CN114589440A - 一种5g快速反应智慧焊接机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种5G快速反应智慧焊接机器人，属于焊接机器人技术领域，包括沿Z轴方向移动的行走机构，所述行走机构的顶端装配有沿Y轴方向移动的第一焊接位置调节机构；本发明通过CCD相机采集待焊接工件的多组图像，再将多组图像传输至控制器进行三维重建，确定焊缝起始点坐标信息，再通过5G无线通讯控制行走机构、第一焊接位置调节机构、第二焊接位置调节机构和焊接机构进行行走和调节，使无线遥控电焊机自动调节至焊缝起点上方，并按照焊缝起点至终点的路径坐标再次5G无线控制，使焊接机器人能够自动智能完成整条焊缝的焊接，无需工作人员人为辅助，杜绝工作人员吸入有毒气体的可能，提高焊接机器人的使用效果。
Description
技术领域
本发明属于焊接机器人技术领域，具体涉及一种5G快速反应智慧焊接机器人。
背景技术
焊接，也称作熔接，是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术。
焊接过程中容易产生对人体有害的气体，因此焊接从传统的人工焊接逐渐向现在的智能焊接机器人方向发展，但现有的焊接机器人智能化程度低，还需要人为进行辅助，工作人员同样存在吸入有害气体的可能，因此需要设计一种5G快速反应智慧焊接机器人，以解决上述问题。
发明内容
为解决上述背景技术中提出的问题。本发明提供了一种5G快速反应智慧焊接机器人，具有能够自动智能完成整条焊缝的焊接，无需工作人员人为辅助，杜绝工作人员吸入有毒气体的可能，提高焊接机器人使用效果的特点。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种5G快速反应智慧焊接机器人，包括沿Z轴方向移动的行走机构，所述行走机构的顶端装配有沿Y轴方向移动的第一焊接位置调节机构，所述第一焊接位置调节结构上装配有控制机构，所述第一焊接位置调节结构的一侧装配有沿X轴方向移动的第二焊接位置调节机构，所述第二焊接位置调节机构上装配有焊接机构，控制机构5G无线通讯控制行走机构、第一焊接位置调节机构、第二焊接位置调节机构和焊接机构动作。
优选的，所述行走机构包括行走在地面的行走履带以及驱动行走履带行走的驱动结构，驱动结构包括对称设置在行走履带内的两个防尘板，一个所述防尘板的外壁对称装配有两个无线行走电机，两个所述防尘板间对称转动连接有两个连接轴，两个所述连接轴上均套接有行走齿轮，两个行走齿轮与行走履带间啮合连接。
优选的，所述连接轴的一端通过联轴器与无线行走电机的输出值连接，且连接轴的另一端通过轴承与对应防尘板的内壁连接。
优选的，所述第一焊接位置调节机构包括与行走履带连接的调节架，所述调节架上装配有控制机构，所述调节架的内部设置有调节槽，所述调节槽的侧壁连接有调节齿条，所述调节架的侧壁对称设置有两个调节通槽，两个调节通槽与调节槽连通，所述调节槽的内部设置有调节轴，所述调节轴的中间套接有调节齿轮，调节齿轮与调节齿条啮合连接，所述调节轴的一端穿过一侧调节通槽延伸出调节架外并连接有无线调节电机，所述调节轴的另一端穿过另一侧调节通槽延伸出调节架外并连接有第二焊接位置调节机构。
优选的，所述第二焊接位置调节机构与第一焊接位置调节机构的结构组成相同，不同之处在于第二焊接位置调节机构的调节架与第一焊接位置调节机构的调节架连接，第二焊接位置调节机构调节轴的另一端穿过另一侧调节通槽延伸出调节架外并连接有焊接机构。
