CN105665884B - 吊环加固焊接机器人 - Google Patents

Abstract

本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种吊环加固焊接机器人，包括平台，平台上设有工件输送装置、基座、水平移动机构和竖直移动机构，竖直移动机构安装于水平移动机构上远离基座一侧，竖直移动机构靠近平台的端部设有取放装置，工件行进方向侧面设有若干焊枪头。本发明有益效果：焊接精度高，焊缝牢固美观质量好；操作简单，操作人员要求低，劳动强度小，人力成本低；自动化率和生产效率高；生产适配性好，可实现多规格产品上料焊接工作；可实现水平和垂直焊接，焊接稳定；防护罩可降低焊接弧光和烟雾对工人的伤害，安全且环保；工件的送料到位、抓取、移动、焊接、松放连贯完成，与传统焊接机器人相比，更简洁、更高效。

Description

吊环加固焊接机器人

技术领域

本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种吊环加固焊接机器人。

背景技术

电动车减震器主要用来抑制弹簧吸震后反弹时的震荡及来自路面的冲击。在经过不平路面时，虽然吸震弹簧可以过滤路面的震动，但弹簧自身还会有往复运动，而减震器就是用来抑制这种弹簧跳跃的。电动车减震器往往包括减震器座、插杆、减震弹簧和吊环，其中吊环是由环体和环座构成。

行业内，电动车减震器的吊环是先将环体和环座进行点固焊，使其预装配成一体，再由专业焊工对吊环两边的进行加固焊，使其焊接牢固。吊环两边均需加固焊，两边焊操作复杂，薄板两边焊焊接技术要求高，需要考过证的焊接人员进行焊接，还须后期品质人员进行质量检测；因此现有的工人焊接生产效率低，劳动强度大，人力成本高；人工焊接精度参差不齐，同一批次的焊接精度并不能提高。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种焊接精度高的，劳动强度小的，人力成本低的，自动化水平高的，生产效率高的，操作简单、操作人员要求低的吊环加固焊接机器人。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种吊环加固焊接机器人，包括平台，平台上设有基座、安装在基座上的水平移动机构和朝向平台的竖直移动机构，竖直移动机构安装于水平移动机构上远离基座一侧，竖直移动机构靠近平台台面的端部设有用于取放工件的取放装置，工件随取放装置行进方向的侧面设有若干用于焊接工件的焊枪头。

具体地，吊环工件在平台上的流水线上，本发明通过自动控制系统进行自动化操作，其操作步骤如下：

一.在初始状态下，取放装置设于平台上的工件正上方；只有当工件输送到指定位置，传感器检测到工件，停止输送工件，工件处于取放装置的正下方；

二.下降竖直移动机构，闭合取放装置，抓取工件；

三.上升竖直移动机构，横向移动水平移动机构，(此时也可根据焊枪头焊接位置与平台上的工件原始位置，进行调整竖直移动机构上下位置)，水平移动机构将工件带至焊枪头所对的位置；

四.焊枪头打弧焊接，水平移动机构继续缓慢向前移动，焊枪头即可焊至焊道末端，进行加固焊，此时水平移动机构即达到终点，系统自动控制取放装置松放工件至成品位置；

五.横向返回水平移动机构，此时返回至步骤一的初始状态，进行下次焊接操作，循环往复。

本发明的焊接过程可实现拟人化，焊接速度、位置、方向以及延时设定均实现参数化，与焊枪头的电流、电压达到最佳的匹配，使焊缝质量有保证。此外，焊枪头焊至焊道末端，完成焊接件的加固焊，可能会存在弧坑并出现裂纹、气孔等焊接缺陷。为避免此缺陷，可在控制系统中加入收弧命令，即在本发明的焊枪头在焊至焊道末端后，再使水平移动机构继续向后移动一端距离，进行收弧焊接；也可往复几回，降低焊接缺陷率。最后，当焊接到终点时，系统自动控制取放装置松放工件至成品位置，再进行第五个步骤。

本发明可选择收弧模式，可大大减低焊接缺陷率，焊接牢固。本发明也可选择不收弧焊接模式，以大大提高生产效率，后续可加大对焊接缺陷的无损检测。与传统焊接机器人不同是，本发明的工件的送料到位、抓取、移动、焊接、松放连贯完成，与传统焊接机器人相比，更简洁、更高效。

本发明的工件可为已进行点固焊的电动车减震器的吊环，本发明即进行对其加固焊，自动化焊接成型后，焊接牢固，焊缝美观，几乎无缺陷，成品率高；可针对不同规格的工件，直接通过参数设置，到达焊枪头焊接位置，准确度高，焊接精度高，生产质量高；不需要专业焊接技师操作，只需普通人员进行监控和启闭本发明的操作开关，操作简单，复杂劳动简单化，劳动强度小，所需人员的教育水平要求不高，可解决农村剩余劳动力，增加就业岗位，且人力成本低；机器人焊接，生产效率高，大大提高了利润。电动车减震器的吊环加固焊行业内，本发明可实现自动化焊接操作。

