單懸臂多功能割焊一體機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及自動化切割焊接技術(shù)領(lǐng)域，是一種單懸臂多功能割焊一體機。
【背景技術(shù)】
[0002]目前在壓力容器、鍋爐及大口徑管道的焊接過程中，通常采用十字型操作架來解決縱、環(huán)縫的焊接，在金屬筒體的相貫線焊接多采用手工或半自動單機焊接方法，如卡盤式馬鞍形焊接專機。而在容器制造現(xiàn)場，金屬筒體上的開孔和焊接一體多功能的設(shè)備和系統(tǒng)較為缺乏。目前實際焊接工作中，用戶經(jīng)常需要在一個工件上完成縱、環(huán)縫及角焊縫的焊接，以及在工件上開孔、焊接接管等多項工作，因此常規(guī)工藝方法需要將工件吊裝移動到不同的工位進行焊接，所需焊接裝備較多、工件物流移動頻繁，在各個工位上工件需要進行多次裝卡、定位。因此，現(xiàn)有以控制直角坐標系為主的自動化切割焊接裝置，在實際使用過程中存在以下不足:可焊接范圍較為單一，無法在相對固定的工位，一次完成縱、環(huán)縫及角焊縫的焊接，以及在工件上開孔、焊接接管等多項工作，焊接加工不但費時費力，而且工作效率較低。而多關(guān)節(jié)機器人系統(tǒng)在解決以上問題時存在編程較復(fù)雜，工件變更適應(yīng)性較差，在線干預(yù)較難等缺點，對于壓力容器、鍋爐制造等制造領(lǐng)域應(yīng)用推廣較難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型提供了一種單懸臂多功能割焊一體機，克服了上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，整合直角坐標系控制簡單，關(guān)節(jié)型機械臂動作靈活的優(yōu)點，集成為多功能一體機，其能有效解決現(xiàn)有自動化切割焊接裝置存在的焊接范圍單一、無法實現(xiàn)切割和焊接多功能一體化，工件需要在多工位上進行多次裝卡定位、移動頻繁、焊接加工費時費力、工作效率較低的問題。
[0004]本實用新型的技術(shù)方案是通過以下措施來實現(xiàn)的:一種單懸臂多功能割焊一體機，包括機架底座、機架立柱、立柱回轉(zhuǎn)裝置、垂直升降裝置、機架橫臂、左右平移裝置、伸縮臂、前后橫移裝置和多關(guān)節(jié)機頭；機架立柱通過立柱回轉(zhuǎn)裝置安裝在機架底座上，機架立柱上部通過垂直升降裝置安裝有機架橫臂，機架橫臂右部通過左右平移裝置安裝有伸縮臂，伸縮臂右端通過前后橫移裝置安裝有多關(guān)節(jié)機頭；多關(guān)節(jié)機頭包括機頭回轉(zhuǎn)座板、機頭回轉(zhuǎn)架、機頭回轉(zhuǎn)裝置、回轉(zhuǎn)供電供氣裝置、氣保焊送絲機、半徑調(diào)節(jié)裝置、豎直焊臂、焊槍擺動裝置、焊角調(diào)節(jié)裝置和焊槍夾持裝置，機頭回轉(zhuǎn)座板安裝在前后橫移裝置右部，機頭回轉(zhuǎn)架通過機頭回轉(zhuǎn)裝置安裝在機頭回轉(zhuǎn)座板上，機頭回轉(zhuǎn)裝置內(nèi)部安裝有回轉(zhuǎn)供電供氣裝置，機頭回轉(zhuǎn)架的左部固定安裝有氣保焊送絲機，機頭回轉(zhuǎn)架的右部下端通過半徑調(diào)節(jié)裝置安裝有豎直焊臂，豎直焊臂的下部通過焊槍擺動裝置和焊角調(diào)節(jié)裝置安裝有焊槍夾持裝置，焊槍夾持裝置上固定安裝有焊槍或割槍。
