CN110549046A - 一种软体机械臂及其焊接机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械技术领域，更具体地，涉及一种机械臂及其焊接机器人，所述机械臂设有固定基座以及可形变产生摆动的机械臂主体；所述机械臂主体一端与固定基座连接，另一端连接有用于安装焊头或工件的连接件。本发明通过可形变产生摆动的机械臂主体的设置，利用机械臂主体的可形变使得机械臂产生摆动，从而调整了与机械臂主体连接的焊头的位置，使得焊头对焊接位置距离可调，从而便于焊接位置的散热，灵活性很强。并且由于机械臂主体本身是可形变的主体，通过其形变从而带动与其连接的焊头位置的改变，并不需要刚性推动结构，从而不仅节省了成本，并且结构简单。

Description

一种软体机械臂及其焊接机器人

技术领域

本发明涉及机械技术领域，更具体地，涉及一种软体机械臂及其焊接机器人。

背景技术

目前在焊接加工中，采用的技术是刚性机械臂，基本采用都是多轴关节机械臂，这种机械臂在国内应用的比较普遍。但是在焊接加工中采用这种刚性机械臂，会导致整个设备的制造成本比较高，因为刚性机器人的各金属材料的加工费用以及使用电机的价格都比较高，从而不便于这种机械臂的普及。

另外现今的焊接由于是刚性的导致焊接的过程中需要散热，通过多轴关节实现焊接位置上下调整，但是由于是刚性结构，因此调整的灵活性较差。

发明内容

本发明为克服上述现有技术刚性机械臂成本高以及灵活性差的问题，提供了一种软体机械臂，通过设置降低了机械臂成本以及提高灵活性。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种软体机械臂，所述机械臂设有固定基座以及可形变产生摆动的机械臂主体；所述机械臂主体一端与固定基座连接，另一端连接有用于安装焊头或工件的连接件。

本发明通过可形变产生摆动的机械臂主体的设置，利用机械臂主体的可形变使得机械臂产生摆动，从而调整了与机械臂主体连接的焊头的位置，使得焊头对焊接位置距离可调，所以便于焊接位置的散热，灵活性很强。并且由于机械臂主体本身是可形变的主体，通过其形变从而带动与其连接的焊头位置的改变，并不需要刚性推动结构，从而节省了成本，并且结构简单。

优选地，所述机械臂主体包括至少两个气腔，两个气腔均设有用于与气源连接的气管；所述机械臂主体为通过两个气腔不对称充放气产生形变的软体结构。这样设置是为了通过一个气腔充气，另外一个气腔不充气或充气速度慢或充气速度快，就会变形发生倾斜，这样频繁的操作，就会出现上下的摆动。从而就可以调整与机械臂的连接件连接的焊枪与焊接位置的距离，从而便于散热，实现了间断性的焊接。也就是说，当摆动软体的一个气腔充气，另外一个气腔不充气，摆动软体会向不充气一端变形。两个气腔不断轮流充气放气，摆动软体就会以充气放气的频率上下摆动，实现焊接设备对工件摆动间断加热。需要说明的是，这只是优选，气腔的数量是可以根据需要设定的，只要能完成所需形变即可。

优选地，所述连接件包括连接座以及用于夹设焊头或工件的夹爪结构，所述连接座一端与机械臂主体可拆卸连接、另一端与夹爪结构连接。这样设置是为了更好地夹设焊头或工件，且通过可拆卸结构连接，当部分零部件坏了可以随时更换，避免整个机械臂更换，降低成本。

优选地，所述机械臂主体还有设有压盖，气管穿过压盖插设于气腔内。这样设置是为了便于通过气管通气来控制机械臂主体变形，同时通过压盖的设置，防止机械臂主体变形与固定基座发生脱离，通过压盖的不变形进行了定位。

优选地，所述固定基座上与压盖对应的设有气管穿过的位置处也设有用于气管穿过的连接孔，所述压盖与固定基座固定连接。这样设置是为了固定和密封摆动的软体机械臂主体，同时便于控制气源通过气管对气腔进行充放气；另外通过压盖与固定基座连接，可靠地固定了机械臂主体端部，避免其由于变形脱离连接体。

本发明还提供一种焊接机器人，所述机器人设有上述的机械臂。这样设置是为了提供一种对黄金进行焊接的焊接机器人。

优选地，所述机器人设有上料部件、退火部件、检测部件以及下料部件，所述机器人还设有用于运输黄金的运输轨道，所述上料部件、退火部件、检测部件以及下料部件沿运输轨道顺序设置，所述上料部件、退火部件以及下料部件均安装有机械臂，安装于退火部件上的机械臂连接有焊枪。

