CN113042949A - 焊接机器人及具有该焊接机器人的组焊系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种焊接机器人及具有该焊接机器人的组焊系统，属于焊接技术领域。一种焊接机器人，包括工作台，工作台的顶部外壁两侧均连接有固定架，两个固定架内均活动连接有焊接管件，每个固定架的两侧内壁之间均通过轴承转动连接有转动环，转动环内设置有调整机构，固定架外壁连接有第一电机，第一电机的输出端连接有转动轴，转动轴依次穿过两个固定架，转动轴外壁连接有第一齿轮，转动环外壁连接有与第一齿轮相互啮合的齿轮环，工作台的顶部连接有伸缩杆，伸缩杆远离工作台的一端连接有托板，伸缩杆外壁套接有第一弹性元件；本发明能够进行对焊接的管材360°旋转式焊接，占用空间小，且工作效率高，便于降低焊接成本。

Description

焊接机器人及具有该焊接机器人的组焊系统

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，尤其涉及一种焊接机器人及具有该焊接机器人的组焊系统。

背景技术

焊接，也称作熔接，是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术，现代焊接的能量来源有很多种，包括气体焰、电弧、激光、电子束、摩擦和超声波等，除了在工厂中使用外，焊接还可以在多种环境下进行，如野外、水下和太空，无论在何处，焊接都可能给操作者带来危险，所以在进行焊接时必须采取适当的防护措施。

焊接给人体可能造成的伤害包括烧伤、触电、视力损害、吸入有毒气体、紫外线照射过度等，所以需要用到焊接机器人对焊接部位进行焊接来防止对人的伤害，焊接机器人在进行焊接的时候，通过焊接头将机器人的送丝机送出的焊丝熔化并将需要的工件进行焊接，例如，在现代工业的管材焊接中采用焊接机器人比手工焊接的精确度更高，但是在对管材进行焊接时，传统的焊接机器人在焊接时一般通过机械臂在纵向高度和单侧方向上进行移动焊接，不能进行360°旋转式工作，且工作活动占用空间大，多个机器人共同工作需要租用较大的工作场地，间接提高了焊接成本。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的问题，而提出的一种焊接机器人及具有该焊接机器人的组焊系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种焊接机器人，包括工作台，所述工作台的顶部外壁两侧均连接有固定架，两个所述固定架内均活动连接有焊接管件，每个所述固定架的两侧内壁之间均通过轴承转动连接有转动环，所述转动环内设置有调整机构，所述固定架外壁连接有第一电机，所述第一电机的输出端连接有转动轴，所述转动轴依次穿过两个固定架，所述转动轴外壁连接有第一齿轮，所述转动环外壁连接有与第一齿轮相互啮合的齿轮环，所述工作台的顶部连接有伸缩杆，所述伸缩杆远离工作台的一端连接有托板，所述伸缩杆外壁套接有第一弹性元件，所述第一弹性元件的两端分别与工作台和托板连接，所述托板内转动连接有转动杆，所述转动杆外壁连接有输送轮，所述工作台外壁连接有驱动机构，所述驱动机构与转动杆相连，所述工作台的顶部还连接有固定座，所述固定座外壁连接有固定环，所述固定环外壁活动连接有焊接组件。

优选的，所述调整机构包括固定轴，所述固定轴连接在固定架的两侧内壁之间，所述固定轴外壁连接有第二齿轮，所述第二齿轮与齿轮环相互啮合，所述固定轴外壁连接有两个转动板，所述转动环外壁开凿有与转动板相配合的活动槽。

优选的，所述转动板设置有三组，每组设置有两个，三组所述转动板呈圆周均匀分布在转动环的外侧，且所述转动板外壁设置有均匀分布的滚珠。

优选的，所述驱动机构包括第二电机，所述第二电机固定连接在工作台的外壁，所述第二电机的输出端连接有第一转杆，所述第一转杆与转动杆外壁连接有相配合的第一同步轮，两个所述第一同步轮之间连接有同步带。

优选的，所述固定架外壁连接有两个伸缩板，两个所述伸缩板之间连接有第二转杆，所述第二转杆外壁连接有第二同步轮，所述第二同步轮滑动连接在同步带的外壁，两个所述伸缩板之间还连接有连接板，所述连接板与固定架之间连接有第二弹性元件。

优选的，所述焊接组件包括U形板，所述U形板滑动连接在固定环的外壁，所述U形板外壁连接有第三电机，所述第三电机的输出端穿过U形板并连接有第三齿轮，所述固定环内壁固定连接有与第三齿轮相互啮合的环形齿轮，所述U形板外壁活动连接有移动架，所述移动架两侧外壁均连接有滚轮，所述滚轮与焊接管件活动相抵，且所述移动架的底壁还连接有焊接头。