[0005]下面是對上述實用新型技術(shù)方案的進一步優(yōu)化或/和改進:
[0006]上述機頭回轉(zhuǎn)裝直可包括機頭回轉(zhuǎn)齒圈、機頭回轉(zhuǎn)電機減速器總成和機頭回轉(zhuǎn)驅(qū)動齒輪；機頭回轉(zhuǎn)架通過軸承安裝在機頭回轉(zhuǎn)座板下部，機頭回轉(zhuǎn)架的上部外側(cè)固定安裝有機頭回轉(zhuǎn)齒圈，機頭回轉(zhuǎn)座板上安裝有機頭回轉(zhuǎn)電機減速器總成，機頭回轉(zhuǎn)電機減速器總成的動力輸出軸上固定安裝有機頭回轉(zhuǎn)驅(qū)動齒輪，機頭回轉(zhuǎn)驅(qū)動齒輪與機頭回轉(zhuǎn)齒圈相嚙合并能夠帶動機頭回轉(zhuǎn)齒圈及機頭回轉(zhuǎn)架旋轉(zhuǎn)。
[0007]上述半徑調(diào)節(jié)裝置可包括豎臂安裝座、半徑調(diào)節(jié)導(dǎo)軌滑塊副、半徑調(diào)節(jié)絲杠、半徑調(diào)節(jié)螺母、半徑調(diào)節(jié)從動帶輪、半徑調(diào)節(jié)電機和半徑調(diào)節(jié)驅(qū)動帶輪；豎臂安裝座的下端后部和下端中部分別通過半徑調(diào)節(jié)導(dǎo)軌滑塊副安裝在機頭回轉(zhuǎn)架的右部，前后兩個半徑調(diào)節(jié)導(dǎo)軌滑塊副之間的機頭回轉(zhuǎn)架上固定安裝有半徑調(diào)節(jié)絲杠，半徑調(diào)節(jié)絲杠的右部安裝有半徑調(diào)節(jié)螺母，半徑調(diào)節(jié)螺母的右部通過軸承安裝在豎臂安裝座左部上，半徑調(diào)節(jié)螺母左部外側(cè)固定有半徑調(diào)節(jié)從動帶輪，豎臂安裝座的左后部固定有半徑調(diào)節(jié)電機，半徑調(diào)節(jié)電機的左部有動力輸出軸并固定安裝有半徑調(diào)節(jié)驅(qū)動帶輪，半徑調(diào)節(jié)從動帶輪通過傳動帶與半徑調(diào)節(jié)驅(qū)動帶輪相連接；豎臂安裝座的下端前部安裝有焊槍提前量調(diào)節(jié)裝置，焊槍提前量調(diào)節(jié)裝置包括豎臂自轉(zhuǎn)軸承、焊槍提前量調(diào)節(jié)從動帶輪、焊槍提前量調(diào)節(jié)電機和焊槍提前量調(diào)節(jié)驅(qū)動帶輪，豎直焊臂通過豎臂自轉(zhuǎn)軸承安裝在機頭回轉(zhuǎn)架上，豎直焊臂的上部固定安裝有焊槍提前量調(diào)節(jié)從動帶輪，豎直焊臂右方的機頭回轉(zhuǎn)架上固定安裝有焊槍提前量調(diào)節(jié)電機，焊槍提前量調(diào)節(jié)電機的動力輸出軸上固定安裝有焊槍提前量調(diào)節(jié)驅(qū)動帶輪，焊槍提前量調(diào)節(jié)驅(qū)動帶輪通過傳動帶與焊槍提前量調(diào)節(jié)從動帶輪相連接；
[0008]或/和，上述焊槍擺動裝置可包括拓展焊臂、拓展臂鉸軸、臂長拓展電機減速器總成、焊槍徑向擺動驅(qū)動電機和焊槍徑向擺動精密減速器；豎直焊臂的下部設(shè)有鉸接安裝座，拓展焊臂通過拓展臂鉸軸安裝在鉸接安裝座上，鉸接安裝座上安裝有臂長拓展電機減速器總成，臂長拓展電機減速器總成的動力輸出軸與拓展臂鉸軸連接在一起，拓展焊臂前部安裝有焊槍徑向擺動驅(qū)動電機和焊槍徑向擺動精密減速器，焊槍徑向擺動精密減速器的動力輸出軸上安裝有焊接傾角調(diào)節(jié)裝置；焊接傾角調(diào)節(jié)裝置包括