复杂多支管组件机器人焊接工艺及装置的制作方法

本技术涉及焊接装置领域，尤其是涉及一种复杂多支管组件机器人焊接工艺及装置。

背景技术：

1、焊接机器人是从事焊接的工业机器人，根据国际标准化组织工业机器人术语标准焊接机器人的定义，焊接机器人就是在工业机器人的末轴法兰装接焊钳或焊枪的，使之能进行焊接，切割或热喷涂。

2、而钢管焊接是工业上不可缺少的一部分，传统的管件焊接方式多采用人工进行焊接，这样不仅生产效率低下，而且焊接质量全靠工人的经验，达不到生产需求，为了钢管焊接更精确，焊接速度更快，需要采用新的设备，用以满足对管件焊接的需要，同时能解决上述问题。

技术实现思路

1、为了克服现有技术中存在的问题，本技术提供一种复杂多支管组件机器人焊接工艺及装置。

2、本技术提供的一种复杂多支管组件机器人焊接工艺及装置采用如下的技术方案：

3、一种复杂多支管组件机器人焊接工艺，包括以下工艺步骤：

4、步骤一：焊接作业前批量对作业管件数据进行批量模拟检查，对焊接过程中会发生干涉、碰撞或不具备机器人自动焊接的管子出具检查报告，确定焊接工艺或调整管子加工工艺；

5、步骤二：设备操作人员上料后，通过设备提供的人机交互界面人工选取作业管件编号后，设备显示待作业管件的主要信息机管件示意图供作业人员核对，系统清晰的显示处当前管件的卡盘装夹端位置；

6、步骤三：设备操作人员核对管件信息与实物一致后，人工上料到设备上启动设备，机器人进行当前管件所有焊缝的全自动焊接，焊接完成后自动复位，机器通过声光提醒作业者具备下料条件。

7、一种复杂多支管组件机器人焊接装置，包括基座和基座上安装的管件安装架和焊接桁架组件，焊接桁架组件上的焊枪对放置在管件安装架上的管件进行焊接；基座上开设有基坑，基坑内环形分布有基坑盖板组，管件安装架环形安装在基坑盖板组内，且管件安装架的两端基座上还安装有围栏，基座表面还安装有控制装置。

8、通过采用上述技术方案，焊接装置的基座上的管件安装座用于放置待焊接的管体，并通过焊接桁架组件对管体进行焊接，基座上开设的基坑内的围栏对管件安装架进行固定安装，管件安装架的设置在基坑内也方便管件的上下料，并且在管件安装架的两端安装的围栏进行安全防护。基座表面安装的控制装置对管件安装架和焊接桁架组件进行控制，保证其稳定的进行工作。

9、优选的，控制装置包括电柜、电控箱、琴式柜以及移动控制台，电柜、电控箱及琴式柜均固定安装在基座上，琴式柜和移动控制台位于在管件安装架远离焊接桁架组件的一侧，移动控制台活动安装在基座上。

10、通过采用上述技术方案，控制装置中的电柜为电控箱、管件安装架和焊接桁架组件以及焊接装置的其他电器元件供电，电控箱控制整个焊接装置的运行，并且将设置在另一侧的琴式柜可以让设备操作人员调试设备的运行，移动安装在基座上的移动控制台可以自由的在基座上移动，从而方便操作人员可以根据需要选择在管体的不同位置进行设备的控制。

11、优选的，管件安装架包括底座和安装在底座上的管件端部安装架和管件支撑架，其中管件端部安装架包括一端的固定架和一端的活动架，管件支撑架和活动架滑动安装在底座上。

12、通过采用上述技术方案，管件安装架中的底座上安装的管件端部安装架对管件的两端进行固定，管件支撑架对管件的底部进行支撑，其中管件端部安装架上的活动架以及管件支撑架能够根据管件的长度调整其位置，满足不同长度的管件的焊接需求。

13、优选的，管件端部安装架上圆周阵列有用于夹持管件端部法兰的夹持件，夹持件内部通过卡盘大齿轮与管件端安装架转动连接，且卡盘大齿轮内部通过电机驱动。

14、通过采用上述技术方案，管件端部安装架上圆周阵列的法兰夹持件能够对管件端部的法兰进行夹持固定，并且夹持件在电机驱动其上的卡盘大齿轮转动的同时带动管件的转动，满足管件上不同支管的焊接需求。

