CN106041387B - 一种工业焊接机器人 - Google Patents

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    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
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    • B25J9/0009—Constructional details, e.g. manipulator supports, bases

Abstract

本发明涉及一种工业焊接机器人,包括基底，基底上对称设置有四个安装孔，基底的上端面中部通过轴承安装有传动轴，传动轴的中部安装有传动齿轮，传动齿轮外壁沿轴线方向均匀啮合有四个传动支链；传动轴的上端焊接有旋转圆盘；基底的上端面对称安装有固定柱，四根固定柱的上端面安装有限位圆盘，限位圆盘的上端面沿轴线方向均匀设置有限位凹部；旋转圆盘的上端安装有限位锁紧机构，限位锁紧机构的末端与限位圆盘上的对应限位凹部相对应；旋转圆盘的上端面对称安装有四根支撑柱，四根支撑柱的上端面安装有支撑面板，支撑面板的上端安装有焊接机械手。本发明可以实现对工件的高质量焊接功能，焊接角度可精确可调，焊接温度可精确固定。

Description

一种工业焊接机器人
技术领域
本发明涉及机器人，具体的说是一种工业焊接机器人。
背景技术
目前，通常使用的焊接设备，一般是采用人工焊接，遇到某些精密仪器则采用数控焊接，但是对于一些大型设备，根本无法实现数控焊接，因此需要采用人工焊接，采用人工焊接存在一个很大的缺陷，那就是很多工件的体积过大，需要焊接的地方较多，人工操作长期焊接后容易产生疲劳，焊接效率底下，焊接效果差，而且在工件的特别角度处需要进行焊接时，需要长期保持该角度，人工焊接方式难以实现，同时采用人工焊接出来的产品质量不高。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种工业焊接机器人，可以解决现有人工焊接方式存在的难以长时间保持某一指定角度焊接工作、人工焊接效率低下和人工焊接效果差等难题，可以实现对工件的高质量焊接功能，焊接角度可精确可调，焊接温度可精确固定，且具有可长时间保持指定角度焊接工作、自动焊接效率高和自动焊接效果好等优点。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案来实现：一种工业焊接机器人,包括基底，所述基底上对称设置有四个安装孔，通过基底上的四个安装孔将本发明安装在现有操作地面上，基底的上端面中部通过轴承安装有传动轴，传动轴的中部安装有传动齿轮，传动齿轮外壁沿轴线方向均匀啮合有四个传动支链，且四个传动支链均安装在基底的上端面，本发明将四个传动支链均匀布置在传动齿轮四周，使得传动齿轮受到均匀的传动力，传动平稳性能好；所述传动支链包括与传动齿轮相啮合的驱动齿轮，驱动齿轮中部安装在驱动电机上，驱动电机通过电机座安装在基底的上端面，通过驱动电机带动驱动齿轮转动，四个传动支链上的四个驱动齿轮同时带动传动齿轮转动，传动齿轮再带动传动轴在基底上转动；所述传动轴的上端焊接有旋转圆盘，由于旋转圆盘焊接在传动轴的上端，从而使得旋转圆盘可随着传动轴同步转动；所述旋转圆盘的下端面焊接有环形滑槽，环形滑槽的截面形状为T型结构，环形滑槽的内部沿轴线方向均匀安装有四根滑柱，滑柱的结构与环形滑槽的结构相对应，且四根滑柱的下端均焊接在基底的上端面，四根滑柱均匀分布在环形滑槽的四周，通过四根滑柱与环形滑槽的限位辅助作用使得旋转圆盘可随着传动轴稳定转动；所述基底的上端面对称安装有固定柱，四根固定柱的上端面安装有限位圆盘，限位圆盘的上端面沿轴线方向均匀设置有 