CN107020452B

CN107020452B - 焊接机器人

Info

Publication number: CN107020452B
Application number: CN201710363552.2A
Authority: CN
Inventors: 王立志
Original assignee: Wuxi Red Eagle Industrial Automation Co Ltd
Current assignee: Wuxi Jinhongying Automation Co ltd
Priority date: 2017-05-22
Filing date: 2017-05-22
Publication date: 2018-07-10
Anticipated expiration: 2037-05-22
Also published as: CN107020452A

Abstract

本发明涉及一种焊接机器人，包括底座上转动设置的转盘，转盘上铰接设置有大臂杆且铰接轴水平，大臂杆的另一端铰接设置有小臂杆且铰接轴与大臂杆的铰接轴平行，小臂杆的另一端转动式设置有支撑架且铰接轴与小臂杆的铰接轴垂直，支撑架上设置有焊接头，焊接头内设置有焊丝的输送管，焊丝伸出输送管的管端，焊接头内设置有冷却水道，冷却水道与冷却水源连通，冷却水道贯穿整个焊接头，在焊接头内开设冷却水道，并且向冷却水道内通入冷却水，从而实施对焊接头的冷却，避免高温导致焊丝在输送管内融化导致的焊接头堵塞的问题，提高焊接头的使用寿命。

Description

焊接机器人

技术领域

本发明涉及激光焊接技术领域，具体涉及一种焊接机器人。

背景技术

焊接是现代机械制造业中一种必要的工艺方法，在车辆制造中得到广泛应用。与目前传统的点焊工艺不同，钎焊接可以达到两块钢板之间的分子结合，通俗而言就是焊接后的钢板硬度相当于一整块钢板，从而将车身强度提升30%，车身的结合精度同样大大提升。当然，钎焊接的实际使用意义并不仅于此。一般来说，车辆在道路上行进时来自地面的颠簸会转换成每分钟上千次的扭曲运动考验车身，如果车身结合精度、强度不够，轻则车内异响频频、噪音大，严重的可能导致安装在车辆上的零部件如变速箱、前后桥的损坏或者车身断裂。由此可见钎焊接相对传统的点焊具有较大意义。

普通的焊接机器人通常主要是由底座、转动电机、转动轴、大臂杆、小臂杆、焊接头等部件组成，所述大臂杆的一端与底座配合，大臂杆的另一端用于与焊接机器人的小臂杆和焊接头，大臂杆带动小臂杆及焊接头在空间内做多维运动，从而实施对整板接缝处的焊接，焊接头的端部设置有焊丝，利用焊接头产生的高温焊弧，从而将焊丝融化，进而实施对整板的焊接，现有技术中的，焊接机器人，由于焊接头产生的高温，经常使得位于焊接头输送管内部的焊丝融化，从而经常使得焊接头的焊丝产生堵塞，进而造成无法正常焊接，必须更换焊接头，造成焊接头成本过高。

发明内容

本发明的目的是：提供一种焊接机器人，能够实现对焊接头的冷却，提高焊接头的使用寿命。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

焊接机器人，包括底座，底座上转动设置有转盘，转盘上铰接设置有大臂杆，第一动力单元驱动大臂杆的一端绕铰接轴转动且铰接轴水平，大臂杆的另一端铰接设置有小臂杆, 第二动力单元驱动小臂杆的一端绕铰接轴转动且铰接轴与大臂杆的铰接轴平行，小臂杆的另一端转动式设置有支撑架，第三动力单元驱动支撑架绕铰接轴转动且铰接轴与小臂杆的铰接轴垂直，支撑架上设置有焊接头，所述焊接头内设置有焊丝的输送管，所述焊丝伸出输送管的管端，所述焊接头内设置有冷却水道，所述冷却水道与冷却水源连通，冷却水道贯穿整个焊接头。

进一步地，所述焊接头包括用于存储冷却水的水槽以及喷水管，所述水槽与喷水管之间通过连通管连通，所述水槽上设置有软管与冷却水源连通。

进一步地，所述支撑架上设置有第一、第二导送轮，所述第一、第二导送轮之间构成夹持焊丝的夹口，动力机构驱动第一导送轮或第二导送轮转动。

进一步地，所述大臂杆上设置有用于扶持焊丝的第一扶持辊，所述第一扶持辊转动设置在支架上且转动轴与第一、第二导送轮转动轴线平行，所述支架铰接设置在大臂杆上且铰接轴与第一扶持辊转动轴芯线平行，所述大臂杆上还设置有拉簧，所述拉簧的一端与支架固定，焊丝设置在底座上的焊丝盘上。

