CN105665977B - 一种智能焊接机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种智能焊接机器人,包括底座、主轴箱、主轴、锂电池等,所述的底座为长方体结构,材质为灰铸铁;所述的主轴箱设置在底座的左侧,所述的主轴通过后部的轴颈转动安装在主轴箱的安装孔中,在主轴的中部设置锂电池安装槽,安装槽为长方形结构,在安装槽内安装锂电池。本发明通过设置视频采集设备,可以对焊接过程进行实时监控,根据焊缝宽度、焊接火焰的大小自动调节焊接电流、工件旋转速度以及焊丝出丝速度。

Description

一种智能焊接机器人
技术领域
本发明涉及智能机器人技术领域,特别涉及一种智能焊接机器人。
背景技术
随着工业化的快速发展,机械工业对焊接的设备要求越来越高,焊接机器人是自动化焊接设备中的重要一员,但是目前市场上大多数是开环六轴机器人,焊接过程中不能根据焊缝的宽度、焊接过程中火焰大小自动控制电流大小、焊丝出丝速度,影响了工件的焊接质量和生产效率,另外传统的机器人在焊接圆筒类型的容器的底部时,较难保证底部圆盘与圆筒外壁的垂直度,且装夹拆卸不方便。
发明内容
针对上述问题,本发明提供一种智能焊接机器人,其通过在主轴上设置磁轭、铁芯和线圈,可以把工件牢牢吸住,并可以使用3个支撑杆进行定心,另外通过设置强磁铁,可以方便固定圆盘工件。
本发明所使用的技术方案是:一种智能焊接机器人,包括底座、伺服电机、蜗杆、蜗轮、主轴箱、锂电池、开关、主轴、液压系统、线圈、电控系统、第一支架、第一液压缸、摆动架、第二液压缸、视频采集设备、滑动架、焊枪、紧定螺栓、圆筒工件、圆盘工件、支撑杆、滚轮、连杆、紧定螺母、强磁铁、滑动套筒、芯轴、隔磁环、磁轭、铁芯,其特征在于:所述的底座为长方体结构,材质为灰铸铁;所述的主轴箱设置在底座的左侧,所述的主轴通过后部的轴颈转动安装在主轴箱的安装孔中,在主轴的中部设置锂电池安装槽,安装槽为长方形结构,在安装槽内安装锂电池,锂电池顶部设置电源开关,电源开关的两个输入端分别于锂电池的正负极连接,电源开关的两个输出端分别与线圈的两个接线端连接,在主轴前部设置铁芯,所述的线圈缠绕在铁芯上,在铁芯两侧设置两个半圆弧形的磁轭,在磁轭和铁芯之间设置隔磁环,在铁芯前部设置芯轴;所述的芯轴上均匀设置3个支撑杆铰接支架,在支撑杆铰接支架前面的芯轴部分还设置外螺纹,所述的强磁铁为圆盘状,强磁铁固定在芯轴最前端;
所述的蜗轮设置在主轴的动力输入端,即主轴左侧端部;所述的蜗杆设置在蜗轮下部的蜗杆安装架上,并与蜗轮配合安装,所述的蜗杆安装架设置在主轴箱侧面;所述的伺服电机设置在蜗杆安装架的侧面,伺服电机的输出轴与蜗杆的动力输入轴相连接;
所述的支撑杆一端转动安装在所述的支撑杆铰接支架上,另外一端设置滚轮;所述的滑动套筒滑动安装在芯轴前端,在滑动套筒外侧均匀设置3个连杆铰接支架,所述的连杆一端铰接在支撑杆中部,另外一端铰接在所述的连杆铰接支架上;所述的紧定螺母设置在滑动套筒前部,并与芯轴前部的螺纹配合安装;
所述的第一支架固定安装在底座右侧;所述的摆动架铰接在第一支架前部,在摆动架顶部设置滑槽;所述的第一液压缸设置在第一支架和摆动架之间,第一液压缸的缸体后端铰接在第一支架后部,第一液压缸的活塞杆前端铰接在摆动架侧面的安装架上;所述的滑动架滑动安装在所述摆动架顶部的滑槽内,滑动方向与主轴轴心线方向平行,在滑动架前端设置焊枪安装架,所述的焊枪铰接在所述的焊枪安装架上,在焊枪安装架侧面设置紧定螺栓,紧定螺栓与焊枪连接,紧定螺栓用来锁紧焊枪;在滑动架右侧设置第二液压缸,所述的第二液压缸的缸体固定在摆动架上,所述的第二液压缸的活塞杆前端与滑动架连接;
