CN111660053B - 一种圆形钢板焊接钢管机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种圆形钢板焊接钢管机器人，包括焊接平台、焊接固定装置、焊接机械臂、焊接对齐装置、圆盘支架、送料机构、驱动步进电机、齿条、齿轮，其特征在于：所述的焊接平台为焊接固定装置的安装平台，同时也是焊接机械臂、焊接对齐装置和送料机构的安装平台；采用焊接对齐装置可以快速将钢管对准在需要焊接的钢板上，既能提高焊接工作效果，又提高了焊接的工作效率。

Description

一种圆形钢板焊接钢管机器人
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，特别涉及一种圆形钢板焊接钢管机器人。
背景技术
在对圆形钢板进行圆轴焊接钢管时，采用传统只有焊接机械臂的焊接装置对其进行焊接时，由于焊接及对齐的复杂性，在焊接每根钢管时都需要对齐一次，并且焊接位置容易变动，影响焊接效果，并且不能够自己控制供料，因此需要一种可以一次性对齐并进行焊接的焊接机器。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种圆形钢板焊接钢管机器人，通过送料机构同时提供焊接物料，对钢管进行焊接，提高工作效率。
为了解决上述问题：一种圆形钢板焊接钢管机器人，包括焊接平台、焊接固定装置、焊接机械臂、焊接对齐装置、圆盘支架 、送料机构、驱动步进电机、齿条、齿轮，其特征在于：所述的焊接平台为焊接固定装置的安装平台，同时也是焊接机械臂、焊接对齐装置和送料机构的安装平台。
所述的焊接固定装置包括：固定板、缓冲弹簧、转动架，所述的固定板的下端部固定安装在焊接平台上，固定板与焊接平台垂直安装，固定板的上端部设置有三个铰支座，每两个角度间隔为120°，每个铰支座上铰接有一个转动架，转动架的后端部与两个缓冲弹簧连接，所述的缓冲弹簧的下端部与固定板的表面连接。
所述的焊接机械臂包括：底座、转动台、底部转动电机、转动下臂、上部转动电机、转动前臂、转动焊接座、焊接臂，所述的底座的下端部固定安装在焊接平台的两侧位置，底座的上端部设置有转动台，转动台的上端面安装有悬臂支架，所述的转动下臂的下端部与悬臂支架转动安装，其连接处安装有底部转动电机，底部转动电机的前端面与转动下臂固定连接，底部转动电机的转动轴与悬臂支架固定连接，转动下臂的上端部与转动前臂的后端部转动安装，其安装处设置有上部转动电机，上部转动电机的前端面固定安装在转动下臂上，上部转动电机的电机转动转轴与转动前臂固定连接；所述的转动焊接座通过转动轴转动安装在转动前臂的前端部，转动焊接座的前端部设置有焊接臂。
所述的焊接对齐装置包括：前安装板、钢管挡板、驱动轮、驱动轮电机、驱动轮架、伸缩弹簧、后安装板、钢管套筒、夹爪固定板、夹爪、推动杆、推动电缸、固定座，所述的前安装板的圆周边缘设置有六个圆形通孔，在前安装板上每个圆孔的外侧设置有钢管挡板，钢管挡板的高度与驱动轮平齐，并且对应每个圆孔，前安装板上设置有一个铰支座，所述的驱动轮架的下端部与前安装板上设置的铰支座铰接，驱动轮架的上端部通过转动轴与驱动轮的转动轴固定连接，在连接处，位于驱动轮架的外侧安装有一个驱动轮电机，驱动轮电机的前端面与驱动轮架固定安装，驱动轮电机的电机转动轴与驱动轮的车轮轴固定连接；所述的后安装板通过连接板与前安装板固定连接，后安装板上设置的圆形通孔与前安装板的通孔对齐安装，后安装板的每个圆孔内安装有钢管套筒，钢管套筒靠向圆心位置一侧安装有固定座，固定座的下端部与后安装板固定连接；所述的两个夹爪固定板之间设置有夹爪，夹爪通过转动轴转动安装在夹爪固定板的两侧位置。
