单悬臂多功能割焊一体机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及自动化切割焊接技术领域，是一种单悬臂多功能割焊一体机。
【背景技术】
[0002]目前在压力容器、锅炉及大口径管道的焊接过程中，通常采用十字型操作架来解决纵、环缝的焊接，在金属筒体的相贯线焊接多采用手工或半自动单机焊接方法，如卡盘式马鞍形焊接专机。而在容器制造现场，金属筒体上的开孔和焊接一体多功能的设备和系统较为缺乏。目前实际焊接工作中，用户经常需要在一个工件上完成纵、环缝及角焊缝的焊接，以及在工件上开孔、焊接接管等多项工作，因此常规工艺方法需要将工件吊装移动到不同的工位进行焊接，所需焊接装备较多、工件物流移动频繁，在各个工位上工件需要进行多次装卡、定位。因此，现有以控制直角坐标系为主的自动化切割焊接装置，在实际使用过程中存在以下不足:可焊接范围较为单一，无法在相对固定的工位，一次完成纵、环缝及角焊缝的焊接，以及在工件上开孔、焊接接管等多项工作，焊接加工不但费时费力，而且工作效率较低。而多关节机器人系统在解决以上问题时存在编程较复杂，工件变更适应性较差，在线干预较难等缺点，对于压力容器、锅炉制造等制造领域应用推广较难。
【发明内容】
[0003]本实用新型提供了一种单悬臂多功能割焊一体机，克服了上述现有技术之不足，整合直角坐标系控制简单，关节型机械臂动作灵活的优点，集成为多功能一体机，其能有效解决现有自动化切割焊接装置存在的焊接范围单一、无法实现切割和焊接多功能一体化，工件需要在多工位上进行多次装卡定位、移动频繁、焊接加工费时费力、工作效率较低的问题。
[0004]本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的:一种单悬臂多功能割焊一体机，包括机架底座、机架立柱、立柱回转装置、垂直升降装置、机架横臂、左右平移装置、伸缩臂、前后横移装置和多关节机头；机架立柱通过立柱回转装置安装在机架底座上，机架立柱上部通过垂直升降装置安装有机架横臂，机架横臂右部通过左右平移装置安装有伸缩臂，伸缩臂右端通过前后横移装置安装有多关节机头；多关节机头包括机头回转座板、机头回转架、机头回转装置、回转供电供气装置、气保焊送丝机、半径调节装置、竖直焊臂、焊枪摆动装置、焊角调节装置和焊枪夹持装置，机头回转座板安装在前后横移装置右部，机头回转架通过机头回转装置安装在机头回转座板上，机头回转装置内部安装有回转供电供气装置，机头回转架的左部固定安装有气保焊送丝机，机头回转架的右部下端通过半径调节装置安装有竖直焊臂，竖直焊臂的下部通过焊枪摆动装置和焊角调节装置安装有焊枪夹持装置，焊枪夹持装置上固定安装有焊枪或割枪。
[0005]下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进:
[0006]上述机头回转装直可包括机头回转齿圈、机头回转电机减速器总成和机头回转驱动齿轮；机头回转架通过轴承安装在机头回转座板下部，机头回转架的上部外侧固定安装有机头回转齿圈，机头回转座板上安装有机头回转电机减速器总成，机头回转电机减速器总成的动力输出轴上固定安装有机头回转驱动齿轮，机头回转驱动齿轮与机头回转齿圈相啮合并能够带动机头回转齿圈及机头回转架旋转。
