CN110788536B - 一种焊接工业机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种焊接工业机器人，包括机架，机架的中部设置有容置空间；转盘设置在机架上，转盘的中部呈中空状，转盘的边缘部沿周向排布有多个用于装夹钢丝网和钢丝网配件的焊接夹具；转盘驱动部安装在机架上并与转盘联接，并驱动转盘回转；焊接部包括多个焊接机器人，焊接机器人用于将钢丝网和钢丝网配件焊接到一起，焊接机器人的一部分配置在容置空间内，焊接机器人的另一部分配置在机架之外。本发明的焊接工业机器人，由于设置了具有多个焊接夹具的转盘，因此，能够实现上料、下料、焊接同时进行，提高了焊接效率，进一步地，由于能够将部分焊接机器人配置在容置空间内，因此能够增加机器人，进一步提高焊接效率。

Description

一种焊接工业机器人

技术领域

本发明涉及一种工厂自动化的技术领域，尤其是一种焊接工业机器人。

背景技术

在标准化焊接生产的过程中，通常都需要专用的焊接工作站，对需要焊接的工件进行定位。如钢丝网通常由横向和纵向交叉的钢丝焊接而成，在钢丝网焊接成型的过程中，需要分别对横向钢丝、纵向钢丝进行夹紧、定位，然后再通过焊接装置点焊成型。

钢丝网的焊接夹具、设备等，均可作为标准设备批量生产。但是，在很多场合当中，钢丝网还有不少配件，如当钢丝网需要安装到其他的设备、建筑物、隔离物等上去时，钢丝网还需要根据具体的需要，焊接相应的配件，如安装耳等。而对于这些钢丝网的配件来说，属于定制化的需求，市场上并不存在通用的钢丝网的配件的焊接工作站，因此，在焊接钢丝网的配件时，通常需要人工进行钢丝网配件的焊接，最终导致工作效率低下，人工成本也相对过高。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种提高工作效率、降低人工成本的一种焊接工业机器人。

为了实现上述目的，本发明所设计的一种焊接工业机器人，包括：

机架，所述机架的中部设置有容置空间；

转盘，所述转盘设置在所述机架上，所述转盘的中部呈中空状，所述转盘的边缘部沿周向排布有多个用于装夹钢丝网和钢丝网配件的焊接夹具；

转盘驱动部，所述转盘驱动部安装在所述机架上，与所述转盘联接，并驱动所述转盘回转；

焊接部，所述焊接部包括多个焊接机器人，所述焊接机器人用于将钢丝网和钢丝网配件焊接到一起，所述焊接机器人的一部分配置在所述容置空间内，所述焊接机器人的另一部分配置在所述机架之外。

进一步优选地，所述焊接夹具上装夹有多处钢丝网配件，配置在所述容置空间内的所述焊接机器人和配置在所述机架之外的所述焊接机器人分别焊接所述焊接夹具上装夹的不同的钢丝网配件。

进一步优选地，所述转盘驱动部包括动力部和传动部，所述动力部安装在所述机架上，所述传动部包括输入端和输出部，所述传动部的输入端与所述动力部联接，所述传动部的输出部与所述转盘联接。

进一步优选地，所述动力部为减速电机，所述传动部为齿轮传动机构，所述减速电机安装在所述机架上，所述齿轮传动机构包括第一齿轮和中空状的第二齿轮，所述第一齿轮与所述减速电机的输出轴联接，所述第二齿轮与所述转盘同轴地安装到所述转盘上。

进一步优选地，所述齿轮传动机构还包括齿轮定位部，所述齿轮定位部安装到所述机架上，在所述第二齿轮停止转动时，对所述第二齿轮的停止位置进行定位。

进一步优选地，所述齿轮定位部包括定位件和驱动所述定位件伸缩的定位气缸，所述定位气缸安装到所述机架上并位于所述第二齿轮的外侧，所述定位气缸能够驱动所述定位件伸出并抵接所述第二齿轮的齿面。

进一步优选地，所述焊接夹具上设置有用于定位钢丝网配件的定位柱、用于辅助定位钢丝网的定位块以及多个用于驱动定位柱的第一气缸和多个用于夹持钢丝网和钢丝网配件的夹持气缸，每个所述焊接夹具上分别设置有气源中转部和夹具用气缸，所述气源中转部与所述夹具用气缸连接，在所述机架上设有能够间歇性地给各焊接夹具上的多个夹具用气缸进行通气或者断气的供气部，所述焊接夹具旋转时，所述气源中转部与供气部断开。