优选的，所述焊接机构包括连接在第二焊接位置调节机构调节轴另一端的焊接架，所述焊接架的顶端连接有焊接顶板，所述焊接顶板的内部装配有GPS定位器，所述焊接架的一端设置有装配槽，所述装配槽的内部装配有无线电缸，所述焊接架的底端设置有焊接底板，所述焊接架远离装配槽的一侧底端与焊接底板的同侧端间连接有连接转轴，所述焊接底板的一侧装配有CCD相机，且焊接底板的另一侧装配有无线遥控电焊机，所述无线遥控电焊机焊接头的中心轴线与GPS定位器的中心轴线相同。
优选的，所述控制机构包括连接在第一焊接位置调节机构调节架上的控制器壳体，所述控制器壳体的内部从上到下依次装配有电性连接的5G无线接收模块、处理模块和5G无线发送模块，5G无线接收模块与CCD相机和GPS定位器电性连接，5G无线发送模块与无线行走电机、无线遥控电焊机、无线调节电机和无线电缸电性连接。
优选的，所述防尘板的边缘侧设置有第一行走槽，所述行走履带的边缘侧对应两个第一行走槽的位置均等间距连接有多个第一行走轮。
优选的，所述第一焊接位置调节机构的调节架靠近第二焊接位置调节机构的调节架的一侧以及第二焊接位置调节机构的调节架靠近焊接架的一侧均设置有第二行走槽，所述第二焊接位置调节机构的调节架以及焊接架对应第二行走槽的位置对称连接有两个第二行走轮，第二行走轮可在第二行走槽内滚动。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明通过CCD相机采集待焊接工件的多组图像，再将多组图像传输至控制器进行三维重建，确定焊缝起始点坐标信息，再通过5G无线通讯控制行走机构、第一焊接位置调节机构、第二焊接位置调节机构和焊接机构进行行走和调节，使无线遥控电焊机自动调节至焊缝起点上方，并按照焊缝起点至终点的路径坐标再次5G无线控制，使焊接机器人能够自动智能完成整条焊缝的焊接，无需工作人员人为辅助，杜绝工作人员吸入有毒气体的可能，提高焊接机器人的使用效果。
2、本发明通过行走机构进行Z轴方向的调节，通过第一焊接位置调节机构和第二焊接位置调节机构进行Y轴方向和X轴方向的调节，通过焊接机构进行角度的调节，组合式结构能够最大程度的适用于多种焊缝的焊接情况。
3、本发明行走机构通过无线行走电机驱动输出轴旋转，无线行走电机的输出轴带动连接轴旋转，连接轴带动行走齿轮旋转，行走齿轮带动行走履带旋转的方式实现行走的，同时行走履带的开口端由防尘板进行封闭，使驱动结构位于封闭环境内，能够有效防止灰尘进入，增强驱动结构的驱动效果以及延长驱动结构的使用年限，而且行走履带的第一行走轮在防尘板上的第一行走槽内行走，能够起到限位作用，避免行走偏移问题发生。
附图说明
图1为本发明的立体图；
图2为本发明行走机构的拆解图；
图3为本发明第二焊接位置调节机构的剖视图；
图4为本发明焊接机构的局部示意图；
图5为本发明第二行走轮的剖视图；
图6为本发明的系统示意图；
图中：1、调节架；2、控制器壳体；3、行走履带；4、第一行走轮；5、无线行走电机；6、防尘板；7、第一行走槽；8、连接轴；9、行走齿轮；10、调节槽；11、第二行走槽；12、CCD相机；13、无线遥控电焊机；14、第二行走轮；15、调节轴；16、调节齿轮；17、无线调节电机；18、焊接架；19、调节通槽；20、调节齿条；21、连接转轴；22、焊接底板；23、装配槽；24、无线电缸；25、焊接顶板；26、GPS定位器；27、5G无线接收模块；28、处理模块；29、5G无线发送模块。
