一种金属管道加工焊接装置

技术领域

本发明涉及焊接装置技术领域，具体为一种金属管道加工焊接装置。

背景技术

金属管道是指由金属结构制成的管道，按材质类型可分为不锈钢管、铁管、铜管和铝管等，按管道截面形状可分为圆管和方管。目前，在管道加工过程中，常需要对管道进行焊接处理，即将两根管道的端面对齐并焊接，使之形成一根长管。

目前，在对方形金属管道焊接的时候，一般需要将两根管道平放在工作台上，然后将两根管道的端面对齐，最后再由人工手持焊枪进行焊接。现有技术中，为了确保管道焊接的准确性，一般会在工作台上设置夹持机构，用于将两根待焊接管道夹紧，并且使二者的端面对齐贴合，然后由工人手动焊接；当方管的顶部一面焊接完成后，需要将管道翻转九十度，然后再焊接管道的另外一面，如此往复，直至管道的四个面均焊接完成为止。

然而，由于每次对管道翻面都需要人工手动进行，不仅工作效率不高，而且由于金属管道质量较重，因此很容易造成工作人员产生疲劳；另外，对于管道的夹持也需要人工手动操控夹具，反复的夹持及松开管道会大大影响焊接工作效率。为此，我们提出了一种金属管道加工焊接装置以良好的解决上述弊端。

发明内容

本发明的目的在于提供一种金属管道加工焊接装置，用于解决上述背景技术中提出的问题。

本发明是通过以下技术方案得以实现的：

一种金属管道加工焊接装置，包括工作台，所述工作台的顶面左右两侧分别对称设有活动座和固定座，所述活动座沿工作台的长度方向与所述工作台滑动配合，所述活动座和固定座的顶面分别固定设有呈拱形状的第一安装套和第二安装套，所述第一安装套和第二安装套的内部均转动套装有旋转筒，两个所述旋转筒同中心轴设置，且两个所述旋转筒的内部均设有载物台，两个所述载物台上分别用于放置两根待焊接方管；

所述工作台上还设有三轴定位机构，所述三轴定位机构的活动端可拆卸式安装有焊枪；

所述第一安装套和第二安装套的外部共同设置有旋转驱动机构，所述旋转驱动机构用于控制两个所述旋转筒同步转动；

所述第一安装套上设有推动机构，所述推动机构用于控制所述活动座沿工作台的长度方向滑移；

所述活动座上的旋转筒内还设有移出机构，所述移出机构用于驱动方管朝远离固定座的方向移动；

所述工作台的顶面开设有沿自身长度方向分布的滑槽，所述活动座的底面设有与所述滑槽相适配的滑轨；

所述载物台呈工字形状，所述载物台的顶面开设有镂空槽，所述镂空槽内转动设置有若干均匀排列的滚轴，所述载物台的前后两侧均活动设有夹板，所述载物台的底面固定设有双向气缸，所述双向气缸的两个活动端分别和载物台前后两侧的两块夹板固定连接；所述载物台的底面前后两侧均设有加强板，两块所述加强板分别和两块所述夹板一一对应，且所述加强板和相应的夹板之间均设有推动弹簧，自然状态下，所述推动弹簧处于压缩状态。

可选的，所述旋转筒的外侧固定套装有第一齿圈，所述第一安装套和第二安装套的侧壁上且靠近第一齿圈的位置处分别开设有第一穿透口和第二穿透口；所述旋转驱动机构包括第一安装座、第二安装座、轴套、第一齿轮、第一电机和第二齿轮，所述第一安装座固定设置于第一安装套的外壁且靠近第一穿透口的位置处，所述第二安装座固定设置于第二安装套的外壁且靠近第二穿透口的位置处，所述轴套贯穿第一安装座并与其转动配合，所述第一齿轮固定套装在轴套外侧，所述第一电机固定安装于第二安装座上，所述第一电机的输出轴与所述第二齿轮同轴连接，所述第一齿轮和第二齿轮分别穿过第一穿透口和第二穿透口并与第一齿圈相啮合，且所述第一齿轮和第二齿轮同轴连接。

