一种铁塔连板钢管组合件自动焊接装置及其使用方法与流程

1.本发明属于焊接装置技术领域，具体涉及一种铁塔连板钢管组合件自动焊接装置及其使用方法。


背景技术：

2.管道在铁塔上的对接焊接通常采用人工焊接的方式，不但工作效率低，劳动强度大，而且对人体伤害很大、焊接质量也难以保证。另外现有技术中，对管道焊接采用固定环之类等对管道进行固定，不方便对管道进行翻转，或者翻转后不能对管道进行限位，导致移位从而影响焊接质量，有些焊接装置不适用对不同直径、不同长度的管道焊接等。


技术实现要素：

3.本发明为了解决现有技术中存在的上述缺陷和不足，提供了一种铁塔连板钢管组合件自动焊接装置。
4.为解决上述技术问题，本发明提供一种铁塔连板钢管组合件自动焊接装置，包括底座、支架一、支架二、托夹装置、位置调节装置、移动装置、高度调节装置、吸尘装置、焊枪、控制装置；支架一设置在底座的中间位置处，支架一顶部设有移动装置，移动装置的底端设有高度调节装置，高度调节装置的底部设有焊枪和吸尘装置；底座的两侧边对称设有两组滑槽，多个支架二可移动地设置在滑槽内，每个支架二的两侧均可转动设有一个托夹装置，两个托夹装置对称设置；托夹装置用于托住和夹持钢管组合件，控制装置分别与托夹装置、位置调节装置、移动装置、吸尘装置和焊枪电性连接；位置调节装置用于控制钢管组合件升降和翻转，位置调节装置包括两个翻转装置和一个定位装置，定位装置置于两个翻转装置之间，且一个翻转装置、定位装置和另一个翻转装置分别设置在相邻的三个支架二的顶部，以对钢管组合件定位；翻转装置包括行走小车、卷筒、钢丝绳，行走小车滑动连接在支架二顶部，行走小车的底端设有电机一和卷筒，电机一驱动卷筒转动，卷筒上缠绕有钢丝绳，通过钢丝绳收放实现对钢管组合件进行翻转；钢管组合件放置在托夹装置中之前，对称设置的两个托夹装置底部相互靠近，以托住钢管组合件；钢管组合件翻转之后，托夹装置用于夹持住钢管组合件并微调钢管组合件的位置。
5.进一步，支架二包括两个竖直柱和一个水平轨道，水平轨道连接两个竖直柱的顶部。
6.进一步，托夹装置包括旋转电机、水平伸缩装置、支撑座、电机二、齿轮组、弧形齿条、夹持部，旋转电机设置在竖直柱的一侧，竖直柱设有通孔，联轴器一端插在通孔内，通孔内还设有轴承，轴承套在水平伸缩装置一端，旋转电机的输出轴通过联轴器与水平伸缩装置的一端转动连接，水平伸缩装置的另一端与支撑座一侧固定连接，支撑座的另一侧设有凹槽一，凹槽一内滑动连接有弧形齿条，弧形齿条与夹持部固定连接，齿轮组包括上齿轮和下齿轮，夹持部侧面设有凹槽二，凹槽二内设有磁块，磁块将钢丝绳吸在凹槽二内，支撑座的上侧设有电机二和上齿轮，电机二用于驱动上齿轮与弧形齿条啮合；支撑座的下侧设有
下齿轮，下齿轮与弧形齿条啮合；夹持部的形状为弧形。
7.进一步，托夹装置还包括距离传感器，距离传感器固定在支撑座上，距离传感器用于检测两个对称设置的夹持部之间的距离，并将距离信号发送给控制装置，控制装置根据接收到的距离信号控制旋转电机和电机二工作。
8.进一步，支架一包括两个支柱，移动装置包括一个丝杆、移动电机和滑块，丝杆设在两个支柱的顶端，移动电机与丝杆连接，以驱动丝杆转动，滑块与丝杆螺纹连接。
9.进一步，高度调节装置包括伸缩装置一、支撑板，伸缩装置一设置在所述滑块的底部，支撑板设置在伸缩装置一的底端，支撑板的一端设有焊枪，支撑板的另一端设有吸尘装置。
10.进一步，高度调节装置还包括高度传感器，高度传感器设置在支撑板的底端，高度传感器用于检测焊枪与钢管组合件之间的高度，并将高度信号发送给控制装置，控制装置根据高度信号控制伸缩装置一调节高度。
