CN111843347A - 一种车身焊接机械手 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种车身焊接机械手，包括底座结构和工作组件，在焊接板的表面设置有漏孔，焊接时产生的飞溅物能够从漏孔落到收集槽的内部，便于对灰尘进行收集，在底板的上端设置有机壳，第一电机设置在机壳的内部，且第一电机的输出端与转盘相连接，操作人员通过开关使得第一电机进行转动，从而带动转盘进行转动，同时在转盘的上端固定安装有工作组件，能够带动焊接结构进行焊接角度的改变，便于对不同方向的物品进行焊接，使用方便，在连接块的下端固定安装有防护罩，焊枪设置在防护罩的内部，且防护罩为圆形状，防护罩采用一种PC材料制成的构件，防冲击隔热效果好，在利用焊枪进行焊接时，能够阻挡焊接时产生的飞溅物，保护效果好。

Description

一种车身焊接机械手
技术领域
本发明涉及焊接设备技术领域，具体为一种车身焊接机械手。
背景技术
焊接，也称作熔接、镕接，是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术，焊接机械手广泛用于汽车及其零部件制造、摩托车、五金交电、工程机械、航空航天、化工等行业的自动化焊接工程。
目前，在对车身物体进行焊接时，由于焊接结构的位置较为固定，不便于调整焊枪与物品的位置，只能对同一高度的物品进行焊接，使用范围较为局限，使用效果不好。
针对上述问题，本发明提出了一种车身焊接机械手。
发明内容
本发明的目的在于提供一种车身焊接机械手，具备便于调整焊枪的高度和方向，能够多角度进行焊接，适用范围提高，使用效果好的优点，从而解决了背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种车身焊接机械手，包括底座结构和工作组件，工作组件固定安装在底座结构的上端，所述底座结构包括底板、机壳、第一电机、转盘、焊接板和固定结构，机壳设置在底板的上端，第一电机设置在机壳的内部，第一电机的输出端与转盘相连接，焊接板设置在底板的上端，固定结构设置在焊接板的一侧；
所述工作组件包括立杆、滑动座和焊接结构，立杆固定安装在转盘的上端，滑动座设置在立杆的一侧，焊接结构设置在滑动座的一侧。
优选的，所述固定结构包括固定块、活动螺杆和抵块，固定块固定安装在底板的上端，活动螺杆贯穿固定块，且活动螺杆的另一端与抵块固定安装。
优选的，所述立杆包括齿条链和滑槽，齿条链固定安装在立杆的外表面，滑槽设置在立杆的表面。
优选的，所述滑动座包括滑块、第二电机、转轴和齿轮，滑块设置在滑动座的内壁，第二电机设置在滑动座的一侧，第二电机的输出端与转轴相连接，齿轮固定安装在转轴的外壁。
优选的，所述焊接结构包括连接块、焊枪和防护罩，连接块固定安装在滑动座的一侧，焊枪贯穿连接块，且连接块的下端设置有防护罩。
优选的，所述固定结构设置有两组，且两组所述的固定结构关于焊接板的中心线对称分布。
优选的，所述防护罩为圆形状，且防护罩采用一种PC材料制成的构件。
优选的，所述焊接板包括：
基座，所述基座固定连接于底板顶端；
漏孔，所述漏孔开设于基座顶端，所述漏孔上蒙设有过滤丝网；
集料室，所述集料室设于基座内，并位于漏孔下方，所述集料室内壁自上而下呈向外倾斜式设置；
转动管，所述转动管转动连接于基座内，所述转动管位于集料室下方；
遮板，两个所述遮板对称铰接于转动管靠近集料室端，所述遮板远离转动管端滑动连接于集料室内壁上；
伸缩杆，所述伸缩杆连接于两个遮板内端；
储料室，所述储料室设于基座内，所述储料室位于转动管下方，所述储料室内底端呈倾斜式设置；
集料通道，所述集料通道竖直设于基座内，所述集料通道上端连通集料室设置，所述集料通道下端连通储料室设置，所述集料通道位于转动管中心位置；
出料泵，所述出料泵连接于基座侧端，所述出料泵连接于储料室低位端；