可选的，所述第二齿轮的圆心位置垂直设有呈十字形的驱动杆，所述驱动杆的长度方向与所述工作台的长度方向一致，所述轴套上贯穿开设有供所述驱动杆穿过的十字槽。

可选的，所述载物台的底面左右两侧均设有导向柱，所述导向柱的外部套设有导向套，所述导向套与所述旋转筒的内壁固定连接，所述导向套的外部还套设有复位弹簧，所述复位弹簧的两端分别和载物台的底面以及旋转筒的内壁固定连接，自然状态下，所述复位弹簧处于拉伸状态。

可选的，所述活动座上的载物台的底面中间位置垂直设有升降柱，所述升降柱的外部套设有旋转套，所述旋转套的一端贯穿旋转筒的侧壁并与其转动配合，且所述旋转套穿过旋转筒外部的一端套装有第二齿圈，所述升降柱的外表面还开设有呈螺旋状的驱动槽，所述旋转套的内表面突出成型有驱动柱，所述驱动柱活动插入在所述驱动槽内；所述工作台的顶面且位于远离固定座的一侧设有驱动部，所述驱动部的一端伸入至第一安装套内，且所述驱动部伸入第一安装套内的一端设有与所述第二齿圈相适配的第一齿条。

可选的，所述活动座上贯穿开设有调节口，所述工作台的顶面且位于调节口的正下方开设有调节槽，所述调节口内转动设置有从动齿轮，所述调节槽沿工作台的长度方向分布，且所述调节槽的底面设有第二齿条，所述从动齿轮与所述第二齿条相啮合；所述推动机构包括第二电机和主动齿轮，所述第二电机固定设置于第一安装套的外壁上，所述第二电机的输出轴伸入第一安装套内并与主动齿轮同轴连接，且所述主动齿轮与所述从动齿轮相啮合。

可选的，所述移出机构位于载物台的对立侧，所述移出机构包括保持架、缓冲弹簧和第三电机，所述保持架呈冂形状，所述保持架的开口朝向所述载物台，且所述保持架的内部转动设置有若干驱动辊，所述缓冲弹簧固定连接于保持架和旋转筒的内壁之间，所述第三电机设置于保持架的外壁，且所述第三电机的输出轴与其中一根所述驱动辊同轴连接。

可选的，所述工作台上还设有电源，所述从动齿轮上固定设有导电铜环，所述导电铜环贯穿所述从动齿轮的正反两面，且所述从动齿轮采用绝缘材质，所述调节槽的内部且位于远离固定座一侧的两侧壁上均设有第一导电触头，所述调节槽的内部且位于靠近固定座一侧的两侧壁上均设有第二导电触头，所述调节槽的内部中段两侧壁上均设有第三导电触头；所述活动座和固定座上分别设有第一电磁阀和第二电磁阀，所述第一电磁阀用于控制所述活动座上的双向气缸，所述第二电磁阀用于控制所述固定座上的双向气缸，所述第一电磁阀、第二电磁阀和第三电机之间并联设置且均与所述电源电连接，两个所述第一导电触头均与所述第三电机串联设置，两个所述第二导电触头均与所述第二电磁阀串联设置，两个所述第三导电触头均与所述第一电磁阀电连接，且当两个所述第一导电触头均与所述导电铜环抵接时，所述第二齿圈与所述第一齿条相啮合。

与现有技术相比，本发明提供了一种金属管道加工焊接装置，具备以下有益效果：

本发明中具有两个旋转筒，两个旋转筒内均具有可放置管道的载物台，因此可通过转动旋转筒完成管道的自动翻面，无需人工翻面，操作起来更加方便、省力，有利于提高管道焊接效率；

本发明中具有旋转驱动机构，旋转驱动机构能够同步驱动两个旋转筒转动，从而避免两根管道之间产生扭力，因此有助于提高焊接的准确性；

本发明中的载物台上具有双向气缸，双向气缸可以控制两个夹板将管道夹持于载物台的中间位置，因此无需人工手动对齐即可完成两根管道的自动贴合；

本发明中还具有移出机构，移出机构能够自动将焊接完成后的管道从一侧抽出，从而无须人工手动取出管道，不仅可进一步提高工作效率，也能够降低工作人员的劳动强度。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明结构另一角度示意图；

