CN112720433A - 一种具有定位功能的焊接机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有定位功能的焊接机器人，包括机器人本体，所述机器人本体顶部设有焊丝放卷辊，所述焊丝放卷辊一侧设有焊接组件，所述焊接组件由安装架、调节装置、摆焊装置和焊枪组成，所述焊枪设置在安装架底端，所述安装架一侧设有张紧器，所述张紧器一侧设有架杆。本发明通过机器人本体将焊枪放于焊缝顶部，通过安装架和调节装置调整焊枪的焊接角度和精确位置，实现焊枪的精确定位和灵活转向焊接，适应各种环境下的焊缝焊接，便于调节操作，设置摆焊装置，使扁环件左右往复运动，实现L形板的往复摆动，使焊枪能够对焊缝进行预设的摆动焊接，满足焊缝宽、工件厚且焊道要求宽的焊接工件的焊接要求。

Description

一种具有定位功能的焊接机器人

技术领域

本发明涉及焊接机器人领域，具体涉及一种具有定位功能的焊接机器人。

背景技术

机器人(Robot)是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作，而焊接机器人是从事焊接的工业机器人。

现有的焊接机器人通常是机械臂结合焊枪实现自动化焊接，但是其在工作时，当需要对焊缝宽、工件厚且焊道要求宽的焊缝进行焊接时，常需要用到左右摆动焊接方式，实现宽距焊缝的紧密焊接，现有的焊接机器人无法有效的实现稳定摆焊且存在定位精度差的问题。

因此，发明一种具有定位功能的焊接机器人来解决上述问题很有必要。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有定位功能的焊接机器人，通过机器人本体将焊枪放于焊缝顶部，通过安装架和调节装置调整焊枪的焊接角度和精确位置，实现焊枪的精确定位和灵活转向焊接，适应各种环境下的焊缝焊接，便于调节操作，设置摆焊装置，使扁环件左右往复运动，实现L形板的往复摆动，使焊枪能够对焊缝进行预设的摆动焊接，以解决技术中的上述不足之处。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有定位功能的焊接机器人，包括机器人本体，所述机器人本体顶部设有焊丝放卷辊，所述焊丝放卷辊一侧设有焊接组件，所述焊接组件由安装架、调节装置、摆焊装置和焊枪组成，所述焊枪设置在安装架底端，所述安装架一侧设有张紧器，所述张紧器一侧设有架杆，所述焊丝放卷辊外侧绕设有焊丝，所述焊丝依次经过张紧器、架杆和焊枪。

优选的，所述安装架包括拐杆，所述拐杆一端插接有吊杆，所述吊杆与拐杆通过螺丝固定连接，所述吊杆底端固定连接有夹板，所述夹板底部设有安装板，所述安装板一端顶部固定连接有凸板，所述凸板设置在夹板内部，且凸板与夹板转动连接，所述夹板一侧固定连接有第一电机，所述第一电机输出轴与凸板固定连接，所述摆焊装置和调节装置分别设置于安装板远离凸板的一端顶部和底部。

优选的，所述调节装置包括第二电机，所述第二电机固定连接于安装板底部，所述安装板一侧设有L形板，所述L形板一侧穿设有第一转轴，所述L形板底端穿设有第二转轴，所述第一转轴和第二转轴均与L形板转动连接，所述第二电机输出轴传动连接第一转轴一端，所述第一转轴另一端固定连接有第一锥齿轮，所述第二转轴顶端固定连接有第二锥齿轮，所述第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合连接，所述第二转轴底端固定连接有定位板，所述焊枪设置在定位板底部。

优选的，所述摆焊装置包括框板，所述框板两侧底端均设有第一电动推杆，所述第一电动推杆底端与安装板固定连接，所述第一电动推杆输出端与框板固定连接，所述框板一侧设有扁环件，所述扁环件靠近框板的一侧两端均固定连接有L形杆，所述L形杆贯穿框板，两个所述L形杆分别与框板两侧贯穿孔滑动连接，所述扁环件内侧底部和顶部均一体设置有第一平齿条，两个所述第一平齿条之间设有不完全齿轮，所述框板内侧顶端固定连接有驱动器，所述驱动器输出端与不完全齿轮传动连接，所述扁环件底端设有第二平齿条，所述L形板顶端固定连接有弧形板，所述弧形板外侧设有弧形齿条，所述第二平齿条与弧形齿条相匹配。

