CN115922179A - 焊接机械臂、焊接设备、焊接方法、计算机设备及介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种焊接机械臂、焊接设备、焊接方法、计算机设备及介质，其中，焊接机械臂包括焊接组件，还包括焊枪移动机构、工件夹紧组件与工件转动组件；所述工件夹紧组件包括第一工件夹紧装置、以及与其连接的第二工件夹紧装置，第一工件放置在第一工件夹紧装置上，并套设在第二工件夹紧装置的外侧；在第二工件夹紧装置中包括位移螺丝，将第二工件套设在第二工件夹紧装置的外侧，对位移螺丝进行旋转后，以将第二工件移动至靠近第一工件的位置。本发明不但可以减小两个工件之间的缝隙，还可以省去焊接前对两个工件进行对齐、找正等操作工序，从而简化焊接步骤，降低劳动强度。

Description

焊接机械臂、焊接设备、焊接方法、计算机设备及介质

技术领域

本发明涉及焊接领域，尤其是一种焊接机械臂、焊接设备、焊接方法、计算机设备及介质。

背景技术

焊接是通过加热，使同性或异性两工件产生原子间结合的加工工艺和连接方式。

目前，现有的自动焊接设备在对工件进行自动焊接前需要人工进行找正、对齐、固定等工序，然后再通过自动焊接设备对工件进行焊接。由于现有的自动焊接设备只适用于对单个部件、单个位置进行焊接操作，当需要对多个零件、多个位置进行焊接，就需要频繁进行手动找正、对齐、固定等操作，不但导致工作变得更加复杂，还增加了劳动强度。

发明内容

针对上述问题中存在的不足之处，本发明提供一种可以减小两个工件之间的缝隙，还可以省去焊接前对两个工件进行对齐、找正等操作工序，从而简化焊接步骤，降低劳动强度的焊接机械臂、焊接设备、焊接方法、计算机设备及介质。

为实现上述目的，本发明提供一种焊接机械臂，包括焊接组件，还包括焊枪移动机构、工件夹紧组件与工件转动组件；

所述工件夹紧组件包括第一工件夹紧装置、以及与其连接的第二工件夹紧装置，第一工件放置在第一工件夹紧装置上，并套设在第二工件夹紧装置的外侧；

在第二工件夹紧装置中包括位移螺丝，将第二工件套设在第二工件夹紧装置的外侧，对位移螺丝进行旋转后，以将第二工件移动至靠近第一工件的位置。

优选的，所述焊枪移动机构与所述焊枪组件连接，以驱使所述焊枪组件进行垂直方向的反复运动；

所述工件转动组件与所述第一工件夹紧装置连接，以驱使所述第一工件夹紧装置、所述第一工件与所述第二工件进行水平方向的转动，以通过所述焊枪组件完成焊接操作。

优选的，所述焊枪移动机构包括Z轴移动滑台，Z轴移动滑台的一端与所述焊枪组件连接。

优选的，所述焊枪移动机构还包括Z轴直线模组，所述Z轴移动滑台设置在Z轴直线模组的正面，并与Z轴直线模组滑动连接；

所述Z轴移动滑台在Z轴直线模组上进行垂直方向的上下运动，以带动所述焊枪组件进行垂直方向的上下运动。

优选的，所述工件转动组件包括旋转盘、与位于其下方位置的变位装置；

变位装置带动旋转盘进行水平方向的转动，同时带动所述第一夹紧装置、所述第二夹紧装置、所述第一工件与所述第二工件同时进行水平方向的转动。

本发明还提供一种焊接设备，其特征在于，包括主框架、以及设置在主框架上的X轴移动模组、Y轴移动模组、控制组件以及上述的焊接机械臂；

X轴移动模组、Y轴移动模组、所述焊接机械臂中的焊枪移动机构形成焊枪移动组件；

控制组件包括控制器、以及设置在控制器上的触控屏。

优选的，所述控制器中包括可编程控制器与脉冲发生器。

本发明还提供一种焊接方法，采用上述的焊接设备，其焊接方法包括以下步骤：

将第一工件摆放在第一夹紧装置上，并使得第二夹紧装置贯穿第一工件的内部，且延伸至第一工件的外侧；

将第二工件套设在第二夹紧装置的外侧，使得第二工件的底部边沿靠近第一工件的顶部边沿；

通过触控屏将工件图纸上相贯线的点坐标数据输入控制器中，以生成焊接指令；

焊枪移动组件在控制器的操控下，根据焊接指令将焊枪移动至第一工件与第二工件之间焊缝的起点位置；

变位装置在控制器的操控下，根据焊接指令带动旋转盘、第一夹紧装置、第一工件与第二工件进行水平方向的转动，使得焊缝由起点位置移动至终点位置，同时，焊枪根据焊接位置进行垂直方向的反复运动，以完成对焊缝的焊接操作。

