一种环纵焊缝自动焊接装置的制作方法

1.本发明涉及焊接设备技术领域，更具体地涉及一种环纵焊缝自动焊接装置。


背景技术：

2.焊缝的焊接是机械加工中常用的加工手段，现有自动焊机是通过plc控制，达到自动焊接工件的目的，在自动焊机系统里，为了实现提高焊接效率，常常需要做成多工位自动焊接，主要包括上料位、装夹位、焊接位、冷却位或检测位、下料位，从而形成一整套自动化系统，一次性完成工件从装配，焊接，检测到输出地工作，右图即为一个汽车推杆推板三工位自动焊机，有上料下料位，焊接位，检测位，由焊接机器人组成的自动焊机系统里面，也常常采用双工位或者多工位焊接，在机器人的长臂覆盖范围内，可以从一个工位转换到另一工位，从而实现多工位焊接。
3.现有自动焊接机在实际使用和生产时存在一些问题，具体如下：
4.现有自动焊机多是针对小巧的工件进行自动焊接，其工件固定部分有六向机械部组成，工件可进行360
°
旋转，使焊枪能够焊接工件不与固定组件连接的所有部分，且其焊接线路多是不规则的，导致其控制中心的数据处理需要较高的处理能力，导致其生产成本较高，但是在很多加工行业例如压力容器生产，管道焊接等需要焊接的焊缝多为环纵焊缝，其进行焊接自动焊机的很多功能是用不到的，且由于自动焊机的造价较高，导致其选择人工进行焊接，因此现需要一种能够对环纵焊缝进行加工且造价便宜的焊机来满足环纵焊缝的焊接


技术实现要素：

5.为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种环纵焊缝自动焊接装置，以解决上述背景技术中存在的问题。
6.本发明提供如下技术方案：一种环纵焊缝自动焊接装置，包括固定底座，还包括控制柜、三爪尾架、工件托架、三爪头架、横向移动组件、纵向移动组件以及焊接组件，所述固定底座包括固定底板，所述固定底板顶部的正面固定安装有两个第一滑轨，所述固定底板顶部的背面固定安装有两个第二滑轨，所述三爪尾架包括第一固定板，所述第一固定板的底部四角均固定安装有第一滑块，所述第一固定板的顶部固定连接有第一固定架，所述第一固定架的顶部固定连接有第一三爪架；
7.所述工件托架包括第二固定板，所述第二固定板底部的正背面均固定连接有第二滑块，所述第二固定板的顶部固定连接有v型块，所述v型块的正背面均活动连接有螺纹杆，两个所述螺纹杆的顶部活动连接有转动球，两个所述螺纹杆的底部固定连接有t型把手；
8.所述三爪头架包括第三固定板，所述第三固定板的顶部固定连接有第二固定架，所述第二固定架的顶部固定连接有第二三爪架，所述第二三爪架的一侧固定连接有工件转动电机，所述工件转动电机的底部固定连接有第三固定架，所述第三固定架的底部固定连接有第四固定板；
9.所述横向移动组件包括第五固定板，所述第五固定板的底部固定连接有第三滑块，所述第五固定板的顶部固定连接有u型架，所述u型架的顶部固定连接有第一齿板，所述第一齿板的顶部设有两个第一移动齿轮，所述第一移动齿轮的正背面活动连接有第一u型固定板，所述第一u型固定板的正面固定连接有第一伺服电机，所述第一伺服电机的输出轴与第一齿轮传动连接，两个所述第一移动齿轮的正面均固定连接有第一移动齿轮。
10.进一步的，所述纵向移动组件包括固定立柱，所述固定立柱的正面固定连接有第二齿板，所述固定立柱的背面固定连接有第三滑轨，所述第二齿板的正面设有两个第二移动齿轮，两个第二移动齿轮的一侧均设有第三齿轮，两个所述第三齿轮的两侧均活动连接有第三u型固定板，所述第三u型固定板的一侧固定连接有第二伺服电机，所述第二伺服电机的输出轴与第四齿轮传动连接，所述第三u型固定板的背面固定连接有第二u型固定板，所述第二u型固定板的内侧活动连接有两个固定轴，所述固定轴的外侧固定连接有两个限位轮；
11.所述焊接组件包括固定横梁，所述固定横梁的顶部固定来呢及有限位圈，所述固定横梁顶部的正面固定连接有弧形限位圈，所述固定横梁顶部的靠近正面固定连接有焊条移动组件，所述焊条移动组件包括第四u型固定板，所述第四u型固定板的一侧固定连接有第二伺服电机，所述第二伺服电机的外侧固定连接有焊条移动轮子，所述固定横梁底部的正面固定连接有焊枪，所述固定横梁的底部固定连接有气泵，所述气泵的底部固定连接有第二管道，所述气泵的一侧固定连接有第一管道，所述第二管道外侧的底部固定连接有异径罩板。
