本發(fā)明涉及焊接技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種用于小直徑管子（彎頭/直頭）與螺紋接頭的環(huán)縫焊接時(shí)的管子與螺紋接頭的全自動(dòng)上料、定位裝置。

背景技術(shù)：

管接頭是管道與管道之間的連接工具，是元件和管道之間可以拆裝的連接點(diǎn)，由于管接頭屬于可拆裝式的連接元件，它需要滿(mǎn)足正常的連接穩(wěn)固、密封性強(qiáng)、尺寸合理、壓力損失小、工藝性能好等等的要求。由于管接頭需求量大，且在對(duì)管接頭環(huán)縫焊接時(shí)需要接頭處對(duì)齊。因?yàn)楣軓濐^不好固定，故目前管接頭環(huán)縫焊接時(shí)都是采用人工定位。操作工在進(jìn)行人工定位對(duì)中時(shí)，由于人工操作或多或少的會(huì)有一定的差異，因此導(dǎo)致管接頭在焊接時(shí)效率低下，同時(shí)還會(huì)影響產(chǎn)品的合格率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了克服上述存在之不足，提供一種用于工件壁厚0.8~2mm，直徑范圍小于20mm的小直徑管子（彎頭/直頭）與螺紋接頭的環(huán)縫焊接時(shí)，管彎頭/直頭與螺紋接頭對(duì)接的固定上料及定位設(shè)備。

本發(fā)明為了實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案如下：

一種管接頭全自動(dòng)焊接設(shè)備，其包括控制系統(tǒng)、自動(dòng)上料裝置、彎頭/直頭抓取機(jī)構(gòu)、螺紋接頭抓取機(jī)構(gòu)、彎頭/直頭固定機(jī)構(gòu)、螺紋接頭固定機(jī)構(gòu)、同步機(jī)構(gòu)、焊接系統(tǒng)；

所述控制系統(tǒng)控制整個(gè)焊接設(shè)備的電氣自動(dòng)化運(yùn)轉(zhuǎn)；

所述自動(dòng)上料裝置是工件自動(dòng)排列上料的震動(dòng)盤(pán)，并左右對(duì)稱(chēng)安裝；

所述彎頭/直頭抓取機(jī)構(gòu)和螺紋接頭抓取機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)相同，都是由兩個(gè)氣缸和一個(gè)自動(dòng)夾具組成，兩個(gè)氣缸分別是控制自動(dòng)夾具水平位移和垂直位移的氣缸，所述自動(dòng)夾具通過(guò)安裝臂安裝在垂直位移氣缸上，垂直位移氣缸安裝在水平位移氣缸上；

所述彎頭/直頭固定機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)氣缸和彎頭/直頭放置臺(tái)，旋轉(zhuǎn)氣缸上安裝有固定件，旋轉(zhuǎn)氣缸與彎頭/直頭放置臺(tái)都安裝在同一個(gè)安裝板上成為一體，安裝板上安裝有彎頭/直頭固定從動(dòng)軸；彎頭/直頭固定從動(dòng)軸安裝在彎頭/直頭安裝支架上，安裝支架底部固定在底座上；

所述螺紋接頭固定機(jī)構(gòu)包括卡爪、固定氣缸和螺紋接頭固定從動(dòng)軸，螺紋接頭固定從動(dòng)軸一端連接卡爪，另一端連接固定氣缸；

所述同步機(jī)構(gòu)包括伺服電機(jī)、減速機(jī)、旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)軸通過(guò)減速機(jī)安裝在伺服電機(jī)上；

所述旋轉(zhuǎn)軸上通過(guò)同步帶分別連接螺紋接頭固定從動(dòng)軸和彎頭固定從動(dòng)軸并帶動(dòng)兩個(gè)從動(dòng)軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)；

所述焊接系統(tǒng)安裝在彎頭/直頭固定機(jī)構(gòu)上方并可上下左右調(diào)整。

根據(jù)本發(fā)明中所述的一種管接頭全自動(dòng)焊接設(shè)備，其優(yōu)選的技術(shù)方案是所述設(shè)備整機(jī)控制系統(tǒng)采用PLC控制系統(tǒng)。

根據(jù)本發(fā)明中所述的一種管接頭全自動(dòng)焊接設(shè)備，其進(jìn)一步的優(yōu)選技術(shù)方案是：彎頭/直頭放置臺(tái)為L(zhǎng)型板，在較短的邊上開(kāi)有彎頭/直頭定位裝置。

