一种全自动钢管焊接装置及其焊接方法与流程

1.本发明涉及焊接装置技术领域，具体为一种全自动钢管焊接装置。


背景技术：

2.钢管顾名思义是指具有空心截面的钢材，在工业生产加工过程中，常常需要利用焊接装置对两个钢管进行焊接，以延长钢管的长度，或者使两根钢管实现一定的转角，通常在焊接前，还需要对待焊接的钢管进行切割和固定，使得钢管的两切面能够更好的贴合。
3.然而，传统的钢管焊接装置功能较为单一，其无法实现对钢管的自动对接、固定和切割，在操作时，需要工作人员事先将两根待焊接的钢管切割出能够镜像贴合的切面，然后将两根切割后的钢管进行贴合和固定，最后再利用焊枪对两钢管的焊接缝进行完整的焊接，在这个过程中：一、需要工作人员使用多套工具来进行操作，人体劳动量大，效率低下，自动化程度低，无法适应现代化工业的高效生产，此外，切割与焊接的危险性高，频繁地手动操作容易提高车间事故的发生率；二、人工切割的方式，难以保证两切面的质量，尤其是当两钢管需要呈一定角度进行对接时，手动切割容易导致切面角度不一致、不平整的情况发生，进而影响两切面的贴合性，影响钢管焊接的质量。
4.鉴于此，我们提出一种全自动钢管焊接装置。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种全自动钢管焊接装置，解决了上述背景技术提到的问题。
6.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种全自动钢管焊接装置，包括：两个转向齿轮，两个所述转向齿轮之间相互啮合；底座，两个所述转向齿轮均可转动地安装在所述底座的顶部，所述底座的底部固定安装有第一电机，所述第一电机的输出端与其中一转向齿轮的轴心处固定连接；两个放料机构，两个所述放料机构分别设置在两个所述转向齿轮上，用以放置两钢管；切割机构，用以对两钢管进行切割；以及焊接机构，用以对两钢管进行焊接。
7.优选的，每一所述放料机构包括有第一连接台，所述第一连接台的底部与所述转向齿轮的顶部固定连接，所述第一连接台的顶部固定安装有导向台，所述导向台的内壁上滑动安装有滑动座，所述滑动座的顶部固定安装有支撑框，所述支撑框的内部设置有夹持组件。
8.优选的，所述滑动座的内部具有空腔，所述空腔的内壁上通过第一弹簧弹性连接
有滑板，所述导向台的内壁上固定安装有第一气缸，所述第一气缸的输出端贯穿所述滑动座并与所述滑板的表面固定连接。
9.优选的，所述放料机构还包括有导轨，所述导轨固定安装在所述底座的内壁上，所述导轨的内壁上滑动安装有第二连接台，所述第二连接台的顶部与所述导向台的底部固定连接。
10.优选的，所述夹持组件包括有第二电机，所述第二电机固定安装在所述支撑框的内壁上，所述第二电机的输出端固定安装有双向丝杆，所述双向丝杆的表面与所述支撑框的内壁转动连接，所述双向丝杆的表面上分别螺纹连接有第一夹板和第二夹板，所述支撑框的内壁上固定安装有限位板，所述第一夹板的内壁和所述第二夹板的内壁均与所述限位板的表面滑动连接。
11.优选的，所述底座的表面固定安装有侧板，所述侧板的表面固定安装有支撑板。
12.优选的，所述切割机构包括有第二气缸，所述第二气缸的固定安装在所述侧板的顶部，所述第二气缸的输出端固定安装有活动板，所述活动板的表面固定安装有两个挡板，两个所述挡板的表面均固定安装有切割电机，所述切割电机的输出端固定安装有切割刀。
13.优选的，所述焊接机构包括有限位座，所述限位座的底部与所述支撑板的顶部固定连接，所述限位座的顶部转动安装有转动环，所述转动环的表面固定安装有第三气缸，所述第三气缸的输出端固定安装有第一焊枪座，所述第一焊枪座的内壁上通过第二弹簧弹性连接有缓冲板，所述缓冲板远离第二弹簧的一侧固定安装有焊枪本体。
14.优选的，所述转动环上沿径向开设有第一限位槽，所述第一焊枪座的表面与所述第一限位槽的内壁滑动连接，所述第一焊枪座的表面固定安装有第一弧板，所述第一弧板的内壁上滑动安装有圆杆，所述转动环上沿径向开设有第二限位槽，所述圆杆的表面与所述第二限位槽的内壁滑动连接，所述圆杆的表面滑动安装有第二弧板，所述第二弧板远离所述第一焊枪座的一端固定安装有第二焊枪座，所述第二焊枪座的表面与所述转动环的内壁滑动连接，所述第二焊枪座的结构与所述第一焊枪座的结构相同。