11.进一步，在钢管组合件翻转之前，钢丝绳依次绕过靠近底座端部的支架二上的卷筒和一对托夹装置、相邻的另一个支架二上的一对托夹装置和定位装置、与支架一相邻的支架二上的一对托夹装置和卷筒。
12.进一步，定位装置包括伸缩装置二、定位板，伸缩装置二设置在水平轨道上，伸缩装置二的底端设有定位板，定位板的形状为弧形，定位板的底部设有凹槽三，凹槽三内设有磁块，磁块将钢丝绳吸在凹槽三内，定位时磁块将定位板吸附在钢管组合件外表面。
13.本发明还提供一种铁塔连板钢管组合件自动焊接装置的使用方法，包括如下步骤：步骤一、控制装置控制托夹装置底部相互靠近，钢丝绳依次绕过靠近底座端部的支架二上的卷筒和一对托夹装置、相邻的另一个支架二上的一对托夹装置和定位装置、与支架一相邻的支架二上的一对托夹装置；步骤二、将两个钢管组合件分别放置在支架一两侧的支架二上的托夹装置上，并使两个钢管组合件对齐；控制装置控制定位装置下降对钢管组合件进行压紧定位；步骤三、控制装置控制移动装置将焊枪和吸尘装置水平移动到钢管组合件的上方；控制高度调节装置调节焊枪和吸尘装置的高度；步骤四、吸尘装置对两个钢管组合件的对齐处吸尘、焊枪对两个钢管组合件的对齐处进行焊接，焊接完成后，焊枪停止焊接、吸尘装置停止吸尘、定位装置上升；步骤五、控制装置先控制行走小车在支架二上移动，再控制一个卷筒卷收钢丝绳，使钢丝绳从定位装置的凹槽三中脱落至钢管组合件上，然后控制一个卷筒卷收钢丝绳和另一个卷筒释放钢丝绳，从而实现对钢管组合件进行翻转，翻转到设定角度后，控制托夹装置从底部托起钢管组合件状态转变成从两侧夹持钢管组合件的状态，然后通过托夹装置来微调钢管组合件的位置；步骤六、控制装置控制移动装置调节焊枪和吸尘装置的位置，控制高度调节装置调节焊枪和吸尘装置的高度；吸尘装置对两个钢管组合件的对齐处进行吸尘，焊枪对两个钢管组合件的对齐处进行焊接；步骤七、焊接完成之后，控制装置控制托夹装置收回，不再夹持钢管组合件，控制装置控制两个卷筒慢慢释放钢丝绳，使钢管组合件下降至底座上。
14.本发明所达到的有益技术效果：1.通过设置托夹装置，既能托住钢管组合件，又能在钢管翻转后从侧面夹持住钢管组合件，另外还能通过调整托夹装置的旋转角度来实现调整钢管组合件的角度。将钢丝绳吸在托夹装置上，便于不同直径大小的钢管组合件穿过钢丝绳并放置在托夹装置上，不用人工再重新将钢丝绳套在钢管组合件上，减少了工作量。
15.2. 通过设置翻转装置，既能实现对钢管组合件进行翻转，又能实现对钢管组合件进行升降。翻转装置与托夹装置的配合使用能保证钢管组合件翻转过程中的可靠性和安全性等。
16.3. 通过设置定位装置，磁块能将钢丝绳吸到凹槽三内，其既能将钢丝绳定位在上方以便于钢管组合件穿过钢丝绳，定位时磁块能将定位板吸在钢管组合件外表面又能在焊接时压住钢管组合件上表面，从竖直方向对钢管组合件定位，再结合托夹装置的托夹，完全可以保证钢管组合件的限位固定。
17.4. 通过设置移动装置和高度调节装置，能调节焊枪和吸尘的位置和高度，以保证焊接质量。
18.5. 通过设置控制装置和高度传感器，能实时监测位置和高度等，能实现自动化焊接，减少人工操作，提高工作效率等。
附图说明
