CN213560824U - 基于不锈钢管件的自动化焊接生产线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了基于不锈钢管件的自动化焊接生产线，包括焊房和焊接机器人，还包括总管焊接变位机、支管焊接变位机和伺服地轨，总管焊接变位机包括设备底座、驱动箱体、滚轮托架、气动托架和尾座，驱动箱体上设置有第一旋转卡盘，尾座上设置有尾顶机构，支管焊接变位机包括设备主体、自定心卡盘和分离型卡爪，自定心卡盘设置在设备主体的顶部，分离型卡爪安装在自定心卡盘的外沿；焊接机器人能够协同伺服地轨进行移动，进而实现对不同位置管道工件的焊接；能够适应连续生产，实现对管件的自动化焊接生产，提高了不锈钢管件焊接的质量，保证了焊接质量的均一性。

Description

基于不锈钢管件的自动化焊接生产线

技术领域

本实用新型属于焊接装置技术领域，具体涉及基于不锈钢管件的自动化焊接生产线。

背景技术

随着我国智能制造的深入开展，工业已经全面进入了自动化、数字化和信息化的时代，工业自动化具有高效率、低能耗、节约人力成本、促进产业升级等明显的效果。目前在二次供水行业，供水设备中的不锈钢管件的焊接生产还需人工焊接，生产效率低、自动化程度低、劳动强度强度、存在一定安全隐患并且对工作人员的技术水平要求较高。

实用新型内容

本实用新型目的在于针对现有技术所存在的不足而提供基于不锈钢管件的自动化焊接生产线的技术方案，能够适应连续生产，实现对管件的自动化焊接生产，提高了不锈钢管件焊接的质量，保证了焊接质量的均一性，并且对工作人员的焊接技术要求不高，降低了工作人员的劳动强度。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

基于不锈钢管件的自动化焊接生产线，包括焊房和焊接机器人，其特征在于：还包括总管焊接变位机、支管焊接变位机和伺服地轨，总管焊接变位机、支管焊接变位机和伺服地轨均安装在焊房内，焊接机器人安装在伺服地轨上，总管焊接变位机和支管焊接变位机与伺服地轨并行设置，总管焊接变位机包括设备底座、驱动箱体、滚轮托架、气动托架和尾座，驱动箱体固定安装在设备底座的一侧，尾座安装在设备底座的另一侧，尾座由气动装置驱动沿设备底座运行，滚轮托架和气动托架安装在设备底座上，驱动箱体上设置有第一旋转卡盘，尾座上设置有尾顶机构，支管焊接变位机包括设备主体、自定心卡盘和分离型卡爪，自定心卡盘设置在设备主体的顶部，分离型卡爪安装在自定心卡盘的外沿；焊接机器人能够协同伺服地轨进行移动，进而实现对不同位置管道工件的焊接；总管焊接变位机用来转动总管、直管进行焊接，使其焊缝运动至理想位置进行施焊，支管焊接变位机是对不锈钢支管进行焊接辅助作用，由于总管具有质量较重、长度较长的特点，而支管一般质量轻长度短，因此本生产线内设置两套不同的变位机能够符合不同规格的不锈钢管道的自动焊接工作，能够满足小批量、多品种的柔性生产方式，焊接机器人沿伺服地轨运动，并能够自动检测到焊缝位置进行满焊工作，焊接方式采用熔化极气体保护焊，焊接效率高，飞溅少，管道工件在总管焊接变位机的安装方法为，将点焊后的管道工件放置在滚轮托架上，并调节气动托架使管道工件的法兰面定位在气动托架上，管道工件的一端抵牢在第一旋转卡盘上，气动装置向管道工件一侧移动尾座，使尾顶机构与管道工件的端部接触，并人工操作使其卡牢，通过启动驱动箱体，第一旋转卡盘和尾顶机构带动管道工件旋转的同时，焊接机器人能够精准识别到焊缝位置并进行焊接，支管焊接变位机的使用方法为：将管道工件竖直放置在自定心卡盘上，并用分离型卡爪将其固定，设备主体启动后，自定心卡盘能够带动管道工件旋转，使焊缝均匀充分暴露在焊接机器人可操作的焊接位处。

进一步，还包括安防***，安防***安装在焊房的前侧外壁上，安防***与伺服地轨和焊接机器人均通信连接；安防***中还包括多个急停按钮，当发生紧急情况时，按急停按钮可令对应设备立即停止工作，且所有主回路控制断开。

