具体实施方式

实施例1

一种改进型五金加工装置，包括：

机械手1，用以调整整个装置的位置，可采用五轴机械手；

旋转机构，连接于机械手的输出端，包括旋转电机2、旋转盘3；所述旋转电机通过一对伞齿轮4与驱动轴5相连，所述驱动轴与旋转盘固接，旋转电机位于旋转电机架体12内。

钢管固定机构，包括上钢管固定机构6、下钢管固定机构7，所述上钢管固定机构与旋转盘转动连接，并位于所述下钢管固定机构上方；

焊接机构8，与旋转盘固接，并位于上钢管固定机构一侧；

法兰置放机构9，采用管状结构，所述下钢管固定机构位于该管状结构内部；法兰置放机构根据法兰外轮廓选取方管或圆管，根据实际焊接点，选择相应高度的管状结构。所述法兰盘置放机构的上端面为台阶面44，法兰置于该台阶面，台阶面可在一定程度上对法兰进行限位和定位。

上、下钢管固定机构分别从钢管10的上、下端对其固定，法兰11套设于钢管外并置于法兰置放机构的上端面，通过机械手调整焊接机构至合适位置，驱动旋转盘带动焊接机构旋转，对钢管与法兰接触处进行焊接。

具体的：

1、焊接机构包括：

焊接机构架体12，其外侧壁固接有水平布置的连杆13，连杆的端部通过环状卡箍14套设、固接于旋转盘外壁；焊接机构可随旋转盘转动，实现焊枪的周向位移。

焊枪升降气缸15，安装于焊接机构架体16，其输出轴朝下并与焊枪架体17相连，可以实现焊枪上下位置的微调；

旋转气缸18，置于焊枪架体内部，其输出轴与焊枪19的固定架相连，旋转气缸可实现焊枪角度位置的调整。

2、上钢管固定机构包括：

上固定壳体20，通过转接结构与旋转盘转动连接；

上顶升气缸21，固定于上固定壳体内，其输出轴朝下并与上椎体结构相连；

上椎体结构，由上部的圆柱块22、下部的上大下小的圆台23构成；所述圆柱块与上固定壳体内壁通过滑块24、轨道25构成上下滑动配合，可防止圆台周向旋转、上下运行顺利；

若干上固定爪26，每个上固定爪由上工作头、上滑动臂构成，所述上滑动臂的一端为与圆台外壁匹配的斜面结构，另一端伸出上固定壳体外并与上工作头相连，所述上滑动臂与上固定壳体侧壁滑动配合。

滑动臂的斜面结构与圆台的斜面配合，可驱动滑动臂向外滑动，多个上固定爪共同向外撑开，以对钢管内壁支撑固定；采用本发明的钢管固定机构，钢管外壁无损伤。

3、下钢管固定机构包括：

下固定壳体27，固接于基座28；

下顶升气缸29，固定于下固定壳体内，其输出轴朝上并与下椎体结构相连；

下椎体结构，由下部的圆柱块30、上部的上小下大的圆台31构成；该圆柱块与下固定壳体内壁通过滑块、轨道构成上下滑动配合；

若干下固定爪32，每个下固定爪由下工作头、下滑动臂构成，所述下滑动臂的一端为与对应圆台外壁匹配的斜面结构，另一端伸出下固定壳体外并与下工作头相连，所述下滑动臂与下固定壳体侧壁滑动配合。

4、转接结构为连接盘33

其中部设有由上部的大孔、下部的小孔构成的台阶孔，所述旋转盘置于上部的大孔内；所述旋转电机的驱动轴伸入台阶孔，分别与位于大孔处的旋转盘固接、与小孔孔壁通过轴承34实现转动连接；所述旋转盘的外侧壁与连接盘的大孔孔壁通过轴承35实现转动连接。由此，可确保旋转电机驱动旋转盘转动，带动焊枪沿钢管周向旋转，连接盘不随旋转盘发生转动，即与连接盘固接的上钢管固定机构不发生旋转。

所述旋转盘底部设有环状凹槽，所述连接盘的台阶面具有与之匹配的环状凸起36，连接盘与旋转盘之间设置环状凹槽、环状凸起，可防止两者之间发生错位，两者之间留有间隙，可保证独立运动而不干涉。

实施例2

在实施例1基础上，该装置的上或下固定爪设有复位结构，包括：

滑动腔道37，位于上或下固定壳体内壁，供对应的滑动臂穿过和滑动；

复位腔道38，成对出现，布置于对应滑动腔道的上、下侧，内部设有复位弹簧39，且复位腔道设有与滑动腔道连通的滑槽，以供挡块滑动；

挡块40，成对出现，固定于对应滑动臂的上、下侧，圆台位移，在外力作用下，滑动臂的挡块克服复位弹簧力沿滑槽向外滑动，撑开固定爪而固定钢管；若圆台复位，滑动臂在弹簧力作用下也随之复位，对钢管解除束缚。

