CN116117397A - 一种基于传感器的机器人焊接装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于传感器的机器人焊接装置，包括底板、传输装置、活动加工板、收集箱以及支架，传输装置、收集箱以及支架均设于底板上，支架上设有清洁机构和机器人臂焊接机构，活动加工板活动连接于支架上，传输装置上设有传输带，传输带上设有两个以上定位条。本发明能够对工件进行多重清洁，第一气缸和第二气缸控制电器座的竖直方向和水平方向的运动，从而使焊接头对两个工件进行焊接，且电器座往上移动复位时会带动焊接好的两个工件沿着倾斜的活动加工板滑落至收集箱内进行自动收集，整个装置设计巧妙，联动性高。
Description
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，具体涉及一种基于传感器的机器人焊接装置。
背景技术
焊接也称作熔接、镕接，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，现代焊接的能量来源有很多种，包括气体焰、电弧、激光、电子束、摩擦和超声波等，能量从焊接头处涌出作用于工件表面从而进行焊接。
为了取得较好的焊接效果，需要在焊接前将工件表面清洁干净，减少灰尘碎屑对焊缝的影响。但是目前的焊接装置仅仅具有简单的焊接功能，在焊接前需要手动清洁，降低了焊接的效率。
发明内容
针对上述技术问题，本发明旨在提供一种基于传感器的机器人焊接装置，为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案来实现：
一种基于传感器的机器人焊接装置，包括底板、传输装置、活动加工板、收集箱以及支架，传输装置、收集箱以及支架均设于底板上，支架上设有清洁机构和机器人臂焊接机构，活动加工板活动连接于支架上，传输装置上设有传输带，传输带上设有两个以上定位条。
有益地，所述支架包括两个立板和顶板，两个立板均固接于底板上，两个立板通过顶板连接；
清洁机构包括滑板、电机、传感器、第一弹性件、支撑片、风机、连接条、轻质传动块、清洁转盘、传液块以及刷毛，滑板滑动连接于后方立板上，支撑片和风机均固接于后方立板上，滑板通过第一弹性件和支撑片连接，轻质传动块通过连接条连接于滑板底壁，轻质传动块底壁呈流线曲面形状，轻质传动块顶壁呈平面形状；
电机和传感器镶嵌于滑板底壁，清洁转盘固接于电机的动力输出轴下端，清洁转盘顶壁开设有环形通道，传液块固接于清洁转盘底壁，环形通道和清洁转盘连接，两个以上刷毛固接于传液块底壁。
有益地，所述清洁机构还包括水箱、进水管、离心式水泵以及出水管，水箱固接于所述底板底壁，离心式水泵通过进水管和水箱连接，出水管固接于离心式水泵上，出水管一端延伸至所述环形通道内，离心式水泵内开设有传水腔，传水腔内转动连接有轮毂，轮毂上固接有第一转叶和转条，转条延伸至离心式水泵外部，转条上固接有第二转叶，第二转叶位于离心式水泵外部。
有益地，所述轻质传动块以及所述离心式水泵均位于所述风机和所述传输带之间，所述风机出风口朝向所述轻质传动块以及所述离心式水泵。
有益地，所述轻质传动块为空心结构，轻质传动块由塑料制成。
有益地，所述传感器是测距传感器。
有益地，所述机器人臂焊接机构包括第一气缸、第二气缸、电器座、焊接头以及两个传动机构，第一气缸固接于所述顶板底壁，第二气缸滑动连接于顶板底壁，第一气缸上的第一活塞杆和第二气缸固接，电器座固接于第二气缸的第二活塞杆上，焊接头固接于电器座上；
传动机构包括齿条、推块、支撑板、直齿轮、转环、延伸板、螺纹杆以及第一传动块；
齿条滑动连接于其中一个所述立板上，支撑板固接于立板上，支撑板上开设有通孔，转环转动连接于支撑板上，直齿轮固接于转环上，直齿轮上开设有螺纹孔，直齿轮和齿条啮合，延伸板固接于电器座上，螺纹杆固接于延伸板底壁，螺纹杆下端依次穿过螺纹孔、转环以及通孔，螺纹杆和螺纹孔螺纹连接，第一传动块固接于螺纹杆下端，第一传动块一侧壁呈斜面状；
