CN113977146A - 一种龙门吊装机器人焊接装置及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种龙门吊装机器人焊接装置及其工作方法，包括：底座、在底座的四角位置分别安装有的定位结构，以及在底座的顶端安装有的多关节支撑臂；多关节支撑臂远离底座的端部设有支撑板；以及支撑板上分别安装有焊装结构和清理结构；且在焊装结构上设有焊条。本发明可以有效提高焊接操作质量和焊接效率。

Description

一种龙门吊装机器人焊接装置及其工作方法

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体为一种龙门吊装机器人焊接装置及其工作方法。

背景技术

龙门架(移动起吊小龙门架)是根据中、小工厂(公司)日常生产需要搬运设备、仓库进出货，起吊维修重型设备及材料运输的需要，开发出来的新型小型起重龙门架，适用于制造模具、汽修工厂、矿山、土建施工工地及需要起重场合；

在吊装机器人中，会使用多种功能的机器人，其中焊接为机器人中的一项功能，在焊接过程中，由于焊条长度都为有限长度，在使用完毕后，需要通过人工夹持续接，续接时，需要停机作业，大大的影响工作效率，在续接后，需要重现对点，不能保证焊接的连续性，影响焊接质量；在焊接过程中，在对焊接后，在焊缝上产生的废渣进行处理时，人工清理，施力大小不易控制，容易损伤焊缝，同时废渣不易集中处理，会产生崩溅的情况，影响作业人员的安全。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种龙门吊装机器人焊接装置，以解决提高焊接操作质量和焊接效率的技术问题。

本发明的第二目的在于提供一种龙门吊装机器人焊接装置的工作方法，以解决提高焊接操作质量和焊接效率的技术问题。

本发明的龙门吊装机器人焊接装置是这样实现的：

一种龙门吊装机器人焊接装置，包括：底座、在所述底座的四角位置分别安装有的定位结构，以及在所述底座的顶端安装有的多关节支撑臂；

所述多关节支撑臂远离底座的端部设有支撑板；以及

所述支撑板上分别安装有焊装结构和清理结构；且在所述焊装结构上设有焊条。

在本发明可选的实施例中，所述多关节支撑臂包括依次相连的支撑臂、第一摆动臂和第二摆动臂；其中

所述支撑臂与底座配接；以及

所述支撑板与第二摆动臂配接。

在本发明可选的实施例中，所述焊装结构包括：设于支撑板上的储料箱、设于储料箱底部的固定板、安装在固定板的一侧的第二气缸、在所述第二气缸的作用端部安装有的安装板、字所述安装板的另一侧顶部安装有的扩展气缸、在所述扩展气缸的作用端部配合安装有的推头、在所述安装板的一侧中部并列固定有的两扩展座、配合安装在扩展座内的摆动杆、在所述摆动杆的另一端固定有的卡板、在所述卡板的顶部一侧安装有的卡块、在所述固定板的底部一侧配合安装有的第一安装座，以及与所述第一安装座配合安装的摆动挡板。

在本发明可选的实施例中，所述储料箱的底部开设有漏孔，且所述漏孔设于两卡板的顶部。

在本发明可选的实施例中，所述焊条的顶部配合夹持在两卡板之间；以及

所述焊条的底端与摆动挡板的顶端面贴合。

在本发明可选的实施例中，所述清理结构包括：设于支撑板上的第三气缸、在所述第三气缸的作用端部固定有的活动板、在所述活动板的顶端安装有凸轮电机、在所述凸轮电机的转轴上安装有的凸轮、在所述活动板上开设有杆孔、贯穿设置在杆孔内的振动棒，以及在所述振动棒的顶端套设有的挤压弹簧；其中

