本發(fā)明涉及一種用于接管相貫線焊接的機(jī)器人，具體涉及一種吊卡式接管相貫線焊接機(jī)器人，既可以以吊掛方式對(duì)接管相貫線進(jìn)行焊接，也可以以卡管方式對(duì)接管相貫線進(jìn)行焊接。

背景技術(shù)：

在壓力容器、石油化工、天然氣、管道等行業(yè)中，接管相貫線焊接作業(yè)應(yīng)用面廣闊，焊接作業(yè)的質(zhì)量密切影響著裝備水平，對(duì)于接管相貫線的焊接，一般工廠采用人工焊接的方式進(jìn)行，生產(chǎn)周期長(zhǎng)、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、焊接質(zhì)量難以保持穩(wěn)定、生產(chǎn)效率低等問題突出；現(xiàn)有的焊接自動(dòng)化設(shè)備應(yīng)用面相對(duì)有限，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)施工需求難以全面保障；國(guó)外引進(jìn)的相關(guān)設(shè)備售價(jià)難以為一般工廠所接受，且操作需要接受培訓(xùn)的專業(yè)人員，加大了相關(guān)的人力成本。

吊掛式焊接方式與卡管式焊接方式是目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用較為廣泛的接管相貫線焊接機(jī)器人的兩種主要形式。目前，市場(chǎng)上比較常見的是卡管式接管相貫線焊接機(jī)器人，其只能以卡管方式進(jìn)行焊接，當(dāng)進(jìn)行大直徑接管焊接時(shí)，卡盤方式難以滿足裝卡要求，另外也容易因焊接熱量較大導(dǎo)致卡盤受熱變形而卡死，導(dǎo)致難以拆卸；而已授權(quán)的發(fā)明專利懸掛式接管焊接機(jī)器人只能以吊掛的方式進(jìn)行焊接，受吊掛方式的影響，其移動(dòng)空間受限，難以實(shí)現(xiàn)大空間多場(chǎng)地的移動(dòng)式作業(yè)。因而設(shè)計(jì)一款功能全面既可以以吊掛方式又可以以卡管方式的接管相貫線焊接機(jī)器人將具有較高的實(shí)用價(jià)值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決上述問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)的吊卡式接管相貫線焊接機(jī)器人，本發(fā)明解決上述問題所采用的技術(shù)方案是：一種吊卡式接管相貫線焊接機(jī)器人，包括中軸固定機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、伸縮機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、槍擺機(jī)構(gòu)，其特征在于：所述中軸固定機(jī)構(gòu)可由上端大掛架吊掛于吊臂，也可由下部卡盤裝卡在接管上；所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)繞中軸固定機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)；所述伸縮機(jī)構(gòu)安裝于旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)一側(cè)；所述升降機(jī)構(gòu)安裝于伸縮機(jī)構(gòu)一側(cè)末端；所述槍擺機(jī)構(gòu)安裝于升降機(jī)構(gòu)下端。

所述中軸固定機(jī)構(gòu)包括主軸、大掛架、支承軸、卡盤；當(dāng)進(jìn)行以吊掛方式進(jìn)行焊接時(shí)，所述主軸通過(guò)拉板安裝于大掛架下面，并當(dāng)將支承軸和卡盤拆卸下來(lái)，即可實(shí)現(xiàn)吊掛式焊接；當(dāng)進(jìn)行卡管式焊接時(shí)，大掛架可拆卸，通過(guò)支承軸和卡盤進(jìn)行裝卡，即可實(shí)現(xiàn)以卡管式方式進(jìn)行焊接。

