一种金属制品加工用弯管焊接装置

摘要

本发明属于金属管件加工应用技术领域，具体为一种金属制品加工用弯管焊接装置。包括焊接平台以及设置在焊接平台两侧的弯管夹持平台，所述焊接平台包括底座以及设置在底座顶部的环形支架，所述环形支架的一侧设置有环形轨道，所述环形轨道上设置有滑块，所述滑块上设置有驱动电机，所述驱动电机的动力端连接有驱动齿轮，所述环形支架上设置有与驱动齿轮啮合的齿环，所述滑块上还设置有焊枪，所述弯管夹持平台呈五自由度机械臂状设置，本发明利用环形结构的焊接平台在管件固定好的，有效实现的金属管件的自动焊接，利用五自由度的弯管夹持平台实现了对金属管件的多角度的夹持，进而为焊接平台的准确焊接提供了保障。

权利要求

1.一种金属制品加工用弯管焊接装置，其特征在于，包括焊接平台以及设置在焊接平台两侧的弯管夹持平台，所述焊接平台包括底座以及设置在底座顶部的环形支架，所述环形支架的一侧设置有环形轨道，所述环形轨道上设置有滑块，所述滑块上设置有驱动电机，所述驱动电机的动力端连接有驱动齿轮，所述环形支架上设置有与驱动齿轮啮合的齿环，所述滑块上还设置有焊枪，所述弯管夹持平台呈五自由度机械臂状设置，所述弯管夹持平台包括旋转座以及转动设置在旋转座上第二自由度旋转座，所述第二自由度旋转座上转动设置有第三自由度旋转座，所述第三自由度旋转座上转动设置有第四自由度旋转座，所述第四自由度旋转座上转动设置有第五自由度旋转座，所述第五自由度旋转座上转动设置有夹紧夹具，所述第二自由度旋转座、第三自由度旋转座、第四自由度旋转座以及第五自由度旋转座均包括旋转部和锁止部，所述旋转座上设置有锁止部，所述夹具上设置有旋转部，所述旋转部包括用于插入锁止部的转轴，所述转轴上设置有环形槽，所述环形槽内设置有滚珠，所述锁止部包括呈环形设置在锁止通槽，所述锁止通槽内设置有锁止弧板，所述锁止弧板呈环形设置在锁止槽内，所述锁止弧板可升降设置在锁止通槽内，所述锁止弧板设置在滚珠的上方，所述锁止通槽内填充有锁止珠，所述锁止通槽设置用于挤压锁止珠的锁止螺栓，所述锁止螺栓呈锥状设置，所述锁止螺栓与锁止通槽内螺纹连接。

2.根据权利要求1所述的一种金属制品加工用弯管焊接装置，其特征在于，所述锁止通槽内设置有挤压块，所述挤压块呈三角体状设置，所述挤压块对称紧靠设置在锁止通槽内，两个对称紧靠设置在挤压块上设置有对半的螺纹槽，所述挤压块的底部与锁止通槽轴接，所述锁止螺栓通过挤压块与锁止通槽螺纹连接。

3.根据权利要求2所述的一种金属制品加工用弯管焊接装置，其特征在于，所述焊枪通过调整组件设置在滑块上，所述调整组件包括呈U字型设置的升降架，所述升降架两侧的侧板设置有通槽，所述通槽的中部设置有升降轴，所述滑块的两侧设置有升降轴配合的固定块，所述升降轴上设置有回弹弹簧，所述回弹弹簧设置有在固定块的底面和通槽的底壁之间，所述焊枪设置在升降架的底部。

4.根据权利要求3所述的一种金属制品加工用弯管焊接装置，其特征在于，所述升降架的底部设置有连接板，所述连接板的边角处设置有光轴，所述光轴贯穿升降架的底部设置，所述连接板和升降架之间设置有调节气缸，所述焊枪设置在连接板的底部。

5.根据权利要求4所述的一种金属制品加工用弯管焊接装置，其特征在于，所述连接板的底部设置有焊枪架，所述焊枪架呈倒置的L型设置，所述焊枪架的底部设置有倒置的U型导向口，所述U型导向口的两侧设置有滚动珠，所述滚动珠设置在焊枪架的底部，所述焊枪的焊接口朝向U型导向口设置。