活动加工板通过转轴转动连接于两个立板之间，后方立板上固接有承托条，承托条和活动加工板底壁相抵，活动加工板底壁固接有隔条，隔条上设有两个推动机构，推动机构包括第二弹性件以及第二传动块，第二传动块通过第二弹性件和隔条连接，第二传动块滑动连接于活动加工板底壁，第二传动块一侧壁呈斜面状。
有益地，所述底板内设有处理模块，所述收集箱内底壁设有缓冲垫。
本发明具有以下有益效果为：
本发明通过风机产生的风，能够对工件进行初步清洁，再利用流速影响压强的原理，利用压强差带动轻质传动块和清洁转盘下移，测距传感器和处理模块自动识别是否发生下移，并控制清洁转盘转动对工件进行转动擦拭清洁，离心式水泵上的第二转叶被风吹动，从而使离心式水泵进行抽水，把水抽至清洁转盘的刷毛上，湿润的刷毛能够提高清洁能力，一个风机实现多种功能；第一气缸和第二气缸控制电器座的竖直方向和水平方向的运动，从而使焊接头对两个工件进行焊接，且电器座往上移动复位时会带动焊接好的两个工件沿着倾斜的活动加工板滑落至收集箱内进行自动收集，整个装置设计巧妙，联动性高。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本发明一种基于传感器的机器人焊接装置的结构示意图；
图2是本发明图1中机器人臂焊接机构的左视图；
图3是本发明图1中清洁机构的左视图；
图4是本发明图1中离心式水泵的右视图；
图5是本发明图1中轻质传动块的立体图。
附图标记：底板1，传输装置2，传输带3，定位条4，工件5，立板6，滑板7，电机8，动力输出轴9，传感器10，第一弹性件11，支撑片12，风机13，连接条14，轻质传动块15，清洁转盘16，环形通道17，传液块18，刷毛19，水箱20，进水管21，离心式水泵22，传水腔23，轮毂24，第一转叶25，转条26，第二转叶27，出水管28，齿条29，推块30，支撑板31，通孔32，直齿轮33，螺纹孔34，转环35，活动加工板36，转轴361，隔条37，第二弹性件38，第二传动块39，顶板40，第一气缸41，第一活塞杆42，第二气缸43，第二活塞杆44，电器座45，焊接头451，延伸板46，螺纹杆47，第一传动块48，承托条49，收集箱50。
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。
本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者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。此外，“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。
本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限制，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1-图5所示，一种基于传感器的机器人焊接装置，包括底板1、传输装置2、活动加工板36、收集箱50以及支架，传输装置2、收集箱50以及支架均设于底板1上，支架上设有清洁机构和机器人臂焊接机构，活动加工板36活动连接于支架上，传输装置2上设有传输带3，传输带3上设有两个以上定位条4。
根据本发明的一种可选的实施方式中，所述支架包括两个立板6和顶板40，两个立板6均固接于底板1上，两个立板6通过顶板40连接；
清洁机构包括滑板7、电机8、传感器10、第一弹性件11、支撑片12、风机13、连接条14、轻质传动块15、清洁转盘16、传液块18以及刷毛19，滑板7滑动连接于后方立板6上，支撑片12和风机13均固接于后方立板6上，滑板7通过第一弹性件11和支撑片12连接，轻质传动块15通过连接条14连接于滑板7底壁，轻质传动块15底壁呈流线曲面形状，轻质传动块15顶壁呈平面形状，电机8和传感器10镶嵌于滑板7底壁，清洁转盘16固接于电机8的动力输出轴9下端，清洁转盘16顶壁开设有环形通道17，传液块18固接于清洁转盘16底壁，环形通道17和清洁转盘16连接，两个以上刷毛19固接于传液块18底壁。
