CN111992885A - 一种焊接机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种焊接机器人,包括机器人本体和焊接系统,所述机器人本体包括机体和机头,所述机头安装在机体的顶部,所述机体的一侧安装有左臂,所述机体的右侧安装有右臂,所述机头上固定安装有红外传感器一,所述左臂内固定连接有存放管,所述存放管的一端安装有阀门,所述存放管的另一端安装有红外传感器二,所述存放管内设置有磁铁一、磁铁二和焊条,所述磁铁一内开设有孔洞,所述磁铁一的孔洞内固定连接有防滑垫,所述防滑垫内开设有固定孔,该组合式光纤激光灯化学品焊接机器人结构合理,减少了焊接时对人体的伤害,能够及时的对熔池进行保护。
Description
本申请是申请日为2018年10月21日、名称为“一种组合式光纤激光灯化学品焊接机器人”、申请号为201811225885.X的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明是一种焊接机器人,属于光纤激光灯技术领域。
背景技术
激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接法,并且激光焊接是还是激光材料加工技术应用的重要方面之一,同时在一些化学行业的焊接工程上,为了避免传统焊接时在焊接件上所残留的物质与化学品发生一些不需要的反应,更是需要采用激光对其进行焊接;但是,由于在使用激光进行焊接时,激光束与物品相接处的地方会发出比传统焊接更加刺眼的光芒,并且焊接时所产生液体熔滴的溅射杀伤力比传统焊接相比更加强大,因此在使用激光焊接时,工作人员往往需要穿上较多的防护装置,并且虽然工作人员穿上了防护装置,但是依然难免在焊接时受到伤害,较为不便;另一方面,由于在焊接时,激光束与物品的相交处会出现一个熔池,为了防止熔池中进入空气,往往需要工作人员在进行焊接时,对熔池喷洒氦气,但是由于工作人员在一心二用时非常容易出错,并且化学品的焊接需要保证严格的准确性,因此工作人员在使用现有的焊接设备进行焊接时,较为费力。
所以,如何设计一种焊接机器人,成为我们当前要解决的问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明目的是提供一种焊接机器人,以解决上述背景技术中提出的问题,本发明结构合理,减少了焊接时对人体的伤害,能够及时的对熔池进行保护。
为了实现上述目的,本发明是通过如下的技术方案来实现:一种焊接机器人,包括机器人本体和焊接系统,所述机器人本体包括机体和机头,所述机头安装在机体的顶部,所述机体的一侧安装有左臂,所述机体的右侧安装有右臂,所述机头上固定安装有红外传感器一,所述左臂内固定连接有存放管,所述存放管的一端安装有阀门,所述存放管的另一端安装有红外传感器二,所述存放管内设置有磁铁一、磁铁二和焊条,所述磁铁一内开设有孔洞,所述磁铁一的孔洞内固定连接有防滑垫,所述防滑垫内开设有固定孔,所述焊条的一端插入在防滑垫的固定孔内,所述磁铁二与存放管的内侧壁相互固定连接,所述右臂内开设有空腔,所述右臂的空腔内设置有光纤和输出灯头,所述输出灯头安装在光纤的一端,所述机体内设置有运动箱,所述运动箱的底部焊接有底板,所述底板内设置有连接轴,所述连接轴的两端均安装有滚轮,所述连接轴上套设置有齿轮二,所述底板的顶部通过螺栓安装有电动机一,所述电动机一的输出轴上焊接有齿轮二,所述运动箱的顶部设置有隔板,所述隔板的边侧与机体的内侧壁相互焊接,所述隔板的底部通过螺栓安装有电动机二,所述电动机二的输出轴与运动箱相互焊接,所述隔板的顶部通过螺栓安装有激光发生器,所述激光发生器的顶部设置有供电箱,所述供电箱与机体的内侧壁相互焊接,所述供电箱内安装有蓄电池,所述供电箱的一侧焊接有保护箱,所述保护箱的内侧壁上通过螺栓安装有气泵,所述焊接系统包括控制单元、监测装置和指令装置。