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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1-6，本发明提供以下技术方案：一种5G快速反应智慧焊接机器人，包括沿Z轴方向移动的行走机构，行走机构的顶端装配有沿Y轴方向移动的第一焊接位置调节机构，第一焊接位置调节结构上装配有控制机构，第一焊接位置调节结构的一侧装配有沿X轴方向移动的第二焊接位置调节机构，第二焊接位置调节机构上装配有焊接机构，控制机构5G无线通讯控制行走机构、第一焊接位置调节机构、第二焊接位置调节机构和焊接机构动作。
具体的，行走机构包括行走在地面的行走履带3以及驱动行走履带3行走的驱动结构，驱动结构包括对称设置在行走履带3内的两个防尘板6，一个防尘板6的外壁对称装配有两个无线行走电机5，两个防尘板6间对称转动连接有两个连接轴8，两个连接轴8上均套接有行走齿轮9，两个行走齿轮9与行走履带3间啮合连接。
具体的，连接轴8的一端通过联轴器与无线行走电机5的输出值连接，且连接轴8的另一端通过轴承与对应防尘板6的内壁连接。
具体的，第一焊接位置调节机构包括与行走履带3连接的调节架1，调节架1上装配有控制机构，调节架1的内部设置有调节槽10，调节槽10的侧壁连接有调节齿条20，调节架1的侧壁对称设置有两个调节通槽19，两个调节通槽19与调节槽10连通，调节槽10的内部设置有调节轴15，调节轴15的中间套接有调节齿轮16，调节齿轮16与调节齿条20啮合连接，调节轴15的一端穿过一侧调节通槽19延伸出调节架1外并连接有无线调节电机17，调节轴15的另一端穿过另一侧调节通槽19延伸出调节架1外并连接有第二焊接位置调节机构。
具体的，第二焊接位置调节机构与第一焊接位置调节机构的结构组成相同，不同之处在于第二焊接位置调节机构的调节架1与第一焊接位置调节机构的调节架1连接，第二焊接位置调节机构调节轴15的另一端穿过另一侧调节通槽19延伸出调节架1外并连接有焊接机构。
具体的，焊接机构包括连接在第二焊接位置调节机构调节轴15另一端的焊接架18，焊接架18的顶端连接有焊接顶板25，焊接顶板25的内部装配有GPS定位器26，焊接架18的一端设置有装配槽23，装配槽23的内部装配有无线电缸24，焊接架18的底端设置有焊接底板22，焊接架18远离装配槽23的一侧底端与焊接底板22的同侧端间连接有连接转轴21，焊接底板22的一侧装配有CCD相机12，且焊接底板22的另一侧装配有无线遥控电焊机13，无线遥控电焊机13焊接头的中心轴线与GPS定位器26的中心轴线相同。
具体的，控制机构包括连接在第一焊接位置调节机构调节架1上的控制器壳体2，控制器壳体2的内部从上到下依次装配有电性连接的5G无线接收模块27、处理模块28和5G无线发送模块29，5G无线接收模块27与CCD相机12和GPS定位器26电性连接，5G无线发送模块29与无线行走电机5、无线遥控电焊机13、无线调节电机17和无线电缸24电性连接。
本实施例的工作原理：
将待焊接的工件放置在焊接台上，焊接机器人通过行走机构行走至焊接台旁边，通过CCD相机12采集待焊接工件的多组图像，CCD相机12将采集的多组图像通过5G无线通讯技术传输至5G无线接收模块27，5G无线接收模块27将接收到的多组图像传输至处理模块28，处理模块28针对该组图像进行三维重建，获取待焊接工件焊缝的起始点坐标信息并存储，处理模块28发送指令，指令通过5G无线发送模块29分别传输至行走模块、第一焊接位置调节机构、第二焊接位置调节机构和焊接机构，行走机构继续精进行走，第一焊接位置调节机构、第二焊接位置调节机构和焊接机构调节，直至焊接机构的GPS定位器26定位的焊接位置坐标与焊缝起点坐标相同，行走机构停止行走，第一焊接位置调节机构、第二焊接位置调节机构和焊接机构停止调节，焊机机构进行焊接，焊接过程中根据焊缝的起点至终点坐标信息继续行走与调节，完成焊缝的焊接；
