CN206316588U - 一种异形件焊接用的四轴数控焊接装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种异形件焊接用的四轴数控焊接装置，属于焊接技术领域中用于异形件焊接的焊接装置，其目的在于提供一种焊枪倾角可调且倾角的调节方便、快捷的异形件焊接用的四轴数控焊接装置。其包括机架和焊枪，所述机架上设置有立柱，所述立柱上连接有横杆；所述横杆上连接有可用于调节焊枪倾角的机械手，所述焊枪安装于机械手上。本实用新型适用于对异形件进行焊接的焊接装置。

Description

一种异形件焊接用的四轴数控焊接装置

技术领域

本实用新型属于焊接技术领域，涉及一种用于异形件焊接的焊接装置。

背景技术

自加入世界贸易组织后，市场对产品质量的要求越来越高，包装产品尤为突出。目前，国内纸、塑料、木材及玻璃类包装业都异常红火，只有金属容器包装业萎缩不前，其主要原因是因为目前国内在异形工件焊接技术方面还不成熟。目前，国内企业异形件的焊接主要采用以下两种方式：1、手工焊接，手工焊接加工一方面要求焊工要有熟练的操作技能、丰富的实践经验、稳定的焊接水平；另一方面，对手工焊接工人来说，焊接又是一种劳动条件差、烟尘多、热辐射大、危险性高的工作。2、采用电阻焊缝焊机，它的特点：一是密封性能好，并且焊缝强度高，抗拉强度试验时破裂处往往不在焊缝上；二是缝搭接宽度小，节约了原材料，焊缝窄小，彩印面积大，外形显得美观；焊缝厚度薄，便于翻边、缩颈、胀筋和封口等后续工作的操作。

由于异形件的结构各异，因而在异形件的焊接过程中通常需在焊接设备上设置机械手，将焊枪安装在机械手上，通过机械手的动作实现对异形件的焊接。申请号为201520726181.6的实用新型专利申请就公开了一种用于切割焊接领域的无限回转头机械手，其包括行星齿轮减速机、混合式步进电机、底板、联轴器、主轴、深沟球轴承、端板、减速箱固定板、枪具、枪绝缘套、传动轴、长连杆组、短连杆组、连接板组、枪夹和压盖。工作时，启动电源，该装置采用四连杆结构加旋转轴原理，可以自动高效的进行精密切割和焊接管材以及复杂的集合形状，坡口的角度由第一摆臂组和第二摆臂组联动拟合而成，可以渐变、精准的完成所需角度的焊接和切割工作。该装置设计合理，结构简单，接口简单，可以方便的与切割焊接设备配合集成；自动化程度高，对于复杂的形状可以精准的进行切割和焊接，节省人力、物力和时间，工作效率高。

上述机械手中，主要是通过主轴带动端板及端板上的连杆组、枪具转动，实现枪具的无限回转。但是在具体的焊接过程中，除了要实现枪具的转动外，还需要通过连杆组调整枪具的倾角，而该机械手并未披露该枪具的倾角调整结构，无法对枪具的倾角进行调整。

发明内容

本实用新型的目的在于：提供一种焊枪倾角可调且倾角的调节方便、快捷的异形件焊接用的四轴数控焊接装置。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种异形件焊接用的四轴数控焊接装置，包括机架和焊枪，所述机架上设置有立柱，所述立柱上连接有横杆；所述横杆上连接有可用于调节焊枪倾角的机械手，所述焊枪安装于机械手上。

其中，所述机械手包括与横杆端部连接的安装座，所述安装座上连接有固定杆，所述固定杆的另一端铰接有摆动杆；所述固定杆上固定连接有倾角调节驱动电机，所述倾角调节驱动电机的输出轴端部连接有曲柄，所述曲柄的端部铰接有传动杆，所述传动杆的另一端与摆动杆铰接；所述焊枪通过连接件固定安装在摆动杆上。

