1.一种转鼓加强管焊接设备,其特征在于,包括底板(1)、装夹部件(2)、测量部件(3)、焊接进给部件(4)、电焊机(5)和焊枪(6),所述的装夹部件(2)和所述的测量部件(3)均安装在所述的底板(1)上,所述的焊接进给部件(4)安装在所述的测量部件(3)的上方,所述的装夹部件(2)用于转鼓(7)的装夹,且可以带动所述转鼓(7)旋转,所述的测量部件(3)用于测量所述转鼓(7)上加强管(73)两个相互垂直方向上的倾斜度和中心位置,所述的焊接进给部件(4)用于带动所述的焊枪(6)进行进给,实现所述加强管(73)与外筒体(71)、内筒体(72)之间的焊接;09所述的装夹部件(2)包括左夹紧组件(21)、升降组件(22)和右夹紧组件(23),所述的升降组件(22)用于带动所述转鼓(7)的上下升降,所述的左夹紧组件(21)和所述的右夹紧组件(23)用于夹紧所述转鼓(7)并可带动所述转鼓(7)旋转;
所述的左夹紧组件(21)包括左动导轨(211)、左静导轨(212)、左支架(213)、电动机(214)、小齿轮(215)、一号轴(216)、大齿轮(217)、二号轴(218)和左卡盘(219),所述左支架(213)包括竖杆支撑的顶面(2131)、中面(2132)和底面(2133),两根所述的左静导轨(212)平行地安装在所述底板(1)上,每根所述的左静导轨(212)上安装有两只所述的左动导轨(211),所述的左支架(213)固定安装在四只所述的左动导轨(211)上,可随所述的左动导轨(211)在所述的左静导轨(212)上移动,所述的电动机(214)通过电机安装架固定安装在所述的左支架(213)的所述中面(2132)上,所述的一号轴(216)通过带座轴承安装在所述的支架(213)的所述中面(2132)上,且与所述的电动机(214)传动连接,所述的小齿轮(215)通过键安装在所述的一号轴(216)上,所述的二号轴(218)通过带座轴承安装在所述的支架(213)的所述顶面(2131)上,所述的大齿轮(217)通过键安装在所述的二号轴(218)上,所述的小齿轮(215)与所述的大齿轮(217)相啮合,所述的左卡盘(219)安装在所述的二号轴(218)的末端,当所述的电动机(214)转动时,通过所述的小齿轮(215)和所述的大齿轮(217)构成的齿轮副带动所述的二号轴(218)转动;
所述的左卡盘(219)包括支撑小轴(2191)、转架(2192)、支撑转轮(2193)和支撑支架(2194),四只所述的支撑支架(2194)分成两组并排安装在所述的支架(213)的所述中面(2132)上,每组所述支撑支架(2194)的相邻支腿之间可转动地安装有所述的支撑小轴(2191),所述的支撑转轮(2193)可转动地安装在所述的支撑小轴(2191)上;
所述的转架(2192)包括一号导向杆(2192.01)、转架框架(2192.05)、大圆盘(2192.06)、长链条(2192.07)、小圆盘(2192.08)、夹紧爪(2192.09)、小圆盘驱动板(2192.10)、一号丝杠(2192.11)、一号左向螺母(2192.12)、手轮(2192.13)、大圆盘驱动板(2192.14)、一号右向螺母(2192.15)和短链条(2192.16),所述转架框架(2192.05)包括右端固定板(2192.05.1)、下连接框(2192.05.2)、左端固定板(2192.05.3)、左盘(2192.05.5)、上连接框(2192.05.6)、右盘(2192.05.7)、外链轮(2192.05.8)和内链轮(2192.05.10),所述左盘(2192.05.5)和所述右盘(2192.05.7)通过所述上连接框(2192.05.6)、和所述下连接框(2192.05.2)连接,所述左盘(2192.05.5)的内侧固定安装有所述左端固定板(2192.05.3),所述右盘(2192.05.7)的内侧固定安装有所述右端固定板(2192.05.1),所述右盘(2192.05.7)沿径向对称加工有若干链槽(2192.05.9),每个所述链槽(2192.05.9)中通过轴安装有所述外链轮(2192.05.8)和所述内链轮(2192.05.10),所述夹紧爪(2192.09)可滑动地安装在链槽(2192.05.9)中,两根所述一号导向杆(2192.01)通过T型光杠支撑座安装在所述转架框架(2192.05)的所述左端固定板(2192.05.3)和所述