优选地，所述机器人设有用于安装上料部件、退火部件、检测部件、下料部件以及运输轨道的安装台。

上述设置实现了对黄金上料、焊接、检测以及下料整个一体化的焊接模式，且实现了间断性的焊接，便于散热，从而便于焊接的定型。

优选地，所述检测部件设有摄像机和对摄像机图片进行分析同时给出工件是否合格的处理器，所述处理器与摄像机电连接。优选地，所述下料部件设有用于控制下料部件的控制器，所述控制器与处理器通信连接。需要说明的是，这种处理器与控制器都是通用的，比如单片机类型的就是可行的，当然并不限定于此，其他的只要能完成这种功能的芯片都是可行的。

与现有技术相比，有益效果是：

本发明通过可形变产生摆动的机械臂主体的设置，利用机械臂主体的可形变使得机械臂产生摆动，从而调整了与机械臂主体连接的焊头的位置，使得焊头对焊接位置距离可调，从而便于焊接位置的散热，灵活性很强。并且由于机械臂主体本身是可形变的主体，通过其形变从而带动与其连接的焊头位置的改变，并不需要刚性推动结构，从而节省了成本，并且结构简单。同时还提供了一种对黄金进行焊接的焊接机器人，实现了对黄金上料、焊接、检测以及下料整个一体化的焊接模式，且实现了间断性的焊接，便于散热，从而便于焊接的定型。

附图说明

图1为本发明一种软体机械臂的剖视图。

图2为图1的结构示意图。

图3为焊接机器人的结构示意图。

图4为上料过程的执行流程图。

图5为下料过程的执行流程图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”“长”“短”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，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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体描述：

实施例一

如图1至图2为本发明一种软体机械臂的第一实施例，机械臂设有固定基座1以及可形变产生摆动的机械臂主体2；机械臂主体2一端与固定基座1连接，另一端连接有用于安装焊接设备或工件的连接件3。

其中，机械臂主体2包括至少两个气腔21，两个气腔均设有用于与气源连接的气管22；机械臂主体2为通过两个气腔21不对称充放气产生形变的软体结构。这样设置是为了通过一个气腔充气，另外一个气腔不充气或充气速度慢或充气速度快，就会变形发生倾斜，这样频繁的操作，就会出现上下的摆动。从而就可以调整与机械臂的连接件连接的焊枪距离焊接位置的距离，从而便于散热，实现了间断性的焊接。也就是说，当摆动软体的一个气腔充气，另外一个气腔不充气，摆动软体会向不充气一端变形。两个气腔不断轮流充气放气，摆动软体就会以充气放气的频率上下摆动，实现焊接设备对工件摆动间断加热。

另外，连接件3包括连接座31以及用于夹设焊接设备或工件的夹爪结构32，连接座31一端与机械臂主体2可拆卸连接、另一端与夹爪结构32连接。这样设置是为了更好地夹设焊头或工件，且通过可拆卸结构连接，当部分零部件坏了可以随时更换，避免整个机械臂更换，降低成本。

其中，机械臂主体2还有设有压盖23，气管22穿过压盖23插设于气腔内。这样设置是为了便于通过气管通气来控制机械臂主体变形，同时通过压盖的设置，是防止机械臂主体变形与固定基座发生脱离，通过压盖的不变形进行了定位。

另外，固定基座1上与压盖23对应的设有气管22穿过的位置处也有设有用于气管22穿过的连接孔11，压盖23与固定基座1固定连接。这样设置是为了固定和密封摆动的软体机械臂主体，同时便于控制气源通过气管对气腔进行充放气；另外通过压盖与固定基座连接，可靠地固定了机械臂主体端部，避免其由于变形脱离连接体。其中，固定基座1设有连接孔11可以安装快速接头，外部气源可以通过气管进入到机械臂主体中的气腔内。

具体地，机械臂主体为软体材料，压盖23与固定基座1通过螺丝连接，通过挤压固定和密封机械臂主体。另外，在固定基座1与压盖23连接的中心位置处还设有用于加固的第二压盖24。

实施例二

如图3为本发明一种焊接机器人的第二实施例，机器人设有实施例一的机械臂9，机器人设有上料部件4、退火部件5、检测部件6以及下料部件7，所述机器人还设有用于运输黄金的运输轨道8，所述上料部件4、退火部件5、检测部件6以及下料部件7沿运输轨道8顺序设置，上料部件4、退火部件5以及下料部件7均安装有机械臂，安装于退火部件5上的机械臂连接有焊枪51。