所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括組合框、旋轉(zhuǎn)框、焊接電流滑環(huán)、電氣滑環(huán)、旋轉(zhuǎn)用電機(jī)、旋轉(zhuǎn)用減速器、旋轉(zhuǎn)用齒輪、旋轉(zhuǎn)用減速器支架、回轉(zhuǎn)支承；所述回轉(zhuǎn)支承內(nèi)圈同軸心安裝于主軸底部呈托盤型結(jié)構(gòu)的上面；所述旋轉(zhuǎn)框安裝于回轉(zhuǎn)支承的外圈上部；所述組合框安裝于旋轉(zhuǎn)框上部；所述旋轉(zhuǎn)用電機(jī)和旋轉(zhuǎn)用減速器安裝于旋轉(zhuǎn)用減速器支架上，所述旋轉(zhuǎn)用減速器支架安裝于旋轉(zhuǎn)框一側(cè)開有矩形孔處；所述旋轉(zhuǎn)用齒輪安裝于旋轉(zhuǎn)用減速器輸出軸上，并與回轉(zhuǎn)支承外圈上的齒相互嚙合；所述電氣滑環(huán)同軸心安裝于主軸上且位于安裝回轉(zhuǎn)支承上部適當(dāng)位置；所述焊接電流滑環(huán)同軸心安裝于主軸上且位于安裝電氣滑環(huán)上部位置，且焊接電流滑環(huán)上部與組合框上表面共面；在主軸內(nèi)部開有通孔，并在焊接電流滑環(huán)和電氣滑環(huán)之間的主軸上開有健孔，用于實(shí)現(xiàn)電氣線路布線，通過(guò)焊接電流滑環(huán)和電氣滑環(huán)實(shí)現(xiàn)焊接時(shí)的無(wú)限旋轉(zhuǎn)功能。

所述伸縮機(jī)構(gòu)包括伸縮掛架、伸縮臂、伸縮用電機(jī)、伸縮用減速器、伸縮用減速器支架、伸縮齒輪、伸縮齒條、伸縮滑塊、伸縮滑軌；所述伸縮掛架安裝于旋轉(zhuǎn)框一側(cè)；所述伸縮用減速器支架安裝于伸縮掛架遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)框一側(cè)開有矩形孔處；所述伸縮滑塊安裝于伸縮掛架下面近于旋轉(zhuǎn)框一側(cè)；所述伸縮臂上部安裝有伸縮滑軌，并與伸縮滑塊鑲嵌連接；所述伸縮齒條安裝于伸縮臂遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)框一側(cè)；所述伸縮用電機(jī)和伸縮用減速器安裝于伸縮用減速器支架上；所述伸縮用齒輪安裝于伸縮用減速器的輸出軸上，且與伸縮齒條相嚙合。伸縮機(jī)構(gòu)用于實(shí)現(xiàn)接管半徑不同時(shí)和焊接過(guò)過(guò)程中焊道連續(xù)變軌時(shí)的半徑伸縮調(diào)整作用。

所述升降機(jī)構(gòu)包括升降臂、升降架、升降臂擋、升降滑軌、升降齒條、升降用電機(jī)、渦輪蝸桿減速器、升降滑塊、升降齒輪軸、升降架壓蓋；所述升降架安裝于伸縮臂一側(cè)末端；所述升降滑塊安裝固定于升降架內(nèi)側(cè)；所述升降臂一側(cè)安裝有升降滑軌，并與升降滑塊鑲嵌連接；所述升降齒條安裝在升降臂安裝有升降滑軌的反側(cè)；所述渦輪蝸桿減速器安裝于升降架一側(cè)安裝升降齒輪軸較大開孔處；所述升降齒輪軸一端安裝于渦輪蝸桿減速器輸出軸孔內(nèi)，另外一端安裝于升降架一側(cè)開孔處，且與升降齒條相嚙合；所述升降架壓蓋同軸心安裝于升降架一側(cè)安裝升降齒輪軸較小開孔處；所述升降用電機(jī)安裝于渦輪蝸桿減速器上部；所述升降臂擋安裝于升降臂上端頂部。升降機(jī)構(gòu)用于實(shí)現(xiàn)沿接管母線方向上運(yùn)動(dòng)，使焊槍在接管母線上實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)用以跟蹤接管的相貫線。