进一步优选地，所述供气部包括供气接头和接头驱动部，所述接头驱动部可驱动所述供气接头抵接所述气源中转部或者驱动所述供气接头从所述气源中转部中断开。

进一步优选地，每个所述焊接夹具上均设置有识别部，不同的所述焊接夹具上的所述识别部不同，所述机架上还设置有多个检测部，不同的所述检测部分别检测不同的所述识别部。

进一步优选地，所述识别部包括识别件，不同的所述焊接夹具上的所述识别件的设置位置不同；所述检测部包括检测开关，每个所述检测开关分别单独地检测不同的所述焊接夹具上的所述识别件。

本发明得到的一种焊接工业机器人，由于设置了转盘，转盘上排布多个用于装夹钢丝网和钢丝网配件的焊接夹具，因此，能够实现上料、下料、焊接同时进行，提高了焊接效率，进一步地，由于在机架的中部设置有容置空间，将部分焊接机器人配置在容置空间内，因此能够在不增加焊接工作站占地面积的前提下，增加机器人，进一步提高焊接效率，最终实现提高工作效率降低人工成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本发明的焊接工业机器人的一种实施例的立体图；

图2是机架1和转盘驱动部3的立体图；

图3是焊接夹具的一种实施例的立体图；

图4是识别部的说明图；

图5是图1中A处的局部放大图；

图6是图1中B处的局部放大图。

附图标记中：机架1；容置空间100；转盘2；转盘驱动部3；焊接部4；焊接机器人41；焊接夹具5；识别部51；第一气缸52；夹持气缸53；定位块54；气源中转部55；气控单向阀551；阀体安装座552；钢丝网502；钢丝网配件501；上料工位2a；缓存工位2b；焊接工位2c；下料工位2d；隔板21；动力部31；传动部32；输入端32a；输出部32b；第一齿轮321；第二齿轮322；齿圈322a；内圈322b；齿轮定位部33；侧壁322c；开设定位孔322d；供气部6；供气接头61；接头驱动部62；第一手动阀63；第二手动阀64；检测部7；

具体实施方式

下面结合实施例对发明创造作进一步说明。

实施例1：

本实施例提供的一种焊接工业机器人，参照图1、图2，包括：

机架1，所述机架1的中部设置有容置空间100；

转盘2，所述转盘2设置在所述机架1上，所述转盘2的中部呈中空状，所述转盘2的边缘部沿周向排布有多个用于装夹钢丝网502和钢丝网配件501的焊接夹具5；

转盘驱动部3，所述转盘驱动部3安装在所述机架1上，与所述转盘2联接，并驱动所述转盘2回转；

焊接部4，所述焊接部4包括多个焊接机器人41，所述焊接机器人41用于将钢丝网502和钢丝网配件501焊接到一起，所述焊接机器人41的一部分配置在所述容置空间100内，所述焊接机器人41的另一部分配置在所述机架1之外。

本结构用于将钢丝网配件501和钢丝网502(辅助参照图3)焊接到一起去，包括机架1，机架1通过型材焊接而成。机架1上安装有转盘驱动部3，转盘驱动部3上安装有转盘2，为了稳定地支撑转盘2，机架1上还可以设置转盘支撑滑轮12，转盘支撑滑轮12沿机架1的周向分布。

转盘2上设置有多个用于装夹钢丝网配件501和钢丝网502的焊接夹具5，焊接夹具5以转盘2旋转的轴心，沿周向排布，优选地，沿周向均匀地排布。转盘2上至少设置有四个焊接夹具5，也就是说，焊接工作站包括至少四个工位，如上料工位2a、缓存工位2b、焊接工位2c、下料工位2d，其中，焊接工位2c和上料工位2a、下料工位2d之间，设置有隔板21，隔板21用于防止焊渣飞溅和防止焊接时的强光影响到在上料工位2a或者下料工位2d的操作员工。另外，焊接夹具5也可以包括六个，以使焊接工位2c和上料工位2a、下料工位2d之间的缓存工位更加多。

