CN110508962B - 一种焊接机器人工作站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种焊接机器人工作站，包括变位机、桁架装置、夹具、护栏、除尘系统、控制系统、直焊缝工作平台和焊接机器手，所述桁架装置包括回转运动装置、X轴直线运动装置和Z轴直线运动装置，回转运动装置包括立柱，X轴直线运动装置安装在立柱顶端，Z轴直线运动装置装配在X轴直线运动装置上，Z轴直线运动装置底端固定焊接机器手；变位机包括X轴方向回转运动装置和Z轴方向回转运动装置，Z轴方向回转运动装置包括回转工作台，夹具安装在回转工作台上方；桁架装置位于变位机与直焊缝工作平台之间；焊接机器人装置周围安装护栏，护栏外侧安装有除尘系统与控制系统。本发明结构简单，安全可靠，操作灵活，空间可达性好。

Description

一种焊接机器人工作站

技术领域

本发明涉及一种焊接机器人工作站，属于自动化焊接技术领域。

背景技术

近年来随着工业的发展与科技的进步，人们对于焊接质量的要求也越来越高，焊接机器人具有稳定和提高焊接质量，自动化水平高，适用于大批量生产等优点，应用越来越广泛，因此在未来具有广阔的应用前景。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的缺陷，提供一种焊接机器人工作站。

为解决这一技术问题，本发明提供了一种焊机机器人工作站，包括变位机、桁架装置、夹具、护栏、除尘系统、控制系统、直焊缝工作平台和焊接机器手，所述桁架装置包括回转运动装置、X轴直线运动装置和Z轴直线运动装置，所述回转运动装置包括立柱，X轴直线运动装置通过吊挂架安装在立柱的顶端，所述Z轴直线运动装置装配在X轴直线运动装置上，Z轴直线运动装置底端固定安装焊接机器手，所述焊接机器手随桁架装置实现回转运动、X轴直线运动和Z轴直线运动；所述变位机包括X轴方向回转运动装置和Z轴方向回转运动装置，所述Z轴方向回转运动装置包括回转工作台，夹具安装在回转工作台上方；所述桁架装置位于变位机与直焊缝工作平台之间；焊机机器人装置周围安装护栏，在靠近护栏外侧安装有除尘系统与控制系统。

所述回转运动装置包括调整底板、单排四点接触球式回转支承一、旋转驱动底板、立柱和旋转驱动，调整底板固定连接在地基上，旋转驱动底板与立柱的底端固定连接，调整底板与旋转驱动底板之间安装有单排四点接触球式回转支承一，旋转驱动固定安装在旋转驱动底板中与单排四点接触球式回转支承一啮合并能驱动单排四点接触球式回转支承一带动立柱实现回转运动；旋转驱动周围安装有旋转护罩起到保护作用，在立柱下方安装有焊丝桶固定装置，立柱中部位置安装有清枪站支架，立柱的顶端安装有吊挂架。

所述X轴直线运动装置包括X轴总装架、直线导轨一、直齿齿条一、X轴驱动和X轴滑动座装配，X轴总装架通过吊挂架一安装固定在立柱的顶端，两条直线导轨一与直齿齿条一固定安装在X轴总装架中，且两条直线导轨一位置的关于直齿齿条一中心对称，X轴驱动固定连接在X轴滑动座装配中，X轴驱动与直齿齿条一啮合并驱动直齿齿条一带动X轴滑动座装配沿X轴直线导轨一实现X轴直线运动，拖链一对X轴直线运动过程中的内置零件起到保护和牵引的作用。

所述Z轴直线运动装置包括Z轴总装架、直线导轨二、直齿齿条二、X轴滑动座装配和Z轴驱动，两条直线导轨二与直齿齿条二安装固定在Z轴总装架中，且两条直线导轨二位置的关于中心线对称，直齿齿条二固定安装在Z轴总装架的一端，Z轴驱动固定连接在X轴滑动座装配中，Z轴驱动与直齿齿条二啮合并驱动直齿齿条二带动Z轴总装架沿Z轴直线导轨二实现Z轴直线运动；拖链二对Z轴直线运动过程中的内置零件起到保护和牵引的作用，Z轴总装架中安装有送丝机支架与吊挂架二。

所述Z轴方向回转运动装置包括回转工作台、单排四点接触球式回转支承二、旋转架、第二轴驱动、护罩二，回转工作台与旋转架之间通过单排四点接触球式回转支承二连接，第二轴驱动固定安装在旋转架中，第二轴驱动与单排四点接触球式回转支承二啮合并驱动单排四点接触球式回转支承二带动回转工作台实现Z轴方向的回转运动；护罩二具有保护单排四点接触球式回转支承二与第二轴驱动的作用。

