一种短管-法兰/套管/弯头的全自动组对焊接工作站制造技术

本发明专利技术公开了一种短管‑法兰/套管/弯头的全自动组对焊接工作站，包括短管‑法兰/套管组对、焊接、短管‑弯头组对焊接工位；短管‑法兰/套管组对工位包括抓取/焊接机器人、头尾式自动组对机、搬运机器人、自动打标机、法兰物料台、套管物料台、短管物料台，实现短管、法兰、套管的上料、法兰打标、短管与法兰/套管的装配和点焊；短管‑法兰/套管焊接工位包括焊接机器人、回转式变位机、中转定位台，实现待焊接短管的上料、焊接和下料；短管‑弯头组对焊接工位包括搬运机器人、管钳式变位机、焊接机器人、弯头物料台和成品料框，实现短管、弯头的上料、组对、焊接和焊接成品的下料。本发明专利技术可提高短管与管附件组对焊接的自动化水平。

A fully automatic assembly welding workstation for short pipe flange / sleeve / elbow

【技术实现步骤摘要】
一种短管-法兰/套管/弯头的全自动组对焊接工作站
本专利技术属于管件自动加工领域，特别是一种短管-法兰/套管/弯头的全自动组对焊接工作站。
技术介绍
在船舶、化工、风电等管件加工领域，管件与管附件(包括法兰、套管、弯头等)组对和焊接的生产效率低下，主要表现在：1、上料、转运和下料等物流方式由人工半自动实现；2、管件与管附件的组对过程由人工半自动实现；3、成品的组对精度和焊接质量一致性较差，次品率较高；4、属于半自动设备，无法实现全自动组对和焊接。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种短管-法兰/套管/弯头的全自动组对焊接工作站，以提高短管与管附件(包括法兰、套管、弯头等)的组对和焊接水平。实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种短管-法兰/套管/弯头的全自动组对焊接工作站，包括套管物料台、法兰物料台、短管物料台、抓取/焊接机器人、自动打标机、头尾式自动组对机、第一搬运机器人、中转定位台、第一焊接机器人、第二焊接机器人、第一回转式变位机、第二回转式变位机、弯管物料台、第二搬运机器人、管钳式变位机、第三焊接机器人、成品料框；所述抓取/焊接机器人用于抓取法兰至自动打标机，自动打标机完成对法兰的自动打标；所述抓取/焊接机器人抓取套管物料台上的套管或打标后的法兰至头尾式自动组对机；所述第一搬运机器人抓取短管至头尾式自动组对机；所述头尾式自动组对机完成短管与套管/法兰的自动组对，并在抓取/焊接机器人的焊接模式下回转；所述抓取/焊接机器人切换为焊接模式，对组对的短管与套管/法兰进行点焊，形成组对件；所述第一搬运机器人将点焊后的组对件搬运至中转定位台；所述中转定位台的两侧分别设有第一焊接机器人、第二焊接机器人；靠近第一焊接机器人、第二焊接机器人分别设有第一回转式变位机、第二回转式变位机；所述第一搬运机器人将中转定位台上的组对件搬运至第一回转式变位机/第二回转式变位机；所述第一回转式变位机/第二回转式变位机夹持组对件并回转，所述第一焊接机器人/第二焊接机器人用于对第一回转式变位机/第二回转式变位机上的组对件进行满焊，形成焊接半成品；所述第二搬运机器人从弯管物料台上抓取弯管至管钳式变位机，再从第一回转式变位机/第二回转式变位机抓取焊接半成品至管钳式变位机；所述管钳式变位机用于完成弯管与焊接半成品的自动组对和回转；所述第三焊接机器人用于对弯管与焊接半成品的环焊缝进行点焊和满焊；所述第二搬运机器人从管钳式变位机的焊接成品搬运至成品料框。本专利技术与现有技术相比，其显著优点是：(1)本专利技术的短管-法兰/套管和短管-弯头的全自动组对焊接工作站，短管和管附件的上料、转运、下料等均不需要人工参与，实现了整个工作站的全自动物流。(2)本专利技术的短管-法兰/套管和短管-弯头的全自动组对焊接工作站，短管与管附件的组对过程均全自动实现。(3)本专利技术通过视觉装置实现组对过程的精确定位，通过焊缝跟踪确保焊接质量的一致性，确保焊接成品较低的次品率。附图说明图1为短管-法兰/套管/弯头的全自动组对焊接工作站总体结构示意图。图2为自动打标机结构示意图。图3为头尾式自动组对机结构示意图。图4为回转式变位机结构示意图。图5为管钳式变位机结构示意图。图6为抓取/焊接机器人结构示意图。图7为搬运机器人结构示意图。图8为焊接机器人结构示意图。图9为产品组装工艺流程图。具体实施方式下面结合附图及具体实施例对本专利技术做进一步的介绍。