所述凸轮的圆周面与振动棒的顶部端面相切；

所述活动板的底侧固定有导向板；所述导向板的底侧粘贴有毛刷；

所述活动板的顶端设有吸尘箱；所述吸尘箱的顶端安装有排气泵；以及

所述吸尘箱的底部开设有进料口，且该吸尘箱的侧壁上设有排料口；在所述排料口连接有吸管。

在本发明可选的实施例中，所述活动板的底侧设置有两导向板；

所述吸管的底部端口设置在两导向板之间。

在本发明可选的实施例中，两个所述导向板呈120°夹角设置。

在本发明可选的实施例中，所述定位结构包括：第一力矩电机、第一气缸、球罩、滚球和电磁吸盘；其中

所述底座的底部四角位置分别嵌装有第一力矩电机；

所述第一力矩电机的转轴上固定有第一气缸；所述第一气缸的作用端部固定有球罩；以后

所述球罩的内部卡装有滚球；所述滚球的底部固定有电磁吸盘。

本发明的龙门吊装机器人焊接装置的工作方法是这样实现的：

一种龙门吊装机器人焊接装置的工作方法，采用所述的龙门吊装机器人焊接装置；包括：

步骤S1：焊接作业；

步骤S2：补充焊条；

步骤S3：清理废渣。

本发明的龙门吊装机器人焊接装置以及工作方法具有以下有益效果：

本发明在储料箱内储纳有多个焊条，在焊接过程中第二气缸作业，带动活动板滑动，能够实现焊接作业，在焊接过后，焊条自动消耗，在对焊条补充时，第二气缸带动安装板复位，将卡板设置在储料箱的漏孔位置，这时扩展气缸作业，推动推头前进，在前进过程，推头深入两卡块之间，在摆动杆的配合下，两卡板向外打开，在打开后，储料箱内部的焊条经漏孔进入到两卡板之间，在固定板的底部设置有摆动挡板，能够对焊条下滑的位置进行限定，在焊条滑落后，扩展气缸带动推头复位，两卡板在发条的配合下，实现对焊条的夹持，卡板为通电结构，在第二气缸的延伸作业下，能够实现焊接作业，能够连续性自动补充焊条，保证焊接的连续性，不需要人工操作，自动化更高，焊接效果更好，更好的保证焊接质量；

进一步来说，在焊接位置的表面残留有废渣，在对废渣进行清理时，第三气缸作业，将活动板推进到需要清理的位置，凸轮电机作业，带动凸轮旋转，实现对振动棒的挤压，在挤压弹簧的配合下，实现对废渣的振动、敲击，在振动敲击的过程中，实现对废渣的清理，在清理后有导向板推进，将废渣梳理，在排气泵的排气配合下，将吸尘箱排空，吸尘箱负压状态，能够通过吸管对废渣进行吸排，对废渣进行清理，能够避免人工清理时，废渣迸溅，能够集中处理，同时施力较为稳定，避免对焊接位置造成损伤。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为一种本发明实施例1提供的龙门吊装机器人焊接装置的第一视角结构示意图；

图2为一种本发明实施例1提供的龙门吊装机器人焊接装置的焊装结构的第一视角结构示意图；

图3为一种本发明实施例1提供的龙门吊装机器人焊接装置的焊装结构的第二视角结构示意图；

图4为图3的A区域结构示意图；

图5为图1的B区域结构示意图。

图中：1、底座；2、定位结构；3、支撑臂；4、第一摆动臂；5、第二摆动臂；6、焊装结构；7、支撑板；8、清理结构；9、焊条；61、储料箱；62、固定板；63、第一安装座；64、摆动挡板；65、第二气缸；66、扩展座；67、活动板；68、扩展气缸；69、推头；610、卡块；611、卡板；612、摆动杆；81、第三气缸；82、凸轮；83、挤压弹簧；84、活动板；85、振动棒；86、毛刷；87、导向板；88、吸管；89、吸尘箱；810、排气泵；811、凸轮电机；21、第一力矩电机；22、第一气缸；23、球罩；24、滚球；25、电磁吸盘。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

请参阅图1至图5所示，本实施例提供了一种龙门吊装机器人焊接装置，包括：底座1、定位结构2、支撑臂3、第一摆动臂4、第二摆动臂5、焊装结构6、支撑板7、清理结构8和焊条9。其中的支撑臂3、第一摆动臂4、第二摆动臂5共同构成一个多关节支撑臂。

