CN215200339U - 一种焊接用摆动机构以及具有高频摆动焊接功能的机器人 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种焊接用摆动机构以及具有高频摆动焊接功能的机器人，机器人包括滑动调节机构和摆动机构，摆动机构包括固定于焊接机械臂自由端的L形固定架，与所述L形固定架连接并形成一滑动工作面的辅助连接架，设置于所述辅助连接架上的滑轨组件，与所述滑轨组件适配并沿其长度方向往复移动以调整焊接头摆动频率和幅度的配合安装架，以及设置在所述配合安装架上的、用于固定焊接头管道的固定卡座；滑动调节机构包括安装在焊接机械臂上方的前后滑动轨道，以及与前后滑动轨道适配的、用于带动焊枪本体往复移动以调整焊枪管道的滑动座。通过安装摆动机构便于对焊接头的位置进行调节，能够进行摆动焊接，提升焊接性能和效率。

Description

一种焊接用摆动机构以及具有高频摆动焊接功能的机器人

技术领域

本实用新型涉及焊接机器人领域，具体涉及一种机器人高频摆动焊接装置。

背景技术

随着用户需求的不断提高，很多工件需要在高温、高压和腐蚀环境中稳定工作，因此对工件的性能要求越来越高。一种解决方案是在工件表面堆焊熔覆耐腐蚀、耐高温和耐磨材料，提高工件使用寿命。

但是，由于这种技术对材料成型工艺的要求比较高，在工作过程中，需要焊枪进行往复摆动。为此，技术人员设计了基于滚珠丝杆、铰链连杆、齿轮齿条等机构的摆动器。例如在本申请人在先专利201910947824.2的34段中，“伺服摆动机构10即为伺服摆动器，其摆动速度或者摆动频率在一定范围内可调，摆动停留时间可调，调节精度0.1s，伺服摆动器具有中心对中功能，在摆动时能手工调整摆动中心。”

这些摆动器在一定程度上解决了部分问题，但是在摆动幅度和频率的可调节性、可达性等方面还需要进一步的改进。

实用新型内容

发明目的：本实用新型针对以上缺点，提供一种机器人高频摆动焊接装置，以解决现有技术存在的问题。

技术方案：

焊接用摆动机构，包括：

L形固定架，与所述L形固定架连接并形成一滑动工作面的辅助连接架，设置于所述辅助连接架上的滑轨组件，与所述滑轨组件适配并沿其长度方向往复移动以调整焊接头摆动频率和幅度的配合安装架，以及设置在所述配合安装架上的、用于固定焊接头并带动其摆动的固定卡座。

在进一步的实施例中，还包括：

滑动调节机构，通过往复移动焊枪本体位置调节焊接管道伸缩状态，以满足焊接头的可达性；

所述滑动调节机构包括前后滑动轨道，以及与前后滑动轨道适配的、用于带动焊枪本体往复移动以调整焊枪管道的滑动座。

在进一步的实施例中，所述滑轨组件包括用于确定滑动位置和方向的滑轨，与所述滑轨适配进行滑动的滑动卡套，以及用于推动滑动卡套往复移动的驱动单元，所述滑动卡套与配合安装架固定连接。

具有高频摆动焊接功能的机器人，包括：

焊接机械臂；

摆动机构，包括固定于焊接机械臂自由端的L形固定架，与所述L形固定架连接并形成一滑动工作面的辅助连接架，设置于所述辅助连接架上的滑轨组件，与所述滑轨组件适配并沿其长度方向往复移动以调整焊接头摆动频率和幅度的配合安装架，以及设置在所述配合安装架上的、用于固定焊接头管道的固定卡座。

在进一步的实施例中，还包括：

滑动调节机构，包括安装在焊接机械臂上方的前后滑动轨道，以及与前后滑动轨道适配的、用于带动焊枪本体往复移动以调整焊枪管道的滑动座；

通过往复移动焊枪本体位置调节焊接管道伸缩状态，以满足焊接头的可达性。

通过安装滑动调节机构，滑动调节机构能够带动焊枪本体以及焊枪管道的位置进行调节，可以和摆动机构的运动进行配合，在焊接头进行摆动焊接工作时，送丝管道受力拉扯变形，送丝不连贯的情况下，与摆动机构的运动进行配合，使得送丝管道的管道行程在最佳范围；摆动机构能够带动管道固定卡座以及焊接头进行一定行程的摆动，能够在摆动的同时进行焊接，匀速进行摆动焊接，使焊接的厚度更薄，更加均匀。

