CN104384766B - 门式机器人焊接机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种门式机器人焊接机，包括间隔设置在地面的导轨总成，导轨总成上端安装驱动机构，驱动机构上端固定倒“V”型立柱，立柱上方安装焊臂十字移动机构，焊臂十字移动机构后端固定载物平台，焊臂十字移动机构的底部安装有机器人系统，利用导轨总成、纵向导轨、横向导轨的运动能够快速准确地完成在三维空间内对外形不规则或者数量庞大工件的焊接工作；降低工人劳动强度，自动化程度高，焊接精度高。

Description

门式机器人焊接机

技术领域

本发明涉及机械设备技术领域，尤其是一种门式机器人焊接机，具体是用于大型非标工件的自动化焊接设备。

背景技术

在目前的焊接生产中，往往会遇到结构大、外形很不规则的工件，这时一般的焊接专机达不到要求无法进行焊接，移动角度存在局限性；而使用人工焊接，生产效率低，满足不了生产需要。因此需要一种自动化程度高、调节快速精确、垂直升降行程及水平移动范围都很大的装置来满足焊接要求，提高效率。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的门式机器人焊接机，从而实现对大型非标焊接件进行自动化焊接，精确定位，适用于大尺寸的不同形状的工件焊接，提高生产效率。

本发明所采用的技术方案如下：

一种门式机器人焊接机，包括间隔设置在地面的导轨总成，所述导轨总成上端安装驱动机构，所述驱动机构上端固定倒“V”型立柱，所述立柱上方安装焊臂十字移动机构，所述焊臂十字移动机构一端固定载物平台，所述焊臂十字移动机构的底部安装有机器人系统。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述导轨总成的结构为：包括间隔设置于地面的两个沉梁，所述沉梁上端安装垫板，所述垫板上端通过压块及紧固件固定导轨，所述导轨侧部固定有第一齿条，所述第一齿条上方安装齿条护板。

所述驱动机构的结构为：包括地横梁，所述地横梁中部安装第一电机安装板，所述第一电机安装板上固定第一伺服电机，所述第一伺服电机下端安装第一减速器，所述第一减速器输出端通过第一密封圈连接第一齿轮，所述第一齿轮与第一齿条配合使用；所述地横梁左右两端分别通过第一安装座固定防撞块，所述第一安装座下端固接“L”型导向轮座，所述导向轮座底部固接导向轴，所述导向轴上通过第一隔套和第一深沟球轴承安装导向轮；还包括位于地横梁两端分别安装第一轴承座，所述第一轴承座内部通过滚轮轴固接滚轮，所述滚轮与导轨相配。

所述焊臂十字移动机构的结构为：包括横向放置在两根立柱上端的横臂，所述横臂左右两端分别设置挡块，所述横臂上、下端分别设置有平行的横向导轨，所述横向导轨上安装第一滑块，两个第一滑块之间设置有第二齿条，所述第一滑块前端安装移动座，所述移动座通过螺栓紧固件固定第二电机安装板，所第二电机安装板上安装第二伺服电机，所述第二伺服电机连接有第二减速器，所述第二减速器输出端通过第三密封圈安装第二齿轮，所述第二齿轮与第二齿条配合；与横臂垂直方向安装升降柱，所述升降柱上开设纵向导轨，所述纵向导轨上安装第二滑块，所述升降柱下端通过第二轴承座，第二深沟球轴承、第二隔套以及推力球轴承安装滚珠丝杆，所述升降柱上端通过第三轴承座、第二调心球轴承和第二隔套安装滚珠丝杆，所述滚珠丝杆的丝母固定在移动座内，所述升降柱顶端安装第二安装座，第二安装座上安装第三伺服电机，所述第三伺服电机输出端连接第三减速器，所述第三减速器通过联轴器与滚珠丝杆相连。

所述载物平台的结构为：包括水平台，所述水平台底部间隔安装多个托架，所述托架侧端面固定在焊臂十字移动机构上，所述水平台左侧设置第一护栏，所述水平台前后两侧设置第二护栏，所述水平台右侧设置爬梯，所述爬梯呈阶梯状延伸至近地面处。

