CN108145348A - 一种自动焊接机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动焊接机器人，包括传动履带、焊渣清理棒、焊丝和液晶操作显示面板，所述传动履带上方安装有底部移动滚轮，所述焊渣清理棒上方设置有固定限位板，所述自动送丝器上方安装有移动焊接手臂，所述移动焊接手臂上方连接有所述焊丝，所述焊丝下方安装有焊接手臂旋转轴，所述焊接手臂旋转轴下方安装有焊接气体储存室，所述焊接气体储存室下方连通有电气控制箱，所述电气控制箱上方安装有所述液晶操作显示面板，所述液晶操作显示面板上方安装有工作指示灯。有益效果在于：能够进行自由移动，移动方便，焊接范围广，工作效率高。

Description

一种自动焊接机器人

技术领域

本发明属于焊接机器人设备技术领域，特别是涉及一种自动焊接机器人。

背景技术

据不完全统计，全世界在役的工业机器人中大约有将近一半的工业机器人用于各种形式的焊接加工领域，焊接机器人应用中最普遍的主要有两种方式，即点焊和电弧焊。我们所说的焊接机器人其实就是在焊接生产领域代替焊工从事焊接任务的工业机器人。这些焊接机器人中有的是为某种焊接方式专门设计的，而大多数的焊接机器人其实就是通用的工业机器人装上某种焊接工具而构成的。在多任务环境中，一台机器人甚至可以完成包括焊接在内的抓物、搬运、安装、焊接、卸料等多种任务，机器人可以根据程序要求和任务性质，自动更换机器人手腕上的工具，完成相应的任务。因此，从某种意义上来说，工业机器人的发展历史就是焊接机器人的发展历史。

众所周知，焊接加工一方面要求焊工要有熟练的操作技能、丰富的实践经验、稳定的焊接水平；另一方面，焊接又是一种劳动条件差、烟尘多、热辐射大、危险性高的工作。工业机器人的出现使人们自然而然首先想到用它代替人的手工焊接，减轻焊工的劳动强度，同时也可以保证焊接质量和提高焊接效率。

然而，焊接又与其它工业加工过程不一样，比如，电弧焊过程中，被焊工件由于局部加热熔化和冷却产生变形，焊缝的轨迹会因此而发生变化。手工焊时有经验的焊工可以根据眼睛所观察到的实际焊缝位置适时地调整焊枪的位置、姿态和行走的速度，以适应焊缝轨迹的变化。然而机器人要适应这种变化，必须首先像人一样要“看”到这种变化，然后采取相应的措施调整焊枪的位置和状态，实现对焊缝的实时跟踪。由于电弧焊接过程中有强烈弧光、电弧噪音、烟尘、熔滴过渡不稳定引起的焊丝短路、大电流强磁场等复杂的环境因素的存在，机器人要检测和识别焊缝所需要的信号特征的提取并不像工业制造中其它加工过程的检测那么容易，因此，焊接机器人的应用并不是一开始就用于电弧焊过程的。

焊接机器人具有焊接质量稳定、改善工人劳动条件、提高劳动生产率等特点，广泛应用于汽车、工程机械、通用机械、金属结构和兵器工业等行业。据不完全统计，全世界在役的工业机器人中大约有一半用于各种形式的焊接加工领域。截止2005年，全世界在役工业机器人约为91.4万台，其中日本装备的工业机器人总量达到了50万台以上，成为“机器人王国”，其次是美国和德国;在亚洲，日本、韩国和新加坡的制造业中每万名雇员占有的工业机器人数量居世界前三位。近几年，全球机器人的数量在迅速增加，仅2005 年就达12.1万台。我国自上世纪70年代末开始进行工业机器人的研究，经过二十多年的发展，在技术和应用方面均取得了长足的发展，对国民经济尤其是制造业的发展起到了重要的推动作用。据不完全统计，近几年我国工业机器人呈现出快速增长势头，平均年增长率都超过40%，焊接机器人的增长率超过了60%；2004年国产工业机器人数量突破1400台，进口机器人数量超过9000台，其中绝大多数应用于焊接领域；2005年我国新增机器人数量超过了5000台，但仅占亚洲新增数量的6%，远小于韩国所占的15%，更远小于日本所占的 69%。这对于我国的经济发展速度以及经济总量来说显然是不匹配的，这说明我国制造业的自动化程度有待进一步提高，另一方面也反映了我国劳动力成本的低廉，制造业自动化水平以及工业机器人应用程度的提高受到限制。

当前焊接机器人的应用迎来了难得的发展机遇。一方面，随着技术的发展，焊接机器人的价格不断下降，性能不断提升;另一方面，劳动力成本不断上升，我国由制造大国向制造强国迈进，需要提升加工手段，提高产品质量和增强企业竞争力，这一切预示着机器人应用及发展前景空间巨大。