所述的液压系统通过油管分别于第一液压缸和第二液压缸相连;所述的视频采集设备设置在底座右侧,视频采集设备的监控方向对准焊接部位;所述的电控系统通过线路分别与液压系统和视频采集设备相连接;所述的圆筒工件吸附在磁轭前端面,所述的圆盘工件吸附在强磁铁上。
进一步的,所述的隔磁环材质为锡青铜,所述的磁轭和铁芯材质为纯铁。
由于本发明采用了上述技术方案,本发明具有以下优点:
1. 通过设置线圈、铁芯、磁轭,在线圈通电后,磁轭前端面会产生强大的磁力,可以把圆筒工件牢牢吸住,保证焊接时工件位置的准确性。
2.通过设置三个支撑杆和滚轮,方便了对圆筒工件进行定心。
3. 通过设置视频采集设备,可以对焊接过程进行实时监控,根据焊缝宽度、焊接火焰的大小自动调节焊接电流、工件旋转速度以及焊丝出丝速度。
附图说明
图1为本发明的整体装配立体结构示意图。
图2为工件移开后的内部示意图。
图3为焊枪在初始位置时的示意图。
图4为本发明的支撑杆安装示意图。
图5为本发明的主轴结构示意图。
附图标号:1-底座;2-伺服电机;3-蜗杆;4-蜗轮;5-主轴箱;6-锂电池;7-开关;8-主轴;9-液压系统;10-线圈;11-电控系统;12-第一支架;13-第一液压缸;14-摆动架;15-第二液压缸;16-视频采集设备;17-滑动架;18-焊枪;19-紧定螺栓;20-圆筒工件;21-圆盘工件;22-支撑杆;23-滚轮;24-连杆;25-紧定螺母;26-强磁铁;27-滑动套筒;28-芯轴;29-隔磁环;30-磁轭;31-铁芯。
具体实施方式
下面通过实施例,并结合附图,对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例
如图1、图2、图3、图4、图5所示,一种智能焊接机器人,包括底座1、伺服电机2、蜗杆3、蜗轮4、主轴箱5、锂电池6、开关7、主轴8、液压系统9、线圈10、电控系统11、第一支架12、第一液压缸13、摆动架14、第二液压缸15、视频采集设备16、滑动架17、焊枪18、紧定螺栓19、圆筒工件20、圆盘工件21、支撑杆22、滚轮23、连杆24、紧定螺母25、强磁铁26、滑动套筒27、芯轴28、隔磁环29、磁轭30、铁芯31,其特征在于:所述的底座1为长方体结构,材质为灰铸铁;所述的主轴箱5设置在底座1的左侧,所述的主轴8通过后部的轴颈转动安装在主轴箱5的安装孔中,在主轴8的中部设置锂电池6安装槽,安装槽为长方形结构,在安装槽内安装锂电池6,锂电池6顶部设置电源开关7,电源开关7的两个输入端分别于锂电池6的正负极连接,电源开关7的两个输出端分别与线圈10的两个接线端连接,在主轴8前部设置铁芯31,所述的线圈10缠绕在铁芯31上,在铁芯31两侧设置两个半圆弧形的磁轭30,在磁轭30和铁芯31之间设置隔磁环29,在铁芯31前部设置芯轴28;所述的芯轴28上均匀设置3个支撑杆铰接支架,在支撑杆铰接支架前面的芯轴28部分还设置外螺纹,所述的强磁铁26为圆盘状,强磁铁26固定在芯轴28最前端;