根據(jù)本發(fā)明中所述的一種管接頭全自動(dòng)焊接設(shè)備，其進(jìn)一步的優(yōu)選技術(shù)方案是彎頭/直頭固定機(jī)構(gòu)、螺紋接頭固定機(jī)構(gòu)分別安裝在安裝箱上，安裝箱安裝在底板上。

根據(jù)本發(fā)明中所述的一種管接頭全自動(dòng)焊接設(shè)備，其進(jìn)一步的優(yōu)選技術(shù)方案是旋轉(zhuǎn)軸為滾珠花鍵軸或花鍵軸。

根據(jù)本發(fā)明中所述的一種管接頭全自動(dòng)焊接設(shè)備，其進(jìn)一步的優(yōu)選技術(shù)方案是自動(dòng)夾具為機(jī)械手或手指氣缸。

根據(jù)本發(fā)明中所述的一種管接頭全自動(dòng)焊接設(shè)備，其進(jìn)一步的優(yōu)選技術(shù)方案是：所述自動(dòng)上料裝置的震動(dòng)盤(pán)內(nèi)壁上的工件導(dǎo)向槽分為至少三個(gè)部分，分為底部導(dǎo)向槽、中部導(dǎo)向槽和頂部導(dǎo)向槽，三部分導(dǎo)向槽與震動(dòng)盤(pán)內(nèi)壁之間的夾角從底部到頂部逐漸增大。

根據(jù)本發(fā)明中所述的一種管接頭全自動(dòng)焊接設(shè)備，其進(jìn)一步的優(yōu)選技術(shù)方案是還包括安置在彎頭/直頭固定機(jī)構(gòu)下方的成品回收箱，焊接好的成品在旋轉(zhuǎn)氣缸旋轉(zhuǎn)向下后，松開(kāi)氣缸使得成品自由落體掉落至回收箱中。

根據(jù)本發(fā)明所述的一種管接頭全自動(dòng)焊接設(shè)備整機(jī)控制采用PLC控制系統(tǒng)及軟件，控制系統(tǒng)和軟件都是常規(guī)技術(shù)，這些技術(shù)根據(jù)實(shí)際操作只需改變操作環(huán)境下的各類(lèi)參數(shù)條件即可實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了設(shè)備多種控制管理一體化，具有自動(dòng)上下料，焊接程序預(yù)置，自動(dòng)焊接，焊接信息采集監(jiān)控，缺料提醒，故障報(bào)警，設(shè)備急停等功能。

本發(fā)明還提供了一種管接頭全自動(dòng)焊接方法，其包括以下主要步驟：上料、工件定位、焊接和下料；

上料：將彎頭/直頭和螺紋接頭分別倒入兩個(gè)前述的震動(dòng)盤(pán)中，然后經(jīng)過(guò)第一階段上料使得工件從震動(dòng)盤(pán)中依次進(jìn)入導(dǎo)向槽，在震動(dòng)盤(pán)中經(jīng)過(guò)至少三個(gè)階段的篩選使得工件基本穩(wěn)定的放置在導(dǎo)向槽上，然后再傳送出震動(dòng)盤(pán)達(dá)到彎頭/直頭抓取機(jī)構(gòu)和螺紋接頭抓取機(jī)構(gòu)下方相應(yīng)的工件放置臺(tái)上；

工件定位：彎頭/直頭抓取機(jī)構(gòu)抓取彎頭/直頭，然后向上移動(dòng)一定距離，再往彎頭/直頭固定機(jī)構(gòu)方向移動(dòng)，然后將彎頭/直頭放置在彎頭/直頭放置臺(tái)上，并下移動(dòng)旋轉(zhuǎn)氣缸將彎頭/直頭卡固在彎頭/直頭放置臺(tái)上；同時(shí)螺紋接頭上方的抓取機(jī)構(gòu)抓取螺紋接頭，然后向上移動(dòng)一定距離，再往螺紋接頭固定機(jī)構(gòu)方向移動(dòng)，然后張開(kāi)卡爪抓住螺紋接頭；最后再移動(dòng)螺紋接頭固定機(jī)構(gòu)，使得螺紋接頭和彎頭/直頭的所需焊接環(huán)縫準(zhǔn)確對(duì)接；

