CN115283911A - 一种多自由度焊接智能机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多自由度焊接智能机器人，其包括：安装底座；机械转向臂，可相对转动的设置在所述安装底座上；前置变轴转调组件，安装在所述机械转向臂上，所述前置变轴转调组件的一端与所述机械转向臂相转动连接；焊接架，安装在所述前置变轴转调组件的一端；以及微调导向组件，设置在所述前置变轴转调组件与焊接架之间，所述焊接架滑动设置在所述微调导向组件上；本发明中的前置变轴转调组件能够实现大体积柱件类周向焊接，且达到自由转向效果，同时能有效避免焊接中出现间断性的问题，防止后期补焊；其次，微调导向组件能够最大化适应复杂的焊接轨迹路线，且焊接精度高，避免出现焊缝偏差。

Description

一种多自由度焊接智能机器人

技术领域

本发明属于机器人焊接设备技术领域，具体是一种多自由度焊接智能机器人。

背景技术

目前，机器人已经在各领域中得到普遍运用，对于提高焊接效率，改善工人工作环境、降低生产成本等起到不可替代的作用，然而智能机器人焊接中受焊缝轨迹影响，需进行复杂轨迹编程，虽然能够进行多角度自由焊接，但其轨迹变动复杂，需重复分段焊接，导致焊缝的间断性，易出现漏焊、补焊现象，影响工作效率；尤其在微角度轨迹变动中，传统智能机器人动作协调性较差，停顿时间长短不一，直接影响焊接质量；

因此，本领域技术人员提供了一种多自由度焊接智能机器人，以解决上述背景技术中提出的问题。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种多自由度焊接智能机器人，其包括：

安装底座；

机械转向臂，可相对转动的设置在所述安装底座上；

前置变轴转调组件，安装在所述机械转向臂上，所述前置变轴转调组件的一端与所述机械转向臂相转动连接；

焊接架，安装在所述前置变轴转调组件的一端；以及

微调导向组件，设置在所述前置变轴转调组件与焊接架之间，所述焊接架滑动设置在所述微调导向组件上。

进一步，作为优选，所述前置变轴转调组件包括：

连接钳，转动连接在所述机械转向臂的端部；

转轴腔，固定在所述连接钳上远离所述机械转向臂的一侧；

下摆臂，其一端固定有外轴座，并通过所述外轴座与所述转轴腔相转动连接，所述下摆臂的另一端转动设置有导轴架，所述微调导向组件固定在所述导轴架的另一端；

第一轴接盘，同圆心且相对转动的设置在外轴座内，所述第一轴接盘内固定有联轴柱；

第二轴接盘，同圆心且相对转动的设置在转轴腔内，所述第二轴接盘上设有轴套件，所述联轴柱通过销键与所述轴套件相卡接。

进一步，作为优选，还包括：

内调节盘，转动嵌入在所述第二轴接盘内，所述内调节盘与所述第二轴接盘呈非同轴设置，所述轴套件偏心固定在所述内调节盘上。

进一步，作为优选，所述内调节盘能够在旋转作用下使得所述轴套件与第二轴接盘之间同轴架设，且所述第一轴接盘与第二轴接盘之间呈独立双向旋转设置。

进一步，作为优选，所述微调导向组件包括：

安装架；

伸缩导架，被设置为两段式可伸缩结构，并对称固定在所述安装架上；

两个连接座，分别固定在各所述伸缩导架的输出端；

内导杆，横向滑动穿接在两个所述连接座之间，两个所述连接座之间还滑动设置有外导杆，所述焊接架滑动设置在所述外导杆上；

密封气缸，排列设置在所述安装架上，所述密封气缸内均滑动设置有内置杆，所述内置杆远离安装架的一端与所述内导杆相连接；

传输螺杆，可相对转动的设置在安装架上，且与所述安装架平行设置，所述传输螺杆上通过螺纹啮合作用滑动设置有传接架，所述传接架被设置为多段式可伸缩结构，且所述传接架的一端与所述焊接架相连接；以及

内连筋，排列设置在所述内导杆与外导杆之间。

进一步，作为优选，各所述内连筋被设置为两段式微调伸缩结构。

进一步，作为优选，所述焊接架包括：

上连接架；

转动轴，竖直转动设置在所述上连接架内；

安装套件，固定在所述转动轴的一端，所述安装套件内转动设置有L形架；以及

焊接头，垂直固定在所述L形架上。

进一步，作为优选，所述L形架的在垂直方向上的偏转角度在0°~60°范围内。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中的机械转向臂能够实现多角度自由焊接，其中本发明中的前置变轴转调组件能够实现大体积柱件类周向焊接，且达到自由转向效果，同时能有效避免焊接中出现间断性的问题，防止后期补焊；