所述第一伺服电机外端罩有第一电机护罩；所述第二伺服电机外端罩有第二电机护罩；所述横向导轨外部罩有导轨护罩；所述升降柱外侧罩有第一护罩。

本发明的有益效果如下：

本发明结构简单、紧凑合理，利用导轨总成、纵向导轨、横向导轨的运动能够快速准确地完成在三维空间内对不同尺寸规格的杆件或者箱型梁的焊接工作；载物平台可以放置电源、冷却水箱、控制柜、工具箱等配件系统，节约空间，方便连接，同时也利于工人日常的检修清理；机器人系统6可以根据工件的形状及加工要求进行数控编程，输入数控编程的指令后对待加工的工件进行自动化焊接，大大降低工人劳动强度，自动化程度高，焊接精度高；成本低，使用方便灵活。

附图说明

图1为本发明的主视图。

图2为图1的左视图（机器人系统省略）。

图3为本发明导轨总成的主视图。

图4为本发明驱动机构的主视图。

图5为图4中B部分的局部放大图。

图6为图4中C部分的局部放大图。

图7为图4的俯视图。

图8为图7中沿A-A截面的全剖视图。

图9为本发明焊臂十字移动机构的主视图。

图10为图9中D部分的局部放大图。

图11为图9的俯视图。

图12为图11中E部分的局部放大图。

图13为图9的侧视图。

图14为本发明载物平台的主视图。

图15为图14的俯视图。

其中：1、导轨总成；101、沉梁；102、垫板；103、导轨；104、压块；105、第一齿条；106、齿条护板；2、驱动机构；201、地横梁；202、第一电机安装板；203、第一伺服电机；204、第一减速器；205、第一密封圈；206、第一齿轮；207、第一安装座；208、导向轮座；209、导向轴；2010、第一隔套；2011、第一深沟球轴承；2012、防撞块；2013、第一电机护罩；2014、第一轴承座；2015、滚轮轴；2016、第一调心球轴承；2017、滚轮；2018、导向轮；3、立柱；4、焊臂十字移动机构；401、横臂；402、第二齿条；403、导轨护罩；404、横向导轨；405、第二电机护罩；406、移动座；407、第二电机安装板；408、第二伺服电机；409、升降柱；4010、第二轴承座；4011、第二深沟球轴承；4012、第二隔套；4013、推力球轴承；4014、滚珠丝杆；4015、纵向导轨；4016、第二调心球轴承；4017、联轴器；4018、第三减速器；4019、第二安装座；4020、第三伺服电机；4021、第三轴承座；4022、挡块；4023、第二减速器；4024、第三密封圈；4025、第二齿轮；4026、第一护罩；4027、第二滑块；4028、第一滑块；5、载物平台；501、水平台；502、第一护栏；503、第二护栏；504、托架；505、爬梯；6、机器人系统。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1、图2所示，本实施例的门式机器人焊接机，包括间隔设置在地面的导轨总成1，导轨总成1上端安装驱动机构2，驱动机构2上端固定倒“V”型立柱3，立柱3上方安装焊臂十字移动机构4，焊臂十字移动机构4一端固定载物平台5，焊臂十字移动机构4的底部安装有机器人系统6，机器人系统6可以根据工件的形状及加工要求进行数控编程，输入数控编程的指令后对待加工的工件进行自动化焊接，自动化程度高，成本低，操作简便。

如图3所示，包括间隔设置于地面的两个沉梁101，沉梁101上端安装垫板102，垫板102上端通过压块104及紧固件固定导轨103，导轨103侧部固定有第一齿条105，第一齿条105上方安装齿条护板106。