限位凹部，限位凹部作为本发明的限位点，且相邻两个限位凹部之间均形成有辅助凸部，辅助凸部作为本发明的辅助支点；所述旋转圆盘的上端安装有限位锁紧机构，限位锁紧机构的末端与限位圆盘上的对应限位凹部相对应，当本发明通过驱动电机带动旋转圆盘转动到指定位置后，限位锁紧机构开始工作，限位锁紧机构运动至限位圆盘上的对应限位凹部中，将本发明紧紧限制在此刻这个焊接角度，实现了本发明焊接角度精度可调和焊接位置可精确固定的功能，使得本发明可在指定焊接角度长时间功能，焊接效率高，焊接效果好；所述旋转圆盘的上端面对称安装有四根支撑柱，四根支撑柱的上端面安装有支撑面板，支撑面板的上端安装有焊接机械手，通过焊接机械手实现本发明高质量的自动焊接功能；所述焊接机械手包括通过螺栓安装在支撑面板上的支座，支座上通过销轴安装有大臂，大臂的上端通过销轴安装有中臂，中臂的上端通过销轴安装有小臂，小臂的末端安装有焊接抓取夹，焊接抓取夹用于夹持焊条，所述的大臂、中臂、小臂内部均设有动力电机，动力电机可分别控制大臂、中臂、小臂转动，在动力电机的驱动下本发明通过大臂、中臂、小臂相互配合运动来实现本发明的高质量自动焊接功能。
所述限位锁紧机构包括设置在限位圆盘上端面的两个安装耳，两个安装耳之间通过轴承安装有限位丝杠，限位丝杠的右端通过联轴器安装有传动电机，传动电机通过电机座安装在旋转圆盘上，所述限位丝杠的中部通过螺纹安装有移动块，移动块的上端面焊接有连接杆，连接杆的末端焊接有限位块，限位块与限位圆盘上的对应限位凹部相对应；所述移动块的前后两端对称设置有两个限位杆，两个限位杆的末端分别安装在两个直线滑轨上，且每个直线滑轨两端均通过螺钉安装在旋转圆盘上，通过两个限位杆与两个直线滑轨的限位支撑运动使得移动块可在限位丝杠上稳定的运动。当传动电机开始工作后，传动电机带动限位丝杠在两个安装耳上转动，限位丝杠带动移动块运动，移动块在两个限位杆与两个直线滑轨的辅助限位支撑下可在限位丝杠上稳定的运动，移动块通过连接杆带动限位块运动至限位圆盘上的对应限位凹部中，将本发明紧紧限制在此刻这个焊接角度，实现了本发明焊接角度精度可调和焊接位置可精确固定的功能，使得本发明可在指定焊接角度长时间功能，焊接效率高，焊接效果好。
作为本发明的一种优选技术方案，所述限位凹部的结构为梯形结构；所述限位块为与限位凹部结构相对应的梯形机构，梯形机构相比方型结构、三角形机构能够起到更好的防滑动效果，且限位块的横截面积小于限位凹部的横截面积，使得限位块能确保进入到限位凹部，限位效果好，防止本发明在指定位置需要长时间焊接时发生转动的现象，提高了焊接质量。
作为本发明的一种优选技术方案，每个所述辅助凸部的中部均焊接有顶柱，顶柱的顶端设置有导向块，导向块为两端向外凹的贝型结构，导向块顶端为圆弧状结构，且导向块的两 端侧壁与相邻两个限位凹部的对应侧壁分别位于同一个平面上，当本发明停留的位置相对指定限位凹部发生稍微偏移时，由于导向块顶端为圆弧状结构且导向块的两端侧壁与相邻两个限位凹部的对应侧壁分别位于同一个平面上，当本发明转动到指定焊接角度位置后，限位锁紧机构上的限位块仍然能借助导向块的形状顺利进入到指定限位凹部中，使得导向块具有良好的限位导向作用。
工作时，首先通过基底上的四个安装孔将本发明安装在现有操作地面上，当本发明现有在指定焊接角度长时间工作时，先通过驱动电机带动驱动齿轮转动，四个传动支链上的四个驱动齿轮同时带动传动齿轮转动，传动齿轮再带动传动轴在基底上转动；所述传动轴的上端焊接有旋转圆盘，由于旋转圆盘焊接在传动轴的上端，从而使得旋转圆盘在四根滑柱与环形滑槽的限位辅助作用可随着传动轴同步稳定转动，旋转圆盘通过四根支撑柱带动支撑面板上的焊接机械手旋转至指定焊接角度后停止工作，然后限位锁紧机构开始工作，当传动电机开始工作后，传动电机带动限位丝杠在两个安装耳上转动，限位丝杠带动移动块运动，移动块在两个限位杆与两个直线滑轨的辅助限位支撑下可在限位丝杠上稳定的运动，移动块通过连接杆带动限位块运动至限位圆盘上的对应限位凹部中，将本发明紧紧限制在此刻这个焊接角度，实现了本发明焊接角度精度可调和焊接位置可精确固定的功能，最后本发明通过焊接机械手在指定焊接角度进行长时间焊接工作，实现了本发明对工件的高质量焊接功能，焊接效率高，焊接效果好。