套管，所述套管设于基座内，所述套管套设于转动管上，所述套管内设有内螺纹，所述转动管上设于与内螺纹啮合的外螺纹；
转动环，所述转动环连接于套管侧端靠近储料室位置，所述转动环外端设有转动外螺纹；
转动齿，所述转动齿转动连接于基座内靠近侧端位置，所述转动齿与转动外螺纹啮合；
转动拨盘，所述转动拨盘与转动齿连接，部分转动盘露出基座侧端设置；
绳槽，所述绳槽开设于转动环靠近储料室端；
挡板，所述挡板铰接于储料室内靠近顶端位置，所述挡板靠近出料泵设置，所述挡板铰接端连接有复位卷簧；
绳体，所述绳体一端连接于绳槽内，所述绳体另一端与挡板连接。
优选的，所述第一电机还连接有控制器，所述焊接结构上设置有监测装置，所述控制器与监测装置之间电性连接，且所述控制器根据所述监测装置监测到的焊接状况信息对所述第一电机进行调整，其过程包括：
A1、判断所述第一电机的当前状态是否需要调整；
Figure BDA0002604050660000031
上述公式中，h为判断结果，a为所述第一电机与转盘之间的转速传递效率，b为所述焊接结构焊接速率，f为所述第一电机的当前供电频率，p为所述第一电机的极对数，s为转差率；其中，1表示需要调整，0表示不需要调整；
当判断结果为需要调整时，进行步骤A2，当判断结果为不需要调整时，无需进行步骤A2；
A2、计算预计调整值；
Figure BDA0002604050660000041
其中，t为预计电压调整值，l为所述第一电机的转矩，I为所述第一电机的额定电流；
A3、所述转速控制器根据预计调整值生成控制指令对所述第一电机进行调控。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明提出的一种车身焊接机械手，在底板的上端设置有焊接板，操作人员能够将被焊接物放置在焊接板上，利用固定结构能够对物品进行固定，且在焊接板的表面设置有漏孔，焊接时产生的飞溅物能够从漏孔落到收集槽的内部，便于对灰尘进行收集，保证底板表面的整洁性。
2、本发明提出的一种车身焊接机械手，在底板的上端设置有机壳，第一电机设置在机壳的内部，且第一电机的输出端与转盘相连接，操作人员通过开关使得第一电机进行转动，从而带动转盘进行转动，同时在转盘的上端固定安装有工作组件，能够带动焊接结构进行焊接角度的改变，便于对不同方向的物品进行焊接，使用方便，提高了使用范围。
3、本发明提出的一种车身焊接机械手，在立杆的一侧固定安装有齿条链，且第二电机的输出端与转轴相连接，齿轮固定安装在转轴的外表面，通过第二电机带动转轴和齿轮进行转动时，齿轮与齿条链互相啮合，能够使滑动座带动焊接结构进行上下移动，能够调整焊枪的焊接高度，使用效果好。
4、本发明提出的一种车身焊接机械手，在连接块的下固定安装有防护罩，焊枪设置在防护罩的内部，且防护罩为圆形状，防护罩采用一种PC材料制成的构件，防冲击隔热效果好，在利用焊枪进行焊接时，能够阻挡焊接时产生的飞溅物，保护效果好。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的工作组件结构示意图；
图3为本发明的图2中A处放大图；
图4为本发明的滑动座结构示意图；
图5为本发明的焊接板结构示意图。
图中：1、底座结构；11、底板；12、机壳；13、第一电机；14、转盘；15、焊接板；151、基座；152.漏孔；153.集料室；154.转动管；155.遮板；156.伸缩杆；157.储料室；158.集料通道；159.出料泵；150.套管；171.转动环；172.转动齿；173.转动拨盘；174.绳槽；175.挡板；176.绳体；16、固定结构；161、固定块；162、活动螺杆；163、抵块；2、工作组件；21、立杆；211、齿条链；212、滑槽；22、滑动座；221、滑块；222、第二电机；223、转轴；224、齿轮；23、焊接结构；231、连接块；232、焊枪；233、防护罩。