19.图1为本发明提出的一种铁塔连板钢管组合件自动焊接装置的结构示意图；图2为本发明提出的一种铁塔连板钢管组合件自动焊接装置的翻转装置的结构示意图；图3为本发明提出的一种铁塔连板钢管组合件自动焊接装置的托夹装置的结构示意图；图4为本发明提出的一种铁塔连板钢管组合件自动焊接装置的托夹装置的另一个角度的结构示意图；图5为本发明提出的一种铁塔连板钢管组合件自动焊接装置的定位装置的结构示意图；图6为本发明提出的一种铁塔连板钢管组合件自动焊接装置的移动装置的结构示意图。
具体实施方式
20.下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
21.下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。
22.在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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专利和简化描述，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专利的限制。
23.在本专利的描述中，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”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。
24.如图1-图6所示，一种铁塔连板钢管组合件自动焊接装置，包括底座1、支架一3、支架二2、托夹装置4、位置调节装置、移动装置8、高度调节装置7、吸尘装置9、焊枪10、控制装置（图中未示出），支架一3设置在底座1的中间位置处，支架一3顶部设有移动装置8，移动装置8的底端设有高度调节装置7，高度调节装置7的底部设有焊枪10和吸尘装置9，底座1的两侧边对称设有两组滑槽11，多个支架二2在滑槽11内移动，这样就可以根据不同钢管组合件的长度来调节多个支架二2之间的距离。每个支架二2的两侧均对称设有托夹装置4，托夹装置4可以从两侧夹住钢管组合件，当需要托住钢管组合件时，对称设置的两个托夹装置4底部相互靠近，能托住钢管组合件。
25.支架二2包括两个竖直柱21，水平轨道22连接两个竖直柱21的顶部。
26.支架二2的上端设有位置调节装置，位置调节装置能实现钢管组合件翻转，控制装置分别与托夹装置4、位置调节装置、移动装置8、吸尘装置9和焊枪10电性连接；其中焊枪10和吸尘装置9属于现有技术，即可采用现有技术中的焊枪和吸尘装置；控制装置可以采用现有技术中的单片机、mcu等。
27.位置调节装置包括两个翻转装置5和一个定位装置6，定位装置6置于两个翻转装置5之间，且一个翻转装置5、定位装置6和另一个翻转装置5分别设置在相邻的三个支架二2的顶部，以对钢管组合件定位；翻转装置5包括行走小车51、卷筒52、钢丝绳53，行走小车51可滑动连接在支架二2顶部，行走小车51的底端设有电机一（图中未示出）和卷筒52。
28.具体的，行走小车51包括两个小车板511、一个行走电机512和四个行走轮513，小车板511的顶端一侧设置两个行走轮513，行走轮513在水平轨道22上移动，行走电机512设在一个小车板511的另一侧，行走电机512可以驱动其中一个行走轮513移动。另一个小车板511的底端一侧设有电机一，两个小车板511底端之间设有卷筒52，电机一驱动卷筒52转动，卷筒52上缠绕有钢丝绳53；通过钢丝绳53收放实现对钢管组合件进行翻转；电机一和行走电机512相对设置，可有效保证行走小车51的平衡并提高行走小车51的稳定性。控制装置控制行走小车51的行走电机512，可以控制行走小车51在水平轨道22上移动。在翻转之前，控制行走小车51移动到合适的位置。
