[发明专利]一种用于复杂环境的管道自动焊接装置及方法

说明书

本发明公布了一种用于复杂环境的管道自动焊接装置及方法，包括法兰定位机构、焊炬旋转机构、焊炬进给机构与线缆收放机构；法兰定位机构主要包括法兰压板、压板导轨、伺服推杆电机；焊炬旋转机构主要包括齿轮组、旋转环、伺服电机；焊炬进给机构主要包括焊炬固定座与直线步进电机；本发明结构简单、紧凑，可安装于机械人手臂上或由机械手夹持操作，在人员无法到达的位置完成管道的焊接。

技术领域

本发明属于管道焊接领域，具体为一种用于复杂环境的管道自动焊接装置。

背景技术

在涉核装置中，一些零部件需要定期拆除、维护，这些零部件往往连接有各种管道，在维护时需要对这些管道进行焊接，维护完成后需对管道重新焊接，而其所处环境为高温、辐射的恶劣环境，且空间狭小，人员基本无法靠近。

目前已有的商用管道焊接设备，无法同时满足小尺寸、全自动、准确定位的要求。因此设计了一种管道自动焊接装置，可安装于机械臂上或由机械手夹持操作，实现在复杂、恶劣环境下的管道焊接。

发明内容

本发明目的是为了弥补已有技术中的缺陷，提供一种紧凑的用于复杂环境的管道自动焊接装置及方法，可实现恶劣环境、狭小空间下管道的自动焊接。

本发明所采用的技术方案为：

一种用于复杂环境的管道自动焊接装置，包括有线缆收放机构、盒式的基座，基座顶部盖装有盖板，盖板和基座内部一端的相对面上分别设有相互对应的环形轨道，环形轨道之间环向滑行导向配合有旋转环；

所述旋转环通过旋转机构控制转动，旋转机构包括安装在基座外侧的伺服电机，伺服电机的输出轴外传动连接有输入轴，输入轴插入基座内且输入轴的插入端固定套装有锥齿轮一，所述基座中部转动安装有纵向轴，纵向轴上固定套装有与锥齿轮一啮合传动的锥齿轮二，纵向轴上还固定套装有齿轮三，所述齿轮三和旋转环之间转动安装有齿轮四和齿轮五，所述旋转环上部设有一圈轮齿，所述齿轮四和齿轮五均夹持在旋转环的轮齿和齿轮三之间并均与旋转环的轮齿和齿轮三啮合传动，旋转环底部固定有线缆缠绕环；

所述旋转环上设有带滑道的凹槽，与凹槽滑动配合安装有焊炬基座，焊炬基座的前端固定有焊炬，焊炬基座后端与直线步进电机输出轴相连，所述直线步进电机固定于旋转环；

所述线缆收放机构包括与焊炬基座连接的线缆，线缆依次穿过移动滑轮一、固定滑轮、移动滑轮二，线缆最后与固定于基座的线缆固定座相连，所述移动滑轮一与移动滑轮二固定于滑轮连接件，滑轮连接件一侧固定于滑块，滑块与固定于基座的滑动导轨滑动配合，所述滑轮连接件的顶部与安装于基座的恒力弹簧固定；

所述盖板和基座底面上对应旋转环的中心孔部位均设有管件贯穿口，所述盖板和基座的管件贯穿口外侧以及旋转环的端部外侧均设有相互对应的可以供待焊管穿入的管件插入缺口；所述齿轮四与旋转环啮合点到齿轮五与旋转环啮合点之间的间距大于管件插入缺口的宽度；

所述盖板顶面位于管件贯穿口的外围设有与待焊管上固定法兰形状配合的定位凹槽，盖板顶面位于定位凹槽的两侧分别设有压板导轨，压板导轨之间滑动导向配合有可压制在所述固定法兰上方的法兰压板；所述盖板上固定安装有伺服推杆电机，伺服推杆电机的推杆外端固定在法兰压板上并能推动法兰压板在压板轨道上来回滑动。

所述旋转环的顶面和底面上分别设有环形导槽，所述盖板和基座上的环形轨道分别插入到旋转环上对应的环形导槽内，旋转环可沿环形轨道环向转动。

所述线缆缠绕环截面为与线缆尺寸相对应的凹槽形，线缆缠绕环设有供待焊管穿过的缺口；

所述盖板上固定有电机固定板，所述伺服推杆电机安装在电机固定板上。

所述伺服电机的输出轴通过联轴器与输入轴固定连接。

所述旋转环的缺口宽度小于其内环的直径。