CN109967931A - 一种智能化焊接机器人 - Google Patents

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Abstract

一种智能化焊接机器人，包括机床单元、定位焊接及升降运输部分、旋转焊接单元、运输返回机构、工件输出单元、工件输出辅助系统、半球形外壳运输机构，其特征在于：所述的定位焊接及升降运输部分的支撑机构的下端固定在机床单元的机床底板上；通过轨道到达定位焊接处，焊接完成后到达左端液压升降板上，通过液压升降到达旋转焊接处，焊接完成后到达运输返回机构的底板处，返回到最右端，再通过右端升降机构回到出发点，此设备完全解放人力，实现自动化，具有高效、快捷、焊接效果好等特点。

Description

一种智能化焊接机器人
技术领域
本发明涉及焊接机器人技术领域，特别涉及一种智能化焊接机器人。
背景技术
半球体焊接通常需要工人来完成，具有效率低、危害大、焊接工艺性差等特点，所以急需一种焊接球形的机器来解放工人、提高效率、部分实现自动化的机器。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种智能化焊接机器人，通过液压升降到达旋转焊接处，焊接完成后到达运输返回机构的底板处，返回到最右端，再通过右端升降机构回到出发点，此设备完全解放人力，实现自动化，具有高效、快捷、焊接效果好等特点。
本发明所使用的技术方案是：一种智能化焊接机器人，包括：机床单元、定位焊接及升降运输部分、旋转焊接单元、运输返回机构、工件输出单元、工件输出辅助系统、半球形外壳运输机构，机床单元包括机床底板和支撑机构A；运输返回机构包括焊接及升降运输底板；运输返回机构包括运输返回底板；工件输出单元包括焊接完成工件；工件输出辅助系统包括支撑板和滑道；机床单元起支撑作用支撑整个机器；机床底板是一个支撑板板子，在其下面设有支撑机构A，在机床底板上面设有控制系统和控制线路；定位焊接及升降运输部分安装在机床底板上面；旋转焊接单元固定安装在机床底板上；运输返回机构固定安装在机床底板上；工件输出单元加持并带动焊接完成工件到滑道上；工件输出辅助系统，焊接件出口；滑道通过支撑板固定安装在机床底板上；半球形外壳运输机构夹住其中一部分需要焊接的焊接件进行拼接，并在运输返回底板和焊接及升降运输底板上移动；
定位焊接及升降运输部分还包括：
支撑机构B，固定安装在焊接及升降运输底板四角下面，其下端固定在机床底板上；
导轨A和齿条A，导轨A固定在焊接及升降运输底板上及升降平台上，齿条A固定在导轨A两侧；
直线驱动机构A和曲面加紧机构，直线驱动机构A固定在旋转焊接底板下端，其活塞杆端部与曲面加紧机构固定连接；
直线驱动机构B和升降平台，直线驱动机构Ｂ固定在机床底板上，其活塞杆端部与升降平台相固定；
直线驱动机构C、直线驱动机构A固定板、直线驱动机构B固定板、直线驱动机构C和焊接头及焊条B，直线驱动机构Ｃ固定在焊接及升降运输底板上，直线驱动机构Ｃ活塞杆端部与直线驱动机构A固定板相固定；直线驱动机构B固定板固定在直线驱动机构A固定板上；直线驱动机构Ｃ与直线驱动机构B固定板固定，其活塞杆与焊接头及焊条B相固定。
旋转焊接单元包括：
旋转焊接底板和支撑机构C，旋转焊接底板是一个矩形板，旋转焊接底板通过支撑机构C固定安装在机床底板上；
环形导轨和环形齿条，在环形导轨外侧设有环形齿条；环形导轨固定安装在旋转焊接底板上面；
齿轮A、扇形滑板、扇形底板、电机A和直线驱动机构D，扇形滑板滑动安装在环形导轨上，电机A固定安装在扇形滑板上，其电机轴与齿轮A固定连接，齿轮A与环形齿条相互啮合；扇形底板通过直线驱动机构D与扇形滑板固定连接；
