CN113618302A - 一种基于焊接的专用机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于焊接的专用机器人，包括固定底座，所述固定底座的上方设置有机械臂，所述机械臂的端部安装有焊接枪，所述焊接枪的外侧设置有升降环，所述升降环的下方设置有角度调节机构，所述角度调节机构的下方设置有双面同步焊接机构。本发明通过设置有角度调节机构、双面同步焊接机构和升降机构可以快速在板材焊接时，对板材双面进行同步焊接，有效地提高焊接加工的效率和质量，缩短加工时间，有效地提高工作效率，且可以在单面加工和双面加工之间自由切换。

Description

一种基于焊接的专用机器人

技术领域

本发明涉及焊接机器人技术领域，具体为一种基于焊接的专用机器人。

背景技术

随着社会经济的快速发展，焊接机器人是从事焊接（包括切割与喷涂）的工业机器人，根据国际标准化组织工业机器人属于标准焊接机器人的定义，工业机器人是一种多用途的、可重复编程的自动控制操作机，具有三个或更多可编程的轴，用于工业自动化领域。

但是，现有的焊接机器人只能进行单一面的加工，在对板材进行对接时，无法对板材双面同时进行操作，影响加工效率。

因此，我们提出了一种基于焊接的专用机器人。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于焊接的专用机器人，以解决上述背景技术中提出的现有的焊接机器人只能进行单一面的加工，在对板材进行对接时，无法对板材双面同时进行操作，影响加工效率的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于焊接的专用机器人，包括固定底座，所述固定底座的上方设置有机械臂，所述机械臂的端部安装有焊接枪，所述焊接枪的外侧设置有升降环，所述升降环的下方设置有角度调节机构，所述角度调节机构的下方设置有双面同步焊接机构；

所述双面同步焊接机构包括固定块，所述固定块的底端中间设置有调节伸缩杆，所述调节伸缩杆的底端安装有活动块，所述固定块和活动块的内部均设置有内螺纹套管，所述内螺纹套管的中间贯穿设置有调节螺杆，所述调节螺杆的两端均贯穿固定块和活动块，所述调节螺杆的靠近机械臂的端部安装有焊接头，所述内螺纹套管的外表面设置有套管齿轮，所述套管齿轮的外侧设置有和其啮合的同步齿轮，所述同步齿轮的中间贯穿设置有连接转轴，所述连接转轴的一端外侧设置有同步链轮，所述连接转轴的另一端安装有调节电机，所述同步链轮的两侧均设置有转接链轮，所述固定块和活动块的内部均设置有四个调节链轮，四个所述调节链轮分别分布在内螺纹套管的两侧，所述同步链轮、转接链轮和调节链轮的外侧均设置有链条。

优选的，所述升降环的上端内侧与机械臂的前端中间设置有升降机构，所述升降机构包括支撑杆，所述支撑杆的一端与升降环的内壁连接并固定，所述支撑杆的另一端内部设置有升降套管，所述升降套管的中间贯穿设置有升降螺杆，所述升降螺杆的两端贯穿支撑杆的上下表面，所述升降螺杆的底端设置有底部承载板，所述升降螺杆的上端设置有顶部连接板，所述顶部连接板的一端与机械臂接触并连接。

优选的，所述顶部连接板和底部承载板的中间设置有导向立柱，所述导向立柱的底端贯穿支撑杆的端部，所述支撑杆与导向立柱滑动连接。

优选的，所述角度调节机构包括连接环，所述连接环的表面设置有组装环，所述组装环的底端与升降环的底面贴合，所述组装环的两侧均设置有装夹块，所述装夹块的底端活动插接在连接环的表面，连接环的中心处向装夹块的方向开有空腔，空腔内安装有连接杆，连接杆的一端设置在装夹块的底端，连接杆的另一端活动插接在连接环的内部且端部外侧套有装夹弹簧，所述组装环的内侧设置有支撑环，所述支撑环的上端外侧设置有旋转环，所述旋转环活动安装在升降环的内壁中，所述旋转环的上端外侧设置有齿轮环，所述齿轮环的一侧设置有驱动齿轮，所述驱动齿轮的下方设置有驱动电机。