其中，所述摆动杆上通过左、右两侧的两组连接件安装有两组焊枪。

其中，还包括连接杆，所述连接杆的两端分别与固定杆的中部、传动杆的中部铰接。

其中，所述机架的顶面上设置有X向导轨，所述X向导轨上设置有X向驱动装置，所述X向驱动装置的输出轴与立柱连接并可驱动立柱沿X向导轨的轨迹方向移动。

其中，所述立柱上沿立柱的高度方向设置有Z向导轨，所述立柱上还设置有Z向驱动装置，所述Z向驱动装置的输出轴上设置有可沿Z向导轨的轨迹方向移动的调节滑块，所述横杆与调节滑块连接。

其中，所述横杆上沿横杆的高度方向设置有Y向导轨，所述横杆上还设置有Y向驱动装置，所述Y向驱动装置的输出轴上设置有可沿Y向导轨的轨迹方向移动的调节滑块，所述立柱与调节滑块连接。

其中，所述Z向驱动装置的输出轴与调节滑块之间、Y向驱动装置的输出轴与调节滑块之间均通过丝杆螺母副连接，且适配于Z向驱动装置的输出轴的调节滑块上的螺纹孔的轴向与适配于Y向驱动装置的输出轴的调节滑块上的螺纹孔的轴向相互垂直。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

本实用新型中，焊枪通过机械手安装于焊接装置的横杆上，该机械手具有特殊的结构，并通过该机械手能够调节焊枪的倾角，从而可在使用焊枪进行焊接处理时能够方便、快捷地实时调整焊枪的倾角，使该焊接装置能够更加适配于焊接异形件，对异形件的焊接精度高。该机械手包括安装座、连杆机构和倾角调节驱动电机，该焊枪通过连接件安装在连杆机构上，倾角调节驱动电机可驱动连杆机构中的曲柄、传动杆转动，从而带动摆动杆进行摆动，摆动的摆动杆将带动焊枪进行转动，从而调整焊枪的倾角，使在进行异形件的焊接时该焊枪的倾角可根据异形件的结构进行实时调整，使该焊接装置能够更加适配于焊接异形件，对异形件的焊接精度高。

附图说明

图1为本实用新型的主视图；

图2为本实用新型的俯视图；

图3为本实用新型中机械手的结构示意图；

图中标记：1-机架、2-立柱、3-横杆、4-机械手、5-焊枪、11-X向驱动装置、12-X向导轨、21-Z向驱动装置、22-Z向导轨、31-Y向驱动装置、41-安装座、42-倾角调节驱动电机、43-曲柄、44-固定杆、45-连接杆、46-传动杆、47-摆动杆、48-连接件。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

一种异形件焊接用的四轴数控焊接装置，包括机架1和焊枪5，该机架1上连接有立柱2，该立柱2沿机架1的高度方向设置。该立柱2上设置有横杆3，该机架1、立柱2和横杆3之间相互垂直，即机架1的长度方向为坐标系的X向、横杆3的长度方向为坐标系的Y向、立柱2的长度方向为坐标系的Z向。此外，在横杆3上连接有机械手4，该焊枪5安装于机械手4上，且通过该机械手4能够方便、快捷地调整焊枪5的倾角。

焊枪5通过机械手4安装于焊接装置的横杆3上，该机械手4具有特殊的结构，并通过该机械手4能够调节焊枪5的倾角，从而可在使用焊枪5进行焊接处理时能够方便、快捷地实时调整焊枪5的倾角，使该焊接装置能够更加适配于焊接异形件，对异形件的焊接精度高。

