CN112372193A - 一种便于调节的焊接机器人 - Google Patents

Abstract

一种便于调节的焊接机器人，用于满足不同的焊接需要。它包括：底座；转台，转台转动安装在底座上，在底座上设有驱动转台间歇转动的第一驱动机构；转盘，它转动安装在转台上表面内，在底座上设有驱动转盘转动的第二驱动机构；焊接单元，在除进料外和出料外的转盘位置均设有焊接单元，焊接单元包括焊接架、活动设置在焊接架上的焊枪、驱动焊枪在竖直方向和水平方向移动的调节机构；滑轨，它沿径向与底座相对滑动设置，在滑轨与底座之间设有驱动滑轨沿转台径向移动的第三驱动机构；在滑轨上设有驱动焊接架在水平面内摆动的摆动机构。本发明可以实现焊接调节，确保焊接效率。

Description

一种便于调节的焊接机器人

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，具体地说是一种便于调节的焊接机器人。

背景技术

焊接是实现零部件之间固定连接的有效方式，焊接机器人的出现大大提高了焊接效率和焊接质量。不同的金属物体，焊缝位置、角度均不同。为适应多种焊接需要，急需一种便于调节的焊接机器人，以进一步提高焊接效率和焊接质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种便于调节的焊接机器人，用于满足不同的焊接需要。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种便于调节的焊接机器人，其特征是，它包括：

底座；

转台，所述转台转动安装在底座上，在底座上设有驱动转台间歇转动的第一驱动机构；

转盘，它转动安装在转台上表面内且转台为沿周向均匀设置的多个，在底座上设有驱动转盘转动的第二驱动机构；多个转盘中，相邻的两个转盘位置分别为进料位和出料位；

焊接单元，在除进料外和出料外的转盘位置均设有焊接单元，焊接单元包括焊接架、活动设置在焊接架上的焊枪、驱动焊枪在竖直方向和水平方向移动的调节机构；

滑轨，它沿径向与底座相对滑动设置，在滑轨与底座之间设有驱动滑轨沿转台径向移动的第三驱动机构；在滑轨上设有驱动焊接架在水平面内摆动的摆动机构。

进一步地，第一驱动机构包括驱动电机、固定在驱动电机输出端的第一主动齿轮、转动安装在底座上的第一传动齿轮和第二传动齿轮、设置在第一传动齿轮和第二传动齿轮之间的第一离合齿轮、驱动第一离合齿轮与第一传动齿轮和第二传动齿轮啮合或分离的离合器，第一传动齿轮与第一主动齿轮啮合，第二传动齿轮与转台内壁啮合。

进一步地，在转台内侧设有第一安装台，离合器包括与第一安装台转动连接的摆臂、设置在摆臂与第一安装台之间的第一油缸，第一离合齿轮转动安装在摆臂的末端。

进一步地，第二驱动机构包括设置在从动齿轮与第一主动齿轮之间且依次设置的第三至第五传动齿轮、设置在第四传动齿轮和第五传动齿轮之间的第二离合齿轮、设置在第一安装台上方且与第一安装台转动连接的第二安装台、设置在第一安装台和第二安装台之间的第二油缸，第三传动齿轮与从动齿轮啮合，第五传动齿轮与第一主动齿轮啮合；第二油缸的缸筒与第一安装台顶部铰接连接，第二油缸的活塞杆与第二安装台顶部铰接连接，在第二安装台上设有弧形槽，安装第二油缸的铰接轴穿过弧形槽后与第一安装台固定连接。

进一步地，第三驱动机构包括与第一主动齿轮共轴设置的第二主动齿轮、设置在第二主动齿轮与滑轨之间的第三离合齿轮，在底座上固定有第三油缸，第三离合齿轮转动安装在第三油缸的活塞杆上。

进一步地，调节机构包括转动安装在焊接架内的一对传动链轮、设置在焊接架上侧拐角处的导向链轮、设置在传动链轮和导向链轮之间的链轮、设置在焊接架内驱动传动链轮转动的升降电机、与链条固定连接的升降块、与升降块滑动连接的滑杆，在滑杆上固定有安装头，在安装头与升降块之间设有弹簧，焊枪便安装在安装头上。

进一步地，第一传动齿轮和第二传动齿轮均设置有两个，且第一传动齿轮、第二传动齿轮均位于同一直线上。

进一步地，在转台底部固定有滑块，滑块与底座滑动连接。

进一步地，在底座底部固定有支腿。

进一步地，摆动机构包括固定在滑轨上的摆动电机、固定在摆动电机输出端且与焊接架下侧啮合的摆动齿轮，焊接架下侧通过铰接轴与滑轨铰接连接。

本发明的有益效果是：本发明提供的一种便于调节的焊接机器人，可以实现横向、纵向和竖向位置的调节，进而满足焊接需要。待焊接物体随转台转动的过程中，焊接单元对待焊接物体依次焊接，进而提高了焊接效率。

