一种适用于异形加工面的多点头焊接装置及其控制方法

文献发布时间：2023-06-29 06:30:04

技术领域

本发明属于焊接装置技术领域，特别涉及一种适用于异形加工面的多点头焊接装置及其控制方法。

背景技术

在已有技术中，碳钢、不锈钢自动焊已经广泛运用于焊接领域，它在焊接直缝时能够表现出良好的焊接性能，但是对于大直径管件的焊接，传统的焊接效果差，焊缝不容易将两管件之间的缝隙填满，导致焊接质量差。

经检索，现有技术中，中国专利申请号：CN201620858419.5，申请日：2016-08-09，公开了一种管件焊接装置，旨在解决焊接效果差的问题，其技术方案要点是：一种管件焊接装置，包括支架，所述支架顶端固定连接有送丝机，所述送丝机连接有焊枪，所述支架上固定连接有和焊枪固定连接的并且使得焊缝能完全覆盖住两管件之间的缝隙的带有偏心结构的振动组件，所述振动组件包括有电机，所述电机在垂直方向上转动连接有偏心凸块，所述偏心凸块转动连接有连接组件，所述连接组件和焊枪固定连接。本申请的一种管件焊接装置焊接效果好。

但该装置仍存在以下缺陷：虽然能够通过该橡胶层可以有效防止管件和滚筒之间发生打滑，但随着异形管件的普及无法满足该类管件的焊接需求，而且在对异形管件焊接过程中，难以将异形管件的端口处水平对接后进行多点焊接，存在较多的技术问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种适用于异形加工面的多点头焊接装置，包括驱动组件、两组第一联动组件、两组夹持组件、两组第二联动组件和两组点焊组件；

两组所述第一联动组件滑动连接在驱动组件的顶部，且两组所述第一联动组件以驱动组件的中轴线为中心对称设置，两组所述夹持组件转动连接在两组所述第一联动组件的相邻一侧壁，两组所述第二联动组件滑动连接在驱动组件的外壁，且两组所述第二联动组件以驱动组件的中轴线为中心对称设置，两组所述第二联动组件相邻一侧壁与两组点焊组件活动连接；

所述点焊组件包括导向壳体和焊接机构；所述导向壳体的内壁开设有导向滑腔，所述导向滑腔的内壁转动连接有导向安装块，所述焊接机构固定连接在导向安装块的内壁。

进一步的，所述导向壳体上还开设有齿轮装配槽，且所述齿轮装配槽与导向滑腔相互连通，所述导向壳体的外壁嵌入安装有第五电机，所述第五电机的输出端传动连接有齿轮，且所述齿轮延伸至齿轮装配槽的内壁，所述导向壳体为扇环形结构，所述导向滑腔的内壁且靠近两端的位置对称开设有锁紧孔，所述导向安装块的外壁固定连接有外齿圈，且所述外齿圈与齿轮啮合传动连接，所述导向安装块靠近端部的位置嵌入安装有双轴伸缩杆，且所述双轴伸缩杆的输出端均活动卡接在锁紧孔内，所述导向安装块的两端均设置有磁性吸附端。

进一步的，所述驱动组件包括第一壳体、第一横板和第二横板；所述第一壳体为开放式结构，且所述第一壳体的外壁对称开设有两组第一滑槽，所述第一横板的顶部滑动连接有第一联动块，所述第一横板固定连接在第一壳体的底部，所述第一联动块上顶部均固定连接有两组第一电动推杆，且两组所述第一电动推杆以第一联动块的中轴线为中心对称设置，所述第一电动推杆的靠近输出端的一侧均滑动连接在第一滑槽的内壁。

进一步的，所述第一联动块上螺纹连接有第一丝杆，且所述第一丝杆的两端均传动连接有第一电机的输出端，所述第二横板的表面开设有第二滑槽，且所述第二横板的底部固定连接在第一壳体的顶部，所述第二滑槽上滑动连接有两组第二联动块，两组所述第二联动块上螺纹连接有第二丝杆，所述第二丝杆的两端均传动连接有第二电机的输出端，所述第一电机与第二电机远离输出端的一侧均固定连接在第一壳体的内壁。

进一步的，所述第一联动组件包括支撑柱；所述支撑柱的底部固定连接在第二联动块的顶部，所述支撑柱的顶部固定连接有第二电动推杆，且所述第二电动推杆的输出端与夹持组件活动卡接，所述支撑柱的外壁且靠近点焊组件的一侧固定连接有第三电机，所述第三电机的输出端与夹持组件传动连接。