6.根据权利要求5所述的一种金属制品加工用弯管焊接装置，其特征在于，所述连接板上设置有旋转电机，所述旋转电机的动力端贯穿连接板与焊接架连接设置。

7.根据权利要求6所述的一种金属制品加工用弯管焊接装置，其特征在于，所述底座的下方设置有行走座，所述行走座上设置有调整气缸，所述调整气缸的动力端固定在底座上。

8.根据权利要求7所述的一种金属制品加工用弯管焊接装置，其特征在于，所述底座的底部设置有导向轴，所述行走座呈口字形设置，所述导向轴贯穿行走座的顶部设置。

说明书

一种金属制品加工用弯管焊接装置

技术领域

[0001] 本发明属于金属管件加工应用技术领域，具体为一种金属制品加工用弯管焊接装置。

背景技术

[0002] 金属管道是以金属为材料形成的管道，由于管道的特性，在管道中需要大量用到弯管，目前，金属弯管的成型方法非常多，有凹槽轮辊压法，感应加热煨弯法、型模压弯法、逐步成型法、数控弯管法以及焊接成型法，其中，焊接成型法也是目前较为常见的成型方法。

[0003] 在金属管道的加工中，如一些汽车配件的加工中，由于管道的直径较小，多采用点焊的方式，然后利用带有转动功能的夹具夹紧直管端，然后进行焊接，但针对于管径较大的金属管道焊接，由于其体积较大，旋转存在不便，为此，多采用人工焊接的方式来进行焊接，但人工焊接导致生产效率低下，为此，如何针对较大直径的金属弯管实现有效的焊接。

发明内容

[0004] 本发明针对上述的较大直径的金属弯管焊接时所存在的技术问题，提出一种设计合理、结构简单、加工方便且能够实现较大直径金属弯管自动焊接的金属制品加工用弯管焊接装置。

[0005] 为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为，本发明提供一种金属制品加工用弯管焊接装置，包括焊接平台以及设置在焊接平台两侧的弯管夹持平台，所述焊接平台包括底座以及设置在底座顶部的环形支架，所述环形支架的一侧设置有环形轨道，所述环形轨道上设置有滑块，所述滑块上设置有驱动电机，所述驱动电机的动力端连接有驱动齿轮，所述环形支架上设置有与驱动齿轮啮合的齿环，所述滑块上还设置有焊枪，所述弯管夹持平台呈五自由度机械臂状设置，所述弯管夹持平台包括旋转座以及转动设置在旋转座上第二自由度旋转座，所述第二自由度旋转座上转动设置有第三自由度旋转座，所述第三自由度旋转座上转动设置有第四自由度旋转座，所述第四自由度旋转座上转动设置有第五自由度旋转座，所述第五自由度旋转座上转动设置有夹紧夹具，所述第二自由度旋转座、第三自由度旋转座、第四自由度旋转座以及第五自由度旋转座均包括旋转部和锁止部，所述旋转座上设置有锁止部，所述夹具上设置有旋转部，所述旋转部包括用于插入锁止部的转轴，所述转轴上设置有环形槽，所述环形槽内设置有滚珠，所述锁止部包括呈环形设置在锁止通槽，所述锁止通槽内设置有锁止弧板，所述锁止弧板呈环形设置在锁止槽内，所述锁止弧板可升降设置在锁止通槽内，所述锁止弧板设置在滚珠的上方，所述锁止通槽内填充有锁止珠，所述锁止通槽设置用于挤压锁止珠的锁止螺栓，所述锁止螺栓呈锥状设置，所述锁止螺栓与锁止通槽内螺纹连接。

[0006] 作为优选，所述锁止通槽内设置有挤压块，所述挤压块呈三角体状设置，所述挤压块对称紧靠设置在锁止通槽内，两个对称紧靠设置在挤压块上设置有对半的螺纹槽，所述挤压块的底部与锁止通槽轴接，所述锁止螺栓通过挤压块与锁止通槽螺纹连接。

[0007] 作为优选，所述焊枪通过调整组件设置在滑块上，所述调整组件包括呈U字型设置的升降架，所述升降架两侧的侧板设置有通槽，所述通槽的中部设置有升降轴，所述滑块的两侧设置有升降轴配合的固定块，所述升降轴上设置有回弹弹簧，所述回弹弹簧设置有在固定块的底面和通槽的底壁之间，所述焊枪设置在升降架的底部。

[0008] 作为优选，所述升降架的底部设置有连接板，所述连接板的边角处设置有光轴，所述光轴贯穿升降架的底部设置，所述连接板和升降架之间设置有调节气缸，所述焊枪设置在连接板的底部。

