CN112008306A - 一种焊接精度高的焊接机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种焊接精度高的焊接机器人，具体涉及焊接技术领域，包括夹具机构，所述夹具机构内部底端固定设有第一电动推杆，所述第一电动推杆一端设有焊接机构，所述焊接机构包括圆环，所述圆环外端开设有三个通孔，所述通孔内部设有螺纹筒，所述螺纹筒外端固定设有圆筒，所述圆筒设在通孔内部并延伸出通孔外端，所述圆筒一端固定设有第一锥齿轮，三个所述通孔上均贯穿设有螺纹杆，所述螺纹杆两端分别固定设有第一压板以及第二压板。本发明通过焊接机构是否能够顺利通过管道的接口处以此判断管道接口是否对准，提高焊接精确度，同时通过焊接机构在满足管道外端焊接的同时能够对管道内壁焊接，适用范围广。

Description

一种焊接精度高的焊接机器人

技术领域

本发明实施例涉及焊接技术领域，具体涉及一种焊接精度高的焊接机器人。

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。现代焊接的能量来源有很多种，包括气体焰、电弧、激光、电子束、摩擦和超声波等。焊枪是焊接常用的热风焊接的主要设备之一，由加热元件、喷嘴等组成。无论在何处，焊接都可能给操作者带来危险，所以在进行焊接时必须采取适当的防护措施，焊接给人体可能造成的伤害包括烧伤、触电、视力损害、吸入有毒气体、紫外线照射过度等，故焊接机器人已经逐渐取代人工焊接。

对于管件类的焊接，通常是对两根管道接触面外侧焊接，对于直径较大的管道来说，为了提高焊接面的美观性可选择在管内壁进行焊接，而传统的机械手臂式的焊接机器人在满足管外焊接的同时就很难伸入到管内部进行焊接操作，使得焊接精确度较低，故需要一种焊接精度高的焊接机器人。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种焊接精度高的焊接机器人，通过焊接机构是否能够顺利通过管道的接口处以此判断管道接口是否对准，提高焊接精确度，同时通过焊接机构在满足管道外端焊接的同时能够对管道内壁焊接，适用范围广，以解决现有技术中传统的机械手臂式的焊接机器人在满足管外焊接的同时就很难伸入到管内部进行焊接操作，使得焊接精确度较低的问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：一种焊接精度高的焊接机器人，包括夹具机构，所述夹具机构内部底端固定设有第一电动推杆，所述第一电动推杆一端设有焊接机构，所述夹具机构后侧设有回收机构；

所述焊接机构包括圆环，所述圆环外端开设有三个通孔，三个所述通孔以圆环圆心呈环形阵列分布，所述通孔内部设有螺纹筒，所述螺纹筒外端与通孔内壁通过第一轴承活动连接，所述螺纹筒外端固定设有圆筒，所述圆筒设在通孔内部并延伸出通孔外端，所述圆筒一端固定设有第一锥齿轮，三个所述通孔上均贯穿设有螺纹杆，所述螺纹筒、圆筒以及第一锥齿轮均设在螺纹杆外端，所述螺纹筒与螺纹杆通过螺纹连接，所述螺纹杆两端分别固定设有第一压板以及第二压板，所述第一压板外端以及第二压板内端均加工成弧形面，所述第一压板设在圆环外侧，所述第二压板设在圆环内侧，所述圆环外侧设有三个第二锥齿轮，所述第二锥齿轮啮合在第一锥齿轮后侧，所述第二锥齿轮后端固定设有第一皮带轮，三个所述第一皮带轮外端套设有皮带，三个所述第一皮带轮通过皮带相连接，所述圆环前端固定设有伺服电机，所述伺服电机的输出轴上固定设有第二皮带轮，所述皮带设置第二皮带轮外端，所述圆环一侧设有环形齿轮，所述环形齿轮内壁上固定设有连接圆环，所述连接圆环与圆环一侧通过第二轴承活动连接，所述连接圆环一侧对称固定设有两个焊枪，所述圆环前端固定设有步进电机，所述步进电机设在伺服电机后侧，所述步进电机的输出轴上固定设有齿轮，所述齿轮设在环形齿轮前端并与环形齿轮相啮合。