图3为本发明结构正视剖视图；

图4为本发明另一状态结构正视剖视图；

图5为本发明结构侧视剖视图；

图6为本发明载物台正面结构示意图；

图7为本发明载物台背面结构示意图；

图8为本发明驱动部结构示意图；

图9为本发明升降柱结构示意图；

图10为本发明从动齿轮结构示意图；

图11为图2中A处放大对应图；

图12为图3中B处放大对应图；

图13为图4中C处放大对应图；

图14为图5中D处放大对应图；

图15为图5中E处放大对应图；

图16为本发明电路结构示意图。

图中：100、工作台；101、滑槽；102、驱动部；103、第一齿条；104、调节槽；105、第二齿条；106、电源；107、第一导电触头；108、第二导电触头；109、第三导电触头；110、第一电磁阀；111、第二电磁阀；200、活动座；201、第一安装套；202、第一穿透口；203、调节口；204、从动齿轮；205、导电铜环；300、固定座；301、第二安装套；302、第二穿透口；400、旋转筒；401、载物台；402、第一齿圈；403、镂空槽；404、滚轴；405、夹板；406、双向气缸；407、加强板；408、推动弹簧；409、导向柱；410、导向套；411、复位弹簧；412、升降柱；413、旋转套；414、第二齿圈；415、驱动槽；416、驱动柱；417、滑动辊；500、三轴定位机构；501、焊枪；600、旋转驱动机构；601、第一安装座；602、第二安装座；603、轴套；604、第一齿轮；605、第一电机；606、第二齿轮；607、驱动杆；700、推动机构；701、第二电机；702、主动齿轮；800、移出机构；801、保持架；802、缓冲弹簧；803、第三电机；804、驱动辊。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：请参阅图1-图16，一种金属管道加工焊接装置，包括工作台100，工作台100的顶面左右两侧分别对称设有活动座200和固定座300，其中，固定座300通过螺栓固定连接在工作台100的顶面，活动座200沿工作台100的长度方向与工作台100滑动配合，具体的，工作台100的顶面开设有沿自身长度方向分布的滑槽101，活动座200的底面设有与滑槽101相适配的滑轨，滑轨嵌入在滑槽101内，因此，活动座200可沿着滑槽101左右滑移。

活动座200和固定座300的顶面分别固定设有呈拱形状的第一安装套201和第二安装套301，第一安装套201和第二安装套301的内部均转动套装有旋转筒400，旋转筒400通过轴承与第一安装套201/第二安装套301转动配合，两个旋转筒400同中心轴设置，且两个旋转筒400的内部均设有载物台401，两个载物台401上分别用于放置两根待焊接方管；具体的，载物台401呈工字形状，如图6所示，载物台401的顶面开设有镂空槽403，镂空槽403内转动设置有若干均匀排列的滚轴404，滚轴404高于载物台401的表面，作用是方便管道滑移，减小阻力；载物台401的前后两侧均活动设有夹板405，载物台401的底面固定设有双向气缸406，双向气缸406的两个活动端可同步伸缩，双向气缸406的两个活动端分别和载物台401前后两侧的两块夹板405固定连接，因此，通过双向气缸406可控制两块夹板405相互靠近或远离，从而将管道夹紧或松开。

另外，值得一提的是，位于固定座300上的两块夹板405的相向面均转动设置有若干滑动辊417，如图2所示，作用是减小夹板405对管道的阻力，因此，当该夹板405将管道夹紧后，若施加给管道沿轴向的足够大的作用力，那么仍然可以驱动管道滑移。

如图7所示，载物台401的底面前后两侧均设有加强板407，两块加强板407分别和两块夹板405一一对应，且加强板407和相应的夹板405之间均设有推动弹簧408，自然状态下，推动弹簧408处于压缩状态，即推动弹簧408对夹板405始终具有向外的推力，使两块夹板405具有相互远离的趋势；载物台401的底面左右两侧均设有导向柱409，如图13所示，导向柱409的外部套设有导向套410，导向套410与旋转筒400的内壁固定连接，导向套410的外部还套设有复位弹簧411，复位弹簧411的两端分别和载物台401的底面以及旋转筒400的内壁固定连接，自然状态下，复位弹簧411处于拉伸状态；即复位弹簧411对载物台401始终具有向下的拉力，因此，当载物台401不受外力作用时，导向柱409完全收缩在导向套410内，且载物台401的底面和导向套410的上端相抵接。