所述的送料机构包括：送料支架、电缸支架、电锯推动电缸、锯片、锯片推动电机、送料盘、送料轮、送料轮支架、拉伸弹簧，所述的送料支架为T型钢板，送料支架的下端部固定安装在焊接平台上，所述的送料盘固定安装在送料支架上端部设置的半圆槽内，送料盘的前端面的中心位置设置有截面为六边形的电缸支架，电缸支架的每个面正对送料盘上设置的圆孔方向，所述的电锯推动电缸的后端部固定安装在电缸支架的侧面上，电锯推动电缸伸出杆的前端部设置有转动轴，所述的锯片转动安装在转动轴上，所述的锯片推动电机的电机轴与转动轴固定连接；所述的送料轮支架的下端部通过送料盘背面设置的铰支座进行铰接连接，送料轮支架的前端部设置有送料轮，其连接处安装有车轮驱动电机，车轮驱动电机的转动轴与送料轮的车轮轴连接，所述的拉伸弹簧的下端部安装送料盘上铰支座前端设置的连接座转动连接，拉伸弹簧的上端部与送料轮支架上设置的圆轴转动连接。
所述的齿条的下端部固定安装在焊接平台的上表面上，所述的圆盘支架 滑动安装在齿条的外侧，圆盘支架 的下端部设置有电机座。
进一步的，所述的伸缩弹簧的下端部与前安装板上设置的连接座转动安装，伸缩弹簧的上端部与驱动轮架两侧设置的圆轴转动连接。
进一步的，所述的推动杆的两侧与夹爪后端设置转动杆转动连接，所述的推动电缸的后端部固定安装在夹爪固定板的内侧端面上，推动电缸的前端部与推动杆中心位置固定安装。
进一步的，所述的夹爪内侧贴有防滑橡胶材料，将夹爪内侧包住。
进一步的，所述的钢管套筒的下端部与后安装板之间设置有缓冲弹簧，缓冲弹簧的下端部与钢管套筒连接，缓冲弹簧的上端部与后安装板的表面连接。
进一步的，所述的驱动步进电机的前端面固定安装在圆盘支架 的下端部设置的电机座上，驱动步进电机的电机转动轴上安装有齿轮，齿轮与一侧的齿条形成配合。
进一步的，所述的焊接平台的材料为钢板，其焊接平台下端部设置的支撑固定安装在地面上。
进一步的，所述的转动焊接座的后端部上设置有转动电机，转动电机的主体设置在转动焊接座内，转动轴部分与转动前臂的内侧固定连接，转动电机驱动转动焊接座转动。
本发明与现有技术相比的有益效果是。
（1）本发明通过设置送料机构，可以控制焊接钢管的长度，并且对前端焊接过程同时供料，提高工作效率。
（2）采用焊接对齐装置可以快速将钢管对准在需要焊接的钢板上，既能提高焊接工作效果，又提高了焊接的工作效率。
附图说明
图1、图2为本发明整体结构示意图。
图3为齿轮齿条结构局部示意图。
图4为焊接固定装置的结构示意图。
图5为焊接机械臂的结构示意图。
图6、图7为焊接对齐装置的结构示意图。
图8、图9为送料机构的结构示意图。
1-焊接平台；2-焊接固定装置；3-焊接机械臂；4-焊接对齐装置；5-圆盘支架 ；6-送料机构；7-驱动步进电机；8-齿条；9-齿轮；201-固定板；202-缓冲弹簧；203-转动架；301-底座；302-转动台；303-底部转动电机；304-转动下臂；305-上部转动电机；306-转动前臂；307-转动焊接座；308-焊接臂；401-前安装板；402-钢管挡板；403-驱动轮；404-驱动轮电机；405-驱动轮架；406-伸缩弹簧；407-后安装板；408-钢管套筒；409-夹爪固定板；410-夹爪；411-推动杆；412-推动电缸；413-固定座；601-送料支架；602-电缸支架；603-电锯推动电缸；604-锯片；605-锯片推动电机；606-送料盘；607-送料轮；608-送料轮支架；609-拉伸弹簧。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例：如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9所示，一种圆形钢板焊接钢管机器人。
焊接平台1为焊接固定装置2的安装平台，同时也是焊接机械臂3、焊接对齐装置4和送料机构6的安装平台。
