CN114227095A - 一种用于搅拌臂耐磨条焊接的智能机械臂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于搅拌臂耐磨条焊接的智能机械臂，包括机械臂本体，机械臂本体设置有伺服电机，伺服电机的输出轴固定连接有电控转动的末端关节，所述末端关节的端部固定连接有变坐标台，变坐标台的上表面固定连接有焊枪，变坐标台的下表面固定连接有定坐标台，定坐标台的下表面滑动连接有若干采集探杆，定坐标台的内部设置有正负压腔。该机械臂焊接前，焊接机械臂下压搅拌臂，采集探杆伸缩量改变，生成搅拌臂表面的轮廓坐标点，焊枪按采集的坐标点移动，焊接出耐磨条纹，该设计即使是大批量生产，各个搅拌臂表面有轮廓的差异，以及各搅拌臂放置的角度有偏差，因每次焊接前都进行坐标更新，实现无需定位和校准位置，也能进行焊接的效果。
Description
技术领域
本发明涉及焊接机械臂技术领域，尤其涉及一种用于搅拌臂耐磨条焊接的智能机械臂。
背景技术
焊接机械臂替代人工焊接，在制造业得到广泛应用，焊接机械臂的运行稳定，焊接质量高，得益于程序控制的焊道设计，而编制程序一般不能一步到位，要在机械手焊接过程中不断检验和修改程序，调整焊接参数及焊枪姿态等，才会形成一个好程序，这过程对专业技术人员要求较高，大大限制了推广和应用。
机械臂按设置好的程序运行，焊枪的移动轨迹是固定的，除非修改程序，这就要求所焊接零件必须固定在指定位置，保持特定的角度，而且批量生产时还要求各焊接零件形状保持一致，否则，无法保证焊接质量，严重的会造成撞机。
我司生产的搅拌臂，需在其表面堆焊耐磨条纹，因批量大，各个搅拌臂为毛坯件，形状无法完全控制一致，焊接过程需要经常修改程序，而且搅拌臂笨重，搬运、定位、校准困难，利用机械臂焊接很不方便，据此，为了实现无需定位即可对搅拌臂进行焊接，本申请提出一种用于搅拌臂耐磨条焊接的智能机械臂。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种用于搅拌臂耐磨条焊接的智能机械臂。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种用于搅拌臂耐磨条焊接的智能机械臂，包括机械臂本体，机械臂本体设置有伺服电机，伺服电机的输出轴固定连接有电控转动的末端关节，所述末端关节的端部固定连接有变坐标台，变坐标台的上表面固定连接有焊枪，变坐标台的下表面固定连接有定坐标台，定坐标台的下表面滑动连接有若干采集探杆，定坐标台的内部设置有正负压腔，所述变坐标台的内部设置有位移检测器，采集探杆的顶端延伸至所述正负压腔内，位移检测器测量采集探杆顶端的坐标值。
优选地，所述定坐标台的侧面设置有供气管，正负压腔内设置有气压传感器，采集探杆的底端开设有排气嘴，采集探杆位于正负压腔的一段表面开设有进气孔，所述进气孔与排气嘴连通。
优选地，所述若干个采集探杆呈矩型阵列设置在定坐标台的下部，各个采集探杆的长度相等。
优选地，所述位移检测器包括标尺光栅和光栅读数头，变坐标台的下表面开设有安装槽，标尺光栅固定连接在安装槽的内壁，采集探杆的顶端固定连接有支撑光杆，支撑光杆延伸至安装槽内，且光栅读数头固定在支撑光杆的顶端。
优选地，所述位移检测器的数量与采集探杆相等，且一一对应。
优选地，所述焊枪与外部的焊机连接的线管，以及供气管均活动绑扎在机械臂本体上，随机械臂本体活动。
本发明具有以下有益效果：
1、该用于搅拌臂耐磨条焊接的智能机械臂，通过设置矩阵布置的采集探杆，焊接前，焊接机械臂下压搅拌臂，采集探杆伸缩量改变，生成搅拌臂表面的轮廓坐标点，焊枪按采集的坐标点移动，焊接出耐磨条纹，该设计即使是大批量生产，各个搅拌臂表面有轮廓的差异，以及各搅拌臂放置的角度有偏差，因每次焊接前都进行采集，实时更新坐标，实现无需定位和校准位置，也能进行焊接的效果。