所述X轴方向回转运动装置包括箱体、单排四点交叉滚珠回转支承、主驱动和旋转架，旋转架两侧各安装有箱体、单排四点交叉滚珠回转支承、主驱动，旋转架与箱体之间通过单排四点交叉滚珠回转支承连接，主驱动固定安装在箱体中与单排四点交叉滚珠回转支承啮合并驱动单排四点交叉滚珠回转支承带动旋转架实现X轴方向的回转运动，护罩一具有保护单排四点接触球式回转支承与主驱动的作用，箱体顶部配置有三色警报灯起保护焊接机器人工作平台的作用。

简单直线焊缝焊接时在直焊缝工作平台中进行，复杂焊缝焊接时在变位机中进行

有益效果：本发明结构简单，安全可靠，操作灵活，空间可达性好，更适用于大型复杂结构部件的焊接要求，大大提高了部件的焊接质量，在未来具有广阔的应用前景。

附图说明

图1a为本发明的结构示意主视图；

图1b为本发明的结构示意俯视图；

图2a为本发明的桁架装置结构示意主视图；

图2b为本发明的桁架装置结构示意侧视图；

图2c为本发明的桁架装置结构示意后视图；

图3a为本发明变位机的结构示意主视图；

图3b为本发明变位机图3a的A-A示意图；

图3c为本发明变位机图3b的B向示意图；

图4为本发明桁架装置与变位机的组合示意图。

图中：1变位机、2桁架装置、3夹具、4护栏、5除尘系统、6控制系统、7直焊缝工作平台、8调整底板、9单排四点接触球式回转支承一、10旋转驱动底板、11旋转护罩、12立柱、13旋转驱动、15焊丝桶固定装置、18吊挂架一、19X轴总装架、20直线导轨一、21直齿齿条一、22X轴驱动、23X轴滑动座装配、24Z轴驱动、25拖链一、26Z轴总装架、27直线导轨二、28直齿齿条二、29拖链二、30送丝机支架、31吊挂架二、32焊接机器手、33箱体、34主驱动、35单排四点交叉滚珠回转支承、36护罩一、37三色警报灯、38回转工作台、39单排四点接触球式回转支承二、40第二轴驱动、41护罩二、42旋转架。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做具体描述。

图1a所示为本发明的结构示意主视图。

图1b所示为本发明的结构示意俯视图。

本发明提供了一种焊机机器人工作站，包括变位机1、桁架装置2、夹具3、护栏4、除尘系统5、控制系统6、直焊缝工作平台7和接机器手32,所述桁架装置2包括回转运动装置、X轴直线运动装置和Z轴直线运动装置，所述回转运动装置包括立柱12，X轴直线运动装置通过吊挂架18安装在立柱12的顶端，所述Z轴直线运动装置装配在X轴直线运动装置上，Z轴直线运动装置底端固定安装焊接机器手32，所述焊接机器手32随桁架装置2实现回转运动、X轴直线运动和Z轴直线运动；所述变位机1包括X轴方向回转运动装置和Z轴方向回转运动装置，所述Z轴方向回转运动装置包括回转工作台38，夹具3安装在回转工作台38上方；所述桁架装置2位于变位机1与直焊缝工作平台7之间；焊机机器人装置周围安装护栏4，在靠近护栏4外侧安装有除尘系统5与控制系统6。

图2a所示为本发明的桁架装置结构示意主视图。

图2b所示为本发明的桁架装置结构示意侧视图。

图2c所示为本发明的桁架装置结构示意后视图。

所述回转运动装置包括调整底板8、单排四点接触球式回转支承一9、旋转驱动底板10、立柱12和旋转驱动13，调整底板8固定连接在地基上，旋转驱动底板10与立柱12的底端固定连接，调整底板8与旋转驱动底板10之间安装有单排四点接触球式回转支承一9，旋转驱动13固定安装在旋转驱动底板10中与单排四点接触球式回转支承一9啮合并能驱动单排四点接触球式回转支承一9带动立柱12实现回转运动；旋转驱动13周围安装有旋转护罩11起到保护作用，在立柱12下方安装有焊丝桶固定装置15，立柱12中部位置安装有清枪站支架，立柱12的顶端安装有吊挂架18。

所述X轴直线运动装置包括X轴总装架19、直线导轨一20、直齿齿条一21、X轴驱动22和X轴滑动座装配23，X轴总装架19通过吊挂架一18安装固定在立柱12的顶端，两条直线导轨一20与直齿齿条一21固定安装在X轴总装架19中，且两条直线导轨一20位置的关于直齿齿条一21中心对称，X轴驱动22固定连接在X轴滑动座装配23中，X轴驱动22与直齿齿条一21啮合并驱动直齿齿条一21带动X轴滑动座装配23沿X轴直线导轨一20实现X轴直线运动，拖链一25对X轴直线运动过程中的内置零件起到保护和牵引的作用。

