CN113231737B - 一种充气柜智能激光焊接机械手 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种充气柜智能激光焊接机械手，包括底座、焊接防护房和三维五轴机器人，焊接防护房安装在底座上，三维五轴机器人设置在焊接防护房内，三维五轴机器人的机械臂末端连接有抛光组件、夹持组件、焊接组件和旋转组件，夹持组件套在抛光组件的外部用于夹持，抛光组件和旋转组件套在焊接组件的外部用于旋转抛光。本发明提供了一种充气柜智能激光焊接机械手，升降机构也与抛光组件和焊接组件之间建立连接，焊接组件的气体焰经过抛光组件的旋转部分喷出，通过抛光组件升起将焊接组件覆盖，抛光组件抛光过程中，不会被干扰，焊接时，抛光组件缩小不会影响焊接。

Description

一种充气柜智能激光焊接机械手
技术领域
本发明涉及激光焊接机械手领域，具体来说，涉及一种充气柜智能激光焊接机械手。
背景技术
焊接后的箱体外形美观、箱体焊接为气密性焊接，保证箱体焊接后在规定的检测手段和检测压力下不漏气、变形不超过规定值、强度满足规定的要求。焊接包括各钣金件加强筋焊接、箱体的激光焊接、所有零件的焊接尽可能采用激光焊接。较重的零部件、较大的零部件使用简易吊装设备搬用。所有零部件、焊接件、焊接箱体等在整个焊接、搬运、吊装等过程中保证板面不能划伤、螺柱不能碰伤，尤其密封面的范围应无焊缝、飞溅的焊渣、划伤、碰伤等。特别强调对于直线焊缝的气密性焊接时，激光束必须垂直于焊缝进行焊接，以保证最佳的焊缝质量，特殊的结构按工艺规定执行，现有充气柜智能激光焊接机械手的焊接、抛光、夹持等工艺采用多个独立的设备，从而导致其整体设备的结构过多，并且成本有所提升。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出一种充气柜智能激光焊接机械手，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种充气柜智能激光焊接机械手，包括底座、焊接防护房和三维五轴机器人，焊接防护房安装在底座上，三维五轴机器人设置在焊接防护房内，焊接防护房外部的底座上设置有除尘器、控制柜和冷水机，三维五轴机器人的机械臂末端连接有抛光组件、夹持组件、焊接组件和旋转组件，夹持组件套在抛光组件的外部用于夹持，抛光组件和旋转组件套在焊接组件的外部用于旋转抛光。
进一步地，旋转组件包括旋转主轴、上环、下环、支撑杆和套环，下环的底面圆心与旋转主轴一端口相接，旋转主轴的另一端与三维五轴机器人的机械臂连接，下环通过支撑杆与上环固定，上环和下环的周面边沿固定凸起的环体，套环套在环体上与上环和下环之间形成空腔，上环的顶部圆心处固定有凸起的套筒；
进一步地，焊接组件包括喷枪头、扩口环、插环和进气管，喷枪头穿过套筒延伸至上环和下环之间的空腔内，并且喷枪头位于上环和下环内的端口上连接有扩口环，扩口环的顶面边沿上固定有插环，插环与上环的顶壁环槽密封连接，进气管与套环的侧面连接，进气管、上环和下环内腔和喷枪头连通。
进一步地，抛光组件包括底板、外弧片、升降机构和抛光轮，夹持组件包括左夹头、右夹头、第一弧形杆和第二弧形杆，底板的边沿上固定有外弧片，升降机构的一端贯穿底板与套筒连接，升降机构的另一端与抛光轮固定，左夹头和右夹头的端口分别与第一弧形杆和第二弧形杆的一端相接，第一弧形杆和第二弧形杆的另一端插入气箱内，气箱与升降机构之间通过埋入外弧片和底板上的通道连通，气箱内通入的气体驱动第一弧形杆和第二弧形杆在气箱内相向运动或者相反运动，用于左夹头和右夹头夹持，气箱内通入的气体同步通入升降机构内，驱动抛光轮上升，旋转主轴通过升降机构带动抛光轮旋转。
进一步地，升降机构包括顶环、底环、升降杆、卡块和导向环，底环固定在底板上，顶环穿过底环，导向环一端插入底环内，导向环的另一端插入顶环内活动连接，顶环与抛光轮固定；
所述气箱上连接的管道与底环连通，气箱内通入的气体驱动底环升降；
所述升降杆的底端与套筒固定，升降杆的顶端插入顶环内，卡块固定在升降杆的侧面上卡入顶环的滑槽内，套筒旋转带动顶环和抛光轮旋转。