优选的，所述安装板底部设有两个平行分布的传送辊，两个所述传送辊反向旋转，所述焊丝从两个传送辊之间穿过，所述焊枪与第二转轴同轴分布。

优选的，所述机器人本体包括基础架台，所述基础架台顶部设有X向轨道，所述X向轨道顶部滑动连接有X向移动板，所述X向移动板顶部中心处转动连接有转盘，所述转盘顶部固定连接有支撑柱，所述支撑柱一侧设有Y向轨道，所述Y向轨道内滑动连接有Y向移动板，且Y向移动板与Y向轨道垂直分布，所述Y向移动板顶部开设有Z向轨道，所述Z向轨道内部滑动连接有Z向移动板。

优选的，所述Z向轨道靠近拐杆的一端设有插接套，所述拐杆与插接套插接，且拐杆与插接套通过螺丝固定连接，所述Y向移动板远离拐杆的一端底部设有配重块。

优选的，所述基础架台一侧顶部固定连接有X向电动推杆，所述X向电动推杆输出端与X向移动板固定连接，所述支撑柱顶部固定连接有Y向电动推杆，所述Y向电动推杆输出端与Y向移动板固定连接，所述Y向移动板顶部一侧固定连接有Z向电动推杆，所述Z向电动推杆输出端与Z向移动板固定连接。

优选的，所述转盘外侧顶部一体设置有外齿轮，所述转盘一侧啮合连接有传动齿轮，所述传动齿轮与X向移动板之间设有短轴，且短轴与X向移动板转动连接，所述X向移动板一侧固定连接有第三电机，所述第三电机输出端与短轴之间设有传动带，且第三电机输出端与短轴之间通过传动带传动连接。

优选的，所述第一电机、第二电机、第三电机和驱动器均设置为步进电机。

在上述技术方案中，本发明提供的技术效果和优点：

1、通过机器人本体将焊枪放于焊缝顶部，通过安装架和调节装置调整焊枪的焊接角度和精确位置，实现焊枪的精确定位和灵活转向焊接，适应各种环境下的焊缝焊接，便于调节操作，设置摆焊装置，使扁环件左右往复运动，实现L形板的往复摆动，使焊枪能够对焊缝进行预设的摆动焊接，满足焊缝宽、工件厚且焊道要求宽的焊接工件的焊接要求；

2、通过焊丝放卷辊放卷焊丝，焊丝从张紧器、架杆和传送辊穿过后从焊枪内部引出对工件进行焊接作业，焊丝通过传送辊的稳定传输供料，保证焊接的稳定性和连续性，张紧器和架杆的配合使焊丝处于张紧状态，避免调节过程中造成缠绕，焊枪与第二转轴同轴转动，转动时焊接点不需调节校准，且机器人本体整体装置为模块化结构，便于安装维护，利用配重块均衡Y向移动板受力，保证焊枪受力稳定性；

3、通过机器人本体整体调整快速定位焊缝，X向移动板、Y向移动板和Z向移动板分别通过X向电动推杆、Y向电动推杆和Z向电动推杆实现稳定调节，方便焊接点快速定位和焊接时的轨迹设定，通过传动带使第三电机输出轴与短轴传动连接，传动齿轮啮合传动外齿轮，从而使焊枪绕着转盘环绕转动，实现大空间内全方位覆盖焊接，灵活性和精准度高，便于推广使用。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明摆焊装置的结构示意图；

图3为本发明扁环件的仰视图；

图4为本发明吊杆和夹板的连接结构示意图；

图5为本发明安装板和凸板的连接结构示意图；

图6为本发明图1的A部结构示意图；

图7为本发明图1的B部结构示意图。

附图标记说明：

1机器人本体、101基础架台、102X向移动板、103转盘、104支撑柱、105Y向移动板、106Z向移动板、107X向电动推杆、108Y向电动推杆、109Z向电动推杆、110外齿轮、111传动齿轮、112第三电机、113传动带、2焊丝放卷辊、3安装架、301拐杆、302吊杆、303夹板、304安装板、305凸板、306第一电机、4调节装置、401第二电机、402L形板、403第一转轴、404第二转轴、405第一锥齿轮、406第二锥齿轮、407定位板、5摆焊装置、501框板、502第一电动推杆、503扁环件、504L形杆、505第一平齿条、506不完全齿轮、507驱动器、508第二平齿条、509弧形齿条、6焊枪、7张紧器、8架杆、9传送辊、10配重块。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