进一步的，所述夹持组件包括第二壳体、二次夹持机构和载料机构；所述第二壳体的一侧壁开设有若干组限位孔，且若干组所述限位孔以第二壳体的中轴线为中心呈环形阵列设置，所述第二壳体的中轴线中心处与第三电机的输出端传动连接，若干组所述限位孔均与第二电动推杆的输出端活动卡接且配合使用，所述第二壳体的内壁固定连接有若干组第三电动推杆，且若干组所述第三电动推杆以第二壳体的中轴线为中心呈环形阵列设置，所述二次夹持机构固定连接在第二壳体的外壁，且所述二次夹持机构的一端与载料机构固定连接，所述限位孔、二次夹持机构、载料机构和第三电动推杆的数量相同，且每组所述第三电动推杆的输出端均与二次夹持机构传动连接。

进一步的，所述二次夹持机构包括第三联动块；所述第三联动块的一端固定连接在第二壳体的外壁，所述第三联动块的表面开设有第三滑槽，所述第三滑槽的内壁滑动连接有第三横板，所述第三联动块的底部开设有与第三滑槽相互连通的导向滑孔，所述导向滑孔的内壁与第三电动推杆的输出端滑动连接，且所述第三电动推杆的输出端与第三横板传动连接，所述第三横板的顶部固定连接有两组联动臂，且所述联动臂的端部还固定连接有夹持板，两组所述夹持板为扇环形结构，且两组所述夹持板的相邻一侧壁均滑动连接在载料机构的外壁；

所述载料机构包括载料块；所述载料块的顶部开设有载料槽，所述载料块的顶部滑动连接有第四联动块和第五联动块，所述第四联动块和第五联动块以载料块的中轴线为中心对称设置，所述第四联动块和第五联动块靠近载料槽的一侧均开设有对接槽，且两组所述对接槽与载料槽为拼接而成的圆孔，所述载料块的顶端开设有两组第四滑槽，且所述第四滑槽的内壁均滑动连接有第六联动块，两组所述第六联动块的相邻一侧壁之间设置有双轴电机，所述双轴电机的两侧输出端均传动连接有第三丝杆，且两组所述第三丝杆均螺纹连接在第六联动块上。

进一步的，所述第二联动组件包括联动板；所述联动板表面开设有第五滑槽，所述联动板的外壁且远离第五滑槽的一端与第一电动推杆的输出端传动连接，所述第五滑槽的内壁滑动连接有第四电机，所述联动板上嵌入安装有第四电动推杆，所述第四电动推杆的输出端延伸至第五滑槽内，且所述第四电动推杆的输出端与第四电机的底部传动连接，所述第四电机的输出端与点焊组件传动连接。

进一步的，所述焊接机构包括第三壳体；所述第三壳体的一侧外壁固定连接有高清摄像头，且所述高清摄像头的外侧套接有透明防护罩，所述第三壳体的内壁固定连接有第五电动推杆，所述第五电动推杆的输出端贯穿第三壳体，且延伸至第三壳体的外部与点焊头传动连接。

一种适用于异形加工面的多点头焊接装置的控制方法，包括以下步骤，

通过两组夹持组件对需要焊接的两个异形管件进行固定；

通过驱动组件带动两组第一联动组件相互靠近，使两组夹持组件同步移动；

通过驱动组件带动两组第二联动组件，使两组点焊组件套接在两个异形管件端口处的位置；

通过导向安装块在导向滑腔的内壁转动带动焊接机构，使每组导向安装块上的焊接机构对两个异形管件的端口处进行多点焊接；

通过两组第二联动组件带动两组点焊组件相互远离；

通过驱动组件带动两组第二联动组件，使两组点焊组件移动至驱动组件的一端；

通过两组第一联动组件带动两组夹持组件上焊接完毕后的异形管件转动至驱动组件的一侧，使焊接后的异形管件方便下料。

本发明的有益效果是：

1、通过点焊组件滑动连接在第二联动组件上，用于调整点焊组件与异形管件的间距，使多点焊接的兼容性得到提升，并通过驱动组件带动第二联动组件以及点焊组件移动至，驱动组件的一端，为点焊后异形管件的下料预留空间，并通过第一联动组件带动夹持组件转动，使夹持组件上的异形管件移动至驱动组件的一侧，用于点焊后异形管件的快速下料，提高了异形管件多点焊接的效率。

