CN115870679B - 一种焊接机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种焊接机器人，属于焊接机器人技术领域，包括多个连杆，连杆固定连接有机器人活动关节，通过支撑中杆的伸缩带动两个连接端头相向运动或相互远离，两个连接端头位置改变带动端面支撑环运动，端面支撑环运动通过第一转轴带动第一支撑杆和第二支撑杆旋转，多个圆周整列的第一支撑杆和第二支撑杆构成圆柱形结构，如此可以保证连杆径向的载荷，保证焊接机器人自身重量的同时，在对连杆进行长度调节时有足够的强度。

Description

一种焊接机器人

技术领域

本发明属于焊接机器人技术领域，特别是涉及一种焊接机器人。

背景技术

焊接是一种以加热、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。现有技术的焊接常采用人工焊接，工作环境恶劣，对人体也有一定伤害；长时间的手握焊枪，不仅劳动强度大，而且工作效率低，很难避免气孔、夹渣、裂纹等缺陷，另外人工焊接仅凭目测，很难保证焊缝的直线度及焊缝的强度；现针对批量化焊接量大的工件加工作业。多采用机器人自动焊接的方式进行作业，但对于尺寸较大，有较长连续焊缝的工件，减少其焊缝搭接点可以明显提高焊接质量，减少应力集中点保证焊接强度有积极明显的作用。但是为了完成较长的焊缝往往需要尺寸较大的焊接机器人，而尺寸较大的焊接机器人，对于较小的零件接往往不够灵活，故提出一种可以调整支撑臂长度可变焊接机器人。

发明内容

本发明的目的在于提供一种焊接机器人，通过可以调整支撑臂的长度，解决了现有焊接机器人不能适应大小尺寸偏差过大的零件焊接的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种焊接机器人，包括多个连杆，连杆固定连接有机器人活动关节，所述连杆两端设有连接端头，两个连接端头相互朝向的一侧设有端面支撑环，端面支撑环侧面设有多个圆周分布的转轴安装槽，转轴安装槽内安装有第一转轴，第一转轴上安装有第一支撑杆，连杆两端端面支撑环之间设有多个中段支撑环，中段支撑环侧面设有圆周分布的第二安装轴，第二安装轴上活动安装有第二支撑杆，第一支撑杆一端安装在第一转轴上另一端与第二支撑杆活动连接，两个相邻第二支撑杆之间通过安装轴活动安装；中段支撑环中心开设有第一通孔，连杆两端两个连接端头之间设有可伸缩的支撑中杆，所述支撑中杆穿过第一通孔。

进一步地，所述端面支撑环上圆周分布有12个第一转轴。

进一步地，所述第一支撑杆固定安装在第一转轴上。

进一步地，所述端面支撑环上设有第一安装槽，第一转轴通过安装轴承活动安装在转轴安装槽内，第一转轴下方设有螺纹抵触槽，第一安装槽内安装有同步调节环，同步调节环侧面设有圆周分布且可伸缩的导向抵触块，导向抵触块穿过螺纹抵触槽。

进一步地，所述同步调节环包括两个水平设置的支撑壳体，两个支撑壳体之间设有圆周分布的齿轮安装块，齿轮安装块上活动安装有齿轮安装轴，齿轮安装轴上固定安装有第一齿轮，齿轮安装块内设有第一齿条，第一齿条与第一齿轮相互啮合，导向抵触块固定安装在第一齿条上。

进一步地，所述支撑壳体之间设有导向安装块，导向安装块和齿轮安装块上均设有导向座，第一齿条活动安装在导向座内。

进一步地，所述两个齿轮安装轴之间通过万向联轴器进行连接，万向联轴器包括连接公头和连接母头，连接公头和连接母头分别固定安装在齿轮安装轴两侧的端面上。

进一步地，所述第一齿条远离导向抵触块的一端设有抵触凸台，抵触凸台端面固定安装有抵触固定盘，端面支撑环中心开设有通孔，通孔内设有往复运动的调节活塞柱，调节活塞柱侧面设有圆周分布的导向斜槽，导向斜槽下部设有抵触斜槽，所述抵触凸台活动安装在导向斜槽内，抵触固定盘活动安装在抵触斜槽内。

进一步地，所述端面支撑环内设有第一滑槽，第一齿条活动安装在第一滑槽内。

一种焊接系统所述焊接系统包括系统底座，系统底座上活动安装有旋转底座，旋转底座通过电机进行驱动旋转，旋转底座上固定安装有夹具机器人和权利要求-所述之一的焊接机器人，夹具机器人上设有夹具臂，夹具臂两端设有固定夹盘，固定夹盘通过电机驱动旋转。

