一种四轴式卡钳焊接机器人的制作方法

本实用新型涉及焊接技术领域，特别是涉及一种四轴式卡钳焊接机器人。

背景技术：

在电力、石化、制药等领域，外径为25~168mm，壁厚≤19mm的中小管道的焊接一般采用填丝焊接。随着自动化焊接技术的日益成熟，在焊接空间允许的情况下，采用四轴式卡钳焊接机器人进行施焊，可以有效提高焊接效率和质量。此类卡钳式焊接机器人具有四轴式结构，即送丝轴、行走轴、机头摆动轴和机头弧压跟踪轴，通过卡钳结构把焊接机器人固定在管道上，在行走轴的驱动下，沿管道焊接一圈。机器人焊接管道过程中，行走轨迹与管道的同心度直接影响焊接的质量；因而，如何保证两者同心决定着四轴式卡钳焊接机器人在现场的应用成败。现有的卡钳结构一般采用三点式夹紧方式，如图1所示：

首先，根据被焊管道规格，对调节卡钳2进行调整，把加持标尺21调整到被焊管道4外径尺寸，然后拧紧位置固定螺栓10，随后把焊接机器人套在管道上，再压紧紧固件3，使其与被焊管道4紧密接触。每次焊接不同规格的管件，需要对调节卡钳2进行调节，然后进行固定，最后在压紧紧固件3后，并不能保证焊接机器人与被焊管件同心。

总体来说，现有的卡钳结构存在以下的问题：

（1）、每次焊接不同规格的被焊管道时，需要对调节卡钳进行调节，然后进行固定；

（2）、实际被焊管道外径与设计尺寸不一致，加持标尺的数据并不能真实反映实际尺寸，容易造成焊接机器人偏心；

（3）、调节卡钳与被焊管件接触的两点之间角度一般为120°，与紧固件配合后，虽然形成了对被焊管件的三点加持，并不能保证焊接机器人与被焊管件同心。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种四轴式卡钳焊接机器人。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种四轴式卡钳焊接机器人，包括用于对被焊管道进行固定的卡钳结构、用于对被焊管道进行焊接的焊接执行机构，所述的卡钳结构包括手动卡钳、第一传动卡钳、第二传动卡钳以及传动组件，所述的传动组件同时与所述的第一传动卡钳、第二传动卡钳传动连接，所述的手动卡钳、第一传动卡钳以及第二传动卡钳的一端之间形成用于放置被焊管道的卡夹空间，当调节所述的传动组件，所述的第一传动卡钳、第二传动卡钳同时朝靠近或远离所述的卡夹空间的方向移动。

优选地，所述的传动组件包括第一锥齿轮、同时与所述的第一锥齿轮相传动连接的第二锥齿轮和第三锥齿轮、与所述的第二锥齿轮相传动连接的第一传动件、与所述的第三锥齿轮相传动连接的第二传动件，所述的第一传动件与所述的第一传动卡钳的另一端相传动连接，所述的第二传动件与所述的第二传动卡钳的另一端相传动连接。

进一步优选地，所述的第一传动件、第二传动件均包括传动件锥齿轮、连接在所述的传动件锥齿轮上的传动螺杆，所述的第一传动件的传动件锥齿轮与所述的第二锥齿轮啮合，所述的第一传动件的传动螺杆与所述的第一传动卡钳的另一端螺纹连接；所述的第二传动件的传动件锥齿轮与所述的第三锥齿轮啮合，所述的第二传动件的传动螺杆与所述的第二传动卡钳的另一端螺纹连接，当转动所述的第一传动件、第二传动件的传动件锥齿轮，所述的第一传动件、第二传动件的传动螺杆带动所述的第一传动卡钳、第二传动卡钳的一端朝靠近或远离所述的卡夹空间的方向移动。

进一步优选地，所述的传动组件还包括连接在所述的第一锥齿轮与所述的第二锥齿轮之间的第一传动杆、连接在所述的第一锥齿轮与所述的第三锥齿轮之间的第二传动杆，当转动所述的第一锥齿轮，所述的第一传动杆、第二传动杆同时带动所述的第二锥齿轮、第三锥齿轮转动。

进一步优选地，所述的第一传动杆、第二传动杆均包括传动杆本体、分别连接在所述的传动杆本体两端传动杆锥齿轮，所述的第一传动杆的传动杆锥齿轮分别与所述的第一锥齿轮、第二锥齿轮啮合，所述的第二传动杆的传动杆锥齿轮分别与所述的第一锥齿轮、第三锥齿轮啮合。