如如图4、图5、图6所示,驱动机构2的结构为：包括地横梁201，地横梁201中部安装第一电机安装板202，第一电机安装板202上固定第一伺服电机203，第一伺服电机203下端安装第一减速器204，第一减速器204输出端通过第一密封圈205连接第一齿轮206，第一齿轮206与第一齿条105配合使用；地横梁201左右两端分别通过第一安装座207固定防撞块2012，第一安装座207下端固接“L”型导向轮座208，导向轮座208底部固接导向轴209，导向轴209上通过第一隔套2010和第一深沟球轴承2011安装导向轮2018；如图7、图8所示,还包括位于地横梁201两端分别安装第一轴承座2014，第一轴承座2014内部通过滚轮轴2015固接滚轮2017，滚轮2017与导轨103相配；第一轴承座2014与滚轮2017之间通过第一隔套2010安装第一调心球轴承2016；第一深沟球轴承2011使得导向轮2018围绕导向轴209转动，第一调心球轴承2016使得滚轮2017围绕滚轮轴2015转动。

如图9、图10、图11、图12、图13所示，焊臂十字移动机构4的结构为：包括横向放置在两根立柱3上端的横臂401，横臂401左右两端分别设置挡块4022，横臂401上、下端分别设置有平行的横向导轨404，横向导轨404上安装第一滑块4028，两个第一滑块4028之间设置有第二齿条402，第一滑块4028前端安装移动座406，移动座406通过螺栓紧固件固定第二电机安装板407，所第二电机安装板407上安装第二伺服电机408，第二伺服电机408连接有第二减速器4023，第二减速器4023输出端通过第三密封圈4024安装第二齿轮4025，第二齿轮4025与第二齿条402配合；与横臂401垂直方向安装升降柱409，升降柱409上开设纵向导轨4015，纵向导轨4015上安装第二滑块4027，升降柱409下端通过第二轴承座4010，推力球轴承4013、第二隔套4012以及第二深沟球轴承4011安装滚珠丝杆4014，升降柱409上端通过第三轴承座4021、第二调心球轴承4016和第二隔套4012安装滚珠丝杆4014，滚珠丝杆4014的丝母固定在移动座406内，升降柱409顶端安装第二安装座4019，第二安装座4019上安装第三伺服电机4020，第三伺服电机4020输出端连接第三减速器4018，第三减速器4018通过联轴器4017与滚珠丝杆4014相连；采用伺服电机可以实现无极调速，能够准确快速的运作，且有相应的安全保护装置，利用滚珠丝杆4014、滑块与导轨的配合，传动效率高，左右、上下行程范围大；部件中使用推力球轴承4013起到支撑滚珠丝杆4014的作用，第二深沟球轴承4011使得滚珠丝杆4014围绕其轴线转动，第二调心球轴承4016使得滚珠丝杆4014围绕其轴线转动。

如图14、图15所示，载物平台5的结构为：包括水平台501，水平台501底部间隔安装多个托架504，托架504侧端面固定在焊臂十字移动机构4上，水平台501左侧设置第一护栏502，水平台501前后两侧设置第二护栏503，水平台501右侧设置爬梯505，爬梯505呈阶梯状延伸至近地面处；载物平台5可以放置电源、冷却水箱、控制柜、工具箱等配件系统，节约空间，方便操作，爬梯505的设置方便工人日常的检修清理或调整物品。

为了保证操作安全同时保护电机等机械的正常运作，设置了以下保护装置：第一伺服电机203外端罩有第一电机护罩2013；第二伺服电机408外端罩有第二电机护罩405；横向导轨404外部罩有导轨护罩403；升降柱409外侧罩有第一护罩4026。

本发明工作过程如下：首先，将组装好的工件固定好后，根据工件的尺寸形状及焊接要求进行数控编程输入机器人系统6的控制端，第一伺服电机电机203驱动第一减速器204带动滚轮2017沿着轨道103将整机滑动至工件焊接初始端；然后，调节焊臂十字移动机构4，具体地，第二伺服电机408驱动第二减速器4023输出端带动第二齿轮4025，第二齿轮4025与第二齿条402配合使得焊臂十字移动机构4可以沿水平方向左右移动，第三伺服电机4020驱动第三减速器4018通过联轴器4017带动滚珠丝杆4014使得升降柱409可以沿垂直方向上下移动，升降柱409上带动固定其上的机器人系统6至合适位置；接着，机器人系统6根据焊接要求的数控编程指令对工件进行示教，示教完成后，启动机器人系统6焊接程序进行自动化焊接。本发明传动效率高，三维空间内行程范围大，伺服电机实现无级调速，且有安全保护装置；焊接工序自动化，精度高，效率高。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (1)

