窄深箱體內(nèi)腔焊接機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】一種窄深箱體內(nèi)腔焊接機(jī)器人，包括焊槍，所述焊槍安裝在焊槍夾具上，所述焊槍夾具與用以控制焊槍角度的角度調(diào)節(jié)組件連接，所述角度調(diào)節(jié)組件安裝在三軸微調(diào)機(jī)構(gòu)上，所述三軸微調(diào)機(jī)構(gòu)安裝在滑塊上，所述滑塊可滑動的套裝在導(dǎo)軌上，所述三軸微調(diào)機(jī)構(gòu)與螺母座連接，所述螺母座與第一絲杠配合連接，所述第一絲桿與整機(jī)驅(qū)動電機(jī)的輸出軸聯(lián)接，所述導(dǎo)軌和整機(jī)驅(qū)動電機(jī)均安裝在安裝平臺上，所述安裝平臺上設(shè)有用于與待焊接箱體固定的夾緊機(jī)構(gòu)。本發(fā)明提供一種適用于窄深箱體內(nèi)焊、焊接效率高、焊接質(zhì)量較高的窄深箱體內(nèi)腔焊接機(jī)器人。
【專利說明】窄深箱體內(nèi)腔焊接機(jī)器人

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)器人，尤其是一種焊接機(jī)器人。

【背景技術(shù)】
[0002]中厚鋼板產(chǎn)品(通常指厚度范圍為6?80mm的鋼板)已幾乎占所有扁平材鋼鐵產(chǎn)品的一半，并被認(rèn)為是當(dāng)今鋼結(jié)構(gòu)橋梁、船舶及海洋平臺、高層建筑鋼結(jié)構(gòu)、管線、壓力容器等制造領(lǐng)域用鋼的主導(dǎo)產(chǎn)品。在這些中厚板的產(chǎn)品零件中，存在許多類似刮板運(yùn)輸機(jī)的中部槽、吊車或吊機(jī)的吊臂等這樣的內(nèi)腔結(jié)構(gòu)，這樣狹小且長的內(nèi)腔結(jié)構(gòu)使得普通的焊接機(jī)器人無法深入其中完成內(nèi)腔的焊接。
[0003]隨著技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)有越來越多的焊接機(jī)器人被應(yīng)用到焊接中來，但是在中部槽和吊臂等類似結(jié)構(gòu)的封底焊接過程中，現(xiàn)有的焊接機(jī)器人無法進(jìn)入內(nèi)腔焊接，這部分的焊接煤機(jī)生產(chǎn)企業(yè)中現(xiàn)在大部分采用手工焊，焊接的只有很少的部分，焊縫成形不美觀，熔深無法保證，焊接效率低，焊接質(zhì)量得不到保證，如果能解決這一問題，將有效提高產(chǎn)品的質(zhì)量。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服已有窄深箱體內(nèi)焊接時(shí)采用手工方式、熔深無法保證，焊接效率低，焊接質(zhì)量較低的不足，本發(fā)明提供一種適用于窄深箱體內(nèi)焊、焊接效率高、焊接質(zhì)量較高的窄深箱體內(nèi)腔焊接機(jī)器人。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種窄深箱體內(nèi)腔焊接機(jī)器人，包括焊槍，所述焊槍安裝在焊槍夾具上，所述焊槍夾具與用以控制焊槍角度的角度調(diào)節(jié)組件連接，所述角度調(diào)節(jié)組件安裝在三軸微調(diào)機(jī)構(gòu)上，所述三軸微調(diào)機(jī)構(gòu)安裝在滑塊上，所述滑塊可滑動的套裝在導(dǎo)軌上，所述三軸微調(diào)機(jī)構(gòu)與螺母座連接，所述螺母座與第一絲杠配合連接，所述第一絲桿與整機(jī)驅(qū)動電機(jī)的輸出軸聯(lián)接，所述導(dǎo)軌和整機(jī)驅(qū)動電機(jī)均安裝在安裝平臺上，所述安裝平臺上設(shè)有用于與待焊接箱體固定的夾緊機(jī)構(gòu)。
[0007]進(jìn)一步，所述角度調(diào)節(jié)組件包括角度驅(qū)動電機(jī)和行星減速器，所述角度驅(qū)動電機(jī)的輸出軸與所述行星減速器的輸入軸連接，所述行星減速器的輸出軸上固定安裝所述焊槍夾具。
