CN109448485A - 一种基于增材制造技术的焊接机器人模拟装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于增材制造技术的焊接机器人模拟装置，其技术方案要点是：包括支撑板，所述支撑板上方固定有3D打印设备，所述3D打印设备的输出头处连接有软管，所述软管的另一端与枪头模拟装置连接，所述枪头模拟装置与焊接模拟用焊枪的一端连接，所述焊接模拟用焊枪拆卸连接在所述支撑板上，所述支撑板的上方还转动连接有基座，所述支撑板的底面固定有旋转气缸的缸体，所述基座的底部还固定有固定杆，所述基座的上方沿竖直方向滑动连接有滑动座，所述滑动座上连接有连杆机构，所述连杆机构上连接有抓取机构，相比用传统焊材进行操作和考评来说，节省了较多的传统焊材，较为环保，成本也较为低。
Description
技术领域
本发明涉及焊接模拟装置领域，更具体地说，它涉及一种基于增材制造技术的焊接机器人模拟装置。
背景技术
焊接是一种充满技术性的工作，需要经过大量的实战和训练才能掌握，因此学习焊接需要经常进行焊接实训操作。
目前焊接实训装置多需要学生亲自动手操作，在操作过程中除了操作者本人以外，附近的人因为焊接强光，无法看到焊接过程，不知道焊接的原理；且由于焊接设备有一定的危险性，不太适用于课堂的演示，且一般只适用于年龄较大的学生或者是成年学生，无法适用于低年龄段的学生；同时采用焊材进行焊接训练的方式必然会耗费大量的焊材，因此进行焊接模拟和考评时的成本较为高昂。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于增材制造技术的焊接机器人模拟装置，以解决背景技术中提到的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种基于增材制造技术的焊接机器人模拟装置，包括支撑板，所述支撑板上方固定有3D打印设备，所述3D打印设备的输出头处连接有软管，所述软管的另一端与枪头模拟装置连接，所述枪头模拟装置与焊接模拟用焊枪的一端连接，所述焊接模拟用焊枪拆卸连接在所述支撑板上，所述支撑板的上方还转动连接有基座，所述支撑板的底面固定有旋转气缸的缸体，所述基座的底部还固定有固定杆，所述旋转气缸的活塞杆端部固定在所述固定杆端部，所述基座的上方沿竖直方向滑动连接有滑动座，所述滑动座上连接有连杆机构，所述连杆机构上连接有抓取机构。
通过采用上述技术方案，当操作者利用装置进行焊接模拟和考评时，操作者可以将用于焊接模拟和考评的模拟待焊件通过连杆机构上的抓取机构进行抓取，被抓取的模拟待焊件可以通过连杆机构进行笛卡尔坐标系中x-y平面内位置的调节，通过利用旋转气缸可以带动基座转动，可以带动滑动座转动，继而能够方便调节模拟待焊件的空间角度，再结合利用竖直滑移的滑动座能够实现对抓取机构抓取的模拟待焊件的三维位置调节；当进行焊接模拟和考评时，启动3D打印设备，3D打印设备通过软管端部向枪头模拟装置中喷入打印材料，之后操作者可以手握焊接模拟用焊枪进行焊接操作，通过利用打印材料来取代传统的热熔焊材进行模拟和考评；故基于增材制造技术的焊接机器人模拟装置相比使用传统焊材的安全性高，适宜多种年级段的学生使用进行模拟操作和考评，且相比用传统焊材进行操作和考评来说，节省了较多的传统焊材，较为环保，成本也较为低廉。
进一步地，所述连杆机构包括匚字形板、第一连杆、第二连杆、第三连杆、第一伺服电机、第一齿轮、第二齿轮、第二伺服电机、第三齿轮、第四齿轮、第三伺服电机、第五齿轮和第六齿轮，所述匚字形板固定在所述滑动座上，所述第一连杆的一端铰接在所述匚字形板上，所述第一连杆的另一端铰接在所述第二连杆的端部，所述第二连杆的另一端铰接在所述第三连杆的端部，所述第一伺服电机固定在所述匚字形板上，所述第一齿轮固定在所述第一伺服电机的电机轴上，所述第二齿轮固定在所述第一连杆与所述匚字形板之间的铰接轴外部，所述第一齿轮与所述第二齿轮之间相互啮合，所述第二伺服电机固定在所述第一连杆上，所述第三齿轮固定在所述第二伺服电机的电机轴上，所述第四齿轮固定在所述第二连杆与所述第一连杆之间的铰接轴外部，所述第三齿轮与所述第四齿轮之间相互啮合，所述第三伺服电机固定在所述第二连杆上，所述第五齿轮固定在所述第三伺服电机的电机轴上，所述第六齿轮固定在所述第三连杆与所述第二连杆的铰接轴外部，所述第五齿轮与所述第六齿轮之间相互啮合，所述抓取机构连接在所述第三连杆端部。