1.一种门式机器人焊接机，其特征在于：包括间隔设置在地面的导轨总成（1），所述导轨总成（1）上端安装驱动机构（2），所述驱动机构（2）上端固定倒“V”型立柱（3），所述立柱（3）上方安装焊臂十字移动机构（4），所述焊臂十字移动机构（4）一端固定载物平台（5），所述焊臂十字移动机构（4）的底部安装有机器人系统（6）；

所述导轨总成（1）的结构为：包括间隔设置于地面的两个沉梁（101），所述沉梁（101）上端安装垫板（102），所述垫板（102）上端通过压块（104）及紧固件固定导轨（103），所述导轨（103）侧部固定有第一齿条（105），所述第一齿条（105）上方安装齿条护板（106）；

所述驱动机构（2）的结构为：包括地横梁（201），所述地横梁（201）中部安装第一电机安装板（202），所述第一电机安装板（202）上固定第一伺服电机（203），所述第一伺服电机（203）下端安装第一减速器（204），所述第一减速器（204）输出端通过第一密封圈（205）连接第一齿轮（206），所述第一齿轮（206）与第一齿条（105）配合使用；所述地横梁（201）左右两端分别通过第一安装座（207）固定防撞块（2012），所述第一安装座（207）下端固接“L”型导向轮座（208），所述导向轮座（208）底部固接导向轴（209），所述导向轴（209）上通过第一隔套（2010）和第一深沟球轴承（2011）安装导向轮（2018）；还包括位于地横梁（201）两端分别安装第一轴承座（2014），所述第一轴承座（2014）内部通过滚轮轴（2015）固接滚轮（2017），所述滚轮（2017）与导轨（103）相配；

所述焊臂十字移动机构（4）的结构为：包括横向放置在两根立柱（3）上端的横臂（401），所述横臂（401）左右两端分别设置挡块（4022），所述横臂（401）上、下端分别设置有平行的横向导轨（404），所述横向导轨（404）上安装第一滑块（4028），两个第一滑块（4028）之间设置有第二齿条（402），所述第一滑块（4028）前端安装移动座（406），所述移动座（406）通过螺栓紧固件固定第二电机安装板（407），所第二电机安装板（407）上安装第二伺服电机（408），所述第二伺服电机（408）连接有第二减速器（4023），所述第二减速器（4023）输出端通过第三密封圈（4024）安装第二齿轮（4025），所述第二齿轮（4025）与第二齿条（402）配合；与横臂(401)垂直方向安装升降柱（409），所述升降柱（409）上开设纵向导轨（4015），所述纵向导轨（4015）上安装第二滑块（4027），所述升降柱（409）下端通过第二轴承座（4010），第二深沟球轴承（4011）、第二隔套（4012）以及推力球轴承（4013）安装滚珠丝杆（4014），所述升降柱（409）上端通过第三轴承座（4021）、第二调心球轴承（4016）和第二隔套（4012）安装滚珠丝杆（4014），所述滚珠丝杆（4014）的丝母固定在移动座（406）内，所述升降柱（409）顶端安装第二安装座（4019），第二安装座（4019）上安装第三伺服电机（4020），所述第三伺服电机（4020）输出端连接第三减速器（4018），所述第三减速器（4018）通过联轴器（4017）与滚珠丝杆（4014）相连；

所述载物平台（5）的结构为：包括水平台（501），所述水平台（501）底部间隔安装多个托架（504），所述托架（504）侧端面固定在焊臂十字移动机构（4）上，所述水平台（501）左侧设置第一护栏（502），所述水平台（501）前后两侧设置第二护栏（503），所述水平台（501）右侧设置爬梯（505），所述爬梯（505）呈阶梯状延伸至近地面处；

所述第一伺服电机（203）外端罩有第一电机护罩（2013）；所述第二伺服电机（408）外端罩有第二电机护罩（405）；所述横向导轨（404）外部罩有导轨护罩（403）；所述升降柱（409）外侧罩有第一护罩（4026）。