基座、电机B、转动固定座、直线驱动机构E和焊接头及焊条A，基座固定在扇形底板上；电机Ｂ固定在基座上；所述的转动固定座安装在基座两夹板间，通过电机Ｂ实现转动；所述的直线驱动机构Ｅ与转动固定座相固定，直线驱动机构Ｅ活塞杆端部与焊接头及焊条Ａ相固定。
运输返回机构还包括：
支撑机构D，上端与运输返回底板固定，下端与机床底板固定；
导轨B和齿条B，导轨B固定在运输返回底板中轴线上；所述的齿条B固定在导轨B侧面；
支撑机构E，所述的支撑机构E上端与运输返回底板固定，下端与旋转焊接底板相固定；
工件输出单元包括：
梯形导轨、齿条C和支撑机构E，梯形导轨通过支撑机构E固定安装在机床底板上面，齿条C固定在梯形导轨侧面；
工字型滑块、齿轮B、电机D、直线驱动机构F、吸盘A，工字型滑块滑动安装在梯形导轨的凹槽里；电机D与工字型滑块固定，其电机轴与齿轮Ｂ相固定，齿轮Ｂ与齿条C相啮合；直线驱动机构Ｆ缸体底部与工字型滑块相固定，其活塞杆端部与吸盘Ａ相固定。
半球形外壳运输机构包括：
滑块，滑动安装在导轨A上；
齿轮C和电机C，电机Ｃ固定在滑块侧面，其电机轴与齿轮Ｃ固定连接；
连接杆、吸盘B和未成品工件，连接杆固定在滑块上表面；吸盘Ｂ与连接杆固定，用于吸取未成品工件。
本发明的有益效果：
1.此设备完全实现自动化，半球形外壳运输机构的滑块滑动安装在底座的导轨里，从定位焊接及升降运输部分的底板最右端出发，通过轨道到达定位焊接处，焊接完成后到达左端液压升降板上，通过液压升降到达旋转焊接处，焊接完成后到达运输返回机构的底板处，返回到最右端，再通过右端升降机构回到出发点，此设备完全解放人力。
2.提高了焊接精准度。
3.提高了焊接效率 ，二十四小时可持续工作。
附图说明
图1、图2、图5为本发明的整体及部分的结构示意图。
图3、图4为本发明的定位焊接及升降运输部分的结构示意图。
图6为本发明的旋转焊接单元的结构示意图。
图7为本发明的工件输出单元的结构示意图。
图8为本发明的半球形外壳运输机构的结构示意图。
附图标号：1-机床单元、2-定位焊接及升降运输部分、3-旋转焊接单元、4-运输返回机构、5-工件输出单元、6-工件输出辅助系统、7-半球形外壳运输机构、101-机床底板、102-支撑机构A、201-焊接及升降运输底板、202-支撑机构B、203-导轨A、204-齿条A、205-直线驱动机构A、206-曲面加紧机构、207-直线驱动机构B、208-升降平台、209-直线驱动机构C、210-直线驱动机构A固定板、211-直线驱动机构B固定板、212-直线驱动机构C、213-焊接头及焊条B、301-旋转焊接底板、302-支撑机构C、303-环形导轨、304-环形齿条、305-齿轮A、306-扇形滑板、307-扇形底板、308-电机A、309-直线驱动机构D、310-基座、311-电机B、312-转动固定座、313-直线驱动机构E、314-焊接头及焊条A、401-运输返回底板、402-支撑机构D、403-导轨B、404-齿条B、405-支撑机构E、501-梯形导轨、502-齿条C、503-支撑机构E、504-工字型滑块、505-齿轮B、506-电机D、507-直线驱动机构F、508-吸盘Ａ、509-焊接完成工件、601-支撑板、602-滑道、701-滑块、702-齿轮C、703-电机C、704-连接杆、705-吸盘Ｂ、706-未成品工件。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