12.进一步的，所述第一滑轨与第二滑轨的切面尺寸相同，两个所述第一滑轨之间的距离与两个所述第二滑轨支架的距离相同，所述第一滑块底部的开口与第一滑轨上表面尺寸互相适配，两个所述第一滑块两侧对应之间的距离与两个所述第一滑块之间的距离相同。
13.进一步的，所述v型块的正背面均开设有内螺纹通孔且与螺纹杆外侧的螺纹互相配合，所述第二滑块底部的开口尺寸与第一滑轨的尺寸互相适配，两个所述第二滑块之间的距离与两个第一滑轨之间的距离相同。
14.进一步的，所述三爪头架的底部与固定底板的上表面固定连接，所述工件转动电机的输出轴与第二三爪架传动连接，所述第二三爪架的圆心、所述第一三爪架的圆心以及两个所述螺纹杆中心延长线的交点在同一直线上。
15.进一步的，所述第一移动齿轮与第二齿轮均位于第一u型固定板的内侧，所述第一齿轮与两个所述第二齿轮互相啮合，所述第一移动齿轮外侧的齿牙与第一齿板互相啮合，所述第五固定板底部正面与背面第三滑块之间的距离与两个所述第二滑轨之间的距离相同。
16.进一步的，所述第二伺服电机与第三齿轮互相啮合，两个所述第二移动齿轮外侧的齿牙与第二齿板传动连接，所述限位轮的外侧开设有环形槽，所述限位轮外侧的环形槽与第三滑轨互相配合，所述限位轮之间的距离与固定轴外侧两个第三滑轨之间的距离相同。
17.进一步的，所述焊条移动轮子的外侧开设有弧形槽且槽内为橡胶材质，所述弧形限位圈的出口与焊枪的焊接点在同一点上，所述焊枪的焊接点与第二三爪架的圆心、所述
第一三爪架的圆心以及两个所述螺纹杆中心延长线的交点在同一垂直平面上。
18.本发明的技术效果和优点：
19.1.本发明通过设有三爪尾架与工件托架，有利于对工件进行固定，且不需要将工件进行六向旋转，节省了工件固定组件的加工成本，且焊枪仅需要固定不动即可完成焊接，节省了转向焊枪的成本，虽使自动焊机的功能减少但是使其造价降低，使其适用范围更广。
20.2.本发明通过通过设有限位圈、弧形限位圈与焊条移动组件，有利于在进行焊接时能够实现自动供给焊条。
21.3.本发明通过设有气泵，有利于对焊接处的氧气含量减少避免金属与氧气发生反应影响金属特性。
附图说明
22.图1为本发明的整体结构示意图。
23.图2为本发明的固定底座结构示意图。
24.图3为本发明的三爪尾架结构示意图。
25.图4为本发明的工件托架结构示意图。
26.图5为本发明的三爪头架结构示意图。
27.图6为本发明的横向移动组件结构示意图。
28.图7为本发明的第一u型固定板剖面结构示意图
29.图8为本发明的纵向移动组件结构示意图
30.图9为本发明的第二u型固定板、第三u型固定板剖面结构示意图
31.图10为本发明的焊接组件结构示意图
32.图11为本发明的异径罩板剖面结构示意图
33.图12为本发明的焊条移动组件结构示意图
34.附图标记为：1、固定底座；101、固定底板；102、第一滑轨；103、第二滑轨；2、控制柜；3、三爪尾架；301、第一固定板；302、第一滑块；303、第一固定架；304、第一三爪架；4、工件托架；401、第二固定板；402、第二滑块；403、支撑柱；404、v型块；405、螺纹杆；406、转动球；407、t型把手；5、三爪头架；501、第三固定板；502、第二固定架；503、工件转动电机；504、第二三爪架；505、第三固定架；506、第四固定板；6、横向移动组件；601、第五固定板；602、第三滑块；603、u型架；604、第一齿板；605、第一u型固定板；606、第一伺服电机；607、第一齿轮；608、第一移动齿轮；609、第二齿轮；7、纵向移动组件；701、固定立柱；702、第二齿板；703、第三滑轨；704、第二u型固定板；705、第三u型固定板；706、第二伺服电机；707、第二移动齿轮；708、固定轴；709、限位轮；7010、第三齿轮；7011、第四齿轮；8、焊接组件；801、固定横梁；802、限位圈；803、弧形限位圈；804、焊条移动组件；8041、第四u型固定板；8042、第二伺服电机；8043、焊条移动轮子；805、焊枪；806、气泵；807、第一管道；808、第二管道；809、异径罩板。
具体实施方式
35.下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，另外，在以下的实施方式中记载的各结构的形态只不过是例示，本发明所涉及的环纵焊缝自