进一步地，所述圆环后侧和底部均设有导向轮，所述导向轮两侧均设有第一支撑板，四个所述第一支撑板均固定设在圆环外端，所述导向轮与第一支撑板通过转轴活动连接，所述皮带设在导向轮上。

进一步地，所述第一压板与第二压板之间固定设有两个导杆，所述导杆贯穿圆环并与圆环相接触，所述导杆设在通孔两侧。

进一步地，所述回收机构包括保温箱，所述保温箱内壁上固定设有滤网，所述保温箱内壁与滤网一侧之间形成集尘腔，所述滤网另一侧设有风机，所述风机一侧设有罩体，所述风机以及罩体固定设在保温箱内壁上，所述罩体一侧设有螺旋管，所述螺旋管一端与罩体一端固定连接且与罩体内部相通，所述螺旋管另一端延伸出保温箱一侧，所述螺旋管内部设有水桶，所述螺旋管与水桶外端相接触，所述水桶与保温箱内部底端相接触，所述保温箱另一侧固定设有软管，所述软管一端与集尘腔内部相通，所述软管另一端固定设有硬短管。

进一步地，所述硬短管固定设在环形齿轮一侧，所述硬短管设在焊枪顶部。

进一步地，所述螺旋管另一端上固定设有单向阀，所述保温箱后侧铰接有盖板，所述盖板设在集尘腔后侧，所述水桶由导热板制成。

进一步地，所述夹具机构包括U形座，所述U形座内部前后两壁上均设有夹板，所述夹板内端固定设有橡胶垫，所述U形座前后两端均固定设有第二电动推杆，所述第二电动推杆一端穿过U形座与夹板外端固定连接，所述夹板外端固定设有两个导向杆，四个所述导向杆分别贯穿U形座前后两端并与U形座相接触，所述第二电动推杆设在导向杆之间，所述U形座底端焊接设有支撑底板，所述回收机构设在支撑底板后侧。

进一步地，所述第一电动推杆固定设在U形座底端并设在支撑底板一侧，所述第一电动推杆一端固定设在圆环内部底端。

进一步地，三个所述第一皮带轮后侧均设有第二支撑板，所述第二支撑板固定设在圆环外端，所述第一皮带轮与第二支撑板通过转轴活动连接。

本发明实施例具有如下优点：

1、本发明对于直径较小需要焊接外端的两根管道，通过三个第二压板向内运动均与管道外端接触，然后通过第一电动推杆带动焊接机构沿着管道运动，若第二压板的运动被阻挡，需要重新调整管道的位置，然后通过旋转焊枪对管道外端焊接，对于直径较大需要焊接内壁的两根管道，利用第一电动推杆使焊接机构伸入一个管道中，通过第一压板向外与管道内壁相接触，然后再通过第一电动推杆带动焊接机构沿着管道内壁运动，若第一压板的运动被阻挡，需要重新调整管道的位置，然后通过焊枪旋转对管道内壁焊接，与现有技术相比，通过焊接机构是否能够顺利通过管道的接口处以此判断管道接口是否对准，提高焊接精确度，同时通过焊接机构在满足管道外端焊接的同时能够对管道内壁焊接，适用范围广；

2、本发明通过焊接后立即启动风机，使得管道周围焊接的热空气以及杂质进入保温箱中，杂质停留在集尘腔中，热空气进入螺旋管中，螺旋管中的热空气与水桶中事先加入的常温水发生热交换，使得水温升高，保温箱对水桶中的水保温，热水可用于工厂日常用水，与现有技术相比，实现对焊接的管道快速降温，同时实现对焊接的热量回收，同时可对焊接时管道上产生的杂质清理收集。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明提供的整体结构示意图；