本发明还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述焊接方法的步骤。

本发明还提供一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述焊接方法的步骤。

与现有技术相比，本发明具有以下优点之一：

通过第二夹紧装置中的位移螺丝，使得第二工件能够移动至靠近第一工件的位置，不但可以减小两个工件之间的缝隙，还可以省去焊接前对两个工件进行对齐、找正等操作工序，从而简化焊接步骤，降低劳动强度；

通过增设第二夹紧装置，可以将第二工件快速、准确的定位在第一工件上；

焊枪可以进行轴向方向的位置调节，也可以进行径向方向的角度调节，从而实现对由不同管径的相贯线焊接；

通过采用本发明的自动焊接机械臂，在自动焊接过程中，工件不论是否受热变形，始终处于紧固状态，不发生重复焊接过程，可有效解决多次夹紧、多次重复焊接导致因受热变形焊偏、焊口不规则、漏焊、虚焊、质量差、成品率低的问题。

附图说明

图1为本发明中焊接机械臂的结构图；

图2为本发明中焊接设备的结构图。

主要附图标记内容如下：

1-主框架；101-中梁；102-下框部；103-上框架；104-框架部；2-变位装置；3-旋转盘；4-第一工件夹紧装置；41-第二工件夹紧装置；5-第一工件；51-第二工件；6-焊枪；7-焊枪调节支架；8-Z轴移动滑台；9-Z轴直线模组；10-Y轴移动模组；11-X轴移动模组；110-X轴直线模组a；111-X轴直线模组b；12-控制器；121-触控屏。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供的自动焊接机械臂由上至下依次包括焊枪移动机构、焊枪组件、工件夹紧组件与工件转动组件。

焊枪移动机构与焊枪组件连接，以驱使焊枪组件进行垂直方向的反复运动。

工件夹紧组件与工件转动组件连接，焊枪移动机构与工件夹紧组件之间的区域用于放置待焊接工件。

焊枪移动机构主要包括Z轴移动滑台8。

焊枪组件包括焊枪调节支架7与焊枪6。焊枪调节支架7的上端部与Z轴移动滑台8连接，焊枪调节支架7的下端部与焊枪6连接。

其中，Z轴移动滑台8可以带动焊枪调节支架7进行垂直方向的上下运动，与此同时，焊枪调节支架7可以驱使焊枪6进行径向方向的角度调节，也可以进行轴向方向的位置调节。

在本实施例中，焊枪6通过紧固螺栓与焊枪调节支架7固定连接。当松开紧固螺栓后，焊枪6可以进行轴向方向的位置调节，也可以进行径向方向的角度调节，从而实现对由不同管径的相贯线焊接。

另外，焊枪移动机构中还包括Z轴直线模组9。Z轴移动滑台8设置在Z轴直线模组9的正面，并与Z轴直线模组9滑动连接。

其中，可通过外部的控制器驱使Z轴移动滑台8在Z轴直线模组9上进行垂直方向的上下运动，从而带动焊枪调节支架7与焊枪6进行垂直方向的上下运动。

待焊接工件被放置在工件夹紧组件上，通过工件转动组件可驱使工件夹紧组件沿水平方向转动。

其中，工件夹紧组件包括第一工件夹紧装置4、以及与其连接的第二工件夹紧装置41，且第二工件夹紧装置41位于第一夹紧装置的正上方。可将第一工件5放置在第一工件夹紧装置4上，并使得第二工件夹紧装置41贯穿于第一工件5的内部。可将第二工件51放置在第二工件夹紧装置41上，使得第二工件51位于第一工件5的上方位置，以使得通过焊枪6将第二工件51焊接在第一工件5上。

另外，在将第二工件51套设在第二工件夹紧装置41的外侧后，对工件夹紧装置41的位移螺丝进行旋转，从而对第二工件51施加压力，使得第一工件5能够靠近第二工件51的位置，或者使得第二工件51能够靠近第一工件5的位置。通过此种设计，可以省去焊接前对两个工件进行对齐、找正等操作工序，从而简化焊接步骤。

工件转动组件包括旋转盘3与位于其下方位置的变位装置2。

在本实施例中，旋转盘3采用固定连接方式被设置在变位装置2的顶部端面上，可防止旋转盘3由变位装置2的顶部脱离。

另外，可通过外部的控制器驱使变位装置2带动旋转盘3进行水平方向的转动，从而带动第一工件5与第二工件51同时进行水平方向的转动，以通过焊枪6对第一工件5与第二工件51之间的缝隙进行焊接，从而将第二工件51焊接在第一工件5上。

