CN112122835A - 一种高效率焊接机器人工作站 - Google Patents

Abstract

本申请涉及焊接机器人的技术领域，公开了一种高效率焊接机器人工作站，包括设置在地面上的工作轨道，还包括滑动设置在工作轨道上的机器人本体，工作轨道上设置有若干安装孔，工作轨道上设置有两列架设孔，两列架设孔对称设置在工作轨道宽度方向上的两端，单列架设孔沿工作轨道的长度方向排列设置，架设孔竖向贯穿工作轨道，架设孔内穿设有架设杆，架设杆的底端旋转连接有架设座，工作轨道上对应架设杆旋转连接有架设环，架设环套设在架设杆上，架设环与架设杆螺纹连接，架设环传动连接有架设电机；还包括用于与工作轨道可拆卸式相连的若干位移小车，位移小车由电机驱动工作。本申请具有工作轨道位置可调节且使用自由度高的效果。

Description

一种高效率焊接机器人工作站

技术领域

本申请涉及焊接机器人的领域，尤其是涉及一种高效率焊接机器人工作站。

背景技术

焊接机器人是一种用于自动焊接的机械设备，能够有效提高焊接效率和焊接质量，有效增进焊接系统的自动化程度和智能化程度。焊接机器人工作站是以一台或多台机器人为主，配以相应的周边设备，如变位机、输送机、工装夹具等，或借助人工的辅助操作一起完成相对独立的一种作业或工序的一组设备组合，焊接机器人工作站是构成自动焊接系统的重要组成部分。

申请公开号为CN110170774A的发明专利文件中公开了一种移动式焊接机器人工作站，包括焊接工作台，焊接工作台两侧设置有导轨支撑座，导轨支撑座上安装有地面直线导轨，地面直线导轨上连接有机器人移动立柱，机器人移动立柱上固定有机器人悬挂横梁，机器人悬挂横梁上安装有升降式安装座，升降式安装座下端连接有焊接机器人，焊接工作台上安装有焊接工装平台，焊接工装平台上固定设置有定位夹具模块，定位夹具模块上安装有主梁限位挡板和主梁工装支撑架，多个定位夹具模块之间交错设置有推进工装模块和主梁定位运动模块，导轨支撑座与焊接工装平台之间通过角钢焊接连接。

两个焊接机器人可通过地面直线导轨自由移动并同时完成焊接工作，两焊接机器人之间的间距可与待焊接的零部件的规格相适配，焊接工作的灵活性高。

针对上述中的相关技术，发明人认为焊接机器人在地面上的位移路径相对固定，存在使用自由度不足的缺陷。

发明内容

为了改善焊接机器人使用自由度不足的情况，本申请提供一种高效率焊接机器人工作站。

本申请提供的一种高效率焊接机器人工作站采用如下的技术方案：

一种高效率焊接机器人工作站，包括设置在地面上的工作轨道，还包括沿工作轨道长度方向滑动设置在工作轨道上的机器人本体，所述工作轨道上设置有若干用于供用于将工作轨道固定在地面上的螺纹件贯穿的安装孔，所述工作轨道上设置有两列架设孔，两列所述架设孔对称设置在工作轨道宽度方向上的两端，单列所述架设孔沿工作轨道的长度方向排列设置，所述架设孔竖向贯穿工作轨道，所述架设孔内竖向滑动穿设有架设杆，所述架设杆的底端固设有架设座，所述工作轨道上对应架设杆旋转连接有架设环，所述架设环套设在架设杆上，所述架设环与架设杆螺纹连接，所述架设环传动连接有架设电机；

还包括用于与工作轨道可拆卸式相连的若干位移小车，所述位移小车由电机驱动工作。

通过采用上述技术方案，使用者可手动拆卸用于将工作轨道固定在地面上的螺纹件，通过架设电机驱动架设环旋转，进而带动架设杆竖向升降，架设杆和架设座共同支撑和抬高工作轨道至位移小车可安装在工作轨道的底部，手动将位移小车安装在工作轨道上，通过位移小车带动工作轨道位移，使用者调节机器人本体的活动范围方便，该工作站的使用自由度高。