所述的蜗轮4设置在主轴8的动力输入端,即主轴8左侧端部;所述的蜗杆3设置在蜗轮4下部的蜗杆安装架上,并与蜗轮4配合安装,所述的蜗杆安装架设置在主轴箱5侧面;所述的伺服电机2设置在蜗杆安装架的侧面,伺服电机2的输出轴与蜗杆3的动力输入轴相连接;
所述的支撑杆22一端转动安装在所述的支撑杆铰接支架上,另外一端设置滚轮23;所述的滑动套筒27滑动安装在芯轴28前端,在滑动套筒27外侧均匀设置3个连杆24铰接支架,所述的连杆24一端铰接在支撑杆22中部,另外一端铰接在所述的连杆24铰接支架上;所述的紧定螺母25设置在滑动套筒27前部,并与芯轴28前部的螺纹配合安装;
所述的第一支架12固定安装在底座1右侧;所述的摆动架14铰接在第一支架12前部,在摆动架14顶部设置滑槽;所述的第一液压缸13设置在第一支架12和摆动架14之间,第一液压缸13的缸体后端铰接在第一支架12后部,第一液压缸13的活塞杆前端铰接在摆动架14侧面的安装架上;所述的滑动架17滑动安装在所述摆动架14顶部的滑槽内,滑动方向与主轴8轴心线方向平行,在滑动架17前端设置焊枪安装架,所述的焊枪18铰接在所述的焊枪安装架上,在焊枪安装架侧面设置紧定螺栓19,紧定螺栓19与焊枪18连接,紧定螺栓19用来锁紧焊枪18;在滑动架17右侧设置第二液压缸15,所述的第二液压缸15的缸体固定在摆动架14上,所述的第二液压缸15的活塞杆前端与滑动架17连接;
所述的液压系统9通过油管分别于第一液压缸13和第二液压缸15相连;所述的视频采集设备16设置在底座1右侧,视频采集设备16的监控方向对准焊接部位;所述的电控系统11通过线路分别与液压系统9和视频采集设备16相连接;所述的圆筒工件20吸附在磁轭30前端面,所述的圆盘工件21吸附在强磁铁26上。
所述的隔磁环29材质为锡青铜,所述的磁轭30和铁芯31材质为纯铁。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
本发明工作原理:本发明的线圈10、磁轭30、铁芯31构成一个电磁铁,在锂电池6顶部的电源开关7接通后线圈10得电,线圈10通电后铁芯31和磁轭30前端面会产生磁力,利用磁力可以把圆筒工件20吸住;利用三个支撑杆22可以对圆筒工件20进行定心。在使用本发明时首先将圆筒工件20装到主轴8前端,然后拧紧紧定螺母25,拧紧后打开电源开关7,线圈10通电后圆筒工件20被吸牢,然后把圆盘工件21放入圆筒工件20前端部并使用强磁铁26吸牢,吸牢后利用第一液压缸13和第二液压缸15使焊枪18对准焊缝进行焊接,在焊接的时候主轴8需要旋转,旋转由伺服电机2控制,伺服电机2带动蜗杆3,蜗杆3带动蜗轮4,蜗轮4带动主轴8转动,焊接过程中由视频采集设备16进行实时监控,根据焊缝宽度、焊接火焰的大小自动调节焊接电流、工件旋转速度以及焊丝出丝速度。

Claims (2)

1.一种智能焊接机器人,包括底座(1)、伺服电机(2)、蜗杆(3)、蜗轮(4)、主轴箱(5)、锂电池(6)、开关(7)、主轴(8)、液压系统(9)、线圈(10)、电控系统(11)、第一支架(12)、第一液压缸(13)、摆动架(14)、第二液压缸(15)、视频采集设备(16)、滑动架(17)、焊枪(18)、紧定螺栓(19)、圆筒工件(20)、圆盘工件(21)、支撑杆(22)、滚轮(23)、连杆(24)、紧定螺母(25)、强磁铁(26)、滑动套筒(