优选的，所述U形板外壁连接有导向条，所述移动架外壁开凿有与导向条相配合的导向槽，所述U形板与移动架之间连接有第三弹性元件。

优选的，所述U形板外壁连接有滑块，所述固定环外壁开凿有与滑块相配合的轨道槽。

一种具有焊接机器人的组焊系统，包括控制柜，所述控制柜固定连接在工作台的顶壁，所述控制柜还电性连接有示教器、变压器和电焊机。

优选的，所述电焊机的输出端通过焊线与焊接头相连。

与现有技术相比，本发明提供了一种焊接机器人及具有该焊接机器人的组焊系统，具备以下有益效果：

1、该焊接机器人及具有该焊接机器人的组焊系统，通过将两个待焊接的焊接管件放置在两侧的固定架内，使调整机构对两个焊接管件进行定位，使驱动机构带动输送轮转动，使输送轮对两个焊接管件进行输送，使需要焊接的焊缝置于固定环内，通过固定环外侧设置的焊接组件对两个焊接管件进行焊接，本发明能够对焊接的管材进行360°旋转式焊接，占用空间小，且工作效率高，便于降低焊接成本。

2、该焊接机器人及具有该焊接机器人的组焊系统，通过控制第一电机运行，使第一电机的输出端带动转动轴转动，使转动轴外侧连接的第一齿轮与转动环外侧的齿轮环相互啮合，使齿轮环带动转动环转动并与第二齿轮相互啮合，使第二齿轮带动转动板以固定轴为圆心进行转动，使三组转动板对焊接管件进行固定限位。

3、该焊接机器人及具有该焊接机器人的组焊系统，通过控制第二电机运行，使第二电机的输出端带动第一转杆转动，在第一同步轮和同步带的作用下，使转动杆同步转动，进而使转动杆外侧的输送轮对限位中的焊接管件进行输送，使两个焊接管件需要焊接的位置置于焊接组件的焊接区域。

4、该焊接机器人及具有该焊接机器人的组焊系统，通过控制第三电机运行，使第三电机的输出端带动第三齿轮与环形齿轮啮合，使U形板滑动在固定环外侧并带动移动架移动，进而使焊接头在随移动架移动的过程中能够对焊接的焊缝进行360°旋转式焊接。

5、该焊接机器人及具有该焊接机器人的组焊系统，通过控制柜、示教器、变压器和电焊机构成一个完整的焊接系统，更为节省操作空间，实现对管材之间的组对、点焊及点焊后的打底、填充、盖面焊，提高焊接的工作效率和焊接效果。

附图说明

图1为本发明的结构示意图一；

图2为本发明的结构示意图二；

图3为本发明的焊接机器人的剖面结构示意图；

图4为本发明的图3中A部分的结构示意图；

图5为本发明的固定架的内部结构示意图；

图6为本发明的焊接机构的结构示意图；

图7为本发明的托板的结构示意图。

图中：1、工作台；2、固定架；3、焊接管件；4、转动环；401、齿轮环；402、活动槽；5、第一电机；501、转动轴；5011、第一齿轮；6、伸缩杆；601、第一弹性元件；7、托板；701、转动杆；7011、输送轮；8、固定座；9、固定环；901、环形齿轮；902、轨道槽；10、固定轴；11、第二齿轮；12、转动板；121、滚珠；13、第二电机；131、第一转杆；14、第一同步轮；141、同步带；15、伸缩板；151、第二转杆；1511、第二同步轮；152、连接板；153、第二弹性元件；16、U形板；161、导向条；162、滑块；17、第三电机；171、第三齿轮；18、移动架；181、滚轮；182、焊接头；183、导向槽；19、第三弹性元件；20、控制柜；21、示教器；22、变压器；23、电焊机。

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，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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通；对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

参照图1、图2、图3、图5和图7，一种焊接机器人，包括工作台1，工作台1的顶部外壁两侧均连接有固定架2，两个固定架2内均活动连接有焊接管件3，每个固定架2的两侧内壁之间均通过轴承转动连接有转动环4，转动环4内设置有调整机构，固定架2外壁连接有第一电机5，第一电机5的输出端连接有转动轴501，转动轴501依次穿过两个固定架2，转动轴501外壁连接有第一齿轮5011，转动环4外壁连接有与第一齿轮5011相互啮合的齿轮环401，工作台1的顶部连接有伸缩杆6，伸缩杆6远离工作台1的一端连接有托板7，伸缩杆6外壁套接有第一弹性元件601，第一弹性元件601的两端分别与工作台1和托板7连接，托板7内转动连接有转动杆701，转动杆701外壁连接有输送轮7011，工作台1外壁连接有驱动机构，驱动机构与转动杆701相连，工作台1的顶部还连接有固定座8，固定座8外壁连接有固定环9，固定环9外壁活动连接有焊接组件。

