CN116372323B - 一种工业智能焊接机器人及驱控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种工业智能焊接机器人及驱控方法，包括底座，底座上固定安装有对称设置的两个立柱和两个T型导轨；两个立柱的顶部共同水平固定连接有支撑梁，支撑梁上安装有两个平移机构，两个平移机构的底部分别安装有坡口成型机构和焊接组件；两个T型导轨上安装有可水平移动的两个活动台，底座上还安装有板件限位机构，本发明涉及焊接机器人技术领域。本发明，解决焊接处只能保证板件的上方焊接在一起，两个相互贴靠处的下方并不能充分焊接，使得焊接不牢固的问题。
Description
技术领域
本发明涉及焊接机器人技术领域，特别是涉及一种工业智能焊接机器人及驱控方法。
背景技术
两个板件在焊接时，将两个板件需要焊接的一侧相互贴靠，然后在两个板件的上方操作焊枪进行焊接，焊接处只能保证板件的上方焊接在一起，两个相互贴靠处的下方并不能充分焊接，使得焊接不牢固，所以我们提出了一种工业智能焊接机器人及驱控方法。
发明内容
为了解决焊接处只能保证板件的上方焊接在一起，两个相互贴靠处的下方并不能充分焊接，使得焊接不牢固的问题，本发明的目的是提供一种工业智能焊接机器人及驱控方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种工业智能焊接机器人，包括底座，底座上固定安装有对称设置的两个立柱和两个T型导轨；两个立柱的顶部共同水平固定连接有支撑梁，支撑梁上安装有两个平移机构，两个平移机构的底部分别安装有坡口成型机构和焊接组件；两个T型导轨上安装有可水平移动的两个活动台，底座上还安装有板件限位机构；
平移机构包括有用于在支撑梁上移动的第一U型框；
坡口成型机构包括有固定连接于其中一个第一U型框底部的第一液压缸，第一液压缸的底部为伸缩端，且伸缩端的底部安装有可旋转的打磨轮，打磨轮的两侧的外周开设有对称设置的两个环形坡面；
焊接组件包括有固定连接于另一个第一U型框底部的第二液压缸，第二液压缸的底部为伸缩端，且伸缩端的底部固定连接有连接块，连接块的底部安装有角度可调的自送丝焊枪；
活动台的顶面固定连接有U型支撑架，U型支撑架的内部设置有可升降的压紧板；
活动台与无杆气缸传动连接；
板件限位机构包括有可升降设置的限位板。
优选的，第一U型框的内壁通过转轴转动连接有两个支撑轮，两个支撑轮与支撑梁的顶面为滚动连接，第一U型框的侧壁固定安装有第一电机，第一电机的输出端轴接有设置于第一U型框内部的齿轮，支撑梁的底部开设有齿牙，且齿牙与齿轮啮合。
优选的，第一液压缸伸缩端的底部固定连接有第二U型框，第二U型框的侧部固定安装有第二电机，第二电机的输出端与打磨轮轴接，打磨轮位于第二U型框的内部。
优选的，连接块的底部固定连接有第三U型框，第三U型框的侧部固定安装有第三电机，第三电机的输出端与自送丝焊枪的侧部轴接；自送丝焊枪的顶部位于第三U型框的内部。
优选的，U型支撑架的顶面固定安装有若干个第一气缸，第一气缸的伸缩端竖直向下活动穿过U型支撑架，且伸缩端的底部与压紧板的顶面为固定连接。
优选的，活动台的底部固定连接有两个滑台，滑台的底部开设有T型滑槽，且T型滑槽的内壁与T型导轨的外壁为滑动配合；无杆气缸固定安装于底座上，无杆气缸传动台的顶面与活动台的底部为固定连接。
优选的，板件限位机构包括有固定设置于底座上的第二气缸，第二气缸的顶部为伸缩端，且伸缩端的顶部与限位板的底部为固定连接。
一种工业智能焊接机器人的驱控方法，包括有以下步骤：
步骤一，两个无杆气缸驱动两个活动台向外侧移动，限位板从活动台的下方漏出，然后升起限位板，限位板的顶面高出活动台的顶面，且限位板的底面低于活动台的顶面；
步骤二，将两个板件分别置于两个活动台上，朝向限位板的方向推动板件，将板件需要焊接的一侧贴靠在限位板的侧壁，同时压紧板下降压紧板件；
步骤三，两个限位板下降至低于活动台的底部，两个无杆气缸驱动两个活动台相向移动，将两个活动台上的两个板件需要焊接的一侧相互靠近；
步骤四，打磨轮旋转，第一液压缸驱动打磨轮下降，两个环形坡面与两个板件接触，平移机构通过第一U型框带动坡口成型机构移动，对两个板件的侧边打磨成型为坡口；
步骤五，再驱动两个活动台相向移动，两个板件的侧壁相互贴合；
步骤六，将自送丝焊枪倾斜，第二液压缸驱动自送丝焊枪下降，自送丝焊枪伸入两个板件的坡口之间；