所述槍擺機(jī)構(gòu)包括槍擺機(jī)構(gòu)外殼、焊槍、焊槍支架、槍擺用電機(jī)、槍擺用減速器、槍擺用減速器支架、槍軸、焊槍座、焊槍夾、小錐齒輪、大錐齒輪；所述焊槍支架固定安裝于升降臂底部；所述槍擺用減速器支架安裝于焊槍支架一側(cè)；所述槍擺用電機(jī)安裝于槍擺用減速器輸入軸端處；所述槍擺用減速器安裝于槍擺用減速器支架上；所述小錐齒輪安裝在槍擺用減速器輸出軸上；所述槍軸通過(guò)軸承安裝于焊槍支架末端開孔處；所述大錐齒輪同軸心安裝于槍軸近于槍擺用減速器支架一側(cè)，并與小錐齒輪相嚙合；所述焊槍座同軸心安裝于槍軸近于槍擺用減速器支架反側(cè)，所述焊槍夾與焊槍座互為鑲嵌安裝；所述焊槍置于焊槍座與焊槍夾之間空間處。槍擺機(jī)構(gòu)使焊槍擺向相貫線處，使升降臂盡量貼近接管沿著相貫線焊接處，這樣即可保證焊絲盡量接近垂直的方向進(jìn)行焊接，保證焊接質(zhì)量。

本發(fā)明的有益效果是：（1）整體結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單緊湊，既可以以吊掛的方式進(jìn)行焊接，也可以以卡貫的方式進(jìn)行焊接；（2）兼顧了卡管式接管相貫線焊接機(jī)器人和吊掛式接管相貫線焊接機(jī)器人各自的優(yōu)點(diǎn)；（3）配件使用較為普遍通用，設(shè)備維護(hù)較為方便。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的伸縮機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明的升降機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明的槍擺機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明的吊掛式固定效果示意圖；

圖7是本發(fā)明的卡管式固定效果示意圖。

圖中：大掛架1，組合框2，旋轉(zhuǎn)框3，伸縮掛架4，伸縮臂5，卡盤6，支承軸7，升降臂8，升降架9，槍擺機(jī)構(gòu)外殼10，焊槍11，主軸12，焊接電流滑環(huán)13，電氣滑環(huán)14，旋轉(zhuǎn)用電機(jī)15，旋轉(zhuǎn)用齒輪16，回轉(zhuǎn)支承17，旋轉(zhuǎn)用減速器支架18，伸縮用電機(jī)19，伸縮減速器支架20，伸縮齒輪21，伸縮齒條22，伸縮滑塊23，伸縮滑軌24，升降齒輪軸25，升降架壓蓋26，升降臂擋27，升降滑軌28，升降齒條29，升降用電機(jī)30，渦輪蝸桿減速器31，升降滑塊32，焊槍支架33，槍擺用電機(jī)34，槍擺用減速器35，槍擺用減速器支架36，槍軸37，焊槍座38，焊槍夾39，小錐齒輪40，大錐齒輪41，旋轉(zhuǎn)用減速器42，伸縮用減速器43，拉板44，十字臂45，筒體接管46。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述： 如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6和圖7所示，本發(fā)明所述的一種吊卡式接管相貫線焊接機(jī)器人，包括中軸固定機(jī)構(gòu)（圖1）、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)（圖2）、伸縮機(jī)構(gòu)（圖3）、升降機(jī)構(gòu)（圖4）、槍擺機(jī)構(gòu)（圖5），其特征在于：所述中軸固定機(jī)構(gòu)（圖1）可通過(guò)大掛架安裝于十字臂45的橫臂端部，也可由下部卡盤裝卡于接管上；所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)（圖2）可以繞與中軸固定機(jī)構(gòu)（圖1）旋轉(zhuǎn)；所述伸縮機(jī)構(gòu)（圖3）安裝于旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)（圖2）一側(cè)；所述升降機(jī)構(gòu)（圖4）安裝于伸縮機(jī)構(gòu)（圖3）一側(cè)末端；所述槍擺機(jī)構(gòu)（圖5）安裝于升降機(jī)構(gòu)（圖4）下端。

