一种杆件自动合缝焊接装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及自动合缝焊接装置技术领域，尤其是一种杆件自动合缝焊接装置及其使用方法。

背景技术

自动焊接机可对金属容器、金属焊接结构件进行各种焊缝、各种方式的焊接。它可以通过机械、电气和计算机等技术手段实现自动化操作，从而大大提高焊接效率和焊接质量。广泛应用于风电设备、压力容器、石化、管道、钢结构、锅炉、造船、堆焊修复等众多行业。杆件焊接除了需要实现焊接作业之外还需要对杆件位置进行调整。

中国专利公开号为CN215699102U，公开了一种杆件焊接装置，其包括第一支架、第二支架、搬移组件、传送组件、移动焊接组件和焊接台，所述第一支架上固定设置有所述搬移组件，所述第二支架上固定设置有传送组件，所述第二支架上位于所述传送组件的一侧固定设置有移动焊接组件，所述第二支架上固定设置有焊接台，所述焊接台位于所述移动焊接组件的一侧。通过搬移组件将杆件搬运到夹持座上，通过第一推动气缸推动第一滑动板在第一导轨上滑动进一步带动杆件实现横向滑动，保证杆件移动时不发生偏移；通过第二滑动板在第二导轨上滑动，进一步带动杆件纵向移动，将杆件送入焊接台，进一步保证在移动杆件时不发生偏移，保证杆件焊接牢固。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：其可实现对杆件焊接牢固，防止杆件偏移造成焊接不合格的问题，焊接的管件直径不一，夹持装置难以满足对不同直径焊接作业的稳定夹持，所以我们提出了一种杆件自动合缝焊接装置及其使用方法，以便于解决上述中提出的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种杆件自动合缝焊接装置及其使用方法，以解决上述背景技术中提出焊接的管件直径不一，现有的自动合缝焊接装置夹持装置难以满足对不同直径焊接作业的稳定夹持的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种杆件自动合缝焊接装置，包括焊接台，所述焊接台的四个拐角处固定安装有固定柱，所述固定柱的上方安装有固定顶板，所述固定顶板下端的中间位置处设置有第一焊接丝杆，所述第一焊接丝杆的下方传动设置有第二焊接丝杆，所述第二焊接丝杆的下方设置有焊枪，所述焊接台上方的中间位置处设置有滚轮驱动机构，所述滚轮驱动机构包括两个从动滚轮架、两个第一主动滚轮架和一个第二主动滚轮架，所述从动滚轮架位于焊接台上方的两侧，所述第二主动滚轮架位于焊接台上方的中间位置处，所述第二主动滚轮架靠近从动滚轮架的一侧设置有第一主动滚轮架，所述从动滚轮架与第一主动滚轮架之间设置有第一夹持机构，所述第一主动滚轮架与第二主动滚轮架之间设置有第二夹持机构。

优选的，所述焊接台的两侧对称设置有输送机构，所述从动滚轮架、第一主动滚轮架、第二主动滚轮架和输送机构的中心线相重合，所述从动滚轮架、第一主动滚轮架、第二主动滚轮架和输送机构的上方以及第一夹持机构和第二夹持机构的内部设置有焊接杆。

优选的，所述第二焊接丝杆的下方传动设置有焊接驱动板，所述焊接驱动板的下方设置有焊接固定板，所述焊接固定板与焊接驱动板之间设置有焊接电动伸缩缸，所述焊接电动伸缩缸上下两端分别与焊接固定板与焊接驱动板固定连接，所述焊接固定板与焊枪之间通过焊枪架固定连接。

优选的，所述第一夹持机构的下端设置有第一夹持机构丝杆，所述第二夹持机构的下端设置有第一夹持机构丝杆，所述第一夹持机构和第二夹持机构的上端设置有夹持座，所述第一夹持机构的夹持座通径大于第二夹持机构的夹持座通径，所述夹持座的下方设置有夹持机构安装板，所述夹持机构安装板下方的中间位置处设置有驱动块，且驱动块分别与第一夹持机构丝杆和第一夹持机构丝杆传动连接。

