一种对接式管道焊接机器人的制作方法

本发明涉及一种对接式管道焊接机器人，属于工业机器人领域。

背景技术：

我国是一个地理上的大国，人口和资源分布不均。人口和工业大量集中于东部，而生产和生活所需要的石油、天然气等资源多集中于西部。从运输的安全性和成本上考虑，管道运输比公路运输、铁路运输有明显优势。

石油、天然气输送管道距离长，环境差。管道焊接成为管道铺设的关键技术之一。在此情况下，采用人工焊接，施工效率低，劳动强度大，难以满足管道铺设对质量和效率的要求。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种对接式管道焊接机器人，以提高管道焊接的效率和质量。

一种对接式管道焊接机器人，由焊接小车和设置在焊接小车侧面的焊枪调整机构组成；所述焊接小车包括驱动装置和车体，所述焊枪调整机构包括水平摆动机构和竖直调整机构；

所述水平摆动机构包括水平电机和V型滑杆，所述水平电机的输出轴固定连接小齿轮，小齿轮与大齿轮啮合，所述大齿轮的齿轮轴与大齿轮固定座连接，所述大齿轮固定座固定在两根V型滑轨中的一根上，所述V型滑轨固定在车体上，所述V型滑杆顶面有齿条，侧面可在两根V型滑轨上滑动；

所述竖直调整机构包括竖直电机和安装框体，所述安装框体的侧面通过连接板与V型滑杆的末端固定，所述竖直电机固定在安装框体的顶部，所述竖直电机的输出轴固定连接滚珠丝杠，滚珠丝杠的螺母固定连接焊枪固定板，所述焊枪固定板与焊枪固定块连接，焊枪固定块上安装焊枪。

所述焊接小车包括驱动装置和车体。所述的驱动装置包括驱动电机，所述驱动电机的输出轴上固定小带轮，小带轮通过齿形带驱动大带轮，所述大带轮固定在蜗杆轴的中部，所述蜗杆轴的两端有蜗杆齿分别与滚轮轴中部的涡轮啮合，两根滚轮轴的两端固定永磁滚轮，所述滚轮轴的两端和蜗杆轴的两端通过滚动轴承连接到车体上。

本发明的效果在于：

通过永磁滚轮可以将焊接小车牢牢吸附于被焊接管道上，利用手持式控制器(未画出)来控制焊接小车的驱动电机，进而控制永磁滚轮带动焊接小车沿着被焊接管道的焊缝爬行，通过观察焊枪与焊缝中心的位置偏移量情况，实时调整焊枪调整机构的驱动电机，从而调节焊枪的左右偏摆位置和距离焊缝的高度(竖直调整机构)，保证焊枪始终处于焊缝中心位置，能够有效的保证焊接质量；

焊枪调整机构设置在焊接小车的侧面，可以保证焊接小车始终在焊缝一侧沿着被焊接管道的焊缝爬行，可以保证小车的永磁滚轮始终与管壁接触。而专利201320517706.6中将焊枪调整机构设置于焊接小车之前，施焊时，焊接小车需横跨在焊缝上，对大管径管道实施对接焊时，坡口对接误差较大时，容易导致焊接小车四个轮子并不能完全与管壁接触，无法保证吸附的稳定性。

附图说明

图1为本发明的对接式管道焊接机器人的内部结构立体示意图；

图2为本发明的对接式管道焊接机器人的焊枪调整机构立体示意图；

图3为本发明的对接式管道焊接机器人的外部结构的立体示意图；

图4为本发明的对接式管道焊接机器人的外部结构的另一视角的立体示意图。

其中，1-焊枪，2-焊枪固定块，3-焊枪固定板，4-安装框体，5-连接板，6-V型滑杆，7-V型滑轨，8-航空插头，9-底板，10-大齿轮固定座，11-滚动轴承，12-永磁滚轮，13-滚轮轴，14-下护板，15-蜗杆轴，16-大带轮，17-小带轮，18-齿形带，19-L型固定板，20-齿条，21-驱动电机，22-左立板，23-右立板，24-轴承座，25-后立板，26-水平电机，27-前立板，28-小齿轮，29-大齿轮，30-竖直电机，31-螺母，32-滚珠丝杠，33-把手，34-上盖板。

具体实施方式

一种对接式管道焊接机器人，由焊接小车和设置在焊接小车侧面的焊枪调整机构组成；所述焊接小车包括驱动装置和车体，所述焊枪调整机构包括水平摆动机构和竖直调整机构；

所述水平摆动机构包括水平电机26和V型滑杆6，所述水平电机26的输出轴固定连接小齿轮28，小齿轮28与大齿轮29啮合，所述大齿轮29的齿轮轴与大齿轮固定座10连接，所述大齿轮固定座10固定在两根V型滑轨7中的一根上，所述V型滑轨7固定在车体上，所述V型滑杆6顶面有齿条20，侧面可在两根V型滑轨上滑动；

所述竖直调整机构包括竖直电机30和安装框体4，所述安装框体4的侧面通过连接板5与V型滑杆6的末端固定，所述竖直电机30固定在安装框体4的顶部，所述竖直电机30的输出轴固定连接滚珠丝杠32，滚珠丝杠的螺母31固定连接焊枪固定板3，所述焊枪固定板与焊枪固定块2连接，焊枪固定块2上安装焊枪1。

所述焊接小车包括驱动装置和车体。所述车体包括底板9、上盖板34、左立板22、右立板23、前立板27、后立板25以及前后两块下护板14。所述焊接小车的车体的前立板27、后立板25与所述左立板22、右立板23配合为L型阶梯配合，保证焊接小车的负载可以传递到车体上，而非车体的连接螺钉承受负载。

所述的驱动装置包括驱动电机21，所述驱动电机21的输出轴上固定小带轮17，小带轮17通过齿形带18驱动大带轮16，所述大带轮16固定在蜗杆轴15的中部，所述蜗杆轴15的两端有蜗杆齿分别与滚轮轴13中部的涡轮啮合，两根滚轮轴13的两端固定永磁滚轮12，所述滚轮轴的两端和蜗杆轴的两端通过滚动轴承11连接到车体上。所述焊接小车的驱动电机21为步进电机或伺服电机。

所述驱动电机21利用L型固定板19固定在左立板22上。所述滚轮轴两端利用滚动轴承11分别与左立板22和右立板23连接，所述蜗杆轴15两端利用滚动轴承11分别与固定在前立板27和后立板25上的轴承座24连接。

水平摆动机构中，所述V型滑轨7固定在车体底板9上，所述水平电机26利用L型固定板19固定在车体的右立板23上。

所述焊接小车的上盖板34上还设置有两个把手33。所述焊接小车的前立板27和后立板25上分别设置有一航空插头33。

本发明通过永磁滚轮可以将焊接小车牢牢吸附于被焊接管道上，利用手持式控制器(未画出)来控制焊接小车的驱动电机，进而控制永磁滚轮带动焊接小车沿着被焊接管道的焊缝爬行，通过观察焊枪与焊缝中心的位置偏移量情况，实时调整焊枪调整机构的驱动电机，从而调节焊枪的左右偏摆位置和距离焊缝的高度(竖直调整机构)，保证焊枪始终处于焊缝中心位置，能够有效的保证焊接质量。