为了能够实现对焊枪5的倾角的调节，该机械手4包括安装座41和倾角调节驱动电机42，该安装座41连接在横杆3上，该安装座41上连接有连杆机构，该连杆机构与倾角调节驱动电机42连接，且焊枪5通过连接件48就安装在该连杆机构上；当倾角调节驱动电机42工作时，该倾角调节驱动电机42的输出轴将带动连杆机构转动，转动的连杆机构将带动焊枪5转动，从而调整焊枪5的倾角。该连杆机构包括固定杆44，该固定杆44连接在安装座41上；该固定杆44的另一端铰接有摆动杆47，该摆动杆47可自由转动。该倾角调节驱动电机42固定连接在固定杆44上，且该倾角调节驱动电机42的输出轴的端部连接有曲柄43，该曲柄43可随倾角调节驱动电机42的输出轴一起转动。该曲柄43的端部铰接有传动杆46，传动杆46的另一端与摆动杆47铰接，从而固定杆44、曲柄43、传动杆46和摆动杆47形成平面四连杆机构，当倾角调节驱动电机42驱动曲柄43转动时即可最终电动摆动杆47转动。该焊枪5通过连接件48固定安装在摆动杆47上，当摆动杆47转动时，该焊枪5将随摆动杆47一起进行转动。

该机械手4包括安装座41、连杆机构和倾角调节驱动电机42，该焊枪5通过连接件48安装在连杆机构上，倾角调节驱动电机42可驱动连杆机构中的曲柄43、传动杆46转动，从而带动摆动杆47进行摆动，摆动的摆动杆47将带动焊枪5进行转动，从而调整焊枪5的倾角，使在进行异形件的焊接时该焊枪5的倾角可根据异形件的结构进行实时调整，使该焊接装置能够更加适配于焊接异形件，对异形件的焊接精度高。

作为优选，该摆动杆47上通过左、右两侧的两组连接件48安装有两组焊枪5，即摆动杆47上安装有两组焊枪5，两组焊枪5以一左一右的方式通过连接件48安装在摆动杆47的左右两侧。

作为优选，该连杆机构还包括连接杆45，该连接杆45位于固定杆44和传动杆46之间，且连接杆45的两端分别与固定杆44的中部、传动杆46的中部铰接。此外，为了实现该连杆机构能够有效工作，因而该曲柄43的转动半径、连接杆45的转动半径、摆动杆47的转动半径相同，从而使传动杆46做平动。

作为优选，在机架1的顶面上设置有X向导轨12，该X向导轨12上设置有X向驱动装置11，所述X向驱动装置11的输出轴与立柱2连接并可驱动立柱2沿X向导轨12的轨迹方向移动。该X向驱动装置11可采用液压驱动，以液压驱动的方式直接推动立柱2在X向导轨12上移动；该X向驱动装置11与立柱2之间也可采用丝杆螺母副进行连接，X向驱动装置11采用电机，X向驱动装置11的输出轴转动时，立柱2将在X向导轨12上沿X向导轨12的轨迹方向进行移动。

作为优选，该立柱2上设置有Z向导轨22，Z向导轨22沿立柱2的高度方向设置。该立柱2上还设置有Z向驱动装置21，该Z向驱动装置21的输出轴上设置有调节滑块，并在Z向驱动装置21的作用下使调节滑块在Z向导轨22上沿Z向导轨22的方向进行移动。该调节滑块与横杆3连接，当调节滑块在Z向导轨22上进行移动时，移动的调节滑块将带动横杆3沿Z向导轨22的方向进行移动。该Z向驱动装置21可采用液压驱动，以液压驱动的方式直接推动调节滑块在Z向导轨22上移动；该Z向驱动装置21与调节滑块之间也可采用丝杆螺母副进行连接，Z向驱动装置21采用电机，Z向驱动装置21的输出轴转动时，调节滑块将在Z向导轨22上沿Z向导轨22的轨迹方向进行移动。

作为优选，该横杆3上设置有Y向导轨，该Y向导轨沿横杆3的高度方向设置。该横杆3上还设置有Y向驱动装置31，该Y向驱动装置31的输出轴上设置有调节滑块，并在Y向驱动装置31的作用下使调节滑块在Y向导轨的方向进行移动。该调节滑块与横杆3连接，当调节滑块在Y向导轨上进行移动时，移动的调节滑块将使立柱2与横杆3产生相对移动。该Y向驱动装置31可采用液压驱动，以液压驱动的方式直接推动调节滑块在Y向导轨上移动；该Y向驱动装置31与调节滑块之间也可采用丝杆螺母副进行连接，Y向驱动装置31采用电机，Y向驱动装置31的输出轴转动时，调节滑块将在Y向导轨上沿Y向导轨的轨迹方向进行移动。