电机8是把电能转换成机械能的一种装置，它是利用通电线圈产生旋转磁场并作用于转子形成磁电动力旋转扭矩。
根据本发明的一种可选的实施方式中，所述清洁机构还包括水箱20、进水管21、离心式水泵22以及出水管28，水箱20固接于所述底板1底壁，离心式水泵22通过进水管21和水箱20连接，出水管28固接于离心式水泵22上，出水管28一端延伸至所述环形通道17内，离心式水泵22内开设有传水腔23，传水腔23内转动连接有轮毂24，轮毂24上固接有第一转叶25和转条26，转条26延伸至离心式水泵22外部，转条26上固接有第二转叶27，第二转叶27位于离心式水泵22外部。
根据本发明的一种可选的实施方式中，所述轻质传动块15以及所述离心式水泵22均位于所述风机13和所述传输带3之间，所述风机13出风口朝向所述轻质传动块15以及所述离心式水泵22。
根据本发明的一种可选的实施方式中，所述轻质传动块15为空心结构，轻质传动块15由塑料制成。
根据本发明的一种可选的实施方式中，所述传感器10是测距传感器。
根据本发明的一种可选的实施方式中，所述机器人臂焊接机构包括第一气缸41、第二气缸43、电器座45、焊接头451以及两个传动机构，第一气缸41固接于所述顶板40底壁，第二气缸43滑动连接于顶板40底壁，第一气缸41上的第一活塞杆42和第二气缸43固接，电器座45固接于第二气缸43的第二活塞杆44上，焊接头451固接于电器座45上；
传动机构包括齿条29、推块30、支撑板31、直齿轮33、转环35、延伸板46、螺纹杆47以及第一传动块48，齿条29滑动连接于其中一个所述立板6上，支撑板31固接于立板6上，支撑板31上开设有通孔32，转环35转动连接于支撑板31上，直齿轮33固接于转环35上，直齿轮33上开设有螺纹孔34，直齿轮33和齿条29啮合，延伸板46固接于电器座45上，螺纹杆47固接于延伸板46底壁，螺纹杆47下端依次穿过螺纹孔34、转环35以及通孔32，螺纹杆47和螺纹孔34螺纹连接，第一传动块48固接于螺纹杆47下端，第一传动块48一侧壁呈斜面状；
活动加工板36通过转轴361转动连接于两个立板6之间，后方立板6上固接有承托条49，承托条49和活动加工板36底壁相抵，活动加工板36底壁固接有隔条37，隔条37上设有两个推动机构，推动机构包括第二弹性件38以及第二传动块39，第二传动块39通过第二弹性件38和隔条37连接，第二传动块39滑动连接于活动加工板36底壁，第二传动块39一侧壁呈斜面状。
根据本发明的一种可选的实施方式中，所述底板1内设有处理模块，所述收集箱50内底壁设有缓冲垫。处理模块是一种具有控制功能和数据分析功能的模块。
实施过程：把两个工件5放在传输带3上，且均和同一个定位条4相抵，传输带3把两个工件5往右传送，开启风机13，风机13产生风，对工件5表面的灰尘进行吹走，风吹过轻质传动块15，由于轻质传动块15底壁呈流线曲面形状，轻质传动块15顶壁呈平面形状，风经过轻质传动块15底壁的流速较大，压强较小，风经过轻质传动块15顶壁的流速较小，压强较大，因此轻质传动块15会在压强差的存在下被大气压力往下压动，从而带动滑板7克服第一弹性件11的弹力往下移动，从而使清洁转盘16往下移动，刷毛19和两个工件5相抵，测距传感器检测到距离支撑片12的距离值变小至设定值后，处理模块控制电机8开启，电机8的动力输出轴9转动，从而带动清洁转盘16转动，清洁转盘16上的刷毛19对工件5进行擦拭，提高清洁效果，风机13的风还会吹动转条26上方的第二转叶27进行转动，从而带动转条26、轮毂24以及第一转叶25转动，从而使第一转叶25通过离心力抽取水箱20内的水，水经过进水管21、传水腔23、出水管28进入环形通道17内，使传液块18浸湿，传液块18把水传递至刷毛19上，湿润的刷毛19能够进一步提高对工件5的清洁能力。工件5离开后，风机13停止运行，滑板7在第一弹性件11的弹力作用下上移复位，测距传感器检测与支撑片12之间的距离值变大至设定值后，则会控制电机8停止运行，防止浪费电力。