调整机构包括固定轴10，固定轴10连接在固定架2的两侧内壁之间，固定轴10外壁连接有第二齿轮11，第二齿轮11与齿轮环401相互啮合，固定轴10外壁连接有两个转动板12，转动环4外壁开凿有与转动板12相配合的活动槽402。

转动板12设置有三组，每组设置有两个，三组转动板12呈圆周均匀分布在转动环4的外侧，且转动板12外壁设置有均匀分布的滚珠121。

驱动机构包括第二电机13，第二电机13固定连接在工作台1的外壁，第二电机13的输出端连接有第一转杆131，第一转杆131与转动杆701外壁连接有相配合的第一同步轮14，两个第一同步轮14之间连接有同步带141。

通过将两个待焊接的焊接管件3放置在两侧的固定架2内，使调整机构对两个焊接管件3进行定位，控制第一电机5运行，使第一电机5的输出端带动转动轴501转动，使转动轴501外侧连接的第一齿轮5011与转动环4外侧的齿轮环401相互啮合，使齿轮环401带动转动环4转动并与第二齿轮11相互啮合，使第二齿轮11带动转动板12以固定轴10为圆心进行转动，使三组转动板12对焊接管件3进行固定限位，随后使驱动机构带动输送轮7011转动，使输送轮7011对两个焊接管件3进行输送，使需要焊接的焊缝置于固定环9内，控制第二电机13运行，使第二电机13的输出端带动第一转杆131转动，在第一同步轮14和同步带141的作用下，使转动杆701同步转动，进而使转动杆701外侧的输送轮7011对限位中的焊接管件3进行输送，使两个焊接管件3需要焊接的位置置于焊接组件的焊接区域，最后通过固定环9外侧设置的焊接组件对两个焊接管件3进行焊接，本发明能够对焊接的管材进行360°旋转式焊接，占用空间小，且工作效率高，便于降低焊接成本。

实施例2：

参照图1-4，一种焊接机器人，与实施例1基本相同，更进一步的是，固定架2外壁连接有两个伸缩板15，两个伸缩板15之间连接有第二转杆151，第二转杆151外壁连接有第二同步轮1511，第二同步轮1511滑动连接在同步带141的外壁，两个伸缩板15之间还连接有连接板152，连接板152与固定架2之间连接有第二弹性元件153。

通过设置第二同步轮1511，便于对同步带141进行张紧，避免同步带141因转动杆701与第一转杆131之间的距离变化而导致输送轮7011无法正常工作。

实施例3：

参照图1-6，一种焊接机器人，与实施例1基本相同，更进一步的是，焊接组件包括U形板16，U形板16滑动连接在固定环9的外壁，U形板16外壁连接有第三电机17，第三电机17的输出端穿过U形板16并连接有第三齿轮171，固定环9内壁固定连接有与第三齿轮171相互啮合的环形齿轮901，U形板16外壁活动连接有移动架18，移动架18两侧外壁均连接有滚轮181，滚轮181与焊接管件3活动相抵，且移动架18的底壁还连接有焊接头182。

U形板16外壁连接有导向条161，移动架18外壁开凿有与导向条161相配合的导向槽183，U形板16与移动架18之间连接有第三弹性元件19。

U形板16外壁连接有滑块162，固定环9外壁开凿有与滑块162相配合的轨道槽902。

两个管件待焊接的区域置于固定环9内时，滚轮181与焊接管件3相抵，第三弹性元件19收缩，使其适用于不同直径的管材，通过控制第三电机17运行，使第三电机17的输出端带动第三齿轮171与环形齿轮901啮合，滑块162滑动在轨道槽902内，使U形板16滑动在固定环9外侧并带动移动架18移动，进而使焊接头182在随移动架18移动的过程中能够对焊接的焊缝进行360°旋转式焊接。

实施例4：

参照图1-2，一种具有实施例1-3所述的焊接机器人的组焊系统，包括控制柜20，控制柜20固定连接在工作台1的顶壁，控制柜20还电性连接有示教器21、变压器22和电焊机23。

电焊机23的输出端通过焊线与焊接头182相连。

通过控制柜20、示教器21、变压器22和电焊机23构成一个完整的焊接系统，更为节省操作空间，实现对管材之间的组对、点焊及点焊后的打底、填充、盖面焊，提高焊接的工作效率和焊接效果。