2、该用于搅拌臂耐磨条焊接的智能机械臂，密集设置的采集探杆，可以完全覆盖搅拌臂待焊区域，坐标采集更新速度快，整个待焊区域的数据都采集到，便于计算出准确的焊接耐磨条纹的准确位置，焊接质量有保证，焊枪与搅拌臂的距离易控制，机械臂自动焊接可靠，有效避免撞机，这种设计有实时采集的坐标系作反馈数据，使机械臂的运行系统形成闭合控制系统，工作更加安全可靠。
3、该用于搅拌臂耐磨条焊接的智能机械臂，通过在定坐标台内设置正负压腔，利用供气管对正负压腔注气或抽气，方便控制采集探杆的伸缩，而且采集探杆伸缩量不同的情况下，由采集探杆传递出去的压力相等，避免局部区域采集探杆阻力过大，而造成未固定的搅拌臂被意外顶推偏移，干扰数据的采集，不仅如此，采集探杆底端的排气嘴吹出气流，对搅拌臂表面的灰尘、异物进行吹扫，进一步提高数据采集的精准性。
附图说明
图1为本发明提出的整体结构示意图；
图2为本发明提出的变坐标台和定坐标台正剖结构示意图；
图3为图2中的A处结构放大示意图；
图4为本发明提出的定坐标台结构示意图；
图5为本发明提出的焊枪焊接路径示意图；
图6为本发明背景技术提出的搅拌臂示意图。
图中：1机械臂本体、2伺服电机、3末端关节、4变坐标台、5焊枪、6定坐标台、7采集探杆、8正负压腔、9位移检测器、10供气管、11排气嘴、12进气孔、13标尺光栅、14光栅读数头、15支撑光杆、16线管、17气压传感器、18传送带、19搅拌臂、20耐磨条纹、21焊接路径线。
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。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“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，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。
参照图1-6，一种用于搅拌臂耐磨条焊接的智能机械臂，包括机械臂本体1，机械臂本体1设置有伺服电机2，伺服电机2的输出轴固定连接有电控转动的末端关节3，末端关节3的端部固定连接有变坐标台4，变坐标台4的上表面固定连接有焊枪5，变坐标台4的下表面固定连接有定坐标台6，定坐标台6的下表面滑动连接有若干采集探杆7，若干个采集探杆7呈矩型阵列设置在定坐标台6的下部，各个采集探杆7的长度相等，定坐标台6的内部设置有正负压腔8，变坐标台4的内部设置有位移检测器9，采集探杆7的顶端延伸至正负压腔8内。
定坐标台6的侧面设置有供气管10，正负压腔8内设置有气压传感器17，采集探杆7的底端开设有排气嘴11，采集探杆7位于正负压腔8的一段表面开设有进气孔12，进气孔12与排气嘴11连通。
位移检测器9包括标尺光栅13和光栅读数头14，变坐标台4的下表面开设有安装槽，标尺光栅13固定连接在安装槽的内壁，采集探杆7的顶端固定连接有支撑光杆15，支撑光杆15延伸至安装槽内，且光栅读数头14固定在支撑光杆15的顶端。
位移检测器9的数量与采集探杆7相等，且一一对应，位移检测器9测量采集探杆7顶端的坐标值，各个采集探杆7拥有独立的坐标值，焊枪5与外部的焊机连接的线管16，以及供气管10均活动绑扎在机械臂本体1上，随机械臂本体1活动。
