CN109822268B - 一种用于圆锥与球贯交焊接的机器人装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于圆锥与球贯交焊接的机器人装置。我国在五十年代开始发展自动化焊接设备，由于相比发达国家起步较晚，基础比较薄弱，导致压力容器焊接机器人比较落后，从而使得该类焊接机器人没有得到很好的开发与应用。本发明涉及一种用于圆锥与球贯交焊接的机器人装置，其中：连杆一的一端由转动副二和滑杆联接，连杆一的另一端由转动副三和连杆四联接，连杆二的一端由转动副四和连杆四联接，连杆二的另一端由转动副五和连架杆联接，连架杆由转动副六和外部机架联接，连杆三的一端由转动副七和连架杆联接，连杆三的另一端由转动副八和连杆四联接，焊枪导向装置固结在滑杆上。本焊接装置结构简单、控制方便、应用范围广等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种焊接机器人装置，为圆锥与球正贯、斜贯和偏贯提供一种新型焊接机器人装置。
背景技术
随着焊接技术高速发展，焊接自动化和焊接智能化已成为焊接产业中增长最快的部分，焊接机器人作为焊接自动化的典型代表，越来越受到人们的重视。
管桁架结构具有造型美观、稳定性好、结构跨度大、施工速度快等特点，在各种体育场馆、会展中心、候机大楼等现代建筑中得到了广泛的应用。随着建筑物的造型变得越来越优美，导致建筑结构变得越来越复杂，施工难度也就越来越大。在焊接生产中，圆锥管道与球插接形成的焊缝为空间曲线，焊接起来有一定的难度，目前此类焊缝的焊接主要由人工完成，人工焊接工作环境恶劣、生产周期长、工作效率低、难保证焊接质量，迫切需要研制针对该类焊缝的焊接机器人。我国在五十年代开始发展自动化焊接设备，由于相比发达国家起步较晚，基础比较薄弱，导致压力容器焊接机器人比较落后，从而使得该类焊接机器人没有得到很好的开发与应用。
发明内容
(一)解决的技术问题
本发明的目的主要是为了针对上述技术问题，而提供一种用于圆锥与球贯交焊接的机器人装置。
(二)技术方案
本发明的技术方案：一种用于圆锥与球贯交焊接的机器人装置，包括转动副一、转轴、转动副二、连杆一、滑杆、焊枪导向装置、转动副三、转动副四、连杆二、转动副五、连架杆、转动副六、转动副七、连杆三、转动副八、连杆四、移动副、待焊接圆锥、待焊接球；其中：转轴的一端由转动副一和外部机架联接，转轴的另一端由移动副和滑杆联接，连杆一的一端由转动副二和滑杆联接，连杆一的另一端由转动副三和连杆四联接，连杆二的一端由转动副四和连杆四联接，连杆二的另一端由转动副五和连架杆联接，连架杆由转动副六和外部机架联接，连杆三的一端由转动副七和连架杆联接，连杆三的另一端由转动副八和连杆四联接，焊枪导向装置固结在滑杆上，待焊接球放置在外部机架上，待焊接圆锥放置在待焊接球上。
一种用于圆锥与球贯交焊接的机器人装置，其中：转动副一的转动轴线与转动副二的转动轴线平行，转动副三和转动副二的转动轴线相互垂直，且与转动副六的转动轴线相互平行。
一种用于圆锥与球贯交焊接的机器人装置，其中：转动副四、转动副五、转动副七和转动副八的转动轴线相互平行，且与转动副三的转动轴线垂直。
一种用于圆锥与球贯交焊接的机器人装置，其中：连杆四与连架杆的杆长相等，连杆二与连杆三的杆长相等。
一种用于圆锥与球贯交焊接的机器人装置，其中：转动副三、转动副六分别放置于连杆四、连架杆的中点处。
一种用于圆锥与球贯交焊接的机器人装置，其中：转动副二的转动轴线、连杆一末端的延长线以及焊枪导向装置的末端指向三者相交于一点。
一种用于圆锥与球贯交焊接的机器人装置，其中：滑杆、连杆一、连杆四、连杆二、连架杆、连杆三的杆长均可调节，转轴上转动副一的转动轴线与移动副滑动轴线所形成的夹角以及滑杆上转动副二的转动轴线与移动副滑动轴线所形成的夹角均可调节。