本发明的有益效果是：
1、本发明将四个传动支链均匀布置在传动齿轮四周，使得传动齿轮受到均匀的传动力，传动平稳性能好；
2、本发明设计的限位锁紧机构通过传动电机带动限位块运动至限位圆盘上的对应限位凹部中，将本发明紧紧限制在此刻这个焊接角度，实现了本发明焊接角度精度可调和焊接位置可精确固定的功能；
3、如果本发明停留的位置相对指定限位凹部发生稍微偏移时，由于导向块顶端为圆弧状结构且导向块的两端侧壁与相邻两个限位凹部的对应侧壁分别位于同一个平面上，当本发明转动到指定焊接角度位置后，限位锁紧机构上的限位块仍然能借助导向块的形状顺利进入到指定限位凹部中，使得导向块具有良好的限位导向作用；
4、本发明解决了现有人工焊接方式存在的难以长时间保持某一指定角度焊接工作、人工焊接效率低下和人工焊接效果差等难题，实现了本发明对工件的高质量焊接功能，焊接角度可精确可调，焊接温度可精确固定，且具有可长时间保持指定角度焊接工作、自动焊接效率高和自动焊接效果好等优点。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，但并不构成对本发明的任何限制。
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明去除支撑柱、支撑面板、焊接机械手之后的结构示意图；
图3是本发明去除支撑柱、支撑面板、焊接机械手之后的全剖视图；
图4是本发明固定柱、限位圆盘、支撑柱、支撑面板、焊接机械手、的结构示意图；
图5是本发明限位圆盘的结构示意图；
图6是本发明限位圆盘的俯视图；
图7是本发明图5的I向局部放大图；
图8是本发明图6的II向局部放大图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
如图1至图8所示，一种工业焊接机器人,包括基底1，所述基底1上对称设置有四个安装孔，通过基底1上的四个安装孔将本发明安装在现有操作地面上，基底1的上端面中部通过轴承安装有传动轴2，传动轴2的中部安装有传动齿轮3，传动齿轮3外壁沿轴线方向均匀啮合有四个传动支链4，且四个传动支链4均安装在基底1的上端面，本发明将四个传动支链4均匀布置在传动齿轮3四周，使得传动齿轮3受到均匀的传动力，传动平稳性能好；所述传动支链4包括与传动齿轮3相啮合的驱动齿轮41，驱动齿轮41中部安装在驱动电机42上，驱动电机42通过电机座安装在基底1的上端面，通过驱动电机42带动驱动齿轮41转动，四个传动支链4上的四个驱动齿轮41同时带动传动齿轮3转动，传动齿轮3再带动传动轴2在基底1上转动；所述传动轴2的上端焊接有旋转圆盘5，由于旋转圆盘5焊接在传动轴2的上端，从而使得旋转圆盘5可随着传动轴2同步转动；所述旋转圆盘5的下端面焊接有环形滑槽12，环形滑槽12的截面形状为T型结构，环形滑槽12的内部沿轴线方向均匀安装有四根滑柱13，滑柱13的结构与环形滑槽12的结构相对应，且四根滑柱13的下端均焊接在基底1的上端面，四根滑柱13均匀分布在环形滑槽12的四周，通过四根滑柱13与环形滑槽12的限位辅助作用使得旋转圆盘5可随着传动轴2稳定转动；所述基底1的上端面对称安装有固定柱6，四根固定柱6的上端面安装有限位圆盘7，限位圆盘7的上端面沿轴线方向均匀设置有限位凹部7a，限位凹部7a作为本发明的限位点，且相邻两个限位凹部7a之间均形 