其中，机器人设有用于安装上料部件4、退火部件5、检测部件6、下料部件7以及运输轨道8的安装台10。

另外，检测部件6设有摄像机和对摄像机图片进行分析同时给出工件是否合格的处理器，处理器与摄像机电连接。

其中，下料部件7设有用于控制下料部件7的控制器，控制器与处理器通信连接。

本实施例中工件选为黄金，具体的工作原理：

焊接机器人包括上料部件4、退火部件5、检测部件6、下料部件7和运输轨道8。

1.上料部件4上所有腔体充气向下运动，运动到合适的位置，机械臂主体上的夹爪充气把黄金夹起，机械臂主体放气，机械臂主体向上收缩，机械臂主体的其中一个腔体充气，机械臂主体弯曲运动，当机械臂主体运动到运输轨道上方，机械臂主体上的夹爪放气，黄金落到运输轨道8的托板81上。

2.运输轨道8把托板81运输到退火部件5下，退火部件5的机械臂主体不断地充放气，退火部件5的机械臂主体弧形摆动，焊枪就摆动地向托板81上的黄金加热，当加热到一定的时间，运输轨道把托板运输到下料部件7位置处。

3.在运输轨道8把托板81运输到下料部件7下面过程中，托板81经过退火部件体5和下料部件7中间的视觉系统的摄像头，通过摄像头的检测可以知道黄金加热是否合格。

4.通过检测部件6检测的结果传递到下料部件7，下料部件7根据信号把黄金放在不同的位置。

其中，上料部件4上设有控制器、电磁阀，托板81上设有用于感应工件是否在指定位置的光电感应器；上料部件4的上料具体步骤如下：首先通过光电感应器感应托板81上是否有工件在指定位置上，然后通过光电感应器将信号通过IO卡传递至上料部件4上的控制器，控制器通过控制电磁阀，调整电磁阀和比，然后控制上料部件4的机械臂主体进行动作，进行工件的放或不放。

其中，下料部件7上也设有控制器、电磁阀，托板81上设有用于感应工件是否拿取的光电感应器；下料部件7的下料具体步骤如下：首先通过光电感应器感应托板81上工件是否拿取，然后通过光电感应器将信号通过IO卡传递至下料部件7上的控制器，控制器通过控制电磁阀，调整电磁阀和比，然后控制下料部件7的机械臂主体进行动作，进行工件的拿取或暂停拿取。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种软体机械臂，其特征在于，所述机械臂设有固定基座(1)以及可形变产生摆动的机械臂主体(2)；所述机械臂主体(2)一端与固定基座(1)连接，另一端连接有用于安装焊接设备或工件的连接件(3)。

2.根据权利要求1所述的软体机械臂，其特征在于，所述机械臂主体(2)包括至少两个气腔(21)，两个气腔均设有用于与气源连接的气管(22)；所述机械臂主体(2)为通过两个气腔(21)不对称充放气产生形变的软体结构。

3.根据权利要求2所述的软体机械臂，其特征在于，所述连接件(3)包括连接座(31)以及用于夹设焊接设备或工件的夹爪结构(32)，所述连接座(31)一端与机械臂主体(2)可拆卸连接、另一端与夹爪结构(32)连接。

4.根据权利要求2或3所述的软体机械臂，其特征在于，所述机械臂主体(2)还有设有压盖(23)，气管(22)穿过压盖(23)插设于气腔(21)内。

5.根据权利要求4所述的软体机械臂，其特征在于，所述固定基座(1)上与压盖(23)对应的设有气管(22)穿过的位置处也有设有用于气管(22)穿过的连接孔(11)，所述压盖(23)与固定基座(1)固定连接。

6.一种焊接机器人，其特征在于，所述机器人设有权利要求1至5任一项所述的机械臂。

7.根据权利要求6所述的焊接机器人，其特征在于，所述机器人设有上料部件(4)、退火部件(5)、检测部件(6)以及下料部件(7)，所述机器人还设有用于运输黄金的运输轨道(8)，所述上料部件(4)、退火部件(5)、检测部件(6)以及下料部件(7)沿运输轨道(8)顺序设置，所述上料部件(4)、退火部件(5)以及下料部件(7)均安装有机械臂，安装于退火部件(5)上的机械臂连接有焊枪(51)。

8.根据权利要求7所述的焊接机器人，其特征在于，所述机器人设有用于安装上料部件(4)、退火部件(5)、检测部件(6)、下料部件(7)以及运输轨道(8)的安装台(10)。

9.根据权利要求7所述的焊接机器人，其特征在于，所述检测部件(6)设有摄像机和对摄像机图片进行分析同时给出工件是否合格的处理器，所述处理器与摄像机电连接。

10.根据权利要求7所述的焊接机器人，其特征在于，所述下料部件(7)设有用于控制下料部件(7)的控制器，所述控制器与处理器通信连接。