CN219881536U - 一种焊接设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种焊接设备，包括子车单元和母车单元，所述子车单元连接所述母车单元，所述子车单元包括移动载具和设置在移动载具上的机械臂，所述机械臂上设有焊枪组件和激光寻位组件，所述焊枪组件、激光寻位组件和机械臂配合完成焊接作业；所述母车单元包括轨道模块、转运收纳工装和电源，多个所述轨道模块拼接形成能供所述移动载具活动的作业轨道；所述转运收纳工装包括用于固定子车单元的卡扣；所述电源连接子车单元，用于实现子车单元的供电。优点是，将传统的机器人工作站拆分为组合式移动装置；所述轨道模块拼接后形成可供子车单元滑动的作业轨道，提升子车单元在焊接完成后的转运速度，实现快速焊接。

Description

一种焊接设备

技术领域

本实用新型涉及焊接技术领域，具体涉及一种焊接设备。

背景技术

目前钢结构现场焊接仍主要依赖于手工焊接，广泛存在焊接成型差、质量不稳定、工作效率低、劳动强度大、用工成本高等现实问题，随着制造业的高速发展，对于现场自动化焊接的需求日益增长，传统的焊接机器人由于体型庞大，大多需要固定安装，其重量、体积和操作复杂度均难以满足快速安装、便携、操作简单等要求，特别是在一些特定的焊接场所，例如大型钢结构工地现场，由于工件尺寸庞大、工作位置多变，需在铆装现场焊接作业，传统机器人工作站更是无法适应。

综上所述，急需一种焊接设备以解决现有技术中存在的问题。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种焊接设备，具体技术方案如下：

一种焊接设备，包括子车单元和母车单元，所述子车单元连接所述母车单元，所述子车单元包括移动载具和设置在移动载具上的机械臂，所述机械臂上设有焊枪组件和激光寻位组件，所述焊枪组件、激光寻位组件和机械臂配合完成焊接作业；所述母车单元包括轨道模块、转运收纳工装和电源，多个所述轨道模块拼接形成能供所述移动载具活动的作业轨道；所述转运收纳工装包括用于固定子车单元的卡扣；所述电源连接子车单元，用于实现子车单元的供电。

优选的，所述转运收纳工装还包括工装本体、滚轮组、扶手和卷线导管，所述滚轮组、扶手和卷线导管均设置在工装本体上，所述工装本体上设有用于收纳子车单元的收纳空间，所述收纳空间内设有所述卡扣。

优选的，所述滚轮组包括万向轮和定向轮。

优选的，所述工装本体上还设有母车吊耳。

优选的，所述移动载具上设有滑轮组、用于固定安装移动载具的防倾机构和磁力表座，所述防倾机构上设有用于调节防倾机构夹持所述作业轨道的调整螺栓，所述磁力表座包括用于吸附所述作业轨道的磁力件和用于调节磁力件高度的升降机构。

优选的，所述移动载具设有粗定位机构，所述粗定位机构为带刻度的可调节式伸缩杆，用于定位所述移动载具相对于待焊件的位置。

优选的，所述移动载具上还设有送丝组件，所述送丝组件包括焊料装载机构以及连接所述焊料装载机构的送丝机。

优选的，所述移动载具上还设有脚轮，所述脚轮上设有锁紧机构。

优选的，所述移动载具上还设有用于收束焊枪组件线缆的弹簧平衡吊组件。

优选的，所述轨道模块上设有磁吸式支座以及用于实现相邻轨道模块之间连接的对接机构。

应用本实用新型的技术方案，具有以下有益效果：

(1)本实用新型提出了一种包含子车单元和母车单元的焊接设备，将传统的机器人工作站拆分为组合式移动装置，另外，所述母车单元中设有可拼接的轨道模块，所述轨道模块可以在拼接后形成可供子车单元滑动的作业轨道，通过拼接出贴合待焊件上焊接轨迹的作业轨道，可以极大地提升子车单元在焊接完成后的转运效率，从而加快整个焊接作业流程，实现快速焊接。

(2)本实用新型中的母车单元上设有用于收纳子车单元的收纳空间，通过卡扣固定子车单元，减小了焊接设备的体积，有利于转运和提高了现场空间利用率。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型优选实施例中焊接设备的结构示意图；