另外，在采用图1中记载的自动焊接机械臂后，在自动焊接过程中，工件不论是否受热变形，始终处于紧固状态，不发生重复焊接过程，可有效解决多次夹紧、多次重复焊接导致因受热变形焊偏、焊口不规则、漏焊、虚焊、质量差、成品率低的问题。

如图2所示，该焊接设备包括主框架1、X轴移动模组11、Y轴移动模组10、控制器12、触控屏121以及上述的自动焊接机械臂。

在本实施例中，X轴移动模组11、Y轴移动模组10、自动焊接机械臂中的焊枪移动机构形成焊枪移动组件。

主框架1包括框架部104、中梁101、上框部103与下框部102，上框部103位于框架部104的顶部端面，下框部102位于框架部104的底部端面，中梁101设置在框架部104上，且位于靠近上框部103的位置。

X轴移动模组11包括X轴直线模组a110与X轴直线模组b111，且X轴直线模组a110与X轴直线模组b111相对应的分别设置在中梁101上。其中，X轴直线模组a110与X轴直线模组b111均是朝向上框部103的位置。

X轴直线模组a110与X轴直线模组b111的长度均是小于中梁101的长度，且X轴直线模组a110与X轴直线模组b111均是沿X轴的方向被固定在中梁101的顶部表面。

Y轴移动模组10设置在X轴移动模组11的上端，且Y轴移动模组10的两端分别与X轴直线模组a110和X轴直线模组b111滑动连接。

Y轴移动模组10的长度大于或等于主框架1的宽度，且Y轴移动模组10沿X轴的方向被设置在X轴直线模组a110与X轴直线模组b111上，并与X轴直线模组a110和X轴直线模组b111滑动连接。

其中，Y轴移动模组10在控制器12的驱使下，可以沿X轴的方向在X轴直线模组a110和X轴直线模组b111上进行前后位置的移动。

Z轴直线模组9的后端面与Y轴移动模组10的前端面滑动连接。

其中，Z轴移动滑台8或Z轴直线模组9与Y轴移动模组10之间形成不小于90度的夹角。

其中，在控制器12的驱使下，Z轴直线模组9可以沿Y轴的方向在Y轴移动模组10上进行左右位置的移动，或者Z轴移动滑台8与Z轴直线模组9可以分别沿Z轴方向在Y轴移动模组10上进行上下位置的移动。

变位装置2的底部被固定在下框部102上。

在本实施例中，旋转盘采用固定连接方式被设置在变位装置的顶部端面上，可防止旋转盘由变位装置的顶部脱离。

控制器12被固定在主框架1上，其包括可编程控制器(PLC)、以及脉冲发生器。

在本实施例中，控制器12设置在主框架1的侧面，控制器12的顶部和侧壁分别与中梁101和框架部104连接。

触控屏121设置在控制器12的外壁面上，且面向主框架1的外侧。通过对触控屏121中的操作界面进行操作，可以对X轴移动模组11、Y轴移动模组10、Z轴移动滑台8或Z轴直线模组9的位置进行移动。还可以通过触控屏121输入第一工件与第二工件的尺寸数据，以解决焊接不同工件需要手动调整限位的问题。

另外，X轴直线模组a110和X轴直线模组b111在可编程控制器(PLC)控制下，驱使模组内丝杆转动，以操控Y轴移动模组10、Z轴移动滑台8、Z轴直线模组9、焊枪调节支架7以及焊枪6沿X轴的方向进行前后往返移动，从而实现精准定位和规则运动。

Y轴移动模组10在可编程控制器(PLC)控制下，驱使模组内丝杆转动，以操控Z轴移动滑台8、Z轴直线模组9、焊枪调节支架7以及焊枪6沿Y轴方向进行左右往返移动，从而实现精准定位和规则运动。

Z轴直线模组9在可编程控制器(PLC)控制下，驱使模组内丝杆转动，以操控Z轴移动滑台8、焊枪调节支架7以及焊枪6以Z轴方向进行上下往返移动，从而实现精准定位和规则运动。

Z轴移动滑台8在脉冲发生器的控制下，驱使模组内丝杆转动，以操控焊枪调节支架7以及焊枪6以Z轴方向进行上下往返移动，从而进行位置微调。

控制器12在可编程控制器(PLC)控制下，驱使变位装置2带动旋转盘3进行水平方向的转动，使得第一工件5与第二工件51也可以进行水平方向转动，以通过焊枪对第一工件5与第二工件51之间的缝隙进行焊接，从而将第二工件51焊接在第一工件5上。

