CN215787357U - 一种定位补偿型智能焊接机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及焊接机器人应用钢筋焊接网技术领域，特别涉及一种定位补偿型智能焊接机器人。包括地轨、龙门架、钢筋定位机构、焊接机构及倒挂横移单元，其中龙门架的两端底部与地轨滑动连接；倒挂横移单元设置于龙门架的顶部，钢筋定位机构和焊接机构设置于倒挂横移单元上，钢筋定位机构用于待焊接钢筋的压紧定位，焊接机构用于钢筋的焊接。本实用新型通过压轮压紧定位钢筋，使焊点的焊接质量保持一致，焊接质量稳定，焊接速度快，提高了施工效率。

Description

一种定位补偿型智能焊接机器人

技术领域

本实用新型涉及焊接机器人应用钢筋焊接网技术领域，特别涉及一种定位补偿型智能焊接机器人。

背景技术

现浇混凝土楼板配筋，施工时常用手工绑扎的方式进行，手工绑扎速度慢、效率低，人工消耗大且钢筋间距不均匀。随着社会发展，基础设施建设的广泛开展，钢筋笼、钢筋网等结构件被大量使用，但目前通常是由人工焊接而成，先在工装上定位钢筋并将钢筋焊接成网片单元，焊接位置为十字交叉节点。但在实际焊接过程中，由于受到人为因素以及工件偏差的影响，焊点的焊接质量不一致，使得焊接质量不稳定，导致不同焊工加工完成的钢筋网质量参差不齐，对后续制程造成影响。此外，人工焊接成本在不断提高，且焊接速度慢，施工效率低下。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种定位补偿型智能焊接机器人，以解决人工焊接质量不一致，导致不同焊工加工完成的钢筋网质量参差不齐，对后续制程造成影响的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种定位补偿型智能焊接机器人，包括地轨、龙门架、钢筋定位机构、焊接机构及倒挂横移单元，其中龙门架的两端底部与地轨滑动连接；倒挂横移单元设置于龙门架的顶部，钢筋定位机构和焊接机构设置于倒挂横移单元上，钢筋定位机构用于待焊接钢筋的压紧定位，焊接机构用于钢筋的焊接。

所述钢筋定位机构包括升降刚性支架、升降驱动机构、升降框架及压轮，其中升降刚性支架与所述倒挂横移单元连接；所述升降刚性支架上设置至少一个可沿竖直方向滑动的升降框架，所述升降框架的底部设有至少一个压轮；