附图说明

图1为本发明的俯视示意图；

图2为转台及第一驱动机构的示意图；

图3为转台俯视图；

图4为图3中的A-A剖视图；

图5为转台与底座的装配示意图；

图6为转盘及第二驱动机构的示意图；

图7为第二离合齿轮处于分离状态示意图；

图8为第一离合齿轮处于分离状态示意图；

图9为图1中去掉焊接单元和端盖后的示意图；

图10为焊接单元的侧视图；

图11为第三驱动机构的示意图；

图12为焊接架的内部结构示意图；

图13为焊接单元调节示意图；

图中：1底座，11支腿，2转台，21滑块，22转盘，23固定环，24转盘轴，25从动齿轮，26轴承，27端盖，3驱动电机，31第一主动齿轮，32第一传动齿轮，33第一离合齿轮，34第二传动齿轮，35摆臂，36齿轮轴，37第二主动齿轮，4第一安装台，41第一油缸，5第二安装台，51第二离合齿轮，52第二油缸，53弧形槽，54第三传动齿轮，55第四传动齿轮，56第五传动齿轮，6焊接架，61铰接轴，62轨道槽，63升降块，631滑槽，64滑杆，641安装头，65弹簧，66焊枪，7滑轨，71第三离合齿轮，72凹槽，73摆动电机，74摆动齿轮，75第三油缸，8升降电机，81传动链轮，82导向链轮，83链条，9进料位，91出料位。

具体实施方式

如图1至图13所示，本发明主要包括底座1、转台2、第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构、转盘22、第一安装台4、第二安装台5和焊接单元，下面结合附图对本发明进行详细描述。

如图1、图5所示，底座1为圆形金属件，在底座的底部固定有支腿11，用于实现对底座的支撑。在底座的上方设有转台2，转台为中空结构，转台的内腔贯穿转台的内侧壁，在转台的底部固定有圆环形的滑块21，滑块的横截面为燕尾形。在底座内侧设有驱动转台在水平面内做旋转运动的第一驱动机构。

如图2、图4所示，第一驱动机构包括驱动电机3、固定在驱动电机输出端的第一主动齿轮31、转动安装在底座上的第一传动齿轮32和第二传动齿轮34、设置在第一传动齿轮和第二传动齿轮之间的第一离合齿轮33、驱动第一离合齿轮与第一传动齿轮和第二传动齿轮啮合或分离的离合器，第一、第二传动齿轮均设置有两个，且第一、第二传动齿轮位于第一主动齿轮与转台之间，两第一传动齿轮与两第二传动齿轮位于转台同一直径上，第一传动齿轮与第一主动齿轮啮合，第二传动齿轮与转台内壁上的齿啮合，当第一离合齿轮与第一、第二传动齿轮同时啮合后，在驱动电机的驱动下转台在水平面内做旋转运动；而当第一离合齿轮与第一、第二传动齿轮分离后，转台停止转动。在转台内侧设有第一安装台4，第一安装台与底座固定连接。第一主动齿轮置于第一安装台的下方，在第一安装台的上方设有摆臂35，摆臂与第一安装台转动连接，且安装点位于第一安装台轴线上。在摆臂的两端均设置有第一离合齿轮，在第一安装台的顶部铰接安装有第一油缸41，第一油缸的活塞杆与摆臂铰接连接，这样在第一油缸的作用下可以驱动摆臂的摆动，如图8所示，进而使得第一离合齿轮进出第一、第二传动齿轮之间。第一油缸和摆臂构成了离合器。

如图2、图3所示，在转台的上表面内转动安装有转盘22，若干转盘在同一圆周内均匀设置。如图4所示，在转盘底部固定有固定环23，在固定环与转台之间设置轴承26，进而实现转台与转盘的相对转动。在转盘底部固定有转盘轴24，转盘轴与转台之间也是转动连接。转盘轴置于转台内腔中，在转盘轴上固定有从动齿轮25，从动齿轮位于转台内腔中。在转台内侧设有驱动转盘轴旋转的第二驱动机构。