一种用于圆柱与球贯交焊接的机器人装置，其中：转动副四、转动副五、转动副七和转动副八组成的平行四边形机构能被四个球副与两个转动副组成的平行四边形机构替代。
(三)有益效果
本发明的优点在于：本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种用于圆锥与球正贯、斜贯和偏贯焊接的新型机器人机构，这类机构具有结构简单、控制方便、应用范围广等优点。
除了上述所描述的目的、特征和优点外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明进一步说明。
附图说明
附图1为本发明的焊接机器人装置的实施例之一的结构简图示意图。
附图2为本发明的装置用于圆锥与球贯交焊接时的安装实施例之一的示意图。
附图标记：转动副一1、转轴2、转动副二3、连杆一4、滑杆5、焊枪导向装置6、转动副三7、转动副四8、连杆二9、转动副五10、连架杆11、转动副六12、转动副七13、连杆三14、转动副八15、连杆四16、移动副17、待焊接圆锥18、待焊接球19。
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。
实施例1、请参阅图1-图2，一种用于圆锥与球贯交焊接的机器人装置，包括转动副一1、转轴2、转动副二3、连杆一4、滑杆5、焊枪导向装置6、转动副三7、转动副四8、连杆二9、转动副五10、连架杆11、转动副六12、转动副七13、连杆三14、转动副八15、连杆四16、移动副17、待焊接圆锥18、待焊接球19；其中：转轴2的一端由转动副一1和外部机架联接，转轴2的另一端由移动副17和滑杆5联接，连杆一4的一端由转动副二3和滑杆5联接，连杆一4的另一端由转动副三7和连杆四16联接，连杆二9的一端由转动副四8和连杆四16联接，连杆二9的另一端由转动副五10和连架杆11联接，连架杆11由转动副六12和外部机架联接，连杆三14的一端由转动副七13和连架杆11联接，连杆三14的另一端由转动副八15和连杆四16联接，焊枪导向装置6固结在滑杆5上，待焊接球19放置在外部机架上，待焊接圆锥18放置在待焊接球19上。
实施例2、请参阅图1和图2，一种用于圆锥与球贯交焊接的机器人装置，其中：转动副一1的转动轴线与转动副二3的转动轴线平行，转动副三7和转动副二3的转动轴线相互垂直，且与转动副六12的转动轴线相互平行。其余同实施例1。
实施例3、请参阅图1和图2，一种用于圆锥与球贯交焊接的机器人装置，其中：转动副四8、转动副五10、转动副七13和转动副八15的转动轴线相互平行，且与转动副三7的转动轴线垂直。其余同实施例1。
实施例4、请参阅图1和图2，一种用于圆锥与球贯交焊接的机器人装置，其中：连杆四16与连架杆11的杆长相等，连杆二9与连杆三14的杆长相等。其余同实施例1。
实施例5、请参阅图1和图2，一种用于圆锥与球贯交焊接的机器人装置，其中：转动副三7、转动副六12分别放置于连杆四16、连架杆11的中点处。其余同实施例1。
实施例6、请参阅图1和图2，一种用于圆锥与球贯交焊接的机器人装置，其中：转动副二3的转动轴线、连杆一4末端的延长线以及焊枪导向装置6的末端指向三者相交于一点。其余同实施例1。
实施例7、请参阅图1和图2，一种用于圆锥与球贯交焊接的机器人装置，其中：滑杆5、连杆一4、连杆四16、连杆二9、连架杆11、连杆三14的杆长均可调节，转轴2上转动副一1的转动轴线与移动副17滑动轴线所形成的夹角以及滑杆5上转动副二3的转动轴线与移动副17滑动轴线所形成的夹角均可调节。其余同实施例1。
实施例8、请参阅图1和图2，一种用于圆锥与球贯交焊接的机器人装置，其中：转动副四8、转动副五10、转动副七13和转动副八15组成的平行四边形机构能被四个球副与两个转动副组成的平行四边形机构替代。其余同实施例1。
工作原理：