[0007]上述半径调节装置可包括竖臂安装座、半径调节导轨滑块副、半径调节丝杠、半径调节螺母、半径调节从动带轮、半径调节电机和半径调节驱动带轮；竖臂安装座的下端后部和下端中部分别通过半径调节导轨滑块副安装在机头回转架的右部，前后两个半径调节导轨滑块副之间的机头回转架上固定安装有半径调节丝杠，半径调节丝杠的右部安装有半径调节螺母，半径调节螺母的右部通过轴承安装在竖臂安装座左部上，半径调节螺母左部外侧固定有半径调节从动带轮，竖臂安装座的左后部固定有半径调节电机，半径调节电机的左部有动力输出轴并固定安装有半径调节驱动带轮，半径调节从动带轮通过传动带与半径调节驱动带轮相连接；竖臂安装座的下端前部安装有焊枪提前量调节装置，焊枪提前量调节装置包括竖臂自转轴承、焊枪提前量调节从动带轮、焊枪提前量调节电机和焊枪提前量调节驱动带轮，竖直焊臂通过竖臂自转轴承安装在机头回转架上，竖直焊臂的上部固定安装有焊枪提前量调节从动带轮，竖直焊臂右方的机头回转架上固定安装有焊枪提前量调节电机，焊枪提前量调节电机的动力输出轴上固定安装有焊枪提前量调节驱动带轮，焊枪提前量调节驱动带轮通过传动带与焊枪提前量调节从动带轮相连接；
[0008]或/和，上述焊枪摆动装置可包括拓展焊臂、拓展臂铰轴、臂长拓展电机减速器总成、焊枪径向摆动驱动电机和焊枪径向摆动精密减速器；竖直焊臂的下部设有铰接安装座，拓展焊臂通过拓展臂铰轴安装在铰接安装座上，铰接安装座上安装有臂长拓展电机减速器总成，臂长拓展电机减速器总成的动力输出轴与拓展臂铰轴连接在一起，拓展焊臂前部安装有焊枪径向摆动驱动电机和焊枪径向摆动精密减速器，焊枪径向摆动精密减速器的动力输出轴上安装有焊接倾角调节装置；焊接倾角调节装置包括倾角调节座、焊枪倾角调节电机、焊枪倾角减速器和焊枪固定轴，倾角调节座中部安装有焊枪倾角调节电机和焊枪倾角减速器，焊枪倾角调节电机的动力输出轴上固定有倾角调节驱动带轮，焊枪倾角减速器下部的动力输入轴上固定有焊枪倾角调节第一带轮，焊枪倾角调节第一带轮通过传动带与倾角调节驱动带轮相连接，焊枪倾角减速器上部的动力输出轴上固定有焊枪倾角调节第二带轮，倾角调节座前部通过轴承安装有焊枪固定轴，焊枪夹持装置固定安装在焊枪固定轴中部，焊枪固定轴上部固定安装有焊枪倾角传动带轮，焊枪倾角传动带轮通过传动带与焊枪倾角调节第二带轮相连接；倾角调节座上安装有激光导向装置，激光导向装置包括激光头固定架和激光头，激光头固定架固定安装在倾角调节座下部，激光头固定架上固定有激光头。
[0009]上述回转供电供气装置可包括供电外圈座板、供电滑环外圈、供电滑环内圈、内圈固定架、供气中轴、供气滑环和供气滑环固定架；机头回转座板上设有供电滑环座孔，对应供电滑环座孔位置的机头回转架下端固定安装有供电外圈座板，供电滑环外圈固定在供电外圈座板上端并套装在供电滑环座孔内，供电滑环外圈的内部套装有供电滑环内圈，供电滑环内圈的上部伸至供电滑环外圈的上方，对应供电滑环座孔外部位置的机头回转座板上固定安装有内圈固定架，供电滑环内圈的上部固定在内圈固定架上，供电滑环内圈的上端设有电控信号进线端及焊接电流进线端，供电滑环内圈的中部外侧面上设有电控信号输出端子及焊接电流输出端子，供电滑环外圈的中部内腔壁上对应设有电控信号输入端子及焊接电流输入端子，供电滑环外圈的下部外侧设有电控信号出线端及焊接电流出线端，电控信号出线端通过电控信号输入端子和电控信号输出端子与电控信号进线端电连接在一起，焊接电流出线端通过焊接电流输入端子和焊接电流输出端子与焊接电流进线端电连接在一起；供