根据本申请实施例的一个方面，所述滑轨组件包括用于确定滑动位置和方向的滑轨，以及与所述滑轨适配进行滑动的滑动卡套，所述滑动卡套与配合安装架固定连接。

通过设置有滑轨和滑套，能够充分保障滑动稳定性，同时滑轨与滑套设置为凹凸配合形状，避免滑动时出现抖动，更进一步的保障了滑动调节稳定性。

在进一步的实施例中，所述滑动座包括与前后滑动轨道适配的本体，以及安装在所述本体上的定位板；所述定位板具有一与本体连接的第一连接部，沿第一连接部一侧朝远离本体的方向延伸的第二连接部，以及沿第二连接部一侧向远离第一连接部的方向向上延伸预定距离的第三连接部；所述第三连接部与焊枪本体固定连接。

所述前后滑动轨道通过支撑架固定于机械臂。通过安装有支撑架，能够避免滑动座直接与机械臂固定导致安装不够水平，并且通过连接座能够调节滑动座的安装高度，提升装卸的灵活性，在出现故障时直接拆卸支撑架进行维护检修，避免滑动座直接安装需要多角度固定造成的拆卸不灵活。

在进一步的实施例中，所述滑动卡套包括嵌合在内壁、提升滑动耐磨损性的高强度滑片。沿滑轨长度方向的两端设置有限位件。

通过安装高强度滑片能够提升滑动位移的结构强度，避免长时间使用造成部件磨损，造成传动卡顿，提升滑动部件的使用寿命，滑动精准度以及灵活性更高

有益效果：通过安装摆动机构便于对焊接头的位置进行调节，能够进行摆动焊接，提升焊接性能，使得焊接更薄更加均匀，焊接效率更好，质量更好，同时滑动调节机构配合摆动机构运动，保障送丝稳定性和可达性。与现有的摆动器相比，其频率和幅度的调节性能更好。

附图说明

图1为本实用新型一种机器人高频摆动焊接装置的立体图。

图2为本实用新型图1的A区局部放大图。

图3为本实用新型图1的B区局部放大图。

图中各附图标记为：焊接机械臂1、摆动机构2、L形固定架201、辅助连接架202、滑轨组件203、滑轨203a、滑动卡套203b、高强度滑动片203b1、配合安装架204、固定卡座205、滑动调节机构3、前后滑动轨道301、滑动座302、支撑架301a、连接座301b。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

申请人认为，市场上的机器人焊接设备，在焊接膜式壁时，焊接运动轨迹单一，导致焊接厚度不平整，厚度较厚，焊接速度慢，焊接位置调节不够灵活，传动部件传动性能调节性能不够全面。

为此，申请人设计用于膜式壁焊接机器人的高频摆动焊接装置，由滑动调节机构3和摆动机构2组成，能够进行摆动焊接，同时根据需要进行位置调节。

摆动装置主要通过加设对工作中的焊接头进行往复移动的摆动机构实现，通过对焊接头的往复移动实现一定频率的摆动。

在本实施例中，由于焊枪和焊接机械臂本身可以通过现有技术实现，在此不再详述。以下主要描述实现焊接头高频摆动和可达性的结构。

如图1和图2所示，为了实现焊接头高频摆动，需要将直线往复移动机构安装在焊接机器人的端部，为此设置有与焊接机器人端部连接的L形固定架，并在固定架上安装辅助连接架，辅助连接架用于提供直线往复移动机构的工作面和工作空间。直线往复移动机构可以采用多种结构，例如采用滑轨组件和驱动组件，该滑轨组件主要包括固定在工作面上的滑轨，沿滑轨往复移动的滑动卡套，与滑动卡套固定连接的L形的、具有一固定端面和承载端面的配合安装架，安装于承载端面的固定卡座。通过固定卡座对焊接头进行定位。

在工作时，通过驱动组件带动滑动卡套沿滑轨以预定的频率往复移动，从而带动与滑动卡套固定的配合安装架往复移动，进一步带动固定卡座和焊接头往复移动。通过上述机构，焊接头的运动频率和运动幅度，取决于滑动卡套在滑轨上的运动幅度和往复频率，因此通过驱动组件控制滑动卡套的工作状态即可。