29.钢管组合件放置在托夹装置4中之前，对称设置的两个托夹装置4底部相互靠近，以托住钢管组合件；定位装置6用以对钢管组合件定位；钢管组合件翻转之后，托夹装置4能夹持钢管组合件并微调钢管组合件的位置；这样设置的目的通过两个卷筒52粗调钢管组合件的位置，再用托夹装置4微调钢管组合件的位置，这样可以达到精准调节钢管组合件的位置。
30.定位装置6包括伸缩装置二61、定位板62，水平轨道22上设有伸缩装置二61，伸缩装置二61的底端设有定位板62，定位板62的形状为弧形，定位板62的底部设有凹槽三63，凹槽三63内设有磁块（图中未示出），磁块可以采用常规的固定方式固定在凹槽三63或者吸在凹槽三63内等。钢丝绳53选择能被磁块吸住的材料，例如钢丝绳53带有铁素体等材料。磁块
将钢丝绳53吸在凹槽三63内，防止钢丝绳53掉落。通过设置定位装置6，其既可将钢丝绳53定位在上方以便于钢管组合件穿过钢丝绳53，又可在焊接时压住钢管组合件上表面，从竖直方向对钢管组合件定位，再结合托夹装置4的托夹，完全可以保证钢管组合件的限位固定。
31.托夹装置4包括旋转电机41、水平伸缩装置42、支撑座43、电机二46、齿轮组47、弧形齿条44、夹持部45，旋转电机41设在竖直柱21的一侧，竖直柱21设有通孔（未图示），旋转电机41的底端通过旋转电机支座411支撑固定，旋转电机支座411固定在竖直柱21上，水平伸缩装置42的一端穿过通孔，通过轴承（未图示）、联轴器412与旋转电机41的输出轴装配连接，水平伸缩装置42的另一端与支撑座43的一侧固定连接。支撑座43的另一侧设有凹槽一431，凹槽一431内滑动连接有弧形齿条44，弧形齿条44与夹持部45固定连接，为了防止弧形齿条44从安装座掉落，在弧形齿条44或夹持部45的两端还设有限位装置（图中未示出）。水平伸缩装置42可采用圆柱形的油缸、气缸等。控制装置可以控制水平伸缩装置42伸缩运动。
32.夹持部45侧面设有凹槽二451，凹槽二451内设有磁块（图中未示出），磁块能将钢丝绳53吸在凹槽二451内，一方面可以防止钢丝绳53从凹槽二451内掉落，另一方面对钢丝绳53起到限位作用。齿轮组47包括上齿轮471和下齿轮472，支撑座43的上侧设有电机二46和上齿轮471，电机二46能驱动上齿轮471与弧形齿条44啮合；支撑座43的下侧设有下齿轮472，下齿轮472与弧形齿条44啮合；夹持部45的形状为弧形。作为另外一种实施方式：上齿轮471和下齿轮472分别通过离合器与电机二46连接，当要托住钢管组合件时，上齿轮471与电机二46断开连接，上齿轮471与弧形齿条44啮合起到导向作用，下齿轮472与下侧电机（图中未示出）连接，通过下侧电机驱动下齿轮472带动弧形齿条44向下运动，使两个弧形齿条44相互靠近，以便于托住钢管组合件。
33.托夹装置4还包括距离传感器（图中未示出），距离传感器固定在支撑座43上，距离传感器用于检测两个对称设置的夹持部45之间的距离，并将距离信号发送给控制装置，控制装置根据接收到的距离信号控制旋转电机41和电机二46工作，从而控制水平伸缩装置42伸缩。例如，当两个夹持部45的距离偏大时，通过水平伸缩装置42的伸长来减小两个夹持部45之间的距离。当从两侧夹持钢管组合件时，可以通过旋转电机41转动来调整夹持角度。另外，为了实现钢管组合件倾斜，也可以通过设置旋转电机41调节多个夹持部45的角度，使钢管组合件倾斜。