转轴2的轴线与待焊接圆锥18的轴线重合，转轴2上转动副一1的转动轴线与移动副17滑动轴线所形成的夹角调节后的角度以及滑杆5上转动副二3的转动轴线与移动副17滑动轴线所形成的夹角调节后的角度均等于待焊接圆锥18锥角的一半，连杆二9以及连杆三14调节后的杆长等于待焊接球19的半径，连杆一4调节后的杆长等于转动副六12到待焊接球19球心的距离，且调节后的杆长大于等于球的直径，连杆四16以及连架杆11调节后的杆长大于等于球的直径。由于机构自由度等于一，因此仅需驱动转轴2即可实现焊枪沿待焊接圆锥面与球面间的相贯线进行运动。
需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.一种用于圆锥与球贯交焊接的机器人装置，包括转动副一（1）、转轴（2）、转动副二（3）、连杆一（4）、滑杆（5）、焊枪导向装置（6）、转动副三（7）、转动副四（8）、连杆二（9）、转动副五（10）、连架杆（11）、转动副六（12）、转动副七（13）、连杆三（14）、转动副八（15）、连杆四（16）、移动副（17）、待焊接圆锥（18）、待焊接球（19）；其特征在于：转轴（2）的一端由转动副一（1）和外部机架联接，转轴（2）的另一端由移动副（17）和滑杆（5）联接，连杆一（4）的一端由转动副二（3）和滑杆（5）联接，连杆一（4）的另一端由转动副三（7）和连杆四（16）联接，连杆二（9）的一端由转动副四（8）和连杆四（16）联接，连杆二（9）的另一端由转动副五（10）和连架杆（11）联接，连架杆（11）由转动副六（12）和外部机架联接，连杆三（14）的一端由转动副七（13）和连架杆（11）联接，连杆三（14）的另一端由转动副八（15）和连杆四（16）联接，焊枪导向装置（6）固结在滑杆（5）上，待焊接球（19）放置在外部机架上，待焊接圆锥（18）放置在待焊接球（19）上，
其中：转动副一（1）的转动轴线与转动副二（3）的转动轴线平行，转动副三（7）和转动副二（3）的转动轴线相互垂直，且与转动副六（12）的转动轴线相互平行，转动副四（8）、转动副五（10）、转动副七（13）和转动副八（15）的转动轴线相互平行，且与转动副三（7）的转动轴线垂直，连杆四（16）与连架杆（11）的杆长相等，连杆二（9）与连杆三（14）的杆长相等，转动副二（3）的转动轴线、连杆一（4）末端的延长线以及焊枪导向装置（6）的末端指向三者相交于一点；
转轴（2）的轴线与待焊接圆锥（18）的轴线重合，转轴（2）上转动副一（1）的转动轴线与移动副（17）滑动轴线所形成的夹角调节后的角度以及滑杆（5）上转动副二（3）的转动轴线与移动副（17）滑动轴线所形成的夹角调节后的角度均等于待焊接圆锥（18）锥角的一半，连杆二（9）以及连杆三（14）调节后的杆长等于待焊接球（19）的半径，连杆一（4）调节后的杆长等于转动副六（12）到待焊接球（19）球心的距离，且调节后的杆长大于等于球的直径，连杆四（16）以及连架杆（11）调节后的杆长大于等于球的直径。
2.根据权利要求1所述的一种用于圆锥与球贯交焊接的机器人装置，其特征在于：转动副三（7）、转动副六（12）分别放置于连杆四（16）、连架杆（11）的中点处。
3.根据权利要求1所述的一种用于圆锥与球贯交焊接的机器人装置，其特征在于：滑杆（5）、连杆一（4）、连杆四（16）、连杆二（9）、连架杆（11）、连杆三（14）的杆长均可调节，转轴（2）上转动副一（1）的转动轴线与移动副（17）滑动轴线所形成的夹角以及滑杆（5）上转动副二（3）的转动轴线与移动副（17）滑动轴线所形成的夹角均可调节。
4.根据权利要求1所述的一种用于圆锥与球贯交焊接的机器人装置，其特征在于：转动副四（8）、转动副五（10）、转动副七（13）和转动副八（15）组成的平行四边形机构能被四个球副与两个转动副组成的平行四边形机构替代。
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