优选的，所述旋转环的内外表面镶嵌设置有滚珠，所述旋转环与支撑环一体化铸造成型。

优选的，所述支撑环的底端两侧均设置有贯通的螺钉孔，所述支撑环与组装环通过螺钉连接。

优选的，所述调节螺杆的另一端设置有限位板，所述限位板的一端贯穿设置有限制杆，所述限制杆的一端与固定块或活动块固定。

优选的，所述升降套管的内表面与升降螺杆的外侧表面设置有旋向相同的螺纹，所述升降套管与升降螺杆通过螺纹传动。

优选的，所述固定块的底面与活动块的上表面均设置有两个连接槽，所述连接槽的尺寸大于连接转轴的厚度尺寸。

优选的，所述调节链轮的一端设置有轴销，所述轴销的另一端外侧设置有调节滑块，所述调节滑块活动镶嵌在固定块或活动块的内壁中，所述调节滑块的中间贯穿设置有导向杆，所述导向杆的外侧设置有调节弹簧。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过保证两个焊接头分别位于焊接工件需要焊接部位的上下方，在使得两个焊接头与工件的上下表面贴合并进行焊接作业，焊接时通过接通调节电机的电源并启动使得调节电机驱动和其连接的同步链轮旋转，使得同步链轮旋转时通过带动链条运转进行传动，使得链条带动另一个同步链轮旋转，使得两个同步齿轮同步进行转动，此时同步齿轮会带动套管齿轮转动使得内螺纹套管旋转，此时内螺纹套管会通过和调节螺杆通过螺纹传动，带动调节螺杆顺着内螺纹套管的轴线进行移动，同时配合机械臂的动作，完成对工件的上下表面同步焊接作业，可以快速在板材焊接时，对板材双面进行同步焊接，有效地提高焊接加工的效率和质量，缩短加工时间，有效地提高工作效率；

2、本发明通过接通升降套管连接的动力组件的电源并启动，使得升降套管在动力组件的驱动下带动升降套管转动，使得升降套管顺着升降螺杆的外侧表面进行上下移动，使得升降套管带动支撑杆、升降环、角度调节机构和整个双面同步焊接机构同步移动，使得焊接头和焊接枪之间出现错位，可以实现焊接头和焊接枪在使用时的足有切换，可以在单面加工和双面加工之间自由切换，进一步提高工作效率；

3、本发明通过接通调节伸缩杆的电源并启动，使得调节伸缩杆带动活动块进行移动，调节活动块和固定块之间的间距，可以根据不同尺寸的工件进行自由的调节，更好的适应焊接作业，且在调节时，随着固定块和活动块的间距变化，固定块和活动块内部调节链轮连接的调节滑块个调节弹簧或随之出现变化，始终使得位于调节链轮、转接链轮和同步链轮外侧的链条保持绷紧状态，不会出现松动，避免装置传动出现不利的影响；

4、本发明通过接通驱动电机的电源并启动，使得驱动电机带动驱动齿轮和齿轮环转动，使得旋转环带动支撑环和组装环与连接环围绕支撑环的轴线同步转动，使得固定块和活动块的角度出现改变，可以根据工件焊接部位的不同对焊接头的焊接角度进行调节，更好的进行加工，提高工作效率；

5、本发明通过连接环上表面活动的装夹块上端卡接在组装环的外侧，通过将装夹块向连接环的外侧进行滑动，可以快速的对装夹块和组装环进行分离，实现连接环的自由安装或拆卸，对双面同步焊接机构整体进行拆卸，避免焊接枪在对特异形状的工件进行加工时，双面同步焊接机构位于焊接枪的外侧对加工造成不利的影响。