请参阅图1和图2所示，一种智能化焊接机器人，包括：机床单元1、定位焊接及升降运输部分2、旋转焊接单元3、运输返回机构4、工件输出单元5、工件输出辅助系统6、半球形外壳运输机构7，其特征在于：机床单元1包括机床底板101和支撑机构A102；运输返回机构2包括焊接及升降运输底板201；运输返回机构4包括运输返回底板401；工件输出单元5包括焊接完成工件509；工件输出辅助系统6包括支撑板601和滑道602；机床单元1，起支撑作用，支撑整个机器，机床底板101是一个支撑板板子，在其下面设有支撑机构A102，在机床底板101上面设有控制系统和控制线路；定位焊接及升降运输部分2，进行焊接位置定位和将需要焊接件进行升降，其安装在机床底板101上面；旋转焊接单元3，实现焊件焊接，其固定安装在机床底板101上；运输返回机构4，提供焊件移动路径，其固定安装在机床底板101上；工件输出单元5，加持并带动焊接完成工件509到滑道602上；工件输出辅助系统6，焊接件出口；滑道602通过支撑板601固定安装在机床底板101上；滑道602用于收集成品工件；半球形外壳运输机构7夹住其中一部分需要焊接的焊接件进行拼接，并在运输返回底板401和焊接及升降运输底板201上移动；
请参阅图3和图4所示的定位焊接及升降运输部分，定位焊接及升降运输部分2还包括：
支撑机构B202，固定安装在焊接及升降运输底板四角201下面，其下端固定在机床底板101上；
导轨A203和齿条A204，导轨A203固定在焊接及升降运输底板201上及升降平台208上，齿条A204固定在导轨A203两侧；
直线驱动机构A205和曲面加紧机构206，直线驱动机构A205固定在旋转焊接底板301下端，其活塞杆端部与曲面加紧机构206固定连接；
直线驱动机构B207和升降平台208，直线驱动机构Ｂ207固定在机床底板101上，其活塞杆端部与升降平台208相固定；通过直线驱动机构B207带动半球形外壳运输机构7上下移动；
直线驱动机构C209、直线驱动机构A固定板210、直线驱动机构B固定板211、直线驱动机构C212和焊接头及焊条B213，直线驱动机构Ｃ209固定在焊接及升降运输底板201上，直线驱动机构Ｃ209活塞杆端部与直线驱动机构A固定板210相固定；直线驱动机构B固定板211固定在直线驱动机构A固定板210；直线驱动机构Ｃ212与直线驱动机构B固定板211固定，其活塞杆与焊接头及焊条B213相固定；通过焊接头及焊条B213进行点焊，将两个焊接件焊接固定。
请参阅图6所示的旋转焊接单元，旋转焊接单元3包括：
旋转焊接底板301和支撑机构C302，旋转焊接底板301是一个矩形板，旋转焊接底板301通过支撑机构C302固定安装在 机床底板101上；
环形导轨303和环形齿条304，在环形导轨303外侧设有环形齿条304；环形导轨303固定安装在旋转焊接底板301上面；
齿轮A305、扇形滑板306、扇形底板307、电机A308和直线驱动机构D309，扇形滑板306滑动安装在环形导轨303上，电机A308固定安装在扇形滑板306上，其电机轴与齿轮A305固定连接，齿轮A305与环形齿条304相互啮合；扇形底板307通过直线驱动机构D309与扇形滑板306固定连接；
基座310、电机B311、转动固定座312、直线驱动机构E313和焊接头及焊条A314，基座310固定在扇形底板307上；电机Ｂ311固定在基座310上；所述的转动固定座312安装在基座310两夹板间，通过电机Ｂ311实现转动；所述的直线驱动机构Ｅ313与转动固定座312相固定，直线驱动机构Ｅ313活塞杆端部与焊接头及焊条Ａ314相固定；通过电机A308、直线驱动机构D309、电机B311和直线驱动机构E313带动焊接头及焊条A314进行球体的圆周焊接。
请参阅图5所示的运输返回机构，运输返回机构4还包括：
支撑机构D402，上端与运输返回底板401固定，下端与机床底板101固定；
导轨B403和齿条B404，导轨B403固定在运输返回底板401中轴线上；所述的齿条B404固定在导轨B403侧面；
