CN107414254A - 一种用于钢结构高空焊接的磁吸爬行式焊接机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于钢结构高空焊接的磁吸爬行式焊接机器人包括底座，主动轮，位置测量器，转向装置，控制装置，电磁铁，焊接系统，磁力调节器，焊缝跟踪器，焊枪机构，焊接自调节器，机械臂，升降圈，升降轨道和转盘，所述的主动轮安装于底座的下侧；的底座内部依次安装有磁力调节器，位置测量器，电磁铁，转向装置，磁力调节器与电磁铁连接，该电磁铁位于底座底部；升降轨道安装于转盘的上侧，该转盘安装在底座上侧的中心位置。本发明转向装置和控制装置的设置，有利于智能控制焊接机器人沿着焊道焊接移动，并能智能调节焊接工艺参数和焊枪位置。

Description

一种用于钢结构高空焊接的磁吸爬行式焊接机器人
技术领域
本发明属于机器人技术领域，尤其涉及一种用于钢结构高空焊接的磁吸爬行式焊接机器人。
背景技术
传统钢结构高空焊接，需人工作业，给人身安全带来安全隐患，目前，也有企业采用钢结构高空焊接磁吸爬行式焊接机，但是现有钢结构高空焊接磁吸爬行式焊接机存在着无法调整焊枪方向，不能保证焊接质量的问题。
因此，发明一种用于钢结构高空焊接的磁吸爬行式焊接机器人显得非常必要。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于钢结构高空焊接的磁吸爬行式焊接机器人，以解决现有钢结构高空焊接磁吸爬行式焊接机存在着无法调整焊枪方向，不能保证焊接质量的问题。
一种用于钢结构高空焊接的磁吸爬行式焊接机器人，包括底座，主动轮，位置测量器，转向装置，控制装置，电磁铁，焊接系统，磁力调节器，焊缝跟踪器，焊枪机构，焊接自调节器，机械臂，升降圈，升降轨道和转盘，所述的主动轮安装于底座的下侧；所述的底座内部依次安装有磁力调节器，位置测量器，电磁铁，转向装置，其中磁力调节器与电磁铁连接，且该电磁铁位于底座底部；所述的升降轨道安装于转盘的上侧，且该转盘安装在底座上侧的中心位置；所述的升降圈安装于升降轨道的外侧；所述的机械臂安装于升降圈的外侧；所述的焊枪机构安装于机械臂的端部，且焊枪机构与焊接系统连接；所述的焊接自调节器安装于焊枪机构的上侧；所述的焊缝跟踪器安装于焊枪机构的下侧；所述的转向装置包括接收机，舵机，转向轴，整体式转向器，滚轮和连接杆，所述的整体式转向器的上侧安装有转向轴，两侧安装有连接杆，且连接杆的端部安装有滚轮；所述的舵机安装于转向轴的上端，且舵机的上侧安装有接收机。
所述的控制装置包括壳体，显示屏，机器人运动控制系统，输入键盘，焊接控制系统和电路板，所述的电路板位于壳体的内侧，且该电路板上侧安装有机器人运动控制系统、焊接控制系统安装；所述的显示屏、输入键盘安装于壳体的上侧，且显示屏、输入键盘与电路板连接。
所述的主动轮，位置测量器、转向装置、磁力调节器、机械臂、升降圈、转盘、焊缝跟踪器与机器人运动控制系统连接，通过控制装置输入钢结构焊接模型和焊接工艺要求，使焊接机器人沿着金属结构的焊道路径并按照焊接工艺的要求进行移动；根据位置测量器实时给出的位移数据，自动将焊枪构件移动到待焊接位置，并根据焊道的变化调整前进的方向；根据焊缝跟踪器测得的数据自动调节焊枪与焊件的距离和位置。
所述的焊接系统、焊接自调节器、焊缝跟踪器与焊接控制系统连接，根据焊缝跟踪器给出的金属结构焊缝形位和间隙偏差信号进行调节焊接工艺参数，以控制焊枪运动的摆幅，满足焊接的质量要求；根据焊接自调节器实时对焊接过程中产生的焊接工艺参数变化给出的信号及时调节焊接工艺参数。
所述的位置测量器采用光电测距仪，光电测距仪具有准确度高，测算速度快，可夜间测试优点，有利于焊接机器人对信号的快速反应和移动位置的准确性，便于保障焊接质量，并提高了焊接机器人对环境的适用性。
所述的焊缝跟踪器采用视觉识别定位焊缝跟踪器，并在焊缝跟踪器镜头的外侧安装有电弧滤光片，有利于提高焊缝踪器的质量，使得焊接机器人快速准确的调节焊接位置，保障了焊接的质量。