优选的，所述夹持座外端的前后两侧对称设置有限位环，所述夹持机构安装板上方的两侧对称固定设置有限位座，且限位座与限位环滑动连接。

优选的，两个所述限位环之间设置有夹持机构外齿轮，且夹持机构外齿轮与夹持座固定连接，所述夹持座的一侧设置有夹持驱动电机，所述夹持驱动电机的输出端传动安装有驱动齿轮，且驱动齿轮与夹持机构外齿轮啮合连接。

优选的，所述夹持座的内侧环形设置有四十二个夹持杆，所述夹持座内侧的内部环形开设有夹持电动伸缩缸槽，且夹持杆与夹持电动伸缩缸槽滑动连接，所述夹持杆与夹持电动伸缩缸槽的内壁之间设置有夹持电动伸缩缸，所述夹持杆一端的两侧对称安装有夹持杆滑动块，所述夹持电动伸缩缸槽一端的两侧对称设置有夹持杆滑动槽，且夹持杆滑动槽与夹持杆滑动块滑动连接。

一种杆件自动合缝焊接装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤一：将两个需要焊接的焊接杆分别放置在两侧的输送机构上方，根据焊接杆的直径选择使用第一夹持机构或第二夹持机构，当选择使用第一夹持机构时，驱动第一夹持机构的第一夹持机构丝杆，第一夹持机构丝杆带动第一夹持机构的驱动块向靠近输送机构方向移动直至夹持座的垂直中心线与输送机构的垂直中心线相重合，当选择使用第二夹持机构时，驱动第二夹持机构的第一夹持机构丝杆，第一夹持机构丝杆带动第二夹持机构的驱动块向靠近输送机构方向移动直至夹持座的垂直中心线与输送机构的垂直中心线相重合；

步骤二：启动输送机构、第一主动滚轮架和第二主动滚轮架，焊接杆在输送机构、第一主动滚轮架和第二主动滚轮架的驱动下，穿过第一夹持机构或第二夹持机构的内部并两端逐渐靠近，直至两个焊接杆的两端相贴合；

步骤三：伸展第一夹持机构或第二夹持机构的夹持电动伸缩缸，夹持电动伸缩缸的伸展推动夹持杆从夹持电动伸缩缸槽内滑出，夹持杆滑动的同时夹持杆滑动块在夹持杆滑动槽内部滑动，从而限制夹持杆的滑动方向，向内滑出的限制夹持杆对焊接杆接触，多个限制夹持杆推动焊接杆的中心与限制夹持杆的中心相重合；

步骤四：两个焊接杆均被第一夹持机构或第二夹持机构夹持后，两个焊接杆的两端相贴合，同时两个焊接杆的圆心由于第一夹持机构或第二夹持机构的夹持保持统一；

步骤五：通过摄像模块对两个焊接杆进行拍摄并发送给PLC模块，PLC模块对图像进行分析，确定焊接杆的两端相对应并相贴合，再分析两个焊接杆的焊接位置，PLC模块驱动第一焊接丝杆对第二焊接丝杆左右位置进行调节，通过第二焊接丝杆对焊接驱动板的前后位置进行调节，通过焊接驱动板、焊接电动伸缩缸和焊接固定板带动焊枪进行移动，让焊枪位于焊接点的上方，通过焊接电动伸缩缸的伸展让焊枪与焊接点间隔2-4毫米；

步骤六：开启焊枪进行焊接作业，焊接的同时启动两个夹持驱动电机，夹持驱动电机带动驱动齿轮转动，驱动齿轮通过啮合连接带动设置有夹持机构外齿轮的夹持座在夹持机构外齿轮和限位环的限位下转动，通过夹持座的转动带动两个焊接杆同步缓慢转动，让焊枪对两个焊接杆接缝的一周进行焊接，焊接完成后，将焊枪复位，再收缩夹持电动伸缩缸解开对焊接杆的锁定，通过输送机构和滚轮驱动机构将焊接杆向一侧驱动，将焊接完成的焊接杆驱动出。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明通过设置第一夹持机构和第二夹持机构可以选择杆件的直径选择对应的夹持机构，夹持时伸展第一夹持机构或第二夹持机构的夹持电动伸缩缸，夹持电动伸缩缸的伸展推动夹持杆从夹持电动伸缩缸槽内滑出，夹持杆滑动的同时夹持杆滑动块在夹持杆滑动槽内部滑动，从而限制夹持杆的滑动方向，向内滑出的限制夹持杆对焊接杆接触，多个限制夹持杆推动焊接杆的中心与限制夹持杆的中心相重合，通过多个限制夹持杆的设置实现对不同直径的夹持，解决了焊接的管件直径不一，现有的自动合缝焊接装置夹持装置难以满足对不同直径焊接作业的稳定夹持的问题。