有益效果

1、本发明通过支撑中杆的伸缩带动两个连接端头相向运动或相互远离，两个连接端头位置改变带动端面支撑环运动，端面支撑环运动通过第一转轴带动第一支撑杆和第二支撑杆旋转，多个圆周整列的第一支撑杆和第二支撑杆构成圆柱形结构，如此可以保证连杆径向的载荷，避免单纯地通过伸缩杆导致径向载荷变小，增加伸缩杆的直径会导致了机器人自身重量过大，造成整体非必要的负载，如此设计可以保证焊接机器人自身重量的同时，在对连杆进行长度调节时有足够的强度，如此可以通过调节焊接机器人连杆长度的大小，调整其工作半径以适应不同大小零件的焊接工作。增加焊接机器人柔性化作业要求；

2、本发明提供在相邻的两个齿轮安装轴之间通过万向联轴器进行连接，可以保证每个齿轮安装轴旋转的角度一致，避免第一支撑杆和第二支撑杆由于运动不一致导致卡死等问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本公开实施例的整体结构示意图；

图2是本公开实施例支撑杆的安装示意图；

图3是本公开实施例端面支撑环的结构示意图；

图4是本公开实施例同步调节环的安装示意图；

图5是本公开实施例同步调节环的内部结构示意图；

图6是本公开实施例第一齿条的安装示意图；

图7是本公开实施例调节活塞柱的结构装示意图；

图8是本公开实施例第一转轴的结构示意图；

图9是本公开实施焊接系统的整体结构示意图。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，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组件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。

请参阅图1-8所示，本发明为一种焊接机器人，包括多个连杆，连杆固定连接有机器人活动关节，所述连杆两端设有连接端头1，两个连接端头1相互朝向的一侧设有端面支撑环2，端面支撑环2侧面设有多个圆周分布的转轴安装槽22，转轴安装槽22内安装有第一转轴4，第一转轴4上安装有第一支撑杆31，连杆两端端面支撑环2之间设有多个中段支撑环3，中段支撑环3侧面设有圆周分布的第二安装轴35，第二安装轴35上活动安装有第二支撑杆32，第二支撑杆32包括支撑杆第一连接段33和支撑杆第二连接段34两部分，支撑杆第一连接段33和支撑杆第二连接段34分布位于第二安装轴35与第二支撑杆32安装点的两侧，支撑杆第一连接段33和支撑杆第二连接段34的连接处设有第一支撑杆安装孔，第一支撑杆安装孔活动安装在第二安装轴35上；

第一支撑杆31一端安装在第一转轴4上另一端与第二支撑杆32活动连接，两个相邻第二支撑杆32之间通过安装轴活动安装，中段支撑环3中心开设有第一通孔36，连杆两端两个连接端头1之间设有可伸缩的支撑中杆37，所述支撑中杆37穿过第一通孔36，通过如此设计，可以通过支撑中杆37的伸缩带动两个连接端头1相向运动或相互远离，两个连接端头1位置改变带动端面支撑环2运动，端面支撑环2运动通过第一转轴4带动第一支撑杆31和第二支撑杆32旋转，第一支撑杆31和第二支撑杆32的旋转可以保证两个端面支撑环2位置改变时第一支撑杆31和第二支撑杆32不会发生干涉，同时多个圆周整列的第一支撑杆31和第二支撑杆32构成圆柱形结构，如此可以保证连杆径向的载荷，避免单纯地通过伸缩杆导致径向载荷变小，增加伸缩杆的直径会导致了机器人自身重量过大，造成整体非必要的负载，通过如此设计可以保证焊接机器人自身重量的同时，在对连杆进行长度调节时有足够的强度，如此可以通过调节焊接机器人连杆长度的大小，调整其工作半径以适应不同大小零件的焊接工作。增加焊接机器人柔性化作业要求。进一步地，所述端面支撑环2上圆周分布有12个第一转轴4，通过多个第一转轴4可以更好地使第一支撑杆31与第二支撑杆32构成圆柱结构提升结构度；进一步地，所述第一支撑杆31与第二支撑杆32上设有可伸缩的防尘套，所述防尘套可以为弹性橡胶或带有裙边的橡胶套，如此设计可以避免工作焊渣灰尘进入造成第一支撑杆31与第二支撑杆32活动旋转发生卡涩，进一步地，所述伸缩杆可以通过气缸进行调节。