步骤七，自送丝焊枪开始送丝焊接，焊丝与板件坡口均熔化，在坡口中形成熔池，平移机构带动焊接组件向前移动5mm-10mm，则自送丝焊枪的电极在坡口中向前移动5mm-10mm；然后平移机构反方向移动，将自送丝焊枪的电极在熔池反方向推送2.5mm-5mm，电极在坡口中向前移动5mm-10mm然后反方向推送2.5mm-5mm，依次循环进行焊接。
与现有技术相比，本发明实现的有益效果：
本发明，通过对板件的焊接面成型坡口，然后在两个板件的坡口中进行焊接，保证焊接面的底部也可以得到充分焊接，使得焊接更加牢固。
本发明，通过自送丝焊枪的电极在坡口中以进二退一的方式进行焊接，进二的过程中给熔池足够的冷却时间，退一使得熔池中的熔液被推送至已经冷却的表面，加厚坡口中的熔接面，使得焊接更加牢固。
本发明，通过板件需要焊接的一侧贴靠在限位板的侧壁，实现焊接面基准找直；
本发明，坡口成型和焊接可连续进行，大大提高了加工效率。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式来进一步详细说明本发明：
图1为本发明的整体的结构示意图；
图2为本发明的平移机构的结构示意图；
图3为本发明的坡口成型机构的结构示意图；
图4为本发明的焊接组件的结构示意图；
图5为本发明的活动台的结构示意图；
图6为本发明的压紧板的结构示意图；
图7为本发明的坡口成型的示意图。
图中：1-底座、2-立柱、3-T型导轨、4-支撑梁、5-平移机构、6-坡口成型机构、7-焊接组件、8-活动台、9-板件限位机构、501-第一U型框、502-支撑轮、503-第一电机、504-齿轮、601-第一液压缸、602-第二U型框、603-第二电机、604-环形坡面、605-打磨轮、701-第二液压缸、702-连接块、703-第三U型框、704-第三电机、705-自送丝焊枪、801-U型支撑架、802-第一气缸、803-滑台、804-无杆气缸、805-压紧板、901-第二气缸、902-限位板。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1至图7。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
本发明提供一种技术方案：一种工业智能焊接机器人及驱控方法，包括底座1，底座1上固定安装有对称设置的两个立柱2和两个T型导轨3；两个立柱2的顶部共同水平固定连接有支撑梁4，支撑梁4上安装有两个平移机构5，两个平移机构5的底部分别安装有坡口成型机构6和焊接组件7；两个T型导轨3上安装有可水平移动的两个活动台8，底座1上还安装有板件限位机构9；
平移机构5包括有开口为朝下设置的第一U型框501，第一U型框501的内壁通过转轴转动连接有两个支撑轮502，两个支撑轮502与支撑梁4的顶面为滚动连接，第一U型框501的侧壁固定安装有第一电机503，第一电机503的输出端轴接有设置于第一U型框501内部的齿轮504，支撑梁4的底部开设有齿牙，且齿牙与齿轮504啮合；支撑梁4穿过第一U型框501的内部，支撑梁4的两侧壁与第一U型框501的两侧内壁为滑动连接；第一电机503驱动齿轮504转动，在支撑梁4底部齿牙的配合下，使得第一U型框501移动，移动过程中，两个支撑轮502在支撑梁4的顶面滚动。
坡口成型机构6包括有第一液压缸601，第一液压缸601的底部为伸缩端，且伸缩端的底部固定连接有第二U型框602，第二U型框602的侧部固定安装有第二电机603，第二电机603的输出端轴接有设置于第二U型框602内部的打磨轮605，打磨轮605的两侧的外周开设有对称设置的两个环形坡面604；第一液压缸601的顶部与第一U型框501的底部为固定连接；
焊接组件7包括有第二液压缸701，第二液压缸701的底部为伸缩端，且伸缩端的底部固定连接有连接块702，连接块702的底部固定连接有第三U型框703，第三U型框703的侧部固定安装有第三电机704，第三电机704的输出端轴接有设置于第三U型框703内部的自送丝焊枪705；第二液压缸701的顶部与第一U型框501的底部为固定连接；
活动台8的顶面固定连接有U型支撑架801，U型支撑架801的顶面固定安装有若干个第一气缸802，第一气缸802的伸缩端竖直向下活动穿过U型支撑架801，且伸缩端的底部固定连接有压紧板805；活动台8的底部固定连接有两个滑台803，滑台803的底部开设有T型滑槽，且T型滑槽的内壁与T型导轨3的外壁为滑动配合；底座1上固定安装有无杆气缸804，无杆气缸804传动台的顶面与活动台8的底部为固定连接；
