CN117226366B - 一种海洋港口机械高端装备焊接机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种海洋港口机械高端装备焊接机器人，具体涉及焊接技术领域，包括主轴和焊枪，主轴上滑动设置有空心轴，空心轴的轴向固定安装有数个转轮，主轴前侧的底部设置有用于承载工件一的支撑架，支撑架的上方设置有用于放置工件二的放置架，转轮可以托住工件二，在空心轴和转轮移动时，工件二先后从相邻转轮之间下落，焊枪对工件一和下落的工件二进行焊接。本发明通过采用放置架放置金属立板并通过转轮承托住底板，利用金属立板在转轮上放置位置的差异，在空心轴和转轮移动时，可以控制金属立板先后落下，然后通过焊枪进行焊接，从而可以保证在焊接时每块金属立板的间距以及对齐情况。

Description

一种海洋港口机械高端装备焊接机器人

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，更具体地说，本发明涉及一种海洋港口机械高端装备焊接机器人。

背景技术

高端装备制造业是以高新技术为引领，处于价值链高端和产业链核心环节，决定着整个产业链综合竞争力的战略性新兴产业，是现代产业体系的脊梁，是推动工业转型升级的引擎，主要包括传统产业转型升级和战略性新兴产业发展所需的高技术高附加值装备，为航空、航天、船舶、轨道、汽车、电力等重要生产领域提供产品和服务支持。

装备制造离不开焊接，好的焊接质量起着重要作用，目前对于图7所示的零件，主要应用于装备通风散热支架，在焊接时，通常是一块一块焊接，所以难以保证每块金属板的间距以及对齐情况。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供一种海洋港口机械高端装备焊接机器人。

一种海洋港口机械高端装备焊接机器人，包括主轴和焊枪，主轴上滑动设置有空心轴，空心轴的轴向固定安装有数个转轮，主轴前侧的底部设置有用于承载工件一的支撑架，支撑架的上方设置有用于放置工件二的放置架，转轮用于托住工件二，在空心轴和转轮移动时，工件二先后从相邻转轮之间下落，工件二下落的顺序方向与转轮移动的方向相反，焊枪对工件一和下落的工件二进行焊接。

优选的，还包括打磨装置，打磨装置包括固定杆，滑动设置在固定杆上的移动架，移动架通过弹簧与固定杆相压合，移动架底部的一侧安装有打磨片，转轮为凸轮，主轴带动空心轴和凸轮转动时，凸轮推动移动架移动。

优选的，还包括传动带，传动带上安装有数个凸柱，凸柱位于相邻的两个转轮之间，传动带传动时，通过凸柱推动转轮和空心轴移动。

优选的，还包括传动装置，传动装置包括传动箱，传动箱的输入端与主轴相连接，输出端连接有丝杆，丝杆上传动连接有安装板，焊枪安装在安装板上，主轴通过传动装置带动焊枪沿着与主轴轴向垂直的方向移动，从而对工件一和工件二进行焊接。

优选的，还包括用于驱动传动带传动和主轴转动的动力装置，动力装置包括离合器和与离合器传动连接的减速电机，离合器的一端通过锥齿轮组与传动带传动连接，另一端通过传动部件与主轴传动连接。

优选的，减速电机通过圆柱齿轮组与离合器传动连接，圆柱齿轮组包括安装在离合器的壳体上的大齿轮和安装在减速电机输出端的小齿轮，大齿轮和小齿轮相啮合。

优选的，支撑架的下方设置有直线驱动部件，直线驱动部件用于驱动支撑架横向移动。

优选的，转轮的两个侧壁的后侧位置处均安装有弹性垫，弹性垫用于对工件二接触定位。

优选的，放置架上设置有数个用于放置工件二的放置槽。

优选的，支撑架的边缘位置安装有若干个用于抵住工件一的限位柱。

本发明的技术效果和优点：

本发明通过采用放置架放置金属立板并通过转轮承托住底板，利用金属立板在转轮上放置位置的差异，在空心轴和转轮移动时，可以控制金属立板先后落下，然后通过焊枪进行焊接，从而可以保证在焊接时每块金属立板的间距以及对齐情况。