另外，值得一提的是，活动座200和固定座300上分别设有第一电磁阀110和第二电磁阀111，第一电磁阀110用于控制活动座200上的双向气缸406，第二电磁阀111用于控制固定座300上的双向气缸406，当第一电磁阀110和第二电磁阀111通电时，则双向气缸406的活动端收缩，用于将管道夹紧，当第一电磁阀110和第二电磁阀111断电时，那么在推动弹簧408的推力作用下，两块夹板405相互远离，即松开管道。

如图1和图2所示，工作台100上还设有三轴定位机构500，三轴定位机构500的活动端可拆卸式安装有焊枪501；三轴定位机构500可以控制焊枪501的位置，无需人工手持焊枪，即可完成对管道的焊接。

如图2所示，第一安装套201和第二安装套301的外部共同设置有旋转驱动机构600，旋转驱动机构600用于控制两个旋转筒400同步转动；具体的，旋转筒400的外侧固定套装有第一齿圈402，第一安装套201和第二安装套301的侧壁上且靠近第一齿圈402的位置处分别开设有第一穿透口202和第二穿透口302；旋转驱动机构600包括第一安装座601、第二安装座602、轴套603、第一齿轮604、第一电机605和第二齿轮606，其中，第一安装座601固定设置于第一安装套201的外壁且靠近第一穿透口202的位置处，如图11所示，第二安装座602固定设置于第二安装套301的外壁且靠近第二穿透口302的位置处，轴套603贯穿第一安装座601并与其转动配合，具体为轴套603和第一安装座601之间通过轴承转动配合，第一齿轮604固定套装在轴套603外侧，第一电机605固定安装于第二安装座602上，第一电机605的输出轴与第二齿轮606同轴连接，第一齿轮604和第二齿轮606分别穿过第一穿透口202和第二穿透口302并与第一齿圈402相啮合，且第一齿轮604和第二齿轮606同轴连接；具体的，第二齿轮606的圆心位置垂直设有呈十字形的驱动杆607，驱动杆607的长度方向与工作台100的长度方向一致，轴套603上还贯穿开设有供驱动杆607穿过的十字槽；因此，由于第一齿轮604和第二齿轮606之间通过驱动杆607同轴相连，因此当第一电机605启动时，可驱动第一齿轮604和第二齿轮606同步旋转，进而控制两个旋转筒400同步转动。

进一步的，活动座200上的载物台401的底面中间位置垂直设有升降柱412，如图12所示，升降柱412的外部套设有旋转套413，旋转套413的一端贯穿旋转筒400的侧壁并与其转动配合，具体为旋转套413与旋转筒400的筒壁通过轴承转动配合，且旋转套413穿过旋转筒400外部的一端套装有第二齿圈414，升降柱412的外表面还开设有呈螺旋状的驱动槽415，如图9所示，旋转套413的内表面突出成型有驱动柱416，驱动柱416活动插入在驱动槽415内，且由于驱动槽415沿顺时针方向向上螺旋，因此当旋转套413逆时针转动时，即可控制升降柱412上升，亦即控制载物台401上升。

另外，工作台100的顶面且位于远离固定座300的一侧设有驱动部102，驱动部102呈卧L形，如图8所示，驱动部102的一端伸入至第一安装套201内，且驱动部102伸入第一安装套201内的一端设有与第二齿圈414相适配的第一齿条103，当活动座200逐渐远离固定座300时，旋转套413会逐渐靠近驱动部102，最终在第一齿条103的作用下，可驱动第二齿圈414及旋转套413逆时针转动，进而控制升降柱412即载物台401上升。

进一步的，如图15所示，第一安装套201上设有推动机构700，推动机构700用于控制活动座200沿工作台100的长度方向滑移；具体的，活动座200上贯穿开设有调节口203，工作台100的顶面且位于调节口203的正下方开设有调节槽104，调节口203内转动设置有从动齿轮204，调节槽104沿工作台100的长度方向分布，且调节槽104的底面设有第二齿条105，从动齿轮204与第二齿条105相啮合；推动机构700包括第二电机701和主动齿轮702，第二电机701固定设置于第一安装套201的外壁上，第二电机701的输出轴伸入第一安装套201内并与主动齿轮702同轴连接，且主动齿轮702与从动齿轮204相啮合；因此，当启动第二电机701时，即可带动从动齿轮204转动，进而控制活动座200沿滑槽101的长度方向左右滑移。