可选的，所述工作轨道上沿自身宽度方向贯穿设置有均力孔，所述均力孔内贯穿穿设有均力杆，所述位移小车的顶部固设有支撑板，所述支撑板的两端均旋转设置有接触板，所述接触板的旋转中心线平行于两接触板的连线方向，所述接触板上设置有用于供均力杆贯穿的接触孔，所述均力杆的两端均螺纹连接有用于固定均力杆和接触板相对位置的均力螺母。

通过采用上述技术方案，接触板的旋转使得使用者可便捷地将支撑板放置到工作轨道的下方，进而使用者手动对齐接触孔和均力孔，并将均力杆插入接触孔和均力孔内，再通过均力螺母和均力杆的螺纹连接固定均力杆、接触板、支撑板以及工作轨道的相对位置，完成位移小车的安装，反向操作即可拆卸位移小车，拆安方便。

可选的，所述支撑板上固设有用于驱动接触板向上旋转至接触板的长度方向竖直的复位扭簧，所述接触板上穿设有用于和支撑板螺纹连接的稳定螺栓。

通过采用上述技术方案，复位弹簧和稳定螺栓的设置使得位移小车与工作轨道固定连接时，复位弹簧的弹力和稳定螺栓的抵接限位进一步降低接触板随意旋转的可能性，位移小车的固定稳定性更佳。

可选的，所述工作轨道的底面上对应支撑板设置有定位槽，所述支撑板上固设有定位块，所述定位槽用于和定位块嵌合。

通过采用上述技术方案，使用者可通过定位槽和定位块的嵌合便捷对齐接触孔和均力孔，使用更方便。

可选的，所述定位槽呈燕尾形设置。

通过采用上述技术方案，燕尾形使得定位块滑移进出定位槽时还可以竖向限位支撑板和工作轨道，支撑板和工作轨道的连接稳定性更佳。

可选的，所述地面上呈矩阵状排列嵌设有若干红外射线接收器，所述地面上嵌设有用于覆盖保护红外射线接收器的钢化玻璃板，所述工作轨道的底面上沿自身长度方向排列嵌设有若干红外射线发射器，所述红外射线接收器用于接收红外射线发射器发射的红外射线信号，还包括用于根据红外射线接收器采集的信号来计算工作轨道的位置的控制器。

通过采用上述技术方案，红外射线接收器、红外射线发射器以及控制器构成可通过红外信号的采集数据进行工作轨道位置确定的判定系统，使用者确定机器人本体的活动范围方便，位移工作轨道更精准。

可选的，所述架设座的底面上固设有摩擦橡胶层，所述工作轨道的底面上固设有保护橡胶层。

通过采用上述技术方案，摩擦橡胶层和保护橡胶层与地面之间的摩擦系数大，架设座支撑工作轨道时不易位移，工作轨道与地面接触时不易位移且不易损伤。

可选的，所述机器人本体上固设有用于检测机器人本体所在高度的红外位移传感器。

通过采用上述技术方案，使用者可通过红外位移传感器校核机器人本体的高度位置，进而校核机器人本体焊接定位的坐标系位置，焊接精准度更高。

可选的，所述工作轨道上旋转设置有位移螺杆，所述位移螺杆的轴线平行于工作轨道的长度方向，所述位移螺杆与机器人本体螺纹连接，所述位移螺杆传动连接有位移电机。

通过采用上述技术方案，使用者可通过位移电机的旋转控制位移螺杆的旋转，进而控制机器人本体的位移，操作简单且控制效果好。

可选的，所述位移电机的控制器和架设电机的控制器电连接。

通过采用上述技术方案，使用者在通过架设电机使得工作轨道被抬高之前，位移电机会自动工作并驱动机器人本体位移至工作轨道的中心处，从而使得工作轨道被抬高时的重心稳定，该工作站使用更顺畅且安全。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过架设杆、架设环、架设座以及架设电机使得工作轨道可便捷位移，机器人本体的活动范围调节方便，该工作站的使用自由度高；

