一种圆形钻杆端头自动焊接方法及装置制造方法及图纸

一种圆形钻杆端头自动焊接方法和装置，该方法包括：公头接头转运机器人识别并抓取一个公头，并读取公头的物料编码，将其放置到公头摩擦焊机的卡具内并卡紧；管体转运机器人抓取管体放置到公头摩擦焊机上，将公头和管体的一端焊接到一起，并于焊接完成后检测管体和公头的同心度，获得检测合格的半成品钻杆；母头转运机器人识别并抓取一个母头，将其放置到母头摩擦焊机的卡具内并卡紧；钻杆转运机器人抓取半成品钻杆放置到母头摩擦焊机上，将母头和半成品钻杆的管体另一端焊接到一起，并于焊接完成后检测管体和母头的同心度，获得检测合格的成品钻杆。本发明专利技术还提供了一种圆形钻杆端头自动焊接装置。可提高生产效率，降低劳动强度，保证人身安全。证人身安全。证人身安全。

An automatic welding method and device for round drill pipe end

【技术实现步骤摘要】
一种圆形钻杆端头自动焊接方法及装置


[0001]本专利技术涉及自动摩擦焊接技术，特别是一种用于圆形钻杆两端端头与杆体自动焊接的圆形钻杆端头自动焊接方法及装置。

技术介绍

[0002]钻杆是钻机的重要组成部分，在煤矿井下瓦斯抽采、探放水的钻孔施工中经常使用，钻杆在钻进过程中，处于复杂的工作状态，经常承受拉、压、弯、剪扭、液力、振动等交变载荷，并伴随液体的冲刷，因此钻进时经常出现钻杆断裂现象，影响正常生产并造成人力、财力损失，给煤矿安全带来很大影响。
[0003]钻杆生产过程中，端头焊接是其中重要的生产工序，需要对焊接过程和参数进行监控和记录，现有技术钻杆生产主要采用人工上下料，摩擦焊机完成焊接，生产过程中，生产数据需要人工记录，焊接过程质量无法监测以及后期钻杆出现事故时，钻杆质量追溯查询困难。
[0004]参见图1，图1为钻杆结构示意图。该钻杆包括公头10、母头20和杆体30，公头10与母头20通过摩擦焊接与管体30连接。钻杆焊接工艺分为以下几步：
[0005]1)公头10与管体30摩擦焊接；
[0006]2)检测公头10与管体30的同心度
[0007]3)母头20与管体30摩擦焊接；
[0008]4)检测母头20与管体30的同心度。
[0009]上述钻杆生产过程存在以下缺点：
[0010]1)生产过程中，公头、母头与管体上下料采用人工上下料或是人工将物料搬运至摩焊接接料台上，通过摩擦焊机自带桁架抓手实现上料，劳动强度大；
[0011]2)针对重型钻杆(20
‑
70kg)上下料需要两人搬运或桁车吊装，效率低；
[0012]3)人工操作环境恶劣；
[0013]4)接头焊接工艺过程参数记录丢失，焊接质量无法追溯；
[0014]5)生产过程全程人工参与，故障率高。