结合附图举例一种可选的实施情况具体来说：首先是，底座1的四角位置分别安装有定位结构2，底座1的顶侧安装有支撑臂3，支撑臂3的顶部安装有第一伺服电机，第一摆动臂4的底部配合安装在第一伺服电机的转轴上，第一摆动臂4的顶端安装有第二伺服电机，第二摆动臂5的一端安装在第二伺服电机的转轴上，第二摆动臂5的另一端安装有第三伺服电机，支撑板7配合安装在第三伺服电机的转轴上，支撑板7上分别安装有焊装结构6和清理结构8，焊条9设置在焊装结构6上。

其次是，焊装结构6包括储料箱61、固定板62、第一安装座63、摆动挡板64、第二气缸65、扩展座66、安装板67、扩展气缸68、推头69、卡块610、卡板611和摆动杆612。

其中的固定板62的顶部设置有储料箱61，第二气缸65安装在固定板62的一侧，第二气缸65的作用端部安装有安装板67，安装板67另一侧顶部安装有扩展气缸68，扩展气缸68的作用端部配合安装有推头69，安装板67的一侧中部并列固定有两扩展座66，摆动杆612的一端通过销轴配合安装在扩展座66内，销轴的两端分别套装有发条，摆动杆612的另一端固定有卡板611，卡板611的顶部一侧均安装有卡块610，第一安装座63配合安装在固定板62的底部一侧，摆动挡板64通过销轴配合安装在第一安装座63，销轴的两端均套装有发条。

需要加以说明的是，储料箱61的底部开设有漏孔，漏孔设置在两卡板611的顶部。焊条9的顶部配合夹持在两卡板611之间，焊条9的底端与摆动挡板64的顶侧面贴合，储料箱61安装在支撑板7上，能够配合实现焊条9的稳定下落，能够自动补料。

再者是，清理结构8包括第三气缸81、凸轮82、挤压弹簧83、活动板84、振动棒85、毛刷86、导向板87、吸管88、吸尘箱89、排气泵810和凸轮电机811。

其中的第三气缸81的作用端部固定有活动板84，活动板84的顶侧安装有凸轮电机811。凸轮电机811的转轴上安装有凸轮82，活动板84上开设有杆孔，振动棒85贯穿设置在杆孔内。振动棒85的顶端套设有挤压弹簧83，凸轮82的圆周面与振动棒85的顶部端面相切，活动板84的底侧固定有导向板87，导向板87的底侧粘贴有毛刷86，吸尘箱89固定在活动板84的顶侧，吸尘箱89的顶侧安装有排气泵810，吸尘箱89的底部开设有进料口，且该吸尘箱89的侧壁上设有排料口，吸管88连接固定在排料口上。活动板84的底侧设置有两导向板87，吸管88的底部端口设置在两导向板87之间，第三气缸81固定在支撑板7上，对废渣进行清理，能够避免人工清理时，废渣迸溅，能够集中处理，同时施力较为稳定，避免对焊接位置造成损伤。

一种可选的实施情况下，本实施例中的两个导向板87呈120°夹角设置。

最后来说，定位结构2包括第一力矩电机21、第一气缸22、球罩23、滚球24和电磁吸盘25。底座1的底部四角位置分别嵌装有第一力矩电机21，第一力矩电机21的转轴上固定有第一气缸22，第一气缸22的作用端部固定有球罩23，球罩23的内部卡装有滚球24，滚球24的底部固定有电磁吸盘25，在第一气缸22的作用端部安装有球罩23,球罩23内的滚球24的自由度较高，电磁吸盘25能够更好的贴合作业面，能够实现对底座1的稳定支撑作业。

综上，本实施例的龙门吊装机器人焊接装置具体的实施原理如下：在底座1上安装有支撑臂3,支撑臂3的顶部安装有第一伺服电机，第一摆动臂4的底端配合安装在伺服电机的转轴上，第一摆动臂4的顶部安装有第二伺服电机，第二摆动臂5的一端配合安装在第二伺服电机的转轴上，第二摆动臂5的另一端安装有第三伺服电机，支撑板7配合安装在第三伺服电机的转轴上，能够实现对焊装结构6和支撑板7的摆动作业，能够保证在焊接过程连续作业。