动焊接装置并不限定于在以下的实施方式中记载的各结构，在本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式都属于本发明保护的范围。
36.参照图1-3，本发明提供了一种环纵焊缝自动焊接装置，包括固定底座1、控制柜2、三爪尾架3、工件托架4、三爪头架5、横向移动组件6、纵向移动组件7以及焊接组件8，固定底座1包括固定底板101，固定底板101顶部的正面固定安装有两个第一滑轨102，固定底板101顶部的背面固定安装有两个第二滑轨103，第一滑轨102与第二滑轨103的切面尺寸相同，两个第一滑轨102之间的距离与两个第二滑轨103支架的距离相同，三爪尾架3包括第一固定板301，第一固定板301的底部四角均固定安装有第一滑块302，第一固定板301的顶部固定连接有第一固定架303，第一固定架303的顶部固定连接有第一三爪架304，第一滑块302底部的开口与第一滑轨102上表面尺寸互相适配，两个第一滑块302两侧对应之间的距离与两个第一滑块302之间的距离相同。
37.参照图4，工件托架4包括第二固定板401，第二固定板401底部的正背面均固定连接有第二滑块402，第二固定板401的顶部固定连接有v型块404，v型块404的正背面均活动连接有螺纹杆405，两个螺纹杆405的顶部活动连接有转动球406，两个螺纹杆405的底部固定连接有t型把手407，v型块404的正背面均开设有内螺纹通孔且与螺纹杆405外侧的螺纹互相配合，第二滑块402底部的开口尺寸与第一滑轨102的尺寸互相适配，两个第二滑块402之间的距离与两个第一滑轨102之间的距离相同；
38.本实施例中具体地说，转动球406与螺纹杆405之间活动连接的目的是保证转动球406在对焊接物体进行支撑时能够随着工件的转动转动球406同步转动，避免工件转动时支撑座将工件的外边面刮花。
39.参照图5，三爪头架5包括第三固定板501，第三固定板501的顶部固定连接有第二固定架502，第二固定架502的顶部固定连接有第二三爪架504，第二三爪架504的一侧固定连接有工件转动电机503，工件转动电机503的底部固定连接有第三固定架505，第三固定架505的底部固定连接有第四固定板506，三爪头架5的底部与固定底板101的上表面固定连接，工件转动电机503的输出轴与第二三爪架504传动连接，第二三爪架504的圆心、第一三爪架304的圆心以及两个螺纹杆405中心延长线的交点在同一直线上；
40.本实施例中，具体地说第三固定板501、第四固定板506和固定底板101之间的连接方式具体为螺栓连接或固定焊接的任意一种，其主要目的为了实现第三固定板501、第四固定板506和固定底板101的固定的连接状态，只要满足上述的连接状态即可，即本实施例对第三固定板501、第四固定板506和固定底板101的连接方式不做具体限定。
41.参照图6-7，横向移动组件6包括第五固定板601，第五固定板601的底部固定连接有第三滑块602，第五固定板601的顶部固定连接有u型架603，u型架603的顶部固定连接有第一齿板604，第一齿板604的顶部设有两个第一移动齿轮608，第一移动齿轮608的正背面活动连接有第一u型固定板605，第一u型固定板605的正面固定连接有第一伺服电机606，第一伺服电机606的输出轴与第一齿轮607传动连接，两个第一移动齿轮608的正面均固定连接有第一移动齿轮608，第一移动齿轮608与第二齿轮609均位于第一u型固定板605的内侧，第一齿轮607与两个第二齿轮609互相啮合，第一移动齿轮608外侧的齿牙与第一齿板604互相啮合，第五固定板601底部正面与背面第三滑块602之间的距离与两个第二滑轨103之间的距离相同；
42.本实施例中具体地说，横向移动组件6与第二滑轨103之间可相互移动且横向移动组件6设置有动力机构带动横向移动组件6在第二滑轨103的顶部左右移动，且横向移动组件6的移动机构可为电机或者磁力机构，即本实施例对横向移动组件6移动的动力机构不做具体限定。