焊接：控制焊接系統(tǒng)使得焊槍對(duì)準(zhǔn)焊接縫，然后焊接，在焊接的同時(shí)同步機(jī)構(gòu)帶動(dòng)彎頭/直頭固定機(jī)構(gòu)和螺紋接頭固定機(jī)構(gòu)同步旋轉(zhuǎn)，其旋轉(zhuǎn)速度與焊槍的焊接速度相應(yīng)；

下料：控制松開(kāi)卡爪，然后在控制旋轉(zhuǎn)氣缸松開(kāi)彎/直頭，再控制彎頭/直頭固定機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)，使得焊接好的工件脫離彎頭/直頭固定機(jī)構(gòu)自由落體向下掉落。

本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)工件自動(dòng)上料、自動(dòng)抓取定位；同時(shí)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)工件的自動(dòng)對(duì)中和兩個(gè)工件同步驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)不會(huì)錯(cuò)位，從而解決了采用人工焊接存在的效率低下，產(chǎn)品質(zhì)量層次不齊的情況發(fā)生。故本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便的優(yōu)點(diǎn)，提升了產(chǎn)品焊接的效率和焊接的質(zhì)量，降低了廠家的用工成本。

附圖說(shuō)明

圖1本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的定位設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是圖2的正視剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是彎頭固定機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是螺紋接頭固定機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：氣缸（101、102、201、202），自動(dòng)夾具（103、203），安裝臂（104、204），旋轉(zhuǎn)氣缸301，彎頭/直頭放置臺(tái)302，固定件303，安裝板304，彎頭固定從動(dòng)軸305，安裝箱306，氣動(dòng)旋轉(zhuǎn)接頭307，卡爪401，固定氣缸402，螺紋接頭固定從動(dòng)軸403，從動(dòng)安裝箱404，底座501，同步帶502，旋轉(zhuǎn)軸503；伺服電機(jī)504；減速機(jī)505，滑動(dòng)氣缸506，震動(dòng)盤(pán)601，導(dǎo)向槽602，焊接系統(tǒng)700，導(dǎo)流槽801，回收箱802。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明并不僅限于以下實(shí)施方式。

如圖1-3圖所示：一種管接頭全自動(dòng)焊接設(shè)備，它包括控制系統(tǒng)、自動(dòng)上料裝置、彎頭抓取機(jī)構(gòu)、螺紋接頭抓取機(jī)構(gòu)、彎頭固定機(jī)構(gòu)、螺紋接頭固定機(jī)構(gòu)和同步機(jī)構(gòu)及焊接系統(tǒng)等幾大主要機(jī)構(gòu)。

其中控制系統(tǒng)采用PLC控制系統(tǒng)及軟件，這些技術(shù)都是現(xiàn)有的常規(guī)技術(shù)，根據(jù)設(shè)備的情況適應(yīng)性地改變相關(guān)參數(shù)以及操作指令，然后再配合設(shè)備操作，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)設(shè)備的自動(dòng)上下料，焊接程序預(yù)置，自動(dòng)焊接，焊接信息采集監(jiān)控，缺料提醒，故障報(bào)警，設(shè)備急停等功能。

其中抓取機(jī)構(gòu)主要是實(shí)現(xiàn)當(dāng)工件（彎頭和螺紋接頭）從上料裝置到準(zhǔn)備抓取工件時(shí)，將彎頭和和螺紋接頭分別抓取并移動(dòng)到固定機(jī)構(gòu)處。然后固定機(jī)構(gòu)將彎頭和螺紋接頭進(jìn)行固定并對(duì)中。同步機(jī)構(gòu)主要是實(shí)現(xiàn)在彎頭和螺紋接頭對(duì)中后，進(jìn)行環(huán)縫焊接時(shí)，帶動(dòng)螺紋接頭和彎頭同步轉(zhuǎn)動(dòng)，確保兩者不會(huì)錯(cuò)位。