本发明还提供一种焊接方法，采用图2中记载的自动焊接设备，其焊接方法包括以下步骤：

将第一工件摆放在第一夹紧装置上，并使得第二夹紧装置贯穿第一工件的内部，且延伸至第一工件的外侧；

将第二工件套设在第二夹紧装置的外侧，使得第二工件的底部边沿靠近第一工件的顶部边沿；

通过触控屏将工件图纸上相贯线的点坐标数据输入控制器中，以生成焊接指令；

焊枪移动组件在控制器的操控下，根据焊接指令将焊枪移动至第一工件与第二工件之间焊缝的起点位置；

变位装置在控制器的操控下，根据焊接指令带动旋转盘、第一夹紧装置、第一工件与第二工件进行水平方向的转动，使得焊缝由起点位置移动至终点位置，同时，焊枪根据焊接位置进行垂直方向的反复运动，以完成对焊缝的焊接操作。

本发明还提供一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储上述焊接方法中会用到的数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现上述的焊接方法。

本发明还提供一种计算机可读的介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述的焊接方法。

计算机可读的存储介质可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序等；存储数据区可存储根据区块链节点的使用所创建的数据等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，对发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种焊接机械臂，包括焊接组件，其特征在于，还包括焊枪移动机构、工件夹紧组件与工件转动组件；

所述工件夹紧组件包括第一工件夹紧装置、以及与其连接的第二工件夹紧装置，第一工件放置在第一工件夹紧装置上，并套设在第二工件夹紧装置的外侧；

在第二工件夹紧装置中包括位移螺丝，将第二工件套设在第二工件夹紧装置的外侧，对位移螺丝进行旋转后，以将第二工件移动至靠近第一工件的位置。

2.根据权利要求1所述的焊接机械臂，其特征在于，所述焊枪移动机构与所述焊枪组件连接，以驱使所述焊枪组件进行垂直方向的反复运动；

所述工件转动组件与所述第一工件夹紧装置连接，驱使所述第一工件夹紧装置、所述第一工件与所述第二工件进行水平方向的转动，以通过所述焊枪组件完成焊接操作。

3.根据权利要求2所述的焊接机械臂，其特征在于，所述焊枪移动机构包括Z轴移动滑台，Z轴移动滑台的一端与所述焊枪组件连接。

4.根据权利要求3所述的焊接机械臂，其特征在于，所述焊枪移动机构还包括Z轴直线模组，所述Z轴移动滑台设置在Z轴直线模组的正面，并与Z轴直线模组滑动连接；

所述Z轴移动滑台在Z轴直线模组上进行垂直方向的上下运动，以带动所述焊枪组件进行垂直方向的上下运动。

5.根据权利要求4所述的焊接机械臂，其特征在于，所述工件转动组件包括旋转盘、与位于其下方位置的变位装置；

变位装置带动旋转盘进行水平方向的转动，同时带动所述第一夹紧装置、所述第二夹紧装置、所述第一工件与所述第二工件同时进行水平方向的转动。

6.一种焊接设备，其特征在于，包括主框架、以及设置在主框架上的X轴移动模组、Y轴移动模组、控制组件以及权利要求1至5中任一所述的焊接机械臂；

X轴移动模组、Y轴移动模组、所述焊枪移动机构形成焊枪移动组件；

控制组件包括控制器、以及设置在控制器上的触控屏。

7.根据权利要求6所述的焊接设备，其特征在于，所述控制器中包括可编程控制器与脉冲发生器。

8.一种焊接方法，其特征在于，采用权利要求6或权利要求7中所述的焊接设备，其焊接方法包括以下步骤：

将第一工件摆放在第一夹紧装置上，并使得第二夹紧装置贯穿第一工件的内部，且延伸至第一工件的外侧；

将第二工件套设在第二夹紧装置的外侧，使得第二工件的底部边沿靠近第一工件的顶部边沿；

通过触控屏将工件图纸上相贯线的点坐标数据输入控制器中，以生成焊接指令；

焊枪移动组件在控制器的操控下，根据焊接指令将焊枪移动至第一工件与第二工件之间焊缝的起点位置；

变位装置在控制器的操控下，根据焊接指令带动旋转盘、第一夹紧装置、第一工件与第二工件进行水平方向的转动，使得焊缝由起点位置移动至终点位置，同时，焊枪根据焊接位置进行垂直方向的反复运动，以完成对焊缝的焊接操作。

9.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求8所述焊接方法的步骤。

10.一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求8所述焊接方法的步骤。

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