27)、芯轴(28)、隔磁环(29)、磁轭(30)、铁芯(31),其特征在于:所述的底座(1)为长方体结构,材质为灰铸铁;所述的主轴箱(5)设置在底座(1)的左侧,所述的主轴(8)通过后部的轴颈转动安装在主轴箱(5)的安装孔中,在主轴(8)的中部设置锂电池(6)安装槽,安装槽为长方形结构,在安装槽内安装锂电池(6),锂电池(6)顶部设置开关(7),开关(7)的两个输入端分别与锂电池(6)的正负极连接,开关(7)的两个输出端分别与线圈(10)的两个接线端连接,在主轴(8)前部设置铁芯(31),所述的线圈(10)缠绕在铁芯(31)上,在铁芯(31)两侧设置两个半圆弧形的磁轭(30),在磁轭(30)和铁芯(31)之间设置隔磁环(29),在铁芯(31)前部设置芯轴(28);所述的芯轴(28)上均匀设置3个支撑杆铰接支架,在支撑杆铰接支架前面的芯轴(28)部分还设置外螺纹,所述的强磁铁(26)为圆盘状,强磁铁(26)固定在芯轴(28)最前端;
所述的蜗轮(4)设置在主轴(8)的动力输入端,即主轴(8)左侧端部;所述的蜗杆(3)设置在蜗轮(4)下部的蜗杆安装架上,并与蜗轮(4)配合安装,所述的蜗杆安装架设置在主轴箱(5)侧面;所述的伺服电机(2)设置在蜗杆安装架的侧面,伺服电机(2)的输出轴与蜗杆(3)的动力输入轴相连接;
所述的支撑杆(22)一端转动安装在所述的支撑杆铰接支架上,另外一端设置滚轮(23);所述的滑动套筒(27)滑动安装在芯轴(28)前端,在滑动套筒(27)外侧均匀设置3个连杆(24)铰接支架,所述的连杆(24)一端铰接在支撑杆(22)中部,另外一端铰接在所述的连杆(24)铰接支架上;所述的紧定螺母(25)设置在滑动套筒(27)前部,并与芯轴(28)前部的螺纹配合安装;
所述的第一支架(12)固定安装在底座(1)右侧;所述的摆动架(14)铰接在第一支架(12)前部,在摆动架(14)顶部设置滑槽;所述的第一液压缸(13)设置在第一支架(12)和摆动架(14)之间,第一液压缸(13)的缸体后端铰接在第一支架(12)后部,第一液压缸(13)的活塞杆前端铰接在摆动架(14)侧面的安装架上;所述的滑动架(17)滑动安装在所述摆动架(14)顶部的滑槽内,滑动方向与主轴(8)轴心线方向平行,在滑动架(17)前端设置焊枪安装架,所述的焊枪(18)铰接在所述的焊枪安装架上,在焊枪安装架侧面设置紧定螺栓(19),紧定螺栓(19)与焊枪(18)连接,紧定螺栓(19)用来锁紧焊枪(18);在滑动架(17)右侧设置第二液压缸(15),所述的第二液压缸(15)的缸体固定在摆动架(14)上,所述的第二液压缸(15)的活塞杆前端与滑动架(17)连接;
所述的液压系统(9)通过油管分别于第一液压缸(13)和第二液压缸(15)相连;所述的视频采集设备(16)设置在底座(1)右侧,视频采集设备(16)的监控方向对准焊接部位;所述的电控系统(11)通过线路分别与液压系统(9)和视频采集设备(16)相连接;所述的圆筒工件(20)吸附在磁轭(30)前端面,所述的圆盘工件(21)吸附在强磁铁(26)上。
2.根据权利要求1所述的一种智能焊接机器人,其特征在于:所述的隔磁环(29)材质为锡青铜,所述的磁轭(30)和铁芯(31)材质为纯铁。
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