图2为本发明提供的焊接机构主视结构示意图；

图3为本发明提供的焊接机构侧视结构示意图；

图4为本发明提供的焊接机构侧视剖视结构示意图；

图5为本发明提供的图4中A部结构放大图；

图6为本发明提供的图3中圆环上半部分俯视结构示意图；

图7为本发明提供的夹具机构立体结构示意图；

图8为本发明提供的回收机构俯视结构示意图；

图中：1夹具机构、2第一电动推杆、3焊接机构、4回收机构、5圆环、6通孔、7螺纹筒、8圆筒、9第一锥齿轮、10螺纹杆、11第二锥齿轮、12第一皮带轮、13皮带、14第一压板、15第二压板、16伺服电机、17第二皮带轮、18环形齿轮、19连接圆环、20焊枪、21步进电机、22齿轮、23第二轴承、24导向轮、25第一支撑板、26导杆、27保温箱、28滤网、29风机、30罩体、31水桶、32螺旋管、33集尘腔、34软管、35硬短管、36U形座、37夹板、38橡胶垫、39第二电动推杆、40导向杆、41支撑底板、42第二支撑板、43盖板。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例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。

参照说明书附图1-7，该实施例的一种焊接精度高的焊接机器人，包括夹具机构1，所述夹具机构1内部底端固定设有第一电动推杆2，所述第一电动推杆2一端设有焊接机构3，所述夹具机构1后侧设有回收机构4；

所述焊接机构3包括圆环5，所述圆环5外端开设有三个通孔6，三个所述通孔6以圆环5圆心呈环形阵列分布，所述通孔6内部设有螺纹筒7，所述螺纹筒7外端与通孔6内壁通过第一轴承活动连接，所述螺纹筒7外端固定设有圆筒8，所述圆筒8设在通孔6内部并延伸出通孔6外端，所述圆筒8一端固定设有第一锥齿轮9，三个所述通孔6上均贯穿设有螺纹杆10，所述螺纹筒7、圆筒8以及第一锥齿轮9均设在螺纹杆10外端，所述螺纹筒7与螺纹杆10通过螺纹连接，所述螺纹杆10两端分别固定设有第一压板14以及第二压板15，所述第一压板14外端以及第二压板15内端均加工成弧形面，所述第一压板14设在圆环5外侧，所述第二压板15设在圆环5内侧，所述圆环5外侧设有三个第二锥齿轮11，所述第二锥齿轮11啮合在第一锥齿轮9后侧，所述第二锥齿轮11后端固定设有第一皮带轮12，三个所述第一皮带轮12外端套设有皮带13，三个所述第一皮带轮12通过皮带13相连接，所述圆环5前端固定设有伺服电机16，所述伺服电机16的输出轴上固定设有第二皮带轮17，所述皮带13设置第二皮带轮17外端，所述圆环5一侧设有环形齿轮18，所述环形齿轮18内壁上固定设有连接圆环19，所述连接圆环19与圆环5一侧通过第二轴承23活动连接，所述连接圆环19一侧对称固定设有两个焊枪20，所述圆环5前端固定设有步进电机21，所述步进电机21设在伺服电机16后侧，所述步进电机21的输出轴上固定设有齿轮22，所述齿轮22设在环形齿轮18前端并与环形齿轮18相啮合。

进一步地，所述圆环5后侧和底部均设有导向轮24，所述导向轮24两侧均设有第一支撑板25，四个所述第一支撑板25均固定设在圆环5外端，所述导向轮24与第一支撑板25通过转轴活动连接，所述皮带13设在导向轮24上，实现对皮带13导向。

进一步地，所述第一压板14与第二压板15之间固定设有两个导杆26，所述导杆26贯穿圆环5并与圆环5相接触，所述导杆26设在通孔6两侧，限制第一压板14、第二压板15和螺纹杆10的转动运动。

