一種用于管件焊接的機(jī)器人系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種用于管件焊接的機(jī)器人系統(tǒng)，包括多自由度焊接夾具、多自由度焊接機(jī)械手、CCD相機(jī)以及控制箱，多自由度焊接夾具、多自由度焊接機(jī)械手、CCD相機(jī)均與控制箱電連接，多自由度焊接夾具和多自由度焊接機(jī)械手相對(duì)設(shè)置，CCD相機(jī)位于多自由度焊接機(jī)械手的上部，控制箱位于多自由度焊接機(jī)械手的側(cè)面，控制箱上位機(jī)、PLC控制器和顯示器，PLC控制器時(shí)時(shí)控制多自由度焊接夾具、多自由度焊接機(jī)械手的動(dòng)作，CCD相機(jī)隨著多自由度焊接機(jī)械手移動(dòng)，并對(duì)焊接過(guò)程中的工件進(jìn)行拍照。該機(jī)器人系統(tǒng)的夾爪組件能夠自動(dòng)開合，實(shí)現(xiàn)管件的固定和取出，進(jìn)而給操作工帶來(lái)了便利，提高了焊接效率。
【專利說(shuō)明】
一種用于管件焊接的機(jī)器人系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
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[0001]本實(shí)用新型涉及焊接設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于管件焊接的機(jī)器人系統(tǒng)。【背景技術(shù)】:
[0002]在船廠、石油、石化、化工、電廠等行業(yè)使用的機(jī)械設(shè)備中，往往存在大量的彎管、法蘭等環(huán)狀部件。在加工、制造、裝配上述機(jī)械設(shè)備的過(guò)程中，往往需要對(duì)上述彎管、法蘭等部件的內(nèi)角、外角的兩條環(huán)狀焊縫進(jìn)行焊接。傳統(tǒng)的焊接方法是通過(guò)手工旋轉(zhuǎn)焊接工件的方法來(lái)進(jìn)行焊接。如此，不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大、操作不便，而且焊接質(zhì)量難以得到保證。
[0003]為了解決上述問(wèn)題，中國(guó)第200820032345.5號(hào)專利揭示了一種用在管管焊接機(jī)頭上的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，該導(dǎo)向結(jié)構(gòu)解決了焊接工件自動(dòng)旋轉(zhuǎn)的問(wèn)題。但是，在實(shí)際使用過(guò)程中，工人們發(fā)現(xiàn)焊接工件焊接好后，齒圈上的缺口與殼體上的開口往往會(huì)錯(cuò)位。為了取出焊好的焊接工件，工人們需要手動(dòng)點(diǎn)擊焊槍上的按鈕來(lái)旋轉(zhuǎn)齒圈，使得齒圈上的缺口與殼體上的開口重合，從而便于取出焊接工件。如此不僅給操作工帶來(lái)了諸多不便，而且降低了焊接效率。
【實(shí)用新型內(nèi)容】:
[0004]本實(shí)用新型的目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于管件焊接的機(jī)器人系統(tǒng)，該機(jī)器人系統(tǒng)的夾爪組件能夠自動(dòng)開合，實(shí)現(xiàn)管件的固定和取出，進(jìn)而給操作工帶來(lái)了便利，提高了焊接效率。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)解決措施如下:
[0006]—種用于管件焊接的機(jī)器人系統(tǒng)，包括多自由度焊接夾具、多自由度焊接機(jī)械手、CCD相機(jī)以及控制箱，多自由度焊接夾具、多自由度焊接機(jī)械手、CCD相機(jī)均與控制箱電連接，多自由度焊接夾具和多自由度焊接機(jī)械手相對(duì)設(shè)置，CCD相機(jī)位于多自由度焊接機(jī)械手的上部，控制箱位于多自由度焊接機(jī)械手的側(cè)面，控制箱上位機(jī)、PLC控制器和顯示器，PLC控制器時(shí)時(shí)控制多自由度焊接夾具、多自由度焊接機(jī)械手的動(dòng)作，CCD相機(jī)隨著多自由度焊接機(jī)械手移動(dòng)，并對(duì)焊接過(guò)程中的工件進(jìn)行拍照，焊接過(guò)程中，工件被多自由度焊接