作为优选，该Z向驱动装置21的输出轴与调节滑块之间、Y向驱动装置31的输出轴与调节滑块之间均通过丝杆螺母副连接，且适配于Z向驱动装置21的输出轴的调节滑块上的螺纹孔的轴向与适配于Y向驱动装置31的输出轴的调节滑块上的螺纹孔的轴向相互垂直。

实施例1

一种异形件焊接用的四轴数控焊接装置，包括机架1和焊枪5，该机架1上连接有立柱2，该立柱2沿机架1的高度方向设置。该立柱2上设置有横杆3，该机架1、立柱2和横杆3之间相互垂直，即机架1的长度方向为坐标系的X向、横杆3的长度方向为坐标系的Y向、立柱2的长度方向为坐标系的Z向。此外，在横杆3上连接有机械手4，该焊枪5安装于机械手4上，且通过该机械手4能够方便、快捷地调整焊枪5的倾角。

实施例2

在实施例一的基础上，该机械手4包括安装座41和倾角调节驱动电机42，该安装座41连接在横杆3上，该安装座41上连接有连杆机构，该连杆机构与倾角调节驱动电机42连接，且焊枪5通过连接件48就安装在该连杆机构上；当倾角调节驱动电机42工作时，该倾角调节驱动电机42的输出轴将带动连杆机构转动，转动的连杆机构将带动焊枪5转动，从而调整焊枪5的倾角。该连杆机构包括固定杆44，该固定杆44连接在安装座41上；该固定杆44的另一端铰接有摆动杆47，该摆动杆47可自由转动。该倾角调节驱动电机42固定连接在固定杆44上，且该倾角调节驱动电机42的输出轴的端部连接有曲柄43，该曲柄43可随倾角调节驱动电机42的输出轴一起转动。该曲柄43的端部铰接有传动杆46，传动杆46的另一端与摆动杆47铰接，从而固定杆44、曲柄43、传动杆46和摆动杆47形成平面四连杆机构，当倾角调节驱动电机42驱动曲柄43转动时即可最终电动摆动杆47转动。该焊枪5通过连接件48固定安装在摆动杆47上，当摆动杆47转动时，该焊枪5将随摆动杆47一起进行转动。

实施例3

在实施例二的基础上，该摆动杆47上通过左、右两侧的两组连接件48安装有两组焊枪5，即摆动杆47上安装有两组焊枪5，两组焊枪5以一左一右的方式通过连接件48安装在摆动杆47的左右两侧。

实施例4

在实施例二或实施例三的基础上，该连杆机构还包括连接杆45，该连接杆45位于固定杆44和传动杆46之间，且连接杆45的两端分别与固定杆44的中部、传动杆46的中部铰接。此外，为了实现该连杆机构能够有效工作，因而该曲柄43的转动半径、连接杆45的转动半径、摆动杆47的转动半径相同，从而使传动杆46做平动。

实施例5

在上述实施例的基础上，在机架1的顶面上设置有X向导轨12，该X向导轨12上设置有X向驱动装置11，所述X向驱动装置11的输出轴与立柱2连接并可驱动立柱2沿X向导轨12的轨迹方向移动。该X向驱动装置11与立柱2之间也可采用丝杆螺母副进行连接，X向驱动装置11采用电机，X向驱动装置11的输出轴转动时，立柱2将在X向导轨12上沿X向导轨12的轨迹方向进行移动。

实施例6

在上述实施例的基础上，该立柱2上设置有Z向导轨22，Z向导轨22沿立柱2的高度方向设置。该立柱2上还设置有Z向驱动装置21，该Z向驱动装置21的输出轴上设置有调节滑块，并在Z向驱动装置21的作用下使调节滑块在Z向导轨22上沿Z向导轨22的方向进行移动。该调节滑块与横杆3连接，当调节滑块在Z向导轨22上进行移动时，移动的调节滑块将带动横杆3沿Z向导轨22的方向进行移动。该Z向驱动装置21与调节滑块之间也可采用丝杆螺母副进行连接，Z向驱动装置21采用电机，Z向驱动装置21的输出轴转动时，调节滑块将在Z向导轨22上沿Z向导轨22的轨迹方向进行移动。

