CN108213801A - 一种小型龙门式五轴焊接工作站 - Google Patents

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胡振生
伍林
吕玉波
李伟
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Abstract

本发明公开了一种小型龙门式五轴焊接工作站，通过将标准柔性工作台与龙门式焊接机器人有效的融合在一起，使工作台与工作机器具有绝对的位置关系，在机构无故障的情况下，可以保证设备运行的稳定性，搬运设备后无需对工作台与机器人主机进行调试，采用5轴的结构可以适应更多的被焊零件的要求，焊枪可以根据焊接角度的要求进行变换，自动送丝机构的存在可以使焊接实现自动化，另外机器人各轴均采用伺服电机以及行星减速机结构，使整个结构可以快速和准确定位，柔性工作台的使用，使用户可以选用市售的标准焊接夹具，另外用户也可以根据柔性工作台的特点进行设计相应的夹具或辅助机构。

Description

一种小型龙门式五轴焊接工作站
技术领域
本发明涉及小型焊接设备技术领域，具体为一种小型龙门式五轴焊接工作站。
背景技术
龙门式焊接工作站主要是架构在龙门式坐标机器人的机器人而生成的焊接机器人，其能够实现自动控制的、可重复编程的、多自由度的、运动自由度建成空间直角关系的、多用途的操作机。其工作的行为方式主要是通过完成沿着X、Y、Z轴上的线性运动。
市面上目前存在的直角坐标焊接机器人有桁架式、龙门式还有根据不同的设备特征独立设计的搭接结构。大多结构采用模组形式，其运动速度快、定位精准。不过市面上的坐标机器人焊接机器需要配合变位机、多工位工作台使用，相当于机器人只是独立的个体，组合使用的一部分。
市面上普遍存在的坐标焊接机器人主要分为4轴和5轴两种。其中4轴焊接机器人沿X轴、Y轴、Z轴外再加上一个焊枪旋转的B轴。5轴焊接机器人除了4轴的所有轴之外多了一个焊枪角度变化的R轴。5轴的运用场合基本符合很多零件的焊接要求，配合外部设备或者结构的使用，能够提供更加优良的焊接角度。
由于焊接机器人本身的特点，外部的结构在和机器人进行对接时要考虑与机器人的相对位置关系。外部结构和机器人发生相对移动后需要校正，对使用者来说会增加一些额外的工作。
发明内容
本发明的目的在于提供一种小型龙门式五轴焊接工作站，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种小型龙门式五轴焊接工作站，包括工作台底座，所述工作台底座上方安装有柔性工作台，所述柔性工作台下端面左右两侧与工作台底座上端面之间分别设置有左支撑座和右支撑座，所述左支撑座上安装有左侧立柱，所述右支撑座上安装有右侧立柱，所述左侧立柱和右侧立柱上方设置有横梁，所述横梁左右两端分别与左侧立柱上端和右侧立柱上端固定连接设置，所述横梁后端侧面设置有导轨，所述横梁上端面设置有第一齿条，所述导轨和第一齿条上安装有竖直的纵梁，所述纵梁前端面设置有第二齿条，所述纵梁后端面上方安装有自动送丝机构，所述纵梁后端面下侧安装有第一电机，所述第一电机输出端朝下设置，且所述第一电机输出端连接有第二电机，所述第二电机输出端连接有机器人焊枪。
优选的，所述右侧立柱右端安装有焊丝盘护罩，所述焊丝盘护罩与自动送丝机构之间连接有焊丝管道。
优选的，所述左支撑座和右支撑座上分别安装有传动轮、传动带和直线导轨。
优选的，所述左支撑座和右支撑座上的前端传动轮之间设置有传动轴，所述工作台底座上端面安装有电机减速机，所述电机减速机与传动轴之间设置有同步带机构。
优选的，所述工作台底座外左侧设置有焊接电源。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过将标准柔性工作台与龙门式焊接机器人有效的融合在一起，使工作台与工作机器具有绝对的位置关系，在机构无故障的情况下，可以保证设备运行的稳定性，搬运设备后无需对工作台与机器人主机进行调试，采用5轴的结构可以适应更多的被焊零件的要求，焊枪可以根据焊接角度的要求进行变换，自动送丝机构的存在可以使焊接实现自动化，另外机器人各轴均采用伺服电机以及行星减速机结构，使整个结构可以快速和准确定位，柔性工作台的使用，使用户可以选用市售的标准焊接夹具，另外用户也可以根据柔性工作台的特点进行设计相应的夹具或辅助机构。
附图说明
图1为本发明小型龙门式五轴焊接工作站的主视图结构示意图。
图2为本发明小型龙门式五轴焊接工作站的右视图结构示意图。
图3为本发明小型龙门式五轴焊接工作站的左视图结构示意图。
图4为本发明小型龙门式五轴焊接工作站的俯视图结构示意图。
图5为本发明小型龙门式五轴焊接工作站的立体结构示意图。
图6为本发明小型龙门式五轴焊接工作站的另一个角度的立体结构示意图。
附图中：1、工作台底座，2、右支撑座，3、右侧立柱，4、焊丝盘护罩，5、横梁，6、自动送丝机构，7、纵梁，8、第一电机，9、导轨，10、左侧立柱，11、左支撑座，12、焊接电源，13、传动轴，14、同步带机构，15、电机减速机，16、第二电机，17、机器人焊枪，18、传动带，19、传动轮，20、直线导轨，21、送丝管道，22、第二齿条，23、第一齿条，24、柔性工作台。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种小型龙门式五轴焊接工作站如图1-6所示，包括工作台底座1，所述工作台底座1上方安装有柔性工作台24，所述柔性工作台24下端面左右两侧与工作台底座1上端面之间分别设置有左支撑座11和右支撑座2，所述左支撑座11上安装有左侧立柱10，所述右支撑座2上安装有右侧立柱3，所述左侧立柱10和右侧立柱3上方设置有横梁5，所述横梁5左右两端分别与左侧立柱10上端和右侧立柱3上端固定连接设置，所述横梁5后端侧面设置有导轨9，所述横梁5上端面设置有第一齿条23，所述导轨9和第一齿条23上安装有竖直的纵梁7，所述纵梁7前端面设置有第二齿条22，所述纵梁7后端面上方安装有自动送丝机构6，所述纵梁7后端面下侧安装有第一电机8，所述第一电机8输出端朝下设置，且所述第一电机8输出端连接有第二电机16，所述第二电机16输出端连接有机器人焊枪17。
所述右侧立柱3右端安装有焊丝盘护罩4，所述焊丝盘护罩4与自动送丝机构6之间连接有焊丝管道21。
所述左支撑座11和右支撑座2上分别安装有传动轮19、传动带18和直线导轨20。
所述左支撑座11和右支撑座2上的前端传动轮19之间设置有传动轴13，所述工作台底座1上端面安装有电机减速机15，所述电机减速机15与传动轴13之间设置有同步带机构14。
所述工作台底座1外左侧设置有焊接电源12。
本发明的工作原理是：工作台底座1采用方管焊接结构，内部集成控制电路，其重量可以承受龙门架的高速运动带来的晃动，并且设计的地脚结构可以使底座直接与地面连接，左支撑座11和右支撑座2结构采用同步带轮与直线导轨20机构，由一个电机减速机15通过同步带机构14与左支撑座11和右支撑座2传动轴18带动，直线导轨20置于左右两侧，外侧采用钣金护罩进行防护，可以避免焊渣等杂物落入左支撑座11和右支撑座2的导轨上，左支撑座11、右支撑座2、左侧立柱10、右侧立柱3、横梁5采用焊接结构，焊接后进行数控加工，保证各轴运行的直线度以及整个机构的垂直度，纵梁7的X轴和Z轴方向采用齿轮齿条机构以及直线导轨机构进行运动，第一电机8的目的是进行机器人焊枪17的旋转动作，第二电机16是将机器人焊枪17进行角度的变化，焊枪17通过连接件，第一电机8电机座与第二电机16前端通过零件相连，柔性工作台24安装于整个龙门机构的一侧，其上的通孔可以使用户能够用市售的标准D16系焊接夹具进行被焊零件的装夹，无需额外进行焊接夹具的设计。
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 (5)