进一步地，所述支撑架的悬伸端设置有第二导送轮，所述软管搭设在第二导送轮上，所述支架上还转动设置有用于支撑软管的第三导送轮。

进一步地，所述大臂杆包括整体呈条板状的臂杆体，沿臂杆体板面的长度方向开设有槽腔，槽腔内设置有加强筋交叉构成桁架状结构，臂杆体的两端分别设置有用于与转盘连接的第一连接座及用于与小臂杆连接的第二连接座。

进一步地，所述臂杆体的两侧面均开设有槽腔构成的截面为工字形梁结构，位于其中一侧的槽腔内设置有加强筋，所述加强筋交叉构成网格状桁架结构。

进一步地，所述第一连接座的两侧板面均开设有第一凹槽，所述第一凹槽槽腔轮廓为圆柱形，第一凹槽的槽底开设有用于与转盘连接第一轴孔，所述第二连接座的两侧板面均开设有第二凹槽，所述第二凹槽槽腔轮廓为圆柱形，第二凹槽的槽底处开设有用于与腕部连接的第二轴孔。

进一步地，第一凹槽内设置有第一筋条，所述第一筋条的一端由第一轴孔向第一凹槽槽腔内壁延伸且发散状布置多个，第二凹槽内设置有第二筋条，所述第二筋条的一端由第二轴孔向第二凹槽槽腔内壁延伸且发散状布置多个。

进一步地，所述第一动力单元为设置在第一连接座的第一凹槽内的第一旋转气缸，第一旋转气缸的活塞杆与第一轴孔固定，所述第二动力单元为设置在第二连接座的第二凹槽内的第二旋转气缸，第二旋转气缸的活塞杆与小臂杆固定，所述第三动力单元为设置在小臂杆上的第三旋转气缸，第三旋转气缸的活塞杆与支撑架固定。

与现有技术相比，本发明具备的技术效果为：焊接机器人的底座上的转盘在转动的过程中，将支撑架上的焊接头靠近焊接位，第一动力单元驱动大臂杆转动，从而使得支撑架上的焊接头进一步靠近焊接位，第二动力单元驱动小臂杆转动，从而使得支撑架上的焊接头进一步靠近焊接位，第三动力单元驱动支撑架转动，从而使得焊接头精确的位于焊接位上，上述的各结构配合，使得焊接头能够快速准确的停留在焊接位，在焊接头内开设冷却水道，并且向冷却水道内通入冷却水，从而实施对焊接头的冷却，避免高温导致焊丝在输送管内融化导致的焊接头堵塞的问题，提高焊接头的使用寿命。

附图说明

图1是焊接机器人的结构示意图；

图2是焊接头的剖面视图；

图3和图4是大臂杆两面的结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例，对本发明的具体实施例做进一步详细描述：

结合图1至图4，对本发明作进一步地说明：

焊接机器人，包括底座10，底座10上转动设置有转盘20，转盘20上铰接设置有大臂杆30，第一动力单元驱动大臂杆30的一端绕铰接轴转动且铰接轴水平，大臂杆30的另一端铰接设置有小臂杆40, 第二动力单元驱动小臂杆40的一端绕铰接轴转动且铰接轴与大臂杆30的铰接轴平行，小臂杆40的另一端转动式设置有支撑架50，第三动力单元驱动支撑架50绕铰接轴转动且铰接轴与小臂杆40的铰接轴垂直，支撑架50上设置有焊接头60，所述焊接头60内设置有焊丝a的输送管61，所述焊丝a伸出输送管61的管端，所述焊接头60内设置有冷却水道62，所述冷却水道62与冷却水源连通，冷却水道62贯穿整个焊接头60。

焊接机器人的底座10上的转盘在转动的过程中，将支撑架50上的焊接头60靠近焊接位，第一动力单元驱动大臂杆30转动，从而使得支撑架50上的焊接头60进一步靠近焊接位，第二动力单元驱动小臂杆40转动，从而使得支撑架50上的焊接头60进一步靠近焊接位，第三动力单元驱动支撑架50转动，从而使得焊接头60精确的位于焊接位上，上述的各结构配合，使得焊接头60能够快速准确的停留在焊接位上，在焊接头60内开设冷却水道62，并且向冷却水道62通入冷却水，从而实施对焊接头60的冷却，避免高温导致焊丝a在输送管61内融化导致的焊接头60堵塞的问题，提高焊接头60的使用寿命。