进一步优选地，所述的第一传动杆、第二转动杆的长度相等且相互垂直。

进一步优选地，所述的传动组件还包括连接在所述的第一锥齿轮上的调节旋钮。

优选地，所述的第一传动卡钳、第二传动卡钳的长度相等且卡夹方向相垂直。

优选地，所述的手动卡钳与所述的第一传动卡钳、第二传动卡钳的卡夹方向的夹角相同。

优选地，所述的卡钳结构包括外壳体，所述的传动组件设置在所述的外壳体内。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点和效果：

1、针对不同规格的管件，只操作传动组件和手动卡钳即可完成对被焊管道的加持，操作十分方便；

2、第一传动卡钳和第二传动卡钳联动操作，不需要考虑实际被焊管道外径与设计尺寸不一致问题，并能保证焊接机器人与被焊管道同心，保证焊接质量。

附图说明

附图1为现有技术中的卡钳结构的示意图；

附图2为本实施例中卡钳结构的原理示意图；

附图3为本实施例中卡钳结构的外形示意图。

其中：1、固定卡钳；10、位置固定螺栓；2、调节卡钳；20、调节槽；21、夹持标尺；210、位置指示线；3、紧固件；4、被焊管道；

5、外壳；60、手动卡钳；61、第一传动卡钳；62、第二传动卡钳；70、第一锥齿轮；71、第二锥齿轮；72、第三锥齿轮；73、第一传动件；74、第二传动件；75、第一传动杆；76、第二传动杆；77、调节旋钮。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图2、3所示的一种四轴式卡钳焊接机器人，包括用于对被焊管道4进行固定的卡钳结构、用于对被焊管道4进行焊接的焊接执行机构。

在本实施例中：卡钳结构包括手动卡钳60、第一传动卡钳61、第二传动卡钳62以及传动组件。手动卡钳60、第一传动卡钳61以及第二传动卡钳62的一端之间形成用于放置被焊管道4的卡夹空间。其中：第一传动卡钳61、第二传动卡钳62的长度相等且卡夹方向相垂直，手动卡钳60与第一传动卡钳61、第二传动卡钳62的卡夹方向的夹角都为135°相同。

传动组件同时与第一传动卡钳61、第二传动卡钳62传动连接。在本实施例中：传动组件包括第一锥齿轮70、同时与第一锥齿轮70相传动连接的第二锥齿轮71和第三锥齿轮72、与第二锥齿轮71相传动连接的第一传动件73、与第三锥齿轮72相传动连接的第二传动件74、连接在第一锥齿轮70与第二锥齿轮71之间的第一传动杆75、连接在第一锥齿轮70与第三锥齿轮72之间的第二传动杆76，第一锥齿轮70上的调节旋钮77；第一传动件73与第一传动卡钳61的另一端相传动连接，第二传动件74与第二传动卡钳62的另一端相传动连接。

具体的说：第一传动件73、第二传动件74均包括传动件锥齿轮、连接在传动件锥齿轮上的传动螺杆，第一传动件73的传动件锥齿轮与第二锥齿轮71啮合，第一传动件73的传动螺杆与第一传动卡钳61的另一端螺纹连接；同样的：第二传动件74的传动件锥齿轮与第三锥齿轮72啮合，第二传动件74的传动螺杆与第二传动卡钳62的另一端螺纹连接。

第一传动杆75、第二转动杆76的长度相等且相互垂直。第一传动杆75、第二传动杆76均包括传动杆本体、分别连接在传动杆本体两端传动杆锥齿轮，第一传动杆75的传动杆锥齿轮分别与第一锥齿轮70、第二锥齿轮71啮合，第二传动杆76的传动杆锥齿轮分别与第一锥齿轮70、第三锥齿轮啮合72。

卡钳结构还包括外壳体5，传动组件设置在外壳体5内，调节旋钮77露出外壳体5供操作。

焊接执行机构未涉及改进，可以采用现有技术即可，在此不再进行赘述。

以下具体阐述下本实施例的工作过程，包括：

（1）、套装焊接机器人：

首先把四轴卡钳式机器人套装在被焊管道4上，确定好焊接机器人在被焊管道4上的确切位置。

（2）、固定焊接机器人：

旋转调节旋钮77，带动第一锥齿轮70转动；通过第一传动杆75和第二传动杆76带动第二锥齿轮71和第三锥齿轮72转动，借助于第一传动件73和第二传动件74与第一传动卡钳61、第二传动卡钳62的螺纹配合，实现第一传动卡钳61、第二传动卡钳62同时朝靠近或远离卡夹空间的方向移动，与位于卡夹空间内的被焊管道4两点垂直接触，最后在手动卡钳60的操作下，实现焊接机器人对被焊管道4的三点固定。

（3）、焊接机器人施焊：

卡钳结构完成对被焊管道4的固定后，通过焊接执行机构进行焊接实施。

（4）、焊接机器人拆除：

焊接完毕后，通过手动卡钳60和调节旋钮77，松开卡钳结构，取下焊接机器人。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。