用于钻杆焊接的焊接装置的制作方法

本实用新型属于焊接设备领域，具体是用于钻杆焊接的焊接装置。

背景技术：

现有焊接装置都是将焊枪直接固定在移动架上，焊枪的姿势和角度无法调整，无法对不同角度和螺距的螺旋叶片进行焊接工作，仅能对固定螺距的螺旋叶片进行焊接，每次焊接新的尺寸的焊接件都需要更换新的焊接装置来适应螺旋叶片的角度。

技术实现要素：

发明目的：提供用于钻杆焊接的焊接装置，以解决现有技术存在的上述问题。

技术方案：用于钻杆焊接的焊接装置包括：与焊接移动架固定连接的焊接台，与焊接台固定连接的至少一个旋转装置，与旋转装置固定连接的姿态调整关节，以及与姿态调整关节固定连接的焊枪。

所述旋转装置的旋转轴与地面垂直配合，所述姿态调整关节的旋转轴与地面平行配合，当焊接件的螺旋叶片的螺距发生改变时，所述姿态调整关节和焊枪绕旋转装置的旋转轴旋转，所述焊枪绕姿态调整关节的旋转轴旋转后焊枪固定在预定位置，使焊枪的角度与螺旋叶片的螺旋角相配合。

在进一步的实施例中，用于钻杆焊接的焊接装置包括至少两个旋转装置，与旋转装置固定连接的姿态调整关节，以及与姿态调整关节固定连接的焊枪，所述焊枪相对设置，在焊接工作时，两个焊枪分别设置在螺旋叶片的同一焊接点的两侧，通过将两个焊枪分别设置在螺旋叶片的同一焊接点的两侧能够使焊接装置同时对螺旋叶片的两侧进行焊接，降低了焊枪角度的调整误差，提高了后续工件的焊接精度，减少了焊接孔隙，提高了焊接强度和生产效率。

在进一步的实施例中，用于钻杆焊接的焊接装置还包括与旋转装置固定连接的十字调整拖板，所述十字调整拖板包括与旋转装置固定连接的竖向直线运动机构，以及与竖向直线运动机构固定连接的横向直线运动机构。

所述竖向直线运动机构带动横向直线运动机构和焊枪做竖向的直线运动，所述竖向直线运动机构分别带动两个焊枪在螺旋叶片的两侧做竖向的直线运动，所述横向直线运动机构分别带动两个焊枪在螺旋叶片的两侧做相对的直线运动，所述十字调整拖板的传动精度高于焊接移动架的传动精度，通过十字调整拖板能够使两个焊枪在螺旋叶片的两侧做竖向的直线运动，以及做相对的直线运动，解决了现有技术的焊枪间距固定无法适应不同厚度的螺旋叶片的问题，通过使十字调整拖板的传动精度高于焊接移动架的传动精度，在焊接时仅使用十字调整拖板带动焊枪的位移能够提高焊枪的进给精度，解决了现有设备焊接工艺误差大无法达到工艺及应用要求的问题，十字调整拖板的尺寸小于焊接移动架的尺寸，与直接提高焊接移动架的丝杠机构精度的技术方案相比还能够降低生产成本。

在进一步的实施例中，所述旋转装置包括与焊接台固定连接的安装座，所述姿态调整关节与安装座铰接配合。

所述姿态调整关节的旋转轴与安装座的铰接轴垂直配合。

在进一步的实施例中，所述旋转装置还包括与安装座固定连接的旋转驱动动力源，所述姿态调整关节与旋转驱动动力源的输出轴固定连接，姿态调整关节与旋转驱动动力源的输出轴偏心设置，通过旋转驱动动力源驱动旋转装置，能够在焊接工作中根据螺旋叶片的角度实时调整焊枪的角度，解决了现有技术无法对变距螺距的焊接件进行焊接的问题。

在进一步的实施例中，所述姿态调整关节包括与旋转装置的输出轴固定连接的姿态调整动力源，以及与姿态调整动力源的输出轴固定连接的夹块，焊枪与夹块固定连接，通过姿态调整动力源驱动姿态调整关节，增加了焊枪的自动旋转轴，能够在焊接工作中根据螺旋叶片的角度实时调整焊枪的角度，进一步解决了现有技术无法对变距螺距的焊接件进行焊接的问题。

有益效果：本实用新型公开了用于钻杆焊接的焊接装置，通过旋转装置能够使姿态调整关节和焊枪绕旋转装置的旋转轴旋转，通过姿态调整关节能够使焊枪绕姿态调整关节的旋转轴旋转，使焊枪能够根据螺旋叶片的螺距和角度调整至与螺旋叶片相配合的角度，解决了焊枪的姿势和角度无法调整，无法对不同角度和螺距的螺旋叶片进行焊接工作的问题，极大的提高了焊接设备的通用性。