所述降驱动机构设置于所述升降框架与所述倒挂横移单元之间，用于驱动所述升降框架升降。

所述升降框架的底部设有多个所述压轮，多个所述压轮沿平行于所述地轨的方向依次排列。

所述压轮的两侧设有侧向导向边，通过两侧侧向导向边对钢筋进行导向。

所述升降刚性支架上沿竖直方向设有升降导向杆件，所述升降框架与所述升降导向杆件滑动连接。

所述升降伺服驱动机构包括至少一个升降气缸，升降气缸设置于所述升降框架上，且输出端与所述倒挂横移单元连接。

所述龙门架包括横梁及连接在横梁两端的立柱，所述立柱的底部通过行走单元与所述地轨连接；

所述倒挂横移单元设置于所述横梁的下方，具有沿垂直于所述龙门架行走方向移动的自由度。

所述焊接机构包括焊接机器人和氩弧焊枪，其中焊接机器人安装在所述倒挂横移单元上，所述氩弧焊枪设置于焊接机器人的执行末端。

本实用新型的优点及有益效果是：

本实用新型提供的定位补偿型智能焊接机器人，通过压轮压紧定位钢筋，使焊点的焊接质量保持一致，焊接质量稳定，焊接速度快，提高了施工效率。

本实用新型提供的定位补偿型智能焊接机器人采用面扫描结构，光三维相机获取交叉钢筋的三维信息，通过钢筋点云焊线提取算法，计算交叉钢筋的焊接路径。

本实用新型可以对交叉钢筋进行视觉定位和机械贴合，克服了工件和夹具精度差的问题，实现了柔性、精准焊接，保证了焊接质量。

本实用新型实现了焊接路径自动计算，免去焊接路径示教，简化机器人示教过程，降低了对操作人员的要求，实现了钢筋焊接的自动化，提升了焊接效果与生产效率。

附图说明

图1为本实用新型一种定位补偿型智能焊接机器人的等轴测视图；

图2为图1中Ⅰ处放大图；

图3为本实用新型一种定位补偿型智能焊接机器人的侧视图；

图4为图3中Ⅱ处放大图；

图5为本实用新型的工作状态示意图。

图中：1为地轨，2为钢筋定位机构，3为焊接机构，4为横梁，5为行走单元，6为焊接工艺设备，7为立柱，8为倒挂横移单元，9为升降刚性支架，10为升降导向杆件，11为升降气缸，12为升降框架，13为氩弧焊枪，14为焊接机器人，15为压轮，16为侧向导向边，17为上层钢筋，18为定位块，19为下层钢筋，21为第一工位，22为第二工位。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述。

如图1所示，本实用新型提供的一种定位补偿型智能焊接机器人，包括地轨1、龙门架、钢筋定位机构2、焊接机构3及倒挂横移单元8，其中龙门架的两端底部与地轨1滑动连接；倒挂横移单元8设置于龙门架的顶部，钢筋定位机构2和焊接机构3设置于倒挂横移单元8上，钢筋定位机构2用于待焊接钢筋的压紧定位，焊接机构3用于钢筋的焊接。

如图2所示，本发明的实施例中，龙门架包括横梁4及连接在横梁4两端的立柱7，立柱7的底部通过行走单元5与地轨1连接，立柱7的底部还设有焊接工艺设备6，行走单元5驱动龙门架沿地轨1行走。

如图3-4所示，本发明的实施例中，倒挂横移单元8设置于横梁4的下方，具有沿垂直于龙门架行走方向移动的自由度。具体地，倒挂横移单元8可采用齿轮齿条机构及横向导轨的结构形式，实现横向移动的自由度，即沿垂直于地轨1的方向运动。

本发明的实施例中焊接机构3包括焊接机器人14和氩弧焊枪13，其中焊接机器人14倒挂安装在倒挂横移单元8上，氩弧焊枪13设置于焊接机器人14的执行末端。

如图4所示，本发明的实施例中，钢筋定位机构2包括升降刚性支架9、升降驱动机构、升降框架12及压轮15，其中升降刚性支架9与倒挂横移单元8连接；升降刚性支架9上设置至少一个可沿竖直方向滑动的升降框架12，升降框架12的底部设有至少一个压轮15；降驱动机构设置于升降框架12与倒挂横移单元8之间，用于驱动升降框架12升降。

本发明的实施例中，升降框架12的底部设有多个压轮15，多个压轮15沿平行于地轨1的方向依次排列。进一步地，压轮15的两侧设有侧向导向边16，通过两侧侧向导向边16对钢筋进行导向，以修正钢筋的水平位姿。

本实施例中，升降刚性支架9上沿竖直方向设有升降导向杆件10，升降框架12与升降导向杆件10滑动连接。升降框架12进行升降时，通过升降导向杆件10进行导向。

本发明的实施例中，升降伺服驱动机构包括至少一个升降气缸11，升降气缸11设置于升降框架12上，且输出端与倒挂横移单元8连接，升降气缸11驱动升降框架12上下运动，从而通过升降框架12底部的压轮15对钢筋进行导向进行位姿修正，且压紧。升降伺服驱动机构也可采用电缸等能其它形式的直线驱动机构。

如图5所示，本发明的实施例中，上层钢筋17在下层钢筋19的上面网格布置，每个下层钢筋19通过多个定位块18定位，氩弧焊枪13点固上层钢筋17和下层钢筋19的网格节点；每个压轮15含有两个侧向导向边16对上层钢筋17进行水平位置定位，由于上层钢筋17和下层钢筋19的翘曲，不是所有的上层钢筋17和下层钢筋19的网格节点都在一个高度上，压轮15向下施力对上层钢筋17和下层钢筋19的网格节点进行贴合大挠度组对，使上层钢筋17和下层钢筋19的网格节点接触面贴合。本实施例中，采用五个并联驱动的升降气缸11(多个升降气缸11驱动一个负载，便于结构小型化和传动冗余)带动升降框架12上下运动，实现上层钢筋17和下层钢筋19压合到需要的工艺高度。进一步地，也可以采用多组气缸和多组升降框架，实现上层钢筋17和下层钢筋19压合到不同需要的工艺高度。