2、本发明中还设置的微调导向组件能够最大化适应复杂的焊接轨迹路线，且焊接精度高，避免出现焊缝偏差。

附图说明

图1为本发明整体的结构示意图；

图2为本发明中前置变轴转调组件的结构示意图；

图3为本发明中第一轴接盘的结构示意图；

图4为本发明中第二轴接盘的结构示意图；

图5为本发明中微调导向组件的结构示意图；

图6为本发明中焊接架的结构示意图；

图中：1、安装底座；11、机械转向臂；2、前置变轴转调组件；21、连接钳；22、转轴腔；23、下摆臂；24、导轴架；25、外轴座；26、第一轴接盘；27、联轴柱；28、第二轴接盘；29、内调节盘；210、轴套件；3、微调导向组件；31、安装架；32、伸缩导架；33、连接座；34、内导杆；35、外导杆；305、密封气缸；36、内连筋；37、传接架；38、内置杆；4、焊接架；41、上连接架；42、转动轴；43、焊接头；44、L形架。

具体实施方式

请参阅图1~图6，本发明实施例中，一种多自由度焊接智能机器人，其包括：

安装底座1；

机械转向臂11，可相对转动的设置在所述安装底座1上；

前置变轴转调组件2，安装在所述机械转向臂11上，所述前置变轴转调组件2的一端与所述机械转向臂11相转动连接；

焊接架4，安装在所述前置变轴转调组件2的一端；其中机械转向臂11呈多段式可驱动转向结构，并能够从各角度进行焊接工作，以及

微调导向组件3，设置在所述前置变轴转调组件2与焊接架4之间，所述焊接架4滑动设置在所述微调导向组件3上，显然在复杂的焊接轨迹中，前置变轴转调组件能够配合机械转向臂实时校调，而尤其针对大体积柱件类周向焊接时，前置变轴转调组件能不受空间限制自由调整焊接轴心，从而避免了复杂的焊接轨迹的编程操作，尤其微调导向组件能够最大化适应复杂的焊接轨迹路线，并达到高精度焊接效果。

本实施例中，所述前置变轴转调组件2包括：

连接钳21，转动连接在所述机械转向臂11的端部；

转轴腔22，固定在所述连接钳21上远离所述机械转向臂11的一侧；

下摆臂23，其一端固定有外轴座25，并通过所述外轴座25与所述转轴腔22相转动连接，所述下摆臂23的另一端转动设置有导轴架24，所述微调导向组件3固定在所述导轴架24的另一端；其中连接钳21的旋转平面与下摆臂的旋转平面呈垂向设置，从而能够配合机械转向臂11的自转形成二次转向，提高转向自由度，降低焊接复杂度；

第一轴接盘26，同圆心且相对转动的设置在外轴座25内，所述第一轴接盘26内固定有联轴柱27；

第二轴接盘28，同圆心且相对转动的设置在转轴腔22内，所述第二轴接盘28上设有轴套件210，所述联轴柱27通过销键与所述轴套件201相卡接。

作为较佳的实施例，还包括：

内调节盘29，转动嵌入在所述第二轴接盘28内，所述内调节盘29与所述第二轴接盘28呈非同轴设置，所述轴套件201偏心固定在所述内调节盘29上。

本实施例中，所述内调节盘29能够在旋转作用下使得所述轴套件210与第二轴接盘28之间同轴架设，且所述第一轴接盘26与第二轴接盘28之间呈独立双向旋转设置，其中在焊接时，尤其针对大体积柱件类周向边缘焊接时，优先通过机械转向臂的转向调节作用使得转轴腔能够与其同轴心，此时下摆臂能够通过第一轴接盘与第二轴接盘的旋转作用，进行周向焊接，而其中第一轴接盘与第二轴接盘能够在同向或反向旋转中控制焊接速度，从而使得焊接架能够适应焊接工艺要求，提高加工精度。

本实施例中，所述微调导向组件3包括：

安装架31；

伸缩导架32，被设置为两段式可伸缩结构，并对称固定在所述安装架31上；

两个连接座33，分别固定在各所述伸缩导架32的输出端；

内导杆34，横向滑动穿接在两个所述连接座33之间，两个所述连接座33上还滑动设置有外导杆35，所述焊接架4滑动设置在所述外导杆35上；各内导杆、外导杆与连接座之间还设置有复位弹簧；

密封气缸305，排列设置在所述安装架31上，所述密封气缸305内均滑动设置有内置杆38，所述内置杆38远离安装架31的一端与所述内导杆34相连接；

传输螺杆，可相对转动的设置在安装架31上，且与所述安装架31平行设置，所述传输螺杆上通过螺纹啮合作用滑动设置有传接架37，所述传接架37被设置为多段式可伸缩结构，且所述传接架37的一端与所述焊接架4相连接；以及

内连筋36，排列设置在所述内导杆34与外导杆35之间，尤其在针对微小轨迹变动的焊接，优先根据焊接轨迹由各外导杆进行对应调节，此时外导杆能够极大化平行于焊缝轨迹，而密封气缸中的各内置杆能够对应滑动调整，以便外导杆能够进行主体弹性形变，并完全与焊缝一致。