进一步，还包括总控***，总控***安装在焊房的外侧壁上，总控***与焊接机器人、伺服地轨均通信连接，总控***的一侧安装有启动盒。

进一步，焊接机器人包括机器人本体、焊接装备和焊缝追踪装置，机器人本体安装在伺服地轨上，焊缝追踪装置安装在机器人本体上，焊接装备固定安装在机器人本体的一侧，焊接装备与机器人本体同步运动；焊接机器人具有枪尖自动校正、自动寻位定位、电弧跟踪及矫正、焊丝检测装置及防碰撞功能。

进一步，焊接装备包括机器人控制单元和焊接设备，机器人控制单元和焊接设备均作用于机器人本体；机器人控制单元对焊接机器人的硬件及软件进行控制，焊接设备包括焊接电源、送丝机、焊枪等部分，为机器人本体的焊接工作提供设备保障。

进一步，滚轮托架包括滚轮底座和滚轮，滚轮底座活动安装在设备底座上，滚轮安装在滚轮底座的顶部，滚轮与管道工件相接触；滚轮托架对管道工件起到中间部位的支撑作用，并且管道工件在总管焊接变位机的作用下旋转时，滚轮能够随其旋转，不会产生阻力。

进一步，气动托架包括调节底座、第二气缸和托板，调节底座与设备底座活动连接，第二气缸固定安装在调节底座上，托板固定安装在第二气缸的顶部；气动托架是在管道工件安装时起到辅助支撑的作用，将管道工件的一端卡接在第一旋转卡盘后，管道工件的另一端呈悬空状态，通过第二气缸向上运行从管道工件的下方对其进行支撑，使管道工件的安装卡接的操作性更强，当管道工件的两端均安装完成后，第二气缸向下退回，托板不再与管道工件接触。

进一步，尾顶机构包括旋转机构、第一气缸、尾顶卡盘和尾顶顶尖，旋转机构安装在尾座的内部，第一气缸与尾顶顶尖连接，尾顶卡盘安装在尾顶顶尖上，尾顶卡盘与尾顶顶尖可拆分；尾顶机构配置有两套夹具，尾顶卡盘和尾顶顶尖分别针对不同规格(直径)的管道工件使用，由于尾顶顶尖卡接在尾顶卡盘的内圈中，当需要应用尾顶顶尖时，可将尾顶卡盘取出；通过第一气缸的往复作用，能够将管道工件释放或锁紧。

进一步，焊房的内部还安装有清枪器，清枪器设置在总管焊接变位机和支管焊接变位机之间；能够自动去除焊接机器人喷嘴内的焊接飞溅物，涂抹飞溅粘附防止剂，能够提高焊接机器人的运转效率，提高焊接品质。

进一步，焊房上设置有安全门和检修门，安全门和检修门上均安装有人体感应装置，人体感应装置与安防***通信连接；当人体感应装置检测到人员进入焊房后，安防***收到相关信号指令后，对所有设备实施停止运行，防止设备对人员造成伤害。

本实用新型由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：总管焊接变位机用来转动总管、直管进行焊接，使其焊缝运动至理想位置进行施焊，支管焊接变位机是对不锈钢支管进行焊接辅助作用，由于总管具有质量较重、长度较长的特点，而支管一般质量轻长度短，因此本生产线内设置两套不同的变位机能够符合不同规格的不锈钢管道的自动焊接工作，能够满足小批量、多品种的柔性生产方式，焊接机器人沿伺服地轨运动，并能够自动检测到焊缝位置进行满焊工作，焊接方式采用熔化极气体保护焊，焊接效率高，飞溅少，管道工件在总管焊接变位机的安装方法为，将点焊后的管道工件放置在滚轮托架上，并调节气动托架使管道工件的法兰面定位在气动托架上，管道工件的一端抵牢在第一旋转卡盘上，气动装置向管道工件一侧移动尾座，使尾顶机构与管道工件的端部接触，并人工操作使其卡牢，通过启动驱动箱体，第一旋转卡盘和尾顶机构带动管道工件旋转的同时，焊接机器人能够精准识别到焊缝位置并进行焊接，支管焊接变位机的使用方法为：将管道工件竖直放置在自定心卡盘上，并用分离型卡爪将其固定，设备主体启动后，自定心卡盘能够带动管道工件旋转，使焊缝均匀充分暴露在焊接机器人可操作的焊接位处。