板件限位机构9包括有固定设置于底座1上的第二气缸901，第二气缸901的顶部为伸缩端，且伸缩端的顶部固定连接有限位板902。
一种工业智能焊接机器人的驱控方法，包括有以下步骤：
步骤一，两个无杆气缸804通过其传动台驱动两个活动台8向外侧移动，限位板902从活动台8的下方漏出，然后第二气缸901升起限位板902，限位板902的顶面高出活动台8的顶面，且限位板902的底面低于活动台8的顶面；
步骤二，将两个板件分别置于两个活动台8上，朝向限位板902的方向推动板件，将板件需要焊接的一侧贴靠在限位板902的侧壁，实现焊接面基准找直，同时第一气缸802驱动压紧板805下降压紧板件；
两个活动台8上也可放置多个小的焊接件，以实现批量焊接；
步骤三，再驱动两个限位板902下降至低于活动台8的底部，两个无杆气缸804驱动两个活动台8相向移动，将两个活动台8上的两个板件需要焊接的一侧相互靠近；
步骤四，第二电机603驱动打磨轮605旋转，第一液压缸601驱动打磨轮605下降，两个环形坡面604与两个板件接触，平移机构5通过第一U型框501的移动带动坡口成型机构6移动，对两个板件的侧边打磨成型为坡口，坡口成型示意图如图7；
步骤五，再驱动两个活动台8相向移动，两个板件的侧壁相互贴合；
步骤六，将第三电机704驱动自送丝焊枪705倾斜，第二液压缸701驱动自送丝焊枪705下降，自送丝焊枪705的电极伸入两个板件的坡口之间；
步骤七，自送丝焊枪705开始送丝焊接，焊丝与板件坡口均熔化，在坡口中形成熔池，平移机构5带动焊接组件7向前移动5mm-10mm，则自送丝焊枪705的电极在坡口中向前移动5mm-10mm；然后平移机构5反方向移动，将自送丝焊枪705的电极在熔池反方向推送2.5mm-5mm，电极在坡口中向前移动5mm-10mm然后反方向推送2.5mm-5mm，依次循环进行焊接；
倾斜的自送丝焊枪705使得其电极倾斜，倾斜的电极以便反方向推送熔池中的熔液；
步骤7的一种实施例，自送丝焊枪705开始送丝焊接，焊丝与板件坡口均熔化，在坡口中形成熔池，平移机构5带动焊接组件7向前移动5mm，则自送丝焊枪705的电极在坡口中向前移动5mm；然后平移机构5反方向移动，将自送丝焊枪705的电极在熔池反方向推送2.5mm，电极在坡口中向前移动5mm然后反方向推送2.5mm，依次循环进行焊接。
步骤7的另一实施例，自送丝焊枪705开始送丝焊接，焊丝与板件坡口均熔化，在坡口中形成熔池，平移机构5带动焊接组件7向前移动8mm，则自送丝焊枪705的电极在坡口中向前移动8mm；然后平移机构5反方向移动，将自送丝焊枪705的电极在熔池反方向推送4mm，电极在坡口中向前移动8mm然后反方向推送4mm，依次循环进行焊接。
步骤7的由一实施例，自送丝焊枪705开始送丝焊接，焊丝与板件坡口均熔化，在坡口中形成熔池，平移机构5带动焊接组件7向前移动10mm，则自送丝焊枪705的电极在坡口中向前移动10mm；然后平移机构5反方向移动，将自送丝焊枪705的电极在熔池反方向推送5mm，电极在坡口中向前移动10mm然后反方向推送5mm，依次循环进行焊接。
在具体实施过程过程中，自送丝焊枪705电极在坡口中以进二退一的方式进行焊接，进二的过程中给熔池足够的冷却时间，退一使得熔池中的熔液被推送至已经冷却的表面，加厚坡口中的熔接面，使得焊接更加牢固。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (5)
1.一种工业智能焊接机器人的驱控方法，其特征在于，实现工业智能焊接机器人的驱控方法所依托的结构特征包括以下内容：包括底座（1），所述底座（1）上固定安装有对称设置的两个立柱（2）和两个T型导轨（3）；两个所述立柱（2）的顶部共同水平固定连接有支撑梁（4），所述支撑梁（4）上安装有两个平移机构（5），两个所述平移机构（5）的底部分别安装有坡口成型机构（6）和焊接组件（7）；两个所述T型导轨（3）上安装有可水平移动的两个活动台（8），所述底座（1）上还安装有板件限位机构（9）；所述平移机构（5）包括有用于在支撑梁（4）上移动的第一U型框（501），所述第一U型框（501）的内壁通过转轴转动连接有两个支撑轮（502），两个支撑轮（502）与支撑梁（4）的顶面为滚动连接，所述第一U型框（501）的侧壁固定安装有第一电机（503），所述第一电机（503）的输出