支撑机构E405，所述的支撑机构E405上端与运输返回底板401固定，下端与旋转焊接底板301相固定；
请参阅图图5和图7所示的工件输出单元，工件输出单元5包括：
梯形导轨501、齿条C502和支撑机构E503，梯形导轨501通过支撑机构E503固定安装在机床底板101上面，齿条C502固定在梯形导轨501侧面；
工字型滑块504、齿轮B505、电机D506、直线驱动机构F507、吸盘A508，工字型滑块504滑动安装在梯形导轨501的凹槽里；电机D506与工字型滑块504固定，其电机轴与齿轮Ｂ505相固定，齿轮Ｂ505与齿条C502相啮合；直线驱动机构Ｆ507缸体底部与工字型滑块504相固定，其活塞杆端部与吸盘Ａ508相固定；通过电机Ｂ506和直线驱动机构F507协同工作带动吸盘A508将焊接完成工件509从吸盘B705吸住并带动放到滑道602上带出工作台。
请参阅图8所示的半球形外壳运输机构，半球形外壳运输机构7包括：
滑块701，滑动安装在导轨A203上；
齿轮C702和电机C703，电机Ｃ703固定在滑块701侧面，其电机轴与齿轮Ｃ702固定连接；
连接杆704、吸盘B705和未成品工件706，连接杆704固定在滑块701上表面；吸盘Ｂ705与连接杆704固定，用于吸取未成品工件706；通过电机C带动吸盘B705带动未成品工件706移动。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、 “前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

Claims (6)

1.一种智能化焊接机器人，包括：机床单元（1）、定位焊接及升降运输部分（2）、旋转焊接单元（3）、运输返回机构（4）、工件输出单元（5）、工件输出辅助系统（6）、半球形外壳运输机构（7），其特征在于：机床单元（1）包括机床底板（101）和支撑机构A（102）；运输返回机构2包括焊接及升降运输底板201；运输返回机构4包括运输返回底板（401）；工件输出单元（5）包括焊接完成工件（509）；工件输出辅助系统（6）包括支撑板（601）和滑道（602）；机床单元（1），起支撑作用，支撑整个机器，机床底板（101）是一个支撑板板子，在其下面设有支撑机构A（102），在机床底板（101）上面设有控制系统和控制线路；定位焊接及升降运输部分（2），安装在机床底板（101）上面；旋转焊接单元（3），固定安装在机床底板（101）上；运输返回机构（4），固定安装在机床底板（101）上；工件输出单元（5），加持并带动焊接完成工件（509）到滑道（602）上；滑道（602）通过支撑板（601）固定安装在机床底板（101）上；半球形外壳运输机构（7）夹住其中一部分需要焊接的焊接件进行拼接，并在运输返回底板（401）和焊接及升降运输底板（201）上移动。
2.根据权利要求1所述的一种智能化焊接机器人，其特征在于：定位焊接及升降运输部分（2）还包括：
支撑机构B（202），固定安装在焊接及升降运输底板（201）下面，其下端固定在机床底板（101）上；
导轨A（203）和齿条A（204），导轨A（203）固定在焊接及升降运输底板（201）上及升降平台（208）上，齿条A（204）固定在导轨A（203）两侧；
直线驱动机构A（205）和曲面加紧机构（206），直线驱动机构A（205）固定在旋转焊接底板（301）下端，其活塞杆端部与曲面加紧机构（206）固定连接；
直线驱动机构B（207）和升降平台（208），直线驱动机构Ｂ（207）固定在机床底板（101）上，其活塞杆端部与升降平台（208）相固定；