本发明提供了如图1-7所示的一种具有定位功能的焊接机器人，包括机器人本体1，所述机器人本体1顶部设有焊丝放卷辊2，所述焊丝放卷辊2一侧设有焊接组件，所述焊接组件由安装架3、调节装置4、摆焊装置5和焊枪6组成，所述焊枪6设置在安装架3底端，所述安装架3一侧设有张紧器7，所述张紧器7一侧设有架杆8，所述焊丝放卷辊2外侧绕设有焊丝，所述焊丝依次经过张紧器7、架杆8和焊枪6。

如图4-6所示，所述安装架3包括拐杆301，所述拐杆301一端插接有吊杆302，所述吊杆302与拐杆301通过螺丝固定连接，所述吊杆302底端固定连接有夹板303，所述夹板303底部设有安装板304，所述安装板304一端顶部固定连接有凸板305，所述凸板305设置在夹板303内部，且凸板305与夹板303转动连接，所述夹板303一侧固定连接有第一电机306，所述第一电机306输出轴与凸板305固定连接，所述摆焊装置5和调节装置4分别设置于安装板304远离凸板305的一端顶部和底部。

如图6所示，所述调节装置4包括第二电机401，所述第二电机401固定连接于安装板304底部，所述安装板304一侧设有L形板402，所述L形板402一侧穿设有第一转轴403，所述L形板402底端穿设有第二转轴404，所述第一转轴403和第二转轴404均与L形板402转动连接，所述第二电机401输出轴传动连接第一转轴403一端，所述第一转轴403另一端固定连接有第一锥齿轮405，所述第二转轴404顶端固定连接有第二锥齿轮406，所述第一锥齿轮405与第二锥齿轮406啮合连接，所述第二转轴404底端固定连接有定位板407，所述焊枪6设置在定位板407底部。

如图2、图3和图6所示，所述摆焊装置5包括框板501，所述框板501两侧底端均设有第一电动推杆502，所述第一电动推杆502底端与安装板304固定连接，所述第一电动推杆502输出端与框板501固定连接，所述框板501一侧设有扁环件503，所述扁环件503靠近框板501的一侧两端均固定连接有L形杆504，所述L形杆504贯穿框板501，两个所述L形杆504分别与框板501两侧贯穿孔滑动连接，所述扁环件503内侧底部和顶部均一体设置有第一平齿条505，两个所述第一平齿条505之间设有不完全齿轮506，所述框板501内侧顶端固定连接有驱动器507，所述驱动器507输出端与不完全齿轮506传动连接，所述扁环件503底端设有第二平齿条508，所述L形板402顶端固定连接有弧形板，所述弧形板外侧设有弧形齿条509，所述第二平齿条508与弧形齿条509相匹配。

进一步的，在上述技术方案中，所述安装板304底部设有两个平行分布的传送辊9，两个所述传送辊9反向旋转，所述焊丝从两个传送辊9之间穿过，保证焊丝的稳定传输，所述焊枪6与第二转轴404同轴分布，使焊枪6转动时仍位于第二转轴404底端，位置精确，无需反复找点定位。

如图1所示，所述机器人本体1包括基础架台101，所述基础架台101顶部设有X向轨道，所述X向轨道顶部滑动连接有X向移动板102，所述X向移动板102顶部中心处转动连接有转盘103，所述转盘103顶部固定连接有支撑柱104，所述支撑柱104一侧设有Y向轨道，所述Y向轨道内滑动连接有Y向移动板105，且Y向移动板105与Y向轨道垂直分布，所述Y向移动板105顶部开设有Z向轨道，所述Z向轨道内部滑动连接有Z向移动板106，X向轨道、Y向轨道和Z向轨道均设置为梯形。

进一步的，在上述技术方案中，所述Z向轨道靠近拐杆301的一端设有插接套，所述拐杆301与插接套插接，且拐杆301与插接套通过螺丝固定连接，所述Y向移动板远离拐杆的一端底部设有配重块10。

进一步的，在上述技术方案中，所述基础架台101一侧顶部固定连接有X向电动推杆107，所述X向电动推杆107输出端与X向移动板102固定连接，所述支撑柱104顶部固定连接有Y向电动推杆108，所述Y向电动推杆108输出端与Y向移动板105固定连接，所述Y向移动板105顶部一侧固定连接有Z向电动推杆109，所述Z向电动推杆109输出端与Z向移动板106固定连接。

