CN107855688A

CN107855688A - 一种基于机器人技术的焊接系统

Info

Publication number: CN107855688A
Application number: CN201711042378.8A
Authority: CN
Inventors: 不公告发明人
Original assignee: Changsha Shuanghesheng Enterprise Management Ltd
Current assignee: Changsha Shuanghesheng Enterprise Management Ltd
Priority date: 2016-06-08
Filing date: 2016-06-08
Publication date: 2018-03-30
Also published as: CN105855762B; CN105855762A

Abstract

本发明公开了一种基于机器人技术的焊接系统，包括焊接机器人、焊接夹具组件以及控制组件，焊接夹具组件与控制组件电连接，控制组件控制焊接夹具组件的移动；焊接机器人包括机器人部分和焊接头，焊接头位于机器人部分上，并在机器人部分的带动下做多自由度运动；机器人部分包括机器人本体和控制箱，控制箱内安装有控制机器人本体运动的硬件以及预先安装在硬件内的软件；机器人部分还包括摄像传感器以及位置传感器，摄像传感器与位置传感器与控制箱电连接。该焊接系统结合了工业机器人技术和传统的焊接技术，通过多自由度的焊接机器人完成复杂、繁琐的焊接操作，不仅大幅提高了焊接效率，还能有效改良焊接质量，提高焊接合格率。

Description

一种基于机器人技术的焊接系统

本申请为申请号201610408810X、申请日2016年06月08日、发明名称“一种基于机器人技术的焊接系统”的分案申请。

技术领域：

本发明涉及焊接设备技术领域，具体涉及一种基于机器人技术的焊接系统。

背景技术：

随着我国经济的持续发展，国内重型机械、冶金机械、船舶制造、矿山工程机械、电站锅炉、压力容器、石油化工、机车车辆、汽车等行业已进入世界同行业先进行列，由于这些行业都是以焊接工艺为主导，加上国内投资的增加，为中国电焊机行业提供了良好的发展机遇。高效节能焊接装备将强势增长，在石化、造船、锅炉、铁路等行业得到快速推广。

工业机器人是一种通过重复编程和自动控制，能够完成制造过程中某些操作任务的多功能、多自由度的机电一体化自动机械装备和系统，它结合制造主机或生产线，可以组成单机或多机自动化系统，在无人参与下，实现搬运、焊接、装配和喷涂等多种生产作业。如何将工业机器人技术与传统焊接技术结合起来，实现高效、优质的焊接操作过程是焊接技术领域急需解决的技术问题。

发明内容：

本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供一种基于机器人技术的焊接系统，该焊接系统结合了工业机器人技术和传统的焊接技术，通过多自由度的焊接机器人完成复杂、繁琐的焊接操作，不仅大幅提高了焊接效率，还能有效改良焊接质量，提高焊接合格率。

本发明的技术解决措施如下：

一种基于机器人技术的焊接系统，包括焊接机器人、焊接夹具组件以及控制组件，焊接夹具组件与控制组件电连接，控制组件控制焊接夹具组件的移动；焊接机器人包括机器人部分和焊接头，焊接头位于机器人部分上，并在机器人部分的带动下做多自由度运动；机器人部分包括机器人本体和控制箱，控制箱内安装有控制机器人本体运动的硬件以及预先安装在硬件内的软件；机器人部分还包括摄像传感器以及位置传感器，摄像传感器与位置传感器与控制箱电连接，摄像传感器对焊接过程中的工件进行照片拍摄并将照片传递给控制箱，控制箱内的上位机根据图片信息分析工件焊接状况，并结合位置传感器传递的位置信息时时调整焊接机器人的运动，直至焊接过程结束。

作为上述技术方案的优选，机器人本体包括底座，底座上转动安装有旋转座，旋转座的上部固定有相对的两个支撑板，两个支撑板的结构相同，两个支撑板的相对一侧设置有竖直的升降滑槽，升降滑槽内滑动设置有升降滑块，升降滑块上固定安装有固定臂，固定臂为空心结构，其一端连接有旋转驱动电机，另一端连接有伸缩杆，伸缩杆活动套接在固定臂的内部，伸缩杆的末端转动连接有旋转件，旋转件的下部与一旋转销轴连接，旋转销轴上同时转动连接有摆动臂。

作为上述技术方案的优选，机器人本体还包括升降驱动单元，升降驱动单元为升降油缸，升降油缸固定安装在旋转座上，升降油缸的活塞杆与升降滑块固定连接。

作为上述技术方案的优选，底座为方形结构，由不锈钢钢板制成，其四角通过固定件与地面固定，固定件为六角螺栓，旋转驱动电机通过摆线针轮减速器或谐波减速器驱动固定臂旋转。