两个工件5传递至传输带3右侧边缘时，会被传输带3传送至活动加工板36上，两个工件5会由于众多因素，送至活动加工板36上时不会很好地相抵在一起，例如初始放置两个工件5时的位置、传送带3的震动、传送带3传送产生的偏移以及传送带3和活动加工板36之间过渡区域的缝隙和高度差。
控制第二气缸43上的第二活塞杆44伸长，从而使电器座45下降，电器座45带动两个螺纹杆47和焊接头451下降，由于螺纹杆47和螺纹孔34螺纹连接，螺纹杆47下降时会带动直齿轮33和转环35转动，直齿轮33带动齿条29往活动加工板36方向移动，两个齿条29相互靠近，从而使两个推块30把两个工件5推至相抵以便于焊接，第一传动块48的斜面和第二传动块39的斜面相抵后，把第二传动块39往隔条37处推动，第一传动块48运动至第二传动块39下方时，第二传动块39在第二弹性件38弹力作用下复位，此时焊接头451和两个工件5交接处接触，焊接头451开始工作，对两个工件5进行焊接，第一气缸41上的第一活塞杆42先伸长，推动第二气缸43使焊接头451在两个工件5的交接处移动进行焊接，第一气缸41上的第一活塞杆42再缩短，使第二气缸43和焊接头451复位，复位过程中焊接头451再次对两个工件5进行焊接，提高焊接稳定性，第二活塞杆44缩短复位，第一传动块48上移时会带动第二传动块39往上移动，从而使活动加工板36围绕着转轴361进行转动，从而使活动加工板36倾斜，两个焊接于一体的工件5在重力作用下滑落至收集箱50内进行收集，缓冲垫能够对工件5进行缓冲防止损坏，活动加工板36转动到一定角度后，第二传动块39会和第一传动块48脱离相抵，活动加工板36在重力作用下反转，直至和承托条49相抵，完成复位。
利用上述原理，对下一对工件5进行焊接。
测距传感器型号可以选择SPT-JCS2002。
本发明通过风机13产生的风，能够对工件5进行初步清洁，再利用流速影响压强的原理，利用压强差带动轻质传动块15和清洁转盘16下移，测距传感器和处理模块自动识别是否发生下移，并控制清洁转盘16转动对工件5进行转动擦拭清洁，离心式水泵22上的第二转叶27被风吹动，从而使离心式水泵22进行抽水，把水抽至清洁转盘16的刷毛19上，湿润的刷毛19能够提高清洁能力，一个风机13实现多种功能；第一气缸41和第二气缸43控制电器座45的竖直方向和水平方向的运动，从而使焊接头451对两个工件5进行焊接，且电器座45往上移动复位时会带动焊接好的两个工件5沿着倾斜的活动加工板36滑落至收集箱50内进行自动收集，整个装置设计巧妙，联动性高。
本发明没有详细描述结构的部件、模块、机构以及装置等均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
Claims (8)
1.一种基于传感器的机器人焊接装置，其特征是，包括底板(1)、传输装置(2)、活动加工板(36)、收集箱(50)以及支架，传输装置(2)、收集箱(50)以及支架均设于底板(1)上，支架上设有清洁机构和机器人臂焊接机构，活动加工板(36)活动连接于支架上，传输装置(2)上设有传输带(3)，传输带(3)上设有两个以上定位条(4)。
2.根据权利要求1所述的一种基于传感器的机器人焊接装置，其特征是，所述支架包括两个立板(6)和顶板(40)，两个立板(6)均固接于底板(1)上，两个立板(6)通过顶板(40)连接；