右端固定板(2192.05.1)上,所述的一号丝杠(2192.11)通过带座轴承安装在所述转架框架(2192.05)的所述左端固定板(2192.05.3)和所述右端固定板(2192.05.1)上,所述的一号丝杠(2192.11)位于两根所述一号导向杆(2192.01)之间,所述的一号左向螺母(2192.12)和所述的一号右向螺母(2192.15)分别与所述的一号丝杠(2192.11)的左端左向丝杠和右端右向丝杠相配合,构成丝杠螺母副,所述的大圆盘驱动板(2192.14)与所述的一号左向螺母(2192.12)固定连接,并通过直线轴承与两根所述一号导向杆(2192.01)连接,所述的大圆盘(2192.06)与所述的大圆盘驱动板(2192.14)相固定连接,所述的小圆盘驱动板(2192.10)与所述的一号右向螺母(2192.15)固定连接,并通过直线轴承与两根所述一号导向杆(2192.01)连接,所述的小圆盘(2192.08)与所述的小圆盘驱动板(2192.10)相固定连接,所述的手轮(2192.13)固定安装在所述的一号丝杠(2192.11)的一端;
所述的长链条(2192.07)的一端与所述的大圆盘(2192.06)固定连接,绕过所述外链轮(2192.05.8)与所述夹紧爪(2192.09)一端固定连接,所述的短链条(2192.16)的一端与所述的小圆盘(2192.08)固定连接,绕过所述内链轮(2192.05.10)与所述夹紧爪(2192.09)另一端固定连接,由于所述的一号左向螺母(2192.12)和所述的一号右向螺母(2192.15)分别与所述的一号丝杠(2192.11)的左端左向丝杠和右端右向丝杠相配合,构成丝杠螺母副,当通过所述手轮(2192.13)驱动所述的一号丝杠(2192.11)顺时针转动时,则所述的大圆盘(2192.06)向左移动,所述的小圆盘(2192.08)向右移动,从而带动所述夹紧爪(2192.08)向四周张开,当通过所述手轮(2192.13)驱动所述的一号丝杠(2192.11)逆时针转动时,则所述的大圆盘(2192.06)向右移动,所述的小圆盘(2192.08)向左移动,从而带动所述夹紧爪(2192.08)向中心移动,夹紧工件;
所述转架(2192)可转动地安装在所述的支撑转轮(2193)上,并与所述二号轴(218)传动连接,所述二号轴(218)可以带动所述转架(2192)转动。
2.如权利要求1所述的一种转鼓加强管焊接设备,其特征在于:所述的升降组件(22)包括升降电机(221)、升降组件支架(222)、升降导向杆(223)、升降丝杠(224)、升降板(225)和V型块(226),两根所述的升降导向杆(223)通过T型光杠支撑座竖直安装在所述的升降组件支架(222)的一侧两端,所述的升降丝杠(224)通过带座轴承竖直安装在所述的升降组件支架(222)的一侧中间,所述的升降导向杆(223)上安装有直线轴承,所述的升降丝杠(224)上配合有螺母,所述的升降板(225)为L形,所述的升降板(225)的水平板两端安装有所述的V型块(226),所述的升降板(225)的垂直板固定安装在与所述的升降丝杠(224)配合的螺母和所述的升降导向杆(223)上的直线轴承上,所述的升降电机(221)安装在所述的升降组件支架(222)上,所述的升降电机(221)的输出轴与所述的升降丝杠(224)传动连接,当所述转鼓(7)放置在所述的升降组件(22)上的所述的V型块(226)上,所述的升降电机(221)的旋转,通过丝杠螺母副机构,带动所述的升降板(225)升降,从而带动放置在所述的V型块(226)的所述转鼓(7)升降。
3.如权利要求1所述的一种转鼓加强管焊接设备,其特征在于:所述的右夹紧组件(23)包括右动导轨(231)、右静导轨(232)、右支架(233)和右卡盘(239),两根所述的右静导轨(232)平行地安装在所述底板(1)上,每根所述的右静导轨(232)上安装有两只所述的右动导轨(231),所述的右支架(233)固定安装在四只所述右动导轨(231)上,可随所述的右动导轨(231)在所述的右静导轨(232)上移动,所述的右卡盘(239)安装在所述的右支架(233)的顶面上,所述右卡盘(239)和所述左卡盘(219)结构完全相同且对称布置。