1.一种小型龙门式五轴焊接工作站，包括工作台底座（1），其特征在于：所述工作台底座（1）上方安装有柔性工作台（24），所述柔性工作台（24）下端面左右两侧与工作台底座（1）上端面之间分别设置有左支撑座（11）和右支撑座（2），所述左支撑座（11）上安装有左侧立柱（10），所述右支撑座（2）上安装有右侧立柱（3），所述左侧立柱（10）和右侧立柱（3）上方设置有横梁（5），所述横梁（5）左右两端分别与左侧立柱（10）上端和右侧立柱（3）上端固定连接设置，所述横梁（5）后端侧面设置有导轨（9），所述横梁（5）上端面设置有第一齿条（23），所述导轨（9）和第一齿条（23）上安装有竖直的纵梁（7），所述纵梁（7）前端面设置有第二齿条（22），所述纵梁（7）后端面上方安装有自动送丝机构（6），所述纵梁（7）后端面下侧安装有第一电机（8），所述第一电机（8）输出端朝下设置，且所述第一电机（8）输出端连接有第二电机（16），所述第二电机（16）输出端连接有机器人焊枪（17）。
2.根据权利要求1所述的小型龙门式五轴焊接工作站，其特征在于：所述右侧立柱（3）右端安装有焊丝盘护罩（4），所述焊丝盘护罩（4）与自动送丝机构（6）之间连接有焊丝管道（21）。
3.根据权利要求1所述的小型龙门式五轴焊接工作站，其特征在于：所述左支撑座（11）和右支撑座（2）上分别安装有传动轮（19）、传动带（18）和直线导轨（20）。
4.根据权利要求1所述的小型龙门式五轴焊接工作站，其特征在于：所述左支撑座（11）和右支撑座（2）上的前端传动轮（19）之间设置有传动轴（13），所述工作台底座（1）上端面安装有电机减速机（15），所述电机减速机（15）与传动轴（13）之间设置有同步带机构（14）。
5.根据权利要求1所述的小型龙门式五轴焊接工作站，其特征在于：所述工作台底座（1）外左侧设置有焊接电源（12）。
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