作为本发明的优选方案，为实现对焊接头60的冷却，所述焊接头60包括用于存储冷却水的水槽63以及喷水管64，所述水槽63与喷水管64之间通过连通管65连通，所述水槽63上设置有软管b与冷却水源连通。

结合图1所示，为实现对焊丝a的准确导送，所述支撑架50上设置有第一、第二导送轮51、52，所述第一、第二导送轮51、52之间构成夹持焊丝a的夹口，动力机构驱动第一导送轮51或第二导送轮52转动，由于焊丝a本身的硬度较大，利用第一导送轮51与第二导送轮52之前的转动夹持，从而将焊丝a导送至输送管61内，并且根据焊接头60的摆动情况，发生一定程度的摆动。

由于焊接机器人在实际的使用过程中，焊接机器人的焊接头60始终胡处在摆动的状态，为避免焊接头60摆动，导致焊丝a折断，所述大臂杆30上设置有用于扶持焊丝a的第一扶持辊35，所述第一扶持辊35转动设置在支架36上且转动轴与第一、第二导送轮51、52转动轴线平行，所述支架36铰接设置在大臂杆30上且铰接轴与第一扶持辊35转动轴芯线平行，所述大臂杆30上还设置有拉簧37，所述拉簧37的一端与支架36固定，焊丝a设置在底座10上的焊丝盘11上；

上述的焊丝a的拉伸作用，使得支架36绕铰接轴转动，并且在拉簧37的拉伸作用下复位。

同理，所述支撑架50的悬伸端设置有第二导送轮53，所述软管b搭设在第二导送轮53上，所述支架36上还转动设置有用于支撑软管b的第三导送轮361。

大臂杆30在运动的过程中，由于小臂杆40、焊接头60及附件在运动的过程中施加给大臂杆30的作用力较为复杂，因此需要确保大臂杆30运动的过程中，往往会产生较大的惯性力矩，影响大臂杆30接头的定位准确度，对此，所述大臂杆30包括整体呈条板状的臂杆体31，沿臂杆体31板面的长度方向开设有槽腔32，槽腔32内设置有加强筋321交叉构成桁架状结构，臂杆体31的两端分别设置有用于与转盘20连接的第一连接座33及用于与小臂杆40连接的第二连接座34。

上述的大臂杆30的板面上开设减重的槽腔32，能够显著降低大臂杆30的重量，为确保大臂杆30的强度，在槽腔32内加设加强筋321交叉构成的桁架状结构，经过改造的大臂杆30的两端的第一、第二连接座33、34分别与转盘20及小臂杆40连接，大臂杆30在运动的过程中，可显著降低大臂杆30的惯性力矩，减少对自身的冲击，从而能够进一步确保焊接头60准确的落在焊接位，从而能够提高焊接质量。

作为本发明的优选方案，为进一步的降低大臂杆30的重量，所述臂杆体31的两侧面均开设有槽腔32构成的截面为工字形梁结构，位于其中一侧的槽腔32内设置有加强筋321，所述加强筋321交叉构成网格状桁架结构，或者两侧都设置也可以，均能起到加强大臂杆体30强度的作用，所述加强筋321交叉构成网格状桁架结构，网格状布置的加强筋3211能够最大程度上确保臂杆体31的强度。

当然，为进一步减少大臂杆30的重量，所述第一连接座33的两侧板面均开设有第一凹槽331，所述第一凹槽331槽腔轮廓为圆柱形，第一凹槽331的槽底开设有用于与转盘20连接第一轴孔332。

同理，所述第二连接座34的两侧板面均开设有第二凹槽341，所述第二凹槽341槽腔轮廓为圆柱形，第二凹槽341的槽底处开设有用于与腕部连接的第二轴孔342。

为确保第一凹槽331位置处的强度，第一凹槽331内设置有第一筋条333，所述第一筋条333的一端由第一轴孔332向第一凹槽331槽腔内壁延伸且发散状布置多个。

同理，为确保第二凹槽341位置处的强度，第二凹槽341内设置有第二筋条343，所述第二筋条343的一端由第二轴孔342向第二凹槽341槽腔内壁延伸且发散状布置多个。