4.如权利要求1所述的一种转鼓加强管焊接设备,其特征在于:所述测量部件(3)包括测量部件框架(31)、测量导向杆(32)、测量电机(33)、测量电机安装架(34)、测量丝杠(35)、测量承载板(37)、测试组件(38)和测量螺母(39),两根所述的测量导向杆(32)固定安装在所述的测量部件框架(31)的顶部,所述的测量丝杠(35)通过带座轴承安装在所述的测量部件框架(31)的顶部,所述的测量丝杠(35)位于两根所述的测量导向杆(32)之间,且与所述的测量导向杆(32)平行,且偏向于其中一根所述的测量导向杆(32),所述测量电机(33)通过所述测量电机安装架(34)安装在所述测量部件框架(31)顶部的一端,所述测量电机(33)的输出轴与所述的测量丝杠(35)传动连接,所述测量螺母(39)与所述的测量丝杠(35)相配合,形成丝杠螺母副,所述的测量承载板(37)与所述测量螺母(39)固定连接、并通过直线轴承与所述测量丝杠(35)配合,当所述测量电机(33)旋转时,通过所述测量螺母(39)与所述的测量丝杠(35)构成的丝杠螺母副,带动所述的测量承载板(37)沿着所述的测量导向杆(32)移动;
所述的测试组件(38)包括下层框架(38.01)、上层框架(38.02)、齿条导向板(38.03)、齿条(38.04)、齿轮(38.05)、上下移动电机(38.06)、防脱落螺母(38.07)、上下导向杆(38.08)、回转电机(38.10)、推力轴承(38.11)、探头(38.12)、回转电机安装架(38.13)和齿轮轴(38.14),所述的下层框架(38.01)和所述的上层框架(38.02)皆为框架结构,所述的回转电机(38.10)通过所述回转电机安装架(38.13)安装在所述的下层框架(38.01)内,所述的下层框架(38.01)的底板的正中间位置加工有通孔,通孔中安装有所述推力轴承(38.11),所述的探头(38.12)成T字型,所述的探头(38.12)穿过所述推力轴承(38.11),所述的回转电机(38.10)的输出轴通过联轴器与所述的探头(38.12)的一端相连接,所述的探头(38.12)的另一端安装有测距传感器,四根所述的上下导向杆(38.08)的一端与所述的下层框架(38.01)的顶面固定连接,在所述的下层框架(38.01)的顶面正中间位置固定连接着所述的齿条(38.04),所述的上层框架(38.02)的底面四周有四个通孔,四个通孔中均安装有直线轴承,固定连接在所述的下层框架(38.01)顶面上的四根所述的上下导向杆(38.08)穿过所述直线轴承,每根所述的上下导向杆(38.08)的末端安装有所述防脱落螺母(38.07),防止所述的下层框架(38.01)由于重力作用而脱落,所述的上层框架(38.02)的底面正中间位置加工有方孔,方孔的一侧固定连接有所述齿条导向板(38.03),所述的齿条(38.05)沿着所述齿条导向板(38.03)穿过所述的上层框架(38.02)的底面正中间位置的方孔,所述齿轮轴(38.14)通过带座轴承安装在所述的上层框架(38.02)的底面上,所述齿轮(38.05)安装在所述齿轮轴(38.14)上,所述齿轮(38.05)和所述的齿条(38.04)相啮合,所述上下移动电机(38.06)通过电机安装支架安装所述的上层框架(38.02)的底面,所述上下移动电机(38.06)的输出轴与齿轮轴(38.14)位于一条直线上,上下移动电机(38.06)的输出轴与齿轮轴(38.14)通过联轴器相连接,当所述上下移动电机(38.06)转动时,通过所述齿轮(38.05)和所述的齿条(38.04)构成的齿轮齿条机构带动所述的下层框架(38.01)上下移动,从而带动所述的探头(38.12)上下移动,当所述的回转电机(38.10)旋转时,带动所述的探头(38.12)回转,所述的上层框架(38.02)的顶面与所述测量承载板(37)固定连接,当所述测量电机(33)旋转时,通过所述测量丝杠(35)和所述测量螺母(39)构成的丝杠螺母副带到所述测量承载板(37)左右移动,从而带动与所述测量承载板(37)固定连接的所述测试组件(38)左右移动。