图2是图1中子车单元的结构示意图(侧向)；

图3是图1中子车单元的结构示意图(正向)；

图4是图1中母车单元的结构示意图；

图5是图1中轨道模块的结构示意图；

图6是图1中子车单元和轨道模块的装配示意图。

其中，1-子车单元，1.1-移动载具，1.11-滑轮组，1.12-防倾机构，1.12-1-调整螺栓，1.13-磁力表座，1.13-1-升降机构，1.14-粗定位机构，1.15-送丝组件，1.15-1-焊料装载机构，1.15-2-送丝机，1.16-脚轮，1.17-弹簧平衡吊组件，1.18-载具底板，1.19-三色预警灯，1.2-机械臂，1.3-焊枪组件，1.4-激光寻位组件，1.5-子车吊耳，1.6-工具耗材收纳盒，1.7-示教器，1.8-子车扶手，1.9-人机交互触摸屏，2-母车单元，2.1-轨道模块，2.11-磁吸式支座，2.12-对接机构，2.13-轨道挂钩，2.2-转运收纳工装，2.21-卡扣，2.22-工装本体，2.23-滚轮组，2.23-1-万向轮，2.23-2-定向轮，2.24-扶手，2.25-卷线导管，2.26-母车吊耳，2.27-顶层安装板，2.28-中间层安装板，2.29-底部安装板，2.3-电源，2.4-机器人控制柜，2.5-PLC控制器，2.6-中继信号转接盒。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例：

如图1所示，本实施例公开了一种焊接设备，包括子车单元1和母车单元2两部分。母车单元2用于存储有焊接轨迹数据和焊接工艺数据，所述焊接轨迹数据控制子车单元1上的机械臂，所述焊接工艺数据控制焊接电源提取焊接参数。子车单元1为装置执行机构，接收母车单元2所发控制指令进行焊接作业。整套装置可以实现整体收纳转运。

如图2和图3所示，所述子车单元1包括移动载具1.1、设置在移动载具1.1上的机械臂1.2、焊枪组件1.3、激光寻位组件1.4、子车吊耳1.5、工具耗材收纳盒1.6、示教器1.7、子车扶手1.8和人机交互触摸屏1.9，所述焊枪组件1.3和激光寻位组件1.4设置在所述机械臂1.2上，所述焊枪组件1.3、激光寻位组件1.4和机械臂1.2配合完成焊接作业，所述子车吊耳1.5设置在移动载具1.1上，用于配合吊机设备实现子车单元1跨越地面障碍；所述工具耗材收纳盒1.6设置在移动载具1.1上，用于收纳其他辅助焊接工具或者耗材；所述示教器1.7和人机交互触摸屏1.9设置在移动载具上1.1，用于启动或者控制子车单元1完成焊接作业；所述子车扶手设置在移动载具1.1上，便于作业人员转运子车单元。

进一步地，本实施例中的机械臂1.2为六轴机械臂。

具体的，所述移动载具1.1上设有滑轮组1.11、用于固定安装移动载具的防倾机构1.12和磁力表座1.13，所述防倾机构1.12上设有调整螺栓1.12-1，所述磁力表座1.13包括用于吸附所述作业轨道的磁力件和用于调节磁力件高度的升降机构1.13-1，本实施例优选的磁力件为磁铁，所述作业轨道为可被磁铁吸附的金属轨道。

具体的，所述移动载具1.1设有粗定位机构1.14，所述粗定位机构1.14为带刻度的可调节式伸缩杆，用于定位所述移动载具1.1相对于待焊件的位置，所述可调节式伸缩杆为平行设置，可以准确定位所述移动载具1.1相对于待焊件的距离，该距离为本次焊接参数确定，从而可以快速将移动载具1.1设置在相应的位置上，提高了子车单元1的安装速度。

具体的，所述移动载具1.1上还设有送丝组件1.15，所述送丝组件1.15包括焊料装载机构1.15-1以及连接所述焊料装载机构1.15-1的送丝机1.15-2。

具体的，所述移动载具1.1上还设有脚轮1.16，所述脚轮上设有锁紧机构。

具体的，所述移动载具1.1还设有用于收束焊枪组件1.3线缆的弹簧平衡吊组件1.17，所述弹簧平衡吊组件1.17收束焊枪组件1.3的线缆从而避免机器人焊接作业时机械臂与焊枪组件线缆干涉。

具体的，所述移动载具1.1上还设有载具底板1.18，用于承载子车单元1中的所有其他部件，为机械臂1.2提供稳定的作业平台，所述移动载具上还设有三色预警灯1.19，用于显示子车单元1的状态。

