，尤其涉及一种管件对接的焊接装置。

背景技术：

1、为提升作业效率，近年来业界相继推出了多种适用于两管对接的自动焊接设备。该类装置主要通过旋转焊枪或移动工件实现环形焊缝的机械化施焊，从而在一定程度上替代人工操作，进而提高作业效率。然而，此类设备的结构设计与运动控制逻辑均围绕环焊展开，其夹持机构与焊枪摆动路径均针对同轴对接进行优化。当实际工程中面临管件以具有角度的非直线对接需求时，该类设备因无法调节管件装夹方位角，且难以维持稳定的干伸长度与倾角，从而无法实施可靠焊接。可见，当前自动焊接装置在面对多角度、多形式的管件对接场景时适用性显著不足。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术缺陷，提供一种能够适应多种对接角度的管件对接的焊接装置，以提高焊接装置的适用性与作业灵活性。

2、本发明的技术实施方案是：一种管件对接的焊接装置，包括：底座；底座横向两侧固定连接有支座；各支座上均横向滑动连接有轨架，并配置有用于驱动轨架往复横向位移的直线驱动结构；各轨架上均竖向滑动连接有支架，并配置有用于驱动支架往复竖向位移的直线驱动结构；各支架上均滑动连接有半圆弧框，并配置有弧线驱动结构以驱动所述半圆弧框以其自身圆心点为中心作圆周滑动，两侧半圆弧框在横向上错位布置；各半圆弧框的端部固定连接有电焊枪，两个电焊枪分别设置于对应半圆弧框的上边缘和下边缘，且二者的作业面位于同一横向平面内；底座上固定连接有沿纵向延伸的导轨；导轨上滑动连接有两组移动架，底座内配置有用于驱动移动架往复纵向位移的直线驱动结构；各移动架上均转动连接有旋转架，并配置有用于驱动旋转架绕其与移动架的转轴正反向旋转的角位移驱动结构；旋转架上径向滑动连接有伸缩架，并配置有用于驱动伸缩架相对旋转架往复径向位移的直线驱动结构；各伸缩架上均设有用于夹持固定管件的夹持机构。

3、可选地，夹持机构包括：固定连接在伸缩架上的固定框；固定框上轴向滑动连接有移动环，且配置有用于驱动移动环轴向往复移动的直线驱动结构；移动环上转动连接有固定筒，且配置有用于驱动固定筒绕自身轴线旋转的旋转驱动结构；固定筒外周转动连接有第一连接臂；第一连接臂的端部转动连接有垫块；固定筒上沿其周向对称布置有不少于三块垫块，且每一垫块与固定筒之间通过不少于两个第一连接臂相连；固定筒与各垫块之间设有用于驱动各垫块统一展开与收缩的伸缩驱动结构。

4、可选地，各半圆弧框的弧线驱动结构包括：转动连接在支架上的第一齿轮；各半圆弧框上固定连接有半齿圈，所述半齿圈与第一齿轮相啮合；支架上固定连接有第一电机，其输出轴与第一齿轮同轴固定连接。

5、可选地，各支架对应的直线驱动结构、各移动架对应的直线驱动结构、各伸缩架对应的直线驱动结构，以及移动环的直线驱动结构，均采用电机螺杆结构。

6、可选地，两侧轨架的直线驱动结构采用电机螺杆结构且二者共用一组，所述结构包括：转动连接在底座与两侧支座之间的双向螺杆，所述双向螺杆两侧螺纹分别与对应侧的轨架螺纹配合；一侧支座上固定连接有第二电机，其输出轴与双向螺杆同轴固定连接。

7、可选地，底座的中部固定连接有固定座；各旋转架对应的角位移驱动结构包括：滑动设于底座上的两个移动块，且分别设于旋转架的横向两侧；各移动块与旋转架之间均转动连接有托臂；移动架的两侧对称转动连接有第四螺杆，两侧的第四螺杆分别与同侧移动块螺纹配合；底座两侧对称转动连接有花键杆，花键杆与第四螺杆花键配合；固定座内固定连接有第五电机；固定座内转动连接有传动杆；第五电机、传动杆与花键杆之间设有锥齿轮，第五电机通过传动杆与锥齿轮传动两侧的花键杆同步旋转。

8、可选地，垫块的伸缩驱动结构包括：固定连接在固定筒内的电动推杆；电动推杆的伸缩轴端部固定连接有驱动块；驱动块对应每一垫块均转动连接有第二连接臂。

9、可选地，固定筒的旋转驱动结构采用电机齿轮组结构，且齿轮组具有减速传动比。

10、本发明具有如下优点：本发明通过移动架、旋转架与伸缩架的多自由度协同调节，能够适应管件多种非直线角度对接场景，解决现有设备只能适配直线对接、适用性受限的问题；同时两个电焊枪配合错位布置的半圆弧框实现同步环焊，在确保焊接均匀性和一致性的同时有效提升作业效率。

11、本发明通过移动架与支架的位置无级调节，以及旋转架角度的无级调节，能够共同保证管件对接的精度，可有效避免焊缝缺陷对焊接质量的不利影响。

12、本发明中夹持机构通过张紧式对中固定与旋转调节功能，实现管件的快速装夹与精准定位，配合多自由度调节系统以能够适应多种角度对接需求，显著提高本发明的通用性与作业效率。

