CN112171019A

CN112171019A - 一种自动氩弧焊接装置

Info

Publication number: CN112171019A
Application number: CN202011070369.1A
Authority: CN
Inventors: 马江南
Original assignee: Zeng Baoxiang
Current assignee: Zeng Baoxiang
Priority date: 2020-10-09
Filing date: 2020-10-09
Publication date: 2021-01-05

Abstract

本发明属于氩弧焊设备技术领域，尤其是一种自动氩弧焊接装置，包括机器人，机器人由机体、机械头、机械臂、机械腿和机械脚组成，机械腿的内侧表面固定安装有蹲弯机构，蹲弯机构控制机械腿与机械脚之间的弯曲度；机械臂的底端固定安装有机械手，机械手铰接夹住焊件并驱动焊件转动；机体的正前方固定安装有焊接机构，焊接机构的两侧通过微型液压缸与机械臂的内侧表面固定连接。该自动氩弧焊接装置，通过设置焊接机构，达到了对焊件之间的焊缝实现小幅度摆动焊接的效果，焊件边转动，再配合控制焊枪的微型液压缸和伸缩液压缸，焊缝间隙的宽度由微型液压缸控制，焊缝间隙的焊接厚度由伸缩液压缸控制，实现精准、匀速和连续焊接的效果。

Description

一种自动氩弧焊接装置

技术领域

本发明涉及氩弧焊设备技术领域，尤其涉及一种自动氩弧焊接装置。

背景技术

氩弧焊技术是在普通电弧焊的原理的基础上，利用氩气对金属焊材的保护，通过高电流使焊材在被焊基材上融化成液态形成熔池，使被焊金属和焊材达到冶金结合的一种焊接技术，由于在高温熔融焊接中不断送上氩气，使焊材不能和空气中的氧气接触，从而防止了焊材的氧化，因此可以焊接不锈钢、铁类五金金属。

在现有的氩弧焊设备使用时，大多数都是人工手持焊枪，工件转动，进而实现焊接，这样的焊接方式存在以下缺点：

1、焊接时，人工手持焊枪需要沿着焊缝左右匀速微动摇摆，以便于焊缝均匀牢固，此时就需要人工精确操作，这显然很难达到，人工操作都会存在误差；

2、焊接时需要连续焊接，这样焊接出来的效果或者质量才能够得到保障，而人工手持焊枪会受到焊接光线影响显然很难达到连续焊接的动作。

发明内容

基于现有的人工操作的氩弧焊设备在焊接时精确度和连续性很难达到的技术问题，本发明提出了一种自动氩弧焊接装置。

本发明提出的一种自动氩弧焊接装置，包括机器人，所述机器人由机体、机械头、机械臂、机械腿和机械脚组成，所述机械腿的内侧表面固定安装有蹲弯机构，所述蹲弯机构控制所述机械腿与所述机械脚之间的弯曲度；

所述机械臂的底端固定安装有机械手，所述机械手铰接夹住焊件并驱动焊件转动；

所述机体的正前方固定安装有焊接机构，所述焊接机构的两侧通过微型液压缸与所述机械臂的内侧表面固定连接；

所述机械头由弧形液压缸和主摄像头组成，所述主摄像头固定安装在所述弧形液压缸的活塞杆顶部。

优选地，所述蹲弯机构包括伺服电机，所述伺服电机固定安装在所述机械腿的内侧表面，所述伺服电机的输出轴通过联轴器固定安装有蜗杆。

优选地，所述机械腿与所述机械脚铰接而成，且铰接处通过销轴一体成型，所述销轴的表面固定套接有蜗轮，所述蜗轮的表面与所述蜗杆的表面啮合。

通过上述技术方案，伺服电机带动蜗杆与蜗轮啮合后使得实现仿真人工作时弯腰的动作。

优选地，所述机械手由机械爪铰接在所述机械臂的底部而构成，所述机械爪铰接处固定套接有第一齿轮，两个所述第一齿轮之间通过齿条啮合控制，所述齿条的一端通过固定连接的直线液压缸控制伸缩，所述直线液压缸固定安装在所述机械臂的内部。