作为本发明的一种优选实施方式,所述蓄电池通过电线分别与控制单元、监测装置和指令装置电性连接。
作为本发明的一种优选实施方式,所述控制单元包括智能处理器和控制开关,所述智能处理器通过电线与控制开关电性连接。
作为本发明的一种优选实施方式,所述智能处理器包括印制电路主板以及设置在印制电路主板上的微处理器和处理芯片,所述微处理器和处理芯片电性连接。
作为本发明的一种优选实施方式,所述控制单元通过监测电路与监测装置的红外传感器一和红外传感器二电性连接。
作为本发明的一种优选实施方式,所述控制单元通过指令电路分别与指令装置的激光发生器、电动机一、电动机二、阀门和气泵电性连接,所述电动机一和电动机二均为三相异步电动机,所述阀门为电动阀门。
作为本发明的一种优选实施方式,所述光纤的另一端穿过机体与激光发生器相互连接,所述入气口内安装有限流塞。
作为本发明的一种优选实施方式,所述入气口通过气管与保护箱连接,所述气泵通过气管与右臂的空腔相互连接,所述右臂的一端开设有输出口,所述保护箱内盛放有氦气。
作为本发明的一种优选实施方式,所述齿轮一为主动轮,所述齿轮二为从动轮,所述齿轮一和齿轮二上均加工有轮齿,所述齿轮一上的轮齿与齿轮二上的轮齿相互配合。
作为本发明的一种优选实施方式,所述存放管为橡胶管,所述磁铁一和磁铁二均为具有光滑表面的同极磁铁。
本发明的有益效果:本发明的一种焊接机器人,包括机体、机头、左臂、右臂、红外传感器一、入气口、运动箱、电动机一、连接轴、齿轮一、齿轮二、底板、滚轮、电动机二、隔板、激光发生器、保护箱、供电箱、蓄电池、气泵、光纤、输出灯头、存放管、磁铁一、防滑垫、焊条、磁铁二、阀门、红外传感器二、控制单元、智能处理器、控制开关、监测装置、指令装置。
1.该组合式光纤激光灯化学品焊接机器人,由于输出灯头安装在机器人本体的右臂内,并且激光灯头通过光纤与激光发生器进行连接,因此在进行焊接时,机器人便能够代替人力进行工作,从而有效的防止了工作人员受到激光焊接时所产生强光和飞溅物的影响和伤害,较为人性化。
2.该组合式光纤激光灯化学品焊接机器人,由于输出灯头通过光纤与激光发生器进行连接,并且气泵通过气管与右臂的空腔相互连接,因此在激光发生器产生的激光通过光纤从输出灯头中射出对物体进行焊接时,气泵同时能够将氦气通过气管泵入到右臂的空腔中,并且使这些氦气通过右臂一端的输出口喷到激光与焊接物体相互接触点的附近,从而对焊接时所产生的熔池进行保护,较为方便。
3.该组合式光纤激光灯化学品焊接机器人结构合理,减少了焊接时对人体的伤害,能够及时的对熔池进行保护。
附图说明
图1为本发明一种焊接机器人的结构示意图;
图2为本发明一种焊接机器人的内部结构示意图;
图3为本发明一种焊接机器人存放管的结构示意图;
图4为本发明一种焊接机器人右臂的结构示意图;
图5为本发明一种焊接机器人电动机一的结构示意图;
图6为本发明一种焊接机器人的焊接系统图。
图中:1-机体、2-机头、3-左臂、4-右臂、5-红外传感器一、6-入气口、7-运动箱、8-电动机一、9-连接轴、10-齿轮一、11-齿轮二、12-底板、13-滚轮、14-电动机二、15-隔板、16-激光发生器、17-保护箱、18-供电箱、19-蓄电池、20-气泵、21-光纤、22-输出灯头、23-存放管、24-磁铁一、25-防滑垫、26-焊条、27-磁铁二、28-阀门、29-红外传感器二、30-控制单元、31-智能处理器、32-控制开关、33-监测装置、34-指令装置。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施方式,进一步阐述本发明。