13、本发明中夹持机构通过气动张紧实现快速对中固定，配合固定筒的可驱动进退结构及绕自身轴向旋转的调节结构，能够稳定夹持不同管径的管件并精确调整其周向相位，并提升操作的便捷性与焊接的一致性。

1.一种管件对接的焊接装置，其特征是，包括：底座（101）；底座（101）横向两侧固定连接有支座（102）；各支座（102）上均横向滑动连接有轨架（103），并配置有用于驱动轨架（103）往复横向位移的直线驱动结构；各轨架（103）上均竖向滑动连接有支架（104），并配置有用于驱动支架（104）往复竖向位移的直线驱动结构；各支架（104）上均滑动连接有半圆弧框（105），并配置有弧线驱动结构以驱动所述半圆弧框（105）以其自身圆心点为中心作圆周滑动，两侧半圆弧框（105）在横向上错位布置；各半圆弧框（105）的端部固定连接有电焊枪（106），两个电焊枪（106）分别设置于对应半圆弧框（105）的上边缘和下边缘，且二者的作业面位于同一横向平面内；底座（101）上固定连接有沿纵向延伸的导轨（201）；导轨（201）上滑动连接有两组移动架（202），底座（101）内配置有用于驱动移动架（202）往复纵向位移的直线驱动结构；各移动架（202）上均转动连接有旋转架（203），并配置有用于驱动旋转架（203）绕其与移动架（202）的转轴正反向旋转的角位移驱动结构；旋转架（203）上径向滑动连接有伸缩架（204），并配置有用于驱动伸缩架（204）相对旋转架（203）往复径向位移的直线驱动结构；各伸缩架（204）上均设有用于夹持固定管件（00）的夹持机构（30）。

2.如权利要求1所述的一种管件对接的焊接装置，其特征是，夹持机构（30）包括：固定连接在伸缩架（204）上的固定框（301）；固定框（301）上轴向滑动连接有移动环（302），且配置有用于驱动移动环（302）轴向往复移动的直线驱动结构；移动环（302）上转动连接有固定筒（303），且配置有用于驱动固定筒（303）绕自身轴线旋转的旋转驱动结构；固定筒（303）外周转动连接有第一连接臂（304）；第一连接臂（304）的端部转动连接有垫块（305）；固定筒（303）上沿其周向对称布置有不少于三块垫块（305），且每一垫块（305）与固定筒（303）之间通过不少于两个第一连接臂（304）相连；固定筒（303）与各垫块（305）之间设有用于驱动各垫块（305）统一展开与收缩的伸缩驱动结构。

3.如权利要求2所述的一种管件对接的焊接装置，其特征是，各半圆弧框（105）的弧线驱动结构包括：转动连接在支架（104）上的第一齿轮（107）；各半圆弧框（105）上固定连接有半齿圈（108），所述半齿圈（108）与第一齿轮（107）相啮合；支架（104）上固定连接有第一电机（109），其输出轴与第一齿轮（107）同轴固定连接。

4.如权利要求3所述的一种管件对接的焊接装置，其特征是，各支架（104）对应的直线驱动结构、各移动架（202）对应的直线驱动结构、各伸缩架（204）对应的直线驱动结构，以及移动环（302）的直线驱动结构，均采用电机螺杆结构。

5.如权利要求4所述的一种管件对接的焊接装置，其特征是，两侧轨架（103）的直线驱动结构采用电机螺杆结构且二者共用一组，所述结构包括：转动连接在底座（101）与两侧支座（102）之间的双向螺杆（111），所述双向螺杆（111）两侧螺纹分别与对应侧的轨架（103）螺纹配合；一侧支座（102）上固定连接有第二电机（112），其输出轴与双向螺杆（111）同轴固定连接。

6.如权利要求5所述的一种管件对接的焊接装置，其特征是，底座（101）的中部固定连接有固定座（210）；各旋转架（203）对应的角位移驱动结构包括：滑动设于底座（101）上的两个移动块（207），且分别设于旋转架（203）的横向两侧；各移动块（207）与旋转架（203）之间均转动连接有托臂（208）；移动架（202）的两侧对称转动连接有第四螺杆（209），两侧的第四螺杆（209）分别与同侧移动块（207）螺纹配合；底座（101）两侧对称转动连接有花键杆（211），花键杆（211）与第四螺杆（209）花键配合；固定座（210）内固定连接有第五电机（212）；固定座（210）内转动连接有传动杆（213）；第五电机（212）、传动杆（213）与花键杆（211）之间设有锥齿轮（214），第五电机（212）通过传动杆（213）与锥齿轮（214）传动两侧的花键杆（211）同步旋转。

7.如权利要求6所述的一种管件对接的焊接装置，其特征是，垫块（305）的伸缩驱动结构包括：固定连接在固定筒（303）内的电动推杆（306）；电动推杆（306）的伸缩轴端部固定连接有驱动块（307）；驱动块（307）对应每一垫块（305）均转动连接有第二连接臂（308）。

8.如权利要求7所述的一种管件对接的焊接装置，其特征是，固定筒（303）的旋转驱动结构采用电机齿轮组结构，且齿轮组具有减速传动比。