2.通过红外射线接收器、红外射线发射器以及控制器构成可通过红外信号的采集数据进行工作轨道位置确定的判定系统，位移工作轨道精准。

附图说明

图1是本申请实施例的整体结构示意图。

图2是本申请实施例的针对架设孔内部结构的剖视图。

图3是图2中A部分的局部放大示意图。

图4是本申请实施例的针对均力孔内部结构的剖视图。

图5是图4中B部分的局部放大示意图。

图6是本申请实施例的稳定螺栓的安装结构示意图。

图7是本申请实施例的针对红外射线接收器的剖视图。

图8是图7中C部分的局部放大示意图。

附图标记说明：1、机器人本体；11、红外位移传感器；2、工作轨道；21、安装孔；22、架设孔；23、均力孔；24、定位槽；25、红外射线发射器；26、保护橡胶层；3、架设杆；31、架设座；311、摩擦橡胶层；32、架设环；33、架设电机；4、位移螺杆；41、位移电机；5、位移小车；51、支撑板；511、定位块；52、接触板；521、接触孔；522、复位扭簧；523、稳定螺栓；53、均力杆；54、均力螺母；6、红外射线接收器；61、钢化玻璃板；7、地面。

具体实施方式

以下结合附图1-8对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种高效率焊接机器人工作站。参照图1，一种高效率焊接机器人工作站包括设置在地面7上的工作轨道2，工作轨道2的数量可以为一个，也可以为四个，但凡是可以满足焊接使用的需求的数量即可，本实施例中选用两个。工作轨道2上滑动设置有机器人本体1，机器人本体1的滑动方向平行于工作轨道2的长度方向。机器人本体1可沿工作轨道2滑动，使用者可通过可滑动的机器人本体1实现多工位复合焊接，焊接效率高且智能化程度高。

参考图2和3，工作轨道2上设有两列架设孔22，两列架设孔22对称设置在工作轨道2宽度方向上的两端。单列架设孔22沿工作轨道2的长度方向排列设置，单列架设孔22的数量为四个。架设孔22竖向贯穿工作轨道2，架设孔22内穿设有架设杆3。架设杆3的长度大于架设孔22的深度，架设杆3与机器人本体1完全错开。架设杆3的底端旋转连接有架设座31，工作轨道2上旋转设置有若干架设环32，架设环32与架设杆3一一对应设置。架设环32套设在架设杆3，架设环32与架设杆3螺纹连接。工作轨道2上对应架设环32固设有架设电机33，架设电机33的输出轴与架设环32通过齿轮啮合传动传动连接。

参考图1，工作轨道2沿自身长度方向排列设置有三个位移小车5，位移小车5与架设孔22错开设置，位移小车5与工作轨道2的底部可拆卸式固定相连。位移小车5内置有转向模块，位移小车5由电机驱动工作。工作轨道2上设置有若干安装孔21，安装孔21用于供用于将工作轨道2固定在地面7上的螺栓贯穿。工作轨道2通过螺栓与地面7可拆卸式固定相连。

使用者可通过位移小车5带动工作轨道2和机器人本体1位移，位移完毕后，通过架设电机33驱动架设环32旋转，带动架设螺杆旋转和位移，带动工作轨道2上升。此时位移小车5悬空，使用者拆卸下位移小车5，再次通过架设电机33控制工作轨道2下降至工作轨道2与地面7抵接，通过螺栓将工作轨道2固定在地面7上。反向操作即可再次通过位移小车5位移工作轨道2，改变机器人本体1可活动范围方便，该工作站使用自由度高。

参考图4和5，工作轨道2上沿自身宽度方向贯穿设置有均力孔23，均力孔23内贯穿穿设有均力杆53，均力杆53的长度大于均力孔23的深度。位移小车5的顶部固设有支撑板51，支撑板51的两端均旋转设置有接触板52，接触板52的旋转中心线平行于两接触板52的连线方向。接触板52上设置有接触孔521，接触孔521的轴线平行于接触板52的旋转中心线，接触孔521用于供均力杆53贯穿。两接触板52之间的间距与工作轨道2的宽度相等，均力杆53的两端均螺纹连接有均力螺母54。两均力螺母54对称设置在工作轨道2的两侧，两均力螺母54抵接压紧工作轨道2。

使用者需要固定连接位移小车5和工作轨道2时，旋转接触板52至接触板52不高于支撑板51，将支撑板51放置在工作轨道2的下方，向上旋转接触板52至接触板52的长度方向竖直，手动对齐接触孔521和均力孔23，将均力杆53同时穿设于接触孔521和均力孔23上，螺纹连接均力螺母54和均力杆53至均力杆53、工作轨道2、支撑板51以及接触板52的相对位置均固定。反向操作即可拆分位移小车5和工作轨道2，位移小车5拆安方便。