请参阅图1至图6,一种焊接机器人,包括机器人本体和焊接系统,所述机器人本体包括机体1和机头2,所述机头2安装在机体1的顶部,所述机体1的一侧安装有左臂3,所述机体1的右侧安装有右臂4,所述机头2上固定安装有红外传感器一5,所述左臂3内固定连接有存放管23,所述存放管23的一端安装有阀门28,所述存放管23的另一端安装有红外传感器二29,所述存放管23内设置有磁铁一24、磁铁二27和焊条26,所述磁铁一24内开设有孔洞,所述磁铁一24的孔洞内固定连接有防滑垫25,所述防滑垫25内开设有固定孔,所述焊条26的一端插入在防滑垫25的固定孔内,所述磁铁二27与存放管23的内侧壁相互固定连接,所述右臂4内开设有空腔,所述右臂4的空腔内设置有光纤21和输出灯头22,所述输出灯头22安装在光纤21的一端,所述机体1内设置有运动箱7,所述运动箱7的底部焊接有底板12,所述底板12内设置有连接轴9,所述连接轴9的两端均安装有滚轮13,所述连接轴9上套设置有齿轮二11,所述底板12的顶部通过螺栓安装有电动机一8,所述电动机一8的输出轴上焊接有齿轮二11,所述运动箱7的顶部设置有隔板15,所述隔板15的边侧与机体1的内侧壁相互焊接,所述隔板15的底部通过螺栓安装有电动机二14,所述电动机二14的输出轴与运动箱7相互焊接,所述隔板15的顶部通过螺栓安装有激光发生器16,所述激光发生器16的顶部设置有供电箱18,所述供电箱18与机体1的内侧壁相互焊接,所述供电箱18内安装有蓄电池19,所述供电箱18的一侧焊接有保护箱17,所述保护箱17的内侧壁上通过螺栓安装有气泵20,所述焊接系统包括控制单元30、监测装置33和指令装置34。
作为本发明的一种优选实施方式,所述蓄电池19通过电线分别与控制单元30、监测装置33和指令装置34电性连接。
作为本发明的一种优选实施方式,所述控制单元30包括智能处理器31和控制开关32,所述智能处理器31通过电线与控制开关32电性连接。
作为本发明的一种优选实施方式,所述智能处理器31包括印制电路主板以及设置在印制电路主板上的微处理器和处理芯片,所述微处理器和处理芯片电性连接。
作为本发明的一种优选实施方式,所述控制单元30通过监测电路与监测装置33的红外传感器一5和红外传感器二29电性连接。
作为本发明的一种优选实施方式,所述控制单元30通过指令电路分别与指令装置34的激光发生器16、电动机一8、电动机二14、阀门28和气泵20电性连接,所述电动机一8和电动机二14均为三相异步电动机,所述阀门28为电动阀门。
作为本发明的一种优选实施方式,所述光纤21的另一端穿过机体1与激光发生器16相互连接,所述入气口6内安装有限流塞。
作为本发明的一种优选实施方式,所述入气口6通过气管与保护箱17连接,所述气泵20通过气管与右臂4的空腔相互连接,所述右臂4的一端开设有输出口,所述保护箱17内盛放有氦气。
作为本发明的一种优选实施方式,所述齿轮一10为主动轮,所述齿轮二11为从动轮,所述齿轮一10和齿轮二11上均加工有轮齿,所述齿轮一10上的轮齿与齿轮二11上的轮齿相互配合。
作为本发明的一种优选实施方式,所述存放管23为橡胶管,所述磁铁一24和磁铁二27均为具有光滑表面的同极磁铁。
工作原理:该组合式光纤激光灯化学品焊接机器人通过安装在供电箱18中的蓄电池19为本设备的所有用电器提供电能,在使用本设备时,由于红外传感器一5和红外传感器二29均通过监测电路与控制单元30进行电性连接,因此红外传感器便能够对物品上所需焊接位置进行监测,并且将所监测的位置信号通过监测电路传递给控制单元30,由于控制单元30通过指令电路分别与指令装置34的激光发生器16、电动机一8、电动机二14、阀门28和气泵20电性连接,因此当控制单元30接收到红外传感器一5所发出的位置信号后,控制单元30便能够使蓄电池19开始通过电线为激光发生器16提供电能,在激光发生器16通电后便能够开始工作,同时控制单元30还能够使安装在右臂4空腔内的输出灯头22对准物品上所需焊接的位置,在激光发生器16开始工作后便能够产生激光,由于激光发生器16通过光纤21与输出灯头22连接,因此激光发生器16工作时所产生的激光束便能够通过光纤21从输出灯头22中射出,并照射到物品上所需焊接的位置处,并对其进行焊接,在激光发生器16工作的同时,控制单元30还能够使蓄电池19