具体的，所述激光寻位组件1.4包括连接母车单元2的传感器，所述传感器为用于采集焊缝位置信息的电弧传感器或者激光传感器。

如图4所示，所述母车单元2包括轨道模块2.1、转运收纳工装2.2、电源2.3、机器人控制柜2.4、PLC控制器2.5和中继信号转接盒2.6，所述轨道模块2.1设置在母车单元1中转运收纳工装2.2的轨道挂钩2.13上，所述轨道挂钩2.13设置在转运收纳工装2.2的侧面，多个所述轨道模块2.1拼接形成可供所述移动载具1.1活动的作业轨道；所述电源2.3连接子车单元1，用于实现子车单元1的供电；所述机器人控制柜2.4、PLC控制器2.5和中继信号转接盒2.6均设置在转运收纳工装2.2上，所述机器人控制柜2.4用于控制所述移动载具1.1移动，所述PLC控制器2.5用于控制所述焊枪组件1.3、激光寻位组件1.4和机械臂1.2，所述中继信号转接盒2.6为机械控制中的常规设置，本实施例不进行详细说明。

具体的，所述转运收纳工装2.2包括卡扣2.21、工装本体2.22、滚轮组2.23、扶手2.24、卷线导管2.25、母车吊耳2.26、顶层安装板2.27、中间层安装板2.28和底部安装板2.29，所述滚轮组2.23、扶手2.24和卷线导管2.25均设置在工装本体2.22上，所述工装本体2.22上设有用于收纳子车单元1的收纳空间，所述卡扣2.21设置在所述收纳空间内，用于卡持放置在收纳空间内的子车单元1；所述母车吊耳2.26设置在工装本体2.22上，用于配合吊机设备实现母车单元跨越地面障碍；所述顶层安装板2.27、中间层安装板2.28和底部安装板2.29从上到下依次设置在工装本体2.22上，所述顶层安装板2.27用于安装机器人控制柜2.4和中继信号转接盒2.6，所述中层安装板2.28用于安装PLC控制器2.5，所述底层安装板2.29可以作为焊料收纳的空间，还可以装配焊丝盘实现装载焊丝。

进一步地，本实施例中的卷线导管2.25可以设置在所述收纳空间中，用于卷绕子车单元的线缆，所述扶手用于方便作业人员转运母车单元2。

具体的，所述滚轮组2.23包括万向轮2.23-1和定向轮2.23-2，所述转运收纳工装2.2通过定向轮2.23-2和万向轮2.23-1的配合实现稳定地移动。

如图5所示，所述轨道模块2.1上设有磁吸式支座2.11以及用于实现轨道模块2.1之间固定的对接机构2.12，所述轨道模块2.1打开磁吸式支座2.11的开关便可以通过磁力作用将轨道模块2.1与地面钢地板进行固定，另外，所述轨道模块2.1还可以通过对接机构2.12实现任意长度的拼接，满足现场长焊接或者短焊接作业，扩大了子车单元1有轨作业的实用范围。另外，本实施例的轨道模块2.1可以是弯轨也可以是直轨，通过不同数量弯轨和直轨组合可以形成多种作业轨道，满足各种待焊件的焊接轨迹。

如图6所述，本实施例通过调节防倾机构1.12上的调整螺栓1.12-1实现调节防倾机构1.12的位置，另外，本实施例还通过升降机构1.13-1调节所述磁力表座1.13上磁铁的高度从而完成子车单元1和作业轨道之间的安装。

需要说明的是，本实施例中子车单元1为装置执行机构，接收母车单元2所发控制指令进行焊接作业，通过六轴机械臂执行相应动作带动焊枪组件1.3到达指定坐标，送丝组件通过改变送丝速度及通断执行控制电源2.3发送的对应时间的工艺参数，激光寻位组件1.4中的电弧传感器或激光传感器给母车单元2反馈焊前焊缝坡口位置信息及焊接过程中焊缝跟踪实时偏差信息，让母车单元2分析以上信息并发出相应控制指令。