直线驱动机构C（209）、直线驱动机构A固定板（210）、直线驱动机构B固定板（211）、直线驱动机构C（212）和焊接头及焊条B（213），直线驱动机构Ｃ（209）固定在焊接及升降运输底板（201）上，直线驱动机构Ｃ（209）活塞杆端部与直线驱动机构A固定板（210）相固定；直线驱动机构B固定板（211）固定在直线驱动机构A固定板（210）；直线驱动机构Ｃ（212）与直线驱动机构B固定板（211）固定，其活塞杆与焊接头及焊条B（213）相固定。
3.根据权利要求1所述的一种智能化焊接机器人，其特征在于：旋转焊接单元（3）包括：
旋转焊接底板（301）和支撑机构C（302），旋转焊接地板（301）是一个矩形板，旋转焊接底板（301）通过支撑机构C（302）固定安装在机床底板（101）上；
环形导轨（303）和环形齿条（304），在环形导轨（303）外侧设有环形齿条（304）；环形导轨（303）固定安装在旋转焊接底板（301）上面；
齿轮A（305）、扇形滑板（306）、扇形底板（307）、电机A（308）和直线驱动机构D（309），扇形滑板（306）滑动安装在环形导轨（303）上，电机A（308）固定安装在扇形滑板（306）上，其电机轴与齿轮A（305）固定连接，齿轮A（305）与环形齿条（304）相互啮合；扇形底板（307）通过直线驱动机构D（309）与扇形滑板（306）固定连接；
基座（310）、电机B（311）、转动固定座（312）、直线驱动机构E（313）和焊接头及焊条A（314），基座（310）固定在扇形底板（307）上；电机Ｂ（311）固定在基座（310）上；所述的转动固定座（312）安装在基座（310）两夹板间，通过电机Ｂ（311）实现转动；所述的直线驱动机构Ｅ（313）与转动固定座（312）相固定，直线驱动机构Ｅ（313）活塞杆端部与焊接头及焊条Ａ（314）相固定。
4.根据权利要求1所述的一种智能化焊接机器人，其特征在于：运输返回机构（4）还包括：
支撑机构D（402），上端与运输返回底板（401）固定，下端与机床底板（101）固定；
导轨B（403）和齿条B（404），导轨B（403）固定在运输返回底板（401）中轴线上；所述的齿条B（404）固定在导轨B（403）侧面；
支撑机构E（405），所述的支撑机构E（405）上端与运输返回底板（401）固定，下端与旋转焊接底板（301）相固定。
5.根据权利要求1所述的一种智能化焊接机器人，其特征在于：工件输出单元（5）还包括：
梯形导轨（501）、齿条C（502）和支撑机构E（503），梯形导轨（501）通过支撑机构E（503）固定安装在机床底板（101）上面，齿条C（502）固定在梯形导轨（501）侧面；
工字型滑块（504）、齿轮B（505）、电机D（506）、直线驱动机构F（507）、吸盘A（508），工字型滑块（504）滑动安装在梯形导轨（501）的凹槽里；电机D（506）与工字型滑块（504）固定，其电机轴与齿轮Ｂ（505）相固定，齿轮Ｂ（505）与齿条C（502）相啮合；直线驱动机构Ｆ（507）缸体底部与工字型滑块（504）相固定，其活塞杆端部与吸盘Ａ（508）相固定。
6.根据权利要求1所述的一种智能化焊接机器人，其特征在于：半球形外壳运输机构（7）包括：
滑块（701），滑动安装在导轨A（203）上；
齿轮C（702）和电机C（703），电机Ｃ（703）固定在滑块（701）侧面，其电机轴与齿轮Ｃ（702）固定连接；
连接杆（704）、吸盘B（705）和未成品工件（706），连接杆（704）固定在滑块（701）上表面；吸盘Ｂ（705）与连接杆（704）固定，用于吸取未成品工件（706）。
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