本实用新型能够适应连续生产，实现对管件的自动化焊接生产，提高了不锈钢管件焊接的质量，保证了焊接质量的均一性，并且对工作人员的焊接技术要求不高，降低了工作人员的劳动强度。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型中基于不锈钢管件的自动化焊接生产线的结构示意图；

图2为本实用新型中焊房的结构示意图；

图3为本实用新型中焊接机器人与总管焊接变位机的分布示意图；

图4为本实用新型中总管焊接变位机的结构示意图；

图5为本实用新型中支管焊接变位机的结构示意图；

图6为图3中A处结构放大图；

图7为图4中B处结构放大图。

图中：1-焊房；2-焊接机器人；3-总管焊接变位机；4-支管焊接变位机；5-伺服地轨；6-设备底座；7-驱动箱体；8-滚轮托架；9-气动托架；10-尾座；11-第一旋转卡盘；12-尾顶机构；13-设备主体；14-自定心卡盘；15-分离型卡爪；16-安防***；17-总控***；18-启动盒；19-机器人本体；20-机器人控制单元；21-焊接设备；22-滚轮底座；23-滚轮；24-调节底座；25-第二气缸；26-托板；27-旋转机构；28-第一气缸；29-尾顶卡盘；30-尾顶顶尖；31-清枪器；32-安全门；33-检修门；34-管道工件；35-气动装置。

具体实施方式

如图1至图7所示，为本实用新型基于不锈钢管件的自动化焊接生产线，包括焊房1和焊接机器人2，还包括总管焊接变位机3、支管焊接变位机4和伺服地轨5，总管焊接变位机3、支管焊接变位机4和伺服地轨5均安装在焊房1内，焊接机器人2安装在伺服地轨5上，总管焊接变位机3和支管焊接变位机4与伺服地轨5并行设置，总管焊接变位机3包括设备底座6、驱动箱体7、滚轮托架8、气动托架9和尾座10，驱动箱体7固定安装在设备底座6的一侧，尾座10安装在设备底座6的另一侧，尾座10由气动装置35驱动沿设备底座6运行，滚轮托架8和气动托架9安装在设备底座6上，驱动箱体7上设置有第一旋转卡盘11，尾座10上设置有尾顶机构12，支管焊接变位机4包括设备主体13、自定心卡盘14和分离型卡爪15，自定心卡盘14设置在设备主体13的顶部，分离型卡爪15安装在自定心卡盘14的外沿；焊接机器人2能够协同伺服地轨5进行移动，进而实现对不同位置管道工件34的焊接；总管焊接变位机3用来转动总管、直管进行焊接，使其焊缝运动至理想位置进行施焊，支管焊接变位机4是对不锈钢支管进行焊接辅助作用，由于总管具有质量较重、长度较长的特点，而支管一般质量轻长度短，因此本生产线内设置两套不同的变位机能够符合不同规格的不锈钢管道的自动焊接工作，能够满足小批量、多品种的柔性生产方式，焊接机器人2沿伺服地轨5运动，并能够自动检测到焊缝位置进行满焊工作，焊接方式采用熔化极气体保护焊，焊接效率高，飞溅少，管道工件34在总管焊接变位机3的安装方法为，将点焊后的管道工件34放置在滚轮托架8上，并调节气动托架9使管道工件34的法兰面定位在气动托架9上，管道工件34的一端抵牢在第一旋转卡盘11上，气动装置35向管道工件34一侧移动尾座10，使尾顶机构12与管道工件34的端部接触，并人工操作使其卡牢，通过启动驱动箱体7，第一旋转卡盘11和尾顶机构12带动管道工件34旋转的同时，焊接机器人2能够精准识别到焊缝位置并进行焊接，支管焊接变位机4的使用方法为：将管道工件34竖直放置在自定心卡盘14上，并用分离型卡爪15将其固定，设备主体13启动后，自定心卡盘14能够带动管道工件34旋转，使焊缝均匀充分暴露在焊接机器人2可操作的焊接位处。

还包括安防***16，安防***16安装在焊房1的前侧外壁上，安防***16与伺服地轨5和焊接机器人2均通信连接；安防***16中还包括多个急停按钮，当发生紧急情况时，按急停按钮可令对应设备立即停止工作，且所有主回路控制断开。