其中自動(dòng)上料裝置是工件自動(dòng)排列上料的震動(dòng)盤(pán)，并左右對(duì)稱(chēng)安裝。該震動(dòng)盤(pán)601內(nèi)壁上設(shè)有導(dǎo)向槽602，導(dǎo)向槽602呈螺旋狀從震動(dòng)盤(pán)601底部延伸至震動(dòng)盤(pán)601上邊緣并連接至彎頭/直頭抓取機(jī)構(gòu)和螺紋接頭抓取機(jī)構(gòu)下方的工位上。所述導(dǎo)向槽602分為至少三個(gè)部分，分別為底部導(dǎo)向槽、中部導(dǎo)向槽和頂部導(dǎo)向槽，三部分的導(dǎo)向槽602與震動(dòng)盤(pán)601內(nèi)壁之間的夾角從底部到頂部逐漸增大，從而實(shí)現(xiàn)工件的平穩(wěn)有序地自動(dòng)上料，避免因?yàn)閷?dǎo)向槽602與震動(dòng)盤(pán)601內(nèi)壁之間只有一個(gè)角度出現(xiàn)的上料效率低（工件容易從導(dǎo)向槽中被擠出而掉落到震動(dòng)盤(pán)中）的情況發(fā)生，從而提升自動(dòng)上料的效率。

其中彎頭抓取機(jī)構(gòu)和螺紋接頭抓取機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)相同，都是由兩個(gè)氣缸（101、102、201、202）和一個(gè)自動(dòng)夾具（103、203）組成，其中自動(dòng)夾具（103、203）可以采用機(jī)械手或是手指氣缸；兩個(gè)氣缸（101、102、201、202）都是采用的無(wú)桿氣缸，分別控制自動(dòng)夾具水平位移和垂直位移。所述自動(dòng)夾具通過(guò)安裝臂（104、204）安裝在垂直位移氣缸（101、201）上，垂直位移氣缸（101、201）安裝在水平位移氣缸（102、202）上。這樣水平位移氣缸工作時(shí)帶動(dòng)垂直位移氣缸和自動(dòng)夾具整體在水平上位移，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)夾具的水平位移；然后垂直位移氣缸直接帶動(dòng)自動(dòng)夾具做垂直位移，這樣就實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)夾具在水平和垂直連個(gè)方向的移動(dòng)。

如圖3所示：彎頭固定機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)氣缸301和彎頭放置臺(tái)302，旋轉(zhuǎn)氣缸301上安裝有固定件303，當(dāng)彎頭放置好后，旋轉(zhuǎn)氣缸301控制固定件303將彎頭卡固在彎頭放置平臺(tái)302上。旋轉(zhuǎn)氣缸301與彎頭放置臺(tái)302都安裝在同一個(gè)安裝板304上成為一體，安裝板304上安裝有彎頭固定從動(dòng)軸305；彎頭固定從動(dòng)軸305安裝在彎頭安裝支架上，安裝支架底部固定在底座500上；其中彎頭安裝支架為一個(gè)安裝箱，彎頭固定從動(dòng)軸305是穿過(guò)安裝箱306，然后另一端連接氣動(dòng)旋轉(zhuǎn)接頭307。

如圖4所示：所述螺紋接頭固定機(jī)構(gòu)包括卡爪401、固定氣缸402和螺紋接頭固定從動(dòng)軸403，螺紋接頭固定從動(dòng)軸403一端連接卡爪401，另一端穿過(guò)從動(dòng)安裝箱404連接固定氣缸402。從動(dòng)安裝箱404底部安裝在滑動(dòng)氣缸506上，滑動(dòng)氣缸506位無(wú)桿氣缸且安裝在底座501上。

如圖1-3所示，同步機(jī)構(gòu)包括伺服電機(jī)504、減速機(jī)505、旋轉(zhuǎn)軸503，旋轉(zhuǎn)軸503通過(guò)減速機(jī)505安裝在伺服電機(jī)504上，旋轉(zhuǎn)軸503還穿過(guò)安裝箱306和從動(dòng)安裝箱404后安裝在底座501上；旋轉(zhuǎn)軸503位于安裝箱306和從動(dòng)安裝箱404的部分上設(shè)有同步帶502分別連接在彎頭固定從動(dòng)軸305和螺紋接頭固定從動(dòng)軸403，從而帶動(dòng)兩個(gè)從動(dòng)軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)，彎頭/直頭和螺紋接頭在焊接過(guò)程中同步轉(zhuǎn)動(dòng)，從而不會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)位的現(xiàn)行發(fā)生，提升成品的品質(zhì)。