附图说明

图1为本发明整体的结构示意图；

图2为本发明整体的局部结构示意图；

图3为本发明角度调节机构的结构示意图；

图4为本发明双面同步焊接机构的结构示意图；

图5为本发明固定块的结构示意图；

图6为本发明升降机构的结构示意图；

图7为本发明图3中A处的结构放大图；

图8为本发明图5中B处的结构示意图。

图中：1、固定底座；2、机械臂；3、焊接枪；4、升降环；5、角度调节机构；501、连接环；502、装夹块；503、连接杆；504、装夹弹簧；505、支撑环；506、旋转环；507、齿轮环；508、驱动齿轮；509、驱动电机；510、组装环；6、双面同步焊接机构；601、固定块；602、活动块；603、调节螺杆；604、焊接头；605、限位板；606、内螺纹套管；607、套管齿轮；608、同步齿轮；609、同步链轮；610、连接转轴；611、转接链轮；612、调节链轮；613、调节电机；614、导向杆；615、调节弹簧；616、调节伸缩杆；617、调节滑块；618、链条；7、升降机构；701、支撑杆；702、顶部连接板；703、升降螺杆；704、升降套管；705、底部承载板；706、导向立柱。

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。

请参阅图1至图8，本发明提供的一种实施例：一种基于焊接的专用机器人，包括固定底座1，固定底座1的上方设置有机械臂2，机械臂2的端部安装有焊接枪3，焊接枪3的外侧设置有升降环4，升降环4的下方设置有角度调节机构5，角度调节机构5的下方设置有双面同步焊接机构6；

双面同步焊接机构6包括固定块601，固定块601的底端中间设置有调节伸缩杆616，调节伸缩杆616的底端安装有活动块602，固定块601和活动块602的内部均设置有内螺纹套管606，内螺纹套管606的中间贯穿设置有调节螺杆603，调节螺杆603的两端均贯穿固定块601、活动块602，调节螺杆603的靠近机械臂2的端部安装有焊接头604，内螺纹套管606的外表面设置有套管齿轮607，套管齿轮607的外侧设置有和其啮合的同步齿轮608，同步齿轮608的中间贯穿设置有连接转轴610，连接转轴610的一端外侧设置有同步链轮609，连接转轴610的另一端安装有调节电机613，同步链轮609的两侧均设置有转接链轮611，固定块601和活动块602的内部均设置有四个调节链轮612，四个调节链轮612分别分布在内螺纹套管606的两侧，同步链轮609、转接链轮611和调节链轮612的外侧均设置有链条618。

升降环4的上端内侧与机械臂2的前端中间设置有升降机构7，升降机构7包括支撑杆701，支撑杆701的一端与升降环4的内壁连接并固定，支撑杆701的另一端内部设置有升降套管704，升降套管704的中间贯穿设置有升降螺杆703，升降螺杆703的两端贯穿支撑杆701的上下表面，升降螺杆703的底端设置有底部承载板705，升降螺杆703的上端设置有顶部连接板702，顶部连接板702的一端与机械臂2接触并连接，可以调节焊接头604和焊接枪3之间位置，使得焊接头604和焊接枪3互相进行切换。

顶部连接板702和底部承载板705的中间设置有导向立柱706，导向立柱706的底端贯穿支撑杆701的端部，支撑杆701与导向立柱706滑动连接，导向立柱706对支撑杆701的运动进行导向，且有效的避免在升降套管704旋转时，支撑杆701随着升降套管704同步转动。

角度调节机构5包括连接环501，连接环501的表面设置有组装环510，组装环510的底端与升降环4的底面贴合，组装环510的两侧均设置有装夹块502，装夹块502的底端活动插接在连接环501的表面，连接环501的中心处向装夹块502的方向开有空腔，空腔内安装有连接杆503，连接杆503的一端设置在装夹块502的底端，连接杆503的另一端活动插接在连接环501的内部且端部外侧套有装夹弹簧504，组装环510的内侧设置有支撑环505，支撑环505的上端外侧设置有旋转环506，旋转环506活动安装在升降环4的内壁中，旋转环506的上端外侧设置有齿轮环507，齿轮环507的一侧设置有驱动齿轮508，驱动齿轮508的下方设置有驱动电机509，可以调节调节焊接头604在加工时的角度，更好的对工件进行焊接作业。