我国焊接机器人的应用主要集中在汽车、摩托车、工程机械、铁路机车等主要行业。汽车是焊接机器人的最大用户，也是最早的用户。早在20 世纪70年代末，上海电焊机厂与上海电动工具研究所合作研制了直角坐标机械手，成功应用于上海牌轿车底盘的焊接。一汽公司是我国最早引进焊接机器人的企业，1984 年起先后从KUKA 公司引进了3 台点焊机器人，用于当时“红旗牌”轿车的车身焊接和“解放牌”车身顶盖的焊接。1986 年成功地将焊接机器人应用于前围总成的焊接，并于1988 年开发了机器人车身总焊线。20 世纪80 年代末和20 世纪90 年代初，德国大众公司分别与上海和一汽成立合资汽车厂生产轿车，虽然是国外的二手设备，但其焊接自动化程度和装备水平让我们认识到了与国外的巨大差距。随后二汽在货车及轻型车项目中都引进了焊接机器人。可以说20 世纪90 年代以来的技术引进和生产设备、工艺装备的引进使我国的汽车制造水平由原来的作坊式生产提高到规模化生产，同时使国外焊接机器人大量进入中国。由于我国基础设施建设的高速发展带动了工程机械行业的繁荣，工程机械行业也成为较早引入焊接机器人的行业之一。近年来随着我国经济的高速发展，能源的大量需求，与能源相关的制造行业也都开始寻求自动化焊接技术，焊接机器人逐渐崭露头角。铁路机车行业由于我国货运、客运、城市地铁等需求量的不断增加以及列车提速的需求，机器人的需求一直处于稳步增长态势。

焊接机器人是从事焊接（包括切割与喷涂）的工业机器人。根据国际标准化组织（ISO）工业机器人属于标准焊接机器人的定义，工业机器人是一种多用途的、可重复编程的自动控制操作机（Manipulator），具有三个或更多可编程的轴，用于工业自动化领域。为了适应不同的用途，机器人最后一个轴的机械接口，通常是一个连接法兰，可接装不同工具或称末端执行器。焊接机器人就是在工业机器人的末轴法兰装接焊钳或焊（割）枪的，使之能进行焊接，切割或热喷涂。点焊对焊接机器人的要求不是很高。因为点焊只需点位控制，至于焊钳在点与点之间的移动轨迹没有严格要求，这也是机器人最早只能用于点焊的原因。点焊用机器人不仅要有足够的负载能力，而且在点与点之间移位时速度要快捷，动作要平稳，定位要准确，以减少移位的时间，提高工作效率。点焊机器人的焊接装备，由于采用了一体化焊钳，焊接变压器装在焊钳后面，所以变压器必须尽量小型化。对于容量较小的变压器可以用50Hz工频交流，而对于容量较大的变压器，已经开始采用逆变技术把50Hz工频交流变为600～700Hz交流，使变压器的体积减少、减轻。

目前我国使用的焊接机器人多为固定焊接机器人，只能够对机械手范围内进行焊接，一旦超出焊接范围，需要对焊接机器人进行移动，移动不方便。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种自动焊接机器人。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种自动焊接机器人，包括传动履带、焊渣清理棒、焊丝和液晶操作显示面板，所述传动履带上方安装有底部移动滚轮，所述底部移动滚轮上方安装有机器人壳体，所述机器人壳体上方安装有所述焊渣清理棒，所述焊渣清理棒上方设置有固定限位板，所述固定限位板上方安装有自动送丝器，所述自动送丝器上方安装有移动焊接手臂，所述移动焊接手臂上方连接有所述焊丝，所述焊丝下方安装有焊接手臂旋转轴，所述焊接手臂旋转轴下方安装有焊接气体储存室，所述焊接气体储存室下方连通有电气控制箱，所述电气控制箱上方安装有所述液晶操作显示面板，所述液晶操作显示面板上方安装有工作指示灯。

为了进一步提高自动焊接机器人的使用功能，所述传动履带与所述底部移动滚轮连接，所述机器人壳体与所述焊渣清理棒连接。

为了进一步提高自动焊接机器人的使用功能，所述固定限位板设置在所述机器人壳体内部，所述移动焊接手臂与所述自动送丝器连接。

为了进一步提高自动焊接机器人的使用功能，所述焊丝从所述移动焊接手臂内部穿出，所述焊接手臂旋转轴与所述移动焊接手臂连接。

为了进一步提高自动焊接机器人的使用功能，所述焊接气体储存室与所述电气控制箱连接。

为了进一步提高自动焊接机器人的使用功能，所述焊渣清理棒为合金钢制成，表面进行打磨抛光后喷漆处理。

为了进一步提高自动焊接机器人的使用功能，所述液晶显示面板与所述电气控制箱之间通过导线连接。

为了进一步提高自动焊接机器人的使用功能，所述工作指示灯共有14组，设置在所述机器人壳体顶部，共有红绿两色，红色代表工作异常，绿色代表工作正常。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明提供一种自动焊接机器人，能够进行自由移动，移动方便，焊接范围广，工作效率高。