2、通过载料块上开设的载料槽，以及第四联动块和第五联动块上开设有对接槽，用于第四联动块和第五联动块相互靠近时形成符合夹持异形管件尺寸的圆孔，通过第三电动推杆的输出端推动第三横板，使两组夹持板抵触异形管件的外壁，用于提高异形管件夹持的稳定性。

3、通过第五电机带动齿轮转动使啮合连接的外齿圈同步转动，用于两组导向安装块在两组导向滑腔的内壁同步转动的作用，并通过每组导向安装块两端的双轴伸缩杆延伸至对应一侧的锁紧孔内，用于将导向安装块锁止在导向滑腔内，用于两组点焊组件在相互分离时处于不会脱离的状态，能够有效的调整不同尺寸异形管件在焊接完毕后的下料空间，避免异形管件下料时的碰撞。

4、通过导向安装块上的第三壳体同步转动，用于环形阵列在异形管件的周围，并通过所述第五电动推杆带动点焊头靠近异形管件的外壁，并配合高清摄像头对异形管件的外壁进行点焊前、中和后的过程进行实时的拍摄，提高异形管件点焊精准度的同时又能够在点焊前进行接口处平整度的检测作用，提高了异形管件的焊接品质。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本发明实施例多点头焊接装置的结构示意图；

图2示出了本发明实施例驱动组件的结构示意图；

图3示出了本发明实施例第一联动组件的结构示意图；

图4示出了本发明实施例夹持组件的结构示意图；

图5示出了本发明实施例二次夹持机构的结构示意图；

图6示出了本发明实施例载料机构的结构示意图一；

图7示出了本发明实施例载料机构的结构示意图二；

图8示出了本发明实施例第二联动组件的结构示意图；

图9示出了本发明实施例点焊组件的结构示意图；

图10示出了本发明实施例焊接机构的结构剖视图。

图中：1、驱动组件；11、第一壳体；12、第一滑槽；13、第一横板；14、第一联动块；15、第一电动推杆；16、第一丝杆；17、第一电机；18、第二横板；19、第二滑槽；110、第二联动块；111、第二丝杆；112、第二电机；2、第一联动组件；21、支撑柱；22、第二电动推杆；23、第三电机；3、夹持组件；31、第二壳体；32、限位孔；33、二次夹持机构；331、第三联动块；332、第三滑槽；333、第三横板；334、导向滑孔；335、联动臂；336、夹持板；34、载料机构；341、载料块；342、载料槽；343、第四联动块；344、第五联动块；345、第四滑槽；346、第六联动块；347、双轴电机；348、第三丝杆；4、第二联动组件；41、联动板；42、第五滑槽；43、第四电机；44、第四电动推杆；5、点焊组件；51、导向壳体；52、导向滑腔；53、齿轮装配槽；54、第五电机；55、锁紧孔；56、导向安装块；57、焊接机构；571、第三壳体；572、高清摄像头；573、第五电动推杆；574、点焊头；58、双轴伸缩杆；59、外齿圈；510、磁性吸附端。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地说明，显然，所描述的实施例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。

本发明实施例提出了一种适用于异形加工面的多点头焊接装置，包括驱动组件1、两组第一联动组件2、两组夹持组件3、两组第二联动组件4和两组点焊组件5；示例性的，如图1所示。

两组所述第一联动组件2滑动连接在驱动组件1的顶部，且两组所述第一联动组件2以驱动组件1的中轴线为中心对称设置，两组所述夹持组件3转动连接在两组所述第一联动组件2的相邻一侧壁，两组所述第二联动组件4滑动连接在驱动组件1的外壁，且两组所述第二联动组件4以驱动组件1的中轴线为中心对称设置，两组所述第二联动组件4相邻一侧壁与两组点焊组件5活动连接。

具体的，两组夹持组件3用于固定不同直径的异形管件，使需要点焊的两种不同直径的异形管件进行端口处的拼接，并通过驱动组件1带动两组第一联动组件2相互靠近的同时，使夹持后的两组异形管件的端口水平对接；

所述点焊组件5滑动连接在第二联动组件4上，用于调整点焊组件5与异形管件的间距，使多点焊接的兼容性得到提升；

所述驱动组件1带动第二联动组件4以及点焊组件5移动至，驱动组件1的一端，为点焊后异形管件的下料预留空间，并通过第一联动组件2带动夹持组件3转动，使夹持组件3上的异形管件移动至驱动组件1的一侧，用于点焊后异形管件的快速下料。