夾具抓緊固定，多自由度焊接機(jī)械手對(duì)工件進(jìn)行焊接操作，CCD相機(jī)每隔預(yù)設(shè)時(shí)間對(duì)工件拍攝一張照片，并將拍攝的照片傳遞給上位機(jī)，上位機(jī)對(duì)照片信息進(jìn)行分析判斷，如果分析判斷出焊接質(zhì)量合格，上位機(jī)將合格信號(hào)傳遞給PLC控制器，PLC控制器控制多自由度焊接機(jī)械手停止焊接，并控制多自由度焊接夾具轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度將工件放置在工件收集處，隨后進(jìn)入下一工件的焊接過(guò)程;如果分析判斷焊接質(zhì)量不合格，上位機(jī)將不合格信號(hào)傳遞給PLC控制器，PLC控制器控制多自由度焊接機(jī)械手繼續(xù)焊接直至焊接操作完成，顯示器能夠顯示工件被拍下的照片，供操作人員隨時(shí)調(diào)取查看。
[0007]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，PLC控制器包括PLC微處理器以及控制系統(tǒng)軟件部分，控制系統(tǒng)軟件部分包括I/O人機(jī)互動(dòng)程序的開發(fā)和焊接主控程序編制，可通過(guò)手動(dòng)/自動(dòng)按鈕轉(zhuǎn)換操作模式。
[0008]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，多自由度焊接夾具包括固定底座，固定底座上焊接有旋轉(zhuǎn)底座，旋轉(zhuǎn)底座為圓盤狀，旋轉(zhuǎn)底座下部連接有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)底座上焊接固定有固定件，固定件端部設(shè)置有一對(duì)相對(duì)設(shè)置的連接耳板，連接耳板上通過(guò)鉸接軸鉸接有第一擺動(dòng)臂，第一擺動(dòng)臂的末端與第二擺動(dòng)臂轉(zhuǎn)動(dòng)連接，第二擺動(dòng)臂的末端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)件固定連接有夾爪組件。
[0009]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，固定底座為方形鋼板制成，固定底座的四角通過(guò)第一固定螺栓固定在地面上，第一固定螺栓為六角螺栓。
[0010]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，多自由度焊接機(jī)械手包括支撐底座，支撐底座的上部焊接固定有機(jī)箱，機(jī)箱上轉(zhuǎn)動(dòng)連接有機(jī)械臂，機(jī)械臂的一端通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸與機(jī)箱連接，機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)位于機(jī)箱的另一側(cè)并與旋轉(zhuǎn)軸固定連接，機(jī)械臂上開設(shè)有升降滑槽，升降滑槽內(nèi)滑動(dòng)設(shè)置有升降臂，升降臂的升降滑動(dòng)是通過(guò)升降齒輪齒條副完成的，升降臂的末端伸縮套結(jié)有伸縮臂，伸縮臂上固定有CCD相機(jī)，伸縮臂的末端萬(wàn)向鉸接有焊接頭。
[0011 ]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，支撐底座為長(zhǎng)方形鋼板制成，支撐底座的四角通過(guò)第二固定螺栓固定在地面上，第二固定螺栓為六角螺栓。
[0012]作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，夾爪組件包括夾爪固定座，夾爪固定座兩端均設(shè)置有鉸接耳板，兩側(cè)的鉸接耳板分別鉸接有第一夾臂和第二夾臂，第一夾臂和第二夾臂的末端分別鉸接有第一夾緊板和第二夾緊板，夾爪固定座上固定有伸縮油缸，第二夾緊板與伸縮油缸的活塞桿末端通過(guò)第三連接件鉸接，第一夾緊板與伸縮油缸的活塞桿末端通過(guò)組合連接件鉸接，組合連接件包括第一連接件和第二連接件，其中，第一連接件與第二連接件鉸接，第一連接件的另一端與第一夾緊板鉸接，第二連接件與伸縮油缸的活塞桿末端鉸接。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果在于:該機(jī)器人系統(tǒng)的夾爪組件能夠自動(dòng)開合，實(shí)現(xiàn)管件的固定和取出，進(jìn)而給操作工帶來(lái)了便利，提高了焊接效率。