旋转环506的内外表面镶嵌设置有滚珠，旋转环506与支撑环505一体化铸造成型，旋转环506内外表面的滚珠可以很好的将旋转环506和升降环4隔离并对旋转环506进行支撑，使得旋转环506可以自由的旋转。

支撑环505的底端两侧均设置有贯通的螺钉孔，支撑环505与组装环510通过螺钉连接，方便装置进行组装，使得旋转环506可以带动组装环510和连接环501同步旋转。

调节螺杆603的另一端设置有限位板605，限位板605的一端贯穿设置有限制杆，限制杆的一端与固定块601或活动块602固定，限制杆对调节螺杆603的移动进行导向且限制调节螺杆603无法随着内螺纹套管606进行转动，保证焊接头604顺利的进行工作。

升降套管704的内表面与升降螺杆703的外侧表面设置有旋向相同的螺纹，升降套管704与升降螺杆703通过螺纹传动，使得升降套管704在旋转时可以顺着升降螺杆703的外表面上下移动，带动支撑杆701和升降环4同步进行移动。

固定块601的底面与活动块602的上表面均设置有两个连接槽，连接槽的尺寸大于连接转轴610的厚度尺寸，可以避免在连接转轴610进行传动会调节时与固定块601和活动块602出现摩擦，避免连接转轴610受损。

调节链轮612的一端设置有轴销，轴销的另一端外侧设置有调节滑块617，调节滑块617活动镶嵌在固定块601或活动块602的内壁中，调节滑块617的中间贯穿设置有导向杆614，导向杆614的外侧设置有调节弹簧615，可以在固定块601和活动块602之间的间距进行调节时，保证连接转轴610始终处于紧绷状态，不会从调节链轮612和转接链轮611外侧脱离。

使用时，首先接通机器人电源，电源接通后，机械臂2将两个焊接头604移动至需要焊接的工件周围，然后保证两个焊接头604分别位于焊接工件需要焊接部位的上下方，在使得两个焊接头604与工件的上下表面贴合并进行焊接作业，焊接时通过接通调节电机613的电源并启动使得调节电机613驱动和其连接的同步链轮609旋转，使得同步链轮609旋转时通过带动链条618运转进行传动，使得链条618带动另一个同步链轮609旋转，使得两个同步齿轮608同步进行转动，此时同步齿轮608会带动套管齿轮607转动使得内螺纹套管606旋转，此时内螺纹套管606会通过和调节螺杆603通过螺纹传动，带动调节螺杆603顺着内螺纹套管606的轴线进行移动，同时配合机械臂2的动作，完成对工件的上下表面同步焊接作业，可以快速在板材焊接时，对板材双面进行同步焊接，有效的提高焊接加工的效率和质量，缩短加工时间，有效的提高工作效率。

Claims (10)

1.一种基于焊接的专用机器人，包括固定底座（1），其特征在于：所述固定底座（1）的上方设置有机械臂（2），所述机械臂（2）的端部安装有焊接枪（3），所述焊接枪（3）的外侧设置有升降环（4），所述升降环（4）的下方设置有角度调节机构（5），所述角度调节机构（5）的下方设置有双面同步焊接机构（6）；

所述双面同步焊接机构（6）包括固定块（601），所述固定块（601）的底端中间设置有调节伸缩杆（616），所述调节伸缩杆（616）的底端安装有活动块（602），所述固定块（601）和活动块（602）的内部均设置有内螺纹套管（606），所述内螺纹套管（606）的中间贯穿设置有调节螺杆（603），所述调节螺杆（603）的两端均贯穿固定块（601）和活动块（602），所述调节螺杆（603）的靠近机械臂（2）的端部安装有焊接头（604），所述内螺纹套管（606）的外表面设置有套管齿轮（607），所述套管齿轮（607）的外侧设置有和其啮合的同步齿轮（608），所述同步齿轮（608）的中间贯穿设置有连接转轴（610），所述连接转轴（610）的一端外侧设置有同步链轮（609），所述连接转轴（610）的另一端安装有调节电机（613），所述同步链轮（609）的两侧均设置有转接链轮（611），所述固定块（601）和活动块（602）的内部均设置有四个调节链轮（612），四个所述调节链轮（612）分别分布在内螺纹套管（606）的两侧，所述同步链轮（609）、转接链轮（611）和调节链轮（612）的外侧均设置有链条（618）。