34.支架一3包括两个支柱31，移动装置8包括一个丝杆82、移动电机81和滑块83，一个丝杆82设在两个支柱31的顶端，移动电机81与丝杆82转动连接，移动电机81驱动丝杆82转动，滑块83与丝杆82螺纹连接。这样设置的目的，可以根据实际需要来调节焊枪10的位置。
35.高度调节装置7包括伸缩装置一71、支撑板72，伸缩装置一71设置在滑块83的底部，支撑板72设置在伸缩装置一71的底端，支撑板72的一端设有焊枪10，支撑板72的另一端设有吸尘装置9。至于焊枪10、吸尘装置9与支撑板72之间的连接关系可以根据实际需要来选择，并未限定采用何种连接关系。
36.高度调节装置7还包括高度传感器（图中未示出），高度传感器设置在支撑板72的底端，高度传感器检测焊枪10与钢管组合件之间的高度，并将高度信号发送给控制装置，控制装置控制伸缩装置一71调节高度，这样设置的目的是可以调节焊枪10与焊缝之间的距离以保证焊接质量。
37.在钢管组合件翻转之前，钢丝绳53依次绕过靠近底座1端部的支架二2上的卷筒52和一对托夹装置4、相邻的另一个支架二2上的一对托夹装置4和定位装置6、与支架一3相邻的支架二2上的一对托夹装置4；这样设置的目的是，将钢丝绳53定位在托夹装置4和定位装置6上，方便不同直径大小的钢管组合件穿过钢丝绳53和放置在托夹装置4时不会与钢丝绳53干涉，不用人工再重新将钢丝绳53套在钢管组合件上，减少了工作量。
38.本发明还提供一种铁塔连板钢管组合件自动焊接装置的使用方法，其包括如下步骤：步骤一、控制装置控制托夹装置4底部相互靠近，钢丝绳53依次绕过靠近底座1端部的支架二2上的卷筒52和一对托夹装置4、相邻的另一个支架二2上的一对托夹装置4和定位装置6、与支架一3相邻的支架二2上的一对托夹装置4；步骤二、将两个钢管组合件分别放置在支架一3两侧的支架二2上的托夹装置4上，并使两个钢管组合件对齐；定位装置6下降对钢管组合件进行压紧定位；步骤三、控制装置控制移动装置8将焊枪10和吸尘装置9水平移动到钢管组合件的上方；控制高度调节装置7调节焊枪10和吸尘装置9的高度；步骤四、吸尘装置9对两个钢管组合件的对齐处吸尘，焊枪10对两个钢管组合件的对齐处进行焊接；对钢管组合件的上端对齐处焊接完成后，焊枪10停止焊接和吸尘装置9停止吸尘，然后将定位装置6上升到合适的高度；步骤五、控制装置先控制行走小车51在支架二2上移动到合适的位置，再控制一个卷筒52卷收钢丝绳53，使中间段的钢丝绳53从定位装置6上脱落到钢管组合件上；然后控制一个卷筒52卷收钢丝绳53和另一个卷筒52释放钢丝绳53，从而实现对钢管组合件进行翻转，翻转到设定角度（预先根据需要设定）后，控制托夹装置4从底部托起钢管组合件状态转变成从两侧夹持钢管组合件的状态，然后通过托夹装置4来微调钢管组合件的位置；翻转角度可以在控制装置中预设，也可以根据实际需要进行确定。
39.步骤六、控制装置控制移动装置8调节焊枪10和吸尘装置9的位置，控制高度调节装置7调节焊枪10和吸尘装置9的高度；然后吸尘装置9对两个钢管组合件的对齐处进行吸尘，焊枪10对两个钢管组合件的对齐处进行焊接；步骤七、焊接完成之后，控制装置控制托夹装置4收回，不再夹持钢管组合件，控制装置控制两个卷筒52释放钢丝绳53，使钢管组合件下降至底座1上。
40.以上已以较佳实施例公布了本发明，然其并非用以限制本发明，凡采取等同替换或等效变换的方案所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。