送料机构6具体结构如图8、图9所示，其中送料支架601的材料为T型钢板，送料支架601的下端部为底座，通过焊接技术固定安装在焊接平台1上，并且保持送料支架601与平台1保持垂直。送料支架601上端部设置有一个半圆安装槽，送料盘606通过侧面的螺丝孔位固定安装在送料支架601上端部设置的半圆槽内，送料支架601起到支撑送料盘606的作用。在送料盘606的前端面的中心位置，设置有截面为六边形的电缸支架602，电缸支架602的通过焊接技术与送料盘606是固定连接的。电锯推动电缸603的后端部固定安装在电缸支架602的侧面上，因此电缸支架602侧面的每一个端上都设置有一个电锯推动电缸603，并且位于每个电锯推动电缸603之前，在606上还设置的圆形通孔，电锯推动电缸603伸出杆的前端部设置有转动轴，所述的锯片604转动安装在转动轴上，所述的锯片推动电机605的电机轴与转动轴固定连接，电锯推动电缸603驱动前端锯片604向前运动，可以对放置在圆孔内的钢管进行切割工作。而在送料盘606的背部靠中心位置，设置有六个铰支座，铰支座方向正对送料盘上圆孔方向，每个铰支座与送料轮支架608的下端部进行铰接连接，并且在连接处还安装有一个转动驱动电机，转动驱动电机可以驱动送料轮支架608转动，送料轮支架608的前端部设置有送料轮607，其连接处安装有车轮驱动电机，车轮驱动电机的转动轴与送料轮607的车轮轴连接，所述的拉伸弹簧609的下端部安装送料盘606上铰支座前端设置的连接座转动连接，拉伸弹簧609的上端部与送料轮支架608上设置的圆轴转动连接，当转动驱动电机驱动送料轮支架608向下转动时，送料轮607接触到钢管，车轮驱动电机驱动送料轮607转动，使钢管由于摩擦力的作用向前移动，通过设置的圆形通孔将钢管运动到焊接对齐装置4内。
在送料机构6的前端位置，安装有一个齿条安装板，齿条安装板通过中间位置设置的螺丝孔位与平台1固定安装，齿条安装板的两个长边分别安装有齿条8，并且齿条8的齿轮侧朝向内侧，齿轮8的外侧设置有滑动槽，圆盘支架 5设置在送料支架601的前端位置，圆盘支架5的下端部滑动安装在齿条8的外侧的滑动槽内，圆盘支架 5的下端部设置有电机座，驱动步进电机7的前端面通过安装螺丝固定安装在圆盘支架 5的下端部设置的电机座上，并且驱动步进电机7的电机转动轴上安装有齿轮9，齿轮9与一侧的齿条8啮合安装，当驱动步进电机7转动时，可以驱动圆盘支架5在齿条8的滑轨上移动，使焊接对齐装置4运动到焊接固定装置2的前端位置。
焊接对齐装置4具体结构如图6、图7所示，其中前安装板401的圆周边缘设置有六个圆形通孔，在前安装板401上每个圆孔的外侧设置有钢管挡板402，并且对应每个圆孔，前安装板401上设置有一个铰支座，所述的驱动轮架405的下端部与前安装板401上设置的铰支座铰接，并且在连接处还安装有驱动轮架转动电机，用来驱动驱动轮架405转动。驱动轮架405的上端部通过转动轴与驱动轮403的转动轴固定连接，在连接处，位于驱动轮架405的外侧安装有一个驱动轮电机404，驱动轮电机404的前端面与驱动轮架405固定安装，驱动轮电机404的电机转动轴与驱动轮403的车轮轴固定连接。伸缩弹簧406的下端部与前安装板401上设置的连接座转动安装，伸缩弹簧406的上端部与驱动轮架405两侧设置的圆轴转动连接。当驱动轮架转动电机转动使驱动轮架405移动时，驱动轮403贴在钢管表面，驱动钢管向前运动，当受到的力过大时，伸缩弹簧406起到移动缓冲作用，防止钢管受到过度挤压。当钢管运动到钢管套筒408的下端部时，由两个夹爪固定板409和两个夹爪410构成的夹爪结构，夹爪结构将钢管夹住，用于固定作用，两侧的夹爪410贴装用防滑橡胶，达到防滑的效果。 在后安装板407的每个圆孔内安装有钢管套筒408，钢管套筒408靠向圆心位置一侧安装有固定座413，固定座413的下端部与后安装板407固定连接；推动杆411的两侧与夹爪410后端设置转动杆转动连接，推动电缸412的后端部固定安装在夹爪固定板409的内侧端面上，推动电缸412的前端部与推动杆411中心位置固定安装，推动电缸412驱动409的夹持角度进行变化钢管套筒408需配合夹爪结构用来固定钢管和焊接时对钢管进行对齐。
所述的焊接机械臂3如图5所示，其中底座301的下端部固定安装在焊接平台1的两侧位置，底座301的上端部设置有转动台302，转动台302的上端面安装有悬臂支架，所述的转动下臂304的下端部与悬臂支架转动安装，其连接处安装有底部转动电机303，底部转动电机303的前端面与转动下臂304固定连接，底部转动电机303的转动轴与悬臂支架固定连接，转动下臂304的上端部与转动前臂306的后端部转动安装，其安装处设置有上部转动电机305，上部转动电机305的前端面固定安装在转动下臂304上，上部转动电机305的电机转动转轴与转动前臂306固定连接；所述的转动焊接座307通过转动轴转动安装在转动前臂306的前端部，转动焊接座307的前端部设置有焊接臂308。