傾角調(diào)節(jié)座、焊槍傾角調(diào)節(jié)電機、焊槍傾角減速器和焊槍固定軸，傾角調(diào)節(jié)座中部安裝有焊槍傾角調(diào)節(jié)電機和焊槍傾角減速器，焊槍傾角調(diào)節(jié)電機的動力輸出軸上固定有傾角調(diào)節(jié)驅(qū)動帶輪，焊槍傾角減速器下部的動力輸入軸上固定有焊槍傾角調(diào)節(jié)第一帶輪，焊槍傾角調(diào)節(jié)第一帶輪通過傳動帶與傾角調(diào)節(jié)驅(qū)動帶輪相連接，焊槍傾角減速器上部的動力輸出軸上固定有焊槍傾角調(diào)節(jié)第二帶輪，傾角調(diào)節(jié)座前部通過軸承安裝有焊槍固定軸，焊槍夾持裝置固定安裝在焊槍固定軸中部，焊槍固定軸上部固定安裝有焊槍傾角傳動帶輪，焊槍傾角傳動帶輪通過傳動帶與焊槍傾角調(diào)節(jié)第二帶輪相連接；傾角調(diào)節(jié)座上安裝有激光導(dǎo)向裝置，激光導(dǎo)向裝置包括激光頭固定架和激光頭，激光頭固定架固定安裝在傾角調(diào)節(jié)座下部，激光頭固定架上固定有激光頭。
[0009]上述回轉(zhuǎn)供電供氣裝置可包括供電外圈座板、供電滑環(huán)外圈、供電滑環(huán)內(nèi)圈、內(nèi)圈固定架、供氣中軸、供氣滑環(huán)和供氣滑環(huán)固定架；機頭回轉(zhuǎn)座板上設(shè)有供電滑環(huán)座孔，對應(yīng)供電滑環(huán)座孔位置的機頭回轉(zhuǎn)架下端固定安裝有供電外圈座板，供電滑環(huán)外圈固定在供電外圈座板上端并套裝在供電滑環(huán)座孔內(nèi)，供電滑環(huán)外圈的內(nèi)部套裝有供電滑環(huán)內(nèi)圈，供電滑環(huán)內(nèi)圈的上部伸至供電滑環(huán)外圈的上方，對應(yīng)供電滑環(huán)座孔外部位置的機頭回轉(zhuǎn)座板上固定安裝有內(nèi)圈固定架，供電滑環(huán)內(nèi)圈的上部固定在內(nèi)圈固定架上，供電滑環(huán)內(nèi)圈的上端設(shè)有電控信號進線端及焊接電流進線端，供電滑環(huán)內(nèi)圈的中部外側(cè)面上設(shè)有電控信號輸出端子及焊接電流輸出端子，供電滑環(huán)外圈的中部內(nèi)腔壁上對應(yīng)設(shè)有電控信號輸入端子及焊接電流輸入端子，供電滑環(huán)外圈的下部外側(cè)設(shè)有電控信號出線端及焊接電流出線端，電控信號出線端通過電控信號輸入端子和電控信號輸出端子與電控信號進線端電連接在一起，焊接電流出線端通過焊接電流輸入端子和焊接電流輸出端子與焊接電流進線端電連接在一起；供電滑環(huán)內(nèi)圈內(nèi)部固定安裝有供氣中軸，供氣中軸的體內(nèi)有沿軸向的第一輸氣盲孔、第二輸氣盲孔和第三輸氣盲孔，供氣中軸的上部伸至供電滑環(huán)內(nèi)圈的上方，對應(yīng)第一輸氣盲孔、第二輸氣盲孔和第三輸氣盲孔位置的供氣中軸上端分別固定安裝有第一進氣接頭、第二進氣接頭和第三進氣接頭，供氣中軸的下部伸至供電滑環(huán)外圈的下方，供氣中軸的下部外側(cè)套裝有供氣滑環(huán)，供電外圈座板下部固定有供氣滑環(huán)固定架，供氣滑環(huán)固定安裝在供氣滑環(huán)固定架上，對應(yīng)供氣滑環(huán)上部位置的供氣中軸外側(cè)有第一輸氣環(huán)槽，第一輸氣環(huán)槽的左部槽底面上有內(nèi)端與第一輸氣盲孔