进一步地，本实施例中的子车单元1可以实现有轨作业和无轨作业两种焊接作业，具体的无轨作业实施过程如下：

无轨作业工况下，将母车单元2推行放置在待焊件平台外侧，推动子车单元1将机械臂1.2及焊枪组件1.3推行至待焊区域，利用粗定位机构1.14实现子车单元1的粗定位。所述子车单元1通过激光寻位组件1.4进行焊缝识别定位，补偿焊缝偏移差，母车单元2调取焊接轨迹数据和焊接工艺数据并传输至子车单元1，此时工作人员可以通过示教器1.7或人机交互触摸屏1.9手动启动完成单一弧形焊缝自动焊接过程，需要说明的是，焊接过程中机器人接收电弧传感器采集信号可以跟踪焊缝位置实时修改焊接轨迹，将子车单元1手动/自动运行至弧形环焊缝下一焊接点位，最后重复以上流程直到完成整条环焊缝焊接。

除此之外，应用本实施例进行有轨作业的具体实施过程如下：

在不满足无轨作业条件，需有轨作业工况下，根据现有工件形状选择合适的轨道模块2.1拼接至焊缝焊接长度，根据工件焊缝位置安装好轨道位置，并完成子车单元1与作业轨道的装配，母车单元2推行放置在待焊件外侧，推动子车单元1沿着作业轨道滑行，将六轴机械臂及焊枪组件1.3滑行至待焊区域，激光寻位组件1.4进行焊缝识别定位，补偿焊缝偏移差，母车单元2调取焊接轨迹数据和焊接工艺数据并传输至子车单元1，此时操作和上述无轨作业的操作一致，不再重复描述。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种焊接设备，其特征在于，包括子车单元(1)和母车单元(2)，所述子车单元(1)连接所述母车单元(2)，所述子车单元(1)包括移动载具(1.1)和设置在移动载具(1.1)上的机械臂(1.2)，所述机械臂(1.2)上设有焊枪组件(1.3)和激光寻位组件(1.4)，所述焊枪组件(1.3)、激光寻位组件(1.4)和机械臂(1.2)配合完成焊接作业；所述母车单元(2)包括轨道模块(2.1)、转运收纳工装(2.2)和电源(2.3)，多个所述轨道模块(2.1)拼接形成能供所述移动载具(1.1)活动的作业轨道；所述转运收纳工装(2.2)包括用于固定子车单元(1)的卡扣(2.21)；所述电源(2.3)连接子车单元(1)，用于实现子车单元(1)的供电。

2.根据权利要求1所述的焊接设备，其特征在于，所述转运收纳工装(2.2)还包括工装本体(2.22)、滚轮组(2.23)、扶手(2.24)和卷线导管(2.25)，所述滚轮组(2.23)、扶手(2.24)和卷线导管(2.25)均设置在工装本体(2.22)上，所述工装本体(2.22)上设有用于收纳子车单元(1)的收纳空间，所述收纳空间内设有所述卡扣(2.21)。

3.根据权利要求2所述的焊接设备，其特征在于，所述滚轮组(2.23)包括万向轮(2.23-1)和定向轮(2.23-2)。

4.根据权利要求2所述的焊接设备，其特征在于，所述工装本体(2.22)上还设有母车吊耳(2.26)。

5.根据权利要求1所述的焊接设备，其特征在于，所述移动载具(1.1)上设有滑轮组(1.11)、用于固定安装移动载具的防倾机构(1.12)和磁力表座(1.13)，所述防倾机构(1.12)上设有用于调节防倾机构(1.12)夹持所述作业轨道的调整螺栓(1.12-1)，所述磁力表座(1.13)包括用于吸附所述作业轨道的磁力件和用于调节磁力件高度的升降机构(1.13-1)。

6.根据权利要求1所述的焊接设备，其特征在于，所述移动载具(1.1)设有粗定位机构(1.14)，所述粗定位机构(1.14)为带刻度的可调节式伸缩杆，用于定位所述移动载具(1.1)相对于待焊件的位置。

7.根据权利要求1所述的焊接设备，其特征在于，所述移动载具(1.1)上还设有送丝组件(1.15)，所述送丝组件(1.15)包括焊料装载机构(1.15-1)以及连接所述焊料装载机构(1.15-1)的送丝机(1.15-2)。

8.根据权利要求1所述的焊接设备，其特征在于，所述移动载具(1.1)上还设有脚轮(1.16)，所述脚轮上设有锁紧机构。

9.根据权利要求1所述的焊接设备，其特征在于，所述移动载具(1.1)上还设有用于收束焊枪组件(1.3)线缆的弹簧平衡吊组件(1.17)。

10.根据权利要求1所述的焊接设备，其特征在于，所述轨道模块(2.1)上设有磁吸式支座(2.11)以及用于实现相邻轨道模块(2.1)之间连接的对接机构(2.12)。