通过采用上述技术方案，当启动第一伺服电机时，第一伺服电机将带动第一齿轮转动，通过利用第一齿轮和第二齿轮的啮合带动铰接的第一连杆摆动，使得第一连杆发生位置的改变；当启动第二伺服电机时将带动第三齿轮转动，通过利用第三齿轮和第四齿轮的啮合将带动铰接的第二连杆摆动，使得第二连杆发生位置的改变；当启动第三伺服电机时，第三伺服电机将带动第五齿轮转动，通过第五齿轮和第六齿轮的啮合带动铰接的第三连杆摆动，使得第三连杆发生位置的改变；通过利用第一连杆、第二连杆和第三连杆能够灵活的改变第三连杆连接的抓取机构的位置。
进一步地，所述抓取机构包括固定板、第四伺服电机、螺杆、第一导向杆、第一导向孔、滑动板、第一抓板和第二抓板，所述固定板固定在所述第三连杆端部，所述第四伺服电机固定在所述固定板上，所述螺杆固定在所述第四伺服电机的电机轴上，所述第一导向杆固定在所述固定板上，所述滑动板滑动连接在所述第一导向杆外部，所述滑动板上开设有与所述第一导向杆配合的所述第一导向孔，所述滑动板与所述螺杆之间螺纹连接，所述第一抓板固定在所述固定板底面，所述第二抓板固定在所述滑动板底面。
通过采用上述技术方案，当抓取机构抓取时，需要启动第四伺服电机，第四伺服电机将带动螺杆转动，在导向杆的导向下带动滑动板在螺杆外部滑移，使得固定板上的第一抓板和滑动板上的第二抓板相互靠近，从而能够将模拟待焊件夹住固定。
进一步地，所述第二抓板在靠近所述第一抓板的一面固定有若干个弹簧，若干个所述弹簧的另一端均固定在夹板上。
通过采用上述技术方案，通过利用夹板和弹簧，可以使得被抓取的模拟待焊件被抓取在第一抓板和夹板之间，夹板和第二抓板之间的弹簧能够提供弹性力，使得模拟待焊件被抓取的更稳。
进一步地，所述基座上固定有液压缸的缸体，所述液压缸的活塞杆端部固定在所述滑动座的底面，所述基座上方还固定有若干个第二导向杆，所述滑动座上开设有若干个供所述第二导向杆穿过的第二导向孔。
通过采用上述技术方案，通过利用基座上固定的液压缸能够带动滑动座竖直升降，在第二导向杆和第二导向孔的配合之下将使得滑动座稳定的竖直滑移。
进一步地，所述支撑板在所述基座的外部固定有与所述基座同心的环板，所述环板的表面开设有密布的角度刻度线，所述基座上固定有指针。
通过采用上述技术方案，通过利用指针和环板上角度刻度线的配合能够方便操作者判断旋转气缸带动基座旋转到达的位置。
进一步地，所述支撑板的上方还固定有圆杆，所述圆杆在远离所述支撑板的一端固定有用于卡接所述焊接模拟用焊枪的半圆形卡块。
通过采用上述技术方案，通过利用半圆形卡块能够将焊接模拟用焊枪卡接在半圆形卡块内，从而将其拆卸连接在支撑板上方。
进一步地，所述支撑板的表面还涂覆有一层防污涂层，所述防污涂层由如下方法制备：
取以下以重量计各组分原料备用：环氧树脂50-62份、聚四氟乙烯10-28份、聚碳酸酯6-10份、丙酮60-80份、乙酸乙酯8-11份、丙烯酸10-13份、聚甲基丙烯酸酯6-10份、乙二胺四乙酸二钠4-8份、碳酸亚乙烯酯4-6份；
S1、制备第一预制液：将环氧树脂、聚四氟乙烯、聚碳酸酯和丙酮搅拌均匀后加入到反应釜内，将反应釜内整体温度加热至123-126℃，保温处理1-1.5h，冷却到室温后得到第一预制液；
S2、制备第二预制液：将乙酸乙酯、丙烯酸、聚甲基丙烯酸酯、乙二胺四乙酸二钠和碳酸亚乙烯酯混合均匀后加热至72-74℃，保温处理10-15min，冷却到室温后得到第二预制液；
S3、制备防污涂层溶液：将S1得到的第一预制液和S2得到的第二预制液相互混合，搅拌均匀后得到防污涂层溶液；
S4、喷涂：将S3得到的防污涂层溶液用毛刷均匀的涂覆在支撑板的表面；
S5、阴烘：将S4得到的支撑板在阴凉通风处烘干6-8h。
