一种管子管件内涨外夹组对及机械人焊接一体机的制作方法

本发明涉及机械加工领域，尤其涉及一种管子管件内涨外夹组对及机械人焊接一体机。

背景技术：

1、目前，工业项目的管道预制的智能化需求日益迫切，特别是智能化焊接要求。现有的管子管件组对机均是机械式的(非自动式，更非智能式的)、外部式(非内部式)、目视式的、人工测量式、人工点焊式、人工操控式的组对机；现有的管子管件焊接机是专机式(非机器人式)、逐层逐道断续焊接式、目视式的、人工操控式(离不开人)。

2、并且，目前的管子管件组对机和管子管件焊接机是独立的，目前尚无一款适用于工业管道行业的管子管件组对、焊接一体机。

3、鉴于现有技术的局限性和市场需求的增长，开发一款满足市场需求、结构简单、智能化的管子管件内涨外夹组对及机械人焊接一体机显得十分迫切。

技术实现思路

1、有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题提供一种管子管件内涨外夹组对及机械人焊接一体机，其集成度和智能化高，采用外夹和内涨结构，并采用设有激光视觉模块的焊接机器人来进行连续焊接，有效的解决相关背景技术中提到的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种管子管件内涨外夹组对及机械人焊接一体机，其包括：

3、组焊基座；

4、组焊头架，沿第一方向活动性设置在所述组焊基座上，所述组焊头架包括第一组对卡盘和设置在所述第一组对卡盘上的第一卡盘夹紧机构，所述第一组对卡盘上设有与所述第一卡盘夹紧机构传动连接的第一卡爪；

5、焊接机器人，焊接机器人，联接设置在所述组焊基座上，所述焊接机器人包括联接在机器人端部的机器人焊枪；

6、组焊尾架，沿所述第一方向活动性设置在所述组焊基座上，所述组焊尾架包括第二组对卡盘和设置在所述第二组对卡盘上的第二卡盘夹紧机构，所述第二组对卡盘上设有与所述第二卡盘夹紧机构传动连接的第二卡爪；以及，

7、涨紧机构，一端固定在组焊基座上，至少部分活套设置在所述组焊头架上，所述涨紧机构包括内涨卡盘和随动机构，所述内涨卡盘可转动的设置在所述随动机构上；

8、其中，所述组焊头架还包括连接所述随动机构的连接件，所述连接件被配置为使所述组焊头架可相对所述涨紧机构和组焊基座在所述第一方向上移动，并且，所述连接件被配置为使所述随动机构跟随所述第一组对卡盘转动。

9、在其中一个可行的实施例中，所述组焊头架还包括第一箱体、第一位移驱动机构和第一周向驱动机构，所述第一组对卡盘、第一卡盘夹紧机构、第一位移驱动机构和第一周向驱动机构均设置在所述第一箱体上；

10、其中，所述第一位移驱动机构与所述组焊基座传动连接，以驱动所述组焊头架沿所述第一方向移动；

11、所述第一周向驱动机构与所述第一组对卡盘传动连接，以驱动所述第一组对卡盘转动。

12、在其中一个可行的实施例中，所述涨紧装置还包括支撑底座和涨紧驱动组件，所述随动机构固定设置在所述支撑底座上，所述支撑底座设置于所述第一箱体内；所述涨紧驱动组件传动连接所述内涨卡盘，以驱动所述内涨卡盘涨紧。

13、在其中一个可行的实施例中，所述随动机构包括花键轴，所述连接件包括连接设置在所述第一组对卡盘上的旋转法兰盘和套设在所述花键轴外侧周向的花键轴套，所述花键轴设置在所述旋转法兰盘的内侧，所述花键轴套被配置为可在所述花键轴上移动，且可带动所述花键轴转动。

14、在其中一个可行的实施例中，所述组焊尾架还包括第二箱体、第二位移驱动机构和第二周向驱动机构，所述第二组对卡盘、第二卡盘夹紧机构、第二位移驱动机构和第二周向驱动机构均设置在所述第二箱体上；

15、其中，所述第二位移驱动机构与所述组焊基座传动连接，以驱动所述组焊头架沿所述第一方向移动；

16、所述第二周向驱动机构与所述第二组对卡盘传动连接，以驱动所述第二组对卡盘转动。

17、在其中一个可行的实施例中，所述管子管件内涨外夹组对及机械人焊接一体机还包括移动小车和焊接电源，所述焊接电源和焊接机器人设置在所述移动小车上，且所述焊接电源靠近所述焊接机器人设置；