开始通过电线为气泵20提供电能,使气泵20通电后开始工作,在气泵20工作时,由于气泵20通过气管与右臂4的空腔连接,并且右臂4的一端开设有输出口,因此在气泵20工作时,气泵20便能够将保护箱17中的氦气泵20入到右臂4的空腔内,并且使这些氦气通过输出口喷到激光束与待焊接物品的相接处,在氦气被喷到激光束与待焊接物品的相接处时,由于氦气不易电离,因此便能上使激光束的能量不受阻碍的直达供电表面,并且由于在使用激光束进行焊接时,物品的接处在焊接时会产生一个熔池,在熔池形成后,这些被喷出的氦气便能够充斥在熔池的周围,从而形成一个氦气保护层,通过这个氦气保护层便能够有效的防止空气与熔池发生混合和反应,从而导致熔池冷却后,焊接处形成气泡,造成焊接结构不稳定,较为安全,同时,由于左臂3内的存放管23中放置有焊条26,因此,在需要使用焊条26进行辅助焊接时,使用者则需要通过控制单元30将左臂3内其中一个存放管23一端的阀门28打开,当阀门28打开后,由于焊条26失去阀门28的阻挡,因此通过焊条26与磁铁一24自身的重力,焊条26的一端便能够逐渐的从存放管23内滑出,同时因为存放管23为橡胶管,因此受到存放管23自身的摩擦力影响,焊条26的下滑速度便会得到有效的控制,在红外传感器一5监测到焊条26下滑并与物品上的待焊接处相互接触时,控制单元30便能够使输出灯头22对准焊条26与带焊接处的相接点,并且激光发生器16开始通过输出灯头22向焊条26与带焊接处的相接点发射激光,从而通过激光束的能量使焊条26融化并对待焊接处进行焊接,由于焊条26的另一端插入在防滑垫25内,因此在磁铁一24逐渐下滑并靠近磁铁二27后,由于磁铁一24和磁铁二27为同极磁铁,因此通过磁铁同性相斥的原理,磁铁一24便能够停止向下滑动,当红外传感器监测到磁铁二27停止移动时,红外传感器便能够将磁铁二27的运动信号通过监测电路传递给控制单元30,在控制单元30接收到运动信号后,控制单元30便能够使蓄电池19开始向另一个存放管23一端的阀门28提供电能,从而使该阀门28通电后打开,再该阀门28打开后,该存放管23内的焊条26便能够逐渐的从存放管23内滑出,从而使焊接工作不必停止,较为方便,在本设备需要移动时,控制单元30便能够使蓄电池19开始通过电线为电动机一8提供电能,在电动机一8通电后,电动机一8便能够通过输出轴带动齿轮一10转动,在齿轮一10转动时,由于齿轮一10上的轮齿与齿轮上的轮齿相互配合,因此齿轮二11便能够随之进行转动,同时由于,齿轮二11套设在连接轴9上,连接轴9的两端均安装有滚轮13,因此在齿轮二11转动时,滚轮13二便能够开始转动,通过滚轮13二的转动便能够使本设备进行移动,在本设备需要转向时,控制单元30便能够使蓄电池19通过电线为电动机二14提供电能,在电动机二14通电后,电动机二14便能够通过电动机二14的输出轴带动运动箱7进行转动,由于在运动箱7转动的同时电动机一8依然在带动齿轮一10转动,因此本设备便能够实现转向功能,较为方便。
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。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (8)
1.一种焊接机器人,包括机器人本体和焊接系统,其特征在于:所述机器人本体包括机体(1)和机头(2),所述机头(2)安装在机体(1)的顶部,所述机体(1)的一侧安装有左臂(3),所述机体(1)的右侧安装有右臂(4),所述机头(2)上固定安装有红外传感器一(5),所述左臂(3)内固定连接有存放管(23),所述存放管(23)的一端安装有阀门(28),所述存放管(23)的另一端安装有红外传感器二(29),所述存放管(23)内设置有磁铁一(24)、磁铁二(27)和焊条(26),所述磁铁一(24)内开设有孔洞,所述磁铁一(24)的孔洞内固定连接有防滑垫(25),所述防滑垫(25)内开设有