进一步的，所述S1中，将环氧树脂、聚四氟乙烯、聚碳酸酯和丙酮搅拌均匀后加入到反应釜内，将反应釜内整体温度加热至125℃，保温处理1.2h，冷却到室温后得到第一预制液。
进一步的，所述S2中，将乙酸乙酯、丙烯酸、聚甲基丙烯酸酯、乙二胺四乙酸二钠和碳酸亚乙烯酯混合均匀后加热至73℃，保温处理12min，冷却到室温后得到第二预制液。
通过采用上述技术方案，支撑板表面的防污涂层能够防止灰尘积累在支撑板表面难以清洗。
综上所述，本发明主要具有以下有益效果：
一、当操作者利用装置进行焊接模拟和考评时，操作者可以将用于焊接模拟和考评的模拟待焊件通过连杆机构上的抓取机构进行抓取，被抓取的模拟待焊件可以通过连杆机构进行笛卡尔坐标系中x-y 平面内位置的调节，通过利用旋转气缸可以带动基座转动，可以带动滑动座转动，继而能够方便调节模拟待焊件的空间角度，再结合利用竖直滑移的滑动座能够实现对抓取机构抓取的模拟待焊件的三维位置调节；
二、当进行焊接模拟和考评时，启动3D打印设备，3D打印设备通过软管端部向枪头模拟装置中喷入打印材料，之后操作者可以手握焊接模拟用焊枪进行焊接操作，通过利用打印材料来取代传统的热熔焊材进行模拟和考评，基于增材制造技术的焊接机器人模拟装置相比使用传统焊材的安全性高，适宜多种年级段的学生使用进行模拟操作和考评，且相比用传统焊材进行操作和考评来说，节省了较多的传统焊材，较为环保，成本也较为低廉。
附图说明
图1为本发明提供的一种实施方式的结构示意图之一；
图2为图1中A部的放大结构示意图；
图3为图1中B部的放大结构示意图；
图4为本发明提供的一种实施方式的结构示意图之二；
图5为图4中C部的放大结构示意图；
图6为图4中D部的放大结构示意图；
图7为图4中E部的放大结构示意图；
图8为本发明提供的一种实施方式的结构示意图之三；
图9为图8中F部的放大结构示意图；
图10为本发明提供的一种实施方式的结构剖视图。
图中：1、支撑板；2、3D打印设备；21、软管；211、枪头模拟装置；212、焊接模拟用焊枪；10、基座；100、滑动座；11、旋转气缸；101、固定杆；3、连杆机构；4、抓取机构；30、匚字形板；31、第一连杆；32、第二连杆；33、第三连杆；301、第一伺服电机；311、第二伺服电机；321、第三伺服电机；3011、第一齿轮；3012、第二齿轮；3111、第三齿轮；3112、第四齿轮；3211、第五齿轮；3212、第六齿轮；41、固定板；42、第四伺服电机；421、螺杆；43、滑动板； 44、第一抓板；45、第二抓板；46、第一导向杆；461、第一导向孔； 451、弹簧；452、夹板；102、液压缸；103、第二导向杆；1031、第二导向孔；104、环板；1041、角度刻度线；105、指针；12、圆杆；121、半圆形卡块。
具体实施方式
以下结合附图1-10对本发明作进一步详细说明。
实施例1
参考图1，一种基于增材制造技术的焊接机器人模拟装置，包括支撑板1，其中在支撑板1上方固定有3D打印设备2，在3D打印设备2的输出头处连接有软管21，软管21的另一端与枪头模拟装置211 连接，枪头模拟装置211内有供软管21中模拟焊接用的打印材料流入的空槽，在枪头模拟装置211端部具有与空槽内部连通的开口，打印材料可以经过软管21流入到枪头模拟装置211内的空槽内，之后再从枪头模拟装置211的开口处流出，进而模拟焊接时熔融的焊缝；为了更逼真的模拟焊接实战，将枪头模拟装置211与焊接模拟用焊枪 212的一端连接，焊接模拟用焊枪212与常见的手工焊枪类似，用于模拟常见的焊枪；其中焊接模拟用焊枪212拆卸连接在支撑板1上；在对待模拟焊接的模拟待焊件进行焊接时，需要将模拟待焊件抓取住，为了达到这个目的，在支撑板1的上方还转动连接有基座10，在支撑板1的底面固定有旋转气缸11(参考图10)的缸体，在基座10 