结合图1，本专利技术的一种短管-法兰/套管/弯头的全自动组对焊接工作站，包括套管物料台3、法兰物料台6、短管物料台8、抓取/焊接机器人7、自动打标机21、头尾式自动组对机23、第一搬运机器人11、中转定位台12、第一焊接机器人15、第二焊接机器人29、第一回转式变位机13、第二回转式变位机32、弯管物料台18、第二搬运机器人37、管钳式变位机35、第三焊接机器人33、成品料框38；所述套管物料台3、法兰物料台6、短管物料台8靠近抓取/焊接机器人7；所述抓取/焊接机器人7用于抓取法兰物料台6上的法兰4至自动打标机21，自动打标机21完成对法兰4的自动打标；所述抓取/焊接机器人7抓取套管物料台3上的套管2或打标后的法兰4至头尾式自动组对机23，然后复位；所述第一搬运机器人11抓取短管物料台8上的短管10至头尾式自动组对机23，然后复位；所述头尾式自动组对机23完成短管10与套管2/法兰4的自动组对，并在抓取/焊接机器人7的焊接模式下回转，便于抓取/焊接机器人7的点焊；所述抓取/焊接机器人7切换为焊接模式，对组对的短管10与套管2/法兰4进行点焊，形成组对件28；所述第一搬运机器人11将点焊后的组对件28搬运至中转定位台12，并复位；所述中转定位台12的两侧分别设有第一焊接机器人15、第二焊接机器人29；靠近第一焊接机器人15、第二焊接机器人29，分别设有第一回转式变位机13、第二回转式变位机32；所述第一搬运机器人11将中转定位台12上的组对件28搬运至第一回转式变位机13/第二回转式变位机32，并复位；所述第一回转式变位机13/第二回转式变位机32夹持组对件并回转，所述第一焊接机器人15/第二焊接机器人29用于对第一回转式变位机13/第二回转式变位机32上的组对件28进行满焊，形成焊接半成品47；满焊完成后，第一焊接机器人15/第二焊接机器人29复位；所述第二搬运机器人37从弯管物料台18上抓取弯管19至管钳式变位机35，再从第一回转式变位机13/第二回转式变位机32抓取焊接半成品47至管钳式变位机35，并复位；所述管钳式变位机35用于完成弯管19与焊接半成品47的自动组对和回转；所述第三焊接机器人33用于对弯管19与焊接半成品47的环焊缝进行点焊和满焊，实现焊接成品，第三焊接机器人33复位；所述第二搬运机器人37从管钳式变位机35的焊接成品搬运至成品料框38，完成下料。进一步的，所述套管物料台3、法兰物料台6、短管物料台8上分别用于放置套管物料框1、法兰物料框5、短管物料框9，套管物料框1、法兰物料框5、短管物料框9上分别码放对个套管2、法兰4、短管10。通过物料框，便于物料的快速上线。进一步的，结合图2，所述自动打标机21包括工作台71、旋转气动卡盘69、打标执行器68；所述旋转气动卡盘69、打标执行器68设置在工作台71上；所述工作台71内设有旋转电机，用于驱动旋转气动卡盘69旋转，以配合打标执行器68对法兰4外圆进行打标；所述旋转气动卡盘69上设有磁性传感器，当磁性传感器检测到法兰4信号后，旋转气动卡盘69向外同步张开，实现法兰4内径的自动夹紧动作，配合打标执行器68同步旋转，完成法兰4圆周表面的打标工作。进一步的，所述旋转气动卡盘69上设有台阶式的夹紧定位块，用于满足不同内径的法兰的夹紧。所述旋转气动卡盘69通过滑块安装在导轨70上，以调整旋转气动卡盘69相对打标执行器68的位置，以适应不同尺寸法兰的打标。进一步的，结合图3，所述头尾式自动组对机23包括底座56本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种短管-法兰/套管/弯头的全自动组对焊接工作站，其特征在于，包括套管物料台(3)、法兰物料台(6)、短管物料台(8)、抓取/焊接机器人(7)、自动打标机(21)、头尾式自动组对机(23)、第一搬运机器人(11)、中转定位台(12)、第一焊接机器人(15)、第二焊接机器人(29)、第一回转式变位机(13)、第二回转式变位机(32)、弯管物料台(18)、第二搬运机器人(37)、管钳式变位机(35)、第三焊接机器人(33)、成品料框(38)；/n所述抓取/焊接机器人(7)用于抓取法兰至自动打标机(21)，自动打标机(21)完成对法兰的自动打标；所述抓取/焊接机器人(7)抓取套管物料台(3)上的套管或打标后的法兰至头尾式自动组对机(23)；所述第一搬运机器人(11)抓取短管至头尾式自动组对机(23)；所述头尾式自动组对机(23)完成短管与套管/法兰的自动组对，并在抓取/焊接机器人(7)的焊接模式下回转；所述抓取/焊接机器人(7)切换为焊接模式，对组对的短管与套管/法兰进行点焊，形成组对件；所述第一搬运机器人(11)将点焊后的组对件搬运至中转定位台(12)；所述中转定位台(12)的两侧分别设有第一焊接机器人(15)、第二焊接机器人(29)；靠近第一焊接机器人(15)、第二焊接机器人(29)分别设有第一回转式变位机(13)、第二回转式变位机(32)；所述第一搬运机器人(11)将中转定位台(12)上的组对件搬运至第一回转式变位机(13)/第二回转式变位机(32)；所述第一回转式变位机1(3/)第二回转式变位机(32)夹持组对件并回转，所述第一焊接机器人(15)/第二焊接机器人(29)用于对第一回转式变位机(13)/第二回转式变位机(32)上的组对件进行满焊，形成焊接半成品；所述第二搬运机器人(37)从弯管物料台(18)上抓取弯管至管钳式变位机(35)，再从第一回转式变位机(13)/第二回转式变位机(32)抓取焊接半成品至管钳式变位机(35)；所述管钳式变位机(35)用于完成弯管与焊接半成品的自动组对和回转；所述第三焊接机器人(33)用于对弯管与焊接半成品的环焊缝进行点焊和满焊；所述第二搬运机器人(37)从管钳式变位机(35)的焊接成品搬运至成品料框(38)。/n...