进一步地，所述夹具机构1包括U形座36，所述U形座36内部前后两壁上均设有夹板37，所述夹板37内端固定设有橡胶垫38，所述U形座36前后两端均固定设有第二电动推杆39，所述第二电动推杆39一端穿过U形座36与夹板37外端固定连接，所述夹板37外端固定设有两个导向杆40，四个所述导向杆40分别贯穿U形座36前后两端并与U形座36相接触，所述第二电动推杆39设在导向杆40之间，所述U形座36底端焊接设有支撑底板41，所述回收机构4设在支撑底板41后侧，启动第二电动推杆39带动夹板37和橡胶垫38相向运动，能够对管道固定。

进一步地，所述第一电动推杆2固定设在U形座36底端并设在支撑底板41一侧，所述第一电动推杆2一端固定设在圆环5内部底端。

进一步地，三个所述第一皮带轮12后侧均设有第二支撑板42，所述第二支撑板42固定设在圆环5外端，所述第一皮带轮12与第二支撑板42通过转轴活动连接，便于第一皮带轮12转动。

实施场景具体为：对于直径较小需要焊接外端的两根管道，将一根管道穿过焊接机构3放入夹具机构1的U形座36中，然后启动伺服电机16带动第二皮带轮17转动，使得皮带13转动，从而带动三个第一皮带轮12转动，第一皮带轮12带动第二锥齿轮11转动，第二锥齿轮11带动第一锥齿轮9转动，第一锥齿轮9通过圆筒8带动与通孔6轴承连接的螺纹筒7转动，由于导杆26限制了第一压板14、第二压板15以及螺纹杆10的转动，故螺纹筒7转动使得与之螺纹连接的螺纹杆10向内运动，进而使得三个第二压板15向内运动均与管道外端接触，然后关闭伺服电机16，此时这根管道处于夹具机构1中的两个橡胶垫38之间，然后启动第二电动推杆39带动夹板37和橡胶垫38相向运动，从而通过橡胶垫38夹紧这根管道，实现对管道固定，然后在这根管道一端利用另外的夹具固定住另外一根管道，使得两根管道接口对齐，然后启动第一电动推杆2带动焊接机构3沿着管道运动，当运动至两根管道的接口处时，若焊接机构3的第二压板15的运动被阻挡，说明两根管道接口没有对齐，人员需要重新调整另外一根管道的位置，使得焊接机构3能够从两根管道的接口处走过，提高焊接的精度，当焊枪20运动至两根管道接口处时，关闭第一电动推杆2，此时一个焊枪20对准接口，然后再次启动伺服电机16使得三个第二压板15向内运动将管道夹住，提高焊接时的稳定性，然后利用焊枪20进行焊接，同时启动步进电机21带动齿轮22转动，使得环形齿轮18以及连接圆环19利用第二轴承23转动，从而带动焊枪20旋转一圈，进而对两根管道外端进行焊接，对于直径较大需要焊接内壁的两根管道，先利用第一电动推杆2使焊接机构3伸入一个管道中，启动伺服电机16反向转动，使得螺纹杆10向外运动，进而使得第一压板14与管道内壁相接触，然后利用夹具将两根管道对准固定，然后再次启动第一电动推杆2带动焊接机构3沿着管道内壁运动，若焊接机构3的第一压板14的运动被阻挡，说明两根管道接口没有对齐，人员需要重新调整另外一根管道的位置，使得焊接机构3能够从两根管道的接口处走过，提高焊接的精度，当焊枪20运动至两根管道接口处时，关闭第一电动推杆2，此时另外一个焊枪20对准接口，然后再次启动伺服电机16使得三个第一压板14向外运动将管道夹住，提高焊接时的稳定性，然后利用焊枪20进行焊接，同时启动步进电机21带动齿轮22转动，使得环形齿轮18以及连接圆环19利用第二轴承23转动，从而带动焊枪20旋转一圈，进而对两根管道内壁进行焊接，本发明通过焊接机构3是否能够顺利通过管道的接口处以此判断管道接口是否对准，提高焊接精确度，同时通过焊接机构3在满足管道外端焊接的同时能够对管道内壁焊接，适用范围广，将该实施方式具体解决了现有技术中传统的机械手臂式的焊接机器人在满足管外焊接的同时就很难伸入到管内部进行焊接操作，使得焊接精确度较低的问题。