需要说明的是，参照图5，定坐标台6的两个相邻边分别为X轴、Y轴方向的坐标，是相对定坐标台6确定的(即相对坐标：X1，Y1)，与位移检测器9检测的高度坐标H构成三维坐标系(X1，Y1，H1)，机械臂本体1自身的机械坐标系(X，Y，H)，那么，检测点1#相对机械臂本体的零点坐标增量为[(X+X1)，(Y+Y1)，(H+H1)]，同理，可以计算出检测点2#、3#、4#、5#的坐标系，伺服电机转动180°，焊枪5竖直向下，且位置位于0#位置(焊枪5与定坐标台6呈竖直对称设置，避开高度坐标H不谈，在同水平面内，0#点也为焊枪5的初始位置)，机械臂本体1控制焊枪5，参考各检测点的坐标系，沿焊接路径线21移动，即可堆焊出耐磨条纹20。
本实施例中，还设置有传送带18，搅拌臂19由传送带18输送至该机械臂附近，焊接前，焊接机械臂控制顶坐标台6竖直下压搅拌臂19，矩阵布置的采集探杆7接触搅拌臂19的表面，其伸缩量改变，生成搅拌臂19表面的轮廓坐标点，焊枪按采集的坐标点移动，焊接出耐磨条纹20，该设计即使是大批量生产，各个搅拌臂19表面有轮廓的差异，以及各搅拌臂19放置的角度有偏差，因每次焊接前都进行采集，实时更新坐标，实现无需定位和校准位置，也能进行焊接的效果。
采集探杆7的伸缩，是利用供气管10对正负压腔8注气或抽气，由于搅拌臂19的表面是高低不规则的弧面，与接触的采集探杆7伸缩量也不同，由采集探杆7传递出去的压力相等，避免局部区域采集探杆7压力过大，而造成未固定的搅拌臂19被意外顶推偏移，干扰数据的采集，不仅如此，采集探杆7底端的排气嘴11吹出气流，对搅拌臂19表面的灰尘、异物进行吹扫，进一步提高数据采集的精准性，或采集数据后，对采集探杆7的底部有气流的吹扫，进行自清洁，方便循环使用。
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 (6)
1.一种用于搅拌臂耐磨条焊接的智能机械臂，包括机械臂本体(1)，机械臂本体(1)设置有伺服电机(2)，伺服电机(2)的输出轴固定连接有电控转动的末端关节(3)，其特征在于：所述末端关节(3)的端部固定连接有变坐标台(4)，变坐标台(4)的上表面固定连接有焊枪(5)，变坐标台(4)的下表面固定连接有定坐标台(6)，定坐标台(6)的下表面滑动连接有若干个采集探杆(7)，定坐标台(6)的内部设置有正负压腔(8)，所述变坐标台(4)的内部设置有位移检测器(9)，采集探杆(7)的顶端延伸至所述正负压腔(8)内，位移检测器(9)测量采集探杆(7)顶端的坐标值。
2.根据权利要求1所述的一种用于搅拌臂耐磨条焊接的智能机械臂，其特征在于：所述定坐标台(6)的侧面设置有供气管(10)，正负压腔(8)内设置有气压传感器(17)，采集探杆(7)的底端开设有排气嘴(11)，采集探杆(7)位于正负压腔(8)的一段表面开设有进气孔(12)，所述进气孔(12)与排气嘴(11)连通。
3.根据权利要求2所述的一种用于搅拌臂耐磨条焊接的智能机械臂，其特征在于：所述若干个采集探杆(7)呈矩型阵列设置在定坐标台(6)的下部，各个采集探杆(7)的长度相等。
4.根据权利要求3所述的一种用于搅拌臂耐磨条焊接的智能机械臂，其特征在于：所述位移检测器(9)包括标尺光栅(13)和光栅读数头(14)，变坐标台(4)的下表面开设有安装槽，标尺光栅(13)固定连接在安装槽的内壁，采集探杆(7)的顶端固定连接有支撑光杆(15)，支撑光杆(15)延伸至安装槽内，且光栅读数头(14)固定在支撑光杆(15)的顶端。
5.根据权利要求4所述的一种用于搅拌臂耐磨条焊接的智能机械臂，其特征在于：所述位移检测器(9)的数量与采集探杆(7)相等，且一一对应。
6.根据权利要求5所述的一种用于搅拌臂耐磨条焊接的智能机械臂，其特征在于：所述焊枪(5)与外部的焊机连接的线管(16)，以及供气管(10)均活动绑扎在机械臂本体(1)上，随机械臂本体(1)活动。
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