进一步地，所述第一动力单元为设置在第一连接座33的第一凹槽331内的第一旋转气缸70，第一旋转气缸70的活塞杆与第一轴孔332固定。

更进一步地，所述第二动力单元为设置在第二连接座34的第二凹槽341内的第二旋转气缸80，第二旋转气缸80的活塞杆与小臂杆40固定。

所述第三动力单元为设置在小臂杆40上的第三旋转气缸90，第三旋转气缸90的活塞杆与支撑架50固定。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.焊接机器人，其特征在于：包括底座（10），底座（10）上转动设置有转盘（20），转盘（20）上铰接设置有大臂杆（30），第一动力单元驱动大臂杆（30）的一端绕铰接轴转动且铰接轴水平，大臂杆（30）的另一端铰接设置有小臂杆（40）, 第二动力单元驱动小臂杆（40）的一端绕铰接轴转动且铰接轴与大臂杆（30）的铰接轴平行，小臂杆（40）的另一端转动式设置有支撑架（50），第三动力单元驱动支撑架（50）绕铰接轴转动且铰接轴与小臂杆（40）的铰接轴垂直，支撑架（50）上设置有焊接头（60），所述焊接头（60）内设置有焊丝（a）的输送管（61），所述焊丝（a）伸出输送管（61）的管端，所述焊接头（60）内设置有冷却水道（62），所述冷却水道（62）与冷却水源连通，冷却水道（62）贯穿整个焊接头（60），所述焊接头（60）包括用于存储冷却水的水槽（63）以及喷水管（64），所述水槽（63）与喷水管（64）之间通过连通管（65）连通，所述水槽（63）上设置有软管（b）与冷却水源连通；所述大臂杆（30）上设置有用于扶持焊丝（a）的第一扶持辊（35），所述第一扶持辊（35）转动设置在支架（36）上且转动轴与第一、第二导送轮（51、52）转动轴线平行，所述支架（36）铰接设置在大臂杆（30）上且铰接轴与第一扶持辊（35）转动轴芯线平行，所述大臂杆（30）上还设置有拉簧（37），所述拉簧（37）的一端与支架（36）固定，焊丝（a）设置在底座（10）上的焊丝盘（11）上，所述支撑架（50）的悬伸端设置有第二导送轮（53），所述软管（b）搭设在第二导送轮（53）上，所述支架（36）上还转动设置有用于支撑软管（b）的第三导送轮（361）。

2.根据权利要求1所述的焊接机器人，其特征在于：所述支撑架（50）上设置有第一、第二导送轮（51、52），所述第一、第二导送轮（51、52）之间构成夹持焊丝（a）的夹口，动力机构驱动第一导送轮（51）或第二导送轮（52）转动。

3.根据权利要求2所述的焊接机器人，其特征在于：所述大臂杆（30）包括整体呈条板状的臂杆体（31），沿臂杆体（31）板面的长度方向开设有槽腔（32），槽腔（32）内设置有加强筋（321）交叉构成桁架状结构，臂杆体（31）的两端分别设置有用于与转盘（20）连接的第一连接座（33）及用于与小臂杆（40）连接的第二连接座（34）。

4.根据权利要求3所述的焊接机器人，其特征在于：所述臂杆体（31）的两侧面均开设有槽腔（32）构成的截面为工字形梁结构，位于其中一侧的槽腔（32）内设置有加强筋（321），所述加强筋（321）交叉构成网格状桁架结构。

5.根据权利要求4所述的焊接机器人，其特征在于：所述第一连接座（33）的两侧板面均开设有第一凹槽（331），所述第一凹槽（331）槽腔轮廓为圆柱形，第一凹槽（331）的槽底开设有用于与转盘（20）连接第一轴孔（332），所述第二连接座（34）的两侧板面均开设有第二凹槽（341），所述第二凹槽（341）槽腔轮廓为圆柱形，第二凹槽（341）的槽底处开设有用于与腕部连接的第二轴孔（342）。

6.根据权利要求5所述的焊接机器人，其特征在于：第一凹槽（331）内设置有第一筋条（333），所述第一筋条（333）的一端由第一轴孔（332）向第一凹槽（331）槽腔内壁延伸且发散状布置多个，第二凹槽（341）内设置有第二筋条（343），所述第二筋条（343）的一端由第二轴孔（342）向第二凹槽（341）槽腔内壁延伸且发散状布置多个。

7.根据权利要求6所述的焊接机器人，其特征在于：所述第一动力单元为设置在第一连接座（33）的第一凹槽（331）内的第一旋转气缸（70），第一旋转气缸（70）的活塞杆与第一轴孔（332）固定，所述第二动力单元为设置在第二连接座（34）的第二凹槽（341）内的第二旋转气缸（80），第二旋转气缸（80）的活塞杆与小臂杆（40）固定，所述第三动力单元为设置在小臂杆（40）上的第三旋转气缸（90），第三旋转气缸（90）的活塞杆与支撑架（50）固定。