[发明专利]长管内自适应同轴横缝电焊装置和方法

说明书

本发明涉及一种长管内自适应同轴横缝电焊装置和方法。该装置包括自前向后依次连接的牵引总成、执行总成和随动总成，牵引总成和随动总成之间自前向后依次连接的前铰链、伸缩机构和后铰链，前铰链和后铰链为万向铰链或球头铰链，伸缩机构为包括固定端连接在后铰链上、移动端连接在前铰链上的气动缸或液压缸或电动推杆，活动端外周上安装有沿周向均布的至少三个扶正支腿，扶正支腿沿活动端径向伸缩；固定端上安装有转动套接在固定端上的转动环和用于驱动转动环转动的执行电机，所述执行总成安装在转动环上。避免了牵引总成和随动总成跑偏所引起的对中性差的问题，使得焊接质量提高。

技术领域

本发明涉及自动电弧焊接机领域，尤其涉及一种长管内自适应同轴横缝电焊装置和方法。

背景技术

目前，在对长管内对接接缝进行焊接时，通常采用人员钻入的方式完成，很容易导致管内工作人员缺氧的问题，使得施工安全隐患较大。

在先专利CN110508984B公开了一种自动焊接机器人及其自动焊接方法，包括自前向后依次设置的牵引总成、执行总成和随动总成，在牵引总成的牵动下，将执行总成带动到对接缝隙附近，然后以电动推杆微动调节的方式，基于执行总成中摄像头的视觉识别技术，使得执行总成与对接缝隙对齐，最后在执行结构的旋转下进行焊接。

但是，上述自动焊接机器人中执行总成的对中同轴性能较差，导致电弧焊接后，焊接强度不一，所以在管道内流体流经后，极易从脆弱出出现断裂问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种焊接强度均匀的长管内自适应同轴横缝电焊装置，其技术方案如下：

长管内自适应同轴横缝电焊装置，包括自前向后依次连接的牵引总成、执行总成和随动总成，牵引总成和随动总成之间自前向后依次连接的前铰链、伸缩机构和后铰链，前铰链和后铰链为万向铰链或球头铰链，伸缩机构为包括固定端连接在后铰链上、移动端连接在前铰链上的气动缸或液压缸或电动推杆，活动端外周上安装有沿周向均布的至少三个扶正支腿，扶正支腿沿活动端径向伸缩；固定端上安装有转动套接在固定端上的转动环和用于驱动转动环转动的执行电机，所述执行总成安装在转动环上。

优选地，执行总成包括在转动环圆周方向均布的摄像单元、焊枪单元、砂轮单元和测距单元。

优选地，扶正支腿包括固定在活动端上且沿活动端径向延伸的固定杆及其上沿杆长方向滑动连接的活动杆，活动杆的一侧凸设有圆柱形的滑块；扶正支腿的一侧设有转动套接在活动端上的驱动转盘及其远离扶正支腿一侧设置的用于驱动驱动转盘转动的扶正电机，驱动转盘上面向扶正支腿的一侧开设有与各滑块滑动各自插套配合且呈涡旋状延伸的驱动槽。

优选地，扶正电机安装在活动端上，执行电机安装在固定端上，执行电机和转动环之间及扶正电机和渠道转盘之间各自设有转向传动机构，转向传动机构包括平行于固定端或活动端的切线方向的蜗杆及其上啮合传动连接且安装在固定端或活动端上的蜗轮，蜗轮的一侧同轴固定有锥齿轮，锥齿轮啮合传动连接有同轴固定在转动环或驱动转盘上的锥齿圈。

优选地，前铰链和后铰链为球头铰链，包括套筒型的球座及其两端固定的堵盖、橡胶膜，球座内设有充满内腔的ER流体及其内浸没设置的与球座活动安装且与伸缩机构连接的球头，球头和伸缩机构夹设固定在橡胶膜两侧。

优选地，橡胶膜的边缘预埋固定的金属材质的外环，外环的一面一体凸设有夹设固定在球座及其开口端螺纹连接的止脱环之间的金属密封环。

优选地，橡胶膜的中心预埋固定有夹设固定在伸缩机构和球头之间的金属材质的固定盘。

优选地，牵引总成包括前后延伸的中心支架及其上转动安装的前后延伸的丝杠，丝杠上螺旋连接有与中心支架止转配合的丝母，丝母上铰接有短杆，短杆的另一端铰接有铰接在中心支架上的长杆，短杆铰接在长杆中部，短杆、长杆和丝母在中心支架上形成曲柄滑块机构，长杆的另一端连接有滚轮，滚轮传动连接有固定在长杆上的驱动电机。