通过上述技术方案，直线液压缸控制齿条伸缩后与第一齿轮啮合后使得机械爪夹紧焊件。

优选地，所述机械爪的内壁转动安装有滚轮，多个所述滚轮通过设置在所述机械爪内部的齿轮组控制同向滚动，所述机械爪在夹住工件时，所述滚轮的表面与所述工件的表面滚动接触。

优选地，所述齿轮组通过固定安装在所述机械爪外表面的减速电机带动第二齿轮啮合驱动。

通过上述技术方案，减速电机驱动齿轮啮合后带动滚轮转动，进而实现对焊件的滚动。

优选地，所述焊接机构包括伸缩液压缸，所述伸缩液压缸的尾端通过球体与所述机体的正前方表面转动套接，所述伸缩液压缸的缸体尾部通过球体转动套接有定位盘，所述伸缩液压缸的活塞杆尾部固定安装有焊枪。

通过上述技术方案，设置球体，可实现多角度的转动调节，便于焊枪操作。

优选地，所述定位盘的两侧表面与所述微型液压缸的活塞杆端面固定连接，所述微型液压缸驱动通过所述定位盘驱动所述焊枪左右横向移动。

通过上述技术方案，焊缝间隙的宽度由微型液压缸控制，焊缝间隙的焊接厚度由伸缩液压缸控制。

优选地，所述直线液压缸的活塞杆顶部表面固定安装有套筒，所述套筒的内壁滑动套接有焊丝，所述焊丝的底部与所述焊枪对齐。

优选地，所述焊丝通过安装在所述套筒底部的调控机构控制延伸速度，所述调控机构由微型电机驱动U型橡胶轮组成，所述焊丝穿过两个U型橡胶轮之间从所述套筒的底部伸出；

所述定位盘的表面固定安装有监控所述焊枪的副摄像头。

通过上述技术方案，两个微型电机同时转动，带动U型橡胶轮转动后使得焊丝被旋转带出。

本发明中的有益效果为：

1、通过设置蹲弯机构，达到了可跟根据实际焊接现场，对机器人进行弯曲控制，进而实现仿真人工作时弯腰的动作。

2、通过设置机械手，达到了对焊件夹紧并转动的效果，实现夹紧后边焊接边匀速连续转动的效果，可一次性完成焊接动作，焊接精度高，不会对人眼造成伤害，完全代替了人工焊接工作，提高工作效率和焊接质量。

3、通过设置焊接机构，达到了对焊件之间的焊缝实现小幅度摆动焊接的效果，焊件边转动，再配合控制焊枪的微型液压缸和伸缩液压缸，焊缝间隙的宽度由微型液压缸控制，焊缝间隙的焊接厚度由伸缩液压缸控制，实现精准、匀速和连续焊接的效果。

附图说明

图1为本发明提出的一种自动氩弧焊接装置的示意图；

图2为本发明提出的一种自动氩弧焊接装置的机器人结构局部半剖图；

图3为本发明提出的一种自动氩弧焊接装置的图2中A处放大图；

图4为本发明提出的一种自动氩弧焊接装置的定位盘结构立体图；

图5为本发明提出的一种自动氩弧焊接装置的机械爪结构立体图。

图中：1、机体；2、弧形液压缸；21、主摄像头；3、机械臂；4、机械腿；41、伺服电机；42、蜗杆；43、蜗轮；5、机械脚；6、焊件；7、微型液压缸；71、伸缩液压缸；72、定位盘；73、焊枪；74、套筒；75、焊丝；76、微型电机；77、U型橡胶轮；78、副摄像头；79、；8、机械爪；81、第一齿轮；82、齿条；83、直线液压缸；84、滚轮；85、减速电机。