如图6、图7所示，第二驱动机构包括设置在从动齿轮与第一主动齿轮之间且依次设置的第三至第五传动齿轮、设置在第四传动齿轮55和第五传动齿轮56之间的第二离合齿轮51、设置在第一安装台上方且与第一安装台转动连接的第二安装台、设置在第一安装台和第二安装台之间的第二油缸52，第三传动齿轮54与从动齿轮啮合，第五传动齿轮与第一主动齿轮啮合。第二油缸的缸筒与第一安装台顶部铰接连接，第二油缸的活塞杆与第二安装台顶部铰接连接，在第二安装台上设有弧形槽53，安装第二油缸的铰接轴穿过弧形槽后与第一安装台固定连接。第二油缸活塞杆伸缩时，可以驱动第二安装台相对第一安装台的旋转。第二离合齿轮转动安装在第二安装台的底部，这样当第二安装台相对第一安装台转动时，可以驱使第二离合齿轮进出第四和第五传动齿轮之间。如图9所示，第二安装台旋转后，可以使得第二离合齿轮从第四和第五传动齿轮之间移开。

第一离合齿轮置于第一、第二传动齿轮之间时，第一驱动机构处于工作状态，此时可以驱动传转台旋转，转台旋转时，在第一驱动机构的作用下转台间歇转动，每次转动的角度为360度除以转盘数量；第一离合齿轮从第一、第二传动齿轮之间离开后，第一驱动机构处于非工作状态。第二离合齿轮置于第四、第五传动齿轮之间时，第二驱动机构处于工作状态，此时可以驱动转盘旋转；第二离合齿轮从第四、第五传动齿轮之间离开后，第二驱动机构处于非工作状态。

使用时，将待焊物体放置在转盘上，若干转盘沿转台均匀设置，其中的两个转盘位置分别为进料位9和出料位91，在进料位将待焊物体放置在转盘上，在出料位将已焊接物体从转台上取出。在第二安装台的上方、转台的内侧设有端盖27，进而实现对转台内侧的密封。

在除了进料位和出料位的转盘位置设有焊接单元，如图10所示，焊接单元包括“U”形的焊接架6、驱动焊接架沿转台径向移动的第三驱动机构、活动设置在焊接架上的焊枪66，焊接架平躺设置，焊接架固定在滑轨7上，滑轨的实质为齿条，滑轨与地面或底座滑动连接，如图11所示，在第一主动齿轮的齿轮轴36上固定有第二主动齿轮37，在第二主动齿轮与滑轨之间设有第三离合齿轮71，在底座底部设有第三油缸75，在第三油缸的作用下可以驱动第三离合齿轮做直线移动，第三离合齿轮与滑轨和第二主动齿轮同时啮合时，通过第二主动齿轮可以驱动焊接单元的移动。第三驱动机构包括第二主动齿轮和第三离合齿轮，第三离合齿轮与滑轨和第二主动齿轮分离后，焊接单元停止移动。转台的边缘部分置于焊接架内侧。

焊接架通过铰接轴与滑轨铰接连接，在滑轨上设有凹槽72，在凹槽内固定有摆动电机73，在摆动电机输出端固定有摆动齿轮74，摆动齿轮与焊接架下侧上的齿啮合，进而驱动焊接架的摆动，焊接架摆动轨迹为圆弧。摆动电机和摆动齿轮构成了摆动机构。

如图12所示，在焊接架内侧设有驱动焊枪移动的调节机构，调节机构包括转动安装在焊接架内的一对传动链轮81、设置在焊接架上侧拐角处的导向链轮82、设置在传动链轮和导向链轮之间的链轮83、设置在焊接架内驱动传动链轮转动的升降电机8、与链条固定连接的升降块63、与升降块上的滑槽631滑动连接的滑杆64，在滑杆上固定有安装头641，在安装头与升降块之间设有弹簧65，焊枪便安装在安装头上。在调节机构的作用下可以驱动升降块先在竖直方向向上移动，然后在水平方向向右移动，也可以驱动升降块在水平方向向左移动，然后在竖直方向向下移动。进而满足不同高度(纵向方向)的焊接需要，也可以满足不同径向位置(横向方向)的焊接需要。除此之外，焊接架沿径向的移动，也可以满足不同径向位置的焊接需要。在摆动电机的作用下驱动焊接架沿圆弧移动，可以满足纵向方向的焊接需要。在焊接架内侧设有轨道槽62，升降块便与轨道槽滑动连接。