端轴接有设置于第一U型框（501）内部的齿轮（504），所述支撑梁（4）的底部开设有齿牙，且齿牙与齿轮（504）啮合；所述坡口成型机构（6）包括有固定连接于其中一个所述第一U型框（501）底部的第一液压缸（601），所述第一液压缸（601）的底部为伸缩端，且伸缩端的底部安装有可旋转的打磨轮（605），所述打磨轮（605）的两侧的外周开设有对称设置的两个环形坡面（604）；所述焊接组件（7）包括有固定连接于另一个所述第一U型框（501）底部的第二液压缸（701），所述第二液压缸（701）的底部为伸缩端，且伸缩端的底部固定连接有连接块（702），所述连接块（702）的底部安装有角度可调的自送丝焊枪（705）；所述活动台（8）的顶面固定连接有U型支撑架（801），所述U型支撑架（801）的内部设置有可升降的压紧板（805），所述活动台（8）的底部固定连接有两个滑台（803），所述滑台（803）的底部开设有T型滑槽，且T型滑槽的内壁与T型导轨（3）的外壁为滑动配合；所述活动台（8）与无杆气缸（804）传动连接，所述无杆气缸（804）固定安装于所述底座（1）上，所述无杆气缸（804）传动台的顶面与活动台（8）的底部为固定连接；所述板件限位机构（9）包括有可升降设置的两个限位板（902）；
工业智能焊接机器人的驱控方法步骤如下：
步骤一，两个无杆气缸（804）驱动两个活动台（8）向外侧移动，限位板（902）从活动台（8）的下方漏出，然后升起限位板（902），限位板（902）的顶面高出活动台（8）的顶面，且限位板（902）的底面低于活动台（8）的顶面；
步骤二，将两个板件分别置于两个活动台（8）上，朝向限位板（902）的方向推动板件，将板件需要焊接的一侧贴靠在限位板（902）的侧壁，同时压紧板（805）下降压紧板件；
步骤三，两个限位板（902）下降至低于活动台（8）的底部，两个无杆气缸（804）驱动两个活动台（8）相向移动，将两个活动台（8）上的两个板件需要焊接的一侧相互靠近；
步骤四，打磨轮（605）旋转，第一液压缸（601）驱动打磨轮（605）下降，两个环形坡面（604）与两个板件接触，平移机构（5）通过第一U型框（501）带动坡口成型机构（6）移动，对两个板件的侧边打磨成型为坡口；
步骤五，再驱动两个活动台（8）相向移动，两个板件的侧壁相互贴合；
步骤六，将自送丝焊枪（705）倾斜，第二液压缸（701）驱动自送丝焊枪（705）下降，自送丝焊枪（705）伸入两个板件的坡口之间；
步骤七，自送丝焊枪（705）开始送丝焊接，焊丝与板件坡口均熔化，在坡口中形成熔池，平移机构（5）带动焊接组件（7）向前移动5mm-10mm，则自送丝焊枪（705）的电极在坡口中向前移动5mm-10mm；然后平移机构（5）反方向移动，将自送丝焊枪（705）的电极在熔池反方向推送2.5mm-5mm，电极在坡口中向前移动5mm-10mm然后反方向推送2.5mm-5mm，依次循环进行焊接。
2.根据权利要求1所述的一种工业智能焊接机器人的驱控方法，其特征在于：所述第一液压缸（601）伸缩端的底部固定连接有第二U型框（602），所述第二U型框（602）的侧部固定安装有第二电机（603），所述第二电机（603）的输出端与打磨轮（605）轴接，所述打磨轮（605）位于第二U型框（602）的内部。
3.根据权利要求1所述的一种工业智能焊接机器人的驱控方法，其特征在于：所述连接块（702）的底部固定连接有第三U型框（703），所述第三U型框（703）的侧部固定安装有第三电机（704），所述第三电机（704）的输出端与自送丝焊枪（705）的侧部轴接；所述自送丝焊枪（705）的顶部位于第三U型框（703）的内部。
4.根据权利要求1所述的一种工业智能焊接机器人的驱控方法，其特征在于：所述U型支撑架（801）的顶面固定安装有若干个第一气缸（802），所述第一气缸（802）的伸缩端竖直向下活动穿过U型支撑架（801），且伸缩端的底部与压紧板（805）的顶面为固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种工业智能焊接机器人的驱控方法，其特征在于：所述板件限位机构（9）包括有固定设置于底座（1）上的第二气缸（901），所述第二气缸（901）的顶部为伸缩端，且伸缩端的顶部与限位板（902）的底部为固定连接。
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