所述驱动组件1包括第一壳体11、第一横板13和第二横板18；示例性的，如图2所示。

所述第一壳体11为开放式结构，且所述第一壳体11的外壁对称开设有两组第一滑槽12，所述第一横板13的顶部滑动连接有第一联动块14，所述第一横板13固定连接在第一壳体11的底部，所述第一联动块14上顶部均固定连接有两组第一电动推杆15，且两组所述第一电动推杆15以第一联动块14的中轴线为中心对称设置，所述第一电动推杆15的靠近输出端的一侧均滑动连接在第一滑槽12的内壁，所述第一联动块14上螺纹连接有第一丝杆16，且所述第一丝杆16的两端均传动连接有第一电机17的输出端，所述第二横板18的表面开设有第二滑槽19，且所述第二横板18的底部固定连接在第一壳体11的顶部，所述第二滑槽19上滑动连接有两组第二联动块110，两组所述第二联动块110上螺纹连接有第二丝杆111，所述第二丝杆111的两端均传动连接有第二电机112的输出端，所述第一电机17与第二电机112远离输出端的一侧均固定连接在第一壳体11的内壁。

具体的，所述第一电机17的输出端带动第一丝杆16旋转，使两组第一联动块14滑动连接在第一横板13顶部，用于带动两组第二联动组件4滑动连接在第一壳体11的外壁；

两组所述第一电动推杆15的输出端带动第二联动组件4水平移动，使两组第二联动组件4相互远离或者相互靠近的作用；

所述第二电机112带动第二丝杆111旋转，使第二丝杆111上的两组第二联动块110相互远离或者相互靠近，用于移动的两组第二联动块110带动第一联动组件2同步移动的作用。

所述第一联动组件2包括支撑柱21；示例性的，如图3所示。

所述支撑柱21的底部固定连接在第二联动块110的顶部，所述支撑柱21的顶部固定连接有第二电动推杆22，且所述第二电动推杆22的输出端与夹持组件3活动卡接，所述支撑柱21的外壁且靠近点焊组件5的一侧固定连接有第三电机23，所述第三电机23的输出端与夹持组件3传动连接。

具体的，所述第三电机23的输出端带动夹持组件3旋转，使夹持组件3切换至符合异形管件直径的夹持尺寸，并且在点焊完毕后，还能够通过第三电机23输出端的持续旋转，使夹持组件3上夹持的异形管件移动至方便下料的位置；

所述第二电动推杆22的输出端活动卡接在夹持组件3上，用于对旋转后的夹持组件3进行限位的作用。

所述夹持组件3包括第二壳体31、二次夹持机构33和载料机构34；示例性的，如图4所示。

所述第二壳体31的一侧壁开设有若干组限位孔32，且若干组所述限位孔32以第二壳体31的中轴线为中心呈环形阵列设置，所述第二壳体31的中轴线中心处与第三电机23的输出端传动连接，若干组所述限位孔32均与第二电动推杆22的输出端活动卡接且配合使用，所述第二壳体31的内壁固定连接有若干组第三电动推杆，且若干组所述第三电动推杆以第二壳体31的中轴线为中心呈环形阵列设置，所述二次夹持机构33固定连接在第二壳体31的外壁，且所述二次夹持机构33的一端与载料机构34固定连接，所述限位孔32、二次夹持机构33、载料机构34和第三电动推杆的数量相同，且每组所述第三电动推杆的输出端均与二次夹持机构33传动连接。

所述二次夹持机构33包括第三联动块331；示例性的，如图5所示。

所述第三联动块331的一端固定连接在第二壳体31的外壁，所述第三联动块331的表面开设有第三滑槽332，所述第三滑槽332的内壁滑动连接有第三横板333，所述第三联动块331的底部开设有与第三滑槽332相互连通的导向滑孔334，所述导向滑孔334的内壁与第三电动推杆的输出端滑动连接，且所述第三电动推杆的输出端与第三横板333传动连接，所述第三横板333的顶部固定连接有两组联动臂335，且所述联动臂335的端部还固定连接有夹持板336，两组所述夹持板336为扇环形结构，且两组所述夹持板336的相邻一侧壁均滑动连接在载料机构34的外壁。