由于钢丝网502的尺寸通常比较大，例如，长度1000mm，宽度600的钢丝网502，其焊接夹具5的尺寸也较大，因此，转盘2的直径通常也非常大，例如直径超过2000mm，因此，机架1的中部可以呈中空状，作为容置空间100，同样地，转盘2的中部也呈中空状，以减轻转盘2的重量。转盘驱动部3安装在机架1上，与转盘2联接，并驱动所述转盘2回转。焊接部4包括多个焊接机器人41，焊接机器人41用于将钢丝网502和钢丝网配件501焊接到一起，焊接机器人41可以是公知的六轴机器人，焊接方式可以是电焊方式、二氧化碳保护焊等。焊接机器人41的一部分配置在容置空间100内，焊接机器人41的另一部分配置在机架1之外。例如，当焊接机器人41包括四个时，可以将两个配置在容置空间100内，将另外两个焊接机器人41配置在机架1之外。由此，通过充分利用焊接工作站的机架1中部的容置空间100配置焊接机器人41，能够缩减工作站的占地面积。另外，当焊接夹具5上装夹有多处钢丝网配件501时，配置在容置空间100内的焊接机器人41和配置在机架1之外的焊接机器人41能够同时对焊接夹具5的不同位置的钢丝网配件502进行焊接工作。在不增加工作站的占地面积的前提下，增加焊接机器人41，因此，能够提高焊接效率。

转盘驱动部3包括动力部31和传动部32，动力部31安装在机架1上，传动部32包括输入端32a和输出部32b，传动部32的输入端32a与动力部31联接，传动部32的输出部32b与转盘2联接。动力部31可以选择减速电机，传动部32可以选择分度器，减速电机和分度器的输入端联接，分度器的输出端和转盘2联接。动力部31也可以选择DD马达，DD马达直接和转盘2联接。

如上所述，由于本发明创造的焊接工业机器人，设计成转盘2形状的时候，转盘2通常非常大，例如可能直径会达到超过2000mm，为了降低转盘驱动部3的成本，动力部31优选减速电机，如伺服电机和减速机的组合，传动部32优选齿轮传动机构，减速电机安装到机架1上，齿轮传动机构包括第一齿轮321和第二齿轮322，第一齿轮321与减速电机的输出轴联接，第二齿轮322与转盘2同轴联接。具体地，第一齿轮321为小齿轮，直接与减速电机的输出轴同轴联接，第二齿轮322为中空状的大齿轮，例如为分度圆直径大致2000mm左右的大齿轮，第二齿轮322包括齿圈322a和内圈322b，内圈呈中空状，齿圈322a和内圈322b之间，设置有支撑齿圈322a的轴承(未图示)，内圈322b固定在机架1上。

由于齿轮的模数、齿数均较大时，齿轮传动机构的啮合精度会下降，这可能导致焊接夹具5的重复定位精度不准，进而导致焊接的精度下降，优选地，还包括齿轮定位部33，齿轮定位部33安装到机架1上，在第二齿轮322停止转动时，对第二齿轮322的停止位置进行定位。齿轮定位部33可以设置定位件331和驱动定位件221伸缩的定位气缸332，定位气缸332可以安装到机架1上，位于第二齿轮322的外侧，当第二齿轮322停止时，定位气缸332驱动定位件331伸出并抵接第二齿轮322的齿面，推动第二齿轮322的齿面和第一齿轮321的齿面贴合，由于第一齿轮321的尺寸通常较小，因此第一齿轮321的转动精度也较高，通过使第二齿轮322的齿面贴合第一齿轮321的齿面，能够以第一齿轮321的齿面作为定位基准，定位住第二齿轮322。因此，能够提高第二齿轮322的停止位置的定位精度，进而提高焊接精度。当然，也可以在第二齿轮322的齿圈的侧壁322c上，沿第二齿轮322的轴向，开设定位孔322d，齿轮定位部(未图示)设置机架1上，位于焊接工位的下面，齿轮定位部33可以设置定位销和驱动定位销伸缩的定位气缸，当第二齿轮322转动停止时，定位气缸332驱动定位销插进定位孔322d内，由此对第二齿轮322的停止位置进行定位。

