CN112518193A - 一种自动翻转焊接与切割机器人装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动翻转焊接与切割机器人装置，包括设备底座、框架机构、地轨滑块机构以及通过支撑底座设置于地轨滑块机构顶部的焊接与切割机器人机构，本发明涉及焊接与切割技术领域。该自动翻转焊接与切割机器人装置，通过地轨滑块机构带动六自由度焊接机器手左右来回移动，机器人头部设计有浮动焊枪与激光切割头，能够满足焊接与切割的要求，基准框架通过两侧翻转支座可以实现翻转180度，翻转通过减速电机带动基准框架翻转，翻转精度可靠，基准框架上部设计有牛眼轴承方便焊材钢板移动，底部设计有磁力吸盘，侧面设计有定位夹具组件和夹具组件，实现自动夹紧定位，自动翻转焊接，自动切割等工作，减少人工与劳动强度。
Description
技术领域
本发明涉及焊接与切割技术领域，具体为一种自动翻转焊接与切割机器人装置。
背景技术
工业机器人是广泛用于工业领域的多关节机械手或多自由度的机器装置，具有一定的自动性，可依靠自身的动力能源和控制能力实现各种工业加工制造功能，工业机器人被广泛应用于电子、物流和化工等各个工业领域之中。[1]
随着工业自动化的不断发展，与劳动成本的增加，越来越多的机械加工厂希望通过自动化设备提高焊接与切割的自动化程度，减少劳动强度与劳动力，同时提高加工效率与质量，在机械加工工艺中，焊接与切割已成为目前最重要的加工方法之一，翻转焊接与切割机器人不仅可以降低人工成本，还能提高焊接与切割效率，提高加工质量，也能在一定程度上降低安全事故，目前大型板材焊接与切割主要有两种方法，一为人工手动焊接手工切割；二为焊接地推车自动化焊接，切割机床自动切割，目前以上两种焊接与切割方法主要问题如下：1、人工焊接与切割劳动强度较大，需要人工对板材翻转；2、对焊接与切割人员的焊接与切割水平要求较高；3、焊接与切割质量不容易保证；4、切割机床切割时需要人工二次搬运板材；5、安全隐患较大。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种自动翻转焊接与切割机器人装置，解决了现有板材在焊接与切割的过程中，对焊接与切割人员的焊接与切割水平要求较高，且人工对板材翻转存在较大安全隐患以及焊接与切割质量不能保证的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种自动翻转焊接与切割机器人装置，包括设备底座、框架机构、地轨滑块机构以及通过支撑底座设置于地轨滑块机构顶部的焊接与切割机器人机构，所述设备底座的顶部设置有翻转机构。
所述焊接与切割机器人机构包括安装底座，所述安装底座的底部与支撑底座的顶部固定连接，所述安装底座的顶部固定连接有六自由度焊接机器手，所述六自由度焊接机器手的底部固定连接有焊丝安装盘，所述六自由度焊接机器手的顶部固定连接有送丝机，所述六自由度焊接机器手头部的一侧固定连接有激光切割头，所述六自由度焊接机器手头部的另一侧固定连接有浮动焊枪。
所述翻转机构包括主翻转支座和辅助翻转支座，所述主翻转支座和辅助翻转支座的底部与设备底座的顶部固定连接。
优选的，所述主翻转支座的内部固定连接有减速电机，所述辅助翻转支座靠近主翻转支座的一侧转动连接有回转轴承。
优选的，所述地轨滑块机构包括地轨框架，所述地轨框架顶部的两侧均固定连接有直线导轨，所述直线导轨的表面滑动连接有移动底座组件。
优选的，所述支撑底座的底板与移动底座组件的顶部固定连接，所述移动底座组件的一侧固定连接有移动拖链。
优选的，所述地轨框架的一侧固定连接有与移动拖链相适配的拖链槽，所述直线导轨的一侧固定连接有斜齿条。
优选的，所述框架机构包括基准框架，所述基准框架的两侧均固定连接有夹具组件。
优选的，所述基准框架的顶部固定连接有牛眼轴承，所述基准框架的顶部固定连接有磁力吸盘。
优选的，所述基准框架的正面和背面均固定连接有定位夹具组件，所述基准框架的顶部活动连接有焊接板材。
(三)有益效果
本发明提供了一种自动翻转焊接与切割机器人装置。具备以下有益效果：