具体地，水平移动机构包括第一固定部和在第一固定部上做往复运动的第一移动部，第一固定部固定于基座上；

竖直移动机构包括第二固定部和在第二固定部上做往复运动的第二移动部，取放装置安装于第二移动部上，第二固定部安装于第一移动部上；

多个焊枪头相对设置于取放装置行进方向的两侧且各焊枪头均朝向取放装置上工件的待焊面。

第一、二移动部移动方向相互垂直，便于机床定位安装，符合标准化；电动车减震器的吊环一般两侧都需进行加固焊，两侧多个焊枪头固定，而工件在水平方向上移动，便于吊环两侧的加固焊，即在工件搬运过程中两侧加固焊接，焊好后，取放装置松放工件至堆放位置，可进行下一个工件的焊接循环，省去了传统的移动焊接设备，节省了设备投资成本。

具体地，本发明还包括控制器，平台上还设有工件输送装置；工件输送装置的输出端设于取放装置抓取工件位置的正下方，且工件输送装置的输出端一侧设有光电传感器，光电传感器与控制器输入端电连接，控制器与工件输送装置电连接。

本发明配以高精度光电传感器检测工件输送装置上逐一输送的工件后，则发送信号给控制器，控制器发送一停止命令给工件输送装置，即控制工件输送装置的暂停输送，同时发送一开启命令给竖直移动机构，当到达下位时，取放装置抓取工件，竖直运动机构向上运动到初始位置，并将工件输送至焊接区域。当工件焊接完成后，取放装置送放工件至堆放处，发送一启动命令给工件输送装置，工件输送装置继续将输送下一工件至光电传感器处，进行下次循环操作。人工将工件放到工件输送装置上，通过光电检测，使皮带实现了间歇运动，逐个将工件输送装置上的工件送到抓取位置，自动化水平高，且便于本发明的焊接步骤实施，精度高，提高了生产质量。

进一步地，工件输送装置为皮带输送机，工件输送装置的输出端上通过螺栓固定有用于定位工件的挡位块；工件输送装置上设有用于限定工件在工件输送装置上呈线性对齐移动的限位机构。工件上料采用皮带输送，挡位块将工件阻挡于取放装置抓取工件位置的正下方，避免惯性退出工件输送装置外，并实现工件的定位。通过调节挡位块的位置或大小，即可实现多规格产品的上料工作，生产适配性好，便于调整生产。工件输送装置上设有用于限制工件在工件输送装置上呈线性对齐移动的限位机构；用于工件的导向和精确定位，提高了操作精度。

进一步地，限位机构包括平行于工件输送装置的输送方向的第一导杆和第二导杆，第一导杆和第二导杆内侧均与对齐通过的工件间隙配合，第一导杆靠近工件输送装置输入端的端部与第二导杆靠近工件输送装置输入端的端部在工件输送装置的输送方向上具有距离差，第二导杆靠近工件输送装置输入端的端部具有用于工件导向的斜面。工件输送装置输入端侧的第一导杆端部和第二导杆端部的间距区域是用于放置工件的区域，靠着第一导杆摆放工件，第二导杆用于纠正摆放工件位置的误差，斜面可进一步方便工件对齐上料。本发明中，可逐一将工件放置在工件输送装置上，并与第一导杆对齐，方便工件对齐上料。因此，本发明上述设置工件传送方便，自动化水平高。

具体地，平台下方设有升降机构和第一驱动装置，升降机构上设有升降平台，第一驱动装置用于驱动升降平台升降；升降平台上方竖直固定有两根立杆，各立杆上均安装有第一管夹，各第一管夹铰接有第二管夹，各第二管夹夹持有与立杆垂直的横杆，各横杆绕所在的第一管夹上的铰接轴旋转的轨迹面与立杆垂直，各横杆一端均铰接有焊枪头，焊枪头绕所在的横杆一端的铰接轴旋转轨迹面与立杆垂直。

除了前述部分的水平焊接，本发明的升降机构还可使焊枪头进行垂直焊接，通过系统控制模式转换一键完成，方便快捷。立杆、第一管夹、第二管夹和横杆可对各角度各方向上进行预调整焊枪头的位置，调试后，进一步加大焊接精度，提高生产质量。本发明可分别选择上下和垂直焊接，实现拟人化焊接。