图3是焊接夹具5的一种实施例的立体图，图4是识别部5的说明图，参照图3、图4，并辅助参照图1，由于加工的原因或者装配的原因或者装夹的原因，不同的焊接夹具5的定位精度难以保持一致，为了进一步提高焊接精度，每个焊接夹具5上均设置有识别部51，不同的焊接夹具5上的识别部51不同，例如，不同的焊接夹具5上的识别部51的安装高度或者安装位置不同。与此相对，机架1上还设置有多个检测部7，不同的检测部7分别检测不同的识别部51。具体地，识别部51包括识别件511，识别件511可以是识别螺栓，不同的焊接夹具5上的识别螺栓的设置位置不同，如安装高度不同，例如，识别件511分别通过不同高度的安装支架512a、512b、512c、512d、512e、512f表示，安装到焊接夹具5上。检测部7包括检测开关如接近开关，每个接近开关的安装高度分别单独地对应不同的焊接夹具5上的螺栓。例如，转盘2上一共具有六个焊接夹具5，每个焊接夹具5分别设置有一根识别螺栓，则整个焊接工作站具有六根高度不同的识别螺栓，与此对应，检测部7设置在机架1的焊接工位2c上，检测部7包括六个高度不同的接近开关，不同的接近开关检测不同的识别螺栓。与此对应，各焊接机器人41上分别搭载着与具体的焊接夹具5对应的焊接程序，当接近开关检测到对应的焊接夹具5时，焊接机器人41则调用对应的焊接程序，以进行焊接工作。焊接机器人41如何根据输入信号调用不同的焊接程序的技术，为公知技术，在此不详细描述。由此，通过设置识别部51和检测部7，能够使焊接机器人41根据不同的焊接夹具5执行与其对应的焊接程序，因此，能够进一步提高焊接精度。

焊接夹具5上，可以设置用于定位钢丝网配件501的定位柱(未图示)，和用于辅助定位钢丝网502的定位块54。另外，焊接夹具5上还设置有多个用于驱动定位柱的第一气缸52和多个用于夹持钢丝网502和钢丝网配件501的夹持气缸53。第一气缸52的活塞杆与定位柱联接，钢丝网配件501上料之前，第一气缸52先驱动定位柱伸出，然后再将钢丝网配件501套嵌在定位柱上。在定位好钢丝网配件501和钢丝网502后，夹持气缸53伸出，分别用于夹持钢丝网配件501和钢丝网502，辅助焊接机器人41焊接。

图5是图1中A处的局部放大图，图6是图1中B处的局部放大图，参照图5、图6，并辅助参照图1，由于焊接夹具5安装在旋转的转盘2上，各夹持气缸53的气管(未图示)也会跟着转盘2一起旋转，这可能导致气管的缠绕，为了解决该问题，转盘2上设置有多个气源中转部55，每个气源中转部55分别对应一个焊接夹具5，各焊接夹具5的第一气缸52和夹持气缸53的气管，分别连接到与其对应的气源中转部55，当焊接夹具5旋转时，气源中转部55与焊接工业机器人的供气部6断开。各第一气缸52和各夹持气缸53可以通过手动阀控制，第一气缸52和夹持气缸53可以是单通气的气缸也可以是双通气的气缸，夹持气缸53和气源中转部55之间通过气管连接，气源中转部55可以包括气控单向阀551和阀体安装座552，气控单向阀551安装到阀体安装座552上。供气部6安装到机架1上，供气部6包括两个第一手动阀63、第二手动阀64，其中，第一手动阀63用于控制第一气缸52的伸出和缩回，第二手动阀64用于控制夹持气缸53的夹紧和松开。当气源中转部55的气控单向阀551与供气部6接通时，先摆动第一手动阀63，第一气缸52驱动定位柱伸出，装配好钢丝网配件501和钢丝网502，然后摆动第二手动阀64，驱动夹持气缸53夹持钢丝网配件501和钢丝网502，各夹持气缸53的速度，可以通过调整与夹持气缸53连接的调速接头的流速进行调节。当供气部6的气源和气源中转部55之间断开时，通过气控单向阀551，能够保持夹持气缸53的夹持状态。

进一步地，供气部6还包括供气接头61和接头驱动部62，供气接头61的气源可以通过第一手动阀63；第二手动阀64控制其接通或者断开，接头驱动部62可以选择气缸或者电机，优选气缸，接头驱动部62驱动供气接头61抵接气源中转部55或者驱动供气接头61从气源中转部55断开。供气接头61的端部可以设置密封圈，或者阀体安装座552的安装孔的外周上设置有密封圈，接头驱动部62驱动供气接头61与通气孔对接时，同时通过密封圈密封供气接头61和阀体安装座552，避免漏气。由此，通过设置气源中转部55，能够将焊接夹具5上的气管和供气部6断开，避免了气管缠绕的问题。而通过设置供气部6，则能够间歇性地给各焊接夹具5上的多个夹具用气缸(第一气缸52和夹持气缸53)进行通气或者断气，实现在需要的时候(如上料、下料或者焊接的时候)才驱动第一气缸52和夹持气缸53，便于控制。因此通过上述结构设计能够实现由于设置了转盘，转盘上排布多个用于装夹钢丝网和钢丝网配件的焊接夹具，因此，能够实现上料、下料、焊接同时进行，提高了焊接效率，进一步地，由于在机架的中部设置有容置空间，将部分焊接机器人配置在容置空间内，因此能够在不增加焊接工作站占地面积的前提下，增加机器人，进一步提高焊接效率，最终实现提高工作效率降低人工成本。