[0009] 作为优选，所述连接板的底部设置有焊枪架，所述焊枪架呈倒置的L型设置，所述焊枪架的底部设置有倒置的U型导向口，所述U型导向口的两侧设置有滚动珠，所述滚动珠设置在焊枪架的底部，所述焊枪的焊接口朝向U型导向口设置。

[0010] 作为优选，所述连接板上设置有旋转电机，所述旋转电机的动力端贯穿连接板与焊接架连接设置。

[0011] 作为优选，所述底座的下方设置有行走座，所述行走座上设置有调整气缸，所述调整气缸的动力端固定在底座上。

[0012] 作为优选，所述底座的底部设置有导向轴，所述行走座呈口字形设置，所述导向轴贯穿行走座的顶部设置。

[0013] 与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于，

[0014] 1、 本发明提供一种金属制品加工用弯管焊接装置，利用环形结构的焊接平台在管件固定好的，有效实现的金属管件的自动焊接，利用五自由度的弯管夹持平台实现了对金属管件的多角度的夹持，进而为焊接平台的准确焊接提供了保障，同时，本发明操作简单、试验效果显著，适合大规模推广使用。

附图说明

[0015] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0016] 图1为实施例1提供的金属制品加工用弯管焊接装置的结构示意图；

[0017] 图2为实施例1提供的焊接平台的结构示意图；

[0018] 图3为实施例1提供的调整组件的结构示意图；

[0019] 图4为实施例1提供的调整组件另一角度的结构示意图；

[0020] 图5为实施例1提供的焊枪架的结构示意图；

[0021] 图6为实施例1提供的弯管夹持平台的结构示意图；

[0022] 图7为实施例1提供的锁止部和旋转部连接状态的结构示意图；

[0023] 图8为实施例1提供的锁止部和旋转部连接状态的半剖图；

[0024] 图9为实施例1提供的锁止部和旋转部连接状态的剖面图；

[0025] 图10为实施例1提供的锁止部和旋转部之间的爆炸图；

[0026] 以上各图中，1、焊接平台 ；11、底座 ；111、导向轴；12、环形支架 ；13、环形轨道；14、滑块；141、固定块；15、驱动电机；16、驱动齿轮；17、齿环；2、调整组件 ；21、升降架 ；
211、通槽；22、升降轴 ；23、回弹弹簧 ；24、连接板 ；241、光轴 ；25、调节气缸；26、焊枪架；
261、U型导向口；27、滚动珠；28、旋转电机；3、焊枪；4、行走座；41、调整气缸；5、弯管夹持平台；51、旋转座；52、第二自由度旋转座；53、第三自由度旋转座；54、第四自由度旋转座；55、第五自由度旋转座；56、夹紧夹具；6、旋转部；61、转轴；62、环形槽；7、锁止部；71、锁止通槽；
711、导向槽；72、锁止弧板；721、导向块；73、滚珠；74、锁止珠；75、锁止螺栓；76、挤压块；
761、螺纹槽。

具体实施方式

[0027] 为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

[0028] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。

[0029] 实施例1，如图1 图10所示，本实施例旨在针对内径在200mm 400mm之间的金属弯~ ~管的焊接实现自动焊接，200mm 400mm的焊接，不像管径小的金属件可以固定在旋转夹具上~
进行焊接，又不像一些超大直径的，必须需要人工进行焊接，为此，本实施例提供的金属制品加工用弯管焊接装置，包括焊接平台1以及设置在焊接平台1两侧的弯管夹持平台5。

[0030] 其中，焊接平台1用于实现金属弯管的环形焊接，为此，焊接平台1包括底座11以及设置在底座11顶部的环形支架12，底座11整体呈三角状设置，环形支架12则是圆管状设置，在环形支架12的一侧设置有环形轨道13，环形轨道13固定在环形支架12上，环形轨道13与环形支架12之间同中心轴设置，在环形轨道13上设置有滑块14，滑块14滑动设置在环形轨道13上，这样，环形轨道13和滑块14之间就构成了现有常见的环形导轨，为此，在本实施例中，不对其进行详细描述。

[0031] 在本实施例中，滑块14呈T字形设置，在其顶部设置有驱动电机15，驱动电机15的动力端连接有驱动齿轮16，在环形支架12上设置有与驱动齿轮16啮合的齿环17，这样，在驱动电机15的作用下，滑块14就可以沿环形轨道13进行转动，同时，在滑块14上还设置有焊枪3，这样，就可以形成环形焊接，满足焊接的需要。

