管材自动焊接装置的制作方法

本发明涉及焊接设备领域，尤其涉及一种管材自动焊接装置。

背景技术：

目前，针对管材的焊接，由于焊接件的尺寸、形状不够规则，难以自动化对准，一般采用手动焊接的方式。但是手动焊接存在以下问题：工作效率较低，人工成本高，且焊接过程中产生的气体对人体有毒副作用；此外，人工焊接出来的产品，一致性较差，产品质量难以得到保障。因此，亟待开发一种自动焊接装置，能够替代人工，实现自动化焊接。

针对护栏等用量大、形状相对规则的产品，其焊接件尺寸和形状相对规则，尤其是护栏框架内侧的竖管，尺寸和形状一致，因此，对于竖管与护栏框架之间的焊接过程，可以考虑采用自动化焊接。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提出了一种效率高、产品一致性好的管材自动焊接装置。

本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种管材自动焊接装置，其包括机架(1)，还包括两条焊接框送料导轨(2)、焊枪(3)和焊枪定位机构(4)，其中，两条焊接框送料导轨(2)相互平行、水平设置于机架(1)上，焊接框(h)水平于两条焊接框送料导轨(2)之间并与其滑动连接，焊枪定位机构(4)包括左右行走机构(41)、前后行走机构(42)和上下行走机构(43)，左右行走机构(41)从两条焊接框送料导轨(2)上方垂直跨越并与机架(1)水平固定，上下行走机构(43)垂直于机架(1)设置并与左右行走机构(41)连接，前后行走机构(42)平行于焊接框送料导轨(2)水平设置并分别连接上下行走机构(43)和焊枪(3)。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述左右行走机构(41)包括两第一滑轨(411)、一无杆气缸(412)和第一滑块(413)，两第一滑轨(411)从两条焊接框送料导轨(2)上方垂直跨越并与机架(1)水平固定，一无杆气缸(412)与第一滑轨(411)平行设置并连接第一滑块(413)，无杆气缸(412)固定在机架(1)上，第一滑块(413)分别与两第一滑轨(411)滑动连接并固定连接上下行走机构(43)。

进一步优选的，所述上下行走机构(43)包括底座(431)、两第二滑轨(432)、两第二滑块(433)、第一电机(434)、第一丝杆(435)、第一螺母(436)和滑板(437)，其中，底座(431)水平设置并与第一滑块(413)固定，两第二滑轨(432)垂直固定在底座(431)上，两第二滑块(433)与两第二滑轨(432)滑动连接，第一丝杆(435)与第二滑轨(432)平行设置且与第一螺母(436)螺纹连接，第一电机(434)与第一丝杆(435)传动连接并与底座(431)固定，滑板(437)分别与两第二滑块(433)、第一螺母(436)和前后行走机构(42)固定。

更优选的，前后行走机构(42)包括两第三滑轨(421)、两第三滑块(422)、第二电机(423)、第二丝杆(424)、第二螺母(425)和输出板(426)，两第三滑轨(421)沿焊接框送料导轨(2)方向平行固定在输出板(426)上，两第三滑块(422)与两第三滑轨(421)滑动连接，第二丝杆(424)与两第三滑轨(421)平行设置且与第二电机(423)传动连接，第二螺母(425)与第二丝杆(424)螺纹连接，两第三滑块(422)、第二螺母(425)分别与滑板(437)固定，第二电机(423)和焊枪(3)分别与输出板(426)固定。

更进一步优选的，还包括焊枪转动机构(5)，焊枪转动机构(5)包括第三电机(51)、皮带(52)、从动轮(53)和固定板(54)，第三电机(51)固定在固定板(54)上，固定板(54)与滑板(437)固定，从动轮(53)与固定板(54)轴连接并与焊枪(3)固定，皮带(52)连接第三电机(51)和从动轮(53)。