实施例7

在上述实施例的基础上，该横杆3上设置有Y向导轨，该Y向导轨沿横杆3的高度方向设置。该横杆3上还设置有Y向驱动装置31，该Y向驱动装置31的输出轴上设置有调节滑块，并在Y向驱动装置31的作用下使调节滑块在Y向导轨的方向进行移动。该调节滑块与横杆3连接，当调节滑块在Y向导轨上进行移动时，移动的调节滑块将使立柱2与横杆3产生相对移动。该Y向驱动装置31与调节滑块之间也可采用丝杆螺母副进行连接，Y向驱动装置31采用电机，Y向驱动装置31的输出轴转动时，调节滑块将在Y向导轨上沿Y向导轨的轨迹方向进行移动。

实施例8

在实施例六或实施例七的基础上，该Z向驱动装置21的输出轴与调节滑块之间、Y向驱动装置31的输出轴与调节滑块之间均通过丝杆螺母副连接，且适配于Z向驱动装置21的输出轴的调节滑块上的螺纹孔的轴向与适配于Y向驱动装置31的输出轴的调节滑块上的螺纹孔的轴向相互垂直。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种异形件焊接用的四轴数控焊接装置，包括机架(1)和焊枪(5)，所述机架(1)上设置有立柱(2)，所述立柱(2)上连接有横杆(3)；其特征在于：所述横杆(3)上连接有可用于调节焊枪(5)倾角的机械手(4)，所述焊枪(5)安装于机械手(4)上。

2.如权利要求1所述的一种异形件焊接用的四轴数控焊接装置，其特征在于：所述机械手(4)包括与横杆(3)端部连接的安装座(41)，所述安装座(41)上连接有固定杆(44)，所述固定杆(44)的另一端铰接有摆动杆(47)；所述固定杆(44)上固定连接有倾角调节驱动电机(42)，所述倾角调节驱动电机(42)的输出轴端部连接有曲柄(43)，所述曲柄(43)的端部铰接有传动杆(46)，所述传动杆(46)的另一端与摆动杆(47)铰接；所述焊枪(5)通过连接件(48)固定安装在摆动杆(47)上。

3.如权利要求2所述的一种异形件焊接用的四轴数控焊接装置，其特征在于：所述摆动杆(47)上通过左、右两侧的两组连接件(48)安装有两组焊枪(5)。

4.如权利要求2所述的一种异形件焊接用的四轴数控焊接装置，其特征在于：还包括连接杆(45)，所述连接杆(45)的两端分别与固定杆(44)的中部、传动杆(46)的中部铰接。

5.如权利要求1所述的一种异形件焊接用的四轴数控焊接装置，其特征在于：所述机架(1)的顶面上设置有X向导轨(12)，所述X向导轨(12)上设置有X向驱动装置(11)，所述X向驱动装置(11)的输出轴与立柱(2)连接并可驱动立柱(2)沿X向导轨(12)的轨迹方向移动。

6.如权利要求1所述的一种异形件焊接用的四轴数控焊接装置，其特征在于：所述立柱(2)上沿立柱(2)的高度方向设置有Z向导轨(22)，所述立柱(2)上还设置有Z向驱动装置(21)，所述Z向驱动装置(21)的输出轴上设置有可沿Z向导轨(22)的轨迹方向移动的调节滑块(22)，所述横杆(3)与调节滑块(22)连接。

7.如权利要求1所述的一种异形件焊接用的四轴数控焊接装置，其特征在于：所述横杆(3)上沿横杆(3)的高度方向设置有Y向导轨，所述横杆(3)上还设置有Y向驱动装置(31)，所述Y向驱动装置(31)的输出轴上设置有可沿Y向导轨的轨迹方向移动的调节滑块(22)，所述立柱(2)与调节滑块(22)连接。