的底部还固定有固定杆101(参考图10)，其中旋转气缸11的活塞杆端部固定在固定杆101端部，在基座10的上方沿竖直方向滑动连接有滑动座100，其中在滑动座100上连接有连杆机构3，在连杆机构3上连接有抓取机构4，利用连杆机构3和抓取机构4将模拟焊接用的焊料抓取，实现机械手的目的；故当操作者利用装置进行焊接模拟和考评时，操作者可以将用于焊接模拟和考评的模拟待焊件通过连杆机构3上的抓取机构4进行抓取，被抓取的模拟待焊件可以通过连杆机构3进行笛卡尔坐标系中x-y平面内位置的调节，通过利用旋转气缸11可以带动基座10转动，可以带动滑动座100转动，继而能够方便调节模拟待焊件的空间角度，再结合利用竖直滑移的滑动座100 能够实现对抓取机构4抓取的模拟待焊件的三维位置调节；当进行焊接模拟和考评时，启动3D打印设备2，3D打印设备2通过软管21 端部向枪头模拟装置211中喷入打印材料，之后操作者可以手握焊接模拟用焊枪212进行焊接操作，通过利用打印材料来取代传统的热熔焊材进行模拟和考评；故基于增材制造技术的焊接机器人模拟装置相比使用传统焊材的安全性高，适宜多种年级段的学生使用进行模拟操作和考评，且相比用传统焊材进行操作和考评来说，节省了较多的传统焊材，较为环保，成本也较为低廉。
参考图3、图4、图5和图6，其中连杆机构3包括匚字形板30、第一连杆31、第二连杆32、第三连杆33、第一伺服电机301、第一齿轮3011、第二齿轮3012、第二伺服电机311、第三齿轮3111、第四齿轮3112、第三伺服电机321、第五齿轮3211和第六齿轮3212，其中匚字形板30固定在滑动座100上，第一连杆31的一端铰接在匚字形板30上，第一连杆31的另一端铰接在第二连杆32的端部，第二连杆32的另一端铰接在第三连杆33的端部，第一伺服电机301固定在匚字形板30上，第一齿轮3011固定在第一伺服电机301的电机轴上，第二齿轮3012固定在第一连杆31与匚字形板30之间的铰接轴外部，其中第一齿轮3011与第二齿轮3012之间相互啮合，第二伺服电机311固定在第一连杆31上，第三齿轮3111固定在第二伺服电机 311的电机轴上，第四齿轮3112固定在第二连杆32与第一连杆31之间的铰接轴外部，其中第三齿轮3111与第四齿轮3112之间相互啮合，第三伺服电机321固定在第二连杆32上，第五齿轮3211固定在第三伺服电机321的电机轴上，第六齿轮3212固定在第三连杆33与第二连杆32的铰接轴外部，其中第五齿轮3211与第六齿轮3212之间相互啮合，抓取机构4连接在第三连杆33端部；当启动第一伺服电机 301时，第一伺服电机301将带动第一齿轮3011转动，通过利用第一齿轮3011和第二齿轮3012的啮合带动铰接的第一连杆31摆动，使得第一连杆31发生位置的改变；当启动第二伺服电机311时将带动第三齿轮3111转动，通过利用第三齿轮3111和第四齿轮3112的啮合将带动铰接的第二连杆32摆动，使得第二连杆32发生位置的改变；当启动第三伺服电机321时，第三伺服电机321将带动第五齿轮3211 转动，通过第五齿轮3211和第六齿轮3212的啮合带动铰接的第三连杆33摆动，使得第三连杆33发生位置的改变；通过利用第一连杆31、第二连杆32和第三连杆33能够灵活的改变第三连杆33连接的抓取机构4的位置。
参考图1、图2和图7，其中抓取机构4包括固定板41、第四伺服电机42、螺杆421、第一导向杆46、第一导向孔461、滑动板43、第一抓板44和第二抓板45，其中固定板41固定在第三连杆33端部，第四伺服电机42固定在固定板41上，螺杆421固定在第四伺服电机 42的电机轴上，第一导向杆46固定在固定板41上，滑动板43滑动连接在第一导向杆46外部，在滑动板43上开设有与第一导向杆46 配合的第一导向孔461，其中滑动板43与螺杆421之间螺纹连接，第一抓板44固定在固定板41底面，第二抓板45固定在滑动板43底面；当抓取机构4抓取时，需要启动第四伺服电机42，第四伺服电机42 将带动螺杆421转动，在导向杆的导向下带动滑动板43在螺杆421 外部滑移，使得固定板41上的第一抓板44和滑动板43上的第二抓板45相互靠近，从而能够将模拟待焊件夹住固定；为了更紧密的将待模拟待焊件抓取在抓取机构4上，将第二抓板45在靠近第一抓板 44的一面固定有两个弹簧451，将两个弹簧451的另一端均固定在夹板452上，通过利用夹板452和弹簧451，可以使得被抓取的模拟待焊件被抓取在第一抓板44和夹板452之间，夹板452和第二抓板45 之间的弹簧451能够提供弹性力，使得模拟待焊件被抓取的更稳。