下端相連通的第一輸氣橫孔，對應(yīng)第一輸氣環(huán)槽位置的供氣滑環(huán)左側(cè)固定有第一出氣接頭，對應(yīng)第一輸氣環(huán)槽下方的供氣中軸下部外側(cè)有第三輸氣環(huán)槽，第三輸氣環(huán)槽的右部槽底面上有內(nèi)端與第三輸氣盲孔下端相連通的第三輸氣橫孔，對應(yīng)第三輸氣環(huán)槽位置的供氣滑環(huán)右側(cè)固定有第三出氣接頭，對應(yīng)第三輸氣環(huán)槽下方的供氣中軸下部外側(cè)有第二輸氣環(huán)槽，第二輸氣環(huán)槽的左部槽底面上有內(nèi)端與第二輸氣盲孔下端相連通的第二輸氣橫孔，對應(yīng)第二輸氣環(huán)槽位置的供氣滑環(huán)左側(cè)固定有第二出氣接頭；供電外圈座板的下部固定有探頭固定架，探頭固定架的一端伸至供氣中軸下端的下方并固定安裝有定位探頭，定位探頭與供氣中軸保持同軸。
[0010]上述立柱回轉(zhuǎn)裝置可包括立柱回轉(zhuǎn)齒圈、立柱回轉(zhuǎn)電機減速器總成和立柱回轉(zhuǎn)驅(qū)動齒輪；機架底座上端設(shè)有立柱座孔，機架立柱的下部通過軸承安裝在立柱座孔內(nèi)，對應(yīng)立柱座孔外側(cè)的機架底座上固定安裝有立柱回轉(zhuǎn)齒圈，機架立柱下部固定安裝有立柱回轉(zhuǎn)電機減速器總成，立柱回轉(zhuǎn)電機減速器總成的動力輸出軸下部固定安裝有立柱回轉(zhuǎn)驅(qū)動齒輪，立柱回轉(zhuǎn)驅(qū)動齒輪與立柱回轉(zhuǎn)齒圈相嚙合并能夠帶動機架立柱轉(zhuǎn)動；
[0011]或/和，上述垂直升降裝置可包括升降直線導(dǎo)軌副、升降絲杠、升降傳動齒輪、升降螺母、升降電機減速器總成和升降驅(qū)動齒輪；機架橫臂通過升降直線導(dǎo)軌副安裝在機架立柱中部，機架立柱的右部通過軸承安裝有軸線沿豎直方向的升降絲杠，升降絲杠的上端固定安裝有升降傳動齒輪，升降絲杠的中部安裝有升降螺母，升降螺母固定在機架橫臂上，機架立柱的上部固定安裝有升降電機減速器總成，升降電機減速器總成的動力輸出軸上固定安裝有升降驅(qū)動齒輪，升降驅(qū)動齒輪與升降傳動齒輪相嚙合并能夠帶動升降絲杠轉(zhuǎn)動；機架立柱上安裝有配重裝置，配重裝置包括定滑輪、鋼絲繩和配重塊，機架立柱的上端安裝有定滑輪，配重塊套裝在機架立柱內(nèi)部，鋼絲繩的一端固定在配重塊上，鋼絲繩的另一端繞過定滑輪上部并固定在機架橫臂右部；
[0012]或/和，上述左右平移裝置可包括平移滑塊導(dǎo)軌副、平移電機減速器總成、平移齒輪和平移齒條；伸縮臂的左部套裝在機架橫臂的右部內(nèi)腔內(nèi)，伸縮臂通過平移滑塊導(dǎo)軌副安裝在機架橫臂的內(nèi)腔壁上，伸縮臂的左部固定安裝有平移電機減速器總成，平移電機減速器總成的動力輸出軸上固定安裝有平移齒輪，對應(yīng)平移齒輪位置的機架橫臂內(nèi)腔上固定安裝有平移齒條，平移齒輪與平移齒條相嚙合；
[0013]或/和，上述前后橫移裝置可包括橫移架板、機頭連接架、橫移導(dǎo)軌滑塊副、橫移電機減速器總成、橫移驅(qū)動齒輪和橫向齒條；伸縮臂的右端固定有橫移架板，機頭連接架的左端上部和左端中部分別通過橫移導(dǎo)軌滑塊副安裝在橫移架板的右端，機頭連接架的右部固定安裝有橫移電機減速器總成，橫移電機減速器總成的動力輸出軸伸至機頭連接架的左側(cè)并固定安裝有橫移驅(qū)動齒輪，對應(yīng)橫移驅(qū)動齒輪位置的橫移架板右端中部固定安裝有橫向齒條，橫