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 (10)

1.一种焊接机器人，包括工作台(1)，其特征在于，所述工作台(1)的顶部外壁两侧均连接有固定架(2)，两个所述固定架(2)内均活动连接有焊接管件(3)，每个所述固定架(2)的两侧内壁之间均通过轴承转动连接有转动环(4)，所述转动环(4)内设置有调整机构，所述固定架(2)外壁连接有第一电机(5)，所述第一电机(5)的输出端连接有转动轴(501)，所述转动轴(501)依次穿过两个固定架(2)，所述转动轴(501)外壁连接有第一齿轮(5011)，所述转动环(4)外壁连接有与第一齿轮(5011)相互啮合的齿轮环(401)，所述工作台(1)的顶部连接有伸缩杆(6)，所述伸缩杆(6)远离工作台(1)的一端连接有托板(7)，所述伸缩杆(6)外壁套接有第一弹性元件(601)，所述第一弹性元件(601)的两端分别与工作台(1)和托板(7)连接，所述托板(7)内转动连接有转动杆(701)，所述转动杆(701)外壁连接有输送轮(7011)，所述工作台(1)外壁连接有驱动机构，所述驱动机构与转动杆(701)相连，所述工作台(1)的顶部还连接有固定座(8)，所述固定座(8)外壁连接有固定环(9)，所述固定环(9)外壁活动连接有焊接组件。

2.根据权利要求1所述的焊接机器人，其特征在于，所述调整机构包括固定轴(10)，所述固定轴(10)连接在固定架(2)的两侧内壁之间，所述固定轴(10)外壁连接有第二齿轮(11)，所述第二齿轮(11)与齿轮环(401)相互啮合，所述固定轴(10)外壁连接有两个转动板(12)，所述转动环(4)外壁开凿有与转动板(12)相配合的活动槽(402)。

3.根据权利要求2所述的焊接机器人，其特征在于，所述转动板(12)设置有三组，每组设置有两个，三组所述转动板(12)呈圆周均匀分布在转动环(4)的外侧，且所述转动板(12)外壁设置有均匀分布的滚珠(121)。

4.根据权利要求1所述的焊接机器人，其特征在于，所述驱动机构包括第二电机(13)，所述第二电机(13)固定连接在工作台(1)的外壁，所述第二电机(13)的输出端连接有第一转杆(131)，所述第一转杆(131)与转动杆(701)外壁连接有相配合的第一同步轮(14)，两个所述第一同步轮(14)之间连接有同步带(141)。

5.根据权利要求4所述的焊接机器人，其特征在于，所述固定架(2)外壁连接有两个伸缩板(15)，两个所述伸缩板(15)之间连接有第二转杆(151)，所述第二转杆(151)外壁连接有第二同步轮(1511)，所述第二同步轮(1511)滑动连接在同步带(141)的外壁，两个所述伸缩板(15)之间还连接有连接板(152)，所述连接板(152)与固定架(2)之间连接有第二弹性元件(153)。

6.根据权利要求1所述的焊接机器人，其特征在于，所述焊接组件包括U形板(16)，所述U形板(16)滑动连接在固定环(9)的外壁，所述U形板(16)外壁连接有第三电机(17)，所述第三电机(17)的输出端穿过U形板(16)并连接有第三齿轮(171)，所述固定环(9)内壁固定连接有与第三齿轮(171)相互啮合的环形齿轮(901)，所述U形板(16)外壁活动连接有移动架(18)，所述移动架(18)两侧外壁均连接有滚轮(181)，所述滚轮(181)与焊接管件(3)活动相抵，且所述移动架(18)的底壁还连接有焊接头(182)。

7.根据权利要求6所述的焊接机器人，其特征在于，所述U形板(16)外壁连接有导向条(161)，所述移动架(18)外壁开凿有与导向条(161)相配合的导向槽(183)，所述U形板(16)与移动架(18)之间连接有第三弹性元件(19)。

8.根据权利要求7所述的焊接机器人，其特征在于，所述U形板(16)外壁连接有滑块(162)，所述固定环(9)外壁开凿有与滑块(162)相配合的轨道槽(902)。

9.一种具有权利要求1-8任一项所述的焊接机器人的组焊系统，包括控制柜(20)，所述控制柜(20)固定连接在工作台(1)的顶壁，其特征在于，所述控制柜(20)还电性连接有示教器(21)、变压器(22)和电焊机(23)。

10.根据权利要求9所述的焊接机器人，其特征在于，所述电焊机(23)的输出端通过焊线与焊接头(182)相连。

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