参考图10，为了驱动滑动座100在基座10上方竖直滑移，在基座10上固定有液压缸102的缸体，将液压缸102的活塞杆端部固定在滑动座100的底面，同时在基座10上方还固定有两个第二导向杆 103，同时在滑动座100上开设有两个供第二导向杆103穿过的第二导向孔1031，通过利用基座10上固定的液压缸102能够带动滑动座 100竖直升降，在第二导向杆103和第二导向孔1031的配合之下将使得滑动座100稳定的竖直滑移。
参考图8和图9，为了方便操作者辨别基座10转动的角度，将支撑板1在基座10的外部固定有与基座10同心的环板104，同时在环板104的表面开设有密布的角度刻度线1041，同时在基座10上固定有指针105，通过利用指针105和环板104上角度刻度线1041的配合能够方便操作者判断旋转气缸11带动基座10旋转到达的位置。
参考图1，为了实现焊接模拟用焊枪212与支撑板1之间的拆卸和连接，在支撑板1的上方还固定有圆杆12，将圆杆12在远离支撑板1的一端固定有用于卡接焊接模拟用焊枪212的半圆形卡块121，通过利用半圆形卡块121能够将焊接模拟用焊枪212卡接在半圆形卡块121内，从而将其拆卸连接在支撑板1上方。
上述中的3D打印设备2可以选用上海联泰科技股份有限公司生产的lite 300，其参数如下：成型厚度为0.05－0.25mm，Z轴定位精度≤±8μm，操作系统为Windows 7，控制软件为UnionTechTM RSCON，数据格式为STL。由于模拟装置中只需要3D打印设备2能够从其打印喷头喷出热熔打印材料即可，故3D打印设备2不限于这一种型号。
实施例2
与实施例1的不同之处在于在支撑板1的表面涂覆有一层防污涂层，由于模拟焊接在支撑板1上方进行操作，在模拟焊接时焊料可能会掉在支撑板1上，为了防止支撑板1表面变得脏污而难以清洗，故在支撑板1表面涂覆有一层防污涂层，故提供了一种防污涂层的制备方法，其具有制备流程短、制备简单的优点，其中支撑板1表面防污涂层的制备方法如下：
取以下以重量计各组分原料备用：环氧树脂50份、聚四氟乙烯 10份、聚碳酸酯6份、丙酮60份、乙酸乙酯8份、丙烯酸10份、聚甲基丙烯酸酯6份、乙二胺四乙酸二钠4份、碳酸亚乙烯酯4份；
S1、制备第一预制液：将环氧树脂、聚四氟乙烯、聚碳酸酯和丙酮搅拌均匀后加入到反应釜内，将反应釜内整体温度加热至125℃，保温处理1.2h，冷却到室温后得到第一预制液；
S2、制备第二预制液：将乙酸乙酯、丙烯酸、聚甲基丙烯酸酯、乙二胺四乙酸二钠和碳酸亚乙烯酯混合均匀后加热至73℃，保温处理12min，冷却到室温后得到第二预制液；
S3、制备防污涂层溶液：将S1得到的第一预制液和S2得到的第二预制液相互混合，搅拌均匀后得到防污涂层溶液；
S4、喷涂：将S3得到的防污涂层溶液用毛刷均匀的涂覆在支撑板1的表面；
S5、阴烘：将S4得到的支撑板1在阴凉通风处烘干7h。
实施例3
与实施例2的不同之处在于支撑板1表面防污涂层的制备，其中防污涂层的制备方法如下：
取以下以重量计各组分原料备用：环氧树脂55份、聚四氟乙烯 18份、聚碳酸酯7份、丙酮64份、乙酸乙酯8份、丙烯酸10份、聚甲基丙烯酸酯6份、乙二胺四乙酸二钠4份、碳酸亚乙烯酯4份；
S1、制备第一预制液：将环氧树脂、聚四氟乙烯、聚碳酸酯和丙酮搅拌均匀后加入到反应釜内，将反应釜内整体温度加热至125℃，保温处理1.2h，冷却到室温后得到第一预制液；
S2、制备第二预制液：将乙酸乙酯、丙烯酸、聚甲基丙烯酸酯、乙二胺四乙酸二钠和碳酸亚乙烯酯混合均匀后加热至73℃，保温处理12min，冷却到室温后得到第二预制液；
S3、制备防污涂层溶液：将S1得到的第一预制液和S2得到的第二预制液相互混合，搅拌均匀后得到防污涂层溶液；