还包括总控***17，总控***17安装在焊房1的外侧壁上，总控***17与焊接机器人2、伺服地轨5均通信连接，总控***17的一侧安装有启动盒18。

焊接机器人2包括机器人本体19、焊接装备和焊缝追踪装置，机器人本体19安装在伺服地轨5上，焊缝追踪装置安装在机器人本体19上，焊接装备固定安装在机器人本体19的一侧，焊接装备与机器人本体19同步运动；焊接机器人2具有枪尖自动校正、自动寻位定位、电弧跟踪及矫正、焊丝检测装置及防碰撞功能。

焊接装备包括机器人控制单元20和焊接设备21，机器人控制单元20和焊接设备21均作用于机器人本体19；机器人控制单元20对焊接机器人2的硬件及软件进行控制，焊接设备21包括焊接电源、送丝机、焊枪等部分，为机器人本体19的焊接工作提供设备保障。

滚轮托架8包括滚轮底座22和滚轮23，滚轮底座22活动安装在设备底座6上，滚轮23安装在滚轮底座22的顶部，滚轮23与管道工件34相接触；滚轮23托架8对管道工件34起到中间部位的支撑作用，并且管道工件34在总管焊接变位机3的作用下旋转时，滚轮23能够随其旋转，不会产生阻力。

气动托架9包括调节底座24、第二气缸25和托板26，调节底座24与设备底座6活动连接，第二气缸25固定安装在调节底座24上，托板26固定安装在第二气缸25的顶部；气动托架9是在管道工件34安装时起到辅助支撑的作用，将管道工件34的一端卡接在第一旋转卡盘11后，管道工件34的另一端呈悬空状态，通过第二气缸25向上运行从管道工件34的下方对其进行支撑，使管道工件34的安装卡接的操作性更强，当管道工件34的两端均安装完成后，第二气缸25向下退回，托板26不再与管道工件34接触。

尾顶机构12包括旋转机构27、第一气缸28、尾顶卡盘29和尾顶顶尖30，旋转机构27安装在尾座10的内部，第一气缸28与尾顶顶尖30连接，尾顶卡盘29安装在尾顶顶尖30上，尾顶卡盘29与尾顶顶尖30可拆分；尾顶机构12配置有两套夹具，尾顶卡盘29和尾顶顶尖30分别针对不同规格(直径)的管道工件34使用，由于尾顶顶尖30卡接在尾顶卡盘29的内圈中，当需要应用尾顶顶尖30时，可将尾顶卡盘29取出；通过第一气缸28的往复作用，能够将管道工件34释放或锁紧。

焊房1的内部还安装有清枪器31，清枪器31设置在总管焊接变位机3和支管焊接变位机4之间；能够自动去除焊接机器人2喷嘴内的焊接飞溅物，涂抹飞溅粘附防止剂，能够提高焊接机器人2的运转效率，提高焊接品质。

焊房1上设置有安全门32和检修门33，安全门32和检修门33上均安装有人体感应装置，人体感应装置与安防***16通信连接；当人体感应装置检测到人员进入焊房1后，安防***16收到相关信号指令后，对所有设备实施停止运行，防止设备对人员造成伤害。

本实用新型由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：总管焊接变位机3用来转动总管、直管进行焊接，使其焊缝运动至理想位置进行施焊，支管焊接变位机4是对不锈钢支管进行焊接辅助作用，由于总管具有质量较重、长度较长的特点，而支管一般质量轻长度短，因此本生产线内设置两套不同的变位机能够符合不同规格的不锈钢管道的自动焊接工作，能够满足小批量、多品种的柔性生产方式，焊接机器人2沿伺服地轨5运动，并能够自动检测到焊缝位置进行满焊工作，焊接方式采用熔化极气体保护焊，焊接效率高，飞溅少，管道工件34在总管焊接变位机3的安装方法为，将点焊后的管道工件34放置在滚轮23托架8上，并调节气动托架9使管道工件34的法兰面定位在气动托架9上，管道工件34的一端抵牢在第一旋转卡盘11上，气动装置35向管道工件34一侧移动尾座10，使尾顶机构12与管道工件34的端部接触，并人工操作使其卡牢，通过启动驱动箱体7，第一旋转卡盘11和尾顶机构12带动管道工件34旋转的同时，焊接机器人2能够精准识别到焊缝位置并进行焊接，支管焊接变位机4的使用方法为：将管道工件34竖直放置在自定心卡盘14上，并用分离型卡爪15将其固定，设备主体13启动后，自定心卡盘14能够带动管道工件34旋转，使焊缝均匀充分暴露在焊接机器人2可操作的焊接位处。