参照说明书附图1和8，所述回收机构4包括保温箱27，所述保温箱27内壁上固定设有滤网28，所述保温箱27内壁与滤网28一侧之间形成集尘腔33，所述滤网28另一侧设有风机29，所述风机29一侧设有罩体30，所述风机29以及罩体30固定设在保温箱27内壁上，所述罩体30一侧设有螺旋管32，所述螺旋管32一端与罩体30一端固定连接且与罩体30内部相通，所述螺旋管32另一端延伸出保温箱27一侧，所述螺旋管32内部设有水桶31，所述螺旋管32与水桶31外端相接触，所述水桶31与保温箱27内部底端相接触，所述保温箱27另一侧固定设有软管34，所述软管34一端与集尘腔33内部相通，所述软管34另一端固定设有硬短管35。

进一步地，所述硬短管35固定设在环形齿轮18一侧，所述硬短管35设在焊枪20顶部。

进一步地，所述螺旋管32另一端上固定设有单向阀，所述保温箱27后侧铰接有盖板43，所述盖板43设在集尘腔33后侧，打开盖板43便于对集尘腔33中的杂质清理，所述水桶31由导热板制成。

实施场景具体为：焊接后立即启动风机29，风机29产生的吸力使得管道周围焊接的热空气以及杂质通过硬短管35以及软管34进入保温箱27中，杂质在滤网28的阻挡下停留在集尘腔33中，热空气经过风机29、罩体30进入螺旋管32中，螺旋管32中的热空气与水桶31中事先加入的常温水发生热交换，使得水温升高，然后热空气再流出保温箱27外，保温箱27对水桶31中的水保温，热水可用于工厂日常用水，实现对焊接的管道快速降温，同时实现对焊接的热量回收，同时可对焊接时管道上产生的杂质清理收集，该实施方式具体解决了现有技术中焊接后管道上的热量无法回收的问题。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种焊接精度高的焊接机器人，包括夹具机构(1)，其特征在于：所述夹具机构(1)内部底端固定设有第一电动推杆(2)，所述第一电动推杆(2)一端设有焊接机构(3)，所述夹具机构(1)后侧设有回收机构(4)；

所述焊接机构(3)包括圆环(5)，所述圆环(5)外端开设有三个通孔(6)，三个所述通孔(6)以圆环(5)圆心呈环形阵列分布，所述通孔(6)内部设有螺纹筒(7)，所述螺纹筒(7)外端与通孔(6)内壁通过第一轴承活动连接，所述螺纹筒(7)外端固定设有圆筒(8)，所述圆筒(8)设在通孔(6)内部并延伸出通孔(6)外端，所述圆筒(8)一端固定设有第一锥齿轮(9)，三个所述通孔(6)上均贯穿设有螺纹杆(10)，所述螺纹筒(7)、圆筒(8)以及第一锥齿轮(9)均设在螺纹杆(10)外端，所述螺纹筒(7)与螺纹杆(10)通过螺纹连接，所述螺纹杆(10)两端分别固定设有第一压板(14)以及第二压板(15)，所述第一压板(14)外端以及第二压板(15)内端均加工成弧形面，所述第一压板(14)设在圆环(5)外侧，所述第二压板(15)设在圆环(5)内侧，所述圆环(5)外侧设有三个第二锥齿轮(11)，所述第二锥齿轮(11)啮合在第一锥齿轮(9)后侧，所述第二锥齿轮(11)后端固定设有第一皮带轮(12)，三个所述第一皮带轮(12)外端套设有皮带(13)，三个所述第一皮带轮(12)通过皮带(13)相连接，所述圆环(5)前端固定设有伺服电机(16)，所述伺服电机(16)的输出轴上固定设有第二皮带轮(17)，所述皮带(13)设置第二皮带轮(17)外端，所述圆环(5)一侧设有环形齿轮(18)，所述环形齿轮(18)内壁上固定设有连接圆环(19)，所述连接圆环(19)与圆环(5)一侧通过第二轴承(23)活动连接，所述连接圆环(19)一侧对称固定设有两个焊枪(20)，所述圆环(5)前端固定设有步进电机(21)，所述步进电机(21)设在伺服电机(16)后侧，所述步进电机(21)的输出轴上固定设有齿轮(22)，所述齿轮(22)设在环形齿轮(18)前端并与环形齿轮(18)相啮合。