所述的转向轴上下端部各安装一个转向万向节，转向万向节是实现变角度动力传递的机件，用于需要改变传动轴线方向的位置，采用两个转向万向节使传动轴两端的夹角相等，保证输出轴与轴入轴的瞬时角速度始终相等，有利于控制焊枪根据焊道的变化而调整方向，并能保证转向的稳定性，保证钢结构的焊接质量。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明转向装置的设置，有利于通过转向装置控制钢结构高空焊接的磁吸爬行式焊接机的行走方向，调节焊枪的焊接方向，适应焊道的变化，保证焊接质量。
2、本发明的控制装置的设置，有利于智能控制焊接机器人沿着焊道焊接移动，并能智能调节焊接工艺参数和焊枪位置。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的转向装置结构示意图。
图3是本发明的控制装置结构示意图。
图中：
1-底座，2-主动轮，3-位置测量器，4-转向装置，41-接收机，42-舵机，43-转向轴，44-整体式转向器，45-滚轮，46-连接杆，5-控制装置，51-壳体，52-显示屏，53-机器人运动控制系统，54-输入键盘，55-焊接控制系统，56-电路板，6-电磁铁，7-焊接系统，8-磁力调节器，9-焊缝跟踪器，10-焊枪机构，11-焊接自调节器，12-机械臂，13-升降圈，14-升降轨道，15-转盘。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步描述：
实施例：
如附图1至附图3所示
本发明提供一种用于钢结构高空焊接的磁吸爬行式焊接机器人，包括底座1，主动轮2，位置测量器3，转向装置4，控制装置5，电磁铁6，焊接系统7，磁力调节器8，焊缝跟踪器9，焊枪机构10，焊接自调节器11，机械臂12，升降圈13，升降轨道14和转盘15，主动轮2安装于底座1的下侧；底座1内部依次安装有磁力调节器8，位置测量器3，电磁铁6，转向装置4，其中磁力调节器8与电磁铁6连接，且该电磁铁6位于底座1底部；升降轨道14安装于转盘15的上侧，且该转盘15安装在底座1上侧的中心位置；升降圈13安装于升降轨道14的外侧；机械臂12安装于升降圈13的外侧；焊枪机构10安装于机械臂12的端部，且焊枪机构10与焊接系统7连接；焊接自调节器12安装于焊枪机构10的上侧；焊缝跟踪器9安装于焊枪机构10的下侧；转向装置4包括接收机41，舵机42，转向轴43，整体式转向器44，滚轮45和连接杆46，整体式转向器44的上侧安装有转向轴43，两侧安装有连接杆46，且连接杆46的端部安装有滚轮45；舵机42安装于转向轴43的上端，且舵机42的上侧安装有接收机41。
控制装置5包括壳体51，显示屏52，机器人运动控制系统53，输入键盘54，焊接控制系统55和电路板56，电路板56位于壳体51的内侧，且该电路板56上侧安装有机器人运动控制系统53、焊接控制系统安装55；显示屏52、输入键盘54安装于壳体51的上侧，且显示屏52、输入键盘54与电路板56连接。
主动轮2，位置测量器3、转向装置4、磁力调节器8、机械臂12、升降圈13、转盘15、焊缝跟踪器9与机器人运动控制系统53连接，通过控制装置5输入钢结构焊接模型和焊接工艺要求，使焊接机器人沿着金属结构的焊道路径并按照焊接工艺的要求进行移动；根据位置测量器3实时给出的位移数据，自动将焊枪构件移动到待焊接位置，并根据焊道的变化调整前进的方向；根据焊缝跟踪器9测得的数据自动调节焊枪与焊件的距离和位置。
焊接系统7、焊接自调节器11、焊缝跟踪器9与焊接控制系统55连接，根据焊缝跟踪器9给出的金属结构焊缝形位和间隙偏差信号进行调节焊接工艺参数，以控制焊枪运动的摆幅，满足焊接的质量要求；根据焊接自调节器实11时对焊接过程中产生的焊接工艺参数变化给出的信号及时调节焊接工艺参数。
位置测量器3采用光电测距仪，光电测距仪具有准确度高，测算速度快，可夜间测试优点，有利于焊接机器人对信号的快速反应和移动位置的准确性，便于保障焊接质量，并提高了焊接机器人对环境的适用性。
焊缝跟踪器9采用视觉识别定位焊缝跟踪器，并在焊缝跟踪器9镜头的外侧安装有电弧滤光片，有利于提高焊缝踪器的质量，使得焊接机器人快速准确的调节焊接位置，保障了焊接的质量。