本發(fā)明中還在彎頭/直頭固定機(jī)構(gòu)上設(shè)置有焊接系統(tǒng)700；焊接系統(tǒng)中的焊槍通過(guò)轉(zhuǎn)向臂和氣缸等配合工作，實(shí)現(xiàn)焊槍可自動(dòng)上下左右調(diào)整，從而在焊接前準(zhǔn)確地對(duì)準(zhǔn)所需焊接的焊縫位置。

本發(fā)明還在彎頭/直頭固定機(jī)構(gòu)下方設(shè)置有成品導(dǎo)流槽801和成品回收箱802，當(dāng)彎頭/直頭與螺紋接頭焊接好后，翻轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)氣缸并松開(kāi)旋轉(zhuǎn)氣缸，從而使得成品自由落體，掉落到導(dǎo)流槽801中，然后再滑落至產(chǎn)品回收箱802中，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)下料的過(guò)程。

本發(fā)明中的焊接過(guò)程如下：其包括以下主要步驟：上料、工件定位、焊接和下料。

上料：將彎頭/直頭和螺紋接頭分別倒入兩個(gè)前述的震動(dòng)盤(pán)中，然后經(jīng)過(guò)第一階段上料使得工件從震動(dòng)盤(pán)中依次進(jìn)入導(dǎo)向槽，在震動(dòng)盤(pán)中經(jīng)過(guò)至少三個(gè)階段的篩選使得工件基本穩(wěn)定的放置在導(dǎo)向槽上，然后再傳送出震動(dòng)盤(pán)達(dá)到彎頭/直頭抓取機(jī)構(gòu)和螺紋接頭抓取機(jī)構(gòu)下方相應(yīng)的工件放置臺(tái)上，這工件放置臺(tái)為弧形的槽狀，這樣可以避免筒裝的彎頭/直頭再工位上滾動(dòng)掉出工位，完成自動(dòng)上料工作。

工件定位：彎頭/直頭抓取機(jī)構(gòu)抓取彎頭/直頭，然后向上移動(dòng)一定距離使得彎頭/直頭離開(kāi)工件放置平臺(tái)，再抓取機(jī)構(gòu)氣缸作用下使得彎頭/直頭固定機(jī)構(gòu)方向移動(dòng)，當(dāng)達(dá)到固定機(jī)構(gòu)位置處后，再控制抓取機(jī)構(gòu)下移，然后松開(kāi)手指氣缸,將彎頭/直頭放置在彎頭/直頭放置臺(tái)上，此時(shí)下移動(dòng)旋轉(zhuǎn)氣缸將彎頭/直頭卡固在彎頭/直頭放置臺(tái)上，完成彎頭/直頭的定位；同時(shí)螺紋接頭上方的抓取機(jī)構(gòu)抓取螺紋接頭，然后向上移動(dòng)一定距離，再往螺紋接頭固定機(jī)構(gòu)方向移動(dòng)，當(dāng)螺紋接頭與卡爪處于一條水平直線(xiàn)上時(shí)，張開(kāi)卡爪抓住螺紋接頭，完成螺紋接頭的定位；最后再移動(dòng)螺紋接頭固定機(jī)構(gòu)，使得螺紋接頭和彎頭/直頭的所需焊接環(huán)縫準(zhǔn)確對(duì)接，完成定位工作。

焊接：控制焊接系統(tǒng)使得焊槍對(duì)準(zhǔn)焊接縫，然后焊接，在焊接的同時(shí)同步機(jī)構(gòu)帶動(dòng)彎頭/直頭固定機(jī)構(gòu)和螺紋接頭固定機(jī)構(gòu)同步旋轉(zhuǎn)，其旋轉(zhuǎn)速度與焊槍的焊接速度相應(yīng)；

下料：控制松開(kāi)卡爪，然后在控制旋轉(zhuǎn)氣缸松開(kāi)彎/直頭，再控制彎頭/直頭固定機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)，使得焊接好的工件脫離彎頭/直頭固定機(jī)構(gòu)自由落體向下掉落，最后至回收箱中，完成整個(gè)管彎頭自動(dòng)焊接過(guò)程。

本發(fā)明中的所有電氣控制都是采用PLC控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。

以上實(shí)施例，僅是對(duì)本發(fā)明的技術(shù)做更詳細(xì)的說(shuō)明，并不是對(duì)本發(fā)明的限制，在不脫離上述技術(shù)方案的總體思路下，未經(jīng)創(chuàng)造性勞動(dòng)或直接進(jìn)行等同替換亦屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。