S4、喷涂：将S3得到的防污涂层溶液用毛刷均匀的涂覆在支撑板1的表面；
S5、阴烘：将S4得到的支撑板1在阴凉通风处烘干7h。
实施例4
与实施例2的不同之处在于支撑板1表面防污涂层的制备，其中防污涂层的制备方法如下：
取以下以重量计各组分原料备用：环氧树脂55份、聚四氟乙烯 18份、聚碳酸酯7份、丙酮64份、乙酸乙酯9份、丙烯酸12份、聚甲基丙烯酸酯8份、乙二胺四乙酸二钠4份、碳酸亚乙烯酯4份；
S1、制备第一预制液：将环氧树脂、聚四氟乙烯、聚碳酸酯和丙酮搅拌均匀后加入到反应釜内，将反应釜内整体温度加热至125℃，保温处理1.2h，冷却到室温后得到第一预制液；
S2、制备第二预制液：将乙酸乙酯、丙烯酸、聚甲基丙烯酸酯、乙二胺四乙酸二钠和碳酸亚乙烯酯混合均匀后加热至73℃，保温处理12min，冷却到室温后得到第二预制液；
S3、制备防污涂层溶液：将S1得到的第一预制液和S2得到的第二预制液相互混合，搅拌均匀后得到防污涂层溶液；
S4、喷涂：将S3得到的防污涂层溶液用毛刷均匀的涂覆在支撑板1的表面；
S5、阴烘：将S4得到的支撑板1在阴凉通风处烘干7h。
实施例5
与实施例2的不同之处在于支撑板1表面防污涂层的制备，其中防污涂层的制备方法如下：
取以下以重量计各组分原料备用：环氧树脂58份、聚四氟乙烯 22份、聚碳酸酯7份、丙酮64份、乙酸乙酯9份、丙烯酸12份、聚甲基丙烯酸酯8份、乙二胺四乙酸二钠6份、碳酸亚乙烯酯5份；
S1、制备第一预制液：将环氧树脂、聚四氟乙烯、聚碳酸酯和丙酮搅拌均匀后加入到反应釜内，将反应釜内整体温度加热至125℃，保温处理1.2h，冷却到室温后得到第一预制液；
S2、制备第二预制液：将乙酸乙酯、丙烯酸、聚甲基丙烯酸酯、乙二胺四乙酸二钠和碳酸亚乙烯酯混合均匀后加热至73℃，保温处理12min，冷却到室温后得到第二预制液；
S3、制备防污涂层溶液：将S1得到的第一预制液和S2得到的第二预制液相互混合，搅拌均匀后得到防污涂层溶液；
S4、喷涂：将S3得到的防污涂层溶液用毛刷均匀的涂覆在支撑板1的表面；
S5、阴烘：将S4得到的支撑板1在阴凉通风处烘干7h。
实施例6
与实施例2的不同之处在于支撑板1表面防污涂层的制备，其中防污涂层的制备方法如下：
取以下以重量计各组分原料备用：环氧树脂58份、聚四氟乙烯 22份、聚碳酸酯7份、丙酮64份、乙酸乙酯9份、丙烯酸12份、聚甲基丙烯酸酯8份、乙二胺四乙酸二钠6份、碳酸亚乙烯酯5份；
S1、制备第一预制液：将环氧树脂、聚四氟乙烯、聚碳酸酯和丙酮搅拌均匀后加入到反应釜内，将反应釜内整体温度加热至123℃，保温处理1.5h，冷却到室温后得到第一预制液；
S2、制备第二预制液：将乙酸乙酯、丙烯酸、聚甲基丙烯酸酯、乙二胺四乙酸二钠和碳酸亚乙烯酯混合均匀后加热至72℃，保温处理12min，冷却到室温后得到第二预制液；
S3、制备防污涂层溶液：将S1得到的第一预制液和S2得到的第二预制液相互混合，搅拌均匀后得到防污涂层溶液；
S4、喷涂：将S3得到的防污涂层溶液用毛刷均匀的涂覆在支撑板1的表面；
S5、阴烘：将S4得到的支撑板1在阴凉通风处烘干7h。
实施例7
与实施例2的不同之处在于支撑板1表面防污涂层的制备，其中防污涂层的制备方法如下：
取以下以重量计各组分原料备用：环氧树脂58份、聚四氟乙烯 22份、聚碳酸酯7份、丙酮64份、乙酸乙酯9份、丙烯酸12份、聚甲基丙烯酸酯8份、乙二胺四乙酸二钠6份、碳酸亚乙烯酯5份；
S1、制备第一预制液：将环氧树脂、聚四氟乙烯、聚碳酸酯和丙酮搅拌均匀后加入到反应釜内，将反应釜内整体温度加热至126℃，保温处理1.5h，冷却到室温后得到第一预制液；
S2、制备第二预制液：将乙酸乙酯、丙烯酸、聚甲基丙烯酸酯、乙二胺四乙酸二钠和碳酸亚乙烯酯混合均匀后加热至74℃，保温处理12min，冷却到室温后得到第二预制液；
S3、制备防污涂层溶液：将S1得到的第一预制液和S2得到的第二预制液相互混合，搅拌均匀后得到防污涂层溶液；