[0032] 考虑到在整个焊接过程中，除了焊接以外，更重要的是两个管件之间的固定，以确保焊接平台1能够实施有效的焊接，而在焊接的过程中，需要对两个管件之间的找平衡，现有的管件的固定，在直管与弯管之间的焊接中，非常方便固定，而对于双弯管之间的焊接，则固定起来则较为麻烦，虽然现有的多自由度机械手可以实现相关的固定，但在找平衡时，则较为麻烦，来回调整电机多次，才可能找到平衡，但多自由度机械手的多角度可以借用，只是将其电动控制改为手动，即将其中的电机或减速机予以去除，来实现手动的旋转调整，为此，本实施例提供的弯管夹持平台5呈五自由度机械臂状设置，具体的说，弯管夹持平台5包括旋转座51以及转动设置在旋转座51上第二自由度旋转座52，第二自由度旋转座52上转动设置有第三自由度旋转座53，第三自由度旋转座53上转动设置有第四自由度旋转座54，第四自由度旋转座54上转动设置有第五自由度旋转座55，第五自由度旋转座55上转动设置有夹紧夹具56，这样，一个五自由度的机械手就形成了。夹紧夹具56采用现有的常见的卡盘式的夹具即可。

[0033] 为了将机械手中的电动动力机构予以去除，改为手动的动力机构，为此，本实施例提供第二自由度旋转座52、第三自由度旋转座53、第四自由度旋转座54以及第五自由度旋转座55均包括旋转部6和锁止部7，在旋转座51上设置有锁止部7，用于实现第二自由度旋转座52的旋转，在夹具上设置有旋转部6，用于固定在第五自由度旋转座55上，实现夹具的转动。

[0034] 为了实现多角度转动，在旋转部6包括用于插入锁止部7的转轴61，在转轴61上设置有环形槽62，在环形槽62内设置有滚珠73，而锁止部7包括呈环形设置在锁止通槽71，锁止通槽71可以理解为两个间隔设置的环形板，在锁止通槽71内设置有锁止弧板72，锁止弧板72呈环形设置在锁止槽内，即在本实施例中，共设置了四个锁止弧板72，锁止弧板72之间构成整个圆环，锁止弧板72的底部和顶部都设置有环状槽，这样，利用锁止弧板72和转轴61上环形槽62的配合，就形成了对滚珠73的夹持，这样，就形成了类似轴承的结构设置，转轴61即可在锁止部7转动。

[0035] 而为了实现对转轴61的锁止固定，就需要锁止弧板72可升降设置在锁止通槽71内，这样，利用锁止弧板72的挤压，使滚珠73失去转动的能力，从而使转轴61无法转动，而由于锁止弧板72有四个，为了实现通过一个点控制四个锁止弧板72的共同运动，在本实施例中，在锁止通槽71内填充有锁止珠74，由第二自由度旋转座52、第三自由度旋转座53、第四自由度旋转座54、第五自由度旋转座55以及旋转座51的壳体形成对锁止通槽71的密封，这样，在锁止通槽71设置用于挤压锁止珠74的锁止螺栓75，锁止螺栓75呈锥状设置，锁止螺栓75与锁止通槽71内螺纹连接。这样，通过锁止螺栓75的不断深入，挤压锁止珠74的空间，使锁止柱推动锁止弧板72向转轴61方向移动，进而实现了对滚珠73的锁止，从而限制了转轴
61的转动，此点类似轴承中被卡住，导致轴承无法转动类似。

[0036] 在这里需要说明的是，为了限制滚珠73的转动，在转动的环形槽62以及锁止弧板72的槽内，优先设置一层橡胶垫，以提高摩擦力，提高固定效果，这样设置的而目的，主要是因为整个弯管夹持平台5无需像轴承那样灵活的转动，只需要能够在外力的作用下，实现转动即可，为此，锁止弧板72的移动距离也有限，其可以说分为两个阶段，部分限制滚珠73的转动和完全限制滚珠73的转动两个阶段，同时，在本实施例中，为了确保锁止弧板72的移动，在锁止弧板72的侧壁上设置有导向块721，在锁止通槽71上设置导向槽711，用于实现锁止弧板72的准确移动，同时，也由于锁止弧板72的移动距离有限，才能够确保滚珠73的滚动。