附图说明

图1是本实用新型的焊接装置局部示意图。

图2是本实用新型的焊接装置工作示意图。

图3是本实用新型的十字调整拖板实施例示意图。

图1至图3所示附图标记为：焊接移动架1、焊接装置2、焊接件3、横向驱动装置11、纵向驱动装置12、竖向驱动装置13、焊接台21、旋转装置22、姿态调整关节23、焊枪24、十字调整拖板25、姿态调整动力源231、夹块232、竖向直线运动机构251、横向直线运动机构252。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

申请人在生产钻杆时发现现有焊接装置都是将焊枪直接固定在移动架上，焊枪的姿势和角度无法调整，无法对不同角度和螺距的螺旋叶片进行焊接工作，仅能对固定螺距的螺旋叶片进行焊接，每次焊接新的尺寸的焊接件都需要更换新的焊接装置来适应螺旋叶片的角度，为了解决上述问题申请人研发了一种用于钻杆焊接的焊接装置。

该焊接装置2包括焊接台21、旋转装置22、姿态调整关节23、焊枪24、十字调整拖板25、姿态调整动力源231、夹块232、竖向直线运动机构251和横向直线运动机构252。

焊接台21与焊接移动架1固定连接，旋转装置22至少有一个，旋转装置22与焊接台21固定连接，姿态调整关节23与旋转装置22固定连接，焊枪24与姿态调整关节23固定连接。

旋转装置22的旋转轴与地面垂直配合，姿态调整关节23的旋转轴与地面平行配合。

其中，旋转装置22和姿态调整关节23都是铰接座，铰接座的一端固定安装有定位螺钉，当姿态调整关节23位移至预定位置时通过定位螺钉固定旋转装置22和姿态调整关节23的相对位置。

焊接移动架1包括与基座固定连接的横向驱动装置11，与横向驱动装置11固定连接的纵向驱动装置12，以及与纵向驱动装置12固定连接的竖向驱动装置13，焊接装置2与竖向驱动装置13固定连接，横向驱动装置11、纵向驱动装置12和竖向驱动装置13的中心线相互垂直，横向驱动装置11、纵向驱动装置12和竖向驱动装置13是滚珠丝杠机构或气缸或液压缸等直线运动机构，向驱动装置、纵向驱动装置12和竖向驱动装置13还包括辅助直线运动机构直线运动的直线导轨组件或直线轴组件或线性滑轨等滑动组件，其中横向驱动装置11的中心线是x轴，纵向驱动装置12的中心线是y轴，竖向驱动装置13的中心线是z轴。

焊接件3包括杆件，以及套接在杆件外侧的套接附件，经过点焊使套接附件与杆件或管件的相对位置得到固定后，将杆件或管件插接在机床的卡盘内，使机床的卡盘与杆件或管件固定连接。

工作原理：当焊接件3的螺旋叶片的螺距发生改变时，姿态调整关节23和焊枪24绕旋转装置22的旋转轴旋转，焊枪24绕姿态调整关节23的旋转轴旋转后焊枪24固定在预定位置，使焊枪24的角度与螺旋叶片的螺旋角相配合，在焊接工作时机床的卡盘带动焊接件3旋转，焊接移动架1带动焊接装置2沿焊接件3的中心线做直线运动，并使焊接装置2的焊枪24与焊接件3的杆件与螺旋叶片的相接处的间距固定配合。

通过旋转装置22能够使姿态调整关节23和焊枪24绕旋转装置22的旋转轴旋转，通过姿态调整关节23能够使焊枪24绕姿态调整关节23的旋转轴旋转，使焊枪24能够根据螺旋叶片的螺距和角度调整至与螺旋叶片相配合的角度，通过旋转驱动装置能够使姿态调整关节23和焊枪24绕z轴旋转，通过姿态调整关节23能够使焊枪24绕y轴旋转，使焊枪24能够绕z轴和y轴旋转调整姿势和角度，对不同角度和螺距的螺旋叶片进行焊接工作，解决了焊枪24的姿势和角度无法调整，无法对不同角度和螺距的螺旋叶片进行焊接工作的问题，极大的提高了焊接设备的通用性。

在进一步的实施例中，现有技术中的焊枪24仅能对螺旋叶片进行单侧焊接，若要焊接两侧需要在单侧焊接完成后再回到原点调整焊枪24角度对另一侧进行焊接，焊枪24角度每调整一次就会出现一次调整误差，导致对后续工件焊接精度的降低，而且二次焊接时会与第一次焊接之间形成孔隙降低焊接强度。

为了解决上述问题，钻杆焊接的焊接装置2包括至少两个旋转装置22，与旋转装置22固定连接的姿态调整关节23，以及与姿态调整关节23固定连接的焊枪24，焊枪24相对设置，在焊接工作时，两个焊枪24分别设置在螺旋叶片的同一焊接点的两侧。