2.本发明通过摄像模块对两个焊接杆进行拍摄并发送给PLC模块，PLC模块对图像进行分析，确定焊接杆的两端相对应并相贴合，再分析两个焊接杆的焊接位置，PLC模块驱动第一焊接丝杆对第二焊接丝杆左右位置进行调节，通过第二焊接丝杆对焊接驱动板的前后位置进行调节，通过焊接驱动板、焊接电动伸缩缸和焊接固定板带动焊枪进行移动，让焊枪位于焊接点的上方，通过焊接电动伸缩缸的伸展让焊枪与焊接点间隔2-4毫米。

附图说明

图1为本发明的主视图；

图2为本发明中焊接台的俯视图；

图3为本发明中第一夹持机构的结构示意图；

图4为本发明中图1的A区局部放大图；

图5为本发明中图3的B区局部放大图。

图中：1、焊接台；2、输送机构；3、滚轮驱动机构；4、固定柱；5、固定顶板；6、第一焊接丝杆；7、第二焊接丝杆；8、焊枪；9、第一夹持机构；10、第二夹持机构；11、第一夹持机构丝杆；12、第一夹持机构丝杆；13、夹持电动伸缩缸；14、夹持座；15、夹持杆滑动块；16、从动滚轮架；17、第一主动滚轮架；18、第二主动滚轮架；19、夹持机构安装板；20、焊接杆；21、驱动块；22、限位座；23、夹持杆滑动槽；24、夹持机构外齿轮；25、限位环；26、夹持驱动电机；27、驱动齿轮；28、夹持杆；29、焊接驱动板；30、焊接电动伸缩缸；31、焊接固定板；32、焊枪架；33、夹持电动伸缩缸槽；34、摄像模块；35、PLC模块。

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。

请参阅图1-5，本发明提供的一种实施例：一种杆件自动合缝焊接装置，包括焊接台1，焊接台1的四个拐角处固定安装有固定柱4，固定柱4的上方安装有固定顶板5，固定顶板5下端的中间位置处设置有第一焊接丝杆6，第一焊接丝杆6的下方传动设置有第二焊接丝杆7，第二焊接丝杆7的下方设置有焊枪8，焊接台1上方的中间位置处设置有滚轮驱动机构3，滚轮驱动机构3包括两个从动滚轮架16、两个第一主动滚轮架17和一个第二主动滚轮架18，从动滚轮架16位于焊接台1上方的两侧，第二主动滚轮架18位于焊接台1上方的中间位置处，第二主动滚轮架18靠近从动滚轮架16的一侧设置有第一主动滚轮架17，从动滚轮架16与第一主动滚轮架17之间设置有第一夹持机构9，第一主动滚轮架17与第二主动滚轮架18之间设置有第二夹持机构10。

请参阅图1-2，焊接台1的两侧对称设置有输送机构2，从动滚轮架16、第一主动滚轮架17、第二主动滚轮架18和输送机构2的中心线相重合，从动滚轮架16、第一主动滚轮架17、第二主动滚轮架18和输送机构2的上方以及第一夹持机构9和第二夹持机构10的内部设置有焊接杆20。

请参阅图1和图4，第二焊接丝杆7的下方传动设置有焊接驱动板29，焊接驱动板29的下方设置有焊接固定板31，焊接固定板31与焊接驱动板29之间设置有焊接电动伸缩缸30，焊接电动伸缩缸30上下两端分别与焊接固定板31与焊接驱动板29固定连接，焊接固定板31与焊枪8之间通过焊枪架32固定连接。

请参阅图2-3，第一夹持机构9的下端设置有第一夹持机构丝杆11，第二夹持机构10的下端设置有第一夹持机构丝杆12，第一夹持机构9和第二夹持机构10的上端设置有夹持座14，第一夹持机构9的夹持座14通径大于第二夹持机构10的夹持座14通径，夹持座14的下方设置有夹持机构安装板19，夹持机构安装板19下方的中间位置处设置有驱动块21，且驱动块21分别与第一夹持机构丝杆11和第一夹持机构丝杆12传动连接。夹持座14外端的前后两侧对称设置有限位环25，夹持机构安装板19上方的两侧对称固定设置有限位座22，且限位座22与限位环25滑动连接。

