一种钣金件焊接用循环流转工装及其焊接机器人的制作方法

本发明涉及领域，具体为一种钣金件焊接用循环流转工装及其焊接机器人。

背景技术：

1、法兰和管道的焊接主要分为平焊法兰和对焊法兰两大类，二者坡口、焊接工艺差别很大，是压力管道最常见的接头。

2、平焊法兰是金属管道插入法兰盘内孔，内外两面均进行焊接，有两道角焊缝，还有一种类似的承插焊法兰，也是金属管道插入法兰盘内孔，但其法兰盘内孔设置有承插台阶，焊接时仅在法兰外侧焊一圈角焊缝，而对焊法兰时，法兰侧面自带颈部和承插台阶，和金属管道对接焊接，与传统的管道对接焊接类似；

3、在平焊法兰的焊接工艺中，可采用人工焊接和机器焊接两种形式，人工焊接是工作人员手动组装法兰盘和金属管道，然后手持焊枪在内外两面焊接两圈角焊缝，而机器焊接又可分为两种形式，一种是工件旋转+焊接装置不动，一种是工件静置+焊接装置环绕，对于第一种机器焊接形式，通常是由旋转结构带动金属管道转动，焊接机械臂小范围调整角度对旋转的工件进行周向焊接，对于第二种机器焊接形式，通常是工作人员将多个组装好的法兰盘+金属管道的组合摆放于地面，智能全自动多轴焊接机械手利用工业相机识别扫描定位全部工件，然后机械手可自动对散乱分布的工件全部进行焊接。

4、在多轴智能焊接机械手的应用中，受场地限制小，整体焊接效率高，只需要工作人员就地摆放和收集法兰盘和金属管道即可，焊接机械手可以做到精准识别并完成焊接工作，但焊接前后的准备工作还是较为烦琐，多依赖人工进行，人工作业范围大，摆放和收集耗费体力延缓工作效率。

技术实现思路

1、基于此，本发明的目的是提供一种钣金件焊接用循环流转工装及其焊接机器人，以解决上述背景中提到的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种钣金件焊接用循环流转工装，包括设备底座，所述设备底座的顶部设置有旋转工作台，旋转工作台连接有旋转装置，旋转工作台的侧面设置有多组工件装载机构，工件装载机构包括夹持机构，夹持机构包括安装盘，安装盘的侧面通过设置第一安装位转动安装有活动圈，活动圈的侧面设置有弧形齿，活动圈的底部开设有多组第一弧形槽，安装盘的底部通过设置第二安装位转动安装有活动盘，活动盘的侧面设置有外齿圈，外齿圈连接有驱动装置，活动盘的底部开设有多组第二弧形槽，安装盘的顶部开设有多组嵌合槽和条形限位槽，多组嵌合槽的内部活动安装有第一夹持组件和第二夹持组件，第一夹持组件包括第一支架，第一支架的顶部设置有夹持板，第一支架的底部设置有第一导向杆，第一导向杆贯穿条形限位槽延伸进第一弧形槽内，第二夹持组件包括第二支架，第二支架的顶部设置有延伸架，底部设置有第二导向杆，第二导向杆贯穿条形限位槽延伸进第二弧形槽内，延伸架的侧面通过设置固定杆和弹簧安装有阻尼轮；

3、工件装载机构还包括转动连接于旋转工作台底部的第一齿轮，第一齿轮和弧形齿驱动连接，第一齿轮的底部设置有第二齿轮，设备底座的顶部通过设置第一齿块和第二齿块驱动第二齿轮正反转，设备底座的一侧设置有输送机构。

4、通过采用上述技术方案，通过设置旋转式工作结构，使法兰盘和金属管道的焊接可以依照流水线式进行上下料和焊接工作，不仅可以缩小工作人员的活动范围，还能够让焊机机械手始终位于指定的工作区域工作，减少其大范围跑动焊接，提高整体的焊接效率，并且用于承载法兰盘和金属管道的工件装载机构可以自行从其中间的通孔进行下料，下料效率更高。