进一步地，升降机构包括固定板、丝杠和螺套，固定板固定于平台下方，第一驱动装置和丝杠安装于固定板上，第一驱动装置的输出端通过联轴器与丝杠连接，螺套安装于丝杠上，升降平台安装于螺套上。

由于垂直焊接在焊接技术中是比较难的一种，所以本发明的升降机构具体丝杠和螺套设置，可方便垂直焊接速度、位置、方向的稳定调节，使焊接过程可实现拟人化，使焊缝质量有保证。

具体地，第一移动部包括滑板和固定于滑板上的第二驱动装置，第二驱动装置的驱动轴上套设有驱动轮，驱动轮通过皮带连接有安装于滑板上的从动轮，滑板上固定有若干与第一固定部滑动连接且滑动方向朝向焊接区域的导轨，导轨与皮带传动方向平行，位于驱动轮一侧的皮带两侧分别设有固定于基座上的固定块和用于将皮带夹持于固定块上的夹持块，第二固定部固定于滑板远离基座的一端。

第二驱动装置可为步进电机，根据实际需要，可在控制器内设置一定量的脉冲。当需要水平焊接时，第二驱动装置接收该定量的脉冲，带动驱动轮旋转一定的角度，由于皮带的中心距也是固定的，皮带的一段通过固定块和夹持块固定在基座上，所以从动轮也沿着同步带转动一定的角度；又因为驱动轮和从动轮是固定在滑板上的，所以当第二驱动装置带动驱动轮步进转动时，将第二驱动装置输出轴的多个角度旋转运动不停地转换为整个第一移动部的连贯的连续性直线运动。因此同理，皮带传送机构还可通过齿轮齿条机构代替。当工件快速移动到焊接区终点，并已焊接完成，所有脉冲即传送完毕，控制器即控制下个动作，即发送命令使取放装置松开工件或使第二移动部下降以取放工件。本发明采用高精度导轨，第二驱动装置可为步进电机，再配合以与导轨平行设置的同步皮带，使工件快速移动到焊接区，移动速度可达到450mm/s，配以合适的加减速，使动作更加平稳。

具体地，竖直移动机构为气缸，具体地说，第二固定部为气缸的缸体，第二移动部为安装于第二固定部内的活塞杆；第二固定部的一端安装有磁性开关，磁性开关信号传递给控制器，控制器的输出端电连接第二驱动装置；取放装置内设有用于感应取放装置已抓取工件的触发开关，触发开关与控制器输入端电连接，控制器的输出端电连接有用于控制第二移动部在第二固定部内伸缩的电磁阀。由于竖直移动机构主要起瞬时竖向运动，以抓取或送递工件，不参与工件的实际水平或垂直焊接运动，因此应用气缸的瞬时运动，可有效节省工作时间，提高工作效率。

综上所述，本发明的具体实施方法如下：初始状态下，取放装置设于平台上的工件正上方；首先，将工件逐一沿第一导杆放置在工件输送装置上，当光电传感器感应到工件输送装置输送到挡位块处的工件时，发送信号给控制器，控制器控制第二移动部下降，并触发一端的磁性开关，磁性开关发送一信号给控制器，控制器控制取放装置抓取工件，光电传感器感应不到工件输送装置上的工件，即发送一信号给控制器，控制器控制工件输送装置继续输送下个工件至挡位块处，可进行循环往复。在取放装置抓取工件后，触发触发开关，接着发送一电信号给控制器，控制器即控制电磁阀下侧进气，从而电磁阀使第二移动部缩回上升，即气缸的活塞杆向上运动，此时，触发磁性开关，磁性开关发送一信号给控制器，控制器控制第二驱动装置打开，第二驱动装置依次通过驱动轮、皮带、从动轮和导轨，带动抓取的工件横向移动至焊接位置，(此时位置也可根据需要，控制上下调整竖直移动机构，直至工件位于焊枪头所对的位置，此时控制器还可控制升降机构也可驱动焊枪头缓慢上升，对工件进行垂直焊接)，然后缓慢移动直至焊接完毕，此时已到行程末端，且控制器设定的脉冲信号次数也已发送完毕时，控制器控制取放装置松开工件至堆放位置，控制器对第二驱动装置发送反向的脉冲信号，促使第一移动部返回至初始状态，此时取放装置设于平台上的工件正上方。控制器设定的反向脉冲信号次数也已发送完毕，并接受到光电传感器感应到工件的信号时，可发送下一循环的操作命令。