在一些实施例中，不设有可伸缩的支撑中杆37，所述第一转轴4活动安装在转轴安装槽22内，第一支撑杆31固定安装在第一转轴4上，通过如此设计，可以通过第一转轴4的旋转带动第一支撑杆31旋转，如此依次带动第二支撑杆32围绕第二安装轴35旋转来达到连杆伸缩的目的，如此可以通过中段支撑环3及其第二安装轴35对第二支撑杆32进行固定支撑，保证在没有中心杆的情况下第一支撑杆31与第二支撑杆32构成圆柱结构的稳定性，进一步地，一侧第一支撑杆31上的侧面第一铠甲安装面38和位于下方第二支撑杆32的侧面第二铠甲安装面39设有外附铠甲保证多个第一支撑杆31和第二支撑杆32构成的圆柱外径一致。

在一些实施例中，所述端面支撑环2上设有第一安装槽21，第一转轴4通过安装轴承41活动安装在转轴安装槽22内，第一转轴4下方设有螺纹抵触槽42，第一安装槽21内安装有同步调节环6，同步调节环6侧面设有圆周分布且可伸缩的导向抵触块66，导向抵触块66穿过螺纹抵触槽42，通过如此设计，可以通过导向抵触块66的上下运动通过导向抵触块66抵触螺纹抵触槽42侧面带动第一转轴4旋转，进一步地，可以通过气缸带动导向抵触块66进行伸缩运动。

在一些实施例中，所述同步调节环6包括两个水平设置的支撑壳体61，两个支撑壳体61之间设有圆周分布的齿轮安装块62，齿轮安装块62上活动安装有齿轮安装轴63，齿轮安装轴63上固定安装有第一齿轮64，齿轮安装块62内设有第一齿条65，第一齿条65与第一齿轮64相互啮合，导向抵触块66固定安装在第一齿条65上，通过如此设计，可以通过齿轮安装轴63的旋转配合第一齿条65与第一齿轮64相互啮合带动导向抵触块66的往复运动，如此可以保证更高的传动精度。

在一些实施例中，两个支撑壳体61之间设有导向安装块69，导向安装块69和齿轮安装块62上均设有导向座70，第一齿条65活动安装在导向座70内，通过如此设计，可以保证第一齿条65滑动的稳定性。

在一些实施例中，相邻的两个齿轮安装轴63之间通过万向联轴器7进行连接，万向联轴器7包括连接公头71和连接母头72，连接公头71和连接母头72分别固定安装在齿轮安装轴63两侧的端面上，通过如此设计，可以保证每个齿轮安装轴63旋转的角度一致，如此利用齿轮传动的精度和特点保证多个第一齿条65的运动一致来避免第一支撑杆31和第二支撑杆32由于运动不一致导致卡死等问题。

在一些实施例中，所述第一齿条65远离导向抵触块66的一端设有抵触凸台67，抵触凸台67端面固定安装有抵触固定盘68，端面支撑环2中心开设有通孔，通孔内设有往复运动的调节活塞柱5，调节活塞柱5侧面设有圆周分布的导向斜槽52，导向斜槽52下部设有抵触斜槽53，所述抵触凸台67活动安装在导向斜槽52内，抵触固定盘68活动安装在抵触斜槽53内，通过如此设计，可以通过调节活塞柱5的前后运动改变导向安装块69与抵触斜槽53的抵触位置如此来带动第一转轴4的旋转，这样可以保证同时对多个第一齿条65进行同时驱动保证万向联轴器7不会集中受力，进一步地，调节活塞柱5通过气缸安装在连接端头1上，进一步地，调节活塞柱5中心开设有供中心柱穿过的第二通孔51。

在一些实施例中，所述端面支撑环2内设有第一滑槽23，第一齿条65活动安装在第一滑槽23内，如此可以保证第一齿条65滑动的稳定性。

实施例2，如图9所示，一种焊接系统，所述焊接系统包括系统底座81，系统底座81上活动安装有旋转底座82，旋转底座82通过电机进行驱动旋转，旋转底座82上固定安装有夹具机器人84和焊接机器人83，夹具机器人84上设有夹具臂85，夹具臂85两端设有固定夹盘86，固定夹盘86通过电机驱动旋转，如此可以通过固定夹盘86带动固定待焊接零件进行旋转配合焊接机器人83获得更好的焊接效果，同时避免焊接死角，所述焊接机器人83的多个伸缩连杆80采取实施例连接端头1所述的结构。

