本實(shí)用新型涉及焊接技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種插接管道焊接系統(tǒng)周向進(jìn)給裝置。

背景技術(shù)：

目前插接管道焊接主要有四種方式：(1)手工焊接：操作靈活，但焊縫質(zhì)量不易保證、焊接工作進(jìn)度難以控制、工人操作勞動(dòng)強(qiáng)度大、高級(jí)焊工培養(yǎng)困難；(2)焊接機(jī)器人全位置焊接，設(shè)備成本較高且需要有較大的工作空間；(3)利用變位機(jī)進(jìn)行插接管道焊接，難以實(shí)現(xiàn)管道工作現(xiàn)場的焊接；(4)任福深等設(shè)計(jì)了一種新型的5自由度焊接機(jī)器人(任福深，基于PC+DSP模式的管道插接專用焊接機(jī)器人系統(tǒng)研究[D]，北京工業(yè)大學(xué)，2009年)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人錨固、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、焊槍姿態(tài)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和送絲機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)了2自由度的自動(dòng)定心手腕機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了焊槍位置和焊槍姿態(tài)的獨(dú)立控制，建立了專用焊接機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，其工作原理如下：伺服電機(jī)固定與焊接機(jī)器人箱體固定，箱體與支撐主軸剛性連接，而支撐主軸與錨固機(jī)構(gòu)的上漲緊盤剛性連接，上下漲緊盤在工作時(shí)與插接管道的管壁內(nèi)側(cè)固定，因此伺服電機(jī)與插接管道相對(duì)位置固定。伺服電機(jī)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)通過齒輪箱減速后，將運(yùn)動(dòng)傳遞到旋轉(zhuǎn)主軸，旋轉(zhuǎn)主軸帶旋轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人的腰部旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，焊接機(jī)器人上的其它活動(dòng)部件均安裝轉(zhuǎn)臺(tái)上，因此在焊接過程中也隨著旋轉(zhuǎn)臺(tái)一起轉(zhuǎn)動(dòng)，但是此旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)整個(gè)系統(tǒng)除旋轉(zhuǎn)部分外，還有縱向進(jìn)給和焊槍夾持機(jī)構(gòu)，它們?cè)诤附訒r(shí)均與旋轉(zhuǎn)臺(tái)一同旋轉(zhuǎn)，此部分的重量難以得到有效平衡，因此會(huì)導(dǎo)致焊接時(shí)整個(gè)裝置的重心在不斷發(fā)生變化，從而影響焊接時(shí)整個(gè)焊接設(shè)備的穩(wěn)定性與工作的可靠性，并在一定程度上影響焊縫質(zhì)量，此外，其運(yùn)動(dòng)傳遞部分采用齒輪減速傳動(dòng)，減速比較小，難以發(fā)揮電機(jī)本身的性能，使用步進(jìn)電機(jī)有困難，不利于降低設(shè)備的造價(jià)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種插接管道焊接系統(tǒng)周向進(jìn)給裝置，以實(shí)現(xiàn)插接管道的自動(dòng)焊接。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：插接管道焊接系統(tǒng)周向進(jìn)給裝置，包括底部托盤，動(dòng)力及旋轉(zhuǎn)裝置以及漲緊放松裝置，所述動(dòng)力及旋轉(zhuǎn)裝置包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)，蝸輪蝸桿減速器和旋轉(zhuǎn)臺(tái)，所述漲緊放松裝置包括漲緊手柄，上漲緊盤，下漲緊盤和漲緊塊，所述底部托盤上方設(shè)置有旋轉(zhuǎn)臺(tái)，所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)上方設(shè)置有蝸輪蝸桿減速器，所述蝸輪蝸桿減速器與驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接，所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)中部還設(shè)置有螺紋導(dǎo)桿，所述螺紋導(dǎo)桿包括螺紋導(dǎo)桿上段和螺紋導(dǎo)桿下段，所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)與螺紋導(dǎo)桿上段之間設(shè)置有滾動(dòng)軸承，所述蝸輪蝸桿減速器的蝸輪軸與螺紋導(dǎo)桿下段通過聯(lián)軸器聯(lián)接，所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)的左側(cè)還設(shè)置有連接板，所述蝸輪蝸桿減速器的上方設(shè)置有漲緊手柄，所述漲緊手柄的下表面與蝸輪蝸桿減速器的上表面接觸并在接觸面上進(jìn)行潤滑處理，所述漲緊手柄上設(shè)置有兩個(gè)手柄連桿，所述上漲緊盤和下漲緊盤的結(jié)構(gòu)相同，其上均開設(shè)有槽口，上漲緊盤和下漲緊盤的槽口位置對(duì)應(yīng)，漲緊塊的側(cè)面分別卡入上漲緊盤和下漲緊盤的槽口內(nèi)。