2.根据权利要求1所述的一种焊接精度高的焊接机器人，其特征在于：所述圆环(5)后侧和底部均设有导向轮(24)，所述导向轮(24)两侧均设有第一支撑板(25)，四个所述第一支撑板(25)均固定设在圆环(5)外端，所述导向轮(24)与第一支撑板(25)通过转轴活动连接，所述皮带(13)设在导向轮(24)上。

3.根据权利要求1所述的一种焊接精度高的焊接机器人，其特征在于：所述第一压板(14)与第二压板(15)之间固定设有两个导杆(26)，所述导杆(26)贯穿圆环(5)并与圆环(5)相接触，所述导杆(26)设在通孔(6)两侧。

4.根据权利要求1所述的一种焊接精度高的焊接机器人，其特征在于：所述回收机构(4)包括保温箱(27)，所述保温箱(27)内壁上固定设有滤网(28)，所述保温箱(27)内壁与滤网(28)一侧之间形成集尘腔(33)，所述滤网(28)另一侧设有风机(29)，所述风机(29)一侧设有罩体(30)，所述风机(29)以及罩体(30)固定设在保温箱(27)内壁上，所述罩体(30)一侧设有螺旋管(32)，所述螺旋管(32)一端与罩体(30)一端固定连接且与罩体(30)内部相通，所述螺旋管(32)另一端延伸出保温箱(27)一侧，所述螺旋管(32)内部设有水桶(31)，所述螺旋管(32)与水桶(31)外端相接触，所述水桶(31)与保温箱(27)内部底端相接触，所述保温箱(27)另一侧固定设有软管(34)，所述软管(34)一端与集尘腔(33)内部相通，所述软管(34)另一端固定设有硬短管(35)。

5.根据权利要求4所述的一种焊接精度高的焊接机器人，其特征在于：所述硬短管(35)固定设在环形齿轮(18)一侧，所述硬短管(35)设在焊枪(20)顶部。

6.根据权利要求4所述的一种焊接精度高的焊接机器人，其特征在于：所述螺旋管(32)另一端上固定设有单向阀，所述保温箱(27)后侧铰接有盖板(43)，所述盖板(43)设在集尘腔(33)后侧，所述水桶(31)由导热板制成。

7.根据权利要求1所述的一种焊接精度高的焊接机器人，其特征在于：所述夹具机构(1)包括U形座(36)，所述U形座(36)内部前后两壁上均设有夹板(37)，所述夹板(37)内端固定设有橡胶垫(38)，所述U形座(36)前后两端均固定设有第二电动推杆(39)，所述第二电动推杆(39)一端穿过U形座(36)与夹板(37)外端固定连接，所述夹板(37)外端固定设有两个导向杆(40)，四个所述导向杆(40)分别贯穿U形座(36)前后两端并与U形座(36)相接触，所述第二电动推杆(39)设在导向杆(40)之间，所述U形座(36)底端焊接设有支撑底板(41)，所述回收机构(4)设在支撑底板(41)后侧。

8.根据权利要求7所述的一种焊接精度高的焊接机器人，其特征在于：所述第一电动推杆(2)固定设在U形座(36)底端并设在支撑底板(41)一侧，所述第一电动推杆(2)一端固定设在圆环(5)内部底端。

9.根据权利要求1所述的一种焊接精度高的焊接机器人，其特征在于：三个所述第一皮带轮(12)后侧均设有第二支撑板(42)，所述第二支撑板(42)固定设在圆环(5)外端，所述第一皮带轮(12)与第二支撑板(42)通过转轴活动连接。

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