再进一步优选的，所述焊枪转动机构(5)和焊枪(3)设置有两个，前后设置，两个焊枪转动机构(5)的固定板(54)相互固定。

再进一步优选的，还包括第一气缸(6)，第一气缸(6)固定在机架(1)上并正对固定板(54)设置。

在以上技术方案的基础上，优选的，还包括焊接框传送机构(7)，焊接框传送机构(7)包括第二气缸(71)、第四滑块(72)、底座(73)、两第四滑轨(74)、两第五滑轨(75)、两第五滑块(76)、弹簧(77)、限位框(78)和第三气缸(79)，其中，两第四滑轨(74)和第二气缸(71)沿与焊接框送料导轨(2)平行的方向固定在机架(1)上，第四滑块(72)嵌套在第四滑轨(74)上并与之滑动连接，底座(73)分别与第二气缸(71)和第四滑块(72)固定，两第五滑轨(75)沿与焊接框送料导轨(2)垂直的方向固定在底座(73)上，两第五滑块(76)分别与两第五滑轨(75)滑动连接，限位框(78)嵌套在焊接框(h)上与第五滑轨(75)固定，弹簧(77)与第五滑块(76)平行设置且两端分别固定底座(73)与限位框(78)，第三气缸(79)固定设置于限位框(78)内且正对焊接框(h)设置。

进一步优选的，还包括管材下料机构(0)和管材传送机构(9)，管材下料机构(0)垂直固定在机架(1)上且内部设置有底部开口的管材落料通道，管材传送机构(9)包括第四气缸(91)、两第六滑轨(92)、两第六滑块(93)和盛料板(94)，两第六滑轨(92)水平平行固定在机架(1)上，两第六滑块(93)分别与两第六滑轨(92)滑动连接，盛料板(94)水平设置于管材落料通道下方并与两第六滑块(93)固定第四气缸(91)固定在机架(1)上且连接盛料板(94)。

更优选的，管材落料通道与焊接框送料导轨(2)在水平面内的投影呈大于0°小于90°的夹角，还包括两组管材定向机构(8)，管材定向机构(8)包括第五气缸(81)、第六气缸(82)和第七气缸(83)，第五气缸(81)和第六气缸(82)垂直设置于机架(1)上，第七气缸(83)水平固定在机架(1)上并连接第六气缸(82)，两组管材定向机构(8)分别设置于靠近两条焊接框送料导轨(2)的位置。

本发明的管材自动焊接装置相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)通过设置焊接框送料导轨，可将焊接框推送到指定焊接位置，由焊枪定位机构驱动焊枪进行自动焊接，焊枪具有前后、左右、上下三个方向的自由度，能准确找到焊接位置；

(2)设置焊枪转动机构，使得焊枪可自由转动，从而方便调节焊枪与管材之间的夹角，设置两组焊枪，一次性对两条焊缝进行焊接，效率更高；

(3)设置第一气缸，在焊接完成后，将焊枪内推，防止在提起焊枪的过程中与管材或者焊接框发生碰撞；

(4)设置焊接框传送机构，对焊接框进行间歇式的自动传送，每次传送对应焊接一根管材，实现焊接框的自动上料和下料；

(5)设置管材下料机构和管材传送机构，管材实现自动上料；

(6)管材斜着进入焊接框内，然后由管材定向机构调节到与焊接框相互垂直并卡死，方便管材运输，同时保证焊接精度。

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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本发明的管材自动焊接装置的立体图；

图2为本发明的管材自动焊接装置去掉管材下料机构后的立体图；

图3为本发明的管材自动焊接装置去掉管材下料机构后的立体图；

图4为本发明的管材自动焊接装置的管材定向机构部分的立体图；

图5为本发明的管材自动焊接装置的焊枪定位机构部分的立体图；

图6为本发明的管材自动焊接装置的焊枪定位机构部分的分解图；

图7为本发明的管材自动焊接装置的焊接框传送机构的立体图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。