本发明在进行焊接的过程中，底板和金属立板是保持不动的，凸轮可以推动移动架往复移动，打磨片与焊缝接触进行打磨，以便于后续的防锈工序。

附图说明

图1为实施例的整体结构示意图一。

图2为实施例的整体结构示意图二。

图3为图1的俯视图。

图4为图1的局部结构示意图一。

图5为图1的局部结构示意图二。

图6为图1的局部结构示意图三。

图7为底板和金属立板的示意图。

附图标记为：1、主轴；2、空心轴；21、转轮；3、支撑架；31、放置架；32、放置槽；33、限位柱；4、焊枪；5、打磨装置；51、固定杆；52、移动架；53、弹簧；54、打磨片；6、传动带；61、凸柱；7、传动装置；71、传动箱；72、丝杆；73、安装板；8、动力装置；81、离合器；82、减速电机；83、圆柱齿轮组；84、锥齿轮组；85、传动部件；100、底板；200、金属立板。

具体实施方式

如图1至图7所示，本实施例提供一种海洋港口机械高端装备焊接机器人，包括主轴1和焊枪4，主轴1上滑动设置有空心轴2，空心轴2的轴向固定安装有数个转轮21，主轴1前侧的底部设置有用于承载工件一的支撑架3，支撑架3的上方设置有用于放置工件二的放置架31，转轮21用于托住工件二，在空心轴2和转轮21移动时，工件二先后从相邻转轮21之间下落，工件二下落的顺序方向与转轮21移动的方向相反，焊枪4对工件一和下落的工件二进行焊接。其中，主轴1与空心轴2通过花键轴向滑动连接，即空心轴2可以沿着主轴1的轴向滑动，主轴1可以带动空心轴2转动。如图1所示，工件一即底板100，工件二即金属立板200。

进一步地，在放置架31上设置有数个用于放置工件二的放置槽32。

进一步地，支撑架3的边缘位置安装有若干个用于抵住工件一的限位柱33。

进一步地，支撑架3的下方设置有直线驱动部件，直线驱动部件用于驱动支撑架3横向移动，直线驱动部件可以采用直线电机、丝杆滑台等直线传动结构。

上述中，工件二下落的顺序方向与转轮21移动的方向相反。即如图3所示的，转轮21是向右侧移动的，金属立板200下落的顺序就应当是从右向左下落，即最右侧的金属立板200先落下，这样一来，就能够保证每一个金属立板200下落的位置都与焊枪4的相对位置保持不变，以方便进行焊接。为了保证金属立板200先后落下，金属立板200的放置位置应当如图3所示，金属立板200设置了四个，而转轮21设置了五个，这样，相邻转轮21之间的间隙数量也是四个，因此，四个金属立板200能够与四个间隙一一对应，从右向左看，金属立板200距离相对应的间隙的距离是越来越远的，这样一来，由于最右侧的金属立板200距离间隙最近，所以转轮21在相对于金属立板200移动过程中最右侧的金属立板200是最先下落的，最左侧的金属立板200是最后下落的。

通过采用放置架31放置金属立板200并通过转轮21承托住底板100，利用金属立板200在转轮21上放置位置的差异，在空心轴2和转轮21移动时，可以控制金属立板200先后落下，然后通过焊枪4进行焊接，从而可以保证在焊接时每块金属立板200的间距以及对齐情况。

在本实施例中，如图6所示，还设置有打磨装置5，打磨装置5包括固定杆51，滑动设置在固定杆51上的移动架52，移动架52通过弹簧53与固定杆51相压合，移动架52底部的一侧安装有打磨片54，转轮21为凸轮，主轴1带动空心轴2和凸轮转动时，凸轮推动移动架52移动。在进行焊接的过程中，底板100和金属立板200是保持不动的，凸轮可以推动移动架52往复移动，打磨片54与焊缝接触进行打磨，以便于后续的防锈工序。

在本实施例中，如图2-图3和图5所示，还包括传动带6，传动带6上安装有数个凸柱61，凸柱61位于相邻的两个转轮21之间，传动带6传动时，通过凸柱61推动转轮21和空心轴2移动。

在本实施例中，如图5所示，还包括传动装置7，传动装置7包括传动箱71，传动箱71的输入端与主轴1相连接，输出端连接有丝杆72，丝杆72上传动连接有安装板73，焊枪4安装在安装板73上，主轴1通过传动装置7带动焊枪4沿着与主轴1轴向垂直的方向移动，从而对工件一和工件二进行焊接。上述中，安装板73通过一螺母与丝杆72传动连接，在丝杆72转动时，可以带动安装板73移动，安装板73配置一导向杆，使安装板73在移动的过程中保持稳定。