焊接固定装置2的具体结构如图4所示，所述的固定板201的下端部固定安装在焊接平台1上，固定板201与焊接平台1垂直安装，固定板201的上端部设置有三个铰支座，每两个角度间隔为120°，每个铰支座上铰接有一个转动架203，转动架203的后端部与两个缓冲弹簧202连接，所述的缓冲弹簧202的下端部与固定板201的表面连接，固定板201的上端部设置有圆形的套筒，用于套装圆形钢板，由于受到缓冲弹簧202的在转动架203的后端部向上的挤压作用，转动架203前端部对圆形钢板的外边缘有向下的作用力，将圆形钢板固定在固定板201上，以便等待焊接工作。
在焊接过程中，由于每个钢管套筒408的下端部与后安装板407之间设置有缓冲弹簧，当后安装板7接触到固定架201时，驱动轮403驱动钢管向前运动，会露出可供焊接的部位，由于夹爪结构的禁锢作用，在焊接过程中钢管位置不会发生变化，这样当焊接机械臂3对钢板进行焊接工作结束时，夹爪机构释放加紧的钢管，就可以将焊接好的钢板取下，并进行下一个圆形钢板的焊接工作。

Claims (8)

1.一种圆形钢板焊接钢管机器人，包括焊接平台（1）、焊接固定装置（2）、焊接机械臂（3）、焊接对齐装置（4）、圆盘支架 （5）、送料机构（6）、驱动步进电机（7）、齿条（8）、齿轮（9），其特征在于：所述的焊接平台（1）为焊接固定装置（2）的安装平台，同时也是焊接机械臂（3）、焊接对齐装置（4）和送料机构（6）的安装平台；
所述的焊接固定装置（2）包括：固定板（201）、缓冲弹簧（202）、转动架（203），所述的固定板（201）的下端部固定安装在焊接平台（1）上，固定板（201）与焊接平台（1）垂直安装，固定板（201）的上端部设置有三个铰支座，每个两角度间隔为120°，每个铰支座上铰接有一个转动架（203），转动架（203）的后端部与两个缓冲弹簧（202）连接，所述的缓冲弹簧（202）的下端部与固定板（201）的表面连接；
所述的焊接机械臂（3）包括：底座（301）、转动台（302）、底部转动电机（303）、转动下臂（304）、上部转动电机（305）、转动前臂（306）、转动焊接座（307）、焊接臂（308），所述的底座（301）的下端部固定安装在焊接平台（1）的两侧位置，底座（301）的上端部设置有转动台（302），转动台（302）的上端面安装有悬臂支架，所述的转动下臂（304）的下端部与悬臂支架转动安装，其连接处安装有底部转动电机（303），底部转动电机（303）的前端面与转动下臂（304）固定连接，底部转动电机（303）的转动轴与悬臂支架固定连接，转动下臂（304）的上端部与转动前臂（306）的后端部转动安装，其安装处设置有上部转动电机（305），上部转动电机（305）的前端面固定安装在转动下臂（304）上，上部转动电机（305）的电机转动转轴与转动前臂（306）固定连接；所述的转动焊接座（307）通过转动轴转动安装在转动前臂（306）的前端部，转动焊接座（307）的前端部设置有焊接臂（308）；
所述的焊接对齐装置（4）包括：前安装板（401）、钢管挡板（402）、驱动轮（403）、驱动轮电机（404）、驱动轮架（405）、伸缩弹簧（406）、后安装板（407）、钢管套筒（408）、夹爪固定板（409）、夹爪（410）、推动杆（411）、推动电缸（412）、固定座（413），所述的前安装板（401）的圆周边缘设置有六个圆形通孔，在前安装板（401）上每个圆孔的外侧设置有钢管挡板（402），钢管挡板（402）的高度与驱动轮（403）平齐，并且对应每个圆孔，前安装板（401）上设置有一个铰支座，所述的驱动轮架（405）的下端部与前安装板（401）上设置的铰支座铰接，驱动轮架（405）的上端部通过转动轴与驱动轮（403）的转