行走机构的行走原理：两个无线行走电机5驱动连接的输出轴旋转，两个无线行走电机5的输出轴分别带动连接的连接轴8旋转，两个连接轴8分别带动套接的行走齿轮9旋转，两个行走齿轮9旋转过程中带动行走履带3旋转，实现行走功能；
由于行走履带3的两个开口端由两个防尘板6进行封闭，因此行走履带3的驱动结构处于封闭环境中，能够有效防止灰尘进入，增强驱动结构的驱动效果以及延长驱动结构的使用年限；
第一焊接位置调节机构的调节原理：无线调节电机17驱动输出轴正向或反向旋转，无线调节电机17的输出轴带动连接的调节轴15正向或反向旋转，调节轴15带动套接的调节齿轮16正向或反向旋转，调节齿轮16正向或反向旋转过程中，在调节齿条20上往复移动，调节齿轮16带动调节轴15往复移动，调节轴15带动第二焊接位置调节机构的调节架1往复移动，以实现机构沿Y轴方向的调节；
第二焊接位置调节机构的调节原理与第一焊接位置调节机构的调节原理相同；
焊接机构的焊接原理：无线电缸24驱动输出轴延伸，无线电缸24的输出轴带动焊接底板22沿连接转轴21转动，实现无线遥控电焊机13的角度调节，调节完成，无线遥控电焊机13启动，对焊缝进行焊接。
实施例2
本实施例较实施例1的不同之处在于：
具体的，防尘板6的边缘侧设置有第一行走槽7，行走履带3的边缘侧对应两个第一行走槽7的位置均等间距连接有多个第一行走轮4。
具体的，第一焊接位置调节机构的调节架1靠近第二焊接位置调节机构的调节架1的一侧以及第二焊接位置调节机构的调节架1靠近焊接架18的一侧均设置有第二行走槽11，第二焊接位置调节机构的调节架1以及焊接架18对应第二行走槽11的位置对称连接有两个第二行走轮14，第二行走轮14可在第二行走槽11内滚动。
本实施例的工作原理：
行走履带3行走过程中，行走履带3上的多个第一行走轮4在两个防尘板6上的第一行走槽7内行走，不影响行走履带3的行走，同时起到限位作用，避免行走履带3行走偏移；
第二焊接位置调节机构的调节架1随调节轴15在第一焊接位置调节机构的调节架1上移动以及焊接架18随调节轴15在第二焊接位置调节机构的调节架1上移动时，第二焊接位置调节机构的调节架1以及焊接架18上的第二行走轮14在第一焊接位置调节机构的调节架1以及第二焊接位置调节机构的调节架1上的第二行走槽11内行走，起到限位作用，提高调节稳定性。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种5G快速反应智慧焊接机器人，其特征在于，包括沿Z轴方向移动的行走机构，所述行走机构的顶端装配有沿Y轴方向移动的第一焊接位置调节机构，所述第一焊接位置调节结构上装配有控制机构，所述第一焊接位置调节结构的一侧装配有沿X轴方向移动的第二焊接位置调节机构，所述第二焊接位置调节机构上装配有焊接机构，控制机构5G无线通讯控制行走机构、第一焊接位置调节机构、第二焊接位置调节机构和焊接机构动作。
2.根据权利要求1所述的一种5G快速反应智慧焊接机器人，其特征在于：所述行走机构包括行走在地面的行走履带(3)以及驱动行走履带(3)行走的驱动结构，驱动结构包括对称设置在行走履带(3)内的两个防尘板(6)，一个所述防尘板(6)的外壁对称装配有两个无线行走电机(5)，两个所述防尘板(6)间对称转动连接有两个连接轴(8)，两个所述连接轴(8)上均套接有行走齿轮(9)，两个行走齿轮(9)与行走履带(3)间啮合连接。