所述载料机构34包括载料块341；示例性的，如图6和图7所示。

所述载料块341的顶部开设有载料槽342，所述载料块341的顶部滑动连接有第四联动块343和第五联动块344，所述第四联动块343和第五联动块344以载料块341的中轴线为中心对称设置，所述第四联动块343和第五联动块344靠近载料槽342的一侧均开设有对接槽，且两组所述对接槽与载料槽342为拼接而成的圆孔，所述载料块341的顶端开设有两组第四滑槽345，且所述第四滑槽345的内壁均滑动连接有第六联动块346，两组所述第六联动块346的相邻一侧壁之间设置有双轴电机347，所述双轴电机347的两侧输出端均传动连接有第三丝杆348，且两组所述第三丝杆348均螺纹连接在第六联动块346上。

进一步的，若干组所述载料块341上的载料槽342尺寸不同，且每组所述载料块341上第四联动块343和第五联动块344的对接槽均与载料槽342的尺寸配合使用。

具体的，每组所述载料块341上开设的载料槽342，以及第四联动块343和第五联动块344上开设有对接槽，用于第四联动块343和第五联动块344相互靠近时形成符合夹持异形管件尺寸的圆孔；

所述第三电动推杆的输出端推动第三横板333，使两组夹持板336抵触异形管件的外壁，用于提高异形管件夹持的稳定性；

所述双轴电机347带动第三丝杆348转动，使两组第六联动块346相互远离的同时分别带动第四联动块343和第五联动块344，使载料槽342处于开放式状态，用于方便异形管件的放置与取出的作用。

所述第二联动组件4包括联动板41；示例性的，如图8所示。

所述联动板41表面开设有第五滑槽42，所述联动板41的外壁且远离第五滑槽42的一端与第一电动推杆15的输出端传动连接，所述第五滑槽42的内壁滑动连接有第四电机43，所述联动板41上嵌入安装有第四电动推杆44，所述第四电动推杆44的输出端延伸至第五滑槽42内，且所述第四电动推杆44的输出端与第四电机43的底部传动连接，所述第四电机43的输出端与点焊组件5传动连接。

具体的，所述第四电机43的输出端带动点焊组件5转动，用于调整点焊组件5与异形管件的点焊角度，并通过所述第四电动推杆44带动第四电机43滑动连接在第五滑槽42的内壁，用于调整点焊组件5对不同直径的异形管进行点焊位置的调节。

所述点焊组件5包括导向壳体51和焊接机构57；示例性的，如图9所示。

所述导向壳体51的内壁开设有导向滑腔52，所述导向壳体51上还开设有齿轮装配槽53，且所述齿轮装配槽53与导向滑腔52相互连通，所述导向壳体51的外壁嵌入安装有第五电机54，所述第五电机54的输出端传动连接有齿轮，且所述齿轮延伸至齿轮装配槽53的内壁，所述导向壳体51为扇环形结构，所述导向滑腔52的内壁且靠近两端的位置对称开设有锁紧孔55，所述导向滑腔52的内壁转动连接有导向安装块56，所述焊接机构57固定连接在导向安装块56的内壁，且所述导向安装块56为扇环形，所述导向安装块56的外壁固定连接有外齿圈59，且所述外齿圈59与齿轮啮合传动连接，所述导向安装块56靠近端部的位置嵌入安装有双轴伸缩杆58，且所述双轴伸缩杆58的输出端均活动卡接在锁紧孔55内，所述导向安装块56的两端均设置有磁性吸附端510。

所述焊接机构57包括第三壳体571；示例性的，如图10所示。

所述第三壳体571的一侧外壁固定连接有高清摄像头572，且所述高清摄像头572的外侧套接有透明防护罩，所述第三壳体571的内壁固定连接有第五电动推杆573，所述第五电动推杆573的输出端贯穿第三壳体571，且延伸至第三壳体571的外部与点焊头574传动连接。

具体的，所述第五电机54带动齿轮转动使啮合连接的外齿圈59同步转动，用于两组导向安装块56在两组导向滑腔52的内壁同步转动的作用，并通过每组导向安装块56两端的双轴伸缩杆58延伸至对应一侧的锁紧孔55内，用于将导向安装块56锁止在导向滑腔52内，用于两组点焊组件5在相互分离时处于不会脱离的状态；

两组所述导向安装块56上的第三壳体571同步转动，用于环形阵列在异形管件的周围，并通过所述第五电动推杆573带动点焊头574靠近异形管件的外壁，并配合高清摄像头572对异形管件的外壁进行点焊前、中和后的过程进行实时的拍摄，提高异形管件点焊精准度的同时又能够在点焊前进行接口处平整度的检测作用。

在上述一种适用于异形加工面的多点头焊接装置的基础上，本发明实施例还提供一种适用于异形加工面的多点头焊接装置的控制方法，包括以下步骤，