CN113275811A - 一种全方位工业自动化焊接机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开的属于焊接机器人技术领域，具体为一种全方位工业自动化焊接机器人，其技术方案是：电动伸缩杆和驱动臂，所述电动伸缩杆底部固定连接底座，所述电动伸缩杆一侧设有第一驱动装置，所述电动伸缩杆顶部固定连接曲形臂，所述曲形臂上固定安装第二驱动装置，所述驱动臂左端固定安装连接杆，所述连接杆远离所述驱动臂的一端固定安装第三驱动装置，本发明的有益效果是：通过设置第三驱动装置，实现了焊接的旋转，即实现了焊接头角度的调节；同时第四驱动装置实现了焊接的旋转，即实现了焊接头角度的调节；这两种对焊接头位置的调节，使得焊接头能够在一个面域内进行活动，便于对边角和死角的焊接，使得调节的精度更高。

Description

一种全方位工业自动化焊接机器人

技术领域

本发明涉及焊接机器人技术领域，具体涉及一种全方位工业自动化焊接机器人。

背景技术

焊接是现代机械制造业中一种必要的工艺方法，在车辆制造中得到广泛应用；焊接机器人通常主要是由底座、转动电机、转动轴、大臂杆、小臂杆、焊接头等部件组成，所述大臂杆的一端与底座配合，大臂杆的另一端用于与焊接机器人的小臂杆和焊接头，大臂杆带动小臂杆及焊接头在空间内做多维运动，从而实施对整板接缝处的焊接，焊接头的端部设置有焊丝，利用焊接头产生的高温焊弧，从而将焊丝融化，进而实施对整板的焊接；利用焊接机器人进行焊接，能够避免焊接对人体的伤害。

现有焊接机器人，通过调整大臂杆和小臂杆来实现焊接头的旋转，即通过XYZ轴的调节方式，调节焊接头的位置，调整的角度幅度过大，不够精确，使得焊接定位费时费力；并且死角处不易被焊接到，因此使用效果欠佳。

因此，发明一种全方位工业自动化焊接机器人很有必要。

发明内容

为此，本发明提供一种全方位工业自动化焊接机器人，通过设置第三驱动装置和第四驱动装置，通过对焊接头进行两个方向的调整，使得焊接头可在一个面域中进行调整，调整幅度小，调整更加精准，易快速对死角位置进行焊接，解决了现有焊接机器人调整的角度幅度过大，不够精确，死角处不易被焊接到的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种全方位工业自动化焊接机器人，包括电动伸缩杆和驱动臂，所述电动伸缩杆底部固定连接底座，所述电动伸缩杆一侧设有第一驱动装置，所述电动伸缩杆顶部固定连接曲形臂，所述曲形臂上固定安装第二驱动装置，所述驱动臂左端固定安装连接杆，所述连接杆远离所述驱动臂的一端固定安装第三驱动装置，所述第三驱动装置下方设有第四驱动装置；

所述第一驱动装置包括第一伺服电机，所述第一伺服电机输出端固定连接第一转轴，所述第一转轴外壁套接第一主动齿轮，所述第一主动齿轮啮合连接第一从动齿轮；

所述第二驱动装置包括伸缩杆和第二伺服电机，所述第二伺服电机输出端外壁套接第二转轴，所述第二转轴外壁套接第二主动齿轮，所述第二主动齿轮啮合连接第二从动齿轮，所述第二从动齿轮内壁套接销轴一；

所述第三驱动装置包括第一U形支架，所述第一U形支架内壁套接销轴四，所述销轴四外壁套接第三从动齿轮和主动轮，所述主动轮啮合连接第一缺口齿轮，所述第三从动齿轮啮合连接第三主动齿轮，所述第一缺口齿轮通过螺栓固定安装连接件，所述第三主动齿轮内壁套接第三转轴，所述第三转轴远离所述第三主动齿轮的一端固定连接伺服电机三的输出端；

所述第四驱动装置包括第四伺服电机，所述第四伺服电机输出端固定连接第四转轴，所述第四转轴外壁套接第四主动齿轮，所述第四主动齿轮啮合连接第二缺口齿轮，所述第二缺口齿轮通过销钉固定安装在支撑竖板上，所述第四转轴外壁通过轴承固定连接第二U形支架。