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1和图5，一种车身焊接机械手，包括底座结构1和工作组件2，工作组件2固定安装在底座结构1的上端，底座结构1包括底板11、机壳12、第一电机13、转盘14、焊接板15和固定结构16，机壳12设置在底板11的上端，第一电机13设置在机壳12的内部，第一电机13的输出端与转盘14相连接，操作人员通过开关使得第一电机13进行转动，从而带动转盘14进行转动，同时在转盘14的上端固定安装有工作组件2，能够带动焊接结构23进行焊接角度的改变，便于对不同方向的物品进行焊接，使用方便，提高了使用范围；焊接板15设置在底板11的上端，固定结构16设置在焊接板15的一侧；工作组件2包括立杆21、滑动座22和焊接结构23，立杆21固定安装在转盘14的上端，滑动座22设置在立杆21的一侧，焊接结构23设置在滑动座22的一侧；固定结构16包括固定块161、活动螺杆162和抵块163，固定块161固定安装在底板11的上端，活动螺杆162贯穿固定块161，且活动螺杆162的另一端与抵块163固定安装；焊接板15包括漏孔151和收集槽152，漏孔151设置在焊接板15的表面，收集槽152设置在焊接板15的内部；固定结构16设置有两组，且两组所述的固定结构16关于焊接板15的中心线对称分布；在底板11的上端设置有焊接板15，操作人员能够将被焊接物放置在焊接板15上，利用固定结构16能够对物品进行固定，且在焊接板15的表面设置有漏孔151，焊接时产生的飞溅物能够从漏孔151落到收集槽152的内部，便于对灰尘进行收集，保证底板11表面的整洁性。
请参阅图2和图3，立杆21包括齿条链211和滑槽212，齿条链211固定安装在立杆21的外表面，滑槽212设置在立杆21的表面；焊接结构23包括连接块231、焊枪232和防护罩233，连接块231固定安装在滑动座22的一侧，焊枪232贯穿连接块231，且连接块231的下端设置有防护罩233；防护罩233为圆形状，且防护罩233采用一种PC材料制成的构件；防冲击隔热效果好，在利用焊枪232进行焊接时，能够阻挡焊接时产生的飞溅物，保护效果好。
请参阅图4，滑动座22包括滑块221、第二电机222、转轴223和齿轮224，滑块221设置在滑动座22的内壁，第二电机222设置在滑动座22的一侧，第二电机222的输出端与转轴223相连接，齿轮224固定安装在转轴223的外壁；在立杆21的一侧固定安装有齿条链211，且第二电机222的输出端与转轴223相连接，齿轮224固定安装在转轴223的外表面，通过第二电机222带动转轴223和齿轮224进行转动时，齿轮224与齿条链211互相啮合，能够使滑动座22带动焊接结构23进行上下移动，能够调整焊枪232的焊接高度，使用效果好。
综上所述：本车身焊接机械手，在底板11的上端设置有焊接板15，操作人员能够将被焊接物放置在焊接板15上，利用固定结构16能够对物品进行固定，在底板11的上端设置有机壳12，第一电机13设置在机壳12的内部，且第一电机13的输出端与转盘14相连接，操作人员通过开关使得第一电机13进行转动，从而带动转盘14进行转动，同时在转盘14的上端固定安装有工作组件2，能够带动焊接结构23进行焊接角度的改变，便于对不同方向的物品进行焊接，使用方便，提高了使用范围，在立杆21的一侧固定安装有齿条链211，且第二电机222的输出端与转轴223相连接，齿轮224固定安装在转轴223的外表面，通过第二电机222带动转轴223和齿轮224进行转动时，齿轮224与齿条链211互相啮合，能够使滑动座22带动焊接结构23进行上下移动，能够调整焊枪232的焊接高度，使用效果好，在连接块231的下固定安装有防护罩233，焊枪232设置在防护罩233的内部，且防护罩233为圆形状，防护罩233采用一种PC材料制成的构件，防冲击隔热效果好，在利用焊枪232进行焊接时，能够阻挡焊接时产生的飞溅物，保护效果好。