【附圖說(shuō)明】

:
[0014]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0015]圖2為多自由度焊接夾具的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3為多自由度焊接機(jī)械手的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖4為夾爪組件的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
:
[0018]為了使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】做出詳細(xì)的說(shuō)明。
[0019]如圖1所示，用于管件焊接的機(jī)器人系統(tǒng)包括多自由度焊接夾具1、多自由度焊接機(jī)械手2、CCD相機(jī)4以及控制箱3，多自由度焊接夾具1、多自由度焊接機(jī)械手2、CCD相機(jī)4均與控制箱3電連接，多自由度焊接夾具I和多自由度焊接機(jī)械手2相對(duì)設(shè)置，CCD相機(jī)4位于多自由度焊接機(jī)械手2的上部，控制箱3位于多自由度焊接機(jī)械手2的側(cè)面，控制箱3上位機(jī)、PLC控制器和顯示器，PLC控制器時(shí)時(shí)控制多自由度焊接夾具1、多自由度焊接機(jī)械手2的動(dòng)作，CCD相機(jī)4隨著多自由度焊接機(jī)械手2移動(dòng)，并對(duì)焊接過(guò)程中的工件進(jìn)行拍照，焊接過(guò)程中，工件被多自由度焊接夾具I抓緊固定，多自由度焊接機(jī)械手2對(duì)工件進(jìn)行焊接操作，CCD相機(jī)4每隔預(yù)設(shè)時(shí)間對(duì)工件拍攝一張照片，并將拍攝的照片傳遞給上位機(jī)，上位機(jī)對(duì)照片信息進(jìn)行分析判斷，如果分析判斷出焊接質(zhì)量合格，上位機(jī)將合格信號(hào)傳遞給PLC控制器，PLC控制器控制多自由度焊接機(jī)械手2停止焊接，并控制多自由度焊接夾具I轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度將工件放置在工件收集處，隨后進(jìn)入下一工件的焊接過(guò)程;如果分析判斷焊接質(zhì)量不合格，上位機(jī)將不合格信號(hào)傳遞給PLC控制器，PLC控制器控制多自由度焊接機(jī)械手2繼續(xù)焊接直至焊接操作完成，顯示器能夠顯示工件被拍下的照片，供操作人員隨時(shí)調(diào)取查看。
[0020]PLC控制器包括PLC微處理器以及控制系統(tǒng)軟件部分，控制系統(tǒng)軟件部分包括I/O人機(jī)互動(dòng)程序的開發(fā)和焊接主控程序編制，可通過(guò)手動(dòng)/自動(dòng)按鈕轉(zhuǎn)換操作模式。
[0021 ]如圖2所示，多自由度焊接夾具I包括固定底座11，固定底座11上焊接有旋轉(zhuǎn)底座12，旋轉(zhuǎn)底座12為圓盤狀，旋轉(zhuǎn)底座12下部連接有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)底座12上焊接固定有固定件13，固定件13端部設(shè)置有一對(duì)相對(duì)設(shè)置的連接耳板，連接耳板上通過(guò)鉸接軸鉸接有第一擺動(dòng)臂14，第一擺動(dòng)臂14的末端與第二擺動(dòng)臂15轉(zhuǎn)動(dòng)連接，第二擺動(dòng)臂15的末端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)件固定連接有夾爪組件5。
[0022]固定底座11為方形鋼板制成，固定底座11的四角通過(guò)第一固定螺栓固定在地面上，第一固定螺栓為六角螺栓。