作为上述技术方案的优选，焊接头包括焊接在摆动臂末端的支撑杆，支撑杆的末端设置有球状部件，球状部件上转动套接有万向球节，万向球节的外表面焊接有焊枪。

作为上述技术方案的优选，焊接夹具组件包括支架以及位于支架上的焊接夹具头，支架为龙门型支架，其包括相对设置的两个竖梁和与两根竖梁固定连接成一体的横梁，两根竖梁分别固定安装在一个支架底座上，支架底座为正方形结构，由不锈钢钢板制成，其四角通过固定件与地面固定，固定件为六角螺栓。

作为上述技术方案的优选，横梁上滑动设置有横移滑块，横移滑块与横梁的相对滑动是通过横移齿条齿轮副完成的，横移滑块上升降连接有升降杆，升降杆与横移滑块的相对滑动是通过升降齿条齿轮副完成的，升降杆的末端固定有伸缩杆件，伸缩杆件能够进行360°旋转动作，伸缩杆件的末端与焊接夹具头铰接。

作为上述技术方案的优选，焊接夹具头包括两个相对设置的连接耳板，连接耳板之间通过连接件固定成一体，连接耳板上开设有销轴孔，第一夹具和第二夹具通过安装在销轴孔内的铰接销轴连接，第一夹具和第二夹具的结构相同，两者与工件相接处的部位设置有磁性条，第一夹具和第二夹具均是通过伸缩气缸驱动实现张合，伸缩气缸一端通过固定座与连接件固定，另一端通过铰接构件与第一夹具或第二夹具铰接。

本发明的有益效果在于：该焊接系统结合了工业机器人技术和传统的焊接技术，通过多自由度的焊接机器人完成复杂、繁琐的焊接操作，不仅大幅提高了焊接效率，还能有效改良焊接质量，提高焊接合格率。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为焊接机器人的结构示意图；

图3为焊接头的结构示意图；

图4为焊接夹具组件的结构示意图；

图5为焊接夹具头的结构示意图。

具体实施方式：

为了使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做出详细的说明。

如图1所示，基于机器人技术的焊接系统包括焊接机器人1、焊接夹具组件2以及控制组件，焊接夹具组件2与控制组件电连接，控制组件控制焊接夹具组件2的移动；焊接机器人包括机器人部分和焊接头，焊接头位于机器人部分上，并在机器人部分的带动下做多自由度运动；机器人部分包括机器人本体和控制箱，控制箱内安装有控制机器人本体运动的硬件以及预先安装在硬件内的软件；机器人部分还包括摄像传感器以及位置传感器，摄像传感器与位置传感器与控制箱电连接，摄像传感器对焊接过程中的工件进行照片拍摄并将照片传递给控制箱，控制箱内的上位机根据图片信息分析工件焊接状况，并结合位置传感器传递的位置信息时时调整焊接机器人1的运动，直至焊接过程结束。

如图2所示，机器人本体包括底座11，底座11上转动安装有旋转座12，旋转座12的上部固定有相对的两个支撑板13，两个支撑板13的结构相同，两个支撑板13的相对一侧设置有竖直的升降滑槽，升降滑槽内滑动设置有升降滑块，升降滑块上固定安装有固定臂16，固定臂16为空心结构，其一端连接有旋转驱动电机15，另一端连接有伸缩杆17，伸缩杆17活动套接在固定臂16的内部，伸缩杆17的末端转动连接有旋转件18，旋转件18的下部与一旋转销轴连接，旋转销轴上同时转动连接有摆动臂19。

如图2所示，机器人本体还包括升降驱动单元，升降驱动单元为升降油缸14，升降油缸14固定安装在旋转座12上，升降油缸14的活塞杆与升降滑块固定连接。

底座11为方形结构，由不锈钢钢板制成，其四角通过固定件与地面固定，固定件为六角螺栓，旋转驱动电机15通过摆线针轮减速器或谐波减速器驱动固定臂16旋转。

如图3所示，焊接头3包括焊接在摆动臂19末端的支撑杆31，支撑杆31的末端设置有球状部件32，球状部件32上转动套接有万向球节33，万向球节33的外表面焊接有焊枪34。

如图4所示，焊接夹具组件2包括支架22以及位于支架22上的焊接夹具头4，支架22为龙门型支架，其包括相对设置的两个竖梁和与两根竖梁固定连接成一体的横梁，两根竖梁分别固定安装在一个支架底座21上，支架底座21为正方形结构，由不锈钢钢板制成，其四角通过固定件与地面固定，固定件为六角螺栓。

横梁上滑动设置有横移滑块23，横移滑块23与横梁的相对滑动是通过横移齿条齿轮副完成的，横移滑块23上升降连接有升降杆24，升降杆24与横移滑块23的相对滑动是通过升降齿条齿轮副完成的，升降杆24的末端固定有伸缩杆件25，伸缩杆件25能够进行360°旋转动作，伸缩杆件25的末端与焊接夹具头4铰接。