15.优选的，所述焊接机构还包括有安装框，所述安装框的顶部与所述支撑板的底部固定连接，所述安装框的内壁上固定安装有第三电机，所述第三电机的输出端固定安装有传动齿轮，所述转动环的表面通过齿牙与所述传动齿轮啮合，所述转动环的表面固定安装有限位环，所述限位环的表面与所述限位座的内壁转动连接。
16.优选的，所述支撑板的顶部开设有接料槽，用以盛接被切割下的钢管。
17.有益效果：（1）、该全自动钢管焊接装置，通过在焊接装置中设置切割机构，能够在焊接前实现对钢管的自动切割，本切割机构能够同时对两根钢管进行切割，从而能够保证两切面的角度一致，同时能够保证切面的平整性，使得两切面能够完全贴合，保证了焊接的质量，通过设置焊接机构，能够对两钢管的焊接缝进行自动焊接，无需手动进行切割和焊接，自动化程度高，提高了工作效率和焊接质量。
18.（2）、该全自动钢管焊接装置，通过两个转向齿轮的啮合，能够同时带动两个放料机构向相反的方向转动相同的角度，从而使得两个待焊接的钢管转动相同的角度，使得两钢管能够成一定角度进行对接，无需手动进行角度调节，进一步提高了工作效率。
19.（3）、该全自动钢管焊接装置，通过设置第一气缸，能够带动两个钢管向中间移动，
从而使得两切面能够相互贴合，通过设置夹持组件，能够对钢管进行夹持固定，使得钢管能够保持水平，同时也避免钢管的切面发生转动，使得两切面能够镜像贴合，保证了切面贴合的质量，进而保证了焊接的质量（4）、该全自动钢管焊接装置，通过设置第一弹簧和滑板，能够对钢管受到的力进行缓冲，避免两切面贴合时钢管受到的力过大而对装置和钢管本身造成损坏，起到了防护的目的。
20.（5）、该全自动钢管焊接装置，通过传动齿轮与齿牙的啮合，能够带动转动环转动，通过设置缓冲板和第二弹簧，使得焊枪本体随着转动环转动的过程中，能够自动适应切面的形状，从而自动与焊接缝接触，实现连续性地焊接。
附图说明
21.图1为本发明的整体结构示意图；图2为本发明中放料机构示意图；图3为本发明中第一电机示意图；图4为本发明中导向台剖面图；图5为本发明中夹持组件示意图；图6为本发明中切割机构第一视角图；图7为本发明中切割机构第二视角图；图8为本发明中焊接机构示意图；图9为本发明中齿牙示意图；图10为本发明中第一焊枪座示剖面。
22.图中：1、底座；2、转向齿轮；21、第一电机；3、放料机构；31、第一连接台；32、导向台；33、滑动座；34、支撑框；35、夹持组件；351、第二电机；352、双向丝杆；353、第一夹板；354、第二夹板；355、限位板；36、第二连接台；37、导轨；38、第一气缸；39、滑板；310、第一弹簧；4、切割机构；41、第二气缸；42、活动板；43、挡板；44、切割刀；45、切割电机；5、焊接机构；51、限位座；52、转动环；521、第二限位槽；522、第一限位槽；53、第三气缸；54、限位环；55、第一焊枪座；551、第二弹簧；552、缓冲板；56、焊枪本体；57、第二焊枪座；58、圆杆；59、第一弧板；510、第二弧板；511、安装框；512、第三电机；513、传动齿轮；514、齿牙；6、支撑板；61、接料槽；7、侧板。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.请参阅图1-图10，本发明提供一种技术方案：一种全自动钢管焊接装置，包括底座1，底座1的顶部可转动地安装有两个转向齿轮2，两个转向齿轮2之间相互啮合，底座1的底部固定安装有第一电机21，第一电机21的输出端与其中一转向齿轮2的轴心处固定连接，用以为两个转向齿轮2的转动提供动力，两个
转向齿轮2上均设置有放料机构3，用以放置两个待切割的钢管，两个放料机构3呈对称设置，其对称轴与两个转向齿轮2轴线的对称轴相同，使用时，通过第一电机21带动其中一转向齿轮2转动，该转向齿轮2可通过啮合传动带动另一转向齿轮2向相反的方向转动，从而带动两个放料机构3向相反的方向转动，使得两个待切割的钢管同时向相反的方向转动相同的角度，从而可实现两个钢管呈一定角度的焊接。