所述Z轴直线运动装置包括Z轴总装架26、直线导轨二27、直齿齿条二28、X轴滑动座装配23和Z轴驱动24，两条直线导轨二27与直齿齿条二28安装固定在Z轴总装架26中，且两条直线导轨二27位置的关于中心线对称，直齿齿条二28固定安装在Z轴总装架26的一端，Z轴驱动24固定连接在X轴滑动座装配23中，Z轴驱动24与直齿齿条二28啮合并驱动直齿齿条二28带动Z轴总装架26沿Z轴直线导轨二27实现Z轴直线运动；拖链二29对Z轴直线运动过程中的内置零件起到保护和牵引的作用，Z轴总装架26中安装有送丝机支架30与吊挂架二31。

图3a所示为本发明变位机的结构示意主视图。

图3b所示为本发明变位机图3a的A-A示意图。

图3c所示为本发明变位机图3b的B向示意图。

所述Z轴方向回转运动装置包括回转工作台38、单排四点接触球式回转支承二39、旋转架42、第二轴驱动40、护罩二41，回转工作台38与旋转架42之间通过单排四点接触球式回转支承二39连接，第二轴驱动40固定安装在旋转架42中，第二轴驱动40与单排四点接触球式回转支承二39啮合并驱动单排四点接触球式回转支承二39带动回转工作台38实现Z轴方向的回转运动；护罩二41具有保护单排四点接触球式回转支承二39与第二轴驱动40的作用。

所述X轴方向回转运动装置包括箱体33、单排四点交叉滚珠回转支承35、主驱动34和旋转架42，旋转架42两侧各安装有箱体33、单排四点交叉滚珠回转支承35、主驱动34，旋转架42与箱体33之间通过单排四点交叉滚珠回转支承35连接，主驱动34固定安装在箱体33中与单排四点交叉滚珠回转支承35啮合并驱动单排四点交叉滚珠回转支承35带动旋转架42实现X轴方向的回转运动，护罩一36具有保护单排四点接触球式回转支承35与主驱动34的作用，箱体33顶部配置有三色警报灯37起保护焊接机器人工作平台的作用。

图4所示为本发明桁架装置与变位机的组合示意图。

本发明的工作过程及工作原理：

本发明的工作过程为：首先对焊接工件进行判断，如果是简单直线焊缝，则将焊接工件置于直焊缝工作平台7中进行焊接；如果不是则置于变位机1的夹具3上；

当将焊接工件置于变位机1的夹具3上时，变位机1上的第二轴驱动40与主驱动34将安照程序控制同时启动，主驱动34通过单排四点交叉滚珠回转支承35驱动旋转架42对工件进行X轴方向回转运动，第二轴驱动40通过单排四点交叉滚珠回转支承二39驱动回转工作台38对工件进行Z轴方向回转运动，当变位机1将工件调整至最佳焊接位置时，停止工作。此时桁架装置2开始工作，旋转驱动13、X轴驱动22与Z轴驱动24将按照程序控制同时启动，旋转驱动13通过单排四点接触球式回转支承一9驱动立柱12回转，使焊接机器手32进行旋转运动。X轴驱动22；X轴驱动22通过直齿齿条一21驱动X轴滑动座装配23沿直线导轨一20运动，使焊接机器手32可以进行X轴方向平移运动。Z轴驱动24通过直齿齿条二28驱动X轴滑动座装配23沿直线导轨二27运动，使焊接机器手32可以进行Z轴方向平移运动。利用上述五种方式的运动，控制程序会自动规划出焊接机器手32到焊接工件的最佳路径；

当焊接机器手32到达指定的焊接位置后，就开始焊接工作。焊丝储存在焊丝桶固定装置15中，经过吊挂架一18与吊挂架二31进入焊接机器手32中；

焊接工作完毕后，桁架装置2优先自动复位，接着变位机1自动复位，将工件回复于水平位置，完成焊接工作。

本发明结构简单，安全可靠，操作灵活，空间可达性好，更适用于大型复杂结构部件的焊接要求，大大提高了部件的焊接质量，在未来具有广阔的应用前景。

本发明上述实施方案，只是举例说明，不是仅有的，所有在本发明范围内或等同本发明的范围内的改变均被本发明包围。

Claims (2)