S4、喷涂：将S3得到的防污涂层溶液用毛刷均匀的涂覆在支撑板1的表面；
S5、阴烘：将S4得到的支撑板1在阴凉通风处烘干7h。
实施例8
与实施例2的不同之处在于支撑板1表面防污涂层的制备，其中防污涂层的制备方法如下：
取以下以重量计各组分原料备用：环氧树脂62份、聚四氟乙烯 28份、聚碳酸酯10份、丙酮80份、乙酸乙酯11份、丙烯酸13份、聚甲基丙烯酸酯10份、乙二胺四乙酸二钠8份、碳酸亚乙烯酯6份；
S1、制备第一预制液：将环氧树脂、聚四氟乙烯、聚碳酸酯和丙酮搅拌均匀后加入到反应釜内，将反应釜内整体温度加热至123℃，保温处理1.5h，冷却到室温后得到第一预制液；
S2、制备第二预制液：将乙酸乙酯、丙烯酸、聚甲基丙烯酸酯、乙二胺四乙酸二钠和碳酸亚乙烯酯混合均匀后加热至72℃，保温处理12min，冷却到室温后得到第二预制液；
S3、制备防污涂层溶液：将S1得到的第一预制液和S2得到的第二预制液相互混合，搅拌均匀后得到防污涂层溶液；
S4、喷涂：将S3得到的防污涂层溶液用毛刷均匀的涂覆在支撑板1的表面；
S5、阴烘：将S4得到的支撑板1在阴凉通风处烘干7h。
对实施例2-8中涂覆有防污涂层的支撑板1进行表面硬度和剥离强度的测试，为了便于比较，所有实施例的数据基于实施例2的数据进行归一化。
表1
由上可知，由于实施例6中支撑板1的表面硬度和剥离强度的测试结果比其他涂覆有防污涂层的实施例都要高，故实施例6中给出的防污涂层的制备方法是最优选择。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (10)
1.一种基于增材制造技术的焊接机器人模拟装置，包括支撑板(1)，其特征在于：所述支撑板(1)上方固定有3D打印设备(2)，所述3D打印设备(2)的输出头处连接有软管(21)，所述软管(21)的另一端与枪头模拟装置(211)连接，所述枪头模拟装置(211)与焊接模拟用焊枪(212)的一端连接，所述焊接模拟用焊枪(212)拆卸连接在所述支撑板(1)上，所述支撑板(1)的上方还转动连接有基座(10)，所述支撑板(1)的底面固定有旋转气缸(11)的缸体，所述基座(10)的底部还固定有固定杆(101)，所述旋转气缸(11)的活塞杆端部固定在所述固定杆(101)端部，所述基座(10)的上方沿竖直方向滑动连接有滑动座(100)，所述滑动座(100)上连接有连杆机构(3)，所述连杆机构(3)上连接有抓取机构(4)。
2.根据权利要求1所述的一种基于增材制造技术的焊接机器人模拟装置，其特征在于：所述连杆机构(3)包括匚字形板(30)、第一连杆(31)、第二连杆(32)、第三连杆(33)、第一伺服电机(301)、第一齿轮(3011)、第二齿轮(3012)、第二伺服电机(311)、第三齿轮(3111)、第四齿轮(3112)、第三伺服电机(321)、第五齿轮(3211)和第六齿轮(3212)，所述匚字形板(30)固定在所述滑动座(100)上，所述第一连杆(31)的一端铰接在所述匚字形板(30)上，所述第一连杆(31)的另一端铰接在所述第二连杆(32)的端部，所述第二连杆(32)的另一端铰接在所述第三连杆(33)的端部，所述第一伺服电机(301)固定在所述匚字形板(30)上，所述第一齿轮(3011)固定在所述第一伺服电机(301)的电机轴上，所述第二齿轮(3012)固定在所述第一连杆(31)与所述匚字形板(30)之间的铰接轴外部，所述第一齿轮(3011)与所述第二齿轮(3012)之间相互啮合，所述第二伺服电机(311)固定在所述第一连杆(31)上，所述第三齿轮(3111)固定在所述第二伺服电机(311)的电机轴上，所述第四齿轮(3112)固定在所述第二连杆(32)与所述第一连杆(31)之间的铰接轴外部，所述第三齿轮(3111)与所述第四齿轮(3112)之间相互啮合，所述第三伺服电机(321)固定在所述第二连杆(32)上，所述第五齿轮(3211)固定在所述第三伺服电机(321)的电机轴上，所述第六齿轮(3212)固定在所述第三连杆(33)与所述第二连杆(32)的铰接轴外部，所述第五齿轮(3211)与所述第六齿轮(3212)之间相互啮合，所述抓取机构(4)连接在所述第三连杆(33)端部。