43.参照图8-9，纵向移动组件7包括固定立柱701，固定立柱701的正面固定连接有第二齿板702，固定立柱701的背面固定连接有第三滑轨703，第二齿板702的正面设有两个第二移动齿轮707，两个第二移动齿轮707的一侧均设有第三齿轮7010，两个第三齿轮7010的两侧均活动连接有第三u型固定板705，第三u型固定板705的一侧固定连接有第二伺服电机706，第二伺服电机706的输出轴与第四齿轮7011传动连接，第三u型固定板705的背面固定连接有第二u型固定板704，第二u型固定板704的内侧活动连接有两个固定轴708，固定轴708的外侧固定连接有两个限位轮709，第二伺服电机706与第三齿轮7010互相啮合，两个第二移动齿轮707外侧的齿牙与第二齿板702传动连接，限位轮709的外侧开设有环形槽，限位轮709外侧的环形槽与第三滑轨703互相配合，限位轮709之间的距离与固定轴708外侧两个第三滑轨703之间的距离相同；
44.本实施例中，具体地说第二u型固定板704、固定轴708以及限位轮709的设定目的是将第三u型固定板705固定在第二齿板702上且第二伺服电机706不转动时第三u型固定板705不会发生上下移动，第二u型固定板704和第三u型固定板705之间的连接方式具体为螺栓连接或固定焊接的任意一种，其主要目的为了实现第二u型固定板704和第三u型固定板705的固定的连接状态，只要满足上述的连接状态即可，即本实施例对第二u型固定板704和第三u型固定板705的连接方式不作具体限定。
45.参照图10-12，焊接组件8包括固定横梁801，固定横梁801的顶部固定来呢及有限位圈802，固定横梁801顶部的正面固定连接有弧形限位圈803，固定横梁801顶部的靠近正面固定连接有焊条移动组件804，焊条移动组件804包括第四u型固定板8041，第四u型固定板8041的一侧固定连接有第二伺服电机8042，第二伺服电机8042的外侧固定连接有焊条移动轮子8043，固定横梁801底部的正面固定连接有焊枪805，固定横梁801的底部固定连接有气泵806，气泵806的底部固定连接有第二管道808，气泵806的一侧固定连接有第一管道807，第二管道808外侧的底部固定连接有异径罩板809，焊条移动轮子8043的外侧开设有弧形槽且槽内为橡胶材质，弧形限位圈803的出口与焊枪805的焊接点在同一点上，焊枪805的焊接点与第二三爪架504的圆心、第一三爪架304的圆心以及两个螺纹杆405中心延长线的交点在同一垂直平面上；
46.本实施例中，具体地说第一管道807的另一侧与二氧化碳气瓶固定连接在进行焊接时通过气泵806抽取气瓶中的二氧化碳通过异径罩板809对焊接处喷出二氧化碳气体，避免焊接时金属温度高与氧气发生反应影响金属特性，限位圈802的直径与弧形限位圈803的直径均与焊缝互相配合即焊缝可在限位圈802与弧形限位圈803内侧移动。
47.参照图1-12，控制柜2与三爪头架5、横向移动组件6、纵向移动组件7以及焊接组件8电信连接。
48.本发明的工作原理：通过第二三爪架504与第一三爪架304将需要焊接的筒体或者管道进行固定，然后调节螺纹杆405使两个螺纹杆405对固定的工件进行支撑，然后通过调节第五固定板601所在位置需要加工的焊缝完全韦宇u型架603的正面，继而通过第一伺服
电机606工作带动第一齿轮607旋转继而带动两个第一移动齿轮608旋转继而带动第四固定板506在第一齿板604的顶部左右移动，通过第二伺服电机706工作带动第四齿轮7011旋转，继而带动两个第二移动齿轮707旋转，使其在第二齿板702的正面上下移动，第一伺服电机606工作带动纵向移动组件7与焊接组件8进行左右移动，第二伺服电机706工作带动焊接组件8上下移动，继而调节焊枪805靠近需要进行焊接的焊缝，在进行焊接时若焊缝为环形焊缝则焊枪805的位置保持不动通过工件转动电机503工作带动第二三爪架504旋转继而带动工件进行旋转同时焊条移动组件804工作对焊枪805进行焊条补给，通过气泵806工作喷出二氧化碳气体对焊接处进行保护，在焊接条形焊缝时三爪头架5与三爪尾架3固定工件，通过第一伺服电机606带动焊枪805平行移动对平行焊缝进行焊接，上述所有工作均通过控制柜2进行操控。
49.最后应说明的几点是：首先，在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；
50.其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；
51.最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。