如（圖1）所示，所述中軸固定機(jī)構(gòu)（圖1）包括：主軸12、大掛架1、支承軸7、卡盤6、拉板44；所述主軸12通過(guò)拉板44安裝于大掛架1下面，并將卡盤6和支承軸7拆卸下來(lái)，即可實(shí)現(xiàn)吊掛式焊接，效果如（圖6）所示；所述支承軸7安裝于主軸1下端，所述卡盤6安裝于支承軸7下端，通過(guò)卡盤6將接管相貫線焊接機(jī)器人裝卡在接管上，即可實(shí)現(xiàn)卡管式焊接功能，效果如（圖7）所示。

如（圖2）所示，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)（圖2）包括：組合框2、旋轉(zhuǎn)框3、焊接電流滑環(huán)13、電氣滑環(huán)14、旋轉(zhuǎn)用電機(jī)15、旋轉(zhuǎn)用減速器42、旋轉(zhuǎn)用齒輪16、旋轉(zhuǎn)用減速器支架18、回轉(zhuǎn)支承17；所述回轉(zhuǎn)支承17內(nèi)圈安裝于主軸12底部托盤型結(jié)構(gòu)上面；所述旋轉(zhuǎn)框3安裝于回轉(zhuǎn)支承17外圈上部；所述組合框2安裝于旋轉(zhuǎn)框3上部；所述旋轉(zhuǎn)用減速器支架18安裝于旋轉(zhuǎn)框3一側(cè)開有矩形孔處；所述旋轉(zhuǎn)用電機(jī)15安裝于旋轉(zhuǎn)用減速器42的輸入端，旋轉(zhuǎn)用減速器42安裝于旋轉(zhuǎn)減速器支架18上；所述旋轉(zhuǎn)用齒輪16安裝于旋轉(zhuǎn)用減速器42輸出軸上，并與回轉(zhuǎn)支承17外圈上的齒相嚙合；所述電氣滑環(huán)14安裝于主軸12上且位于安裝回轉(zhuǎn)支承17上部的適當(dāng)位置；所述焊接電流滑環(huán)13安裝于主軸12上且位于安裝電氣滑環(huán)14上部位置，且焊接電流滑環(huán)13上部與組合框2上表面共面；綜上安裝配置，在主軸12內(nèi)部開有通孔，并在焊接電流滑環(huán)13和電氣滑環(huán)14之間的主軸上開有健孔，用于實(shí)現(xiàn)電氣線路布線，焊接電流滑環(huán)13和電氣滑環(huán)14可以實(shí)現(xiàn)焊接時(shí)的無(wú)限旋轉(zhuǎn)功能，當(dāng)旋轉(zhuǎn)用電機(jī)15有旋轉(zhuǎn)輸出時(shí)，可帶動(dòng)伸縮機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)和槍擺機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)繞中軸固定機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)，即實(shí)現(xiàn)繞接管旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

如（圖3）所示，所述伸縮機(jī)構(gòu)（圖3）包括：伸縮掛架4、伸縮臂5、伸縮用電機(jī)19、伸縮用減速器43、伸縮用減速器支架20、伸縮齒輪21、伸縮齒條22、伸縮滑塊23、伸縮滑軌24；所述伸縮掛架4安裝于旋轉(zhuǎn)框3一側(cè)；所述伸縮減速器支架20安裝于伸縮掛架4遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)框3一側(cè)開有矩形孔處；所述伸縮滑塊23安裝于伸縮掛架4下面且近于旋轉(zhuǎn)框3一側(cè)；所述伸縮臂5上部安裝伸縮滑軌24，并與伸縮滑塊23鑲嵌連接；所述伸縮齒條22安裝于伸縮臂5且遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)框3一側(cè)；所述伸縮用減速器43安裝于伸縮用減速器支架20上；所述伸縮齒輪21安裝于伸縮用減速器43的輸出軸上，且與伸縮齒條22相嚙合；伸縮機(jī)構(gòu)用于實(shí)現(xiàn)接管半徑不同時(shí)和焊接過(guò)過(guò)程中焊道連續(xù)變軌時(shí)的半徑伸縮調(diào)整作用，綜上安裝配置實(shí)現(xiàn)了伸縮的功能。