1. 一种焊接机器人工作站，其特征在于：包括变位机（1）、桁架装置（2）、夹具（3）、护栏（4）、除尘系统（5）、控制系统（6）、直焊缝工作平台（7）和接机器手（32）, 所述桁架装置（2）包括回转运动装置、X轴直线运动装置和Z轴直线运动装置，所述回转运动装置包括立柱（12），X轴直线运动装置通过吊挂架一（18）安装在立柱（12）的顶端，所述Z轴直线运动装置装配在X轴直线运动装置上，Z轴直线运动装置底端固定安装焊接机器手（32），所述焊接机器手（32）随桁架装置（2）实现回转运动、X轴直线运动和Z轴直线运动；所述变位机（1）包括X轴方向回转运动装置和Z轴方向回转运动装置，所述Z轴方向回转运动装置包括回转工作台（38），夹具（3）安装在回转工作台（38）上方；所述桁架装置（2）位于变位机（1）与直焊缝工作平台（7）之间；焊机机器人装置周围安装护栏（4），在靠近护栏（4）外侧安装有除尘系统（5）与控制系统（6）；

所述回转运动装置包括调整底板（8）、单排四点接触球式回转支承一（9）、旋转驱动底板（10）、立柱（12）和旋转驱动（13），调整底板（8）固定连接在地基上，旋转驱动底板（10）与立柱（12）的底端固定连接，调整底板（8）与旋转驱动底板（10）之间安装有单排四点接触球式回转支承一（9），旋转驱动（13）固定安装在旋转驱动底板（10）中与单排四点接触球式回转支承一（9）啮合并能驱动单排四点接触球式回转支承一（9）带动立柱（12）实现回转运动；旋转驱动（13）周围安装有旋转护罩（11）起到保护作用，在立柱（12）下方安装有焊丝桶固定装置（15），立柱（12）中部位置安装有清枪站支架，立柱（12）的顶端安装有吊挂架一（18）；

所述X轴直线运动装置包括X轴总装架（19）、直线导轨一（20）、直齿齿条一（21）、X轴驱动（22）和X轴滑动座装配（23），X轴总装架（19）通过吊挂架一（18）安装固定在立柱（12）的顶端，两条直线导轨一（20）与直齿齿条一（21）固定安装在X轴总装架（19）中，且两条直线导轨一（20）位置的关于直齿齿条一（21）中心对称，X轴驱动（22）固定连接在X轴滑动座装配（23）中，X轴驱动（22）与直齿齿条一（21）啮合并驱动直齿齿条一（21）带动X轴滑动座装配（23）沿X轴直线导轨一（20）实现X轴直线运动，拖链一（25）对X轴直线运动过程中的内置零件起到保护和牵引的作用；

所述Z轴直线运动装置包括Z轴总装架（26）、直线导轨二（27）、直齿齿条二（28）、X轴滑动座装配（23）和Z轴驱动（24），两条直线导轨二（27）与直齿齿条二（28）安装固定在Z轴总装架（26）中，且两条直线导轨二（27）位置的关于中心线对称，直齿齿条二（28）固定安装在Z轴总装架（26）的一端，Z轴驱动（24）固定连接在X轴滑动座装配（23）中，Z轴驱动（24）与直齿齿条二（28）啮合并驱动直齿齿条二（28）带动Z轴总装架（26）沿Z轴直线导轨二（27）实现Z轴直线运动；拖链二（29）对Z轴直线运动过程中的内置零件起到保护和牵引的作用，Z轴总装架（26）中安装有送丝机支架（30）与吊挂架二（31）；

所述Z轴方向回转运动装置包括回转工作台（38）、单排四点接触球式回转支承二（39）、旋转架（42）、第二轴驱动（40）、护罩二（41），回转工作台（38）与旋转架（42）之间通过单排四点接触球式回转支承二（39）连接，第二轴驱动（40）固定安装在旋转架（42）中，第二轴驱动（40）与单排四点接触球式回转支承二（39）啮合并驱动单排四点接触球式回转支承二（39）带动回转工作台（38）实现Z轴方向的回转运动；护罩二（41）具有保护单排四点接触球式回转支承二（39）与第二轴驱动（40）的作用；

所述X轴方向回转运动装置包括箱体（33）、单排四点交叉滚珠回转支承（35）、主驱动（34）和旋转架（42），旋转架（42）两侧各安装有箱体（33）、单排四点交叉滚珠回转支承（35）、主驱动（34），旋转架（42）与箱体（33）之间通过单排四点交叉滚珠回转支承（35）连接，主驱动（34）固定安装在箱体（33）中与单排四点交叉滚珠回转支承（35）啮合并驱动单排四点交叉滚珠回转支承（35）带动旋转架（42）实现X轴方向的回转运动，护罩一（36）具有保护单排四点交叉滚珠回转支承（35）与主驱动（34）的作用，箱体（33）顶部配置有三色警报灯（37）起保护焊接机器人工作平台的作用。

2.根据权利要求1所述的焊接机器人工作站，其特征在于：简单直线焊缝焊接时在直焊缝工作平台（7）中进行，复杂焊缝焊接时在变位机（1）中进行。