请参阅图2-3，两个限位环25之间设置有夹持机构外齿轮24，且夹持机构外齿轮24与夹持座14固定连接，夹持座14的一侧设置有夹持驱动电机26，夹持驱动电机26的输出端传动安装有驱动齿轮27，且驱动齿轮27与夹持机构外齿轮24啮合连接。

请参阅图3和图5，夹持座14的内侧环形设置有四十二个夹持杆28，夹持座14内侧的内部环形开设有夹持电动伸缩缸槽33，且夹持杆28与夹持电动伸缩缸槽33滑动连接，夹持杆28与夹持电动伸缩缸槽33的内壁之间设置有夹持电动伸缩缸13，夹持杆28一端的两侧对称安装有夹持杆滑动块15，夹持电动伸缩缸槽33一端的两侧对称设置有夹持杆滑动槽23，且夹持杆滑动槽23与夹持杆滑动块15滑动连接。

一种杆件自动合缝焊接装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤一：将两个需要焊接的焊接杆20分别放置在两侧的输送机构2上方，根据焊接杆20的直径选择使用第一夹持机构9或第二夹持机构10，当选择使用第一夹持机构9时，驱动第一夹持机构9的第一夹持机构丝杆11，第一夹持机构丝杆11带动第一夹持机构9的驱动块21向靠近输送机构2方向移动直至夹持座14的垂直中心线与输送机构2的垂直中心线相重合，当选择使用第二夹持机构10时，驱动第二夹持机构10的第一夹持机构丝杆12，第一夹持机构丝杆12带动第二夹持机构10的驱动块21向靠近输送机构2方向移动直至夹持座14的垂直中心线与输送机构2的垂直中心线相重合；

步骤二：启动输送机构2、第一主动滚轮架17和第二主动滚轮架18，焊接杆20在输送机构2、第一主动滚轮架17和第二主动滚轮架18的驱动下，穿过第一夹持机构9或第二夹持机构10的内部并两端逐渐靠近，直至两个焊接杆20的两端相贴合；

步骤三：伸展第一夹持机构9或第二夹持机构10的夹持电动伸缩缸13，夹持电动伸缩缸13的伸展推动夹持杆28从夹持电动伸缩缸槽33内滑出，夹持杆28滑动的同时夹持杆滑动块15在夹持杆滑动槽23内部滑动，从而限制夹持杆28的滑动方向，向内滑出的限制夹持杆28对焊接杆20接触，多个限制夹持杆28推动焊接杆20的中心与限制夹持杆28的中心相重合；

步骤四：两个焊接杆20均被第一夹持机构9或第二夹持机构10夹持后，两个焊接杆20的两端相贴合，同时两个焊接杆20的圆心由于第一夹持机构9或第二夹持机构10的夹持保持统一；

步骤五：通过摄像模块34对两个焊接杆20进行拍摄并发送给PLC模块35，PLC模块35对图像进行分析，确定焊接杆20的两端相对应并相贴合，再分析两个焊接杆20的焊接位置，PLC模块35驱动第一焊接丝杆6对第二焊接丝杆7左右位置进行调节，通过第二焊接丝杆7对焊接驱动板29的前后位置进行调节，通过焊接驱动板29、焊接电动伸缩缸30和焊接固定板31带动焊枪8进行移动，让焊枪8位于焊接点的上方，通过焊接电动伸缩缸30的伸展让焊枪8与焊接点间隔2-4毫米；

步骤六：开启焊枪8进行焊接作业，焊接的同时启动两个夹持驱动电机26，夹持驱动电机26带动驱动齿轮27转动，驱动齿轮27通过啮合连接带动设置有夹持机构外齿轮24的夹持座14在夹持机构外齿轮24和限位环25的限位下转动，通过夹持座14的转动带动两个焊接杆20同步缓慢转动，让焊枪8对两个焊接杆20接缝的一周进行焊接，焊接完成后，将焊枪8复位，再收缩夹持电动伸缩缸13解开对焊接杆20的锁定，通过输送机构2和滚轮驱动机构3将焊接杆20向一侧驱动，将焊接完成的焊接杆20驱动出。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。