本发明的产能：750个/每小时，8小时班产量可达到5000个以上，可将工人从高强度的焊接工作中解放出来，效率更高。

具体地，平台上还设有防护罩，各焊枪头均设于防护罩内，防护罩上设有防护玻璃制的观察口和用于水平移动机构、竖直移动机构、取放装置移动通过的通道口；取放装置的松放工件位置正下方的平台上设有工件进口，工件进口连通有通往平台一侧的工件通道。通过防护罩有效的遮挡和防护，可有效降低焊接弧光和烟雾对工人的伤害，安全且环保；观察口可实时观察焊接状况，通道口便于焊接操作，工件进口和工件通道可依靠重力作用便于顺利自动地输送成品件至堆放位置，不需在焊接过程中去人工拿取，降低了劳动强度，进一步地增强了安全性和环保性。

本发明的吊环加固焊接机器人的有益效果是：

1.本发明对工件自动化加固焊接成型后，焊接牢固，焊缝美观，成品率高；可针对不同规格的工件，直接通过参数设置，到达焊枪头焊接位置，准确度高，焊接精度高，生产质量高；不需要专业焊接技师操作，只需普通人员进行监控和启闭本发明的操作开关，操作简单，复杂劳动简单化，劳动强度小，所需人员的教育水平要求不高，可解决农村剩余劳动力，增加就业岗位，且人力成本低；机器人焊接，生产效率高，大大提高了利润；本发明的工件的送料到位、抓取、移动、焊接、松放连贯完成，与传统焊接机器人相比，更简洁、更高效；电动车减震器的吊环加固焊行业内，本发明可实现自动化焊接操作；省去了传统的移动焊接设备，节省了设备投资成本；

2.工件上料采用皮带输送，挡位块将工件阻挡于取放装置抓取工件位置的正下方，避免惯性退出工件输送装置外，同时具有定位吊环工件的作用；通过调节挡位块的位置或大小，即可实现多规格产品的上料工作，生产适配性好，便于调整生产；

3.工件输送装置上设有用于限制工件在工件输送装置上呈线性对齐移动的限位机构；用于工件的导向和精确定位，提高了操作精度；方便工件对齐上料，自动化水平高；

4.本发明具有水平焊接和垂直焊接功能，且立杆、第一管夹、第二管夹和横杆可对各角度各方向上进行预调整焊枪头的位置，调试后，进一步加大焊接精度，提高生产质量；可方便垂直焊接速度、位置、方向的稳定调节，使焊接过程可实现拟人化，使焊缝质量有保证；可进行水平焊接和垂直焊接，自动化水平高，可实现拟人化焊接；

5.本发明采用高精度导轨，第二驱动装置可为步进电机，再配合以与导轨平行设置的同步带，使工件快速移动到焊接区，移动速度可达到450mm/s，配以合适的加减速，使动作更加平稳；

6.第二固定部和第二移动部组成气缸，应用气缸的瞬时运动，可有效节省工作时间，进一步提高工作效率；

7.通过防护罩有效的遮挡和防护，可有效降低焊接弧光和烟雾对工人的伤害，安全且环保；观察口可实时观察焊接状况，通道口便于焊接操作，工件进口和工件通道可依靠重力作用便于顺利自动地输送成品件至堆放位置，降低了劳动强度。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明的吊环加固焊接机器人的三维示意图；

图2是本发明的吊环加固焊接机器人的主视图；

图3是本发明的吊环加固焊接机器人的左视图；

图4是本发明的吊环加固焊接机器人的俯视图；

图5是本发明的吊环加固焊接机器人的后视图；

图6是图2中A-A剖视图；

图7是图3中B-B剖视图；

图8是图5中C-C剖视图；

图9是图5中D-D剖视图；

图10是图2中E部分的局部放大图；

图11是图2中F部分的局部放大图；

图12是图3中G部分的局部放大图；

图13是图5中H部分的局部放大图；

图14是图7中I部分的局部放大图；

图15是图9中J部分的局部放大图；

图16是图9中K部分的局部放大图；

图17是图3中L-L剖视后旋转90°的视图；

图18是图17中M部分的局部放大图；

图19是在本发明的吊环加固焊接机器人上进行加固焊的电动车减震器的吊环的焊接位置。

其中:1.工件输送装置，2.水平移动机构，201.第一移动部，2011.滑板，2012.第二驱动装置，2013.导轨，2014.驱动轮，2015.从动轮，202.第一固定部；3.竖直移动机构，301.取放装置，302.第二移动部，303.第二固定部，304.磁性开关，305.电磁阀；401.焊枪头，402.升降机构，4021.升降平台，4022.丝杠，4023.螺套，4024.固定板，403.第一驱动装置，404.立杆，405.第一管夹，406.第二管夹，407.横杆；5.基座，501.固定块,502.夹持块；6.平台，601.工件进口，602.工件通道；7.光电传感器；8.挡位块；901.第一导杆，902.第二导杆，9021.斜面；10.防护罩，1001.观察口，1002.通道口。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1-图19所示的本发明的吊环加固焊接机器人的具体实施例，包括平台6，平台6上设有基座5、安装在基座5上的水平移动机构2和朝向平台6的竖直移动机构3，竖直移动机构3安装于水平移动机构2上远离基座5一侧，竖直移动机构3靠近平台6台面的端部设有用于取放工件的取放装置301，工件随取放装置301行进方向的侧面设有若干用于焊接工件的焊枪头401。