成有辅助凸部7b，辅助凸部7b作为本发明的辅助支点；所述旋转圆盘5的上端安装有限位锁紧机构8，限位锁紧机构8的末端与限位圆盘7上的对应限位凹部7a相对应，当本发明通过驱动电机42带动旋转圆盘5转动到指定位置后，限位锁紧机构8开始工作，限位锁紧机构8运动至限位圆盘7上的对应限位凹部7a中，将本发明紧紧限制在此刻这个焊接角度，实现了本发明焊接角度精度可调和焊接位置可精确固定的功能，使得本发明可在指定焊接角度长时间功能，焊接效率高，焊接效果好；所述旋转圆盘5的上端面对称安装有四根支撑柱9，四根支撑柱9的上端面安装有支撑面板10，支撑面板10的上端安装有焊接机械手11，通过焊接机械手11实现本发明高质量的自动焊接功能；所述焊接机械手11包括通过螺栓安装在支撑面板10上的支座111，支座111上通过销轴安装有大臂112，大臂112的上端通过销轴安装有中臂113，中臂113的上端通过销轴安装有小臂114，小臂114的末端安装有焊接抓取夹115，焊接抓取夹115用于夹持焊条，所述的大臂112、中臂113、小臂114内部均设有动力电机，动力电机可分别控制大臂112、中臂113、小臂114转动，在动力电机的驱动下本发明通过大臂112、中臂113、小臂114相互配合运动来实现本发明的高质量自动焊接功能。
所述限位锁紧机构8包括设置在限位圆盘7上端面的两个安装耳81，两个安装耳81之间通过轴承安装有限位丝杠82，限位丝杠82的右端通过联轴器安装有传动电机83，传动电机83通过电机座安装在旋转圆盘5上，所述限位丝杠82的中部通过螺纹安装有移动块84，移动块84的上端面焊接有连接杆85，连接杆85的末端焊接有限位块86，限位块86与限位圆盘7上的对应限位凹部7a相对应；所述移动块84的前后两端对称设置有两个限位杆87，两个限位杆87的末端分别安装在两个直线滑轨88上，且每个直线滑轨88两端均通过螺钉安装在旋转圆盘5上，通过两个限位杆87与两个直线滑轨88的限位支撑运动使得移动块84可在限位丝杠82上稳定的运动。当传动电机83开始工作后，传动电机83带动限位丝杠82在两个安装耳81上转动，限位丝杠82带动移动块84运动，移动块84在两个限位杆87与两个直线滑轨88的辅助限位支撑下可在限位丝杠82上稳定的运动，移动块84通过连接杆85带动限位块86运动至限位圆盘7上的对应限位凹部7a中，将本发明紧紧限制在此刻这个焊接角度，实现了本发明焊接角度精度可调和焊接位置可精确固定的功能，使得本发明可在指定焊接角度长时间功能，焊接效率高，焊接效果好。
所述限位凹部7a的结构为梯形结构；所述限位块86为与限位凹部7a结构相对应的梯形机构，梯形机构相比方型结构、三角形机构能够起到更好的防滑动效果，且限位块86的横截面积小于限位凹部7a的横截面积，使得限位块86能确保进入到限位凹部7a，限位效果好，防止本发明在指定位置需要长时间焊接时发生转动的现象，提高了焊接质量。
每个所述辅助凸部7b的中部均焊接有顶柱7c，顶柱7c的顶端设置有导向块7d，导向块 7d为两端向外凹的贝型结构，导向块7d顶端为圆弧状结构，且导向块7d的两端侧壁与相邻两个限位凹部7a的对应侧壁分别位于同一个平面上，当本发明停留的位置相对指定限位凹部7a发生稍微偏移时，由于导向块7d顶端为圆弧状结构且导向块7d的两端侧壁与相邻两个限位凹部7a的对应侧壁分别位于同一个平面上，当本发明转动到指定焊接角度位置后，限位锁紧机构8上的限位块86仍然能借助导向块7d的形状顺利进入到指定限位凹部7a中，使得导向块7d具有良好的限位导向作用。
工作时，首先通过基底1上的四个安装孔将本发明安装在现有操作地面上，当本发明现有在指定焊接角度长时间工作时，先通过驱动电机42带动驱动齿轮41转动，四个传动支链4上的四个驱动齿轮41同时带动传动齿轮3转动，传动齿轮3再带动传动轴2在基底1上转动；所述传动轴2的上端焊接有旋转圆盘5，由于旋转圆盘5焊接在传动轴2的上端，从而使得旋转圆盘5在四根滑柱13与环形滑槽12的限位辅助作用可随着传动轴2同步稳定转动，旋转圆盘5通过四根支撑柱9带动支撑面板10上的焊接机械手11旋转至指定焊接角度后停止工作，然后限位锁紧机构8开始工作，当传动电机83开始工作后，传动电机83带动限位丝杠82在两个安装耳81上转动，限位丝杠82带动移动块84运动，移动块84在两个限位杆87与两个直线滑轨88的辅助限位支撑下可在限位丝杠82上稳定的运动，移动块84通过连接杆85带动限位块86运动至限位圆盘7上的对应限位凹部7a中，将本发明紧紧限制在此刻这个焊接角度，实现了本发明焊接角度精度可调和焊接位置可精确固定的功能，最后本发明通过焊接机械手11在指定焊接角度进行长时间焊接工作，实现了本发明对工件的高质量焊接功能，焊接效率高，焊接效果好，解决了现有人工焊接方式存在的难以长时间保持某一指定角度焊接工作、人工焊接效率低下和人工焊接效果差等难题,达到了目的。