另外，如图14所示，活动座200上的旋转筒400内还设有移出机构800，移出机构800用于驱动方管朝远离固定座300的方向移动；具体的，移出机构800位于载物台401的对立侧，移出机构800包括保持架801、缓冲弹簧802和第三电机803，保持架801呈冂形状，保持架801的开口朝向载物台401，且保持架801的内部转动设置有若干驱动辊804，缓冲弹簧802固定连接于保持架801和旋转筒400的内壁之间，第三电机803设置于保持架801的外壁，且第三电机803的输出轴与其中一根驱动辊804同轴连接，因此，当载物台401上升时，可推动管道同步上升并且与驱动辊804贴合，进而在第三电机803的作用，可控制驱动辊804转动进而推动管道左右滑移，使焊接完成后的管道从旋转筒400内部自动抽出。

进一步的，如图10所示，从动齿轮204上固定设有导电铜环205，导电铜环205呈环状，导电铜环205贯穿从动齿轮204的正反两面，且从动齿轮204采用绝缘材质，如塑料，调节槽104的内部且位于远离固定座300一侧的两侧壁上均设有第一导电触头107，调节槽104的内部且位于靠近固定座300一侧的两侧壁上均设有第二导电触头108，调节槽104的内部中段两侧壁上均设有第三导电触头109，并且，第一导电触头107和第三导电触头109之间的间隙超过从动齿轮204的直径，且第二导电触头108位于第三导电触头109右端的正上方位置处，因此，导电铜环205可单独与两个第一导电触头107接触，也可单独与两个第三导电触头109接触，还可以同时与两个第三导电触头109以及两个第二导电触头108接触。

另外，工作台100上还设有电源106，如图16所示，第一电磁阀110、第二电磁阀111和第三电机803之间并联设置且均与电源106电连接，两个第一导电触头107均与第三电机803串联设置，两个第二导电触头108均与第二电磁阀111串联设置，两个第三导电触头109均与第一电磁阀110电连接，且当两个第一导电触头107均与导电铜环205抵接时，第二齿圈414与第一齿条103相啮合；具体的，当从动齿轮204位于第一导电触头107和第三导电触头109之间时，则导电铜环205不与任何导电触头接触，此时载物台401上的夹板405呈张开状态；当从动齿轮204位于两块第一导电触头107之间时，则第三电机803启动，且此时由于第一齿条103的作用，载物台401处于上升状态，那么在第三电机803的作用下，可将管道从旋转筒400内抽出；当从动齿轮204位于两块第三导电触头109之间时，则活动座200上的双向气缸406启动，从而将管道夹紧；当从动齿轮204位于两块第二导电触头108之间时，则活动座200和固定座300上的双向气缸406均为启动状态，那么两个旋转筒400内的管道均为夹紧状态。

综上所述，本实施例在具体实施过程中，初始状态下，从动齿轮204位于第一导电触头107和第三导电触头109之间，此时，工作人员需先后将两根待焊接管道分别插入两个旋转筒400内，且需要保证两根管道的相向端均穿过相应的旋转筒400，且两根管道的间距小于活动座200的最大行程，然后即可启动第二电机701控制活动座200缓慢靠近固定座300；当从动齿轮204移动至两个第三导电触头109之间时，那么位于活动座200上的夹板405将管道自动夹紧；当从动齿轮204移动至两个第二导电触头108之间时，那么位于固定座300上的夹板405也将管道夹紧，且此时两根管道对齐并贴合。然后工作人员即可通过三轴定位机构500和焊枪501对管道的顶部一面进行焊接，顶面焊接完成后，再通过第一电机605控制旋转筒400自动旋转90°，然后继续焊接，直至管道的四个面均焊接完成。

当管道焊接完毕后，再通过第二电机701控制活动座200远离固定座300，那么固定座300上的夹板405和活动座200上的夹板405会先后松开管道，直至从动齿轮204移动至两块第一导电触头107之间时，此时在第一齿条103的作用下，载物台401自动上升，且第三电机803启动，从而将焊接完成后的管道向左抽出，因此无需人工手动取出管道，不仅操作方便、省力，而且也有助于提高焊接工作效率。

另外，需要指出的是，当载物台401上升并将管道抬起时，如图4所示，此时载物台401和移出机构800相当于将管道夹持住，因此可确保管道在移出的过程中保持稳定，避免了管道因移出过程重心不稳，而与地面产生碰撞导致管道损伤。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。