CN220515834U - 一种无轨智能焊接机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无轨智能焊接机器人，涉及焊接工具技术领域，包括小车车体，小车车体上安装有磁吸轮和驱动磁吸轮的电机；所述小车车体上还安装有平摆干伸运动机构，平摆干伸运动机构输出端安装有焊枪，平摆干伸运动机构可驱动焊枪沿Y、Z方向运动；所述小车车体前端安装有用于检测焊缝轨迹线的激光视觉传感器。本实用新型通过采用激光视觉传感器对管道上的焊缝轨迹线进行检测，并根据激光视觉传感器反馈的视觉图形调节驱动磁吸轮的电机运动状态，从而让小车车体实现自动纠偏，使焊接小车在行走过程中可自动调节车身的行进方向，实现了精准焊接。

Description

一种无轨智能焊接机器人

技术领域

本实用新型涉及焊接工具技术领域，具体而言，涉及一种无轨智能焊接机器人。

背景技术

现有管道自动焊接主要采用轨道导向的方式来完成行走，即，在管道上预先架设轨道，让焊接小车带着焊枪在轨道上行走，从而实现管道的焊接；此种方式不仅轨道架设较为麻烦，且还需要根据不同的管径架设不同类型的轨道。

因此，为了避免轨道架设，管道自动焊接商家提出了无轨焊接方式，其主要是通过磁铁吸附，即，让磁力小车吸附在管道上行走，从而实现自动化焊接；但最初的磁力小车只能简单地进行直线行走，不能转弯，故其精度很大程度上依赖于在管道上放置磁力小车时的角度是否对齐，整个操作过程较为麻烦。随着科技的发展，虽然现在市场上出现了可以转弯的磁力小车，但磁力小车仍需要人工控制其行进方向。

因此，现急需一种可自动识别焊缝并调节车身行进方向无轨智能焊接机器人。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种无轨智能焊接机器人，不仅可自动识别焊缝，且使焊接小车在行走过程中可自动调节车身的行进方向，从而实现精准焊接。

为实现本实用新型目的，采用的技术方案为：一种无轨智能焊接机器人，包括小车车体，小车车体上安装有磁吸轮和驱动磁吸轮的电机；所述小车车体上还安装有平摆干伸运动机构，平摆干伸运动机构输出端安装有焊枪，平摆干伸运动机构可驱动焊枪沿Y、Z方向运动；所述小车车体前端安装有用于检测焊缝轨迹线的激光视觉传感器。

进一步的，所述小车车体呈U型，焊枪位于小车车体的投影几何中心。

进一步的，所述磁吸轮为4个，4个磁吸轮上均安装有磁轮罩，位于小车车体同一侧的两个磁轮罩上共同安装有把手。

进一步的，所述小车车体上还安装有送丝机构。

进一步的，所述激光视觉传感器外还罩设有安装罩。

进一步的，所述小车车体上还安装有指示灯。

进一步的，所述电机为直流无刷电机。

本实用新型的有益效果是：

1、通过采用激光视觉传感器对管道上的焊缝轨迹线进行检测，并根据激光视觉传感器反馈的视觉图形调节驱动磁吸轮的电机运动状态，从而让小车车体实现自动纠偏，使焊接小车在行走过程中可自动调节车身的行进方向，实现了精准焊接。

2、通过采用直流无刷电机对磁吸轮进行驱动，使本实用新型的负载能力更大，转弯半径更小，小车调节更为灵敏，适应性更强。

附图说明

附图示出了本实用新型的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本实用新型的原理，其中包括了这些附图以提供对本实用新型的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。

图1是本实用新型提供的无轨智能焊接机器人的结构示意图一；

图2是本实用新型提供的无轨智能焊接机器人的结构示意图二；

图3是本实用新型提供的无轨智能焊接机器人在管道外壁的作业示意图；

图4是本实用新型提供的无轨智能焊接机器人在管道内壁的作业示意图。

附图中标记及相应的零部件名称：

1、小车车体，2、平摆干伸运动机构，3、磁吸轮，4、焊枪，5、激光视觉传感器，6、磁轮罩，7、把手，8、送丝机构，9、安装罩，10、指示灯。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本实用新型。