[0023]如圖3所示，多自由度焊接機(jī)械手2包括支撐底座21，支撐底座21的上部焊接固定有機(jī)箱22，機(jī)箱22上轉(zhuǎn)動(dòng)連接有機(jī)械臂24，機(jī)械臂24的一端通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸23與機(jī)箱22連接，機(jī)械臂24驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)位于機(jī)箱的另一側(cè)并與旋轉(zhuǎn)軸23固定連接，機(jī)械臂24上開設(shè)有升降滑槽，升降滑槽內(nèi)滑動(dòng)設(shè)置有升降臂25，升降臂25的升降滑動(dòng)是通過(guò)升降齒輪齒條副完成的，升降臂25的末端伸縮套結(jié)有伸縮臂26，伸縮臂26上固定有CCD相機(jī)4，伸縮臂26的末端萬(wàn)向鉸接有焊接頭27。
[0024]支撐底座21為長(zhǎng)方形鋼板制成，支撐底座21的四角通過(guò)第二固定螺栓固定在地面上，第二固定螺栓為六角螺栓。
[0025]如圖4所示，夾爪組件5包括夾爪固定座51，夾爪固定座51兩端均設(shè)置有鉸接耳板，兩側(cè)的鉸接耳板分別鉸接有第一夾臂521和第二夾臂522，第一夾臂521和第二夾臂522的末端分別鉸接有第一夾緊板541和第二夾緊板542，夾爪固定座51上固定有伸縮油缸55，第二夾緊板542與伸縮油缸55的活塞桿末端通過(guò)第三連接件鉸接，第一夾緊板541與伸縮油缸55的活塞桿末端通過(guò)組合連接件鉸接，組合連接件包括第一連接件531和第二連接件532，其中，第一連接件531與第二連接件532鉸接，第一連接件531的另一端與第一夾緊板541鉸接，第二連接件532與伸縮油缸55的活塞桿末端鉸接。
[0026]所述實(shí)施例用以例示性說(shuō)明本實(shí)用新型，而非用于限制本實(shí)用新型。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員均可在不違背本實(shí)用新型的精神及范疇下，對(duì)所述實(shí)施例進(jìn)行修改，因此本實(shí)用新型的權(quán)利保護(hù)范圍，應(yīng)如本實(shí)用新型的權(quán)利要求所列。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于管件焊接的機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于:包括多自由度焊接夾具(I)、多自由度焊接機(jī)械手(2)、CCD相機(jī)(4)以及控制箱(3)，多自由度焊接夾具(I)、多自由度焊接機(jī)械手(2)、CCD相機(jī)(4)均與控制箱(3)電連接，多自由度焊接夾具(I)和多自由度焊接機(jī)械手(2)相對(duì)設(shè)置，CCD相機(jī)(4)位于多自由度焊接機(jī)械手(2)的上部，控制箱(3)位于多自由度焊接機(jī)械手(2)的側(cè)面，控制箱(3)上位機(jī)、PLC控制器和顯示器，PLC控制器時(shí)時(shí)控制多自由度焊接夾具(I)、多自由度焊接機(jī)械手(2)的動(dòng)作，CCD相機(jī)(4)隨著多自由度焊接機(jī)械手(2)移動(dòng)，并對(duì)焊接過(guò)程中的工件進(jìn)行拍照，焊接過(guò)程中，工件被多自由度焊接夾具(I)抓緊固定，多自由度焊接機(jī)械手(2)對(duì)工件進(jìn)行焊接操作，CCD相機(jī)(4)每隔預(yù)設(shè)時(shí)間對(duì)工件拍攝一張照片，并將拍攝的照片傳遞給上位機(jī)，上位機(jī)對(duì)照片信息進(jìn)行分析判斷，如果分析判斷出焊接質(zhì)量合格，上位機(jī)將合格信號(hào)傳遞給PLC控制器，PLC控制器控制多自由度焊接機(jī)械手(2)停止焊接，并控制多自由度焊接夾具(I)轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度將工件放置在工件收集處，隨后進(jìn)入下一工件的焊接過(guò)程;如果分析判斷焊接質(zhì)量不合格，上位機(jī)將不合格信號(hào)傳遞給PLC控制器，PLC控制器控制多自由度焊接機(jī)械手(2)繼續(xù)焊接直至焊接操作完成，顯示器能夠顯示工件被拍下的照片，供操作人員隨時(shí)調(diào)取查看。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于管件焊接的機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于:PLC控制器包括PLC微處理器以及控制系統(tǒng)軟件部分，控制系統(tǒng)軟件部分包括I/O人機(jī)互動(dòng)程序的開發(fā)和焊接主控程序編制，可通過(guò)手動(dòng)/自動(dòng)按鈕轉(zhuǎn)換操作模式。