(1)、该自动翻转焊接与切割机器人装置，通过包括设备底座、框架机构、地轨滑块机构以及通过支撑底座设置于地轨滑块机构顶部的焊接与切割机器人机构，设备底座的顶部设置有翻转机构，焊接与切割机器人机构包括安装底座，安装底座的底部与支撑底座的顶部固定连接，安装底座的顶部固定连接有六自由度焊接机器手，六自由度焊接机器手的底部固定连接有焊丝安装盘，六自由度焊接机器手的顶部固定连接有送丝机，六自由度焊接机器手头部的一侧固定连接有激光切割头，六自由度焊接机器手头部的另一侧固定连接有浮动焊枪，翻转机构包括主翻转支座和辅助翻转支座，主翻转支座和辅助翻转支座的底部与设备底座的顶部固定连接，主翻转支座的内部固定连接有减速电机，辅助翻转支座靠近主翻转支座的一侧转动连接有回转轴承，通过地轨滑块机构带动六自由度焊接机器手左右来回移动，机器人头部设计有浮动焊枪与激光切割头，能够同时满足焊接与切割的要求，同时基准框架通过两侧翻转支座可以实现翻转180度，省去人工翻转，翻转通过减速电机带动基准框架翻转，翻转时无冲击，翻转精度可靠，同时不用人工参与，基准框架上部设计有牛眼轴承方便焊材钢板移动，底部设计有磁力吸盘，侧面设计有定位夹具组件和夹具组件，采用人工取放料，实现自动夹紧定位，自动翻转焊接，自动切割等工作，减少了人工与劳动强度，提高了板材的翻转加工效率与加工质量。
(2)、该自动翻转焊接与切割机器人装置，通过翻转机构包括主翻转支座和辅助翻转支座，主翻转支座和辅助翻转支座的底部与设备底座的顶部固定连接，主翻转支座的内部固定连接有减速电机，辅助翻转支座靠近主翻转支座的一侧转动连接有回转轴承，翻转机构采用整体焊接底座，保证设备整体精度，主翻转支座设计有减速电机实现框架翻转，辅助翻转支座通过轴、联轴器与电机相连实现同步翻转，翻转轴承采用回转轴承，因板材长度较长，导致基准框架较长所以采用两侧驱动翻转，防止翻转时不同步。
(3)、该自动翻转焊接与切割机器人装置，通过地轨滑块机构包括地轨框架，地轨框架顶部的两侧均固定连接有直线导轨，直线导轨的表面滑动连接有移动底座组件，地轨滑块机构通过伺服电机、减速机、齿轮和齿条驱动，采用两个直线导轨设计，保证受力与运行平稳，采用专业拖链与拖链电缆，保证使用寿命，采用整体框架保证焊接精度。
附图说明
图1为本发明结构的立体图；
图2为本发明结构的正视图；
图3为本发明翻转机构的结构示意图；
图4为本发明框架机构的结构示意图；
图5为本发明地轨滑块机构的结构示意图；
图6为本发明焊接与切割机器人机构的结构示意图；
图7为本发明结构的左视图。
图中：1-设备底座、2-框架机构、21-基准框架、22-夹具组件、23-牛眼轴承、24-磁力吸盘、25-定位夹具组件、3-地轨滑块机构、31-地轨框架、32-直线导轨、33-移动底座组件、34-移动拖链、35-斜齿条、36-拖链槽、4-支撑底座、5-焊接与切割机器人机构、51-安装底座、52-六自由度焊接机器手、53-焊丝安装盘、54-送丝机、55-激光切割头、56-浮动焊枪、6-翻转机构、61-主翻转支座、62-辅助翻转支座、63-减速电机、64-回转轴承、7-焊接板材。
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。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。
请参阅图1-7，本发明实施例提供一种技术方案：一种自动翻转焊接与切割机器人装置，包括设备底座1、框架机构2、地轨滑块机构3以及通过支撑底座4设置于地轨滑块机构3顶部的焊接与切割机器人机构5，设备底座1的顶部设置有翻转机构6，设备底座1采用可调底座，方便安装调整。
焊接与切割机器人机构5包括安装底座51，安装底座51的底部与支撑底座4的顶部固定连接，安装底座51的顶部固定连接有六自由度焊接机器手52，六自由度焊接机器手52的底部固定连接有焊丝安装盘53，六自由度焊接机器手52的顶部固定连接有送丝机54，六自由度焊接机器手52头部的一侧固定连接有激光切割头55，六自由度焊接机器手52头部的另一侧固定连接有浮动焊枪56，六自由度焊接机器手52头部设计有两工位安装板，一侧为浮动焊枪56一侧为激光切割头55，实现了一个机械手两种功能。
翻转机构6包括主翻转支座61和辅助翻转支座62，主翻转支座61和辅助翻转支座62的底部与设备底座1的顶部固定连接，翻转机构6采用整体焊接底座，保证设备整体精度，主翻转支座61设计有减速电机63，实现框架翻转，辅助翻转支座62通过轴、联轴器与电机相连实现同步翻转，翻转轴承采用回转轴承64，因板材长度较长，导致基准框架21较长所以采用两侧驱动翻转，防止翻转时不同步。
本实施例中，主翻转支座61的内部固定连接有减速电机63，辅助翻转支座62靠近主翻转支座61的一侧转动连接有回转轴承64。
本实施例中，地轨滑块机构3包括地轨框架31，地轨框架31顶部的两侧均固定连接有直线导轨32，直线导轨32的表面滑动连接有移动底座组件33。
本实施例中，支撑底座4的底板与移动底座组件33的顶部固定连接，移动底座组件33的一侧固定连接有移动拖链34。
本实施例中，地轨框架31的一侧固定连接有与移动拖链34相适配的拖链槽36，直线导轨32的一侧固定连接有斜齿条35，地轨滑块机构3通过伺服电机、减速机、齿轮和齿条驱动，采用两个直线导轨32设计，保证受力与运行平稳，采用专业拖链与拖链电缆，保证使用寿命，采用整体框架保证焊接精度。