本实施例中，各所述内连筋36被设置为两段式微调伸缩结构，尤其各内连筋能够对外导杆的主体弹性形变进行微调，进一步提高焊接轨迹精度。

作为较佳的实施例，所述焊接架4包括：

上连接架41；

转动轴42，竖直转动设置在所述上连接架41内；

安装套件，固定在所述转动轴42的一端，所述安装套件内转动设置有L形架44；以及

焊接头43，垂直固定在所述L形架44上。

本实施例中，所述L形架44的在垂直方向上的偏转角度在0°~60°范围内，其中焊接头也具有较高的可调自由度，极大的适应了复杂的焊缝轨迹。

具体地，在焊接过程中，优先由机械转向臂确定焊接主体定位点，此时根据焊缝工艺要求，由前置变轴转调组件控制焊接架的运动轨迹，尤其在对一些高精度、微调变化下的焊缝处理中，微调导向组件能够调节适应焊缝轨迹，从而避免焊接中的复杂控制编程，同时能达到连续性焊接标准，防止漏焊。

上所述的，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 (8)

1.一种多自由度焊接智能机器人，其特征在于，其包括：

安装底座(1)；

机械转向臂(11)，可相对转动的设置在所述安装底座(1)上；

前置变轴转调组件(2)，安装在所述机械转向臂(11)上，所述前置变轴转调组件(2)的一端与所述机械转向臂(11)相转动连接；

焊接架(4)，安装在所述前置变轴转调组件(2)的一端；以及

微调导向组件(3)，设置在所述前置变轴转调组件(2)与焊接架(4)之间，所述焊接架(4)滑动设置在所述微调导向组件(3)上。

2.根据权利要求1所述的一种多自由度焊接智能机器人，其特征在于，所述前置变轴转调组件(2)包括：

连接钳(21)，转动连接在所述机械转向臂(11)的端部；

转轴腔(22)，固定在所述连接钳(21)上远离所述机械转向臂(11)的一侧；

下摆臂(23)，其一端固定有外轴座(25)，并通过所述外轴座(25)与所述转轴腔(22)相转动连接，所述下摆臂(23)的另一端转动设置有导轴架(24)，所述微调导向组件(3)固定在所述导轴架(24)的另一端；

第一轴接盘(26)，同圆心且相对转动的设置在外轴座(25)内，所述第一轴接盘(26)内固定有联轴柱(27)；

第二轴接盘(28)，同圆心且相对转动的设置在转轴腔(22)内，所述第二轴接盘(28)上设有轴套件(210)，所述联轴柱(27)通过销键与所述轴套件(210)相卡接。

3.根据权利要求2所述的一种多自由度焊接智能机器人，其特征在于，还包括：

内调节盘(29)，转动嵌入在所述第二轴接盘(28)内，所述内调节盘(29)与所述第二轴接盘(28)呈非同轴设置，所述轴套件(210)偏心固定在所述内调节盘(29)上。

4.根据权利要求3所述的一种多自由度焊接智能机器人，其特征在于，所述内调节盘(29)能够在旋转作用下使得所述轴套件(210)与第二轴接盘(28)之间同轴架设，且所述第一轴接盘(26)与第二轴接盘(28)之间呈独立双向旋转设置。

5.根据权利要求1所述的一种多自由度焊接智能机器人，其特征在于，所述微调导向组件(3)包括：

安装架(31)；

伸缩导架(32)，被设置为两段式可伸缩结构，并对称固定在所述安装架(31)上；

两个连接座(33)，分别固定在各所述伸缩导架(32)的输出端；

内导杆(34)，横向滑动穿接在两个所述连接座(33)之间，两个所述连接座(33)之间还滑动设置有外导杆(35)，所述焊接架(4)滑动设置在所述外导杆(35)上；

密封气缸(305)，排列设置在所述安装架(31)上，所述密封气缸(305)内均滑动设置有内置杆(38)，所述内置杆(38)远离安装架(31)的一端与所述内导杆(34)相连接；

传输螺杆，可相对转动的设置在安装架(31)上，且与所述安装架(31)平行设置，所述传输螺杆上通过螺纹啮合作用滑动设置有传接架(37)，所述传接架(37)被设置为多段式可伸缩结构，且所述传接架(37)的一端与所述焊接架(4)相连接；以及

内连筋(36)，排列设置在所述内导杆(34)与外导杆(35)之间。

6.根据权利要求5所述的一种多自由度焊接智能机器人，其特征在于，各所述内连筋(36)被设置为两段式微调伸缩结构。

7.根据权利要求1所述的一种多自由度焊接智能机器人，其特征在于，所述焊接架(4)包括：

上连接架(41)；

转动轴(42)，竖直转动设置在所述上连接架(41)内；

安装套件，固定在所述转动轴(42)的一端，所述安装套件内转动设置有L形架(44)；以及

焊接头(43)，垂直固定在所述L形架(44)上。

8.根据权利要求7所述的一种多自由度焊接智能机器人，其特征在于，所述L形架(44)的在垂直方向上的偏转角度在0°~60°范围内。

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