管件自动焊接设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种管件自动焊接设备，其中管件自动焊接设备主要由机座、第一上料装置、第二上料装置、自动输送架、夹取寻位装置、控制电柜、焊枪进给装置、组对定位装置、取料机器人、进料顶出装置、用于收集自动输送架上工件信息的视觉摄像机和用于收集夹取寻位装置中工件信息的3D轮廓扫描仪构成。本实用新型专利技术利用3D轮廓扫描仪和夹取寻位装置等以确保证两个工件的圆心位置和焊接旋转中心线重合，同时夹取寻位装置中的第一伺服电机和组对定位装置分别驱动两个工件进行步旋转，同时令焊枪对准焊缝，从而避免发生偏焊、漏焊等情况发生，提高焊接质量；同时采用器械实现自动焊接，提高了生产效率，降低了人力劳动强度。

【技术实现步骤摘要】
管件自动焊接设备
本技术涉及焊接技术，具体涉及一种管件自动焊接设备。
技术介绍
在我国饮用水管道发展的历史上，经历了从镀锌钢管——塑料管——不锈钢管的演变过程。由于镀锌钢管不耐腐蚀，长期使用后管道锈蚀；塑料管受热变形严重，冷热变化老化加快、易燃烧；镀锌钢管和塑料管会造成水质的二次污染，出现黄水、管道结垢、细菌滋生等问题；因此目前使用的饮用水管道普遍采用不锈钢管构成。不锈钢材料环保、耐腐蚀、经久耐用、内壁光滑水流损失小、经抛光处理后豪华美观、性价比均超出已有的任何给水材料，一经面世就受到了行业的欢迎。不锈钢管在安装时需要不锈钢管件连接，管件由钢管深加工后焊接而成，主要有直通、弯头、三通三大类管件。管件的组对和焊接程一般有三种：第一种是先将管件的两头手工组对后手工点焊，然后再将管件放在旋转机构上焊接；第二种是将管件的两头手工依次放在专用工装上，手工组对后压紧，旋转焊接；第三种是自动上料，由机械式芯棒定位后压紧旋转焊接。上述三种的缺陷为：第一、二种，纯手工操作，生产效率低，用工量大，完全依赖操作技能，成品率低，产品一致性无法保证；第三种，采用机械式芯棒定位，由于管件或装夹原因，两个工件的旋转中心不一致，焊缝与焊枪位置跑偏，很容易出现偏焊、漏焊等焊接缺陷，并且单机只能焊接单一品种的管件，不能单机焊接直通、弯头、三通的管件。同时，上述中的三种管件焊接还无法满足弯头和三通的自动组对和焊接。
技术实现思路
本技术的目的是为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种生产效率高、成品率高的管件自动焊接设备。本技术的目的通过以下的技术方案实现：本管件自动焊接设备，包括机座、第一上料装置、第二上料装置、自动输送架、夹取寻位装置、控制电柜、焊枪进给装置、组对定位装置、取料机器人、进料顶出装置、用于收集自动输送架上工件信息的视觉摄像机和用于收集夹取寻位装置中工件信息的3D轮廓扫描仪；所述第一上料装置和第二上料装置分别安装于机座上的两端，所述自动输送架安装于机座上，且所述自动输送架的接料端与第一上料装置的落料口连接；所述夹取寻位装置通过第一导轨机构安装于机座上，所述夹取寻位装置通过取料机器人与自动输送架连接；所述组对定位装置通过第二导轨机构安装于机座上，所述组对定位装置通过进料顶出装置与第二上料装置连接；所述焊枪进给装置安装于机座上，当夹取寻位装置夹紧第一工件和组对定位装置固定第二工件对接时，所述焊枪进给装置中的焊枪对准第一工件和第二工件的对接处；所述控制电柜安装于机座上，所述第一上料装置、第二上料装置、自动输送架、夹取寻位装置、焊枪进给装置、组对定位装置、取料机器人、进料顶出装置、视觉摄像机和3D轮廓扫描仪均与控制电柜连接。