在本实施例中，如图1-图5所示，还包括用于驱动传动带6传动和主轴1转动的动力装置8，动力装置8包括离合器81和与离合器81传动连接的减速电机82，离合器81的一端通过锥齿轮组84与传动带6传动连接，另一端通过传动部件85与主轴1传动连接。也即是通过离合器81来控制传动带6和主轴1是否传动。其中，减速电机82通过圆柱齿轮组83与离合器81传动连接，圆柱齿轮组83包括安装在离合器81的壳体上的大齿轮和安装在减速电机82输出端的小齿轮，大齿轮和小齿轮相啮合。离合器81采用摩擦式离合器，通过摩擦片来控制两端的转轴是否与离合器81相结合，以此来控制相应轴是否转动。具体地说，减速电机82带动离合器81的离合器壳体转动，其内的摩擦片如果和连接锥齿轮组84的轴相结合，则可以通过锥齿轮组84带动传动带6传动，其内的摩擦片如果和连接传动部件85的轴相结合，则可以通过传动部件85带动主轴1转动，其中，传动部件85采用带动传动的传动结构。

工作原理：

（1）首先将需要焊接的底板100放置在支撑架3上，将金属立板200放置在相应的放置槽32内，通过凸轮将金属立板200的底部托起。

（2）减速电机82依次通过圆柱齿轮组83、离合器81、锥齿轮组84带动传动带6传动，凸柱61推动空心轴2和凸轮向右侧移动一段距离，最右侧的金属立板200落下至底板100上。

（3）减速电机82再依次通过圆柱齿轮组83、离合器81、传动部件85带动主轴1转动，主轴1通过传动箱71带动丝杆72转动，丝杆72带动安装板73移动，从而可以通过焊枪4对底板100和金属立板200进行焊接。需要说的是，比如说焊枪4在一次焊接后，从前侧移动到后侧，可以通过减速电机82的反向转动再使其移动到前侧，也可以不使其移动到前侧，而是在下一次焊接时，从后侧移动到前侧。

上述（1）、（2）、（3）实现了对第一块金属立板200焊接的目的，在焊接第二块金属立板200时，需要注意，为了保证第二块金属立板200能够正好落至焊枪4焊接的位置，首先应当通过直线驱动部件带动支撑架3向右侧移动，同时，转轮21也应当与支撑架3保持相对静止地同步向右侧移动，当金属立板200移动到焊接位置的正上方时，此时第二块金属立板200与第一块金属立板200下落前的空间位置一致，然后支撑架3保持静止，转轮21再向右侧移动一段距离，如此，就可以使第二块金属立板200从相应的间隙落至焊接位置，然后重复上述（3）即可以对第二块金属立板200进行焊接。焊接后续的金属立板200时，对于金属立板200的落料同理操作即可。

上述过程中，支撑架3和转轮21可以带动已经焊接好的金属立板200向右侧移动，使焊缝与打磨片54对齐，那么在下一块金属立板200焊接时，打磨片54就可以对该焊接的金属立板200的焊缝进行打磨。当第四块金属立板200被焊接完成后，第三块金属立板200的焊缝也已经被打磨完毕，此时，直线驱动部件以及转轮21仍然可以带动已经焊接好的金属立板200向右侧移动，使第四条焊缝位于打磨片54的位置，然后再通过转轮21转动带动打磨片54进行打磨，虽然此时焊枪4也会移动，但此时的焊枪4不进行焊接操作。需要说明的是，在空心轴2和转轮21移动时，移动架52应当位于最右侧（图6的方向），以防止其阻挡底板100和金属立板200的移动。

需要说明的是，在转轮21的两个侧壁的后侧位置处均安装弹性垫，弹性垫用于对工件二接触定位，其中，弹性垫可以使用橡胶垫。具体地，金属立板200是较薄的板件，当金属立板200下落时，与两个转轮21的侧壁具有间隙，此时，金属立板200的位置就会发生偏差，甚至发生一定程度的倾斜，因此，当金属立板200下落后进行焊接时，由于转轮21需要转动，因此，转轮21转动时，两个转轮21上的弹性垫分别与金属立板200的两侧壁接触，从而实现对金属立板200夹紧定位的作用，当弹性垫与金属立板200接触一部分后，焊枪4才开始焊接，从而保证了金属立板200的位置不会发生偏差。另外，可以在支撑架3上设置一挡板来挡住金属立板200远离转轮21一侧的侧壁，防止在被弹性垫夹紧定位时发生移动。