固定孔,所述焊条(26)的一端插入在防滑垫(25)的固定孔内,所述磁铁二(27)与存放管(23)的内侧壁相互固定连接,所述右臂(4)内开设有空腔,所述右臂(4)的空腔内设置有光纤(21)和输出灯头(22),所述输出灯头(22)安装在光纤(21)的一端,所述机体(1)内设置有运动箱(7),所述运动箱(7)的底部焊接有底板(12),所述底板(12)内设置有连接轴(9),所述连接轴(9)的两端均安装有滚轮(13),所述连接轴(9)上套设置有齿轮二(11),所述底板(12)的顶部通过螺栓安装有电动机一(8),所述电动机一(8)的输出轴上焊接有齿轮二(11),所述运动箱(7)的顶部设置有隔板(15),所述隔板(15)的边侧与机体(1)的内侧壁相互焊接,所述隔板(15)的底部通过螺栓安装有电动机二(14),所述电动机二(14)的输出轴与运动箱(7)相互焊接,所述隔板(15)的顶部通过螺栓安装有激光发生器(16),所述激光发生器(16)的顶部设置有供电箱(18),所述供电箱(18)与机体(1)的内侧壁相互焊接,所述供电箱(18)内安装有蓄电池(19),所述供电箱(18)的一侧焊接有保护箱(17),所述保护箱(17)的内侧壁上通过螺栓安装有气泵(20),所述焊接系统包括控制单元(30)、监测装置(33)和指令装置(34),所述控制单元(30)通过监测电路与监测装置(33)的红外传感器一(5)和红外传感器二(29)电性连接,所述控制单元(30)通过指令电路分别与指令装置(34)的激光发生器(16)、电动机一(8)、电动机二(14)、阀门(28)和气泵(20)电性连接,所述电动机一(8)和电动机二(14)均为三相异步电动机,所述阀门(28)为电动阀门;
红外传感器一(5)和红外传感器二(29)对物品上所需焊接位置进行监测,且将所监测的位置信号通过监测电路传递给控制单元(30),当控制单元(30)接收到红外传感器一(5)所发出的位置信号后,控制单元(30)控制蓄电池(19)为激光发生器(16)提供电能,在激光发生器(16)通电后便能够开始工作,同时控制单元(30)控制安装在右臂(4)空腔内的输出灯头(22)对准物品上所需焊接的位置,在激光发生器(16)开始工作后便能够产生激光,激光发生器(16)工作时所产生的激光束通过光纤(21)从输出灯头(22)中射出,并照射到物品上所需焊接的位置处,并对其进行焊接。
2.根据权利要求1所述的一种焊接机器人,其特征在于:所述蓄电池(19)通过电线分别与控制单元(30)、监测装置(33)和指令装置(34)电性连接。
3.根据权利要求1所述的一种焊接机器人,其特征在于:所述控制单元(30)包括智能处理器(31)和控制开关(32),所述智能处理器(31)通过电线与控制开关(32)电性连接。
4.根据权利要求3所述的一种焊接机器人,其特征在于:所述智能处理器(31)包括印制电路主板以及设置在印制电路主板上的微处理器和处理芯片,所述微处理器和处理芯片电性连接。
5.根据权利要求1所述的一种焊接机器人,其特征在于:所述光纤(21)的另一端穿过机体(1)与激光发生器(16)相互连接,所述入气口(6)内安装有限流塞。
6.根据权利要求1所述的一种焊接机器人,其特征在于:所述入气口(6)通过气管与保护箱(17)连接,所述气泵(20)通过气管与右臂(4)的空腔相互连接,所述右臂(4)的一端开设有输出口,所述保护箱(17)内盛放有氦气。
7.根据权利要求1所述的一种焊接机器人,其特征在于:所述齿轮一(10)为主动轮,所述齿轮二(11)为从动轮,所述齿轮一(10)和齿轮二(11)上均加工有轮齿,所述齿轮一(10)上的轮齿与齿轮二(11)上的轮齿相互配合。
8.根据权利要求1所述的一种焊接机器人,其特征在于:所述存放管(23)为橡胶管,所述磁铁一(24)和磁铁二(27)均为具有光滑表面的同极磁铁。
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