实施例3

在实施例1或2的基础上，所述驱动轴的尾部固接有托盘41，所述托盘位于连接盘底部；所述托盘的上表面设有若干滚珠42，若干滚珠呈环状分布，所述托盘在与滚珠对应位置处设有弹簧安装孔，弹簧安装孔内设有弹簧43，所述滚珠克服弹簧力卡固于弹簧安装孔孔口处，所述连接盘的底部设有与滚珠匹配的环状凹槽。托盘的设置可承托连接盘，提高装置的稳定性，滚珠、弹簧以及环状凹槽的设置，可使托盘、连接盘互不干涉，旋转盘、连接盘、上钢管固定机构、焊接机构架体、焊枪架体等可采用轻质合金材料，减轻自重。

实施例4

在实施例1或2或3的基础上，该装置还包括焊缝打磨结构，包括：

倒T型轨道45，布置于法兰置放机构外并构成环状，倒T型轨道内侧壁布置有同步带46，同步带与同步带轮47啮合传动，同步带轮由驱动电机48驱动连接；

行走机构，包括位于打磨机构壳体底部设有四个承重轮49和四个导向轮50；四个承重轮两两对称分布，并分别滚动配合于倒T型轨道两侧底部；四个导向轮两两对称分布，共同夹持倒T型轨道侧壁，并与倒T型轨道侧壁滚动配合。倒T型轨道、同步带、同步带轮、驱动电机，使打磨机构可沿焊缝周向运动。

打磨驱动电机51，固定于打磨机构壳体52，其输出轴连接磨头53；所述打磨机构壳体顶部设置层板54、位移气缸55；所述打磨驱动电机的安装座与层板滑动配合，所述位移气缸的输出轴与打磨驱动电机的安装座相连，由位移气缸驱动磨头与焊缝处接触或远离焊缝处，在固定钢管、焊接工序时，使磨头远离焊缝，不与焊枪发生干涉。

实施例5

在实施例4基础上，所述打磨驱动电机的安装座与层板之间设有缓冲机构，所述缓冲机构包括顶部敞口的箱体56，打磨驱动电机的安装座60底部设有拨动块57，所述拨动块插入箱体内，且拨动块两侧的箱体内分别设置弹簧58，所述箱体外侧壁沿其长度方向设有滑轨59，所述安装座与滑轨滑动配合。如果遇到钢管外圆焊缝轮廓不规整时，拨动块两侧的弹簧保证磨头能够自适应地根据焊缝的外圆轮廓进行打磨(磨头自适应调整时，安装座沿滑轨59发生位移)，当磨头停止工作时，该结构也能使磨头快速复位。

实施例6

一种改进型五金加工装置的使用方法，包括以下步骤：

1)定位

a.将所需焊接钢管10的底端套设于下钢管固定机构7的下固定壳体27外；

b.下顶升气缸29驱动下椎体结构的圆柱块30上行，对应的圆台31上行，由于下滑动臂端部的斜面结构与圆台外壁的斜面结构相匹配，使下固定爪32向外位移，若干下固定爪共同撑住钢管内壁，将钢管下部固定；

c.将法兰11套设于钢管10外，并使法兰放置于法兰置放机构9的上端面(若上端面设置台阶面44，则放入台阶面内)；

d.通过机械手1将上钢管固定机构6调整至下钢管固定机构7上方，上顶升气缸21驱动上椎体结构的圆柱块22下行，对应的圆台23下行，由于上滑动臂端部的斜面结构与圆台外壁的斜面结构相匹配，使上固定爪26向外位移，若干上固定爪共同撑住钢管内壁，将钢管上部固定；

2)焊接

a.通过焊枪升降气缸15对焊枪19进行上下位置的微调，通过旋转气缸18对焊枪的倾斜角度进行调整，使焊枪与法兰、钢管的焊接处位置对应；

b.焊枪工作，同时，旋转电机2工作，驱动焊枪环形位移，沿法兰、钢管的焊接处进行焊接；

c.焊接结束后，通过焊枪升降气缸使焊枪上移至顶部极限位置；

3)焊缝打磨

a.由于打磨驱动电机的安装座60与层板54滑动配合，位移气缸55的输出轴与打磨驱动电机的安装座相连，通过位移气缸驱动磨头与焊缝处相切、接触；

b.打磨驱动电机工作，同时，同步带轮47的驱动电机48工作，由于同步带、同步带轮啮合传动以及承重轮49、导向轮50的设置，使打磨驱动电机沿环状的倒T型轨道45位移，使磨头对环形焊缝进行打磨；

c.焊缝打磨结束后，由位移气缸驱动打磨驱动电机远离焊缝；

d.通过上、下顶升气缸驱动对应椎体结构复位，解除对钢管内壁的束缚，取下焊接有法兰的钢管。