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。

参照图1-5，一种自动氩弧焊接装置，包括机器人，机器人由机体1、机械头、机械臂3、机械腿4和机械脚5组成，机械腿4的内侧表面固定安装有蹲弯机构，蹲弯机构控制机械腿4与机械脚5之间的弯曲度；

进一步地，蹲弯机构包括伺服电机41，伺服电机41固定安装在机械腿4的内侧表面，伺服电机41的输出轴通过联轴器固定安装有蜗杆42。

进一步地，机械腿4与机械脚5铰接而成，且铰接处通过销轴一体成型，销轴的表面固定套接有蜗轮43，蜗轮43的表面与蜗杆42的表面啮合。

伺服电机41带动蜗杆42与蜗轮43啮合后使得实现仿真人工作时弯腰的动作；

通过设置蹲弯机构，达到了可跟根据实际焊接现场，对机器人进行弯曲控制，进而实现仿真人工作时弯腰的动作。

机械臂3的底端固定安装有机械手，机械手铰接夹住焊件6并驱动焊件6转动；

进一步地，机械手由机械爪8铰接在机械臂3的底部而构成，机械爪8铰接处固定套接有第一齿轮81，两个第一齿轮81之间通过齿条82啮合控制，齿条82的一端通过固定连接的直线液压缸83控制伸缩，直线液压缸83固定安装在机械臂3的内部。

直线液压缸83控制齿条82伸缩后与第一齿轮81啮合后使得机械爪8夹紧焊件6。

进一步地，机械爪8的内壁转动安装有滚轮84，多个滚轮84通过设置在机械爪8内部的齿轮组控制同向滚动，机械爪8在夹住工件时，滚轮84的表面与工件的表面滚动接触。

进一步地，齿轮组通过固定安装在机械爪8外表面的减速电机85带动第二齿轮86啮合驱动。

减速电机85驱动齿轮啮合后带动滚轮84转动，进而实现对焊件6的滚动；

通过设置机械手，达到了对焊件6夹紧并转动的效果，实现夹紧后边焊接边匀速连续转动的效果，可一次性完成焊接动作，焊接精度高，不会对人眼造成伤害，完全代替了人工焊接工作，提高工作效率和焊接质量。

机体1的正前方固定安装有焊接机构，焊接机构的两侧通过微型液压缸7与机械臂3的内侧表面固定连接；

进一步地，焊接机构包括伸缩液压缸71，伸缩液压缸71的尾端通过球体与机体1的正前方表面转动套接，伸缩液压缸71的缸体尾部通过球体转动套接有定位盘72，伸缩液压缸71的活塞杆尾部固定安装有焊枪73。

设置球体，可实现多角度的转动调节，便于焊枪73操作。

进一步地，定位盘72的两侧表面与微型液压缸7的活塞杆端面固定连接，微型液压缸7驱动通过定位盘72驱动焊枪73左右横向移动。

焊缝间隙的宽度由微型液压缸7控制，焊缝间隙的焊接厚度由伸缩液压缸71控制。

进一步地，直线液压缸83的活塞杆顶部表面固定安装有套筒74，套筒74的内壁滑动套接有焊丝75，焊丝75的底部与焊枪73对齐。

进一步地，焊丝75通过安装在套筒74底部的调控机构控制延伸速度，调控机构由微型电机76驱动U型橡胶轮77组成，焊丝75穿过两个U型橡胶轮77之间从套筒74的底部伸出；

定位盘72的表面固定安装有监控焊枪73的副摄像头78。

两个微型电机76同时转动，带动U型橡胶轮77转动后使得焊丝75被旋转带出；

机械头由弧形液压缸2和主摄像头21组成，主摄像头21固定安装在弧形液压缸2的活塞杆顶部；

通过设置焊接机构，达到了对焊件6之间的焊缝实现小幅度摆动焊接的效果，焊件6边转动，再配合控制焊枪73的微型液压缸7和伸缩液压缸71，焊缝间隙的宽度由微型液压缸7控制，焊缝间隙的焊接厚度由伸缩液压缸71控制，实现精准、匀速和连续焊接的效果。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种自动氩弧焊接装置，包括机器人，所述机器人由机体（1）、机械头、机械臂（3）、机械腿（4）和机械脚（5）组成，其特征在于：所述机械腿（4）的内侧表面固定安装有蹲弯机构，所述蹲弯机构控制所述机械腿（4）与所述机械脚（5）之间的弯曲度；