需要说明的是，在该实施例中，固定架与辅助连接架为分体可拆卸式设计，在其他实施例中，也可以采用一体式的类Z形结构，分别具有用于固定于焊接机械臂的端部和形成往复移动机构工作面的端面。在其他实施例中，可以采用齿轮齿条、曲柄滑块机构等可以将定向或可换向的圆周运动转换为往复直线运动机构。

另外，需要说明的是，配合安装架与滑动卡套还可以采用一体成型的方式。上述实施例中，采用分体可拆卸式结构，主要基于可以采用成品的直线运动模组。

在进一步的实施例中，固定卡座可以采用分体式设计，即卡座具有一个与配合安装架固定的第一卡爪部，一个可转动连接于第一卡爪部或配合安装架的第二卡爪部，以及连接于第一卡爪部与第二卡爪部之间的、用于弹性锁紧焊接头的弹性件。通过调整第一卡爪部与第二卡爪部之间的收容空间，从而可以适配不同型号的焊接头。

换言之，本实施例提供了一种机器人高频摆动焊接装置，在实际应用中，如图1和2所示，摆动机构2，包括用以将摆动机构整体固定于焊接机械臂自由端的L形固定架201，与所述L形固定架201连接并形成一滑动工作面的辅助连接架202，设置于所述辅助连接架202上的滑轨组件203，与所述滑轨组件203适配、沿所述滑轨组件往复移动的配合安装架204，以及设置在所述配合安装架204上的、用于固定焊接头管道的固定卡座205，通过滑动组件的工作带动焊接头以及焊接头管道进行摆动焊接工作。

在上述实施例中，当滑动卡套从中间移动到两端时，会带动焊接头的管体向一侧拉伸，反之，如果从某端移动到中间时，又会压缩管体。如果管体的伸展性能不够，则会影响焊接头的可达性。换句话说，在管体受到限位时，焊接头可能无法达到端部的预定位置。在移动到中间时，管体可能会推动焊接头向工作面移动，影响焊接的深度。

为此，需要对焊接头与焊枪本体之间的管体进行调节，以满足工程的需要。

在如图3所示的实施例中，通过在焊接机械臂上沿前后方向（靠近-远离焊接工作面的方向）设置有用于调节管体位置的滑动调节机构。其主要包括：安装在焊接机械臂1上方的前后滑动轨道301，以及与前后滑动轨道301适配的、用于带动焊枪本体往复移动以调整焊枪管道的滑动座302；滑动座302在前后滑动轨道301外侧进行往复滑动。其中，所述滑动调节机构的运动行程大于摆动机构的运动行程，例如，当摆动机构运动到两端时，在滑动调节机构的作用下，管线能够提供工程上所需的长度，以满足焊接头的可达性。

在滑动调节机构的作用下，当焊接头从中间向两端移动，焊枪本体向前移动，为焊枪头的移动提供工作所需的长度。当焊接头从两端向中间移动时，焊枪本体向后移动，通过弹性机构收缩焊枪本体与焊接头之间的管线，避免管线给焊接头施加压力，避免使焊接头的焊接深度增大。

为了提高管线的回复速度，可以在本体与固定卡座之间的管线上设置弹簧等机构，当焊接头向两端移动时，管线的伸长速度能够满足工程所需；反之，当焊接头向中间移动时，管线的收缩能够满足工程所需。

在本实用新型的一些实施例中，如图2所示，所述滑轨组件203包括用于确定滑动位置和方向的滑轨203a，以及与所述滑轨适配进行滑动的滑动卡套203b，滑动部件的配合实现位移。

在本实用新型的一些实施例中，如图3所示，滑动座包括与前后滑动轨道适配的本体，以及安装在所述本体上的定位板；所述定位板具有一与本体连接的第一连接部，沿第一连接部一侧朝远离本体的方向延伸的第二连接部，以及沿第二连接部一侧向远离第一连接部的方向向上延伸预定距离的第三连接部；所述第三连接部与焊枪本体固定连接。

在本实施例中，采用分体可拆式连接方式，主要目的是可以采购成品的直线运动模组。其在其它实施例，定位板与本体可以一体成型。需要注意的是，在本市势力中，定位板具有三个部分，分别用于与前后滑动轨道上的滑动座本体固定连接、与焊枪本体连接，以及连接上述两个部分。第3连接部具有向上倾斜的角度。