15、优选的，管件端部安装架的两侧还安装有激光测距仪，且激光测距仪的高度与管件轴心的高度相同。

16、通过采用上述技术方案，管件端部安装架的两侧安装的激光测距仪设置在与管件轴心相同的高度，能够检测出管件的外径，从而可反馈到电控箱根据管件的外径设置焊接桁架组件的工作。

17、优选的，管件支撑架包括底板和安装在底板上的支撑座，其中底板的底部安装有滑块，滑块在基坑内的滑轨上滑动，支撑座包括安装在底板上的两组支腿和支腿上安装有的支撑结构，其中支撑结构顶部安装有支撑轮。

18、优选的，支撑座包括外框支撑结构和内置支撑结构，其中外框支撑结构包括支腿框和支腿框顶部的第一支撑框，内置支撑结构包括设置在在支腿框内并贯穿第一支撑框顶部的升降杆，支撑杆顶部安装有带有支撑轮的第二支撑框，且第一支撑框和第二支撑框的顶部中心均安装有管件容纳槽。

19、通过采用上述技术方案，管件支撑架包括底板和底板上的支撑座，底板用于安装滑块与基坑内的滑轨配合移动实现管件支撑架的移动，支撑座通过两组支腿支撑顶部的支撑结构，支撑结构用于放置管体，并且在支撑结构上设置支撑轮，让管体在管件端部安装架进行转动的过程中能够减少管壁受到的摩擦，方便管体的转动。其中支撑座中的外框支撑结构通过支腿框支撑顶部的第一支撑框，管件上料时通过第一支撑框对管件进行支撑，避免放置的管件直接作用于支撑轮造成支撑轮的损坏。并且支腿框内安装的升降杆顶部连接带有支撑轮的第二支撑框，能够将放置在第二支撑框上的管件顶升，使其能够与管件端部安装架上的夹持件对应对其进行夹持固定，并且第一支撑框和第二支撑框顶部开设的容纳槽能够用于稳定的放置管体。

20、优选的，焊接桁架组件包括三轴机械手和安装在机械手输出端的焊枪，机械手上套装有烟尘净化罩，且焊接桁架组件还包括安装在其端部的清枪剪丝总装。

21、通过采用上述技术方案，焊接桁架组组件中采用三轴机械手控制焊枪的位置，并且在其输出端通过机械手安装焊枪，可以对管件上不同部位进行焊接。机械手上套装有烟尘净化罩能够集中收集焊接产生的烟尘，改善车间的环境，并且在焊接桁架组件的端部设置清枪剪丝总装来精确的剪短焊丝，同时清理焊枪喷嘴的杂质，提高焊枪的焊接质量和精度。

22、优选的，焊接桁架组件的安装架上还设有检修走廊，检修走廊的一端安装有爬梯，且焊接桁架组件上还安装有置物平台。

23、通过采用上述技术方案，焊接桁架组件上安装有的检修走廊方便检修人员对焊接焊接组件进行检修，人员能够通过其端部的爬梯进行上下，且焊接桁架组件上安装的置物平台能够用于放置配套的设备。

24、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

25、本技术采用全自动焊接的方式，同时可视化系统功能能够实时显示设备当前工作状态所有信息可以实现与管加工系统的实时数据交换，提高了复杂多支管焊接的安全性和自动化程度；

26、本技术通过设置管件端部安装架中可移动的活动架以及可移动的管件支撑架能够根据管件的长度调整其位置，满足不同长度的管件的焊接需求；

27、本技术中管件支撑架上的外框支撑结构通过支腿框支撑顶部的第一支撑框，管件上料时通过第一支撑框对管件进行支撑，避免放置的管件直接作用于支撑轮造成支撑轮的损坏，配合支腿框内安装的升降杆顶部连接带有支撑轮的第二支撑框，能够将放置在第二支撑框上的管件顶升，使其能够与管件端部安装架上的夹持件对应对其进行夹持固定，大大提高了管件固定和焊接的便捷性。

技术特征：

1.一种复杂多支管组件机器人焊接工艺，其特征在于：包括以下工艺步骤：

2.一种复杂多支管组件机器人焊接装置，其特征在于：包括基座（1）和基座（1）上安装的管件安装架（2）和焊接桁架组件（3），焊接桁架组件（3）上的焊枪（32）对放置在管件安装架（2）上的管件进行焊接；