进一步的，在上述技术方案中，所述转盘103外侧顶部一体设置有外齿轮110，所述转盘103一侧啮合连接有传动齿轮111，所述传动齿轮111与X向移动板102之间设有短轴，且短轴与X向移动板102转动连接，所述X向移动板102一侧固定连接有第三电机112，所述第三电机112输出端与短轴之间设有传动带113，且第三电机112输出端与短轴之间通过传动带113传动连接。

进一步的，在上述技术方案中，所述第一电机306、第二电机401、第三电机112和驱动器507均设置为步进电机。

本发明工作原理：

参照说明书附图1-6，本装置在实际使用时，通过将机器人本体1调节位置后焊枪6位于焊缝顶部，通过安装架3和调节装置4调整焊枪6的焊接角度和精确位置，具体的，当焊枪6位于焊道一端后，控制第一电机306输出端传动连接凸板305，使安装板304发生角度变化，控制第二电机401输出轴传动连接第一转轴403，进一步通过第一锥齿轮405和第二锥齿轮406啮合，配合第二转轴404和第一转轴403的限位使L形板402绕着第一转轴403转动，从而实现焊枪6的精确定位和灵活转向焊接，适应各种环境下的焊缝焊接，精确度更高，便于调节操作，通过收缩第一电动推杆502输出端使框板501带着扁环件503下降，至第二平齿条508与弧形齿条509啮合后启动驱动器507，驱动器507输出轴传动连接不完全齿轮506使其表面齿轮周期性分别啮合两侧的第一平齿条505，配合L形杆504与框板501的滑动限位作用，使扁环件503左右往复运动，实现L形板402的往复摆动，使焊枪6能够对焊缝进行预设的摆动焊接；

参照说明书附图1和6，本装置在焊接时，通过焊丝放卷辊2放卷焊丝，焊丝从张紧器7、架杆8和传送辊9穿过后从焊枪6内部引出对工件进行焊接作业，焊丝通过传送辊9的稳定传输供料，保证焊接的稳定性和连续性，张紧器7和架杆8的配合使焊丝处于张紧状态，避免调节过程中造成缠绕，焊枪6与第二转轴404同轴转动，转动时焊接点不需调节校准，且机器人本体1整体装置为模块化结构，能够快速安装维护，利用配重块10均衡Y向移动板105受力均匀；

参照说明书附图1-7，本装置在实际使用时，通过机器人本体1整体调整快速定位焊缝，X向移动板102、Y向移动板105和Z向移动板106分别通过X向电动推杆107、Y向电动推杆108和Z向电动推杆109实现稳定调节，方便焊接点快速定位和焊接时的轨迹设定，通过传动带113使第三电机112输出轴与短轴传动连接，传动齿轮111啮合传动外齿轮110，从而使焊枪6绕着转盘103环绕转动，实现大空间内全方位覆盖焊接。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (10)

1.一种具有定位功能的焊接机器人，包括机器人本体(1)，其特征在于：所述机器人本体(1)顶部设有焊丝放卷辊(2)，所述焊丝放卷辊(2)一侧设有焊接组件，所述焊接组件由安装架(3)、调节装置(4)、摆焊装置(5)和焊枪(6)组成，所述焊枪(6)设置在安装架(3)底端，所述安装架(3)一侧设有张紧器(7)，所述张紧器(7)一侧设有架杆(8)，所述焊丝放卷辊(2)外侧绕设有焊丝，所述焊丝依次经过张紧器(7)、架杆(8)和焊枪(6)。

2.根据权利要求1所述的一种具有定位功能的焊接机器人，其特征在于：所述安装架(3)包括拐杆(301)，所述拐杆(301)一端插接有吊杆(302)，所述吊杆(302)与拐杆(301)通过螺丝固定连接，所述吊杆(302)底端固定连接有夹板(303)，所述夹板(303)底部设有安装板(304)，所述安装板(304)一端顶部固定连接有凸板(305)，所述凸板(305)设置在夹板(303)内部，且凸板(305)与夹板(303)转动连接，所述夹板(303)一侧固定连接有第一电机(306)，所述第一电机(306)输出轴与凸板(305)固定连接，所述摆焊装置(5)和调节装置(4)分别设置于安装板(304)远离凸板(305)的一端顶部和底部。