[0008]再進(jìn)一步，所述三軸微調(diào)機(jī)構(gòu)包括X方向直線模組、Y方向直線模組和Z方向直線模組，三個(gè)直線模具均包括方向驅(qū)動電機(jī)、絲桿、螺母和連接塊，所述方向驅(qū)動電機(jī)安裝在電機(jī)安裝板上，所述方向驅(qū)動電機(jī)的輸出軸與絲杠的后端連接，所述螺母套裝在第二絲杠上，所述螺母與所述連接塊固定連接，第二絲桿的兩側(cè)設(shè)置光軸，所述連接塊的兩側(cè)設(shè)有直線軸承，所述光軸穿過所述直線軸承，所述第二絲杠的前端安裝在前板的前軸承內(nèi)，所述光軸的前端均固定在前板上，所述光軸的后端安裝在所述電機(jī)安裝板上，所述電機(jī)安裝板和前板固定在底板上；
[0009]所述角度調(diào)節(jié)組件與所述Z方向直線模組的連接塊連接，所述Z方向直線模組的底板與X方向直線模組的連接板連接，所述X方向直線模組的底板與Y方向直線模組的連接板連接，所述Y方向直線模組的底板安裝在滑塊上。
[0010]更進(jìn)一步，所述安裝平臺的中部安裝整機(jī)驅(qū)動電機(jī)和第一絲杠，所述安裝平臺的兩側(cè)分別對稱設(shè)置兩根導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上可滑動地套裝滑塊，所述滑塊上安裝三軸微調(diào)機(jī)構(gòu)。
[0011]所述夾緊機(jī)構(gòu)為G字固定夾。
[0012]所述焊槍夾具的下端設(shè)有焊槍安裝孔，所述焊槍的上端安裝在所述焊槍安裝孔內(nèi)，所述焊槍安裝孔內(nèi)設(shè)有供鎖緊螺絲固定的定位孔。
[0013]本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在:適用于窄深箱體內(nèi)焊、焊接效率高、焊接質(zhì)量較聞。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為窄深箱體內(nèi)腔焊接機(jī)器人的主視圖；
[0015]圖2為窄深箱體內(nèi)腔焊接機(jī)器人的視圖；
[0016]圖3為直線模組結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖4是圖3的A-A剖面圖；
[0018]圖5為三軸微調(diào)機(jī)構(gòu)主視圖；
[0019]圖6為焊槍夾具示意圖；
[0020]圖7是夾緊機(jī)構(gòu)示意圖；
[0021]圖8為窄深箱體內(nèi)腔焊接機(jī)器人的工作示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0023]參照圖1?圖8，一種窄深箱體內(nèi)腔焊接機(jī)器人，包括焊槍5，所述焊槍5安裝在焊槍夾具6上，所述焊槍夾具6與用以控制焊槍角度的角度調(diào)節(jié)組件連接，所述角度調(diào)節(jié)組件安裝在三軸微調(diào)機(jī)構(gòu)上，所述三軸微調(diào)機(jī)構(gòu)安裝在滑塊4上，所述滑塊4可滑動的套裝在導(dǎo)軌3上，所述三軸微調(diào)機(jī)構(gòu)與螺母座連接，所述螺母座與第一絲杠12配合連接，所述第一絲桿12與整機(jī)驅(qū)動電機(jī)的輸出軸聯(lián)接，所述導(dǎo)軌3和整機(jī)驅(qū)動電機(jī)均安裝在安裝平臺上，所述安裝平臺上設(shè)有用于與待焊接箱體固定的夾緊機(jī)構(gòu)。
[0024]進(jìn)一步，所述角度調(diào)節(jié)組件包括角度驅(qū)動電機(jī)和行星減速器，所述角度驅(qū)動電機(jī)的輸出軸與所述行星減速器的輸入軸連接，所述行星減速器的輸出軸上固定安裝所述焊槍夾具。