【技术特征摘要】
1.一种短管-法兰/套管/弯头的全自动组对焊接工作站，其特征在于，包括套管物料台(3)、法兰物料台(6)、短管物料台(8)、抓取/焊接机器人(7)、自动打标机(21)、头尾式自动组对机(23)、第一搬运机器人(11)、中转定位台(12)、第一焊接机器人(15)、第二焊接机器人(29)、第一回转式变位机(13)、第二回转式变位机(32)、弯管物料台(18)、第二搬运机器人(37)、管钳式变位机(35)、第三焊接机器人(33)、成品料框(38)；
所述抓取/焊接机器人(7)用于抓取法兰至自动打标机(21)，自动打标机(21)完成对法兰的自动打标；所述抓取/焊接机器人(7)抓取套管物料台(3)上的套管或打标后的法兰至头尾式自动组对机(23)；所述第一搬运机器人(11)抓取短管至头尾式自动组对机(23)；所述头尾式自动组对机(23)完成短管与套管/法兰的自动组对，并在抓取/焊接机器人(7)的焊接模式下回转；所述抓取/焊接机器人(7)切换为焊接模式，对组对的短管与套管/法兰进行点焊，形成组对件；所述第一搬运机器人(11)将点焊后的组对件搬运至中转定位台(12)；所述中转定位台(12)的两侧分别设有第一焊接机器人(15)、第二焊接机器人(29)；靠近第一焊接机器人(15)、第二焊接机器人(29)分别设有第一回转式变位机(13)、第二回转式变位机(32)；所述第一搬运机器人(11)将中转定位台(12)上的组对件搬运至第一回转式变位机(13)/第二回转式变位机(32)；所述第一回转式变位机1(3/)第二回转式变位机(32)夹持组对件并回转，所述第一焊接机器人(15)/第二焊接机器人(29)用于对第一回转式变位机(13)/第二回转式变位机(32)上的组对件进行满焊，形成焊接半成品；所述第二搬运机器人(37)从弯管物料台(18)上抓取弯管至管钳式变位机(35)，再从第一回转式变位机(13)/第二回转式变位机(32)抓取焊接半成品至管钳式变位机(35)；所述管钳式变位机(35)用于完成弯管与焊接半成品的自动组对和回转；所述第三焊接机器人(33)用于对弯管与焊接半成品的环焊缝进行点焊和满焊；所述第二搬运机器人(37)从管钳式变位机(35)的焊接成品搬运至成品料框(38)。


2.根据权利要求1所述的工作站，其特征在于，所述自动打标机(21)包括工作台(71)、旋转气动卡盘(69)、打标执行器(68)；所述旋转气动卡盘(69)、打标执行器(68)设置在工作台(71)上；所述工作台(71)内设有旋转电机，用于驱动旋转气动卡盘(69)旋转，以配合打标执行器(68)对法兰外圆进行打标；所述旋转气动卡盘(69)上设有传感器，当传感器检测到法兰信号后，旋转气动卡盘(69)向外同步张开，实现法兰内径的自动夹紧动作。


3.根据权利要求1所述的工作站，其特征在于，所述头尾式自动组对机(23)包括底座(56)、导轨(53)、固定座(54)、第一三抓卡盘(55)、滑动座(52)、第二三抓卡盘(57)；
所述底座(56)一端固定有固定座(51)；所述固定座(51)上设有第一三抓卡盘(55)，用于夹持法兰或套管；所述底座(56)上设有导轨(53)；所述滑动座(52)可沿导轨(52)在底座(56)上相对固定座(54)往复运行；所述滑动座(52)上设...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆姜全，杨永坤，张贝贝，刘克全，李政委，郭航，王威，王灿灿，赵娜娜，左振波，李建华，史本聪，李彦坤，运起光，鲍小亮，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一六研究所，江苏杰瑞科技集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32