电滑环内圈内部固定安装有供气中轴，供气中轴的体内有沿轴向的第一输气盲孔、第二输气盲孔和第三输气盲孔，供气中轴的上部伸至供电滑环内圈的上方，对应第一输气盲孔、第二输气盲孔和第三输气盲孔位置的供气中轴上端分别固定安装有第一进气接头、第二进气接头和第三进气接头，供气中轴的下部伸至供电滑环外圈的下方，供气中轴的下部外侧套装有供气滑环，供电外圈座板下部固定有供气滑环固定架，供气滑环固定安装在供气滑环固定架上，对应供气滑环上部位置的供气中轴外侧有第一输气环槽，第一输气环槽的左部槽底面上有内端与第一输气盲孔下端相连通的第一输气横孔，对应第一输气环槽位置的供气滑环左侧固定有第一出气接头，对应第一输气环槽下方的供气中轴下部外侧有第三输气环槽，第三输气环槽的右部槽底面上有内端与第三输气盲孔下端相连通的第三输气横孔，对应第三输气环槽位置的供气滑环右侧固定有第三出气接头，对应第三输气环槽下方的供气中轴下部外侧有第二输气环槽，第二输气环槽的左部槽底面上有内端与第二输气盲孔下端相连通的第二输气横孔，对应第二输气环槽位置的供气滑环左侧固定有第二出气接头；供电外圈座板的下部固定有探头固定架，探头固定架的一端伸至供气中轴下端的下方并固定安装有定位探头，定位探头与供气中轴保持同轴。
[0010]上述立柱回转装置可包括立柱回转齿圈、立柱回转电机减速器总成和立柱回转驱动齿轮；机架底座上端设有立柱座孔，机架立柱的下部通过轴承安装在立柱座孔内，对应立柱座孔外侧的机架底座上固定安装有立柱回转齿圈，机架立柱下部固定安装有立柱回转电机减速器总成，立柱回转电机减速器总成的动力输出轴下部固定安装有立柱回转驱动齿轮，立柱回转驱动齿轮与立柱回转齿圈相啮合并能够带动机架立柱转动；
[0011]或/和，上述垂直升降装置可包括升降直线导轨副、升降丝杠、升降传动齿轮、升降螺母、升降电机减速器总成和升降驱动齿轮；机架横臂通过升降直线导轨副安装在机架立柱中部，机架立柱的右部通过轴承安装有轴线沿竖直方向的升降丝杠，升降丝杠的上端固定安装有升降传动齿轮，升降丝杠的中部安装有升降螺母，升降螺母固定在机架横臂上，机架立柱的上部固定安装有升降电机减速器总成，升降电机减速器总成的动力输出轴上固定安装有升降驱动齿轮，升降驱动齿轮与升降传动齿轮相啮合并能够带动升降丝杠转动；机架立柱上安装有配重装置，配重装置包括定滑轮、钢丝绳和配重块，机架立柱的上端安装有定滑轮，配重块套装在机架立柱内部，钢丝绳的一端固定在配重块上，钢丝绳的另一端绕过定滑轮上部并固定在机架横臂右部；
[0012]或/和，上述左右平移装置可包括平移滑块导轨副、平移电机减速器总成、平移齿轮和平移齿条；伸缩臂的左部套装在机架横臂的右部内腔内，伸缩臂通过平移滑块导轨副安装在机架横臂的内腔壁上，伸缩臂的左部固定安装有平移电机减速器总成，平移电机减速器总成的动力输出轴上固定安装有平移齿轮，对应平移齿轮位置的机架横臂内腔上固定安装有平移齿条，平移齿轮与平移齿条相啮合；
[0013]或/和，上述前后横移装置可包括横移架板、机头连接架、横移导轨滑块副、横移电机减速器总成、横移驱动齿轮和横向齿条；伸缩臂的右端固定有横移架板，机头连接架的左端上部和左端中部分别通过横移导轨滑块副安装在横移架板的右端，机头连接架的右部固定安装有横移电机减速器总成，横移电机减速器总成的动力输出轴伸至机头连接架的左侧并固定安装有横移驱动齿轮，对应横移驱动齿轮位置的横移架板右端中部固定安装有横向齿条，横