如图1、图2所示，本实用新型提供的一种无轨智能焊接机器人，包括小车车体1，小车车体1上转动支撑有多个磁吸轮3，磁吸轮3直接采用公开号为CN218616070U中公开的磁吸附轮，且小车车体1上还安装有多个电机，多个电机分别一一驱动多个磁吸轮3，使多个磁吸轮3的动力为独立的动力，从而方便单独调节每个磁吸轮3，通过多个磁吸轮3的共同配合，从而对小车车体1的车身状态进行调节。

所述小车车体1上还安装有平摆干伸运动机构2，平摆干伸运动机构2安装在小车车体1后端，平摆干伸运动机构2直接采用公开号为CN113385786A中公开的平摆干伸运动装置，且平摆干伸运动机构2的输出端还安装有焊枪4，焊枪4垂直于管道上的焊缝，平摆干伸运动机构2可驱动焊枪4沿Y、Z方向运动，使焊枪4在焊缝的高度方向和左右方向运动，从而使焊枪4能与焊缝对应，保证了焊枪4对焊缝处的焊接。

所述小车车体1前端安装有用于检测焊缝轨迹线的激光视觉传感器5，激光视觉传感器5位于焊枪4前方，且激光视觉传感器5与小车车体1上的主控系统连接，在对管道焊接的过程中，激光视觉传感器5对焊缝形状进行识别，并在识别后将视觉图形反馈给主控系统，主控系统收到视觉图形后进行分析处理，待分析处理完成后向驱动磁吸轮3的电机发送驱动指令，电机在接收到驱动指令后调整运动状态，从而实现小车车体1的自动纠偏。需要说明的是，小车车体1上的主控系统为现有磁吸小车上主控系统的直接使用，而激光视觉传感器5与主控系统之间的连接也为现有传感器与控制器之间的常规连接方式。

作为本实施方式中更进一步的改进，所述小车车体1呈U型，焊枪4位于小车车体1的投影几何中心，即焊枪4位于小车车体1的分支处；同时，以小车车体1上安装激光视觉传感器5的一端为前端，则在本实用新型中，激光视觉传感器5共同安装在两个小车车体1的分支上，平摆干伸运动机构2则可安装在小车车体1的后端，不仅使激光视觉传感器5、焊枪4和平摆干伸运动机构2在小车车体1上的布局更加合理，且小车车体1并不会对焊枪4对焊缝的焊接以及激光视觉传感器5的图形采集造成阻碍，使小车重量更轻，结构更加合理。

作为本实施方式中更进一步的改进，所述磁吸轮3为4个，4个磁吸轮3分别小车车体1的后端两侧以及小车车体1的两个分支上，4个磁吸轮3共同对小车车体1进行支撑，使本实用新型在行走过程中更加平稳；同时，4个磁吸轮3上均安装有磁轮罩6，磁轮罩6并未对磁吸轮3与管道吸紧的部分进行罩设，避免焊接机器人的运行造成影响，而位于小车车体1同一侧的两个磁轮罩6上共同安装有把手7，使焊接机器人在需要搬运的过程中可直接通过把手7进行搬运，使焊接机器人的搬运更加方便。

作为本实施方式中更进一步的改进，所述小车车体1上还安装有送丝机构8，送丝机构8为焊枪4持续输送焊接丝，而本实用新型中的送丝机构8可直接采用公开号为CN113385786A中公开的送丝装置，该送丝机构8通过拉丝的方式实现对焊枪4送丝。当然，该送丝结构8也可采用其他的送丝装置，例如，采用推丝的方式进行送丝，或采用推丝与拉丝结合的方式进行送丝。当送丝机构8采用推丝的方式进行送丝时，送丝机构8直接安装在焊丝盘附近；当送丝机构8采用推丝和拉丝共同配合来实现对焊枪4送丝时，送丝机构8包括推丝模块和拉丝模块，推丝模块安装在焊丝盘附近，拉丝模块则直接搭载在小车车体1上，从而实现更大的送丝范围，使本实用新型在进行大管焊接和长管焊缝时具有优势；同时，送丝机构8在安装时可直接安装在平摆干伸运动机构2的一侧，使送丝机构8与焊枪4之间的路径更加简单，使焊接丝的输送更加方便。当然，在本实用新型中，在不影响送丝机构8正常运行的情况下，送丝机构8也可安装在平摆干伸运动机构2顶部或其他位置。