本实用新型能够适应连续生产，实现对管件的自动化焊接生产，提高了不锈钢管件焊接的质量，保证了焊接质量的均一性，并且对工作人员的焊接技术要求不高，降低了工作人员的劳动强度。

以上仅为本实用新型的具体实施例，但本实用新型的技术特征并不局限于此。任何以本实用新型为基础，为实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本实用新型的保护范围之中。

Claims (10)

1.基于不锈钢管件的自动化焊接生产线，包括焊房和焊接机器人，其特征在于：还包括总管焊接变位机、支管焊接变位机和伺服地轨，所述总管焊接变位机、所述支管焊接变位机和所述伺服地轨均安装在所述焊房内，所述焊接机器人安装在所述伺服地轨上，所述总管焊接变位机和所述支管焊接变位机与所述伺服地轨并行设置，所述总管焊接变位机包括设备底座、驱动箱体、滚轮托架、气动托架和尾座，所述驱动箱体固定安装在所述设备底座的一侧，所述尾座安装在所述设备底座的另一侧，所述尾座由气动装置驱动沿所述设备底座运行，所述滚轮托架和所述气动托架安装在所述设备底座上，所述驱动箱体上设置有第一旋转卡盘，所述尾座上设置有尾顶机构，所述支管焊接变位机包括设备主体、自定心卡盘和分离型卡爪，所述自定心卡盘设置在所述设备主体的顶部，所述分离型卡爪安装在所述自定心卡盘的外沿。

2.根据权利要求1所述的基于不锈钢管件的自动化焊接生产线，其特征在于：还包括安防***，所述安防***安装在所述焊房的前侧外壁上，所述安防***与所述伺服地轨和所述焊接机器人均通信连接。

3.根据权利要求1所述的基于不锈钢管件的自动化焊接生产线，其特征在于：还包括总控***，所述总控***安装在所述焊房的外侧壁上，所述总控***与所述焊接机器人、所述伺服地轨均通信连接，所述总控***的一侧安装有启动盒。

4.根据权利要求1所述的基于不锈钢管件的自动化焊接生产线，其特征在于：所述焊接机器人包括机器人本体、焊接装备和焊缝追踪装置，所述机器人本体安装在所述伺服地轨上，所述焊缝追踪装置安装在所述机器人本体上，所述焊接装备固定安装在所述机器人本体的一侧，所述焊接装备与所述机器人本体同步运动。

5.根据权利要求4所述的基于不锈钢管件的自动化焊接生产线，其特征在于：所述焊接装备包括机器人控制单元和焊接设备，所述机器人控制单元和所述焊接设备均作用于所述机器人本体。

6.根据权利要求1所述的基于不锈钢管件的自动化焊接生产线，其特征在于：所述滚轮托架包括滚轮底座和滚轮，所述滚轮底座活动安装在所述设备底座上，所述滚轮安装在所述滚轮底座的顶部，所述滚轮与管道工件相接触。

7.根据权利要求1所述的基于不锈钢管件的自动化焊接生产线，其特征在于：所述气动托架包括调节底座、第二气缸和托板，所述调节底座与所述设备底座活动连接，所述第二气缸固定安装在所述调节底座上，所述托板固定安装在所述第二气缸的顶部。

8.根据权利要求1所述的基于不锈钢管件的自动化焊接生产线，其特征在于：所述尾顶机构包括旋转机构、第一气缸、尾顶卡盘和尾顶顶尖，所述旋转机构安装在所述尾座的内部，所述第一气缸与所述尾顶顶尖连接，所述尾顶卡盘安装在所述尾顶顶尖上，所述尾顶卡盘与所述尾顶顶尖可拆分。

9.根据权利要求1所述的基于不锈钢管件的自动化焊接生产线，其特征在于：所述焊房的内部还安装有清枪器，所述清枪器设置在所述总管焊接变位机和所述支管焊接变位机之间。

10.根据权利要求2所述的基于不锈钢管件的自动化焊接生产线，其特征在于：所述焊房上设置有安全门和检修门，所述安全门和所述检修门上均安装有人体感应装置，所述人体感应装置与所述安防***通信连接。

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