3.根据权利要求2所述的复杂多支管组件机器人焊接装置，其特征在于：所述控制装置（5）包括电柜（51）、电控箱（52）、琴式柜（53）以及移动控制台（54），所述电柜（51）、电控箱（52）及琴式柜（53）均固定安装在基座（1）上，所述琴式柜（53）和移动控制台（54）位于在管件安装架（2）远离焊接桁架组件（3）的一侧，所述移动控制台（54）活动安装在基座（1）上。

4.根据权利要求2所述的复杂多支管组件机器人焊接装置，其特征在于：所述管件安装架（2）包括底座（21）和安装在底座（21）上的管件端部安装架（22）和管件支撑架（23），其中管件端部安装架（22）包括一端的固定架（221）和一端的活动架（222），所述管件支撑架（23）和活动架（222）滑动安装在底座（21）上。

5.根据权利要求4所述的复杂多支管组件机器人焊接装置，其特征在于：所述管件端部安装架（22）上圆周阵列有用于夹持管件端部法兰的夹持件（223），夹持件（223）内部通过卡盘大齿轮（224）与管件端安装架转动连接，且卡盘大齿轮（224）内部通过电机驱动。

6.根据权利要求4所述的复杂多支管组件机器人焊接装置，其特征在于：所述管件端部安装架（22）的两侧还安装有激光测距仪（225），且激光测距仪（225）的高度与管件轴心的高度相同。

7.根据权利要求4所述的复杂多支管组件机器人焊接装置，其特征在于：所述管件支撑架（23）包括底板（231）和安装在底板（231）上的支撑座（232），其中底板（231）的底部安装有滑块（2311），所述滑块（2311）在基坑（11）内的滑轨（112）上滑动，所述支撑座（232）包括安装在底板（231）上的两组支腿（2321）和支腿（2321）上安装有的支撑结构（2322），其中支撑结构（2322）顶部安装有支撑轮（2323）。

8.根据权利要求7所述的复杂多支管组件机器人焊接装置，其特征在于：所述支撑座（232）包括外框支撑结构（2322）和内置支撑结构（2322），其中外框支撑结构（2322）包括支腿（2321）框和支腿（2321）框顶部的第一支撑框（62），内置支撑结构（2322）包括设置在在支腿（2321）框内并贯穿第一支撑框（62）顶部的升降杆（71），所述支撑杆顶部安装有带有支撑轮（2323）的第二支撑框（72），且第一支撑框（62）和第二支撑框（72）的顶部中心均安装有管件容纳槽（8）。

9.根据权利要求2所述的复杂多支管组件机器人焊接装置，其特征在于：所述焊接桁架组件（3）包括三轴机械手（31）和安装在机械手输出端的焊枪（32），所述机械手上套装有烟尘净化罩（33），且焊接桁架组件（3）还包括安装在其端部的清枪剪丝总装（34）。

10.根据权利要求9所述的复杂多支管组件机器人焊接装置，其特征在于：所述焊接桁架组件（3）的安装架上还设有检修走廊（35），检修走廊（35）的一端安装有爬梯（351），且焊接桁架组件（3）上还安装有置物平台（36）。

技术总结
本申请涉及一种复杂多支管组件机器人焊接工艺，步骤一：焊接作业前批量对作业管件数据进行批量模拟检查，确定焊接工艺或调整管子加工工艺；步骤二：设备操作人员上料后，设备显示待作业管件的主要信息机管件示意图供作业人员核对，系统清晰的显示处当前管件的卡盘装夹端位置；步骤三：人工上料到设备上启动设备，机器人进行当前管件所有焊缝的全自动焊接，焊接完成后自动复位下料。一种复杂多支管组件机器人焊接装置，焊接桁架组件上的焊枪对放置在管件安装架上的管件进行焊接；基坑内环形分布有基坑盖板组，管件安装架环形安装在基坑盖板组内，且管件安装架的两端基座上还安装有围栏。本申请提高了复杂多支管焊接的安全性和自动化程度。

技术研发人员：严焱民,陈骏峰,徐颖悟,黄成,卞新建,邢铭杨,周玮,景岩,张宁,吴宇成,张辉,顾瑞均,奚德高,王益峰,朱健,陈瑾琪,张昊,罗建林,刘华,武传文,张赛男,李杰,孙光祥,王朝红
受保护的技术使用者：南通中远海运川崎船舶工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23