一种具有调距功能的管道焊接机器人以及管道焊接方法技术

本发明专利技术提供了一种具有调距功能的管道焊接机器人以及管道焊接方法，具有调距功能的管道焊接机器人包括：夹装轨道、焊接机构、多个底座、多个第一连杆、多个第二连杆、多个曲柄以及多个步进电机，焊接机构沿夹装轨道移动安装在夹装轨道上，多个底座安装在夹装轨道的一侧，多个第一连杆的一端一一对应与多个底座靠近夹装轨道的一端铰接，多个第一连杆的另一端均设有与管道焊缝适配的爪头，多个步进电机一一对应安装在多个底座远离夹装轨道的一端，多个曲柄一端一一对应与多个步进电机的输出端连接，多个曲柄的另一端一一对应与多个第二连杆的一端铰接，多个第二连杆的另一端一一对应与多个第一连杆靠近爪头的一侧铰接。多个第一连杆靠近爪头的一侧铰接。多个第一连杆靠近爪头的一侧铰接。

【技术实现步骤摘要】
一种具有调距功能的管道焊接机器人以及管道焊接方法


[0001]本专利技术涉及管道焊接
，尤其涉及一种具有调距功能的管道焊接机器人以及管道焊接方法。

技术介绍

[0002]管道运输是油气运输的主要方式，管道运输具有运输成本低；占地少、投资小、建设快；操作方便、运油量大，容易实现管理自动化；对环境危害小、安全可靠等优点。
[0003]对石油、天然气等输送用管道的铺设，其跨度大，施工环境差，同时，管道在铺设过程中，大部分管道的对接环缝焊接时管件是固定安装，这就要求焊接设备能实现绕管道360
°
的全方位焊接。在此种情况下，采用手工焊接，焊接施工人员的劳动强度大，生产效率低，施工进程受工作环境等自然因素影响，难于满足管道铺设过程中对焊接质量和效率的要求。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种具有调距功能的管道焊接机器人以及管道焊接方法。
[0005]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种具有调距功能的管道焊接机器人，包括：具有多段弧形轨道的夹装轨道、焊接机构、多个底座、多个具有伸缩功能的第一连杆、多个第二连杆、多个曲柄以及多个步进电机，所述焊接机构沿所述夹装轨道移动安装在所述夹装轨道上，多个所述底座沿所述夹装轨道的圆周安装在所述夹装轨道的一侧，多个所述第一连杆的一端一一对应与多个所述底座靠近所述夹装轨道的一端铰接，多个所述第一连杆的另一端均设有与管道焊缝适配的爪头，多个所述步进电机一一对应安装在多个所述底座远离所述夹装轨道的一端，多个所述曲柄一端一一对应与多个所述步进电机的输出端连接，多个所述曲柄的另一端一一对应与多个所述第二连杆的一端铰接，多个所述第二连杆的另一端一一对应与多个所述第一连杆靠近所述爪头的一侧铰接。
[0006]采用本专利技术技术方案的有益效果是：能够带动夹装轨道沿管道的轴向移动，具有轴向调距功能且能够绕管道360
°
进行全方位焊接，提高管道铺设的效率和焊接合格率，节省焊接成本，减轻工人劳动强度。
[0007]进一步地，所述夹装轨道包括：第一弧形轨道、第二弧形轨道、第三弧形轨道、第一液压缸以及第二液压缸，所述第一弧形轨道的两端一一对应与所述第二弧形轨道的一端以及所述第三弧形轨道的一端铰接，所述第一液压缸的一端与第一弧形轨道铰接，所述第一液压缸的另一端与第二弧形轨道铰接，所述第二液压缸的一端与所述第一弧形轨道铰接，所述第二液压缸的另一端与第三弧形轨道铰接。
[0008]采用上述进一步技术方案的有益效果是：通过第一液压缸和第二液压缸的伸缩使第一弧形轨道、第二弧形轨道和第三弧形轨道组成完整的圆形轨道套设在管道外壁上。
[0009]进一步地，所述第一弧形轨道为圆心角180
°
的圆弧，所述第二弧形轨道和第三弧
形轨道均为圆心角90
°
的圆弧。
[0010]采用上述进一步技术方案的有益效果是：使得三段圆弧轨道能够拼接为一个完整的圆形轨道，能够绕管道360
°
进行全方位焊接。
[0011]进一步地，所述第一弧形轨道与所述第二弧形轨道在圆弧的外侧铰接，所述第一弧形轨道与所述第三弧形轨道在圆弧的外侧铰接，所述第二弧形轨道的另一端和所述第三弧形轨道的另一端设有锁紧装置。
[0012]采用上述进一步技术方案的有益效果是：锁紧装置，用于将第二弧形轨道和第三弧形轨道锁定，防止焊接过程中意外展开。
[0013]进一步地，所述夹装轨道的内圈侧壁上设有多个具有伸缩功能的径向调距机构。
[0014]采用上述进一步技术方案的有益效果是：径向调距机构能够带动夹装轨道沿管道的径向移动，具有径向调距功能。
[0015]进一步地，所述夹装轨道上设有外侧轨道和内侧轨道，所述外侧轨道为光滑面，所述内侧轨道上设置有第一齿轮，所述焊接机构上设有与所述第一齿轮适配的第二齿轮。
[0016]采用上述进一步技术方案的有益效果是：所述内侧轨道上设置有第一齿轮，所述焊接机构上设置有对应的第二齿轮，通过焊接机构上的第二齿轮与第一齿轮的配合来实现绕圆形轨道做圆周运动。