转向轴43上下端部各安装一个转向万向节，转向万向节是实现变角度动力传递的机件，用于需要改变传动轴线方向的位置，采用两个转向万向节使传动轴两端的夹角相等，保证输出轴与轴入轴的瞬时角速度始终相等，有利于控制焊枪根据焊道的变化而调整方向，并能保证转向的稳定性，保证钢结构的焊接质量。
工作原理
本发明中，通过控制装置5输入钢结构焊接模型和焊接工艺要求，使焊接机器人沿着金属结构的焊道路径并按照焊接工艺的要求进行移动；根据位置测量器3实时给出的位移数据，自动将焊枪构件移动到待焊接位置，并根据焊道的变化调整前进的方向；根据焊缝跟踪器9测得的数据自动调节焊枪与焊件的距离和位置；根据焊缝跟踪器9给出的金属结构焊缝形位和间隙偏差信号进行调节焊接工艺参数，以控制焊枪运动的摆幅，满足焊接的质量要求；根据焊接自调节器实11时对焊接过程中产生的焊接工艺参数变化给出的信号及时调节焊接工艺参数。
利用本发明所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于钢结构高空焊接的磁吸爬行式焊接机器人，其特征在于：包括底座(1)，主动轮(2)，位置测量器(3)，转向装置(4)，控制装置(5)，电磁铁(6)，焊接系统(7)，磁力调节器(8)，焊缝跟踪器(9)，焊枪机构(10)，焊接自调节器(11)，机械臂(12)，升降圈(13)，升降轨道(14)和转盘(15)，所述的主动轮(2)安装于底座(1)的下侧；
所述的底座(1)内部依次安装有磁力调节器(8)，位置测量器(3)，电磁铁(6)，转向装置(4)，其中磁力调节器(8)与电磁铁(6)连接，且该电磁铁(6)位于底座(1)底部；
所述的升降轨道(14)安装于转盘(15)的上侧，且该转盘(15)安装在底座(1)上侧的中心位置；
所述的升降圈(13)安装于升降轨道(14)的外侧；所述的机械臂(12)安装于升降圈(13)的外侧；
所述的焊枪机构(10)安装于机械臂(12)的端部，且焊枪机构(10)与焊接系统(7)连接；
所述的焊接自调节器(11)安装于焊枪机构(10)的上侧；所述的焊缝跟踪器(9)安装于焊枪机构(10)的下侧；
所述的转向装置(4)包括接收机(41)，舵机(42)，转向轴(43)，整体式转向器(44)，滚轮(45)和连接杆(46)，所述的整体式转向器(44)的上侧安装有转向轴(43)，两侧安装有连接杆(46)，且连接杆(46)的端部安装有滚轮(45)；
所述的舵机(42)安装于转向轴(43)的上端，且舵机(42)的上侧安装有接收机(41)。
2.如权利要求1所述的一种用于钢结构高空焊接的磁吸爬行式焊接机器人，其特征在于：所述的控制装置(5)包括壳体(51)，显示屏(52)，机器人运动控制系统(53)，输入键盘(54)，焊接控制系统(55)和电路板(56)，所述的电路板(56)位于壳体(51)的内侧，且该电路板(56)上侧安装有机器人运动控制系统(53)、焊接控制系统(55)；所述的显示屏(52)、输入键盘(54)安装于壳体(51)的上侧，且显示屏(52)、输入键盘(54)与电路板(56)连接。
3.如权利要求1所述的一种用于钢结构高空焊接的磁吸爬行式焊接机器人，其特征在于：所述的主动轮(2)，位置测量器(3)、转向装置(4)、磁力调节器(8)、机械臂(12)、升降圈(13)、转盘(15)、焊缝跟踪器(9)与机器人运动控制系统(53)连接。
4.如权利要求1所述的一种用于钢结构高空焊接的磁吸爬行式焊接机器人，其特征在于：所述的焊接系统(7)、焊接自调节器(11)、焊缝跟踪器(9)与焊接控制系统(55)连接。
5.如权利要求1所述的一种用于钢结构高空焊接的磁吸爬行式焊接机器人，其特征在于：所述的位置测量器(3)采用光电测距仪。
6.如权利要求1所述的一种用于钢结构高空焊接的磁吸爬行式焊接机器人，其特征在于：所述的焊缝跟踪器(9)采用视觉识别定位焊缝跟踪器，并在焊缝跟踪器(9)镜头的外侧安装有电弧滤光片。
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