[0025]再進(jìn)一步，所述三軸微調(diào)機(jī)構(gòu)包括X方向直線模組、Y方向直線模組和Z方向直線模組，三個(gè)直線模具均包括方向驅(qū)動電機(jī)、絲桿、螺母和連接塊，所述方向驅(qū)動電機(jī)安裝在電機(jī)安裝板上，所述方向驅(qū)動電機(jī)的輸出軸與絲杠的后端連接，所述螺母套裝在第二絲杠上，所述螺母與所述連接塊固定連接，第二絲桿的兩側(cè)設(shè)置光軸，所述連接塊的兩側(cè)設(shè)有直線軸承，所述光軸穿過所述直線軸承，所述第二絲杠的前端安裝在前板的前軸承內(nèi)，所述光軸的前端均固定在前板上，所述光軸的后端安裝在所述電機(jī)安裝板上，所述電機(jī)安裝板和前板固定在底板上；
[0026]所述角度調(diào)節(jié)組件與所述Z方向直線模組的連接塊連接，所述Z方向直線模組的底板與X方向直線模組的連接板連接，所述X方向直線模組的底板與Y方向直線模組的連接板連接，所述Y方向直線模組的底板安裝在滑塊上。
[0027]更進(jìn)一步，所述安裝平臺的中部安裝整機(jī)驅(qū)動電機(jī)和第一絲杠，所述安裝平臺的兩側(cè)分別對稱設(shè)置兩根導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上可滑動地套裝滑塊，所述滑塊上安裝三軸微調(diào)機(jī)構(gòu)。
[0028]所述定位板11的作用是用于機(jī)器人在中部槽中安裝時(shí)定位用，安裝時(shí)將定位板11緊靠中部槽底板34，可使機(jī)器人在直線運(yùn)動方向上與焊接方向相同。
[0029]所述夾緊機(jī)構(gòu)為G字夾，由蝦弓架29，第三絲桿30，和扳手31組成，旋轉(zhuǎn)扳手，通過第三絲桿將轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動，使絲桿前端與蝦弓架之間的距離減小，可以達(dá)到鎖緊的目的。
[0030]所述焊槍夾具的下端設(shè)有焊槍安裝孔，所述焊槍的上端安裝在所述焊槍安裝孔內(nèi)，所述焊槍安裝孔內(nèi)設(shè)有供鎖緊螺絲固定的定位孔。
[0031]本實(shí)施例中，如圖1和圖2所示，焊接機(jī)器人主要有機(jī)器人移動部分、焊槍三軸微調(diào)部分、焊槍擺動三部分組成，其中機(jī)器人移動部分由第一步進(jìn)電機(jī)1、兩條導(dǎo)軌3、四個(gè)滑塊4、第一絲桿12、聯(lián)軸器13等組成。在焊接機(jī)器人中每個(gè)直線模組如圖3所示，前板14、光軸15、直線軸承16、底板17、電機(jī)安裝板18、第二步進(jìn)電機(jī)19、聯(lián)軸器20、第二絲桿21、螺母22、連接塊23、軸承24組成。如圖4所示Y方向直線模組通過連接塊23連接X方向的直線模組，X方向直線模組的連接塊23與連接板25相連接，同時(shí)連接板25與Z方向直線模組的底板17相連接，這樣能夠使焊槍在X，Y, Z方向上聯(lián)動。圖5為焊槍夾具示意圖，焊槍位于焊槍安裝孔內(nèi)，鎖緊螺絲26，既可固定焊槍，松開鎖緊螺絲26，可以手動調(diào)節(jié)焊槍位置。
[0032]以中部槽的焊接過程為例，來說明類似的內(nèi)腔機(jī)構(gòu)，機(jī)器人如何來完成焊接過程:
[0033]在焊接前，將焊接機(jī)器人整體豎著放入中部槽內(nèi)腔中，如圖4所示，利用定位板11緊靠中部槽底板34任意一側(cè)來確保機(jī)器人整體和中部槽需要焊接的兩條焊縫基本平行，繼續(xù)調(diào)整焊接機(jī)器人基本位于中部槽中間后，調(diào)整焊槍5和焊槍夾具6，使得焊槍焊嘴接近焊縫。調(diào)整完畢后，使用G字夾使焊接機(jī)器人與中部槽固定。通過控制器啟動焊接機(jī)器人，在起弧時(shí)，通過調(diào)節(jié)Y方向的直線模組步進(jìn)電機(jī)的速度，來保證焊接起弧的順利完成，起弧后，步進(jìn)電機(jī)I通過聯(lián)軸器13，帶動第一絲桿12來推動機(jī)器人整體勻速前進(jìn)，調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)I的速度來滿足在打底焊、填充焊和蓋面等不同的焊接過程中焊接機(jī)器人的移動速度。在焊接過程中通過激光跟蹤焊縫返回的數(shù)據(jù)來調(diào)節(jié)X方向直線模組9和Y方向直線模組10的步進(jìn)電機(jī)來實(shí)現(xiàn)焊縫跟蹤，同時(shí)需要測量焊接電流的大小的變化，控制Z方向直線模組8的步進(jìn)電機(jī)來調(diào)節(jié)焊槍和焊縫的高度，從來保證焊接的電流保持在一定的范圍內(nèi)，不會發(fā)生斷弧現(xiàn)象，焊接質(zhì)量可靠。由于焊縫大，在填充焊和蓋面焊的工程中需要通過控制行星減速器7上的步進(jìn)電機(jī)正反轉(zhuǎn)來使焊槍搖擺來完成焊接。