25.底座1的表面固定安装有侧板7，侧板7上设置有切割机构4，切割机构4设置在两个放料机构3的对称轴上，用以对两钢管进行切割，侧板7的表面固定安装有支撑板6，支撑板6上设置有焊接机构5，焊接机构5设置在两个放料机构3的对称轴上，用以对两钢管进行焊接，支撑板6的顶部开设有接料槽61，用以盛接被切割下的钢管。
26.具体而言，每一放料机构3包括有第一连接台31，第一连接台31的底部与转向齿轮2的顶部固定连接，第一连接台31的顶部固定安装有导向台32，导向台32的内壁上滑动安装有滑动座33，滑动座33的顶部固定安装有支撑框34，支撑框34的内部设置有对钢管进行夹持固定的夹持组件35，通过设置夹持组件35，能够对钢管进夹持固定，从而使得钢管在转向、切割和焊接的过程中能够保持稳定，保证了切割和焊接的质量，放料机构3还包括有导轨37，导轨37固定安装在底座1的内壁上，导轨37上具有两段弧形滑槽，两段弧形滑槽一体成型，且这两段弧形滑槽的圆点分别在两个转向齿轮2的轴线上，导轨37的内壁上滑动安装有第二连接台36，第二连接台36的顶部与导向台32的底部固定连接，通过设置导轨37和第二连接台36，能够对导向台32进行支撑和限位，使得导向台32的转动更加稳定，第二连接台36与第一连接台31高度一致，使得导向台32处于水平状态，进而使得钢管能够处于水平状态。滑动座33的内部具有空腔，空腔的内壁上通过第一弹簧310弹性连接有滑板39，导向台32的内壁上固定安装有第一气缸38，第一气缸38的输出端贯穿滑动座33并与滑板39的表面固定连接，在钢管被切割后，可通过第一气缸38带动滑动座33移动，进而带动两个支撑框34和夹持组件35向中间移动，使得两个钢管的切面能够自动贴合，便于对两个切面进行焊接，通过设置第一弹簧310和滑板39，能够对钢管受到的力进行缓冲，避免两切面贴合时钢管受到的力过大而对装置和钢管本身造成损坏，起到了防护的目的。
27.本实施例中，夹持组件35包括有第二电机351，第二电机351固定安装在支撑框34的内壁上，第二电机351的输出端固定安装有双向丝杆352，双向丝杆352的表面与支撑框34的内壁转动连接，双向丝杆352的表面上分别螺纹连接有第一夹板353和第二夹板354，支撑框34的内壁上固定安装有限位板355，第一夹板353的内壁和第二夹板354的内壁均与限位板355的表面滑动连接，双向丝杆352上具有两段旋向相反的螺纹，第一夹板353与第二夹板354分别与这两段螺纹连接，通过设置限位板355，能够限制第一夹板353与第二夹板354的圆周运动，使得双向丝杆352转动时，第一夹板353和第二夹板354能够同时向相反的方向移动，从而能够对钢管进行夹持固定，使钢管保持稳定。
28.为了能够同时对两个钢管进行切割，该切割机构4包括有第二气缸41，第二气缸41的固定安装在侧板7的顶部，第二气缸41的输出端固定安装有活动板42，活动板42的表面固定安装有两个挡板43，两个挡板43的表面均固定安装有切割电机45，切割电机45的输出端固定安装有切割刀44，两个切割刀44以两个放料机构3的对称轴呈对称设置，从而使得两个钢管的切面能够以两个放料机构3的对称轴相互对称，当两个第一气缸38的输出轴移动相同距离时，两个钢管的切面能够在焊接机构5的中心位置上进行贴合，从而便于焊接机构5
对两切面进行焊接。
29.本实施例中，焊接机构5包括有限位座51，限位座51的底部与支撑板6的顶部固定连接，限位座51位于两个放料机构3的对称轴上，限位座51的顶部转动安装有转动环52，转动环52的轴心处具有通口，供钢管穿过，且转动环52的一侧向内凹陷，形成凹槽，用以安装焊接结构，转动环52的表面固定安装有第三气缸53，第三气缸53的输出端固定安装有第一焊枪座55，第一焊枪座55的内壁上通过第二弹簧551弹性连接有缓冲板552，缓冲板552远离第二弹簧551的一侧固定安装有焊枪本体56，由于钢管倾斜后其切面为椭圆形，通过设置缓冲板552和第二弹簧551，使得焊枪本体56随着转动环52转动的过程中，能够自动适应切面的形状，从而自动与焊接缝接触，实现连续性地焊接。