進(jìn)一步地，所述底部托盤的邊緣處還設(shè)置有四塊防傾覆板，防傾覆板通過螺釘頂緊，以實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)臺(tái)及整個(gè)動(dòng)力及旋轉(zhuǎn)裝置在底部托盤邊緣上不會(huì)發(fā)生結(jié)構(gòu)傾覆。

更進(jìn)一步地，所述底部托盤上開設(shè)有環(huán)形溝槽，所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)底部的凸臺(tái)嵌入環(huán)形溝槽內(nèi)，并在環(huán)形溝槽的外圈安裝密封圈，在密封圈以內(nèi)的縫隙中加入潤滑劑保證旋轉(zhuǎn)臺(tái)低速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的可靠性。

更更一步地，所述連接板通過螺栓和螺母與旋轉(zhuǎn)臺(tái)表面固定，所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)與螺母之間還設(shè)置有墊圈。

優(yōu)選地，所述上漲緊盤和下漲緊盤上槽口的數(shù)量分別為3個(gè)，所述漲緊塊的數(shù)量為3個(gè)。

優(yōu)選地，驅(qū)動(dòng)電機(jī)為步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)。

本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：整個(gè)周向進(jìn)給裝置更加優(yōu)化，在不考慮焊槍姿態(tài)控制的前提下，將三維進(jìn)給運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為周向和縱向二維進(jìn)給動(dòng)，若是考慮焊槍姿態(tài)控制，相當(dāng)于將五維進(jìn)給動(dòng)控制轉(zhuǎn)化為四維動(dòng)控制，這就大大降低了控制系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)控制難度，能夠有效提高插接管道相貫線焊縫焊接質(zhì)量；周向進(jìn)給裝置中驅(qū)動(dòng)電機(jī)及傳動(dòng)的配置方案可以將電機(jī)及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)本體當(dāng)作配重，能夠有效降低系統(tǒng)整體質(zhì)量，有利于提高系統(tǒng)整體的便攜性，可實(shí)現(xiàn)單人操作；驅(qū)動(dòng)電機(jī)可以用步進(jìn)電機(jī)，也可用其他伺服電機(jī)，提高了設(shè)備的適應(yīng)性，降低了使用成本。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的主視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型的左視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實(shí)用新型中底部托盤的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本實(shí)用新型中上漲緊盤和下漲緊盤的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本實(shí)用新型中漲緊塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：