具体地，吊环工件在平台6上的流水线上，本实施例通过自动控制系统进行自动化操作，其操作步骤如下：

一.在初始状态下，取放装置301设于平台6上的工件正上方；只有当工件输送到指定位置，传感器检测到工件，停止输送工件，工件处于取放装置301的正下方；

二.下降竖直移动机构3，闭合取放装置301，抓取工件；

三.上升竖直移动机构3，横向移动水平移动机构2，(此时也可根据焊枪头401焊接位置与平台6上的工件原始位置，进行调整竖直移动机构3上下位置)，水平移动机构2将工件带至焊枪头401所对的位置；

四.焊枪头401打弧焊接，水平移动机构2继续缓慢向前移动，焊枪头401即可焊至焊道末端，进行加固焊，此时水平移动机构2即达到终点，系统自动控制取放装置301松放工件至成品位置；

五.横向返回水平移动机构2，此时返回至步骤一的初始状态，进行下次焊接操作，循环往复。

本实施例的焊接过程可实现拟人化，焊接速度、位置、方向以及延时设定均实现参数化，与焊枪头401的电流、电压达到最佳的匹配，使焊缝质量有保证。此外，焊枪头401焊至焊道末端，完成焊接件的加固焊，可能会存在弧坑并出现裂纹、气孔等焊接缺陷。为避免此缺陷，可在控制系统中加入收弧命令，即在本实施例的焊枪头401在焊至焊道末端后，再使水平移动机构2继续向后移动一端距离，进行收弧焊接；也可往复几回，降低焊接缺陷率。最后，当焊接到终点时，系统自动控制取放装置301松放工件至成品位置，再进行第五个步骤。

本实施例可选择收弧模式，可大大减低焊接缺陷率，焊接牢固。本实施例也可选择不收弧焊接模式，以大大提高生产效率，后续可加大对焊接缺陷的无损检测。与传统焊接机器人不同是，本实施例的工件的送料到位、抓取、移动、焊接、松放连贯完成，与传统焊接机器人相比，更简洁、更高效。

本实施例的工件可为已进行点固焊的电动车减震器的吊环，本实施例即进行对其加固焊，自动化焊接成型后，焊接牢固，焊缝美观，几乎无缺陷，成品率高；可针对不同规格的工件，直接通过参数设置，到达焊枪头401焊接位置，准确度高，焊接精度高，生产质量高；不需要专业焊接技师操作，只需普通人员进行监控和启闭本实施例的操作开关，操作简单，复杂劳动简单化，劳动强度小，所需人员的教育水平要求不高，可解决农村剩余劳动力，增加就业岗位，且人力成本低；机器人焊接，生产效率高，大大提高了利润。电动车减震器的吊环加固焊行业内，本实施例可实现自动化焊接操作。

具体地，水平移动机构2包括第一固定部202和在第一固定部202上做往复运动的第一移动部201，第一固定部202固定于基座5上；

竖直移动机构3包括第二固定部303和在第二固定部303上做往复运动的第二移动部302，取放装置301安装于第二移动部302上，第二固定部303安装于第一移动部201上；

多个焊枪头401相对设置于取放装置301行进方向的两侧且各焊枪头401均朝向取放装置301上工件的待焊面。

第一、二移动部201、302移动方向相互垂直，便于机床定位安装，符合标准化；电动车减震器的吊环一般两侧都需进行加固焊，两侧多个焊枪头401固定，而工件在水平方向上移动，便于吊环两侧的加固焊，即在工件搬运过程中两侧加固焊接，焊好后，取放装置301松放工件至堆放位置，可进行下一个工件的焊接循环，省去了传统的移动焊接设备，节省了设备投资成本。

具体地，本实施例还包括控制器，平台6上还设有工件输送装置1；工件输送装置1的输出端设于取放装置301抓取工件位置的正下方，且工件输送装置1的输出端一侧设有光电传感器7，光电传感器7与控制器输入端电连接，控制器与工件输送装置1电连接。