弹簧的设置，使得无论焊缝是直线形还是圆弧形，焊枪均能与焊缝保持接触，进而满足对直线焊缝或圆弧形焊缝的焊接需要。

如图13所示，本发明在每一个焊接位置(转盘所在位置处)，均可以实现横向、纵向或竖向移动，进而满足焊接需要。使用时，转台间歇转动，转台每转动一次，在每一个焊接位置通过焊接单元对待焊接物体进行相对应的焊接。不同焊接位置，焊接单元执行的焊接操作不同，这样待焊接物体随转台转动的过程中，焊接单元依次对待焊接物体进行焊接，每一个焊接单元执行同样的焊接操作。如第一个焊接单元焊接焊缝L1，第二个焊接单元焊接焊缝L2…。

本发明可以实现横向、纵向和竖向位置的调节，进而满足焊接需要。待焊接物体随转台转动的过程中，焊接单元对待焊接物体依次焊接，进而提高了焊接效率。

Claims (10)

1.一种便于调节的焊接机器人，其特征是，它包括：

底座；

转台，所述转台转动安装在底座上，在底座上设有驱动转台间歇转动的第一驱动机构；

转盘，它转动安装在转台上表面内且转台为沿周向均匀设置的多个，在底座上设有驱动转盘转动的第二驱动机构；多个转盘中，相邻的两个转盘位置分别为进料位和出料位；

焊接单元，在除进料外和出料外的转盘位置均设有焊接单元，焊接单元包括焊接架、活动设置在焊接架上的焊枪、驱动焊枪在竖直方向和水平方向移动的调节机构；

滑轨，它沿径向与底座相对滑动设置，在滑轨与底座之间设有驱动滑轨沿转台径向移动的第三驱动机构；在滑轨上设有驱动焊接架在水平面内摆动的摆动机构。

2.根据权利要求1所述的一种便于调节的焊接机器人，其特征是，第一驱动机构包括驱动电机、固定在驱动电机输出端的第一主动齿轮、转动安装在底座上的第一传动齿轮和第二传动齿轮、设置在第一传动齿轮和第二传动齿轮之间的第一离合齿轮、驱动第一离合齿轮与第一传动齿轮和第二传动齿轮啮合或分离的离合器，第一传动齿轮与第一主动齿轮啮合，第二传动齿轮与转台内壁啮合。

3.根据权利要求2所述的一种便于调节的焊接机器人，其特征是，在转台内侧设有第一安装台，离合器包括与第一安装台转动连接的摆臂、设置在摆臂与第一安装台之间的第一油缸，第一离合齿轮转动安装在摆臂的末端。

4.根据权利要求3所述的一种便于调节的焊接机器人，其特征是，第二驱动机构包括设置在从动齿轮与第一主动齿轮之间且依次设置的第三至第五传动齿轮、设置在第四传动齿轮和第五传动齿轮之间的第二离合齿轮、设置在第一安装台上方且与第一安装台转动连接的第二安装台、设置在第一安装台和第二安装台之间的第二油缸，第三传动齿轮与从动齿轮啮合，第五传动齿轮与第一主动齿轮啮合；第二油缸的缸筒与第一安装台顶部铰接连接，第二油缸的活塞杆与第二安装台顶部铰接连接，在第二安装台上设有弧形槽，安装第二油缸的铰接轴穿过弧形槽后与第一安装台固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种便于调节的焊接机器人，其特征是，第三驱动机构包括与第一主动齿轮共轴设置的第二主动齿轮、设置在第二主动齿轮与滑轨之间的第三离合齿轮，在底座上固定有第三油缸，第三离合齿轮转动安装在第三油缸的活塞杆上。

6.根据权利要求1所述的一种便于调节的焊接机器人，其特征是，调节机构包括转动安装在焊接架内的一对传动链轮、设置在焊接架上侧拐角处的导向链轮、设置在传动链轮和导向链轮之间的链轮、设置在焊接架内驱动传动链轮转动的升降电机、与链条固定连接的升降块、与升降块滑动连接的滑杆，在滑杆上固定有安装头，在安装头与升降块之间设有弹簧，焊枪便安装在安装头上。

7.根据权利要求1所述的一种便于调节的焊接机器人，其特征是，第一传动齿轮和第二传动齿轮均设置有两个，且第一传动齿轮、第二传动齿轮均位于同一直线上。

8.根据权利要求1所述的一种便于调节的焊接机器人，其特征是，在转台底部固定有滑块，滑块与底座滑动连接。

9.根据权利要求1所述的一种便于调节的焊接机器人，其特征是，在底座底部固定有支腿。

10.根据权利要求1所述的一种便于调节的焊接机器人，其特征是，摆动机构包括固定在滑轨上的摆动电机、固定在摆动电机输出端且与焊接架下侧啮合的摆动齿轮，焊接架下侧通过铰接轴与滑轨铰接连接。

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