如图1～3所示，本发明的管材自动焊接装置，其包括机架1、两条焊接框送料导轨2、焊枪3、焊枪定位机构4、焊枪转动机构5、第一气缸6、焊接框传送机构7、管材定向机构8、管材下料机构0和管材传送机构9。来料部分，包括管材s和焊接框h。在本发明中，定义焊接框h进料位置为前、出料位置为后；焊枪3一侧为左，与之相对的一侧为右；管材下料机构0一侧为上，机架1一侧为下。

其中，机架1，提供工作平台。

作为焊接框h的上料部分，两条焊接框送料导轨2相互平行、水平设置于机架1上，焊接框h水平于两条焊接框送料导轨2之间并与其滑动连接。具体的，两条焊接框送料导轨2内侧分别设置有一排滚轮，焊接框h在两排滚轮之间前进上料。为了对焊接框h进行限位，还可在焊接框送料导轨2内侧加设限位机构，防止其走偏。

在焊接完一根管材s后，需要将焊接框h向前传送一段距离，再焊接下一根管材s，因此，本发明还设置有焊接框传送机构7。如图7所示，焊接框传送机构7包括第二气缸71、第四滑块72、底座73、两第四滑轨74、两第五滑轨75、两第五滑块76、弹簧77、限位框78和第三气缸79，其中，两第四滑轨74和第二气缸71沿与焊接框送料导轨2平行的方向固定在机架1上，第四滑块72嵌套在第四滑轨74上并与之滑动连接，底座73分别与第二气缸71和第四滑块72固定，两第五滑轨75沿与焊接框送料导轨2垂直的方向固定在底座73上，两第五滑块76分别与两第五滑轨75滑动连接，限位框78嵌套在焊接框h上与第五滑轨75固定，弹簧77与第五滑块76平行设置且两端分别固定底座73与限位框78，第三气缸79固定设置于限位框78内且正对焊接框h设置。如此，启动第三气缸79，将限位框78和焊接框h抵紧，进而可通过第二气缸71驱动限位框78和焊接框h整体传送。设置弹簧77、第五滑轨75和第五滑块76，可起到缓冲作用，同时，能适应不同尺寸的焊接框h来料。

管材下料机构0垂直固定在机架1上且内部设置有底部开口的管材落料通道，成捆的管材s放入管材落料通道后，依次从底部开口落料进行焊接。

作为管材s的送料部分，管材传送机构9包括第四气缸91、两第六滑轨92、两第六滑块93和盛料板94，两第六滑轨92水平平行固定在机架1上，两第六滑块93分别与两第六滑轨92滑动连接，盛料板94水平设置于管材落料通道下方并与两第六滑块93固定第四气缸91固定在机架1上且连接盛料板94。对于从管材落料通道落下的管材s，由盛料板94进行承接，并通过第四气缸91驱动，传送到焊接位置。

现实中，管材s的长度一般等于焊接框h的横间距，因此，为了方便管材s在焊接框h之间行走，需要将管材设置为斜向。具体的，管材落料通道与焊接框送料导轨2在水平面内的投影呈大于0°小于90°的夹角。在管材s传送到焊接位置后，需要对其进行角度调整，保证在管材s与焊接框h垂直并卡死。因此，还包括两组管材定向机构8，如图4所示，管材定向机构8包括第五气缸81、第六气缸82和第七气缸83，第五气缸81和第六气缸82垂直设置于机架1上，第七气缸83水平固定在机架1上并连接第六气缸82，两组管材定向机构8分别设置于靠近两条焊接框送料导轨2的位置。如此，当管材s运送到指定的焊接位置后，可启动第五气缸81和第六气缸82伸出，对管材s进行限位，然后启动第七气缸83伸出，驱动第五气缸81和第六气缸82共同将管材s角度调节到与焊接框h垂直。