工作原理

本发明通过支撑中杆的伸缩带动两个连接端头相向运动或相互远离，两个连接端头位置改变带动端面支撑环运动，端面支撑环运动通过第一转轴带动第一支撑杆和第二支撑杆旋转，第一支撑杆和第二支撑杆的旋转可以保证两个端面支撑环位置改变时第一支撑杆和第二支撑杆不会发生干涉，同时多个圆周整列的第一支撑杆和第二支撑杆构成圆柱形结构，如此可以保证连杆径向的载荷，避免单纯地通过伸缩杆导致径向载荷变小，增加伸缩杆的直径会导致了机器人自身重量过大，造成整体非必要的负载，通过如此设计可以保证焊接机器人自身重量的同时，在对连杆进行长度调节时有足够的强度，如此可以通过调节焊接机器人连杆长度的大小，调整其工作半径以适应不同大小零件的焊接工作。增加焊接机器人柔性化作业要求。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (2)

1.一种焊接机器人，包括多个连杆，连杆固定连接有机器人活动关节，其特征在于，所述连杆两端设有连接端头（1），两个连接端头（1）相互朝向的一侧均设有端面支撑环（2），端面支撑环（2）侧面设有多个圆周分布的转轴安装槽（22），转轴安装槽（22）内安装有第一转轴（4），第一转轴（4）上安装有第一支撑杆（31），连杆两端端面支撑环（2）之间设有多个中段支撑环（3），中段支撑环（3）侧面设有圆周分布的第二安装轴（35），第二安装轴（35）上活动安装有第二支撑杆（32），第一支撑杆（31）一端安装在第一转轴（4）上,另一端与第二支撑杆（32）活动连接，两个相邻第二支撑杆（32）之间通过安装轴活动安装；中段支撑环（3）中心开设有第一通孔（36）；

所述端面支撑环（2）上设有第一安装槽（21），第一转轴（4）通过安装轴承（41）活动安装在转轴安装槽（22）内，第一转轴（4）下方设有螺纹抵触槽（42），第一安装槽（21）内安装有同步调节环（6），同步调节环（6）侧面设有圆周分布且可伸缩的导向抵触块（66），导向抵触块（66）穿过螺纹抵触槽（42）；

所述端面支撑环（2）上圆周分布有12个第一转轴（4）；

所述第一支撑杆（31）固定安装在第一转轴（4）上；

所述同步调节环（6）包括两个水平设置的支撑壳体（61），两个支撑壳体（61）之间设有圆周分布的齿轮安装块（62），齿轮安装块（62）上活动安装有齿轮安装轴（63），齿轮安装轴（63）上固定安装有第一齿轮（64），齿轮安装块（62）内设有第一齿条（65），第一齿条（65）与第一齿轮（64）相互啮合，导向抵触块（66）固定安装在第一齿条（65）上；

所述支撑壳体（61）之间设有导向安装块（69），导向安装块（69）和齿轮安装块（62）上均设有导向座（70），第一齿条（65）活动安装在导向座（70）内；

所述两个齿轮安装轴（63）之间通过万向联轴器（7）进行连接，万向联轴器（7）包括连接公头（71）和连接母头（72），连接公头（71）和连接母头（72）分别固定安装在齿轮安装轴（63）两侧的端面上；

所述第一齿条（65）远离导向抵触块（66）的一端设有抵触凸台（67），抵触凸台（67）端面固定安装有抵触固定盘（68），端面支撑环（2）中心开设有通孔，通孔内设有往复运动的调节活塞柱（5），调节活塞柱（5）侧面设有圆周分布的导向斜槽（52），导向斜槽（52）下部设有抵触斜槽（53），所述抵触凸台（67）活动安装在导向斜槽（52）内，抵触固定盘（68）活动安装在抵触斜槽（53）内；

所述端面支撑环（2）内设有第一滑槽（23），第一齿条（65）活动安装在第一滑槽（23）内。

2.一种焊接系统，其特征在于，所述焊接系统包括系统底座（81），系统底座（81）上活动安装有旋转底座（82），旋转底座（82）通过电机进行驱动旋转，旋转底座（82）上固定安装有夹具机器人（84）和权利要求1所述的焊接机器人，夹具机器人（84）上设有夹具臂（85），夹具臂（85）两端设有固定夹盘（86），固定夹盘（86）通过电机驱动旋转。

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