作为本实施方式中更进一步的改进，所述激光视觉传感器5外还罩设有安装罩9，安装罩9主要罩设在激光视觉传感器5的上方和激光视觉传感器5的四周，主要用于对激光视觉传感器5进行保护，由于激光视觉传感器5安装在小车车体1前方，因此安装罩9能有效避免焊接机器人在前进过程中或搬运过程中因碰撞而受到损伤。当然，为了能更好的对焊接机器人进行保护，还可在焊接机器人最前端的位置安装防撞条等结构

作为本实施方式中更进一步的改进，所述小车车体1上还安装有指示灯10，指示灯10与小车车体1上的主控系统连接，当小车车体1上的主控系统检测分析到焊接机器人出现故障或小车车体1与焊缝之间出现偏差时，小车车体1上的主控系统可向指示灯10发送报警指令，此时，指示灯10可通过闪烁进行报警，使工作人员可第一时间获知焊接机器人的工作状况。当然，由于指示灯10与小车车体1上的主控系统连接，因此，当小车车体1上的主控系统监测到焊接机器人出现如通电、行走、焊接等方面的故障时，指示灯10也可通过闪烁进行报警；同时，为了针对不同状态发出对应的报警模式，指示灯10还可设置成多种亮灯和/或闪灯模式。

作为本实施方式中更进一步的改进，所述电机为直流无刷电机，使本实用新型的负载能力更大，同时，由于四个磁吸轮3均采用独立的电机进行驱动，使焊接机器人在行走过程中，四个磁吸轮3的转速可独立控制，使四个磁吸轮3可实现差速调节，使焊接机器人调节更为灵敏，适应性更强。

当需要对管道进行焊接时，将本实用新型放置在待焊接的管道上，此时，四个磁吸轮3吸紧在管道上，四个磁吸轮3中的两个磁吸轮3位于焊缝一侧，四个磁吸轮3中的另外两个磁吸轮3位于焊缝另一侧，启动激光视觉传感器5，激光视觉传感器5对焊缝进行识别，并在识别后将视觉图形反馈给主控系统，主控系统收到视觉图形后进行分析处理，待分析处理完成后向驱动磁吸轮3的其中一个电机或多个电机发送驱动指令，该电机在接收到驱动指令后调整对应磁吸轮3的运动状态，从而实现小车车体1的自动纠偏。

当小车车体1纠偏完成后，摆干伸运动机构驱动焊枪4与焊缝对齐，当焊枪4与焊缝完全对齐后，送丝机构8向焊枪4送丝，在送丝机构8送丝的同时，焊枪4对焊缝进行焊接。

本实用新型不仅可实现对管道焊接，还可对钢制球罐、储罐、船体等大型弧面设备进行焊接作业；同时，如图3、图4所示，本实用新型提供的焊接机器人不仅可安装在管道外壁上作业，也可安装在管道内壁上进行作业。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本实用新型，而并非是对本实用新型的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本实用新型的范围内。

Claims (6)

1.一种无轨智能焊接机器人，其特征在于，包括小车车体(1)，小车车体(1)上安装有磁吸轮(3)和驱动磁吸轮(3)的电机；所述小车车体(1)上还安装有平摆干伸运动机构(2)，平摆干伸运动机构(2)输出端安装有焊枪(4)，平摆干伸运动机构(2)可驱动焊枪(4)沿Y、Z方向运动；所述小车车体(1)前端安装有用于检测焊缝轨迹线的激光视觉传感器(5)；所述小车车体(1)呈U型，焊枪(4)位于小车车体(1)的投影几何中心。

2.根据权利要求1所述的无轨智能焊接机器人，其特征在于，所述磁吸轮(3)为4个，4个磁吸轮(3)上均安装有磁轮罩(6)，位于小车车体(1)同一侧的两个磁轮罩(6)上共同安装有把手(7)。

3.根据权利要求1或2所述的无轨智能焊接机器人，其特征在于，所述小车车体(1)上还安装有送丝机构(8)。

4.根据权利要求3所述的无轨智能焊接机器人，其特征在于，所述激光视觉传感器(5)外还罩设有安装罩(9)。

5.根据权利要求3所述的无轨智能焊接机器人，其特征在于，所述小车车体(1)上还安装有指示灯(10)。

6.根据权利要求3所述的无轨智能焊接机器人，其特征在于，所述电机为直流无刷电机。