进一步地，抛光轮的圆心处加工有供喷枪头贯穿的槽口，喷枪头的最高处高于抛光轮的顶面4cm，升降杆升降的距离超过6cm，喷枪头焊接时，抛光轮下降至最低点；抛光轮抛光时，抛光轮上升至最高处，喷枪头缩入抛光轮内；
进一步地，旋转主轴与机械臂上的电机固定，旋转主轴旋转带动上环和下环在支撑杆的作用下同步旋转，并且上环和下环在旋转状态下被套环密封。
进一步地，气箱的内部中心处固定有限位板，限位板与进气管对齐，第一弧形杆和第二弧形杆与进气管内的活塞固定，限位板用于抵住第一弧形杆和第二弧形杆供进气管内的气体进入。
上述技术方案具有如下优点或者有益效果：
1、本发明提供了一种充气柜智能激光焊接机械手，下环与上环通过支撑杆固定在一起，下环旋转可以带动上环旋转，上环和下环的周面边沿固定凸起的环体，通过设置环体让上环和下环可以在被套环套住时仍然可以在套环内旋转，插环与上环的顶壁环槽密封连接，进气管与套环的侧面连接，进气管、上环和下环内腔和喷枪头连通，通过插环与上环之间能够旋转并且密封的状态，让进气管输送气体焰至喷枪头内，而且不会影响上环和下环旋转，其密封性始终处于高密封的状态下。
2.本发明提供了一种充气柜智能激光焊接机械手，气箱内通入的气体驱动第一弧形杆和第二弧形杆在气箱内相向运动或者相反运动，从而实现左夹头和右夹头夹持的目的，用于左夹头和右夹头夹持，气箱内通入的气体同步通入升降机构内，驱动抛光轮上升，旋转主轴通过升降机构带动抛光轮旋转，气箱上连接的管道与底环连通，气箱内通入的气体驱动底环升降，将升降机构和夹持组件采用同一的动力驱动，将两者建立连接。
3.本发明提供了一种充气柜智能激光焊接机械手，旋转主轴与机械臂上的电机固定，旋转主轴旋转带动上环和下环在支撑杆的作用下同步旋转，并且上环和下环在旋转状态下被套环密封，并且升降机构也与抛光组件和焊接组件之间建立连接，焊接组件的气体焰经过抛光组件的旋转部分喷出，通过抛光组件升起将焊接组件覆盖，抛光组件抛光过程中，不会被干扰，焊接时，抛光组件缩小不会影响焊接。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的充气柜智能激光焊接机械手的整体正视图；
图2是根据本发明实施例的充气柜智能激光焊接机械手的整体背面图；
图3是根据本发明实施例的充气柜智能激光焊接机械手的三维五轴机器人立体图；
图4是根据本发明实施例的充气柜智能激光焊接机械手的抛光组件、夹持组件和焊接组件连接图；
图5是根据本发明实施例的充气柜智能激光焊接机械手的夹持组件未夹持状态图；
图6是根据本发明实施例的充气柜智能激光焊接机械手的夹持组件夹持状态图；
图7是根据本发明实施例的充气柜智能激光焊接机械手的抛光组件上升状态图；
图8是根据本发明实施例的充气柜智能激光焊接机械手的抛光组件未上升剖面图；
图9是根据本发明实施例的充气柜智能激光焊接机械手的抛光组件上升剖面图图；
图10是根据本发明实施例的充气柜智能激光焊接机械手的夹持组件俯视图。
图中：
1、底座；11、除尘器；12、控制柜；13、冷水机；2、焊接防护房；3、三维五轴机器人；4、抛光组件；41、底板；42、外弧片；43、升降机构；431、顶环；432、底环；433、升降杆；434、卡块；435、导向环；44、抛光轮；5、夹持组件；51、左夹头；52、右夹头；53、第一弧形杆；54、第二弧形杆；6、焊接组件；61、喷枪头；62、扩口环；63、插环；64、进气管；7、旋转组件；71、旋转主轴；72、上环；721、套筒；73、下环；74、支撑杆；75、套环；8、气箱。
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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参阅附图1-10所示一种充气柜智能激光焊接机械手，包括底座1、焊接防护房2和三维五轴机器人3，焊接防护房2安装在底座1上，三维五轴机器人3设置在焊接防护房2内，焊接防护房2外部的底座1上设置有除尘器11、控制柜12和冷水机13，三维五轴机器人3的机械臂末端连接有抛光组件4、夹持组件5、焊接组件6和旋转组件7，夹持组件5套在抛光组件4的外部用于夹持，抛光组件4和旋转组件7套在焊接组件6的外部用于旋转抛光。