3.根据权利要求2所述的一种基于增材制造技术的焊接机器人模拟装置，其特征在于：所述抓取机构(4)包括固定板(41)、第四伺服电机(42)、螺杆(421)、第一导向杆(46)、第一导向孔(461)、滑动板(43)、第一抓板(44)和第二抓板(45)，所述固定板(41)固定在所述第三连杆(33)端部，所述第四伺服电机(42)固定在所述固定板(41)上，所述螺杆(421)固定在所述第四伺服电机(42)的电机轴上，所述第一导向杆(46)固定在所述固定板(41)上，所述滑动板(43)滑动连接在所述第一导向杆(46)外部，所述滑动板(43)上开设有与所述第一导向杆(46)配合的所述第一导向孔(461)，所述滑动板(43)与所述螺杆(421)之间螺纹连接，所述第一抓板(44)固定在所述固定板(41)底面，所述第二抓板(45)固定在所述滑动板(43)底面。
4.根据权利要求3所述的一种基于增材制造技术的焊接机器人模拟装置，其特征在于：所述第二抓板(45)在靠近所述第一抓板(44)的一面固定有若干个弹簧(451)，若干个所述弹簧(451)的另一端均固定在夹板(452)上。
5.根据权利要求1所述的一种基于增材制造技术的焊接机器人模拟装置，其特征在于：所述基座(10)上固定有液压缸(102)的缸体，所述液压缸(102)的活塞杆端部固定在所述滑动座(100)的底面，所述基座(10)上方还固定有若干个第二导向杆(103)，所述滑动座(100)上开设有若干个供所述第二导向杆(103)穿过的第二导向孔(1031)。
6.根据权利要求1所述的一种基于增材制造技术的焊接机器人模拟装置，其特征在于：所述支撑板(1)在所述基座(10)的外部固定有与所述基座(10)同心的环板(104)，所述环板(104)的表面开设有密布的角度刻度线(1041)，所述基座(10)上固定有指针(105)。
7.根据权利要求1所述的一种基于增材制造技术的焊接机器人模拟装置，其特征在于：所述支撑板(1)的上方还固定有圆杆(12)，所述圆杆(12)在远离所述支撑板(1)的一端固定有用于卡接所述焊接模拟用焊枪(212)的半圆形卡块(121)。
8.根据权利要求1所述的一种基于增材制造技术的焊接机器人模拟装置，其特征在于：所述支撑板(1)的表面还涂覆有一层防污涂层，所述防污涂层由如下方法制备：
取以下以重量计各组分原料备用：环氧树脂50-62份、聚四氟乙烯10-28份、聚碳酸酯6-10份、丙酮60-80份、乙酸乙酯8-11份、丙烯酸10-13份、聚甲基丙烯酸酯6-10份、乙二胺四乙酸二钠4-8份、碳酸亚乙烯酯4-6份；
S1、制备第一预制液：将环氧树脂、聚四氟乙烯、聚碳酸酯和丙酮搅拌均匀后加入到反应釜内，将反应釜内整体温度加热至123-126℃，保温处理1-1.5h，冷却到室温后得到第一预制液；
S2、制备第二预制液：将乙酸乙酯、丙烯酸、聚甲基丙烯酸酯、乙二胺四乙酸二钠和碳酸亚乙烯酯混合均匀后加热至72-74℃，保温处理10-15min，冷却到室温后得到第二预制液；
S3、制备防污涂层溶液：将S1得到的第一预制液和S2得到的第二预制液相互混合，搅拌均匀后得到防污涂层溶液；
S4、喷涂：将S3得到的防污涂层溶液用毛刷均匀的涂覆在支撑板(1)的表面；
S5、阴烘：将S4得到的支撑板(1)在阴凉通风处烘干6-8h。
9.根据权利要求8所述的一种防污涂层的制备方法，其特征在于：所述S1中，将环氧树脂、聚四氟乙烯、聚碳酸酯和丙酮搅拌均匀后加入到反应釜内，将反应釜内整体温度加热至125℃，保温处理1.2h，冷却到室温后得到第一预制液。
10.根据权利要求8所述的一种防污涂层的制备方法，其特征在于：所述S2中，将乙酸乙酯、丙烯酸、聚甲基丙烯酸酯、乙二胺四乙酸二钠和碳酸亚乙烯酯混合均匀后加热至73℃，保温处理12min，冷却到室温后得到第二预制液。
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