如图5所示，焊接夹具头4包括两个相对设置的连接耳板41，连接耳板41之间通过连接件固定成一体，连接耳板41上开设有销轴孔44，第一夹具42和第二夹具43通过安装在销轴孔4内的铰接销轴连接，第一夹具42和第二夹具43的结构相同，两者与工件相接处的部位设置有磁性条46，第一夹具42和第二夹具43均是通过伸缩气缸45驱动实现张合，伸缩气缸45一端通过固定座411与连接件固定，另一端通过铰接构件431与第一夹具42或第二夹具43铰接。

所述实施例用以例示性说明本发明，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对所述实施例进行修改，因此本发明的权利保护范围，应如本发明的权利要求所列。

Claims

1.一种基于机器人技术的焊接系统，其特征在于：包括焊接机器人（1）、焊接夹具组件（2）以及控制组件，焊接夹具组件（2）与控制组件电连接，控制组件控制焊接夹具组件（2）的移动；焊接机器人包括机器人部分和焊接头（3)，焊接头（3）位于机器人部分上，并在机器人部分的带动下做多自由度运动；机器人部分包括机器人本体和控制箱，控制箱内安装有控制机器人本体运动的硬件以及预先安装在硬件内的软件；机器人部分还包括摄像传感器以及位置传感器，摄像传感器与位置传感器与控制箱电连接，摄像传感器对焊接过程中的工件进行照片拍摄并将照片传递给控制箱，控制箱内的上位机根据图片信息分析工件焊接状况，并结合位置传感器传递的位置信息时时调整焊接机器人（1）的运动，直至焊接过程结束；机器人本体包括底座（11），底座（11）上转动安装有旋转座（12），旋转座（12）的上部固定有相对的两个支撑板（13），两个支撑板（13）的结构相同，两个支撑板（13）的相对一侧设置有竖直的升降滑槽，升降滑槽内滑动设置有升降滑块，升降滑块上固定安装有固定臂（16），固定臂（16）为空心结构，其一端连接有旋转驱动电机（15），另一端连接有伸缩杆（17），伸缩杆（17）活动套接在固定臂（16）的内部，伸缩杆（17）的末端转动连接有旋转件（18），旋转件（18）的下部与一旋转销轴连接，旋转销轴上同时转动连接有摆动臂（19）；焊接夹具组件（2）包括支架（22）以及位于支架（22）上的焊接夹具头（4），支架（22）为龙门型支架，其包括相对设置的两个竖梁和与两根竖梁固定连接成一体的横梁，两根竖梁分别固定安装在一个支架底座（21）上，支架底座（21）为正方形结构，由不锈钢钢板制成，其四角通过固定件与地面固定，固定件为六角螺栓；横梁上滑动设置有横移滑块（23），横移滑块（23）与横梁的相对滑动是通过横移齿条齿轮副完成的，横移滑块（23）上升降连接有升降杆（24），升降杆（24）与横移滑块（23）的相对滑动是通过升降齿条齿轮副完成的，升降杆（24）的末端固定有伸缩杆件（25），伸缩杆件（25）能够进行360°旋转动作，伸缩杆件（25）的末端与焊接夹具头（4）铰接；焊接夹具头（4）包括两个相对设置的连接耳板（41），连接耳板（41）之间通过连接件固定成一体，连接耳板（41）上开设有销轴孔（44），第一夹具（42）和第二夹具（43）通过安装在销轴孔（4）内的铰接销轴连接，第一夹具（42）和第二夹具（43）的结构相同，两者与工件相接处的部位设置有磁性条（46），第一夹具（42）和第二夹具（43）均是通过伸缩气缸（45）驱动实现张合，伸缩气缸（45）一端通过固定座（411）与连接件固定，另一端通过铰接构件（431）与第一夹具（42）或第二夹具（43）铰接；机器人本体还包括升降驱动单元，升降驱动单元为升降油缸（14），升降油缸（14）固定安装在旋转座（12）上，升降油缸（14）的活塞杆与升降滑块固定连接；底座（11）为方形结构，由不锈钢钢板制成，其四角通过固定件与地面固定，固定件为六角螺栓，旋转驱动电机（15）通过摆线针轮减速器或谐波减速器驱动固定臂（16）旋转。

2.根据权利要求1所述的一种基于机器人技术的焊接系统，其特征在于：焊接头（3）包括焊接在摆动臂（19）末端的支撑杆（31），支撑杆（31）的末端设置有球状部件（32），球状部件（32）上转动套接有万向球节（33），万向球节（33）的外表面焊接有焊枪（34）。