参考图6，为了方便使用者对齐接触孔521和均力孔23，工作轨道2的底面上对应均力孔23设置有定位槽24，定位槽24位于均力孔23的正下方。支撑板51的顶面上固设有定位块511，定位块511呈燕尾形设置，定位槽24用于和定位块511嵌合。使用者需要安装支撑板51时，手动滑移连接定位块511和定位槽24，接触板52旋转至指定角度时接触孔521和均力孔23自动对齐，定位块511和定位槽24的形状使得支撑板51在竖直向难以与工作轨道2分离，使用方便且稳定性好。

参考图6，支撑板51上固设有复位扭簧522，复位扭簧522的一端与支撑板51固定相连，复位扭簧522的另一端与接触板52固定相连，复位扭簧522的弹力驱动接触板52向上旋转至竖直态。接触板52上穿设有稳定螺栓523，稳定螺栓523的轴线平行于接触板52的旋转中心线，稳定螺栓523用于和支撑板51的侧壁螺纹连接。当位移车与工作轨道2固定时，稳定螺栓523与支撑板51侧壁的螺纹连接和复位扭簧522进一步增强位移车和工作轨道2固定连接的稳定性，稳定螺栓523可旋离支撑板51，复位扭簧522可形变，位移车的便捷拆安不受影响。

参考图2和3，为了增强工作轨道2升降时的稳定性，架设座31的底面上固设有摩擦橡胶层311，工作轨道2的底面上固设有保护橡胶层26。摩擦橡胶层311和保护橡胶层26均采用耐磨性和减震性能俱佳的丁基橡胶制成，摩擦橡胶层311和保护橡胶层26的摩擦系数大，工作轨道2升降时架设座31不易随意位移，工作轨道2下移至与地面7接触时不易损伤，该工作站的使用寿命有效延长。

参考图7和8，为了方便使用确定工作轨道2的相对位置，工作轨道2的底面上沿自身长度方向排列嵌设有若干红外射线发射器25。地面7上呈矩阵状排列嵌设有若干红外射线接收器6，地面7上还嵌设有若干用于覆盖保护红外射线接收器6的钢化玻璃板61。该工作站还包括内置有计算模块和储存模块的控制器，控制器用于根据红外射线接收器6采集的信号来计算工作轨道2的位置，精准位移更方便。

参考图1，工作轨道2上旋转设置有位移螺杆4，位移螺杆4的轴线平行于工作轨道2的长度方向。位移螺杆4沿自身轴向贯穿机器人本体1，位移螺杆4与机器人本体1螺纹连接。工作轨道2上固设有位移电机41，位移电机41的输出轴与位移螺杆4传动连接。使用者可通过位移电机41控制位移螺杆4的旋转，进而控制机器人本体1位移。

位移电机41的控制器与架设电机33的控制器电连接，架设电机33即将驱动架设环32旋转以抬高工作轨道2前，架设电机33的控制器向位移电机41的控制器发送信号，位移电机41驱动机器人本体1位移至工作轨道2的中部，进而架设电机33再开始工作。工作轨道2位移时的重心位置稳定且恒定，位移安全且效率高。

参考图2，机器人本体1上通过支架架设有红外位移传感器11，红外位移传感器11的检测头朝向地面7，红外位移传感器11用于检测机器人本体1的所在高度。使用者可根据红外位移传感器11的检测数据进一步校正机器人本体1的坐标位置，方便焊接加工。