通过将两个焊枪24分别设置在螺旋叶片的同一焊接点的两侧能够使焊接装置2同时对螺旋叶片的两侧进行焊接，降低了焊枪24角度的调整误差，提高了后续工件的焊接精度，减少了焊接孔隙，提高了焊接强度和生产效率。

在进一步的实施例中，仅调整焊枪24角度，但是焊枪24间距固定无法适应不同厚度的螺旋叶片，而且在焊接工艺上的需要使焊枪24朝焊接处做往复运动才能实现鱼鳞焊等强化焊接强度的焊接工艺，但是现有设备使用竖向驱动装置13调整焊接装置2的整体高度虽然也能实现鱼鳞焊等强化焊接强度的焊接工艺，但是竖向驱动装置13的行程大精度低，焊接出的鱼鳞焊缝存在宽度过大且不规则的问题，当焊接件3的直径较小时存在工艺误差较大无法达到工艺及应用要求的问题。

为了解决上述问题，用于钻杆焊接的焊接装置2还包括与旋转装置22固定连接的十字调整拖板25，十字调整拖板25包括与旋转装置22固定连接的竖向直线运动机构251，以及与竖向直线运动机构251固定连接的横向直线运动机构252。

竖向直线运动机构251带动横向直线运动机构252和焊枪24做竖向的直线运动，竖向直线运动机构251分别带动两个焊枪24在螺旋叶片的两侧做竖向的直线运动，横向直线运动机构252分别带动两个焊枪24在螺旋叶片的两侧做相对的直线运动，十字调整拖板25的传动精度高于焊接移动架1的传动精度。

竖向直线运动机构251的延伸方向与旋转驱动动力源的输出轴的延伸方向平行配合，横向直线运动机构252的延伸方向与旋转驱动动力源的输出轴和姿态调整关节23的输出轴平行的平面垂直配合。

其中，竖向直线运动机构251和横向直线运动机构252都是具有伺服电机或步进电机等旋转动力源的丝杠机构，还可安装直线导轨机构或直线轴组件或线性滑轨等滑动组件辅助丝杠机构的直线运动，竖向直线运动机构251和横向直线运动机构252的丝杠机构精度等级是jb2886-81《机床梯形丝杠和螺母的精度》规定的4-6级精度的丝杠，在现有技术中焊接移动架1的丝杠机构精度等级是jb2886-81《机床梯形丝杠和螺母的精度》规定的7-9级精度的丝杠，而且竖向直线运动机构351和横向直线运动机构352的行程小于焊接移动架2的行程，所以竖向直线运动机构351和横向直线运动机构352的行程累积误差也小于焊接移动架2的行程累积误差。

通过十字调整拖板25能够使两个焊枪24在螺旋叶片的两侧做竖向的直线运动，以及做相对的直线运动，解决了现有技术的焊枪24间距固定无法适应不同厚度的螺旋叶片的问题，通过使十字调整拖板25的传动精度高于焊接移动架1的传动精度，在焊接时仅使用十字调整拖板25带动焊枪24的位移能够提高焊枪24的进给精度，解决了现有设备焊接工艺误差大无法达到工艺及应用要求的问题，十字调整拖板25的尺寸小于焊接移动架1的尺寸，与直接提高焊接移动架1的丝杠机构精度的技术方案相比还能够降低生产成本。

在进一步的实施例中，旋转装置22包括与焊接台21固定连接的安装座，姿态调整关节23与安装座铰接配合，姿态调整关节23的旋转轴与安装座的铰接轴垂直配合。

在进一步的实施例中，通过手动调整旋转驱动装置和姿态调整关节23虽然也能够调整焊枪24的角度适应不同角度和螺距的螺旋叶片，但是无法对变距螺距的焊接件3进行焊接。

为了解决上述问题，旋转装置22还包括与安装座固定连接的旋转驱动动力源，姿态调整关节23与旋转驱动动力源的输出轴固定连接，姿态调整关节23与旋转驱动动力源的输出轴偏心设置，其中旋转驱动动力源是伺服电机或步进电机等旋转装置22，还可包括与旋转装置22固定连接的减速机或蜗杆组件。

通过旋转驱动动力源驱动旋转驱动装置，能够在焊接工作中根据螺旋叶片的角度实时调整焊枪24的角度，解决了现有技术无法对变距螺距的焊接件3进行焊接的问题。

在进一步的实施例中，姿态调整关节23包括与旋转装置22的输出轴固定连接的姿态调整动力源231，以及与姿态调整动力源231的输出轴固定连接的夹块232，焊枪24与夹块232固定连接，其中姿态调整动力源231是伺服电机或步进电机等旋转装置22，还可包括与旋转装置22固定连接的减速机或蜗杆组件。

通过姿态调整动力源231驱动姿态调整关节23，增加了焊枪24的自动旋转轴，能够在焊接工作中根据螺旋叶片的角度实时调整焊枪24的角度，进一步解决了现有技术无法对变距螺距的焊接件3进行焊接的问题。