本实施例配以高精度光电传感器7检测工件输送装置1上逐一输送的工件后，则发送信号给控制器，控制器发送一停止命令给工件输送装置1，即控制工件输送装置1的暂停输送，同时发送一开启命令给竖直移动机构3，当到达下位时，取放装置301抓取工件，竖直运动机构3向上运动到初始位置，并将工件输送至焊接区域。当工件焊接完成后，取放装置301送放工件至堆放处，发送一启动命令给工件输送装置1，工件输送装置1继续将输送下一工件至光电传感器7处，进行下次循环操作。人工将工件放到工件输送装置1上，通过光电检测，使皮带实现了间歇运动，逐个将工件输送装置1上的工件送到抓取位置301，自动化水平高，且便于本实施例的焊接步骤实施，精度高，提高了生产质量。

进一步地，工件输送装置1为皮带输送机，工件输送装置1的输出端上通过螺栓固定有用于定位工件的挡位块8；工件输送装置1上设有用于限定工件在工件输送装置1上呈线性对齐移动的限位机构。工件上料采用皮带输送，挡位块8将工件阻挡于取放装置301抓取工件位置的正下方，避免惯性退出工件输送装置1外，并实现工件的定位。通过调节挡位块8的位置或大小，即可实现多规格产品的上料工作，生产适配性好，便于调整生产。工件输送装置1上设有用于限制工件在工件输送装置1上呈线性对齐移动的限位机构；用于工件的导向和精确定位，提高了操作精度。

进一步地，限位机构包括平行于工件输送装置1的输送方向的第一导杆901和第二导杆902，第一导杆901和第二导杆902内侧均与对齐通过的工件间隙配合，第一导杆901靠近工件输送装置1输入端的端部与第二导杆902靠近工件输送装置1输入端的端部在工件输送装置1的输送方向上具有距离差，第二导杆902靠近工件输送装置1输入端的端部具有用于工件导向的斜面9021。工件输送装置1输入端侧的第一导杆901端部和第二导杆902端部的间距区域是用于放置工件的区域，靠着第一导杆901摆放工件，第二导杆902用于纠正摆放工件位置的误差，斜面9021可进一步方便工件对齐上料。本实施例中，可逐一将工件放置在工件输送装置1上，并与第一导杆901对齐，方便工件对齐上料。因此，本实施例上述设置工件传送方便，自动化水平高。

具体地，平台6下方设有升降机构402和第一驱动装置403，升降机构402上设有升降平台4021，第一驱动装置403用于驱动升降平台4021升降；升降平台4021上方竖直固定有两根立杆404，各立杆404上均安装有第一管夹405，各第一管夹405铰接有第二管夹406，各第二管夹406夹持有与立杆404垂直的横杆407，各横杆407绕所在的第一管夹405上的铰接轴旋转的轨迹面与立杆404垂直，各横杆407一端均铰接有焊枪头401，焊枪头401绕所在的横杆407一端的铰接轴旋转轨迹面与立杆404垂直。

除了前述部分的水平焊接，本实施例的升降机构402还可使焊枪头401进行垂直焊接，通过系统控制模式转换一键完成，方便快捷。立杆404、第一管夹405、第二管夹406和横杆407可对各角度各方向上进行预调整焊枪头401的位置，调试后，进一步加大焊接精度，提高生产质量。本发明可分别选择上下和垂直焊接，实现拟人化焊接。

进一步地，升降机构402包括固定板4024、丝杠4022和螺套4023，固定板4024固定于平台6下方，第一驱动装置403和丝杠4022安装于固定板4024上，第一驱动装置403的输出端通过联轴器与丝杠4022连接，螺套4023安装于丝杠4022上，升降平台4021安装于螺套4023上。

由于垂直焊接在焊接技术中是比较难的一种，所以本实施例的升降机构402具体丝杠4022和螺套4023设置，可方便垂直焊接速度、位置、方向的稳定调节，使焊接过程可实现拟人化，使焊缝质量有保证。

具体地，第一移动部201包括滑板2011和固定于滑板2011上的第二驱动装置2012，第二驱动装置2012的驱动轴上套设有驱动轮2014，驱动轮2014通过皮带连接有安装于滑板2011上的从动轮2015，滑板2011上固定有若干与第一固定部202滑动连接且滑动方向朝向焊接区域的导轨2013，导轨2013与皮带传动方向平行，位于驱动轮2014一侧的皮带两侧分别设有固定于基座5上的固定块501和用于将皮带夹持于固定块501上的夹持块502，第二固定部303固定于滑板2011远离基座5的一端。