如图5所示，本发明提供的一个可选实施例，所述焊接板15包括：
基座151，所述基座151固定连接于底板11顶端；
漏孔152，所述漏孔152开设于基座151顶端，所述漏孔152上蒙设有过滤丝网；
集料室153，所述集料室153设于基座151内，并位于漏孔152下方，所述集料室153内壁自上而下呈向外倾斜式设置；
转动管154，所述转动管154转动连接于基座151内，所述转动管154位于集料室153下方；
遮板155，两个所述遮板155对称铰接于转动管154靠近集料室153端，所述遮板155远离转动管154端滑动连接于集料室153内壁上；
伸缩杆156，所述伸缩杆156连接于两个遮板155内端；
储料室157，所述储料室157设于基座151内，所述储料室157位于转动管154下方，所述储料室157内底端呈倾斜式设置；
集料通道158，所述集料通道158竖直设于基座151内，所述集料通道158上端连通集料室153设置，所述集料通道158下端连通储料室157设置，所述集料通道158位于转动管154中心位置；
出料泵159，所述出料泵159连接于基座151侧端，所述出料泵159连接于储料室157低位端；
套管150，所述套管150设于基座151内，所述套管150套设于转动管154上，所述套管150内设有内螺纹，所述转动管154上设于与内螺纹啮合的外螺纹；
转动环171，所述转动环171连接于套管150侧端靠近储料室157位置，所述转动环171外端设有转动外螺纹；
转动齿172，所述转动齿172转动连接于基座151内靠近侧端位置，所述转动齿172与转动外螺纹啮合；
转动拨盘173，所述转动拨盘173与转动齿172连接，部分转动盘173露出基座151侧端设置；
绳槽174，所述绳槽174开设于转动环171靠近储料室157端；
挡板175，所述挡板175铰接于储料室157内靠近顶端位置，所述挡板175靠近出料泵159设置，所述挡板175铰接端连接有复位卷簧；
绳体176，所述绳体176一端连接于绳槽174内，所述绳体176另一端与挡板175连接。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：
出料泵159工作，使储料室157内产生负压，焊接板15上焊接产生的飞溅物、灰尘、烟气自漏孔152吸入位于基座151内的集料室153内，并自集料通道158进入储料室157内，最终通过出料泵159排出，从而便于对焊接时产生的飞溅物、灰尘、烟气进行收集，保证底板11上的整洁性，当底板11上烟气或灰尘过多时，人工转动转动拨盘173，转动拨盘173在基座151内转动，进而带动与其连接的转动齿172在基座151内转动，转动齿172带动与其通过转动外螺纹啮合的转动环171转动，转动环171在基座151内转动进而带动与其连接的套管150在基座151内转动，套管150通过内螺纹、外螺纹带动转动管154在基座151内向靠近储料室157方向运动，由于集料室153内壁自上而下呈向外倾斜式设置，遮板155远离转动管154端滑动连接于集料室153内壁上，从而使伸缩杆156伸长，遮板155远离转动管154端与转动管154的垂直距离减小，便于更快的将焊接产生的飞溅物、灰尘、烟气吸入集料通道158内，此时，由于转动环171的转动，进而带动绳体176收入绳槽174内，挡板175被拉开，出料泵159流量增大。
本发明提供的另一个可选实施例，所述第一电机13还连接有控制器，所述焊接结构23上设置有监测装置，所述控制器与监测装置之间电性连接，且所述控制器根据所述监测装置监测到的焊接状况信息对所述第一电机进行调整，其过程包括：