优选的，所述夹取寻位装置包括第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机、第四伺服电机、主箱、辅箱、第一丝杆机构、第二丝杆机构、平移板、升降板、调整块、转角轴和第一气动手指；所述主箱的下端安装于第一导轨机构，所述第一伺服电机安装于主箱内，所述第一伺服电机通过减速机与辅箱连接，所述第二伺服电机和第一丝杆机构均安装于辅箱内壁，所述第二伺服电机的动力输出轴与第一丝杆机构连接，所述第三伺服电机和第二丝杆机构通过平移板安装于第一丝杆机构，所述第三伺服电机的动力输出轴与第二丝杆机构连接，且所述第一丝杆机构的轴线与第二丝杆机构的轴线垂直；所述升降板的内侧安装于丝杆机构，所述转角轴通过轴承座安装于升降板的外侧，且所述转角轴的一端与第四伺服电机的动力输出轴连接，所述第一气动手指通过调整块与转角轴连接。优选的，所述组对定位装置包括安装支架、第五伺服电机、第六伺服电机、滑动架、安装筒、定位转轴机构和定位芯棒，所述安装支架的下端安装于第二导轨机构，所述滑动架通过第三丝杆机构安装于安装支架的上端，所述第三丝杆机构的一端与第五伺服电机连接，所述定位转轴机构通过安装筒安装于滑动架，且所述定位转轴机构的一端与第六伺服电机的动力输出轴连接，所述定位芯棒安装于定位转轴机构的另一端。优选的，所述定位转轴机构包括旋转轴、缓冲轴、轴盖和缓冲弹簧，所述旋转轴通过旋转轴承安装于安装筒，且所述旋转轴的一端通过联轴器与第六伺服电机的动力输出轴连接，所述旋转轴的另一端设有缓冲腔，所述轴盖安装于旋转轴的另一端，所述缓冲轴插入缓冲腔，且所述缓冲轴一端穿过轴盖，所述定位芯棒安装于缓冲轴的一端，所述缓冲弹簧置于缓冲腔内，且所述缓冲弹簧的一端抵住缓冲腔内的阶梯面，所述缓冲弹簧的另一端抵住缓冲轴的另一端。优选的，所述进料顶出装置包括顶出支脚、承接台和顶出气缸，所述顶出支脚的下端安装于机座，所述承接台固定于顶出支脚的上端，所述承接台上设有承接槽，此承接槽与第二上料装置连接，所述顶出气缸安装于承接台，且所述顶出气缸的伸缩杆的伸出端伸入承接槽的一端；当组对定位装置固定第二工件时，所述组对定位装置的定位芯棒伸入承接槽的另一端。优选的，所述焊枪进给装置包括焊枪支脚、升降运动模组、水平运动模组和摆枪电机，所述水平运动模组通过升降运动模组安装于焊枪支脚，所述摆枪电机通过安装架安装于水平运动模组的一端，所述摆动电机的动力输出轴安装于用于固定焊枪的固定件。优选的，所述的管件自动焊接设备还包括定位中转台，此定位中转台通过中转支脚安装于自动输送架和取料机器人之间。优选的，所述取料机器人包括工业机器人和抓取装置，所述抓取装置包括第二气动手指、2个夹取销和指正电机，所述第二气动手指安装于工业机器人，其中1个夹取销固定于第二气动手指中的其中一个手指，另一个夹取销通过指正转轴安装于第二气动手指中的另一个手指，所述指正电机通过齿轮传动机构与指正转轴连接。一种基于上述的管件自动焊接设备的焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、第一工件被自动输送架输送到取件位时，视觉摄像机对位于取件位的拍照以获取第一工件的数据信息；同时第二工件被送至组对定位装置中的定位芯棒固定；S2、根据视觉摄像机获取的第一工件的数据信息，取料机器人夹取第一工件，并将第一工件送至夹取寻位装置固定；夹取寻位装置将第一工件移动到焊接位时，3D轮廓扫描仪对位于夹取寻位装置中的第一工件进行扫描，以确定第一工件的圆心位置及第一工件的焊接口倾斜角；接着夹取寻位装置根据3D轮廓扫描仪的扫描结果，调整第一工件的圆心位置和第一工件的焊接口倾斜角，以令第一工件的圆心位置与焊接时旋转中心线重合；同时，固定有第二工件的组对定位装置移动到焊接位；S3、当第一工件到达焊接位后，组对定位装置中的第五伺服电机驱动第二工件，以令第一工件的焊接口和第二工件的焊接口对接；S4、焊枪进给装置驱动焊枪，以令焊枪对准第一工件和第二工件之间的焊缝，并对第一工件和第二工件之间焊缝进行焊接；在焊接过程中，夹取寻位装置的第一伺服电机和组对定位装置中的第六伺服电机分别驱动第一工件和第二工件进行同步转动。