第二驱动装置2012可为步进电机，根据实际需要，可在控制器内设置一定量的脉冲。当需要水平焊接时，第二驱动装置2012接收该定量的脉冲，带动驱动轮2014旋转一定的角度，由于皮带的中心距也是固定的，皮带的一段通过固定块501和夹持块502固定在基座5上，所以从动轮2015也沿着同步带转动一定的角度；又因为驱动轮2014和从动轮2015是固定在滑板2011上的，所以当第二驱动装置2012带动驱动轮2014步进转动时，将第二驱动装置2012输出轴的多个角度旋转运动不停地转换为整个第一移动部201的连贯的连续性直线运动。因此同理，皮带传送机构还可通过齿轮齿条机构代替。当工件快速移动到焊接区终点，并已焊接完成，所有脉冲即传送完毕，控制器即控制下个动作，即发送命令使取放装置301松开工件或使第二移动部302下降以取放工件。本实施例采用高精度导轨2013，第二驱动装置2012可为步进电机，再配合以与导轨2013平行设置的同步皮带，使工件快速移动到焊接区，移动速度可达到450mm/s，配以合适的加减速，使动作更加平稳。

具体地，竖直移动机构3为气缸，具体地说，第二固定部303为气缸的缸体，第二移动部302为安装于第二固定部303内的活塞杆；第二固定部303的一端安装有磁性开关304，磁性开关304信号传递给控制器，控制器的输出端电连接第二驱动装置2012；取放装置301内设有用于感应取放装置301已抓取工件的触发开关，触发开关与控制器输入端电连接，控制器的输出端电连接有用于控制第二移动部302在第二固定部303内伸缩的电磁阀305。由于竖直移动机构3主要起瞬时竖向运动，以抓取或送递工件，不参与工件的实际水平或垂直焊接运动，因此应用气缸的瞬时运动，可有效节省工作时间，提高工作效率。

综上所述，本实施例的具体实施方法如下：初始状态下，取放装置301设于平台6上的工件正上方；首先，将工件逐一沿第一导杆901放置在工件输送装置1上，当光电传感器7感应到工件输送装置1输送到挡位块8处的工件时，发送信号给控制器，控制器控制第二移动部302下降，并触发一端的磁性开关304，磁性开关304发送一信号给控制器，控制器控制取放装置301抓取工件，光电传感器7感应不到工件输送装置1上的工件，即发送一信号给控制器，控制器控制工件输送装置1继续输送下个工件至挡位块8处，可进行循环往复。在取放装置301抓取工件后，触发触发开关，接着发送一电信号给控制器，控制器即控制电磁阀305下侧进气，从而电磁阀305使第二移动部302缩回上升，即气缸的活塞杆向上运动，此时，触发磁性开关304，磁性开关304发送一信号给控制器，控制器控制第二驱动装置2012打开，第二驱动装置2012依次通过驱动轮2014、皮带、从动轮2015和导轨2013，带动抓取的工件横向移动至焊接位置，(此时位置也可根据需要，控制上下调整竖直移动机构3，直至工件位于焊枪头401所对的位置，此时控制器还可控制升降机构402也可驱动焊枪头401缓慢上升，对工件进行垂直焊接)，然后缓慢移动直至焊接完毕，此时已到行程末端，且控制器设定的脉冲信号次数也已发送完毕时，控制器控制取放装置301松开工件至堆放位置，控制器对第二驱动装置2012发送反向的脉冲信号，促使第一移动部201返回至初始状态，此时取放装置301设于平台6上的工件正上方。控制器设定的反向脉冲信号次数也已发送完毕，并接受到光电传感器7感应到工件的信号时，可发送下一循环的操作命令。

本实施例的产能：750个/每小时，8小时班产量可达到5000个以上，可将工人从高强度的焊接工作中解放出来，效率更高。

具体地，平台6上还设有防护罩10，各焊枪头401均设于防护罩10内，防护罩10上设有防护玻璃制的观察口1001和用于水平移动机构2、竖直移动机构3、取放装置301移动通过的通道口1002；取放装置301的松放工件位置正下方的平台6上设有工件进口601，工件进口601连通有通往平台6一侧的工件通道602。通过防护罩10有效的遮挡和防护，可有效降低焊接弧光和烟雾对工人的伤害，安全且环保；观察口1001可实时观察焊接状况，通道口1002便于焊接操作，工件进口601和工件通道602可依靠重力作用便于顺利自动地输送成品件至堆放位置，不需在焊接过程中去人工拿取，降低了劳动强度，进一步地增强了安全性和环保性。

应当理解，以上所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。由本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (5)

1.一种吊环加固焊接机器人，其特征在于：包括平台(6)，所述平台(6)上设有基座(5)、安装在基座(5)上的水平移动机构(2)和朝向平台(6)的竖直移动机构(3)，所述竖直移动机构(3)安装于水平移动机构(2)上远离基座(5)一侧，所述竖直移动机构(3)靠近平台(6)台面的端部设有用于取放工件的取放装置(301)，工件随取放装置(301)行进方向的侧面设有若干用于焊接工件的焊枪头(401)；