【權(quán)利要求】
1.一種窄深箱體內(nèi)腔焊接機(jī)器人，包括焊槍，所述焊槍安裝在焊槍夾具上，其特征在于:所述焊槍夾具與用以控制焊槍角度的角度調(diào)節(jié)組件連接，所述角度調(diào)節(jié)組件安裝在三軸微調(diào)機(jī)構(gòu)上，所述三軸微調(diào)機(jī)構(gòu)安裝在滑塊上，所述滑塊可滑動的套裝在導(dǎo)軌上，所述三軸微調(diào)機(jī)構(gòu)與螺母座連接，所述螺母座與第一絲杠配合連接，所述第一絲桿與整機(jī)驅(qū)動電機(jī)的輸出軸聯(lián)接，所述導(dǎo)軌和整機(jī)驅(qū)動電機(jī)均安裝在安裝平臺上，所述安裝平臺上設(shè)有用于與待焊接箱體固定的夾緊機(jī)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的窄深箱體內(nèi)腔焊接機(jī)器人，其特征在于:所述角度調(diào)節(jié)組件包括角度驅(qū)動電機(jī)和行星減速器，所述角度驅(qū)動電機(jī)的輸出軸與所述行星減速器的輸入軸連接，所述行星減速器的輸出軸上固定安裝所述焊槍夾具。
3.如權(quán)利要求1或2所述的窄深箱體內(nèi)腔焊接機(jī)器人，其特征在于:所述三軸微調(diào)機(jī)構(gòu)包括X方向直線模組、Y方向直線模組和Z方向直線模組，三個(gè)直線模具均包括方向驅(qū)動電機(jī)、絲桿、螺母和連接塊，所述方向驅(qū)動電機(jī)安裝在電機(jī)安裝板上，所述方向驅(qū)動電機(jī)的輸出軸與絲杠的后端連接，所述螺母套裝在第二絲杠上，所述螺母與所述連接塊固定連接，第二絲桿的兩側(cè)設(shè)置光軸，所述連接塊的兩側(cè)設(shè)有直線軸承，所述光軸穿過所述直線軸承，所述第二絲杠的前端安裝在前板的前軸承內(nèi)，所述光軸的前端均固定在前板上，所述光軸的后端安裝在所述電機(jī)安裝板上，所述電機(jī)安裝板和前板固定在底板上； 所述角度調(diào)節(jié)組件與所述Z方向直線模組的連接塊連接，所述Z方向直線模組的底板與X方向直線模組的連接板連接，所述X方向直線模組的底板與Y方向直線模組的連接板連接，所述Y方向直線模組的底板安裝在滑塊上。
4.如權(quán)利要求1或2所述的窄深箱體內(nèi)腔焊接機(jī)器人，其特征在于:所述安裝平臺的中部安裝整機(jī)驅(qū)動電機(jī)和第一絲杠，所述安裝平臺的兩側(cè)分別對稱設(shè)置兩根導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上可滑動地套裝滑塊，所述滑塊上安裝三軸微調(diào)機(jī)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求1或2所述的窄深箱體內(nèi)腔焊接機(jī)器人，其特征在于:所述夾緊機(jī)構(gòu)為G字固定夾。
6.如權(quán)利要求1或2所述的窄深箱體內(nèi)腔焊接機(jī)器人，其特征在于:所述焊槍夾具的下端設(shè)有焊槍安裝孔，所述焊槍的上端安裝在所述焊槍安裝孔內(nèi)，所述焊槍安裝孔內(nèi)設(shè)有供鎖緊螺絲固定的定位孔。
【文檔編號】B23K9/127GK104308344SQ201410525060
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月8日
【發(fā)明者】楊慶華, 鮑官軍, 胥芳, 楊佳 申請人:浙江工業(yè)大學(xué)