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种工业焊接机器人,其特征在于：包括基底(1)，所述基底(1)上对称设置有四个安装孔，基底(1)的上端面中部通过轴承安装有传动轴(2)，传动轴(2)的中部安装有传动齿轮(3)，传动齿轮(3)外壁沿轴线方向均匀啮合有四个传动支链(4)，且四个传动支链(4)均安装在基底(1)的上端面；所述传动轴(2)的上端焊接有旋转圆盘(5)；所述基底(1)的上端面对称安装有固定柱(6)，四根固定柱(6)的上端面安装有限位圆盘(7)，限位圆盘(7)的上端面沿轴线方向均匀设置有限位凹部(7a)，且相邻两个限位凹部(7a)之间均形成有辅助凸部(7b)；所述旋转圆盘(5)的上端安装有限位锁紧机构(8)，限位锁紧机构(8)的末端与限位圆盘(7)上的对应限位凹部(7a)相对应；所述旋转圆盘(5)的上端面对称安装有四根支撑柱(9)，四根支撑柱(9)的上端面安装有支撑面板(10)，支撑面板(10)的上端安装有焊接机械手(11)；
所述限位锁紧机构(8)包括设置在限位圆盘(7)上端面的两个安装耳(81)，两个安装耳(81)之间通过轴承安装有限位丝杠(82)，限位丝杠(82)的右端通过联轴器安装有传动电机(83)，传动电机(83)通过电机座安装在旋转圆盘(5)上，所述限位丝杠(82)的中部通过螺纹安装有移动块(84)，移动块(84)的上端面焊接有连接杆(85)，连接杆(85)的末端焊接有限位块(86)，限位块(86)与限位圆盘(7)上的对应限位凹部(7a)相对应。
2.根据权利要求1所述的一种工业焊接机器人，其特征在于：所述传动支链(4)包括与传动齿轮(3)相啮合的驱动齿轮(41)，驱动齿轮(41)中部安装在驱动电机(42)上，驱动电机(42)通过电机座安装在基底(1)的上端面。
3.根据权利要求1所述的一种工业焊接机器人，其特征在于：所述旋转圆盘(5)的下端面焊接有环形滑槽(12)，环形滑槽(12)的截面形状为T型结构，环形滑槽(12)的内部沿轴线方向均匀安装有四根滑柱(13)，滑柱(13)的结构与环形滑槽(12)的结构相对应，且四根滑柱(13)的下端均焊接在基底(1)的上端面。
4.根据权利要求1所述的一种工业焊接机器人，其特征在于：所述限位凹部(7a)的结构为梯形结构；所述限位块(86)为与限位凹部(7a)结构相对应的梯形机构，且限位块(86)的横截面积小于限位凹部(7a)的横截面积。
5.根据权利要求1所述的一种工业焊接机器人，其特征在于：每个所述辅助凸部(7b)的中部均焊接有顶柱(7c)，顶柱(7c)的顶端设置有导向块(7d)，导向块(7d)为两端向外凹的贝型结构，且导向块(7d)的两端侧壁与相邻两个限位凹部(7a)的对应侧壁分别位于同一个平面上。
6.根据权利要求1所述的一种工业焊接机器人，其特征在于：所述移动块(84)的前后两端对称设置有两个限位杆(87)，两个限位杆(87)的末端分别安装在两个直线滑轨(88)上，且每个直线滑轨(88)两端均通过螺钉安装在旋转圆盘(5)上。
7.根据权利要求1所述的一种工业焊接机器人，其特征在于：所述焊接机械手(11)包括通过螺栓安装在支撑面板(10)上的支座(111)，支座(111)上通过销轴安装有大臂(112)，大臂(112)的上端通过销轴安装有中臂(113)，中臂(113)的上端通过销轴安装有小臂(114)，小臂(114)的末端安装有焊接抓取夹(115)。
8.根据权利要求7所述的一种工业焊接机器人，其特征在于：所述的大臂(112)、中臂(113)、小臂(114)内部均设有动力电机。
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