本申请实施例一种高效率焊接机器人工作站的实施原理为：需要调整工作轨道2的位置时，手动拆分将工作轨道2固定在地面7上的螺栓，通过架设电机33驱动架设环32旋转，带动架设杆3旋转和位移，带动工作轨道2上升至可安装位移小车5，手动旋转接触板52至接触板52不高于支撑板51，手动将定位块511滑移进定位槽24内，接触板52在复位扭簧522的驱动下自动向上旋转至竖直态，手动穿设均力杆53，并通过均力杆53与均力螺母54的螺纹连接固定连接接触板52、支撑板51以及工作轨道2，工作轨道2下移至位移小车5单独支撑工作轨道2，通过位移小车5带动工作轨道2位移至指定位置后，反向操作至位移小车5与工作轨道2分离且工作轨道2被固定在地面7上，调节工作轨道2的位置方便，该工作站的使用自由度高。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高效率焊接机器人工作站，包括设置在地面(7)上的工作轨道(2)，还包括沿工作轨道(2)长度方向滑动设置在工作轨道(2)上的机器人本体(1)，其特征在于：所述工作轨道(2)上设置有若干用于供用于将工作轨道(2)固定在地面(7)上的螺纹件贯穿的安装孔(21)，所述工作轨道(2)上设置有两列架设孔(22)，两列所述架设孔(22)对称设置在工作轨道(2)宽度方向上的两端，单列所述架设孔(22)沿工作轨道(2)的长度方向排列设置，所述架设孔(22)竖向贯穿工作轨道(2)，所述架设孔(22)内竖向滑动穿设有架设杆(3)，所述架设杆(3)的底端固设有架设座(31)，所述工作轨道(2)上对应架设杆(3)旋转连接有架设环(32)，所述架设环(32)套设在架设杆(3)上，所述架设环(32)与架设杆(3)螺纹连接，所述架设环(32)传动连接有架设电机(33)；

还包括用于与工作轨道(2)可拆卸式相连的若干位移小车(5)，所述位移小车(5)由电机驱动工作。

2.根据权利要求1所述的一种高效率焊接机器人工作站，其特征在于：所述工作轨道(2)上沿自身宽度方向贯穿设置有均力孔(23)，所述均力孔(23)内贯穿穿设有均力杆(53)，所述位移小车(5)的顶部固设有支撑板(51)，所述支撑板(51)的两端均旋转设置有接触板(52)，所述接触板(52)的旋转中心线平行于两接触板(52)的连线方向，所述接触板(52)上设置有用于供均力杆(53)贯穿的接触孔(521)，所述均力杆(53)的两端均螺纹连接有用于固定均力杆(53)和接触板(52)相对位置的均力螺母(54)。

3.根据权利要求2所述的一种高效率焊接机器人工作站，其特征在于：所述支撑板(51)上固设有用于驱动接触板(52)向上旋转至接触板(52)的长度方向竖直的复位扭簧(522)，所述接触板(52)上穿设有用于和支撑板(51)螺纹连接的稳定螺栓(523)。

4.根据权利要求2所述的一种高效率焊接机器人工作站，其特征在于：所述工作轨道(2)的底面上对应支撑板(51)设置有定位槽(24)，所述支撑板(51)上固设有定位块(511)，所述定位槽(24)用于和定位块(511)嵌合。

5.根据权利要求4所述的一种高效率焊接机器人工作站，其特征在于：所述定位槽(24)呈燕尾形设置。

6.根据权利要求1所述的一种高效率焊接机器人工作站，其特征在于：所述地面(7)上呈矩阵状排列嵌设有若干红外射线接收器(6)，所述地面(7)上嵌设有用于覆盖保护红外射线接收器(6)的钢化玻璃板(61)，所述工作轨道(2)的底面上沿自身长度方向排列嵌设有若干红外射线发射器(25)，所述红外射线接收器(6)用于接收红外射线发射器(25)发射的红外射线信号，还包括用于根据红外射线接收器(6)采集的信号来计算工作轨道(2)的位置的控制器。

7.根据权利要求1所述的一种高效率焊接机器人工作站，其特征在于：所述架设座(31)的底面上固设有摩擦橡胶层(311)，所述工作轨道(2)的底面上固设有保护橡胶层(26)。

8.根据权利要求7所述的一种高效率焊接机器人工作站，其特征在于：所述机器人本体(1)上固设有用于检测机器人本体(1)所在高度的红外位移传感器(11)。

9.根据权利要求1所述的一种高效率焊接机器人工作站，其特征在于：所述工作轨道(2)上旋转设置有位移螺杆(4)，所述位移螺杆(4)的轴线平行于工作轨道(2)的长度方向，所述位移螺杆(4)与机器人本体(1)螺纹连接，所述位移螺杆(4)传动连接有位移电机(41)。

10.根据权利要求9所述的一种高效率焊接机器人工作站，其特征在于：所述位移电机(41)的控制器和架设电机(33)的控制器电连接。

Images