作为焊接部分，如图5～6所示，焊枪定位机构4包括左右行走机构41、前后行走机构42和上下行走机构43。

左右行走机构41，传送焊枪3在两条焊接框送料导轨2之间行走，从两条焊接框送料导轨2上方垂直跨越并与机架1水平固定。具体的，所述左右行走机构41包括两第一滑轨411、一无杆气缸412和第一滑块413，两第一滑轨411从两条焊接框送料导轨2上方垂直跨越并与机架1水平固定，一无杆气缸412与第一滑轨411平行设置并连接第一滑块413，无杆气缸412固定在机架1上，第一滑块413分别与两第一滑轨411滑动连接并固定连接上下行走机构43。如此，通过无杆气缸412即可驱动焊枪3准确地在两条焊接框送料导轨2之间行走定位。

上下行走机构43，传送焊枪3上下运动，垂直于机架1设置并与左右行走机构41连接。具体的，所述上下行走机构43包括底座431、两第二滑轨432、两第二滑块433、第一电机434、第一丝杆435、第一螺母436和滑板437，其中，底座431水平设置并与第一滑块413固定，两第二滑轨432垂直固定在底座431上，两第二滑块433与两第二滑轨432滑动连接，第一丝杆435与第二滑轨432平行设置且与第一螺母436螺纹连接，第一电机434与第一丝杆435传动连接并与底座431固定，滑板437分别与两第二滑块433、第一螺母436和前后行走机构42固定。如此，通过第一电机434即可驱动焊枪3上下运动，对准管材s和焊接框h进行焊接。

前后行走机构42，传送焊枪3前后移动，找准管材s和焊接框h的焊接位置，前后行走机构42平行于焊接框送料导轨2水平设置并分别连接上下行走机构43和焊枪3。前后行走机构42包括两第三滑轨421、两第三滑块422、第二电机423、第二丝杆424、第二螺母425和输出板426，两第三滑轨421沿焊接框送料导轨2方向平行固定在输出板426上，两第三滑块422与两第三滑轨421滑动连接，第二丝杆424与两第三滑轨421平行设置且与第二电机423传动连接，第二螺母425与第二丝杆424螺纹连接，两第三滑块422、第二螺母425分别与滑板437固定，第二电机423和焊枪3分别与输出板426固定。如此，通过启动第二电机423，即可驱动焊枪3前后运动。

焊枪3在工作过程中，需要能转动，从而找准焊接位置，因此本发明还设置有焊枪转动机构5，如图5所示，焊枪转动机构5包括第三电机51、皮带52、从动轮53和固定板54，第三电机51固定在固定板54上，固定板54与滑板437固定，从动轮53与固定板54轴连接并与焊枪3固定，皮带52连接第三电机51和从动轮53。具体的，所述焊枪转动机构5和焊枪3设置有两个，前后设置，两个焊枪转动机构5的固定板54相互固定。两组焊枪3分别对准管材s的两侧缝隙进行焊接，提高工作效率。

在焊接完成后，需要将焊枪3往内侧推动一小段距离再提起，因此，还设置有第一气缸6，第一气缸6固定在机架1上并正对固定板54设置。通过第一气缸6推动固定板54沿第一滑轨411移动，即可防止焊枪3与管材s或者焊接框h发生碰撞。

本发明的管材自动焊接装置作用原理如下：

首先，将焊接框h从两条焊接框送料导轨2之间推入；

其次，将成捆的管材s放进管材落料通道内，并依次落料，落下的管材s由管材传送机构9传送到指定焊接位置；

然后，由管材定向机构8将管材s位置调节到与焊接框h相互垂直；

接着，焊枪定位机构4驱动焊枪3到焊接位置，焊枪转动机构5驱动焊枪3对准管材s和焊接框h之间的缝隙进行焊接；

焊接完成后，由第一气缸6驱动焊枪3向内侧移动一小段距离，然后由焊枪转动机构5驱动焊枪3回转，再由焊枪定位机构4驱动焊枪3到另一侧的焊接位置，完成该管材s的焊接；

最后，焊接框传送机构7夹紧焊接框h并向后传送一段距离，管材下料机构0再次落料，循环进行下一根管材的焊接。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。