5、本发明进一步设置为，所述安装盘和旋转工作台固定连接，安装盘中间的通孔用于工件下料，且通孔位于输送机构的上方。

6、作为优选地，安装盘的中间开设通孔可以使工件沿垂直方向自动下料，避免人工反复取料，提高整体工作效率。

7、本发明进一步设置为，所述夹持板和延伸架均采用锁紧螺栓进行固定。

8、作为优选地，使用锁紧螺栓进行固定，进而夹持板和延伸架的初始位置均可以手动调节，以适应不同尺寸的法兰盘和金属管道。

9、本发明进一步设置为，所述阻尼轮的水平高度高于夹持板的水平高度，多组所述夹持板用于夹紧法兰盘，多组阻尼轮用于夹紧金属管道。

10、作为优选地，确保夹持板能够对法兰盘进行夹紧，而阻尼轮可以对金属管道进行夹紧，阻尼轮可采用硅油旋转阻尼轮+pu包胶滚轮，使工件在阻尼轮的限制作用下可以缓慢平稳下落，降低工件对输送机构的冲击。

11、本发明进一步设置为，所述夹持板的顶部设置有防滑纹路。

12、作为优选地，通过设置防滑纹路，如致密细纹路，与法兰盘侧面贴合位置，提高夹持板对法兰盘的夹紧效果。

13、本发明进一步设置为，多组所述第一夹持组件和第二夹持组件以安装盘的通孔为圆心均匀分布，且多组第一夹持组件和第二夹持组件交替设置。

14、作为优选地，多组第一夹持组件和第二夹持组件交替设置确保夹持稳定。

15、一种钣金件焊接机器人，包括多轴焊接机械手，对法兰盘和金属管道进行承插焊接，其过程包括以下步骤：

16、s1：首先工作人员将法兰盘放置于多组夹持板的顶部，然后通过启动驱动装置驱动外齿圈转动，进而带动活动盘转动，活动盘通过其底部的第二弧形槽推动多组第一夹持组件的第一导向杆沿着条形限位槽滑动，也就是让多组夹持板进一步闭合对法兰盘进行夹紧，随后将金属管道承插进法兰盘的内孔，此时金属管道仍搭接于多组夹持板的顶部，以此上料方式，工作人员在上料工位依次对旋转的多组工件装载机构进行装配上料；

17、s2：当携带工件的工件装载机构在设备底座内部旋转装置的驱动下旋转至焊接工位时，也就是多轴焊接机械手的工作区域时，多轴焊接机械手自动对法兰盘和金属管道的顶部焊一圈角焊缝；

18、s3：当焊接完成的工件跟随旋转工作台继续旋转至下料工位，也就是输送机构的上方时，第二齿轮会先与第一齿块啮合从而通过第一齿轮驱动弧形齿转动，进而带动与之连接的活动圈转动，活动圈通过其底部的第一弧形槽推动第二夹持组件的延伸架沿着条形限位槽滑动，使多组第二夹持组件的阻尼轮相互靠近夹紧工件的金属管道，当工件完全调整角度至下料工位时，多组阻尼轮完成对金属管道的夹紧，此时多组夹持板相互远离松开，使焊接完成的工件在多组阻尼轮的夹紧作用下缓慢下降，从安装盘的通孔下落至输送机构的表面，随后该组工件装载机构继续旋转时，其多组第二夹持组件的延伸架经第二齿块作用相互远离复位；

19、s4：在焊接法兰盘和金属管道底部的角焊缝时，只需要工作人员将其工件倒置上料即可，此时由于工件的金属管道朝向下方，因此无需多组第二夹持组件对其进行下缓放料。

20、综上所述，本发明主要具有以下有益效果：

21、1、本发明通过设置旋转式工作结构，使法兰盘和金属管道的焊接可以依照流水线式进行上下料和焊接工作，不仅可以缩小工作人员的活动范围，还能够让焊机机械手始终位于指定的工作区域工作，减少其大范围跑动焊接，提高整体的焊接效率，并且用于承载法兰盘和金属管道的工件装载机构可以自行从其中间的通孔进行下料，下料效率更高。

22、2、本发明的旋转式工作结构中设置多组工件装载机构用于固定工件，工件装载机构内设置第一夹持组件和第二夹持组件对法兰盘和金属管道进行固定，在焊接过程中，先使用第一夹持组件固定法兰盘的位置，金属管道承插于法兰盘的内部，这样能够确保焊接机械手可以稳定焊接，当法兰盘和金属管道焊接完成需要进行下料时，第一夹持组件松开，第二夹持组件固定，第二夹持组件利用阻尼轮夹持金属管道的外壁，这样可以让焊接完成的工件缓慢下行掉落至输送机构的顶部，实现工件的自动下料，若不采用第二夹持组件的限位夹持，工件直接下落在输送机构表面时会晃动、出现不稳的情况，也就是说第二夹持组件能够提高工件自动下料的稳定性。