如图1所示，本发明的实施例中，沿纵向铺设的两个地轨1之间可以布置第一工位21和第二工位22，两个地轨1上分别各放置一个行走单元5，每个行走单元5含有焊接工艺设备6。两个行走单元5托举大跨度龙门架，两个行走单元5内部都含有独立的行走驱动单元，行走单元5与对应的地轨1形成含有驱动的直线运动副。具体地，行走单元5可采用齿轮齿条机构。第一工位21和第二工位22在地面串行布置，可以保证其中一个工位通过智能机器人进行焊接点固上层钢筋17和下层钢筋19工艺作业；同时，在另外一个工位，通过人工或者自动化设备可以进行上层钢筋17和下层钢筋19的上料，或者可以进行上层钢筋17和下层钢筋19焊接后的成品下料，以提高工作效率。

在上述实施例的基础上，本实用新型提供的定位补偿型智能焊接机器人采用面扫描结构，采用三维相机获取交叉钢筋的三维信息，通过钢筋点云焊线提取算法，计算交叉钢筋的焊接路径。本实用新型可以对交叉钢筋进行视觉定位和机械贴合，克服了工件和夹具精度差的问题，实现了柔性、精准焊接，保证了焊接质量。

本实用新型实现了焊接路径自动计算，免去焊接路径示教，简化机器人示教过程，降低了对操作人员的要求，实现了钢筋焊接的自动化，提升了焊接效果与生产效率。

以上所述仅为本实用新型的实施方式，并非用于限定本实用新型的保护范围。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、改进、扩展等，均包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种定位补偿型智能焊接机器人，其特征在于，包括地轨(1)、龙门架、钢筋定位机构(2)、焊接机构(3)及倒挂横移单元(8)，其中龙门架的两端底部与地轨(1)滑动连接；倒挂横移单元(8)设置于龙门架的顶部，钢筋定位机构(2)和焊接机构(3)设置于倒挂横移单元(8)上，钢筋定位机构(2)用于待焊接钢筋的压紧定位，焊接机构(3)用于钢筋的焊接。

2.根据权利要求1所述的定位补偿型智能焊接机器人，其特征在于，所述钢筋定位机构(2)包括升降刚性支架(9)、升降驱动机构、升降框架(12)及压轮(15)，其中升降刚性支架(9)与所述倒挂横移单元(8)连接；所述升降刚性支架(9)上设置至少一个可沿竖直方向滑动的升降框架(12)，所述升降框架(12)的底部设有至少一个压轮(15)；

所述降驱动机构设置于所述升降框架(12)与所述倒挂横移单元(8)之间，用于驱动所述升降框架(12)升降。

3.根据权利要求2所述的定位补偿型智能焊接机器人，其特征在于，所述升降框架(12)的底部设有多个所述压轮(15)，多个所述压轮(15)沿平行于所述地轨(1)的方向依次排列。

4.根据权利要求3所述的定位补偿型智能焊接机器人，其特征在于，所述压轮(15)的两侧设有侧向导向边(16)，通过两侧侧向导向边(16)对钢筋进行导向。

5.根据权利要求2所述的定位补偿型智能焊接机器人，其特征在于，所述升降刚性支架(9)上沿竖直方向设有升降导向杆件(10)，所述升降框架(12)与所述升降导向杆件(10)滑动连接。

6.根据权利要求2所述的定位补偿型智能焊接机器人，其特征在于，所述升降伺服驱动机构包括至少一个升降气缸(11)，升降气缸(11)设置于所述升降框架(12)上，且输出端与所述倒挂横移单元(8)连接。

7.根据权利要求1所述的定位补偿型智能焊接机器人，其特征在于，所述龙门架包括横梁(4)及连接在横梁(4)两端的立柱(7)，所述立柱(7)的底部通过行走单元(5)与所述地轨(1)连接；

所述倒挂横移单元(8)设置于所述横梁(4)的下方，具有沿垂直于所述龙门架行走方向移动的自由度。

8.根据权利要求1所述的定位补偿型智能焊接机器人，其特征在于，所述焊接机构(3)包括焊接机器人(14)和氩弧焊枪(13)，其中焊接机器人(14)安装在所述倒挂横移单元(8)上，所述氩弧焊枪(13)设置于焊接机器人(14)的执行末端。

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