在储料箱61内储纳有多个焊条9，在焊接过程中第二气缸65作业，带动安装板67滑动，能够实现焊接作业，在焊接过后，焊条9自动消耗，在对焊条9补充时，第二气缸65带动安装板67复位，将卡板611设置在储料箱61的漏孔位置，这时扩展气缸68作业，推动推头69前进，在前进过程，推头69深入两卡块610之间，在摆动杆612的配合下，两卡板611向外打开，在打开后，储料箱61内部的焊条9经漏孔进入到两卡板611之间，在固定板62的底部设置有摆动挡板64，能够对焊条9下滑的位置进行限定，在焊条9滑落后，扩展气缸68带动推头69复位，两卡板611在发条的配合下，实现对焊条9的夹持，卡板611为通电结构，在第二气缸65的延伸作业下，能够实现焊接作业，能够连续性自动补充焊条9，保证焊接的连续性。不需要人工操作，自动化更高，焊接效果更好，更好的保证焊接质量。

在焊接过后，会在焊接位置的表面残留有废渣，在对废渣进行清理时，第三气缸81作业，将活动板84推进到需要清理的位置，凸轮电机811作业，带动凸轮82旋转，实现对振动棒85的挤压，在挤压弹簧83的配合下，实现对废渣的振动、敲击，在振动敲击的过程中，实现对废渣的清理。在清理后有导向板87推进，将废渣梳理，在排气泵810的排气配合下，将吸尘箱89排空，吸尘箱89负压状态，能够通过吸管88对废渣进行吸排，对废渣进行清理，能够避免人工清理时，废渣迸溅，能够集中处理，同时施力较为稳定，避免对焊接位置造成损伤。

在底座1的四角位置设置有第一力矩电机21，在第一力矩电机21的配合下，能够对第一气缸22的伸缩角度进行调整，在第一气缸22的作用端部安装有球罩23,球罩23内的滚球24的自由度较高，电磁吸盘25能够更好的贴合作业面，能够实现对底座1的稳定支撑作业。

实施例2：

在实施例1的龙门吊装机器人焊接装置的基础上，本实施例提供了一种龙门吊装机器人焊接装置的工作方法，包括如下步骤：

步骤S1：焊接作业；

步骤S2：补充焊条；

步骤S3：清理废渣。

更为详细地来说，在底座1的四角位置设置有第一力矩电机21，在第一力矩电机21的配合下，能够对第一气缸22的伸缩角度进行调整，在第一气缸22的作用端部安装有球罩23,球罩23内的滚球24的自由度较高，电磁吸盘25能够更好的贴合作业面，能够实现对底座1的稳定支撑作业；

在底座1上安装有支撑臂3,支撑臂3的顶部安装有第一伺服电机，第一摆动臂4的底端配合安装在伺服电机的转轴上，第一摆动臂4的顶部安装有第二伺服电机，第二摆动臂5的一端配合安装在第二伺服电机的转轴上，第二摆动臂5的另一端安装有第三伺服电机，支撑板7配合安装在第三伺服电机的转轴上，能够实现对焊装结构6和支撑板7的摆动作业，能够保证在焊接过程连续作业；

在储料箱61内储纳有多个焊条9，在焊接过程中第二气缸65作业，带动安装板67滑动，能够实现焊接作业，在焊接过后，焊条9自动消耗，在对焊条9补充时，第二气缸65带动安装板67复位，将卡板611设置在储料箱61的漏孔位置，这时扩展气缸68作业，推动推头69前进，在前进过程，推头69深入两卡块610之间，在摆动杆612的配合下，两卡板611向外打开，在打开后，储料箱61内部的焊条9经漏孔进入到两卡板611之间，在固定板62的底部设置有摆动挡板64，能够对焊条9下滑的位置进行限定，在焊条9滑落后，扩展气缸68带动推头69复位，两卡板611在发条的配合下，实现对焊条9的夹持，卡板611为通电结构，在第二气缸65的延伸作业下，能够实现焊接作业，能够连续性自动补充焊条9，保证焊接的连续性，不需要人工操作，自动化更高，焊接效果更好，更好的保证焊接质量。