优选的，所述底座固定连接支撑柱，所述支撑柱远离所述底座的一端固定连接支撑板，所述支撑板底部固定安装万向轮。

优选的，所述支撑板内壁螺纹连接制动螺纹杆，所述制动螺纹杆顶端固定连接制动转盘，所述制动螺纹杆底部固定连接制动触板。

优选的，所述驱动臂内壁套接所述销轴一，所述第二主动齿轮和第二从动齿轮的形状和尺寸相同。

优选的，所述第二U形支架上开设有弧形滑槽，所述弧形滑槽内壁滑动连接滑块，所述滑块远离所述第二U形支架的一端固定安装在焊接头上，所述焊接头一端设有焊条，所述第四转轴外壁通过轴承套接固定板，所述固定板远离所述第四转轴的一端固定连接所述焊接头。

优选的，所述伸缩杆一端通过销轴二活动连接所述曲形臂，所述伸缩杆另一端通过销轴三活动连接所述驱动臂，所述第二伺服电机固定安装在所述曲形臂上，所述伺服电机三固定安装在所述第一U形支架上。

优选的，所述销轴四外壁套接立柱，所述立柱远离所述销轴四的一端固定连接所述第二U形支架。

优选的，所述连接杆远离所述第一U形支架的一端固定连接所述驱动臂，所述第一缺口齿轮和第二缺口齿轮均为二分之一齿轮。

优选的，所述曲形臂一端通过轴承套接所述电动伸缩杆，所述第一从动齿轮套接在所述曲形臂上，所述主动轮位于所述第一U形支架的内腔中。

优选的，所述第二从动齿轮和第二主动齿轮均设有两组，两组所述第二主动齿轮分别与两组所述第二从动齿轮啮合连接。

本发明的有益效果是：

1、通过设置电动伸缩杆，实现对本装置的高度的调节，即对焊接头高度的调节；同时通过设置第二驱动装置，实现了驱动臂倾斜度的改变，进一步实现对焊接头高度的调节，使得本装置能对不同高度的工件进行焊接；

2、通过设置第三驱动装置，实现了焊接的旋转，即实现了焊接头角度的调节；同时第四驱动装置实现了焊接的旋转，即实现了焊接头角度的调节；这两种对焊接头位置的调节，使得焊接头能够在一个面域内进行活动，便于对边角和死角的焊接；

3、第三驱动装和第四驱动装置对焊接头的角度调节的幅度较小，使得调节的精度更高，使得焊接质量更好；

4、第二驱动装置中设置了伸缩杆，有利于实现第二驱动装置的稳定调节；并设置了万向轮，使得本装置的移动方便，并且设置了制动措施，使用更加方便安全。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的结构示意图；

图2为本发明实施例1提供的图1的局部图；

图3为本发明实施例1提供的图2的局部图；

图4为本发明实施例1提供的图3中A处放大图；

图5为本发明实施例1提供的图3中B处放大图；

图6为本发明实施例1提供的第二驱动装置的侧视图；

图7为本发明实施例1提供的图1中第二驱动装置运行后的示意图；

图8为本发明实施例2提供的第二驱动装置的侧视图。

图中：第一驱动装置1、第一主动齿轮11、第一转轴12、第一伺服电机13、第一从动齿轮14、第二驱动装置2、第二从动齿轮21、销轴一22、第二伺服电机23、第二转轴24、第二主动齿轮25、伸缩杆26、销轴三27、销轴二28、第三驱动装置3、立柱30、伺服电机三31、第三主动齿轮32、第三转轴33、第三从动齿轮34、销轴四35、主动轮36、第一缺口齿轮38、第一U形支架39、第四驱动装置4、第四伺服电机41、第二U形支架42、弧形滑槽421、固定板43、第四转轴44、第四主动齿轮45、第二缺口齿轮46、支撑竖板47、滑块48、电动伸缩杆5、曲形臂6、底座7、驱动臂8、连接杆9、焊接头10、焊条60、制动螺纹杆100、制动触板101、制动转盘102、支撑柱103、万向轮104、支撑板105。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：

参照说明书附图1-7，该实施例的一种全方位工业自动化焊接机器人，包括电动伸缩杆5和驱动臂8，所述电动伸缩杆5底部固定连接底座7，所述电动伸缩杆5一侧设有第一驱动装置1，所述电动伸缩杆5顶部固定连接曲形臂6，所述曲形臂6上固定安装第二驱动装置2，所述驱动臂8左端固定安装连接杆9，所述连接杆9远离所述驱动臂8的一端固定安装第三驱动装置3，所述第三驱动装置3下方设有第四驱动装置4；电动伸缩杆5设置为YNT-03，电动伸缩杆5的作用是使得第二驱动装置能够更加稳定的进行调节；