5.如权利要求1所述的一种转鼓加强管焊接设备,其特征在于:所述的焊接进给部件(4)包括焊接框架(46)、焊接电机(41)、焊接丝杠(42)、焊接承载板(43)、焊接直线轴承(44)、焊接承载板导向杆(45)和机器人(47),两根所述的焊接承载板导向杆(45)固连在所述的焊接框架(46)的顶面,两根所述的焊接承载板导向杆(45)上安装有所述的焊接直线轴承(44),所述的焊接丝杠(42)通过带座轴承安装在所述的焊接框架(46)的顶面,所述的焊接丝杠(42)与所述的焊接承载板导向杆(45)平行,位于两根所述的焊接承载板导向杆(45)之间且靠近其中一根所述的焊接承载板导向杆(45),所述的焊接电机(41)通过电机安装架安装在所述的焊接框架(46)的一端;所述的焊接电机(41)的输出轴通过联轴器与所述的焊接丝杠(42)相连接,所述的焊接丝杠(42)上安装有焊接螺母,所述焊接螺母与所述焊接丝杠(42)形成丝杠螺母副,所述的焊接承载板(43)与所述的焊接直线轴承(44)、和所述焊接螺母相固连,所述的机器人(47)的底座安装在所述的焊接承载板(43)上,当所述的焊接电机(41)旋转时,通过丝杠螺母机构带动所述的焊接承载板(43)沿着所述的焊接承载板导向杆(45)移动,从而带动所述的机器人(47)直线移动,所述的机器人(47)的执行器末端安装有所述焊枪(6),所述焊枪(6)与所述电焊机(5)通过电缆相连接。
6.使用如权利要求1至5任一项所述的一种转鼓加强管焊接设备进行转鼓加强管焊接方法,其特征在于包括如下步骤:
S1.将待焊接的所述转鼓(7)放置在所述装夹部件(2)的两只所述V型块(226)上;
S2.启动升降组件(22)的所述升降电机(221),带动所述升降板(225)上升,直至所述转鼓(7)的轴线和所述左夹紧组件(21)的所述转架(2192)的轴线处于同一高度;
S3.所述左夹紧组件(21)和所述右夹紧组件(23)同时向中间位置移动,直至将所述夹紧爪(2192.09)伸入所述转鼓(7)内;
S4.转动所述左夹紧组件(21)和所述右夹紧组件(23)的所述手轮(2192.13),驱动所述一号丝杠(2192.11)逆时针转动时,所述大圆盘(2192.06)向右移动,所述小圆盘(2192.08)向左移动,带动所述夹紧爪(2192.08)向中心移动,夹紧所述转鼓(7);
S5.启动所述电动机(214),通过所述小齿轮(215)和所述大齿轮(217)构成的齿轮副带动所述二号轴(218)转动,所述二号轴(218)转动带动所述转架(2192)的转动,从而带动所述转鼓(7)转动,直至所述转鼓(7)的轴向的一排所述加强管(73)处于垂直向上的位置;
S6.启动所述测量电机(33),所述驱动测试组件(38)向左移动,直至所述探头(38.12)置于所述转鼓(7)的最高一排最右一个的所述加强管(73)的中心位置;
S7.启动所述上下移动电机(38.06),带动所述探头(38.12)相对于所述加强管(73)上下移动,测量上下不同两点的距离,根据两点的距离差,计算出所述加强管(73)一个方向的倾斜度;
S8.启动所述回转电机(38.10),驱动所述探头(38.12)回转90度,再启动所述上下移动电机(38.06),带动所述探头(38.12)相对于所述加强管(73)上下移动,测量上下不同两点的距离,根据两点的距离差,计算出所述加强管(73)另一个方向的倾斜度;
S9.启动所述回转电机(38.10)转一圈,驱动所述探头(38.12)回转360度,测试3个点的距离,根据3个点的距离,计算出所述加强管(73)的中心位置;
S10.将测量计算得到的两个方向上的所述加强管(73)的倾斜度和中心位置发送了所述机器人(47),所述机器人(47)再计算出焊接进给轨迹,实现所述加强管(73)的焊接;
S11.等完成一个所述加强管(73)的焊接,所述焊接电机(41)启动,通过丝杠螺母机构带动所述焊接承载板(43)沿着所述焊接承载板导向杆(45)移动一个所述加强管(73)轴向的间隔距离,从而带动所述机器人(47)直线移动一个所述加强管(73)轴向的间隔距离,重复步骤S6至步骤S10,进行另一个所述加强管(73)的焊接;
S12.当最高一排的所述加强管(73)全部焊接完成后,所述电动机(214)转动时,通过所述小齿轮(215)和所述大齿轮(217)构成的齿轮副带动所述二号轴(218)转动一个所述加强管(73)的周向间隔角度,重复步骤S6至步骤S11,进行另一排所述加强管(73)的焊接;
S13.当所有所述加强管(73)焊接完成后,机器复位,即所述升降组件(22)的所述升降板(225)处于低位状态;所述左夹紧组件(21)和所述右夹紧组件(23)分别处于左右两个极限位置;所述夹紧爪(2192.09)处于张开状态;所述测量部件(3)的所述测试组件(38)处于最右端位置;所述焊接部件(4)的所述机器人(47)处于最右端位置。