2.根据权利要求1所述的一种基于焊接的专用机器人，其特征在于：所述升降环（4）的上端内侧与机械臂（2）的前端中间设置有升降机构（7）；

所述升降机构（7）包括支撑杆（701），所述支撑杆（701）的一端与升降环（4）的内壁连接并固定，所述支撑杆（701）的另一端内部设置有升降套管（704），所述升降套管（704）的中间贯穿设置有升降螺杆（703），所述升降螺杆（703）的两端贯穿支撑杆（701）的上下表面，所述升降螺杆（703）的底端设置有底部承载板（705），所述升降螺杆（703）的上端设置有顶部连接板（702），所述顶部连接板（702）的一端与机械臂（2）接触并连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于焊接的专用机器人，其特征在于：所述顶部连接板（702）和底部承载板（705）的中间设置有导向立柱（706），所述导向立柱（706）的底端贯穿支撑杆（701）的端部，所述支撑杆（701）与导向立柱（706）滑动连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于焊接的专用机器人，其特征在于：所述角度调节机构（5）包括连接环（501），所述连接环（501）的表面设置有组装环（510），所述组装环（510）的底端与升降环（4）的底面贴合，所述组装环（510）的两侧均设置有装夹块（502），所述装夹块（502）的底端活动插接在连接环（501）的表面，连接环（501）的中心处向装夹块（502）的方向开有空腔，空腔内安装有连接杆（503），连接杆（503）的一端设置在装夹块（502）的底端，连接杆（503）的另一端活动插接在连接环（501）的内部且端部外侧套有装夹弹簧（504），所述组装环（510）的内侧设置有支撑环（505），所述支撑环（505）的上端外侧设置有旋转环（506），所述旋转环（506）活动安装在升降环（4）的内壁中，所述旋转环（506）的上端外侧设置有齿轮环（507），所述齿轮环（507）的一侧设置有驱动齿轮（508），所述驱动齿轮（508）的下方设置有驱动电机（509）。

5.根据权利要求4所述的一种基于焊接的专用机器人，其特征在于：所述旋转环（506）的内外表面镶嵌设置有滚珠，所述旋转环（506）与支撑环（505）一体化铸造成型。

6.根据权利要求4所述的一种基于焊接的专用机器人，其特征在于：所述支撑环（505）的底端两侧均设置有贯通的螺钉孔，所述支撑环（505）与组装环（510）通过螺钉连接。

7.根据权利要求1所述的一种基于焊接的专用机器人，其特征在于：所述调节螺杆（603）的另一端设置有限位板（605），所述限位板（605）的一端贯穿设置有限制杆，所述限制杆的一端与固定块（601）或活动块（602）固定。

8.根据权利要求1所述的一种基于焊接的专用机器人，其特征在于：所述升降套管（704）的内表面与升降螺杆（703）的外侧表面设置有旋向相同的螺纹，所述升降套管（704）与升降螺杆（703）通过螺纹传动。

9.根据权利要求1所述的一种基于焊接的专用机器人，其特征在于：所述固定块（601）的底面与活动块（602）的上表面均设置有两个连接槽，所述连接槽的尺寸大于连接转轴（610）的厚度尺寸。

10.根据权利要求1所述的一种基于焊接的专用机器人，其特征在于：所述调节链轮（612）的一端设置有轴销，所述轴销的另一端外侧设置有调节滑块（617），所述调节滑块（617）活动镶嵌在固定块（601）或活动块（602）的内壁中，所述调节滑块（617）的中间贯穿设置有导向杆（614），所述导向杆（614）的外侧设置有调节弹簧（615）。

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