需要补充说明的是，通过转轮21之间的间隙，一方面可以对下落的金属立板200进行导向，保证金属立板200是竖直下落的，另一方面通过弹性垫的设置，可以对金属立板200进行夹紧定位，保证金属立板200的位置不会发生偏差。如此，由于金属立板200落至间隙，那么当焊接下一块金属立板200时，五个转轮21就需要随着已经焊接好的金属立板200移动。另外，转轮21之间的间隙的轴向移动还可以起到对金属立板200的输送作用，保证每一次焊接前最佳的焊接位置。最后，转轮21之间的间隙还可以保证在打磨时，底板100和金属立板200的稳定性。

Claims (6)

1.一种海洋港口机械高端装备焊接机器人，包括主轴（1）和焊枪（4），其特征在于：所述主轴（1）上滑动设置有空心轴（2），所述空心轴（2）的轴向固定安装有数个转轮（21），所述主轴（1）前侧的底部设置有用于承载工件一的支撑架（3），所述支撑架（3）的上方设置有用于放置工件二的放置架（31），所述转轮（21）用于托住工件二，在空心轴（2）和转轮（21）移动时，工件二先后从相邻转轮（21）之间下落，工件二下落的顺序方向与转轮（21）移动的方向相反，所述焊枪（4）对工件一和下落的工件二进行焊接；

还包括传动带（6），所述传动带（6）上安装有数个凸柱（61），所述凸柱（61）位于相邻的两个转轮（21）之间，所述传动带（6）传动时，通过凸柱（61）推动转轮（21）和空心轴（2）移动；

还包括用于驱动传动带（6）传动和主轴（1）转动的动力装置（8），所述动力装置（8）包括离合器（81）和与离合器（81）传动连接的减速电机（82），所述离合器（81）的一端通过锥齿轮组（84）与传动带（6）传动连接，另一端通过传动部件（85）与主轴（1）传动连接；

所述减速电机（82）通过圆柱齿轮组（83）与离合器（81）传动连接，所述圆柱齿轮组（83）包括安装在离合器（81）的壳体上的大齿轮和安装在减速电机（82）输出端的小齿轮，大齿轮和小齿轮相啮合；

所述支撑架（3）的下方设置有直线驱动部件，直线驱动部件用于驱动支撑架（3）横向移动。

2.根据权利要求1所述的一种海洋港口机械高端装备焊接机器人，其特征在于：还包括打磨装置（5），所述打磨装置（5）包括固定杆（51），滑动设置在固定杆（51）上的移动架（52），所述移动架（52）通过弹簧（53）与固定杆（51）相压合，所述移动架（52）底部的一侧安装有打磨片（54），所述转轮（21）为凸轮，所述主轴（1）带动空心轴（2）和凸轮转动时，凸轮推动移动架（52）移动。

3.根据权利要求2所述的一种海洋港口机械高端装备焊接机器人，其特征在于：还包括传动装置（7），所述传动装置（7）包括传动箱（71），所述传动箱（71）的输入端与主轴（1）相连接，输出端连接有丝杆（72），所述丝杆（72）上传动连接有安装板（73），所述焊枪（4）安装在安装板（73）上，所述主轴（1）通过传动装置（7）带动焊枪（4）沿着与主轴（1）轴向垂直的方向移动，从而对工件一和工件二进行焊接。

4.根据权利要求3所述的一种海洋港口机械高端装备焊接机器人，其特征在于：所述转轮（21）的两个侧壁的后侧位置处均安装有弹性垫，弹性垫用于对工件二接触定位。

5.根据权利要求4所述的一种海洋港口机械高端装备焊接机器人，其特征在于：所述放置架（31）上设置有数个用于放置工件二的放置槽（32）。

6.根据权利要求5所述的一种海洋港口机械高端装备焊接机器人，其特征在于：所述支撑架（3）的边缘位置安装有若干个用于抵住工件一的限位柱（33）。