所述机械臂（3）的底端固定安装有机械手，所述机械手铰接夹住焊件（6）并驱动焊件（6）转动；

所述机体（1）的正前方固定安装有焊接机构，所述焊接机构的两侧通过微型液压缸（7）与所述机械臂（3）的内侧表面固定连接；

所述机械头由弧形液压缸（2）和主摄像头（21）组成，所述主摄像头（21）固定安装在所述弧形液压缸（2）的活塞杆顶部。

2.根据权利要求1所述的一种自动氩弧焊接装置，其特征在于：所述蹲弯机构包括伺服电机（41），所述伺服电机（41）固定安装在所述机械腿（4）的内侧表面，所述伺服电机（41）的输出轴通过联轴器固定安装有蜗杆（42）。

3.根据权利要求2所述的一种自动氩弧焊接装置，其特征在于：所述机械腿（4）与所述机械脚（5）铰接而成，且铰接处通过销轴一体成型，所述销轴的表面固定套接有蜗轮（43），所述蜗轮（43）的表面与所述蜗杆（42）的表面啮合。

4.根据权利要求3所述的一种自动氩弧焊接装置，其特征在于：所述机械手由机械爪（8）铰接在所述机械臂（3）的底部而构成，所述机械爪（8）铰接处固定套接有第一齿轮（81），两个所述第一齿轮（81）之间通过齿条（82）啮合控制，所述齿条（82）的一端通过固定连接的直线液压缸（83）控制伸缩，所述直线液压缸（83）固定安装在所述机械臂（3）的内部。

5.根据权利要求4所述的一种自动氩弧焊接装置，其特征在于：所述机械爪（8）的内壁转动安装有滚轮（84），多个所述滚轮（84）通过设置在所述机械爪（8）内部的齿轮组控制同向滚动，所述机械爪（8）在夹住工件时，所述滚轮（84）的表面与所述工件的表面滚动接触。

6.根据权利要求5所述的一种自动氩弧焊接装置，其特征在于：所述齿轮组通过固定安装在所述机械爪（8）外表面的减速电机（85）带动第二齿轮（86）啮合驱动。

7.根据权利要求6所述的一种自动氩弧焊接装置，其特征在于：所述焊接机构包括伸缩液压缸（71），所述伸缩液压缸（71）的尾端通过球体与所述机体（1）的正前方表面转动套接，所述伸缩液压缸（71）的缸体尾部通过球体转动套接有定位盘（72），所述伸缩液压缸（71）的活塞杆尾部固定安装有焊枪（73）。

8.根据权利要求7所述的一种自动氩弧焊接装置，其特征在于：所述定位盘（72）的两侧表面与所述微型液压缸（7）的活塞杆端面固定连接，所述微型液压缸（7）驱动通过所述定位盘（72）驱动所述焊枪（73）左右横向移动。

9.根据权利要求8所述的一种自动氩弧焊接装置，其特征在于：所述直线液压缸（83）的活塞杆顶部表面固定安装有套筒（74），所述套筒（74）的内壁滑动套接有焊丝（75），所述焊丝（75）的底部与所述焊枪（73）对齐。

10.根据权利要求9所述的一种自动氩弧焊接装置，其特征在于：所述焊丝（75）通过安装在所述套筒（74）底部的调控机构控制延伸速度，所述调控机构由微型电机（76）驱动U型橡胶轮（77）组成，所述焊丝（75）穿过两个U型橡胶轮（77）之间从所述套筒（74）的底部伸出；

所述定位盘（72）的表面固定安装有监控所述焊枪（73）的副摄像头（78）。