技术实现思路

[0015]本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的上述缺陷，提供一种圆形钻杆端头自动焊接装置及方法。
[0016]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种圆形钻杆端头自动焊接方法，其中，包括如下步骤：
[0017]S100、公头接头转运机器人带动接头抓手移动至公头托盘上方识别并抓取一个公头，并读取所述公头的物料编码；
[0018]S200、管体转运机器人抓取管体放置到公头摩擦焊机上；
[0019]S300、所述公头转运机器人带动所述接头抓手将所述公头放置到所述公头摩擦焊
机的卡具内并卡紧；
[0020]S400、所述公头摩擦焊机将所述公头和管体的一端焊接到一起，并于焊接完成后检测管体和公头的同心度，将检测合格的半成品钻杆放置在钻杆缓存料架上；
[0021]S500、母头转运机器人带动接头抓手移动至母头托盘上方识别并抓取一个母头；
[0022]S600、钻杆转运机器人抓取所述钻杆缓存料架上的半成品钻杆放置到母头摩擦焊机上；
[0023]S700、所述母头转运机器人带动接头抓手将所述母头放置到母头摩擦焊机的卡具内并卡紧；
[0024]S800、所述母头摩擦焊机将所述母头和半成品钻杆的管体另一端焊接到一起，并于焊接完成后检测管体和母头的同心度，将检测合格的成品钻杆放置在缓存输送线上；以及
[0025]S900、重复上述步骤S100
‑
S800，直至完成全部产品生产。
[0026]上述的圆形钻杆端头自动焊接方法，其中，还包括上料准备步骤，包括：
[0027]S001、将管体料框放置到管体分料指定位置；
[0028]S002、将公头托盘和母头托盘分别放置到相应的托盘输送线上；以及
[0029]S003、管体转运机器人将管体放置到摩擦焊机旁的管体缓存料架上。
[0030]上述的圆形钻杆端头自动焊接方法，其中，步骤S200中还包括管体自动上料并检测所述管体的长度，并通过检测所述管体的长度控制焊接后的钻杆总长度。
[0031]上述的圆形钻杆端头自动焊接方法，其中，还包括在产品生产过程中实时检测生产过程参数并记录保存。
[0032]为了更好地实现上述目的，本专利技术还提供了一种圆形钻杆端头自动焊接装置，其中，包括：
[0033]公头摩擦焊机；
[0034]母头摩擦焊机，对应于所述公头摩擦焊机设置；
[0035]管体转运机器人，设置在所述公头摩擦焊机一侧，所述管体转运机器人一侧对应设置有管体缓存料架；
[0036]公头转运机器人，设置在所述公头摩擦焊机另一侧，所述公头转运机器人的一侧设置有公头上料线，所述公头上料线旁设置有编码识别相机，用于检测公头上的物料编码；
[0037]钻杆转运机器人，设置在所述母头摩擦焊机一侧，所述钻杆转运机器人一侧对应设置有钻杆缓存料架；
[0038]母头转运机器人，设置在所述母头摩擦焊机另一侧，所述母头转运机器人的一侧设置有母头上料线；
[0039]同心度检测装置，设置在所述管体转运机器人和钻杆转运机器人之间；以及
[0040]机器人控制柜，分别与所述管体转运机器人、公头转运机器人、钻杆转运机器人和母头转运机器人连接。
[0041]上述的圆形钻杆端头自动焊接装置，其中，还包括管体上料装置，对应于所述公头摩擦焊机设置在靠近所述管体转运机器人的一侧，用于将料框内的管体自动分料并传送至测长位置，自动检测所述管体长度并记录传送至所述机器人控制柜，等待所述管体转运机器人拾取。
[0042]上述的圆形钻杆端头自动焊接装置，其中，还包括钻杆缓存输送线，对应于所述母头摩擦焊机设置在靠近所述钻杆转运机器人的一侧，用于与钻杆加工后的工序连接，实现物料转运。
[0043]上述的圆形钻杆端头自动焊接装置，其中，还包括操作站，分别与所述机器人控制柜、钻杆缓存输送线、公头摩擦焊机及母头摩擦焊机连接，用于产品生产信息查询、生产过程参数记录和产品型号更换。
[0044]上述的圆形钻杆端头自动焊接装置，其中，还包括显示一体机，分别与所述机器人控制柜及操作站连接，用于显示生产参数和生产任务。
[0045]上述的圆形钻杆端头自动焊接装置，其中，还包括安全护栏，所述安全护栏的开关门设置有安全互锁。
[0046]本专利技术的技术效果在于：
[0047]本专利技术将钻杆通过六轴机器人+物料抓手实现自动生产和物流转运，通过智能控制系统记录生产工艺参数并实时监测生产过程，降低人工参与，生产过程中摩擦焊机工艺参数全部保存并与公头编码绑定，后期钻杆质量可追溯；可控制钻杆总长度，保持一致性，钻杆生产质量稳定可靠，一致性高，人为因素影响小。明显提高了生产效率，降低了劳动强度，保证了人身安全。
[0048]以下结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述，但不作为对本专利技术的限定。
附图说明
[0049]图1为钻杆结构示意图；
[0050]图2为本专利技术一实施例的装置结构示意图；
[0051]图3A为本专利技术一实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种圆形钻杆端头自动焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：S100、公头接头转运机器人带动接头抓手移动至公头托盘上方识别并抓取一个公头，并读取所述公头的物料编码；S200、管体转运机器人抓取管体放置到公头摩擦焊机上；S300、所述公头转运机器人带动所述接头抓手将所述公头放置到所述公头摩擦焊机的卡具内并卡紧；S400、所述公头摩擦焊机将所述公头和管体的一端焊接到一起，并于焊接完成后检测管体和公头的同心度，将检测合格的半成品钻杆放置在钻杆缓存料架上；S500、母头转运机器人带动接头抓手移动至母头托盘上方识别并抓取一个母头；S600、钻杆转运机器人抓取同心检测设备上的半成品钻杆放置到母头摩擦焊机上；S700、所述母头转运机器人带动接头抓手将所述母头放置到母头摩擦焊机的卡具内并卡紧；S800、所述母头摩擦焊机将所述母头和半成品钻杆的管体另一端焊接到一起，并于焊接完成后检测管体和母头的同心度，将检测合格的成品钻杆放置在缓存输送线上；以及S900、重复上述步骤S100
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S800，直至完成全部产品生产。2.如权利要求1所述的圆形钻杆端头自动焊接方法，其特征在于，还包括上料准备步骤，包括：S001、将管体料框放置到管体分料指定位置；S002、将公头托盘和母头托盘分别放置到相应的托盘输送线上；以及S003、管体转运机器人将管体放置到摩擦焊机旁的管体缓存料架上。3.如权利要求1或2所述的圆形钻杆端头自动焊接方法，其特征在于，步骤S200中还包括管体自动上料并检测所述管体的长度，并通过检测所述管体的长度控制焊接后的钻杆总长度。4.如权利要求1或2所述的圆形钻杆端头自动焊接方法，其特征在于，还包括在产品生产过程中实时检测生产过程参数并记录保存。5.一种圆形钻杆端头自动焊接装置，其特征在于，包括：公头摩擦焊机；母头摩...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭聪聪，刘华中，刘俊华，娄亚军，
申请(专利权)人：北京机械工业自动化研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：