旋转组件7包括旋转主轴71、上环72、下环73、支撑杆74和套环75，下环73的底面圆心与旋转主轴71一端口相接，旋转主轴71的另一端与三维五轴机器人3的机械臂连接，下环73通过支撑杆74与上环72固定，下环73与上环72通过支撑杆74固定在一起，下环73旋转可以带动上环72旋转，上环72和下环73的周面边沿固定凸起的环体，套环75套在环体上与上环72和下环73之间形成空腔，通过设置环体让上环72和下环73可以在被套环75套住时仍然可以在套环75内旋转，上环72的顶部圆心处固定有凸起的套筒721，套筒721跟随上环72同步移动；
焊接组件6包括喷枪头61、扩口环62、插环63和进气管64，喷枪头61穿过套筒721延伸至上环72和下环73之间的空腔内，并且喷枪头61位于上环72和下环73内的端口上连接有扩口环62，扩口环62的顶面边沿上固定有插环63，插环63与上环72的顶壁环槽密封连接，进气管64与套环75的侧面连接，进气管64、上环72和下环73内腔和喷枪头61连通，通过插环63与上环72之间能够旋转并且密封的状态，让进气管64输送气体焰至喷枪头61内，而且不会影响上环72和下环73旋转，其密封性始终处于高密封的状态下。
抛光组件4包括底板41、外弧片42、升降机构43和抛光轮44，夹持组件5包括左夹头51、右夹头52、第一弧形杆53和第二弧形杆54，底板41的边沿上固定有外弧片42，升降机构43的一端贯穿底板41与套筒721连接，升降机构43的另一端与抛光轮44固定，左夹头51和右夹头52的端口分别与第一弧形杆53和第二弧形杆54的一端相接，第一弧形杆53和第二弧形杆54的另一端插入气箱8内，气箱8与升降机构43之间通过埋入外弧片42和底板41上的通道连通，气箱8内通入的气体驱动第一弧形杆53和第二弧形杆54在气箱8内相向运动或者相反运动，从而实现左夹头51和右夹头52夹持的目的，用于左夹头51和右夹头52夹持，气箱8内通入的气体同步通入升降机构43内，驱动抛光轮44上升，旋转主轴71通过升降机构43带动抛光轮44旋转。
升降机构43包括顶环431、底环432、升降杆433、卡块434和导向环435，底环432固定在底板41上，顶环431穿过底环432，导向环435一端插入底环432内，导向环435的另一端插入顶环431内活动连接，顶环431与抛光轮44固定，导向环435为升降提供导向；
气箱8上连接的管道与底环432连通，气箱8内通入的气体驱动底环432升降，将升降机构43和夹持组件5采用同一的动力驱动，将两者建立连接；
升降杆433的底端与套筒721固定，升降杆433的顶端插入顶环431内，卡块434固定在升降杆433的侧面上卡入顶环431的滑槽内，套筒721旋转带动顶环431和抛光轮44旋转。
抛光轮44的圆心处加工有供喷枪头61贯穿的槽口，喷枪头61的最高处高于抛光轮44的顶面4cm，升降杆433升降的距离超过6cm，喷枪头61焊接时，抛光轮44下降至最低点；抛光轮44抛光时，抛光轮44上升至最高处，喷枪头61缩入抛光轮44内；
旋转主轴71与机械臂上的电机固定，旋转主轴71旋转带动上环72和下环73在支撑杆74的作用下同步旋转，并且上环72和下环73在旋转状态下被套环75密封。
气箱8的内部中心处固定有限位板，限位板与进气管64对齐，第一弧形杆53和第二弧形杆54与进气管64内的活塞固定，限位板用于抵住第一弧形杆53和第二弧形杆54供进气管64内的气体进入。
并且升降机构43也与抛光组件4和焊接组件6之间建立连接，焊接组件6的气体焰经过抛光组件4的旋转部分喷出，通过抛光组件4升起将焊接组件6覆盖，抛光组件4抛光过程中，不会被干扰，焊接时，抛光组件4缩小不会影响焊接。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种充气柜智能激光焊接机械手，其特征在于：包括底座(1)、焊接防护房(2)和三维五轴机器人(3)，焊接防护房(2)安装在底座(1)上，三维五轴机器人(3)设置在焊接防护房(2)内，焊接防护房(2)外部的底座(1)上设置有除尘器(11)、控制柜(12)和冷水机(13)，三维五轴机器人(3)的机械臂末端连接有抛光组件(4)、夹持组件(5)、焊接组件(6)和旋转组件(7)，夹持组件(5)套在抛光组件(4)的外部用于夹持，抛光组件(4)和旋转组件(7)套在焊接组件(6)的外部用于旋转抛光；