所述第一驱动装置1包括第一伺服电机13，所述第一伺服电机13输出端固定连接第一转轴12，所述第一转轴12外壁套接第一主动齿轮11，所述第一主动齿轮11啮合连接第一从动齿轮14；第一伺服电机13的型号设置为JSF60-15-30-CF-1000，第一伺服电机13的作用是通过第一主动齿轮11和第一转轴12驱动第一从动齿轮14旋转，进而驱动曲形臂6和驱动臂8旋转，最终驱动焊接头10旋转；

所述第二驱动装置2包括伸缩杆26和第二伺服电机23，所述第二伺服电机23输出端外壁套接第二转轴24，所述第二转轴24外壁套接第二主动齿轮25，所述第二主动齿轮25啮合连接第二从动齿轮21，所述第二从动齿轮21内壁套接销轴一22；第二伺服电机23设置为JSF 42-3-30-AS-1000，第二伺服电机23的作用是驱动第二主动齿轮25旋转，进而驱动第二从动齿轮21旋转，从而带动驱动臂8旋转，最终驱动焊接头10旋转；

所述第三驱动装置3包括第一U形支架39，所述第一U形支架39内壁套接销轴四35，所述销轴四35外壁套接第三从动齿轮34和主动轮36，所述主动轮36啮合连接第一缺口齿轮38，所述第三从动齿轮34啮合连接第三主动齿轮32，所述第一缺口齿轮38通过螺栓固定安装连接件39，所述第三主动齿轮32内壁套接第三转轴33，所述第三转轴33远离所述第三主动齿轮32的一端固定连接伺服电机三31的输出端；伺服电机三31的作用是驱动第三从动齿轮34旋转，进而通过销轴四35带动主动轮36旋转，最终驱动焊接头10旋转，伺服电机三31的型号设置为JSF 57-15-30-BF-1000；

所述第四驱动装置4包括第四伺服电机41，所述第四伺服电机41输出端固定连接第四转轴44，所述第四转轴44外壁套接第四主动齿轮45，所述第四主动齿轮45啮合连接第二缺口齿轮46，所述第二缺口齿轮46通过销钉固定安装在支撑竖板47上，所述第四转轴44外壁通过轴承固定连接第二U形支架42；第四伺服电机41的作用是驱动焊接头10旋转。

进一步地，所述底座7固定连接支撑柱103，所述支撑柱103远离所述底座7的一端固定连接支撑板105，所述支撑板105底部固定安装万向轮104。

进一步地，所述支撑板105内壁螺纹连接制动螺纹杆100，所述制动螺纹杆100顶端固定连接制动转盘102，所述制动螺纹杆100底部固定连接制动触板101；万向轮104的作用是便于移动本装置，制动转盘102作用是通过驱动螺纹杆100来使制动触板101接触地面，从而限制万向轮104的活动，从而起到制动的作用，使得装置稳定，保证焊接稳定和质量。

进一步地，所述驱动臂8内壁套接所述销轴一22，所述第二主动齿轮25和第二从动齿轮21的形状和尺寸相同。

进一步地，所述第二U形支架42上开设有弧形滑槽421，所述弧形滑槽421内壁滑动连接滑块48，所述滑块48远离所述第二U形支架42的一端固定安装在焊接头10上，所述焊接头10一端设有焊条60，所述第四转轴44外壁通过轴承套接固定板43，所述固定板43远离所述第四转轴44的一端固定连接所述焊接头10；滑块48的作用是将第二U形支架42和焊接头10连接在一起，保证焊接头10旋转的稳定；固定板43的作用是将第四转轴44和焊接头10连接在一起，使得第四主动齿轮45和第二缺口齿轮46能够啮合。

进一步地，所述伸缩杆26一端通过销轴二28活动连接所述曲形臂6，所述伸缩杆26另一端通过销轴三27活动连接所述驱动臂8，所述第二伺服电机23固定安装在所述曲形臂6上，所述伺服电机三31固定安装在所述第一U形支架39上。