1、底部托盤 2、驅(qū)動(dòng)電機(jī) 3、蝸輪蝸桿減速器

4、旋轉(zhuǎn)臺(tái) 5、漲緊手柄 6、上漲緊盤

7、下漲緊盤 8、漲緊塊 9、環(huán)形溝槽

10、密封圈 11、防傾覆板 12、螺釘

13、螺紋導(dǎo)桿上段 14、螺紋導(dǎo)桿下段 15、滾動(dòng)軸承

16、聯(lián)軸器 17、連接板 18、螺栓

19、螺母 20、墊圈 21、手柄連桿

22、槽口

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做詳細(xì)說明。

如圖1-圖6所示，本實(shí)用新型插接管道焊接系統(tǒng)周向進(jìn)給裝置，包括底部托盤1，動(dòng)力及旋轉(zhuǎn)裝置以及漲緊放松裝置，所述動(dòng)力及旋轉(zhuǎn)裝置包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)2，蝸輪蝸桿減速器3和旋轉(zhuǎn)臺(tái)4，所述漲緊放松裝置包括漲緊手柄5，上漲緊盤6，下漲緊盤7和漲緊塊8，所述底部托盤1上方設(shè)置有旋轉(zhuǎn)臺(tái)4，所述底部托盤1上開設(shè)有環(huán)形溝槽9，所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)4底部的凸臺(tái)嵌入環(huán)形溝槽9內(nèi)，并在環(huán)形溝槽9的外圈安裝密封圈10，在密封圈10以內(nèi)的縫隙中加入潤滑劑保證旋轉(zhuǎn)臺(tái)4低速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的可靠性，所述底部托盤1的邊緣處還設(shè)置有四塊防傾覆板11，防傾覆板11通過螺釘12頂緊，以實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)臺(tái)4及整個(gè)動(dòng)力及旋轉(zhuǎn)裝置在底部托盤1邊緣上不會(huì)發(fā)生結(jié)構(gòu)傾覆，所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)4上方設(shè)置有蝸輪蝸桿減速器3，所述蝸輪蝸桿減速器3與驅(qū)動(dòng)電機(jī)2連接，驅(qū)動(dòng)電機(jī)2為步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)，所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)4中部還設(shè)置有螺紋導(dǎo)桿，所述螺紋導(dǎo)桿包括螺紋導(dǎo)桿上段13和螺紋導(dǎo)桿下段14，所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)4與螺紋導(dǎo)桿上段13之間設(shè)置有滾動(dòng)軸承15，所述蝸輪蝸桿減速器3的蝸輪軸與螺紋導(dǎo)桿下段14通過聯(lián)軸器16聯(lián)接，驅(qū)動(dòng)電機(jī)2經(jīng)蝸輪蝸桿減速器3進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，在焊接過程中，蝸輪及其軸與支管相對(duì)位置不變，蝸桿軸及驅(qū)動(dòng)電機(jī)2帶動(dòng)自身及旋轉(zhuǎn)臺(tái)4整體繞蝸輪軸旋轉(zhuǎn)，反向旋轉(zhuǎn)換向由控制系統(tǒng)控制電機(jī)反向旋轉(zhuǎn)解決，所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)4的左側(cè)還設(shè)置有連接板17，所述連接板16通過螺栓18和螺母19與旋轉(zhuǎn)臺(tái)4表面固定，所述旋轉(zhuǎn)臺(tái)4與螺母18之間還設(shè)置有墊圈20，所述蝸輪蝸桿減速器3的上方設(shè)置有漲緊手柄5，以保證可靠定位、漲緊及放松，完成整個(gè)周向進(jìn)給裝置與支管的定位、固定與放松，通過調(diào)節(jié)漲緊手柄5還可以實(shí)現(xiàn)不同直徑支管的錨固；所述漲緊手柄5的下表面與蝸輪蝸桿減速器3的上表面接觸并在接觸面上進(jìn)行潤滑處理，所述漲緊手柄5上設(shè)置有兩個(gè)手柄連桿21，所述上漲緊盤6和下漲緊盤7結(jié)構(gòu)相同，其上均開設(shè)有3個(gè)槽口22，上漲緊盤6和下漲緊盤7的槽口22位置對(duì)應(yīng)，3個(gè)漲緊塊8的側(cè)面分別卡入上漲緊盤6和下漲緊盤7的槽口22內(nèi)。

本實(shí)例的工作過程：將插接管道進(jìn)行點(diǎn)焊固定后，將漲緊塊8、上漲緊盤6和下漲緊盤7放入將要焊接的支管中，保證底部托盤1與焊接支管的緊密接觸；逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)漲緊手柄5，將整個(gè)焊接系統(tǒng)緊固在焊接支管上；啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)2，使整個(gè)動(dòng)力及旋轉(zhuǎn)裝置順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，完成焊縫的焊接所需的周向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；焊接完成后，驅(qū)動(dòng)電機(jī)2停止，此時(shí)有兩種松開方法，一是驅(qū)動(dòng)電機(jī)2反向旋轉(zhuǎn)，二是順時(shí)針旋轉(zhuǎn)漲緊手柄5，將焊接系統(tǒng)整體從焊接支管中取出，完成整個(gè)焊接過程。將插接管道焊接時(shí)為保證焊槍運(yùn)動(dòng)幾何位置軌跡所需的三軸聯(lián)動(dòng)轉(zhuǎn)化為兩軸聯(lián)動(dòng)完成，簡化機(jī)械結(jié)構(gòu)，減輕機(jī)構(gòu)質(zhì)量，降低控制系統(tǒng)軌跡計(jì)算難度；將驅(qū)動(dòng)電機(jī)2與旋轉(zhuǎn)臺(tái)4固定，焊接時(shí)隨旋轉(zhuǎn)臺(tái)一起旋轉(zhuǎn)，同時(shí)充當(dāng)配重用以平衡縱向進(jìn)給部分和焊槍夾持機(jī)構(gòu)的重量；采用蝸輪蝸桿減速機(jī)構(gòu)，增大減速比，滿足驅(qū)動(dòng)電機(jī)2的啟動(dòng)頻率要求，可以采用步進(jìn)電機(jī)直接進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，進(jìn)一步降低設(shè)備造價(jià)。

以上對(duì)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說明，但所述內(nèi)容僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本實(shí)用新型的實(shí)施范圍。凡依本實(shí)用新型申請(qǐng)范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本實(shí)用新型的專利涵蓋范圍之內(nèi)。