所述水平移动机构(2)包括第一固定部(202)和在第一固定部(202)上做往复运动的第一移动部(201)，所述第一固定部(202)固定于所述基座(5)上；

所述竖直移动机构(3)包括第二固定部(303)和在第二固定部(303)上做往复运动的第二移动部(302)，所述取放装置(301)安装于第二移动部(302)上，所述第二固定部(303)安装于第一移动部(201)上；

多个焊枪头(401)相对设置于取放装置(301)行进方向的两侧且各焊枪头(401)均朝向取放装置(301)上工件的待焊面；

所述吊环加固焊接机器人还包括控制器，所述平台(6)上还设有工件输送装置(1)；所述工件输送装置(1)的输出端设于取放装置(301)抓取工件位置的正下方，且工件输送装置(1)的输出端一侧设有光电传感器(7)，所述光电传感器(7)与控制器输入端电连接，所述控制器与工件输送装置(1)电连接；

所述工件输送装置(1)为皮带输送机，所述工件输送装置(1)的输出端上通过螺栓固定有用于定位工件的挡位块(8)；所述工件输送装置(1)上设有用于限定工件在工件输送装置(1)上呈线性对齐移动的限位机构；

所述限位机构包括平行于工件输送装置(1)的输送方向的第一导杆(901)和第二导杆(902)，所述第一导杆(901)和第二导杆(902)内侧均与对齐通过的工件间隙配合，所述第一导杆(901)靠近工件输送装置(1)输入端的端部与第二导杆(902)靠近工件输送装置(1)输入端的端部在工件输送装置(1)的输送方向上具有距离差，所述第二导杆(902)靠近工件输送装置(1)输入端的端部具有用于工件导向的斜面(9021)；

所述第一移动部(201)包括滑板(2011)和固定于滑板(2011)上的第二驱动装置(2012)，所述第二驱动装置(2012)的驱动轴上套设有驱动轮(2014)，所述驱动轮(2014)通过皮带连接有安装于滑板(2011)上的从动轮(2015)，所述滑板(2011)上固定有若干与第一固定部(202)滑动连接且滑动方向朝向焊接区域的导轨(2013)，所述导轨(2013)与皮带传动方向平行，位于驱动轮(2014)一侧的皮带两侧分别设有固定于基座(5)上的固定块(501)和用于将皮带夹持于固定块(501)上的夹持块(502)，第二固定部(303)固定于滑板(2011)远离基座(5)的一端。

2.根据权利要求1所述的吊环加固焊接机器人，其特征在于：所述平台(6)下方设有升降机构(402)和第一驱动装置(403)，所述升降机构(402)上设有升降平台(4021)，所述第一驱动装置(403)用于驱动升降平台(4021)升降；所述升降平台(4021)上方竖直固定有两根立杆(404)，各立杆(404)上均安装有第一管夹(405)，各第一管夹(405)铰接有第二管夹(406)，各第二管夹(406)夹持有与立杆(404)垂直的横杆(407)，各横杆(407)绕所在的第一管夹(405)上的铰接轴旋转的轨迹面与立杆(404)垂直，各横杆(407)一端均铰接有焊枪头(401)，所述焊枪头(401)绕所在的横杆(407)一端的铰接轴旋转轨迹面与立杆(404)垂直。

3.根据权利要求2所述的吊环加固焊接机器人，其特征在于：所述升降机构(402)包括固定板(4024)、丝杠(4022)和螺套(4023)，所述固定板(4024)固定于平台(6)下方，所述第一驱动装置(403)和丝杠(4022)安装于固定板(4024)上，所述第一驱动装置(403)的输出端通过联轴器与丝杠(4022)连接，所述螺套(4023)安装于丝杠(4022)上，所述升降平台(4021)安装于螺套(4023)上。

4.根据权利要求1所述的吊环加固焊接机器人，其特征在于：所述竖直移动机构(3)为气缸，所述第二固定部(303)的一端安装有磁性开关(304)，所述磁性开关(304)信号传递给所述控制器，所述控制器的输出端电连接第二驱动装置(2012)；所述取放装置(301)内设有用于感应取放装置(301)已抓取工件的触发开关，所述触发开关与控制器输入端电连接，所述控制器的输出端电连接有用于控制所述第二移动部(302)在第二固定部(303)内伸缩的电磁阀(305)。

5.根据权利要求1所述的吊环加固焊接机器人，其特征在于：所述平台(6)上还设有防护罩(10)，各焊枪头(401)均设于防护罩(10)内，所述防护罩(10)上设有防护玻璃制的观察口(1001)和用于水平移动机构(2)、竖直移动机构(3)、取放装置(301)移动通过的通道口(1002)；所述取放装置(301)的松放工件位置正下方的平台(6)上设有工件进口(601)，所述工件进口(601)连通有通往平台(6)一侧的工件通道(602)。