进一步地，所述销轴四35外壁套接立柱30，所述立柱30远离所述销轴四35的一端固定连接所述第二U形支架42。

进一步地，所述连接杆9远离所述第一U形支架39的一端固定连接所述驱动臂8，所述第一缺口齿轮38和第二缺口齿轮46均为二分之一齿轮。

进一步地，所述曲形臂6一端通过轴承套接所述电动伸缩杆5，所述第一从动齿轮14套接在所述曲形臂6上，所述主动轮36位于所述第一U形支架39的内腔中。

实施场景具体为：在使用本发明时，通过万向轮104使本装置移动到焊接位置，旋转制动转盘102，制动转盘102带动制动螺纹杆100旋转，直至制动触板101接触地面，从而限制万向轮104的运动，使本装置稳定；启动第一伺服电机13，第一伺服电机13通过第一转轴12驱动第一主动齿轮11旋转，第一主动齿轮11驱动第一从动齿轮14旋转，第一从动齿轮14带动曲形臂6旋转，最终带动焊接头10以电动伸缩杆5为轴进行旋转，实现对周围各处位置的工件进行焊接；当需要调整焊接头10的高度时，可通过电动伸缩杆5的收缩进行调节，以及通过启动第二伺服电机23进行调节，第二伺服电机23输出端通过第二转轴24带动第二主动齿轮25旋转，第二主动齿轮25驱动啮合的第二从动齿轮21旋转，从而调整驱动臂8的倾斜角度，从而调整焊接头10的高度；启动伺服电机三31，伺服电机三31通过第三转轴33带动第三主动齿轮32旋转，第三主动齿轮32带动啮合的第三从动齿轮34旋转，第三从动齿轮34通过销轴四35带动主动轮36旋转，主动轮36带动啮合的第一缺口齿轮38旋转，第一缺口齿轮38带动第二U形支架42旋转，从而带动焊接头10旋转；启动第四伺服电机41，第四伺服电机41输出端通过第四转轴44带动第四主动齿轮45旋转，第四主动齿轮45带动啮合的第二缺口齿轮46旋转，第二缺口齿轮46带动焊接头10旋转；第三驱动装置3和第四驱动装置4驱动焊接头10旋转，使得焊接头10能够在一个面域内进行移动，同时由于第三驱动装置3和第四驱动装置4对焊接头10的调节幅度小，使得焊接头10能够更加精准的对死角和边角处进行定位和焊接。

实施例2：

参照说明书附图8，与实施例1不同的是：所述第二从动齿轮21和第二主动齿轮25均设有两组，两组所述第二主动齿轮25分别与两组所述第二从动齿轮21啮合连接，将第二驱动装置2中的第二从动齿轮21和第二主动齿轮25设为两组，当第二从动齿轮21和第二主动齿轮25中的一组齿轮发生磨损使，另一组也能够保证装置的正常使用，使得容错性更强；

实施场景具体为：

在使用本发明时，通过万向轮104使本装置移动到焊接位置，旋转制动转盘102，制动转盘102带动制动螺纹杆100旋转，直至制动触板101接触地面，从而限制万向轮104的运动，使本装置稳定；启动第一伺服电机13，第一伺服电机13通过第一转轴12驱动第一主动齿轮11旋转，第一主动齿轮11驱动第一从动齿轮14旋转，第一从动齿轮14带动曲形臂6旋转，最终带动焊接头10以电动伸缩杆5为轴进行旋转，实现对周围各处位置的工件进行焊接；当需要调整焊接头10的高度时，可通过电动伸缩杆5的收缩进行调节，以及通过启动第二伺服电机23进行调节，第二伺服电机23输出端通过第二转轴24带动两组第二主动齿轮25旋转，两组第二主动齿轮25分别驱动啮合的两组第二从动齿轮21旋转，从而调整驱动臂8的倾斜角度，从而调整焊接头10的高度；启动伺服电机三31，伺服电机三31通过第三转轴33带动第三主动齿轮32旋转，第三主动齿轮32带动啮合的第三从动齿轮34旋转，第三从动齿轮34通过销轴四35带动主动轮36旋转，主动轮36带动啮合的第一缺口齿轮38旋转，第一缺口齿轮38带动第二U形支架42旋转，从而带动焊接头10旋转；启动第四伺服电机41，第四伺服电机41输出端通过第四转轴44带动第四主动齿轮45旋转，第四主动齿轮45带动啮合的第二缺口齿轮46旋转，第二缺口齿轮46带动焊接头10旋转；第三驱动装置3和第四驱动装置4驱动焊接头10旋转，使得焊接头10能够在一个面域内进行移动，同时由于第三驱动装置3和第四驱动装置4对焊接头10的调节幅度小，使得焊接头10能够更加精准的对死角和边角处进行定位和焊接。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案对本发明加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本发明的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换，尽属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种全方位工业自动化焊接机器人，包括电动伸缩杆(5)和驱动臂(8)，其特征在于：所述电动伸缩杆(5)底部固定连接底座(7)，所述电动伸缩杆(5)一侧设有第一驱动装置(1)，所述电动伸缩杆(5)顶部固定连接曲形臂(6)，所述曲形臂(6)上固定安装第二驱动装置(2)，所述驱动臂(8)左端固定安装连接杆(9)，所述连接杆(9)远离所述驱动臂(8)的一端固定安装第三驱动装置(3)，所述第三驱动装置(3)下方设有第四驱动装置(4)；