优选的，在步骤S2中，取料机器人将第一工件从自动输送架夹取后，并根据视觉摄像机获取的第一工件的数据信息摆动第一工件，以令第一工件的焊接口朝下；接着将此第一工件放置到本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.管件自动焊接设备，其特征在于：包括机座、第一上料装置、第二上料装置、自动输送架、夹取寻位装置、控制电柜、焊枪进给装置、组对定位装置、取料机器人、进料顶出装置、用于收集自动输送架上工件信息的视觉摄像机和用于收集夹取寻位装置中工件信息的3D轮廓扫描仪；所述第一上料装置和第二上料装置分别安装于机座上的两端，所述自动输送架安装于机座上，且所述自动输送架的接料端与第一上料装置的落料口连接；所述夹取寻位装置通过第一导轨机构安装于机座上，所述夹取寻位装置通过取料机器人与自动输送架连接；所述组对定位装置通过第二导轨机构安装于机座上，所述组对定位装置通过进料顶出装置与第二上料装置连接；所述焊枪进给装置安装于机座上，当夹取寻位装置夹紧第一工件和组对定位装置固定第二工件对接时，所述焊枪进给装置中的焊枪对准第一工件和第二工件的对接处；所述控制电柜安装于机座上，所述第一上料装置、第二上料装置、自动输送架、夹取寻位装置、焊枪进给装置、组对定位装置、取料机器人、进料顶出装置、视觉摄像机和3D轮廓扫描仪均与控制电柜连接。/n

【技术特征摘要】
1.管件自动焊接设备，其特征在于：包括机座、第一上料装置、第二上料装置、自动输送架、夹取寻位装置、控制电柜、焊枪进给装置、组对定位装置、取料机器人、进料顶出装置、用于收集自动输送架上工件信息的视觉摄像机和用于收集夹取寻位装置中工件信息的3D轮廓扫描仪；所述第一上料装置和第二上料装置分别安装于机座上的两端，所述自动输送架安装于机座上，且所述自动输送架的接料端与第一上料装置的落料口连接；所述夹取寻位装置通过第一导轨机构安装于机座上，所述夹取寻位装置通过取料机器人与自动输送架连接；所述组对定位装置通过第二导轨机构安装于机座上，所述组对定位装置通过进料顶出装置与第二上料装置连接；所述焊枪进给装置安装于机座上，当夹取寻位装置夹紧第一工件和组对定位装置固定第二工件对接时，所述焊枪进给装置中的焊枪对准第一工件和第二工件的对接处；所述控制电柜安装于机座上，所述第一上料装置、第二上料装置、自动输送架、夹取寻位装置、焊枪进给装置、组对定位装置、取料机器人、进料顶出装置、视觉摄像机和3D轮廓扫描仪均与控制电柜连接。


2.根据权利要求1所述的管件自动焊接设备，其特征在于：所述夹取寻位装置包括第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机、第四伺服电机、主箱、辅箱、第一丝杆机构、第二丝杆机构、平移板、升降板、调整块、转角轴和第一气动手指；所述主箱的下端安装于第一导轨机构，所述第一伺服电机安装于主箱内，所述第一伺服电机通过减速机与辅箱连接，所述第二伺服电机和第一丝杆机构均安装于辅箱内壁，所述第二伺服电机的动力输出轴与第一丝杆机构连接，所述第三伺服电机和第二丝杆机构通过平移板安装于第一丝杆机构，所述第三伺服电机的动力输出轴与第二丝杆机构连接，且所述第一丝杆机构的轴线与第二丝杆机构的轴线垂直；所述升降板的内侧安装于丝杆机构，所述转角轴通过轴承座安装于升降板的外侧，且所述转角轴的一端与第四伺服电机的动力输出轴连接，所述第一气动手指通过调整块与转角轴连接。


3.根据权利要求1所述的管件自动焊接设备，其特征在于：所述组对定位装置包括安装支架、第五伺服电机、第六伺服电机、滑动架、安装筒、定位转轴机构和定位芯棒，所述安装支架的下端安装于第二导轨机构，所述滑动...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄国成，符云良，黄运澜，
申请(专利权)人：佛山中用自动化装备有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44