所述前后滑动轨道通过支撑架301a固定于机械臂。

在本实用新型的一些实施例中，如图2所示，所述滑动卡套203b包括嵌合在内壁、提升滑动耐磨损性的高强度滑片203b1，提升结构强度，滑动部件的使用寿命得到提升。

本实用新型的运动原理：当进行焊接工作时，通过摆动机构2分别对焊枪本体和焊接头的位置进行调节，焊接头焊接的同时，滑动卡套203b在轨道的外侧滑动，带动各单元实现摆动焊接工作，为了与焊接头以及送丝管道的拉伸度进行适配，对焊枪本体的位置进行调节时，滑动座302在前后滑动轨道301的外部滑动，带动焊枪本体的位置发生变化，送丝管道的拉伸紧密度发生变化，保障最佳工作拉伸性能。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本实用新型，但其不得解释为对本实用新型自身的限制，在不脱离所附权利要求定义的本实用新型的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上做出各种变化。

Claims (10)

1.焊接用摆动机构，其特征在于，包括：

L形固定架，与所述L形固定架连接并形成一滑动工作面的辅助连接架，设置于所述辅助连接架上的滑轨组件，与所述滑轨组件适配并沿其长度方向往复移动以调整焊接头摆动频率和幅度的配合安装架，以及设置在所述配合安装架上的、用于固定焊接头并带动其摆动的固定卡座。

2.根据权利要求1所述的焊接用摆动机构，其特征在于，还包括：

滑动调节机构，通过往复移动焊枪本体位置调节焊接管道伸缩状态，以满足焊接头的可达性；

所述滑动调节机构包括前后滑动轨道，以及与前后滑动轨道适配的、用于带动焊枪本体往复移动以调整焊枪管道的滑动座。

3.根据权利要求1所述的焊接用摆动机构，其特征在于，

所述滑轨组件包括用于确定滑动位置和方向的滑轨，与所述滑轨适配进行滑动的滑动卡套，以及用于推动滑动卡套往复移动的驱动单元，所述滑动卡套与配合安装架固定连接。

4.一种具有高频摆动焊接功能的机器人，其特征在于，包括：

焊接机械臂；

摆动机构，包括固定于焊接机械臂自由端的L形固定架，与所述L形固定架连接并形成一滑动工作面的辅助连接架，设置于所述辅助连接架上的滑轨组件，与所述滑轨组件适配并沿其长度方向往复移动以调整焊接头摆动频率和幅度的配合安装架，以及设置在所述配合安装架上的、用于固定焊接头管道的固定卡座。

5.根据权利要求4所述的一种具有高频摆动焊接功能的机器人，其特征在于，还包括：

滑动调节机构，包括安装在焊接机械臂上方的前后滑动轨道，以及与前后滑动轨道适配的、用于带动焊枪本体往复移动以调整焊枪管道的滑动座；通过往复移动焊枪本体位置调节焊接管道伸缩状态，以满足焊接头的可达性。

6.根据权利要求4所述的一种具有高频摆动焊接功能的机器人，其特征在于，所述滑轨组件包括用于确定滑动位置和方向的滑轨，以及与所述滑轨适配进行滑动的滑动卡套，所述滑动卡套与配合安装架固定连接。

7.根据权利要求6所述的一种具有高频摆动焊接功能的机器人，其特征在于，所述滑动卡套的内壁嵌合有用于提升滑动耐磨损性的高强度滑片。

8.根据权利要求6所述的一种具有高频摆动焊接功能的机器人，其特征在于，沿滑轨长度方向的两端设置有限位件。

9.根据权利要求5所述的一种具有高频摆动焊接功能的机器人，其特征在于，所述滑动座包括与前后滑动轨道适配的本体，以及安装在所述本体上的定位板；所述定位板具有一与本体连接的第一连接部，沿第一连接部一侧朝远离本体的方向延伸的第二连接部，以及沿第二连接部一侧向远离第一连接部的方向向上延伸预定距离的第三连接部；所述第三连接部与焊枪本体固定连接。

10.根据权利要求5所述的一种具有高频摆动焊接功能的机器人，其特征在于，所述前后滑动轨道通过支撑架固定于机械臂。

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