在上述具体实施方式中所描述的各个具体的技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何方式进行组合，为了不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不另行说明。

在本实施例中上述设计到的“多”，例如多个、多处，均包含的是两个以上的范围。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。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 (1)

1.一种焊接工业机器人，其特征在于包括：机架(1)，所述机架(1)的中部设置有容置空间(100)；转盘(2)，所述转盘(2)设置在所述机架(1)上，所述转盘(2)的中部呈中空状，所述转盘(2)的边缘部沿周向排布有多个用于装夹钢丝网(502)和钢丝网配件(501)的焊接夹具(5)；转盘驱动部(3)，所述转盘驱动部(3)安装在所述机架(1)上，与所述转盘(2)联接，并驱动所述转盘(2)回转；焊接部(4)，所述焊接部(4)包括多个焊接机器人(41)，所述焊接机器人(41)用于将钢丝网(502)和钢丝网配件(501)焊接到一起，所述焊接机器人(41)的一部分配置在所述容置空间(100)内，所述焊接机器人(41)的另一部分配置在所述机架(1)之外；

所述焊接夹具(5)上装夹有多处钢丝网配件(501)，配置在所述容置空间(100)内的所述焊接机器人(41)和配置在所述机架(1)之外的所述焊接机器人(41)分别焊接所述焊接夹具(5)上装夹的不同的钢丝网配件(501)；所述转盘驱动部(3)包括动力部(31)和传动部(32)，所述动力部(31)安装在所述机架(1)上，所述传动部(32)包括输入端(32a)和输出部(32b)，所述传动部(32)的输入端(32a)与所述动力部(31)联接，所述传动部(32)的输出部(32b)与所述转盘(2)联接；所述动力部(31)为减速电机，所述传动部(32)为齿轮传动机构，所述减速电机安装在所述机架(1)上，所述齿轮传动机构包括第一齿轮(321)和中空状的第二齿轮(322)，所述第一齿轮(321)与所述减速电机的输出轴联接，所述第二齿轮(322)与所述转盘(2)同轴地安装到所述转盘(2)上；

所述齿轮传动机构还包括齿轮定位部(33)，所述齿轮定位部(33)安装到所述机架(1)上，在所述第二齿轮(322)停止转动时，对所述第二齿轮(322)的停止位置进行定位；所述齿轮定位部(33)包括定位件(331)和驱动所述定位件(331)伸缩的定位气缸(332)，所述定位气缸(332)安装到所述机架(1)上并位于所述第二齿轮(322)的外侧，所述定位气缸(332)能够驱动所述定位件(331)伸出并抵接所述第二齿轮(322)的齿面；所述焊接夹具(5)上设置有用于定位钢丝网配件(501)的定位柱、用于辅助定位钢丝网(502)的定位块(54)以及多个用于驱动定位柱的第一气缸(52)和多个用于夹持钢丝网(502)和钢丝网配件(501)的夹持气缸(53)，每个所述焊接夹具(5)上分别设置有气源中转部(55)和夹具用气缸，所述气源中转部(55)与所述夹具用气缸连接，在所述机架(1)上设有能够间歇性地给各焊接夹具(5)上的多个夹具用气缸进行通气或者断气的供气部(6)，所述焊接夹具(5)旋转时，所述气源中转部(55)与供气部(6)断开；所述供气部(6)包括供气接头(61)和接头驱动部(62)，所述接头驱动部(62)可驱动所述供气接头(61)抵接所述气源中转部(55)或者驱动所述供气接头(61)从所述气源中转部(55)中断开；每个所述焊接夹具(5)上均设置有识别部(51)，不同的所述焊接夹具(5)上的所述识别部(51)不同，所述机架(1)上还设置有多个检测部(7)，不同的所述检测部(7)分别检测不同的所述识别部(51)；所述识别部(51)包括识别件(511)，不同的所述焊接夹具(5)上的所述识别件(511)的设置位置不同；所述检测部(7)包括检测开关，每个所述检测开关分别单独地检测不同的所述焊接夹具(5)上的所述识别件(511)；

各焊接机器人（41）上分别搭载着与具体的焊接夹具（5）对应的焊接程序，当接近开关检测到对应的焊接夹具（5）时，焊接机器人（41）则调用对应的焊接程序，以进行焊接工作。

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