如（圖4）所示，所述升降機(jī)構(gòu)（圖4）包括：升降臂8、升降架9、升降臂擋27、升降滑軌28、升降齒條29、升降用電機(jī)30、渦輪蝸桿減速器31、升降滑塊32、升降齒輪軸25、升降架壓蓋26；所述升降架9安裝于伸縮臂5一側(cè)末端；所述升降滑塊32安裝固定于升降架9內(nèi)側(cè)；所述升降臂8一側(cè)安裝有升降滑軌28，并與升降滑塊32鑲嵌連接；所述升降齒條29安裝在升降臂8安裝有升降滑軌28的反側(cè)；所述渦輪蝸桿減速器31安裝于升降架9一側(cè)；所述升降齒輪軸25一端安裝于渦輪蝸桿減速器31上，另外一端安裝于升降架9外一側(cè)面開孔處，且與升降齒條29相嚙合；所述升降架壓蓋26安裝于升降架9一側(cè)安裝升降齒輪軸25較小開孔處；所述升降用電機(jī)30安裝于渦輪蝸桿減速器31的輸入軸上；所述升降臂擋27安裝于升降臂8上端頂部，防止升降滑塊32超出行程；綜上安裝配置實(shí)現(xiàn)了升降的功能，升降機(jī)構(gòu)用于實(shí)現(xiàn)沿接管母線方向上運(yùn)動(dòng)，使焊槍在接管母線上實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)用以跟蹤接管的相貫線。

如（圖5）所示，所述槍擺機(jī)構(gòu)（圖5）包括：槍擺機(jī)構(gòu)外殼10、焊槍11、焊槍支架33、槍擺用電機(jī)34、槍擺用減速器35、槍擺用減速器支架36、槍軸37、焊槍座38、焊槍夾39、小錐齒輪40、大錐齒輪41；所述焊槍支架33固定安裝于升降臂8底部；所述槍擺用減速器支架36安裝于焊槍支架33一側(cè)；所述槍擺用減速器35安裝于槍擺用減速器支架36上，所述槍擺用電機(jī)34由轉(zhuǎn)軸安裝于槍擺用減速器35輸入軸端；所述小錐齒輪40安裝于槍擺用減速器35的輸出軸上；所述槍軸37通過(guò)軸承安裝于焊槍支架33末端開孔處；所述大錐齒輪41安裝于槍擺用減速器35的輸出軸上，并與小錐齒輪40相嚙合；所述焊槍座38同軸心安裝于槍軸37且近于槍擺用減速器支架36反側(cè)，所述焊槍夾39與焊槍座38互為鑲嵌安裝；所述焊槍11置于焊槍座38與焊槍夾39之間空間處；當(dāng)槍擺用電機(jī)有輸出時(shí)，通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)即可實(shí)現(xiàn)了焊槍角度擺動(dòng)的功能。

上述安裝配置完成后，控制柜安置于適當(dāng)位置，焊接電流滑環(huán)13和電氣滑環(huán)14實(shí)現(xiàn)焊接電流線路和電氣線路的無(wú)限旋轉(zhuǎn)。工作時(shí)，當(dāng)選擇吊掛式焊接時(shí)，如（圖6）所示，將卡盤6和支承軸7拆卸下來(lái)，通過(guò)主軸上部大掛架1對(duì)接管相貫線焊接機(jī)器人進(jìn)行安裝，即實(shí)現(xiàn)吊掛式焊接作業(yè)；當(dāng)選擇卡管式時(shí)，可通過(guò)支承軸7由卡盤6將接管相貫線焊接機(jī)器人裝卡在接管上實(shí)現(xiàn)卡管式焊接作業(yè)。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。