[0017]进一步地，所述焊接机构包括：滑动平台和焊接机械臂，所述滑动平台上安装有两对行走轮，一对行走轮与外侧轨道适配，另一对行走轮上分别设有第二齿轮，所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合，所述焊接机械臂安装在所述滑动平台上。
[0018]采用上述进一步技术方案的有益效果是：滑动平台能够在夹装轨道上绕管道周向360
°
滑动。所述内侧轨道上设置有第一齿轮，所述滑动平台上设置有对应的第二齿轮，通过滑动平台上的第二齿轮与第一齿轮的配合来实现绕圆形轨道做圆周运动。
[0019]进一步地，所述底座上设有装夹柱以及夹紧螺栓，所述装夹柱的一端通过夹紧螺栓与所述底座连接，所述装夹柱的另一端与所述夹装轨道的一侧连接，所述装夹柱上设有与所述第一齿轮适配的第三齿轮。
[0020]采用上述进一步技术方案的有益效果是：装夹柱以及夹紧螺栓的设置，实现底座与夹装轨道的可拆卸连接，便于底座的安装以及拆卸。
[0021]进一步地，所述第一连杆包括：第一杆体、第二杆体以及直线电机，所述第一杆体的一端与所述直线电机的一端连接，所述第一杆体的另一端设有与管道焊缝适配的爪头，所述第二杆体的一端与所述直线电机的另一端连接，所述第二杆体的另一端与所述底座靠近所述夹装轨道的一端铰接。
[0022]采用上述进一步技术方案的有益效果是：实现伸缩功能，便于调整爪头沿管道轴向移动。
[0023]此外，本专利技术还提供了一种管道焊接方法，基于上述任意一项所述的一种具有调距功能的管道焊接机器人，管道焊接方法包括：
[0024]将夹装轨道安装在管道待焊接位置处；
[0025]将焊接机构、多个底座、多个第一连杆、多个第二连杆、多个曲柄以及多个步进电机安装在夹装轨道上；
[0026]进行管道焊接工作；
[0027]当需要沿管道轴向调节时，将爪头与焊缝对齐；
[0028]步进电机通过曲柄、第二连杆驱动爪头下压卡住焊缝；
[0029]调整第一杆体的长度，带动夹装轨道以及焊接机构沿管道轴向移动；
[0030]进行下一次管道焊接工作；
[0031]在夹装轨道上拆除焊接机构、多个底座、多个第一连杆、多个第二连杆、多个曲柄以及多个步进电机；
[0032]将夹装轨道在管道上拆除。
[0033]采用本专利技术技术方案的有益效果是：能够带动夹装轨道沿管道的轴向移动，具有轴向调距功能且能够绕管道360
°
进行全方位焊接，提高管道铺设的效率和焊接合格率，节省焊接成本，减轻工人劳动强度。
[0034]本专利技术附加的方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术实践了解到。
附图说明
[0035]图1为本专利技术实施例提供的管道焊接机器人的结构示意图之一。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有调距功能的管道焊接机器人，其特征在于，包括：具有多段弧形轨道的夹装轨道、焊接机构、多个底座、多个具有伸缩功能的第一连杆、多个第二连杆、多个曲柄以及多个步进电机，所述焊接机构沿所述夹装轨道移动安装在所述夹装轨道上，多个所述底座沿所述夹装轨道的圆周安装在所述夹装轨道的一侧，多个所述第一连杆的一端一一对应与多个所述底座靠近所述夹装轨道的一端铰接，多个所述第一连杆的另一端均设有与管道焊缝适配的爪头，多个所述步进电机一一对应安装在多个所述底座远离所述夹装轨道的一端，多个所述曲柄一端一一对应与多个所述步进电机的输出端连接，多个所述曲柄的另一端一一对应与多个所述第二连杆的一端铰接，多个所述第二连杆的另一端一一对应与多个所述第一连杆靠近所述爪头的一侧铰接。2.根据权利要求1所述的一种具有调距功能的管道焊接机器人，其特征在于，所述夹装轨道包括：第一弧形轨道、第二弧形轨道、第三弧形轨道、第一液压缸以及第二液压缸，所述第一弧形轨道的两端一一对应与所述第二弧形轨道的一端以及所述第三弧形轨道的一端铰接，所述第一液压缸的一端与第一弧形轨道铰接，所述第一液压缸的另一端与第二弧形轨道铰接，所述第二液压缸的一端与所述第一弧形轨道铰接，所述第二液压缸的另一端与第三弧形轨道铰接。3.根据权利要求2所述的一种具有调距功能的管道焊接机器人，其特征在于，所述第一弧形轨道为圆心角180
°
的圆弧，所述第二弧形轨道和第三弧形轨道均为圆心角90
°
的圆弧。4.根据权利要求2所述的一种具有调距功能的管道焊接机器人，其特征在于，所述第一弧形轨道与所述第二弧形轨道在圆弧的外侧铰接，所述第一弧形轨道与所述第三弧形轨道在圆弧的外侧铰接，所述第二弧形轨道的另一端和所述第三弧形轨道的另一端设有锁紧装置。5.根据权利要求1所述的一种具有调距功能的管道焊接机器人，其特征在于，所述夹装轨道的内圈侧壁上设有多个具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘锴，侯浩，杨旸，轩恒，马剑林，高建章，何朝明，王俊郎，
申请(专利权)人：国家管网集团西南管道有限责任公司，
类型：发明
国别省市：