30.转动环52上沿径向开设有第一限位槽522，第一焊枪座55的表面与第一限位槽522的内壁滑动连接，从而可对第一焊枪座55进行限位，使得第一焊枪座55能够向转动环52的轴线方向移动，第一焊枪座55的表面固定安装有第一弧板59，第一弧板59的内壁上滑动安装有圆杆58，转动环52上沿径向开设有第二限位槽521，圆杆58的表面与第二限位槽521的内壁滑动连接，圆杆58的表面滑动安装有第二弧板510，第二弧板510远离第一焊枪座55的一端固定安装有第二焊枪座57，第二焊枪座57的表面与转动环52的内壁滑动连接，第二焊枪座57的结构与第一焊枪座55的结构相同，通过设置第一弧板59、圆杆58和第二弧板510，使得第二焊枪座57能够随着第一焊枪座55的移动而移动，如图9所示，焊枪座的数量为四个，四个焊枪座之间以转动环52的轴线为中心呈圆形阵列分布，四个焊枪座的结构相同，其内部均设置有弹簧和焊枪，从而能够同时对钢管的四个点进行焊接，提高了焊接的效率，转动环52上开设有四个第一限位槽522和四个第二限位槽521，从而能够对四个焊枪座和四个圆杆58进行限位，使得四个焊枪本体56能够同时向转动环52中心运动。
31.如图8、9所示，焊接机构5还包括有安装框511，安装框511的顶部与支撑板6的底部固定连接，安装框511的内壁上固定安装有第三电机512，第三电机512的输出端固定安装有传动齿轮513，转动环52的表面通过齿牙514与传动齿轮513啮合，转动环52的表面固定安装有限位环54，限位环54的表面与限位座51的内壁转动连接，限位座51的内壁上开设有与限位环54相适应的凹槽，从而能够对其进行限位，避免转动环52左右移动，通过传动齿轮513与齿牙514的啮合，能够带动转动环52转动，从而使得焊枪本体56能够对两钢管进行连续性焊接。
32.上述电器元件均为现有技术，且能够通过外部电源进行供电使用。
33.本发明的全自动钢管焊接装置在使用时，首先将两根待焊接的钢管分别放置在两个夹持组件35中，启动第二电机351，使得第二电机351的输出端带动双向丝杆352转动，双向丝杆352通过螺纹传动带动第一夹板353和第二夹板354同时向中间运动，并对钢管进行夹紧固定，避免钢管随意移动。待两根钢管均夹持固定好后，若需要将两根钢管进行一定角度的焊接，则需启动第一电机21，第一电机21的输出端带动其中一转向齿轮2转动，该转向齿轮2通过啮合带动另一转向齿轮2向相反的方向转动相同的角度，两转向齿轮2在转动时均通过第一连接台31带动导向台32转动，导向台32带动滑动座33转动，滑动座33带动支撑框34转动，支撑框34带动夹持组件35转动，从而使得两钢管向相反的方向转动相同的角度。
34.角度调整后，启动第二气缸41和两个切割电机45，两个切割电机45分别带动两个切割刀44高速转动，第二气缸41的输出端带动活动板42向前移动，活动板42同时带动两个
挡板43移动，进而同时带动两个高速转动的切割刀44向前移动，两切割刀44分别对两个钢管进行切割，切割下的废料落入到支撑板6上的接料槽61中，实现废料自动收集。切割完成后，同时启动两第一气缸38，两个第一气缸38的输出端带动滑动座33向中间移动，进而带动两个支撑框34移动，两个支撑框34通过夹持组件35带动两个切割后的钢管向中间移动，使得两切面相互贴合。
35.最后，启动第三气缸53，第三气缸53的输出端带动第一焊枪座55向下移动，第一焊枪座55带动其两侧的第一弧板59向下移动，第一弧板59对圆杆58进行推动，使得圆杆58沿着第二限位槽521向转动环52的中心移动，圆杆58在移动的过程中带动第二弧板510移动，由于第二弧板510的一端受到第二焊枪座57的限位作用，使其能够带动第二焊枪座57沿着第一限位槽522向转动环52的中心移动，如此，可使得四个焊枪座同时向转动环52的中心位置移动，并带动四个焊枪本体56同时移动，由于焊枪座的内部设置有第二弹簧551和缓冲板552，使得四个焊枪本体56能够同时与钢管的焊接缝接触，并对焊接缝进行焊接，然后启动焊枪本体56和第三电机512，第三电机512的输出端带动传动齿轮513转动，传动齿轮513通过齿牙514带动转动环52转动，进而带动焊枪本体56转动，实现对焊接缝的连续性焊接，保证了焊接的质量。
36.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
37.尽管已经示出和描述了本本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。