18、其中，所述移动小车上设有第三位移驱动机构，所述第三位移驱动机构与所述组焊基座传动连接，以驱动所述移动小车和其上的所述焊接电源和焊接机器人沿所述第一方向移动。

19、在其中一个可行的实施例中，所述焊接电源包括焊机、送丝机和送丝盘，在所述焊机提供的电能和信号下，所述送丝机将所述送丝盘中的焊丝输送给所述机器人焊枪。

20、在其中一个可行的实施例中，如采用氩弧焊，可以设置冷却水箱时，所述冷却水箱被配置为与所述机器人焊枪进行热交换，以用于对所述机器人焊枪进行冷却。

21、在其中一个可行的实施例中，所述焊接机器人还包括机器人控制模块、机器人本体和示教器，所述机器人焊枪机械连接在所述机器人本体上，响应于所述机器人控制模块的指令，所述机器人本体驱动所述机器人焊枪进行相应操作；所述示教器被配置为用于编程和示教所述机器人焊枪的焊接路径及参数。

22、在其中一个可行的实施例中，所述焊接机器人为视觉焊接机器人，并在所述机器人焊枪处设有激光视觉模块。

23、在其中一个可行的实施例中，所述管子管件内涨外夹组对及机械人焊接一体机还包括至少一个支撑装置，所述支撑装置沿所述第一方向可活动地设置在所述组焊基座上；

24、所述支撑装置包括支撑块和与所述支撑块连接的支撑升降组件，所述支撑升降组件可带动所述支撑块相对所述组焊基座在第二方向上移动，所述第二方向与第一方向垂直。

25、在其中一个可行的实施例中，所述组焊基座包括至少两个沿第一方向设置的工作区域，所述组焊头架和组焊尾架设置在所述第一工作区域，所述焊接机器人设置在所述第二工作区域。

26、在其中一个可行的实施例中，所述组焊基座上分别设有适配所述组焊头架、所述组焊尾架和所述移动小车的直线导轨以及传动件。

27、在其中一个可行的实施例中，所述传动件为齿条，所述第一位移驱动机构和第二位移驱动机构为齿轮电机。

28、在其中一个可行的实施例中，所述管子管件内涨外夹组对及机械人焊接一体机还包括主控机构，所述主控机构与所述组焊头架、焊接机器人、焊接电源、组焊尾架和涨紧机构电性连接，所述主控机构被配置为响应于使用者或产线mes的操作或命令，对所述组焊头架、焊接机器人、焊接电源、组焊尾架和涨紧机构中的任一种或多种进行控制。

29、在其中一个可行的实施例中，所述主控机构包括电气柜和控制电脑，并通过视觉机器人控制系统和组焊plc控制系统软件进行控制。

30、本发明提供的装置具有以下技术效果：

31、1、本技术的管子管件内涨外夹组对及机械人焊接一体机采用组焊头架和组焊尾架来对不同的工件(管件/管子)进行夹持，再通过焊接机器人进行焊接，最终实现一维管段的智能化组对和焊接，极大的提高了管段组对和焊接的效率和质量。

32、2、本技术的管子管件内涨外夹组对及机械人焊接一体机通过设置涨紧机构来从工件内部(管子)对其进行夹持定位，并且该涨紧机构与组焊头架上的第一组对卡盘进行配合工作，能确保两个不同工件(管件与管子)的同心，减少组对错边量，提高焊接接头的质量。

33、3、本技术的管子管件内涨外夹组对及机械人焊接一体机利用搭配有激光视觉模块的焊接机器人先进行坡口内间距测量(让管子、管件的坡口间留一段距离)，再根据计算得到的移动距离(移动距离＝测得的坡口内间距-要求的组对间隙)，最后利用精密的传动装置进行精准调节，其精准达至预期的组对间隙要求，可确保焊口的组对质量。

34、4、本技术的涨紧系统采用花键轴作为随动机构，并通过花键轴套与组焊头架活动性连接，使得涨紧机构在组对过程中不妨碍组焊头架在第一方向上的移动(花键套在花键轴上移动)，又可在焊接过程中实现涨紧系统(管子)随组焊头架(管件)旋转。

35、以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。