A1、判断所述第一电机的当前状态是否需要调整；
Figure BDA0002604050660000091
上述公式中，h为判断结果，a为所述第一电机与转盘之间的转速传递效率，b为所述焊接结构焊接速率，f为所述第一电机的当前供电频率，p为所述第一电机的极对数，s为转差率；其中，1表示需要调整，0表示不需要调整；
当判断结果为需要调整时，进行步骤A2，当判断结果为不需要调整时，无需进行步骤A2；
A2、计算预计调整值；
Figure BDA0002604050660000101
其中，t为预计电压调整值，l为所述第一电机的转矩，I为所述第一电机的额定电流；
A3、所述转速控制器根据预计调整值生成控制指令对所述第一电机13进行转速控制。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：
所述第一电机上连接有控制器，所述焊接结构上设置有监测装置，在所述车身焊接机械手在进行焊接过程中，所述控制器根据所述监测装置监测到的焊接状况信息对所述第一电机进行调整，从而使得所述第一电机转动带动所述转盘转动的转速与所述焊接结构焊接速率相一致，进而使得焊接效果更好；在上述技术方案中，在对所述第一电机进行转速调整时通过调整电压来进行调整不仅方便调整而且易于改变第一电机的转速，并且在整个计算过程中考虑到所述第一电机转动带动转盘转动时所述第一电机与转盘之间的转速传递损失，使得判断结果更加准确，计算的预计调整值与实际值更加接近，而且上述调控是可以实时调控，方便便捷。
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 (9)

1.一种车身焊接机械手，包括底座结构(1)和工作组件(2)，工作组件(2)固定安装在底座结构(1)的上端，其特征在于：所述底座结构(1)包括底板(11)、机壳(12)、第一电机(13)、转盘(14)、焊接板(15)和固定结构(16)，机壳(12)设置在底板(11)的上端，第一电机(13)设置在机壳(12)的内部，第一电机(13)的输出端与转盘(14)相连接，焊接板(15)设置在底板(11)的上端，固定结构(16)设置在焊接板(15)的一侧；
所述工作组件(2)包括立杆(21)、滑动座(22)和焊接结构(23)，立杆(21)固定安装在转盘(14)的上端，滑动座(22)设置在立杆(21)的一侧，焊接结构(23)设置在滑动座(22)的一侧。
2.根据权利要求1所述的一种车身焊接机械手，其特征在于：所述固定结构(16)包括固定块(161)、活动螺杆(162)和抵块(163)，固定块(161)固定安装在底板(11)的上端，活动螺杆(162)贯穿固定块(161)，且活动螺杆(162)的另一端与抵块(163)固定安装。
3.根据权利要求1所述的一种车身焊接机械手，其特征在于：所述立杆(21)包括齿条链(211)和滑槽(212)，齿条链(211)固定安装在立杆(21)的外表面，滑槽(212)设置在立杆(21)的表面。
4.根据权利要求1所述的一种车身焊接机械手，其特征在于：所述滑动座(22)包括滑块(221)、第二电机(222)、转轴(223)和齿轮(224)，滑块(221)设置在滑动座(22)的内壁，第二电机(222)设置在滑动座(22)的一侧，第二电机(222)的输出端与转轴(223)相连接，齿轮(224)固定安装在转轴(223)的外壁。
5.根据权利要求1所述的一种车身焊接机械手，其特征在于：所述焊接结构(23)包括连接块(231)、焊枪(232)和防护罩(233)，连接块(231)固定安装在滑动座(22)的一侧，焊枪(232)贯穿连接块(231)，且连接块(231)的下端设置有防护罩(233)。
6.根据权利要求1所述的一种车身焊接机械手，其特征在于：所述固定结构(16)设置有两组，且两组所述的固定结构(16)关于焊接板(15)的中心线对称分布。