在焊接过后，会在焊接位置的表面残留有废渣，在对废渣进行清理时，第三气缸81作业，将活动板84推进到需要清理的位置，凸轮电机811作业，带动凸轮82旋转，实现对振动棒85的挤压，在挤压弹簧83的配合下，实现对废渣的振动、敲击，在振动敲击的过程中，实现对废渣的清理，在清理后有导向板87推进，将废渣梳理，在排气泵810的排气配合下，将吸尘箱89排空，吸尘箱89负压状态，能够通过吸管88对废渣进行吸排，对废渣进行清理，能够避免人工清理时，废渣迸溅，能够集中处理，同时施力较为稳定，避免对焊接位置造成损伤。

以上的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。在本发明的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语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设备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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

Claims (10)

1.一种龙门吊装机器人焊接装置，其特征在于，包括：底座、在所述底座的四角位置分别安装有的定位结构，以及在所述底座的顶端安装有的多关节支撑臂；

所述多关节支撑臂远离底座的端部设有支撑板；以及

所述支撑板上分别安装有焊装结构和清理结构；且在所述焊装结构上设有焊条。

2.根据权利要求1所述的一种龙门吊装机器人焊接装置，其特征在于，所述多关节支撑臂包括依次相连的支撑臂、第一摆动臂和第二摆动臂；其中

所述支撑臂与底座配接；以及

所述支撑板与第二摆动臂配接。

3.根据权利要求1所述的一种龙门吊装机器人焊接装置，其特征在于，所述焊装结构包括：设于支撑板上的储料箱、设于储料箱底部的固定板、安装在固定板的一侧的第二气缸、在所述第二气缸的作用端部安装有的安装板、字所述安装板的另一侧顶部安装有的扩展气缸、在所述扩展气缸的作用端部配合安装有的推头、在所述安装板的一侧中部并列固定有的两扩展座、配合安装在扩展座内的摆动杆、在所述摆动杆的另一端固定有的卡板、在所述卡板的顶部一侧安装有的卡块、在所述固定板的底部一侧配合安装有的第一安装座，以及与所述第一安装座配合安装的摆动挡板。

4.根据权利要求3所述的一种龙门吊装机器人焊接装置，其特征在于，所述储料箱的底部开设有漏孔，且所述漏孔设于两卡板的顶部。

5.根据权利要求3或4所述的一种龙门吊装机器人焊接装置，其特征在于，所述焊条的顶部配合夹持在两卡板之间；以及

所述焊条的底端与摆动挡板的顶端面贴合。

6.根据权利要求1所述的一种龙门吊装机器人焊接装置，其特征在于，所述清理结构包括：设于支撑板上的第三气缸、在所述第三气缸的作用端部固定有的活动板、在所述活动板的顶端安装有凸轮电机、在所述凸轮电机的转轴上安装有的凸轮、在所述活动板上开设有杆孔、贯穿设置在杆孔内的振动棒，以及在所述振动棒的顶端套设有的挤压弹簧；其中

所述凸轮的圆周面与振动棒的顶部端面相切；

所述活动板的底侧固定有导向板；所述导向板的底侧粘贴有毛刷；

所述活动板的顶端设有吸尘箱；所述吸尘箱的顶端安装有排气泵；以及

所述吸尘箱的底部开设有进料口，且该吸尘箱的侧壁上设有排料口；在所述排料口连接有吸管。

7.根据权利要求6所述的一种龙门吊装机器人焊接装置，其特征在于，所述活动板的底侧设置有两导向板；

所述吸管的底部端口设置在两导向板之间。

8.根据权利要求7所述的一种龙门吊装机器人焊接装置，其特征在于，两个所述导向板呈120°夹角设置。

9.根据权利要求1所述的一种龙门吊装机器人焊接装置，其特征在于，所述定位结构包括：第一力矩电机、第一气缸、球罩、滚球和电磁吸盘；其中

所述底座的底部四角位置分别嵌装有第一力矩电机；

所述第一力矩电机的转轴上固定有第一气缸；所述第一气缸的作用端部固定有球罩；以后

所述球罩的内部卡装有滚球；所述滚球的底部固定有电磁吸盘。

10.一种龙门吊装机器人焊接装置的工作方法，其特征在于，采用如权利要求1～9任一项所述的龙门吊装机器人焊接装置；包括：

步骤S1：焊接作业；

步骤S2：补充焊条；

步骤S3：清理废渣。

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