附图说明

图1是本发明一种自动焊接机器人的主视图。

图2是本发明一种自动焊接机器人的左视图。

图3是本发明一种自动焊接机器人的俯视图。

附图标记说明如下：

1、传动履带；2、底部移动滚轮；3、机器人壳体；4、焊渣清理棒；5、固定限位板；6、自动送丝器；7、移动焊接手臂；8、焊丝；9、焊接手臂旋转轴；10、焊接气体储存室；11、电气控制箱；12、液晶操作显示面板；13、工作指示灯。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1-图3所示，一种自动焊接机器人，包括传动履带1、焊渣清理棒4、焊丝8和液晶操作显示面板12，传动履带1上方安装有底部移动滚轮2，底部移动滚轮2上方安装有机器人壳体3，机器人壳体3上方安装有焊渣清理棒4，焊渣清理棒4上方设置有固定限位板5，固定限位板5上方安装有自动送丝器6，自动送丝器6上方安装有移动焊接手臂7，移动焊接手臂7上方连接有焊丝8，焊丝8下方安装有焊接手臂旋转轴9，焊接手臂旋转轴9下方安装有焊接气体储存室10，焊接气体储存室10下方连通有电气控制箱11，电气控制箱11上方安装有液晶操作显示面板12，液晶操作显示面板12上方安装有工作指示灯13。

底部移动滚轮2带动传动履带1运动，使焊接机器人进行移动，机器人壳体3用以对焊接机器人内部元器件进行保护，焊渣清理棒4用以对焊接后的焊渣进行清理，防止焊渣影响焊接质量，固定限位板5限定焊渣清理棒4的位置，自动送丝器6对焊接机器人工作时进行自动送丝，移动焊接手臂7用以带动焊丝8进行全方位焊接，焊丝8用以对被加工物体进行焊接，焊接手臂旋转轴9用以支撑移动焊接手臂7进行运动，焊接气体储存室10用以存放焊接用保护气体，电气控制箱11用以对焊接机器人内部电气元件进行控制，液晶操作显示面板12用以对焊接机器人进行操作控制，工作指示灯13用以显示焊接机器人工作状态。

为了进一步提高自动焊接机器人的使用功能，传动履带1与底部移动滚轮2连接，机器人壳体3与焊渣清理棒4连接，固定限位板5设置在机器人壳体3内部，移动焊接手臂7与自动送丝器6连接，焊丝8从移动焊接手臂7内部穿出，焊接手臂旋转轴9与移动焊接手臂7连接，焊接气体储存室10与电气控制箱11连接，焊渣清理棒4为合金钢制成，表面进行打磨抛光后喷漆处理，液晶显示面板12与电气控制箱11之间通过导线连接，工作指示灯13共有14组，设置在机器人壳体顶部，共有红绿两色，红色代表工作异常，绿色代表工作正常。

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效物界定。

Claims (8)

1.一种自动焊接机器人，其特征在于：包括传动履带（1）、焊渣清理棒（4）、焊丝（8）和液晶操作显示面板（12），所述传动履带（1）上方安装有底部移动滚轮（2），所述底部移动滚轮（2）上方安装有机器人壳体（3），所述机器人壳体（3）上方安装有所述焊渣清理棒（4），所述焊渣清理棒（4）上方设置有固定限位板（5），所述固定限位板（5）上方安装有自动送丝器（6），所述自动送丝器（6）上方安装有移动焊接手臂（7），所述移动焊接手臂（7）上方连接有所述焊丝（8），所述焊丝（8）下方安装有焊接手臂旋转轴（9），所述焊接手臂旋转轴（9）下方安装有焊接气体储存室（10），所述焊接气体储存室（10）下方连通有电气控制箱（11），所述电气控制箱（11）上方安装有所述液晶操作显示面板（12），所述液晶操作显示面板（12）上方安装有工作指示灯（13）。

2.根据权利要求1所述的一种自动焊接机器人，其特征在于：所述传动履带（1）与所述底部移动滚轮（2）连接，所述机器人壳体（3）与所述焊渣清理棒（4）连接。

3.根据权利要求1所述的一种自动焊接机器人，其特征在于：所述固定限位板（5）设置在所述机器人壳体（3）内部，所述移动焊接手臂（7）与所述自动送丝器（6）连接。

4.根据权利要求1所述的一种自动焊接机器人，其特征在于：所述焊丝（8）从所述移动焊接手臂（7）内部穿出，所述焊接手臂旋转轴（9）与所述移动焊接手臂（7）连接。

5.根据权利要求1所述的一种自动焊接机器人，其特征在于：所述焊接气体储存室（10）与所述电气控制箱（11）连接。

6.根据权利要求1所述的一种自动焊接机器人，其特征在于：所述焊渣清理棒（4）为合金钢制成，表面进行打磨抛光后喷漆处理。

7.根据权利要求1所述的一种自动焊接机器人，其特征在于：所述液晶显示面板（12）与所述电气控制箱（11）之间通过导线连接。

8.根据权利要求1所述的一种自动焊接机器人，其特征在于：所述工作指示灯（13）共有14组，设置在所述机器人壳体（3）顶部，共有红绿两色，红色代表工作异常，绿色代表工作正常。