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于管件焊接的機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于:多自由度焊接夾具(I)包括固定底座(11)，固定底座(11)上焊接有旋轉(zhuǎn)底座(12)，旋轉(zhuǎn)底座(12)為圓盤狀，旋轉(zhuǎn)底座(12)下部連接有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)底座(12)上焊接固定有固定件(13)，固定件(13)端部設(shè)置有一對(duì)相對(duì)設(shè)置的連接耳板，連接耳板上通過(guò)鉸接軸鉸接有第一擺動(dòng)臂(14)，第一擺動(dòng)臂(14)的末端與第二擺動(dòng)臂(15)轉(zhuǎn)動(dòng)連接，第二擺動(dòng)臂(15)的末端通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)件固定連接有夾爪組件(5)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于管件焊接的機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于:固定底座(11)為方形鋼板制成，固定底座(11)的四角通過(guò)第一固定螺栓固定在地面上，第一固定螺栓為六角螺栓。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于管件焊接的機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于:多自由度焊接機(jī)械手(2)包括支撐底座(21)，支撐底座(21)的上部焊接固定有機(jī)箱(22)，機(jī)箱(22)上轉(zhuǎn)動(dòng)連接有機(jī)械臂(24)，機(jī)械臂(24)的一端通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸(23)與機(jī)箱(22)連接，機(jī)械臂(24)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)位于機(jī)箱的另一側(cè)并與旋轉(zhuǎn)軸(23)固定連接，機(jī)械臂(24)上開設(shè)有升降滑槽，升降滑槽內(nèi)滑動(dòng)設(shè)置有升降臂(25)，升降臂(25)的升降滑動(dòng)是通過(guò)升降齒輪齒條副完成的，升降臂(25)的末端伸縮套結(jié)有伸縮臂(26)，伸縮臂(26)上固定有CCD相機(jī)(4)，伸縮臂(26)的末端萬(wàn)向鉸接有焊接頭(27)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于管件焊接的機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于:支撐底座(21)為長(zhǎng)方形鋼板制成，支撐底座(21)的四角通過(guò)第二固定螺栓固定在地面上，第二固定螺栓為六角螺栓。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于管件焊接的機(jī)器人系統(tǒng)，其特征在于:夾爪組件(5)包括夾爪固定座(51)，夾爪固定座(51)兩端均設(shè)置有鉸接耳板，兩側(cè)的鉸接耳板分別鉸接有第一夾臂(521)和第二夾臂(522)，第一夾臂(521)和第二夾臂(522)的末端分別鉸接有第一夾緊板(541)和第二夾緊板(542)，夾爪固定座(51)上固定有伸縮油缸(55)，第二夾緊板(542)與伸縮油缸(55)的活塞桿末端通過(guò)第三連接件鉸接，第一夾緊板(541)與伸縮油缸(55)的活塞桿末端通過(guò)組合連接件鉸接，組合連接件包括第一連接件(531)和第二連接件(532)，其中，第一連接件(531)與第二連接件(532)鉸接，第一連接件(531)的另一端與第一夾緊板(541)鉸接，第二連接件(532)與伸縮油缸(55)的活塞桿末端鉸接。
【文檔編號(hào)】B23K37/02GK205702953SQ201620596068
【公開日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年6月8日
【發(fā)明人】付淑珍
【申請(qǐng)人】佛山市聯(lián)智新創(chuàng)科技有限公司