清洁机构包括滑板(7)、电机(8)、传感器(10)、第一弹性件(11)、支撑片(12)、风机(13)、连接条(14)、轻质传动块(15)、清洁转盘(16)、传液块(18)以及刷毛(19)，滑板(7)滑动连接于后方立板(6)上，支撑片(12)和风机(13)均固接于后方立板(6)上，滑板(7)通过第一弹性件(11)和支撑片(12)连接，轻质传动块(15)通过连接条(14)连接于滑板(7)底壁，轻质传动块(15)底壁呈流线曲面形状，轻质传动块(15)顶壁呈平面形状，电机(8)和传感器(10)镶嵌于滑板(7)底壁，清洁转盘(16)固接于电机(8)的动力输出轴(9)下端，清洁转盘(16)顶壁开设有环形通道(17)，传液块(18)固接于清洁转盘(16)底壁，环形通道(17)和清洁转盘(16)连接，两个以上刷毛(19)固接于传液块(18)底壁。
3.根据权利要求2所述的一种基于传感器的机器人焊接装置，其特征是，所述清洁机构还包括水箱(20)、进水管(21)、离心式水泵(22)以及出水管(28)，水箱(20)固接于所述底板(1)底壁，离心式水泵(22)通过进水管(21)和水箱(20)连接，出水管(28)固接于离心式水泵(22)上，出水管(28)一端延伸至所述环形通道(17)内，离心式水泵(22)内开设有传水腔(23)，传水腔(23)内转动连接有轮毂(24)，轮毂(24)上固接有第一转叶(25)和转条(26)，转条(26)延伸至离心式水泵(22)外部，转条(26)上固接有第二转叶(27)，第二转叶(27)位于离心式水泵(22)外部。
4.根据权利要求3所述的一种基于传感器的机器人焊接装置，其特征是，所述轻质传动块(15)以及所述离心式水泵(22)均位于所述风机(13)和所述传输带(3)之间，所述风机(13)出风口朝向所述轻质传动块(15)以及所述离心式水泵(22)。
5.根据权利要求4所述的一种基于传感器的机器人焊接装置，其特征是，所述轻质传动块(15)为空心结构，轻质传动块(15)由塑料制成。
6.根据权利要求5所述的一种基于传感器的机器人焊接装置，其特征是，所述传感器(10)是测距传感器。
7.根据权利要求1所述的一种基于传感器的机器人焊接装置，其特征是，所述机器人臂焊接机构包括第一气缸(41)、第二气缸(43)、电器座(45)、焊接头(451)以及两个传动机构，第一气缸(41)固接于所述顶板(40)底壁，第二气缸(43)滑动连接于顶板(40)底壁，第一气缸(41)上的第一活塞杆(42)和第二气缸(43)固接，电器座(45)固接于第二气缸(43)的第二活塞杆(44)上，焊接头(451)固接于电器座(45)上；
传动机构包括齿条(29)、推块(30)、支撑板(31)、直齿轮(33)、转环(35)、延伸板(46)、螺纹杆(47)以及第一传动块(48)，齿条(29)滑动连接于其中一个所述立板(6)上，支撑板(31)固接于立板(6)上，支撑板(31)上开设有通孔(32)，转环(35)转动连接于支撑板(31)上，直齿轮(33)固接于转环(35)上，直齿轮(33)上开设有螺纹孔(34)，直齿轮(33)和齿条(29)啮合，延伸板(46)固接于电器座(45)上，螺纹杆(47)固接于延伸板(46)底壁，螺纹杆(47)下端依次穿过螺纹孔(34)、转环(35)以及通孔(32)，螺纹杆(47)和螺纹孔(34)螺纹连接，第一传动块(48)固接于螺纹杆(47)下端，第一传动块(48)一侧壁呈斜面状；
活动加工板(36)通过转轴(361)转动连接于两个立板(6)之间，后方立板(6)上固接有承托条(49)，承托条(49)和活动加工板(36)底壁相抵，活动加工板(36)底壁固接有隔条(37)，隔条(37)上设有两个推动机构，推动机构包括第二弹性件(38)以及第二传动块(39)，第二传动块(39)通过第二弹性件(38)和隔条(37)连接，第二传动块(39)滑动连接于活动加工板(36)底壁，第二传动块(39)一侧壁呈斜面状。
8.根据权利要求1-7任一所述的一种基于传感器的机器人焊接装置，其特征是，所述底板(1)内设有处理模块，所述收集箱(50)内底壁设有缓冲垫。
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