本实施例中，框架机构2包括基准框架21，基准框架21的两侧均固定连接有夹具组件22。
本实施例中，基准框架21的顶部固定连接有牛眼轴承23，基准框架21的顶部固定连接有磁力吸盘24，基准框架21采用标准型材焊接而成，因跨度较大所以采用大型号型材防止变形，框架采用磁力吸盘24吸住板材中间焊接部位，同时防止翻转时板材脱落，并且设计有左右与前后定位夹具，板材定位采用自动形式，定位夹具在工作时夹紧板材周围，防止板材移动，上部设计牛眼轴承23，板材在取放时移动方便。
本实施例中，基准框架21的正面和背面均固定连接有定位夹具组件25，基准框架21的顶部活动连接有焊接板材7。
使用时，人工将两块焊接板材7放置到基准框架21的上部，大体定位且不要使板材层叠，使用夹具组件22对板材进行左右定位，使用定位夹具组件25对板材进行前后定位，使用夹抱夹具对焊接板材7四周夹紧，这时基准框架21顶部的磁力吸盘24可吸住焊接板材7，然后启动外部控制开关，使得移动底座组件33通过支撑底座4带动焊接与切割机器人机构5沿着直线导轨32来回移动，继而带动六自由度焊接机器手52来回移动从而对焊接板材7进行焊接，焊接板材7的一面焊接完毕后，翻转机构6上的减速电机63以及回转轴承64的设置可带动基准框架21翻转180°，继而焊接板材7也整体翻转180度，然后再通过六自由度焊接机器手52对焊接板材7的另一面进行焊接，焊接完毕后，六自由度焊接机器手52头部的激光切割头55开始工作，根据需要切割焊接板材7，焊接板材7切割完毕，磁力吸盘24松开，夹具组件22和定位夹具组件25松开，最终等待人员取料即可完成全部工作，设备周围采用防护网防护，防止设备工作时人员进入。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种自动翻转焊接与切割机器人装置，其特征在于：包括设备底座(1)、框架机构(2)、地轨滑块机构(3)以及通过支撑底座(4)设置于地轨滑块机构(3)顶部的焊接与切割机器人机构(5)，所述设备底座(1)的顶部设置有翻转机构(6)；
所述焊接与切割机器人机构(5)包括安装底座(51)，所述安装底座(51)的底部与支撑底座(4)的顶部固定连接，所述安装底座(51)的顶部固定连接有六自由度焊接机器手(52)，所述六自由度焊接机器手(52)的底部固定连接有焊丝安装盘(53)，所述六自由度焊接机器手(52)的顶部固定连接有送丝机(54)，所述六自由度焊接机器手(52)头部的一侧固定连接有激光切割头(55)，所述六自由度焊接机器手(52)头部的另一侧固定连接有浮动焊枪(56)；
所述翻转机构(6)包括主翻转支座(61)和辅助翻转支座(62)，所述主翻转支座(61)和辅助翻转支座(62)的底部与设备底座(1)的顶部固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种自动翻转焊接与切割机器人装置，其特征在于：所述主翻转支座(61)的内部固定连接有减速电机(63)，所述辅助翻转支座(62)靠近主翻转支座(61)的一侧转动连接有回转轴承(64)。
3.根据权利要求1所述的一种自动翻转焊接与切割机器人装置，其特征在于：所述地轨滑块机构(3)包括地轨框架(31)，所述地轨框架(31)顶部的两侧均固定连接有直线导轨(32)，所述直线导轨(32)的表面滑动连接有移动底座组件(33)。
4.根据权利要求3所述的一种自动翻转焊接与切割机器人装置，其特征在于：所述支撑底座(4)的底板与移动底座组件(33)的顶部固定连接，所述移动底座组件(33)的一侧固定连接有移动拖链(34)。
5.根据权利要求3所述的一种自动翻转焊接与切割机器人装置，其特征在于：所述地轨框架(31)的一侧固定连接有与移动拖链(34)相适配的拖链槽(36)，所述直线导轨(32)的一侧固定连接有斜齿条(35)。
6.根据权利要求1所述的一种自动翻转焊接与切割机器人装置，其特征在于：所述框架机构(2)包括基准框架(21)，所述基准框架(21)的两侧均固定连接有夹具组件(22)。
7.根据权利要求6所述的一种自动翻转焊接与切割机器人装置，其特征在于：所述基准框架(21)的顶部固定连接有牛眼轴承(23)，所述基准框架(21)的顶部固定连接有磁力吸盘(24)。
8.根据权利要求6所述的一种自动翻转焊接与切割机器人装置，其特征在于：所述基准框架(21)的正面和背面均固定连接有定位夹具组件(25)，所述基准框架(21)的顶部活动连接有焊接板材(7)。
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