所述第一驱动装置(1)包括第一伺服电机(13)，所述第一伺服电机(13)输出端固定连接第一转轴(12)，所述第一转轴(12)外壁套接第一主动齿轮(11)，所述第一主动齿轮(11)啮合连接第一从动齿轮(14)；

所述第二驱动装置(2)包括伸缩杆(26)和第二伺服电机(23)，所述第二伺服电机(23)输出端外壁套接第二转轴(24)，所述第二转轴(24)外壁套接第二主动齿轮(25)，所述第二主动齿轮(25)啮合连接第二从动齿轮(21)，所述第二从动齿轮(21)内壁套接销轴一(22)；

所述第三驱动装置(3)包括第一U形支架(39)，所述第一U形支架(39)内壁套接销轴四(35)，所述销轴四(35)外壁套接第三从动齿轮(34)和主动轮(36)，所述主动轮(36)啮合连接第一缺口齿轮(38)，所述第三从动齿轮(34)啮合连接第三主动齿轮(32)，所述第一缺口齿轮(38)通过螺栓固定安装连接件(39)，所述第三主动齿轮(32)内壁套接第三转轴(33)，所述第三转轴(33)远离所述第三主动齿轮(32)的一端固定连接伺服电机三(31)的输出端；

所述第四驱动装置(4)包括第四伺服电机(41)，所述第四伺服电机(41)输出端固定连接第四转轴(44)，所述第四转轴(44)外壁套接第四主动齿轮(45)，所述第四主动齿轮(45)啮合连接第二缺口齿轮(46)，所述第二缺口齿轮(46)通过销钉固定安装在支撑竖板(47)上，所述第四转轴(44)外壁通过轴承固定连接第二U形支架(42)。

2.根据权利要求1所述的一种全方位工业自动化焊接机器人，其特征在于：所述底座(7)固定连接支撑柱(103)，所述支撑柱(103)远离所述底座(7)的一端固定连接支撑板(105)，所述支撑板(105)底部固定安装万向轮(104)。

3.根据权利要求2所述的一种全方位工业自动化焊接机器人，其特征在于：所述支撑板(105)内壁螺纹连接制动螺纹杆(100)，所述制动螺纹杆(100)顶端固定连接制动转盘(102)，所述制动螺纹杆(100)底部固定连接制动触板(101)。

4.根据权利要求1所述的一种全方位工业自动化焊接机器人，其特征在于：所述驱动臂(8)内壁套接所述销轴一(22)，所述第二主动齿轮(25)和第二从动齿轮(21)的形状和尺寸相同。

5.根据权利要求1所述的一种全方位工业自动化焊接机器人，其特征在于：所述第二U形支架(42)上开设有弧形滑槽(421)，所述弧形滑槽(421)内壁滑动连接滑块(48)，所述滑块(48)远离所述第二U形支架(42)的一端固定安装在焊接头(10)上，所述焊接头(10)一端设有焊条(60)，所述第四转轴(44)外壁通过轴承套接固定板(43)，所述固定板(43)远离所述第四转轴(44)的一端固定连接所述焊接头(10)。

6.根据权利要求1所述的一种全方位工业自动化焊接机器人，其特征在于：所述伸缩杆(26)一端通过销轴二(28)活动连接所述曲形臂(6)，所述伸缩杆(26)另一端通过销轴三(27)活动连接所述驱动臂(8)，所述第二伺服电机(23)固定安装在所述曲形臂(6)上，所述伺服电机三(31)固定安装在所述第一U形支架(39)上。

7.根据权利要求1所述的一种全方位工业自动化焊接机器人，其特征在于：所述销轴四(35)外壁套接立柱(30)，所述立柱(30)远离所述销轴四(35)的一端固定连接所述第二U形支架(42)。

8.根据权利要求1所述的一种全方位工业自动化焊接机器人，其特征在于：所述连接杆(9)远离所述第一U形支架(39)的一端固定连接所述驱动臂(8)，所述第一缺口齿轮(38)和第二缺口齿轮(46)均为二分之一齿轮。

9.根据权利要求1所述的一种全方位工业自动化焊接机器人，其特征在于：所述曲形臂(6)一端通过轴承套接所述电动伸缩杆(5)，所述第一从动齿轮(14)套接在所述曲形臂(6)上，所述主动轮(36)位于所述第一U形支架(39)的内腔中。

10.根据权利要求1所述的一种全方位工业自动化焊接机器人，其特征在于：所述第二从动齿轮(21)和第二主动齿轮(25)均设有两组，两组所述第二主动齿轮(25)分别与两组所述第二从动齿轮(21)啮合连接。

Images