动轴固定连接，在连接处，位于驱动轮架（405）的外侧安装有一个驱动轮电机（404），驱动轮电机（404）的前端面与驱动轮架（405）固定安装，驱动轮电机（404）的电机转动轴与驱动轮（403）的车轮轴固定连接；所述的后安装板（407）通过连接板与前安装板（401）固定连接，后安装板（407）上设置的圆形通孔与前安装板（401）的通孔对齐安装，后安装板（407）的每个圆孔内安装有钢管套筒（408），钢管套筒（408）靠向圆心位置一侧安装有固定座（413），固定座（413）的下端部与后安装板（407）固定连接；所述的两个夹爪固定板（409）之间设置有夹爪（410），夹爪（410）通过转动轴转动安装在夹爪固定板（409）的两侧位置；
所述的送料机构（6）包括：送料支架（601）、电缸支架（602）、电锯推动电缸（603）、锯片（604）、锯片推动电机（605）、送料盘（606）、送料轮（607）、送料轮支架（608）、拉伸弹簧（609），所述的送料支架（601）为T型钢板，送料支架（601）的下端部固定安装在焊接平台（1）上，所述的送料盘（606）固定安装在送料支架（601）上端部设置的半圆槽内，送料盘（606）的前端面的中心位置设置有截面为六边形的电缸支架（602），电缸支架（602）的每个面正对送料盘（606）上设置的圆孔方向，所述的电锯推动电缸（603）的后端部固定安装在电缸支架（602）的侧面上，电锯推动电缸（603）伸出杆的前端部设置有转动轴，所述的锯片（604）转动安装在转动轴上，所述的锯片推动电机（605）的电机轴与转动轴固定连接；所述的送料轮支架（608）的下端部通过送料盘（606）背面设置的铰支座进行铰接连接，送料轮支架（608）的前端部设置有送料轮（607），其连接处安装有车轮驱动电机，车轮驱动电机的转动轴与送料轮（607）的车轮轴连接，所述的拉伸弹簧（609）的下端部安装送料盘（606）上铰支座前端设置的连接座转动连接，拉伸弹簧（609）的上端部与送料轮支架（608）上设置的圆轴转动连接；
所述的齿条（8）的下端部固定安装在焊接平台（1）的上表面上，所述的圆盘支架 （5）滑动安装在齿条（8）的外侧，圆盘支架 （5）的下端部设置有电机座。
2.如权利要求1所述的一种圆形钢板焊接钢管机器人，其特征在于：所述的伸缩弹簧（406）的下端部与前安装板（401）上设置的连接座转动安装，伸缩弹簧（406）的上端部与驱动轮架（405）两侧设置的圆轴转动连接。
3.如权利要求1所述的一种圆形钢板焊接钢管机器人，其特征在于：所述的推动杆（411）的两侧与夹爪（410）后端设置转动杆转动连接，所述的推动电缸（412）的后端部固定安装在夹爪固定板（409）的内侧端面上，推动电缸（412）的前端部与推动杆（411）中心位置固定安装。
4.如权利要求1所述的一种圆形钢板焊接钢管机器人，其特征在于：所述的夹爪（410）内侧贴有防滑橡胶材料，将夹爪（410）内侧包住。
5.如权利要求1所述的一种圆形钢板焊接钢管机器人，其特征在于：所述的钢管套筒（408）的下端部与后安装板（407）之间设置有缓冲弹簧，缓冲弹簧的下端部与钢管套筒（408）连接，缓冲弹簧的上端部与后安装板（407）的表面连接。
6.如权利要求1所述的一种圆形钢板焊接钢管机器人，其特征在于：所述的驱动步进电机（7）的前端面固定安装在圆盘支架 （5）的下端部设置的电机座上，驱动步进电机（7）的电机转动轴上安装有齿轮（9），齿轮（9）与一侧的齿条（8）形成配合。
7.如权利要求1所述的一种圆形钢板焊接钢管机器人，其特征在于：所述的焊接平台（1）的材料为钢板，其焊接平台（1）下端部设置的支撑固定安装在地面上。
8.如权利要求1所述的一种圆形钢板焊接钢管机器人，其特征在于：所述的转动焊接座（307）的后端部上设置有转动电机，转动电机的主体设置在转动焊接座（307）内，转动轴部分与转动前臂（306）的内侧固定连接，转动电机驱动转动焊接座（307）转动。
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