3.根据权利要求2所述的一种5G快速反应智慧焊接机器人，其特征在于：所述连接轴(8)的一端通过联轴器与无线行走电机(5)的输出值连接，且连接轴(8)的另一端通过轴承与对应防尘板(6)的内壁连接。
4.根据权利要求2所述的一种5G快速反应智慧焊接机器人，其特征在于：所述第一焊接位置调节机构包括与行走履带(3)连接的调节架(1)，所述调节架(1)上装配有控制机构，所述调节架(1)的内部设置有调节槽(10)，所述调节槽(10)的侧壁连接有调节齿条(20)，所述调节架(1)的侧壁对称设置有两个调节通槽(19)，两个调节通槽(19)与调节槽(10)连通，所述调节槽(10)的内部设置有调节轴(15)，所述调节轴(15)的中间套接有调节齿轮(16)，调节齿轮(16)与调节齿条(20)啮合连接，所述调节轴(15)的一端穿过一侧调节通槽(19)延伸出调节架(1)外并连接有无线调节电机(17)，所述调节轴(15)的另一端穿过另一侧调节通槽(19)延伸出调节架(1)外并连接有第二焊接位置调节机构。
5.根据权利要求4所述的一种5G快速反应智慧焊接机器人，其特征在于：所述第二焊接位置调节机构与第一焊接位置调节机构的结构组成相同，不同之处在于第二焊接位置调节机构的调节架(1)与第一焊接位置调节机构的调节架(1)连接，第二焊接位置调节机构调节轴(15)的另一端穿过另一侧调节通槽(19)延伸出调节架(1)外并连接有焊接机构。
6.根据权利要求4所述的一种5G快速反应智慧焊接机器人，其特征在于：所述焊接机构包括连接在第二焊接位置调节机构调节轴(15)另一端的焊接架(18)，所述焊接架(18)的顶端连接有焊接顶板(25)，所述焊接顶板(25)的内部装配有GPS定位器(26)，所述焊接架(18)的一端设置有装配槽(23)，所述装配槽(23)的内部装配有无线电缸(24)，所述焊接架(18)的底端设置有焊接底板(22)，所述焊接架(18)远离装配槽(23)的一侧底端与焊接底板(22)的同侧端间连接有连接转轴(21)，所述焊接底板(22)的一侧装配有CCD相机(12)，且焊接底板(22)的另一侧装配有无线遥控电焊机(13)，所述无线遥控电焊机(13)焊接头的中心轴线与GPS定位器(26)的中心轴线相同。
7.根据权利要求6所述的一种5G快速反应智慧焊接机器人，其特征在于：所述控制机构包括连接在第一焊接位置调节机构调节架(1)上的控制器壳体(2)，所述控制器壳体(2)的内部从上到下依次装配有电性连接的5G无线接收模块(27)、处理模块(28)和5G无线发送模块(29)，5G无线接收模块(27)与CCD相机(12)和GPS定位器(26)电性连接，5G无线发送模块(29)与无线行走电机(5)、无线遥控电焊机(13)、无线调节电机(17)和无线电缸(24)电性连接。
8.根据权利要求2所述的一种5G快速反应智慧焊接机器人，其特征在于：所述防尘板(6)的边缘侧设置有第一行走槽(7)，所述行走履带(3)的边缘侧对应两个第一行走槽(7)的位置均等间距连接有多个第一行走轮(4)。
9.根据权利要求6所述的一种5G快速反应智慧焊接机器人，其特征在于：所述第一焊接位置调节机构的调节架(1)靠近第二焊接位置调节机构的调节架(1)的一侧以及第二焊接位置调节机构的调节架(1)靠近焊接架(18)的一侧均设置有第二行走槽(11)，所述第二焊接位置调节机构的调节架(1)以及焊接架(18)对应第二行走槽(11)的位置对称连接有两个第二行走轮(14)，第二行走轮(14)可在第二行走槽(11)内滚动。
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