3.根据权利要求1所述的一种具有定位功能的焊接机器人，其特征在于：所述调节装置(4)包括第二电机(401)，所述第二电机(401)固定连接于安装板(304)底部，所述安装板(304)一侧设有L形板(402)，所述L形板(402)一侧穿设有第一转轴(403)，所述L形板(402)底端穿设有第二转轴(404)，所述第一转轴(403)和第二转轴(404)均与L形板(402)转动连接，所述第二电机(401)输出轴传动连接第一转轴(403)一端，所述第一转轴(403)另一端固定连接有第一锥齿轮(405)，所述第二转轴(404)顶端固定连接有第二锥齿轮(406)，所述第一锥齿轮(405)与第二锥齿轮(406)啮合连接，所述第二转轴(404)底端固定连接有定位板(407)，所述焊枪(6)设置在定位板(407)底部。

4.根据权利要求3所述的一种具有定位功能的焊接机器人，其特征在于：所述摆焊装置(5)包括框板(501)，所述框板(501)两侧底端均设有第一电动推杆(502)，所述第一电动推杆(502)底端与安装板(304)固定连接，所述第一电动推杆(502)输出端与框板(501)固定连接，所述框板(501)一侧设有扁环件(503)，所述扁环件(503)靠近框板(501)的一侧两端均固定连接有L形杆(504)，所述L形杆(504)贯穿框板(501)，两个所述L形杆(504)分别与框板(501)两侧贯穿孔滑动连接，所述扁环件(503)内侧底部和顶部均一体设置有第一平齿条(505)，两个所述第一平齿条(505)之间设有不完全齿轮(506)，所述框板(501)内侧顶端固定连接有驱动器(507)，所述驱动器(507)输出端与不完全齿轮(506)传动连接，所述扁环件(503)底端设有第二平齿条(508)，所述L形板(402)顶端固定连接有弧形板，所述弧形板外侧设有弧形齿条(509)，所述第二平齿条(508)与弧形齿条(509)相匹配。

5.根据权利要求3所述的一种具有定位功能的焊接机器人，其特征在于：所述安装板(304)底部设有两个平行分布的传送辊(9)，两个所述传送辊(9)反向旋转，所述焊丝从两个传送辊(9)之间穿过，所述焊枪(6)与第二转轴(404)同轴分布。

6.根据权利要求2所述的一种具有定位功能的焊接机器人，其特征在于：所述机器人本体(1)包括基础架台(101)，所述基础架台(101)顶部设有X向轨道，所述X向轨道顶部滑动连接有X向移动板(102)，所述X向移动板(102)顶部中心处转动连接有转盘(103)，所述转盘(103)顶部固定连接有支撑柱(104)，所述支撑柱(104)一侧设有Y向轨道，所述Y向轨道内滑动连接有Y向移动板(105)，且Y向移动板(105)与Y向轨道垂直分布，所述Y向移动板(105)顶部开设有Z向轨道，所述Z向轨道内部滑动连接有Z向移动板(106)。

7.根据权利要求6所述的一种具有定位功能的焊接机器人，其特征在于：所述Z向轨道靠近拐杆(301)的一端设有插接套，所述拐杆(301)与插接套插接，且拐杆(301)与插接套通过螺丝固定连接，所述Y向移动板远离拐杆的一端底部设有配重块(10)。

8.根据权利要求6所述的一种具有定位功能的焊接机器人，其特征在于：所述基础架台(101)一侧顶部固定连接有X向电动推杆(107)，所述X向电动推杆(107)输出端与X向移动板(102)固定连接，所述支撑柱(104)顶部固定连接有Y向电动推杆(108)，所述Y向电动推杆(108)输出端与Y向移动板(105)固定连接，所述Y向移动板(105)顶部一侧固定连接有Z向电动推杆(109)，所述Z向电动推杆(109)输出端与Z向移动板(106)固定连接。

9.根据权利要求6所述的一种具有定位功能的焊接机器人，其特征在于：所述转盘(103)外侧顶部一体设置有外齿轮(110)，所述转盘(103)一侧啮合连接有传动齿轮(111)，所述传动齿轮(111)与X向移动板(102)之间设有短轴，且短轴与X向移动板(102)转动连接，所述X向移动板(102)一侧固定连接有第三电机(112)，所述第三电机(112)输出端与短轴之间设有传动带(113)，且第三电机(112)输出端与短轴之间通过传动带(113)传动连接。

10.根据权利要求9所述的一种具有定位功能的焊接机器人，其特征在于：所述第一电机(306)、第二电机(401)、第三电机(112)和驱动器(507)均设置为步进电机。

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