7.根据权利要求5所述的一种车身焊接机械手，其特征在于：所述防护罩(233)为圆形状，且防护罩(233)采用一种PC材料制成的构件。
8.根据权利要求1所述的一种车身焊接机械手，其特征在于：所述焊接板(15)包括：
基座(151)，所述基座(151)固定连接于底板(11)顶端；
漏孔(152)，所述漏孔(152)开设于基座(151)顶端，所述漏孔(152)上蒙设有过滤丝网；
集料室(153)，所述集料室(153)设于基座(151)内，并位于漏孔(152)下方，所述集料室(153)内壁自上而下呈向外倾斜式设置；
转动管(154)，所述转动管(154)转动连接于基座(151)内，所述转动管(154)位于集料室(153)下方；
遮板(155)，两个所述遮板(155)对称铰接于转动管(154)靠近集料室(153)端，所述遮板(155)远离转动管(154)端滑动连接于集料室(153)内壁上；
伸缩杆(156)，所述伸缩杆(156)连接于两个遮板(155)内端；
储料室(157)，所述储料室(157)设于基座(151)内，所述储料室(157)位于转动管(154)下方，所述储料室(157)内底端呈倾斜式设置；
集料通道(158)，所述集料通道(158)竖直设于基座(151)内，所述集料通道(158)上端连通集料室(153)设置，所述集料通道(158)下端连通储料室(157)设置，所述集料通道(158)位于转动管(154)中心位置；
出料泵(159)，所述出料泵(159)连接于基座(151)侧端，所述出料泵(159)连接于储料室(157)低位端；
套管(150)，所述套管(150)设于基座(151)内，所述套管(150)套设于转动管(154)上，所述套管(150)内设有内螺纹，所述转动管(154)上设于与内螺纹啮合的外螺纹；
转动环(171)，所述转动环(171)连接于套管(150)侧端靠近储料室(157)位置，所述转动环(171)外端设有转动外螺纹；
转动齿(172)，所述转动齿(172)转动连接于基座(151)内靠近侧端位置，所述转动齿(172)与转动外螺纹啮合；
转动拨盘(173)，所述转动拨盘(173)与转动齿(172)连接，部分转动盘(173)露出基座(151)侧端设置；
绳槽(174)，所述绳槽(174)开设于转动环(171)靠近储料室(157)端；
挡板(175)，所述挡板(175)铰接于储料室(157)内靠近顶端位置，所述挡板(175)靠近出料泵(159)设置，所述挡板(175)铰接端连接有复位卷簧；
绳体(176)，所述绳体(176)一端连接于绳槽(174)内，所述绳体(176)另一端与挡板(175)连接。
9.根据权利要求1所述的一种车身焊接机械手，其特征在于：所述第一电机(13)还连接有控制器，所述焊接结构(23)上设置有监测装置，所述控制器与监测装置之间电性连接，且所述控制器根据所述监测装置监测到的焊接状况信息对所述第一电机进行调整，其过程包括：
A1、判断所述第一电机的当前状态是否需要调整；
Figure FDA0002604050650000031
上述公式中，h为判断结果，a为所述第一电机与转盘之间的转速传递效率，b为所述焊接结构焊接速率，f为所述第一电机的当前供电频率，p为所述第一电机的极对数，s为转差率；其中，1表示需要调整，0表示不需要调整；
当判断结果为需要调整时，进行步骤A2，当判断结果为不需要调整时，无需进行步骤A2；
A2、计算预计调整值；
Figure FDA0002604050650000041
其中，t为预计电压调整值，l为所述第一电机的转矩，I为所述第一电机的额定电流；
A3、所述转速控制器根据预计调整值生成控制指令对所述第一电机(13)进行转速调控。
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