[0037] 为了更好的推动锁止柱的移动，确保其对转轴61的挤压，在锁止通槽71内设置有挤压块76，挤压块76呈三角体状设置，在本实施例中，共设置两个挤压块76，挤压块76对称紧靠设置在锁止通槽71内，这样，两个挤压块76构成了顶角在底部的结构设置，在挤压块76的底角的位置处设置有转动轴，这样，挤压块76就形成了传动设置，在两个对称紧靠设置在挤压块76上设置有对半的螺纹槽761，螺纹槽761根据需要设置在挤压块76的顶部或侧面，锁止螺栓75通过挤压块76与锁止通槽71螺纹连接。在本实施例中，锁止螺栓75螺纹连接在第二自由度旋转座52、第三自由度旋转座53、第四自由度旋转座54、第五自由度旋转座55以及旋转座51的壳体上，在其端部设置有六角螺栓孔，通过六角扳手的转动，驱动锁止螺栓75的深入，这样，随着锁止螺栓75的伸入，使两个挤压块76向两侧移动，进而完成对锁止珠74的挤压，从而控制锁止弧板72的移动，而当挤压块76复位时，此时转动转轴61，由于失去了挤压，可以缓慢的转动转轴61，从而实现调整，通过这样手动调整，配合水平尺，可以很快的实现找平，进而完成焊接。

[0038] 考虑到管径的大小不一样，为此，焊枪3的位置需要调整，为此，在本实施例中，焊枪3通过调整组件2设置在滑块14上，调整组件2包括呈U字型设置在升降件，升降件套在滑块14的两侧，整个升降将可以看做由底板以及设置在底板两侧的侧板构成，为了实现与滑块14之间的连接，在升降架21两侧的侧板设置有通槽211，通槽211使侧板形成门型设置，在通槽211的中部设置有升降轴22，在滑块14的两侧设置有升降轴22配合的固定块141，升降轴22穿过固定块141，在升降轴22上设置有回弹弹簧23，回弹弹簧23设置有在固定块141的底面和通槽211的底壁之间，焊枪3设置在升降架21的底部。这样，在焊枪3上固定一个立杆之类的东西，使其先触碰到弯管，就可以实现对不同的管径的弯管的焊接。

[0039] 为了实现更长距离的调整且使焊枪3更稳定，在升降架21的底部设置有连接板24，连接板24呈长方形板状设置，在连接板24的边角处设置有光轴241，光轴241贯穿升降架21的底部设置，在连接板24和升降架21之间设置有调节气缸25，焊枪3设置在连接板24的底部。这样设置，能够实现更长距离的调整且使焊枪3更稳定。

[0040] 考虑到利用立杆虽然可以实现升降架21的调整，但是整个滑块14的运行中，可能不稳定，为此，在连接板24的底部设置有焊枪架26，焊枪架26呈倒置的L型设置，在焊枪架26的底部设置有倒置的U型导向口261，U型导向口261的两侧设置有滚动珠27，滚动珠27设置在焊枪架26的底部，焊枪3的焊接口朝向U型导向口261设置。这样，滚动珠27形成在焊缝的两侧，双向转动的情况下，确保焊枪3移动的更为稳定，为焊枪3的稳定工作提供了保障。

[0041] 考虑到焊接位置可能需要调整，在连接板24上设置有旋转电机28，旋转电机28的动力端贯穿连接板24与焊接架连接设置。这样，通过旋转电机28调整角度，使其应用范围更加的广泛。

[0042] 考虑到弯管的形状多样，为了方便将弯管固定以及整个焊接平台1的角度调整，在底座11的下方设置有行走座4，行走座4的底部设置有四个行走轮，方便工作人员推动，在行走座4上设置有调整气缸41，调整气缸41的动力端固定在底座11上。调整气缸41竖直设置在行走座4上，这样，就可以实现整个焊接平台1的高度调节。

[0043] 为了使焊接平台1的高度调整的更加的稳定，在底座11的底部设置有导向轴111，所述行走座4呈口字形设置，导向轴111贯穿行走座4的顶部设置。这样，利用导向轴111的支撑，实现升降的稳定性。

[0044] 通过上述的设置，实施时，首先将两个管件分别固定在两个弯管夹持平台5上，使其中的一个管件穿过焊接平台1，然后，将两个管件对准，找平衡后，将弯管夹持平台5固定好，然后，工作人员快速的点焊，将两个管件固定在一起，然后，将焊接平台1移动到焊缝处，即可实现自动焊接。

[0045] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。