旋转组件(7)包括旋转主轴(71)、上环(72)、下环(73)、支撑杆(74)和套环(75)，下环(73)的底面圆心与旋转主轴(71)一端口相接，旋转主轴(71)的另一端与三维五轴机器人(3)的机械臂连接，下环(73)通过支撑杆(74)与上环(72)固定，上环(72)和下环(73)的周面边沿固定凸起的环体，套环(75)套在环体上与上环(72)和下环(73)之间形成空腔，上环(72)的顶部圆心处固定有凸起的套筒(721)；
焊接组件(6)包括喷枪头(61)、扩口环(62)、插环(63)和进气管(64)，喷枪头(61)穿过套筒(721)延伸至上环(72)和下环(73)之间的空腔内，并且喷枪头(61)位于上环(72)和下环(73)内的端口上连接有扩口环(62)，扩口环(62)的顶面边沿上固定有插环(63)，插环(63)与上环(72)的顶壁环槽密封连接，进气管(64)与套环(75)的侧面连接，进气管(64)、上环(72)和下环(73)内腔和喷枪头(61)连通；
抛光组件(4)包括底板(41)、外弧片(42)、升降机构(43)和抛光轮(44)，夹持组件(5)包括左夹头(51)、右夹头(52)、第一弧形杆(53)和第二弧形杆(54)，底板(41)的边沿上固定有外弧片(42)，升降机构(43)的一端贯穿底板(41)与套筒(721)连接，升降机构(43)的另一端与抛光轮(44)固定，左夹头(51)和右夹头(52)的端口分别与第一弧形杆(53)和第二弧形杆(54)的一端相接，第一弧形杆(53)和第二弧形杆(54)的另一端插入气箱(8)内，气箱(8)与升降机构(43)之间通过埋入外弧片(42)和底板(41)上的通道连通，气箱(8)内通入的气体驱动第一弧形杆(53)和第二弧形杆(54)在气箱(8)内相向运动或者相反运动，用于左夹头(51)和右夹头(52)夹持，气箱(8)内通入的气体同步通入升降机构(43)内，驱动抛光轮(44)上升，旋转主轴(71)通过升降机构(43)带动抛光轮(44)旋转；
升降机构(43)包括顶环(431)、底环(432)、升降杆(433)、卡块(434)和导向环(435)，底环(432)固定在底板(41)上，顶环(431)穿过底环(432)，导向环(435)一端插入底环(432)内，导向环(435)的另一端插入顶环(431)内活动连接，顶环(431)与抛光轮(44)固定；
所述气箱(8)上连接的管道与底环(432)连通，气箱(8)内通入的气体驱动底环(432)升降；
所述升降杆(433)的底端与套筒(721)固定，升降杆(433)的顶端插入顶环(431)内，卡块(434)固定在升降杆(433)的侧面上卡入顶环(431)的滑槽内，套筒(721)旋转带动顶环(431)和抛光轮(44)旋转；
抛光轮(44)的圆心处加工有供喷枪头(61)贯穿的槽口，喷枪头(61)的最高处高于抛光轮(44)的顶面4cm，升降杆(433)升降的距离超过6cm，喷枪头(61)焊接时，抛光轮(44)下降至最低点；抛光轮(44)抛光时，抛光轮(44)上升至最高处，喷枪头(61)缩入抛光轮(44)内。
2.根据权利要求1所述的一种充气柜智能激光焊接机械手，其特征在于，旋转主轴(71)与机械臂上的电机固定，旋转主轴(71)旋转带动上环(72)和下环(73)在支撑杆(74)的作用下同步旋转，并且上环(72)和下环(73)在旋转状态下被套环(75)密封。
3.根据权利要求2所述的一种充气柜智能激光焊接机械手，其特征在于，气箱(8)的内部中心处固定有限位板，限位板与进气管(64)对齐，第一弧形杆(53)和第二弧形杆(54)与进气管(64)内的活塞固定，限位板用于抵住第一弧形杆(53)和第二弧形杆(54)供进气管(64)内的气体进入。
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