CN105880881B - 一种智能焊接机器人装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能焊接机器人装置，包括焊接机械手、万向工件架、CCD相机以及控制单元，焊接机械手、万向工件架、CCD相机均与控制单元电连接，控制单元位于焊接机械手的旁侧，万向工件架位于焊接机械手的正下方，CCD相机位于焊接机械手的上部，控制单元包括上位机和PLC控制器，PLC控制器时时控制焊接机械手、万向工件架的动作，焊接过程中，工件被固定安装在万向工件架上，焊接机械手对工件进行焊接操作，CCD相机时时对焊接过程中的工件进行拍照，并将拍摄的照片传递给上位机，上位机对照片信息进行分析判断。该智能焊接机器人装置成本较低、结构简单、焊接质量稳定且可实现大于360°角度范围焊接作业。

Description

一种智能焊接机器人装置
技术领域：
本发明涉及焊接设备技术领域，具体涉及一种智能焊接机器人装置。
背景技术：
工业生产过程中会遇到很多焊接操作过程，目前的焊接操作多是由焊接机械手完成的，焊接机械手的末端安有固定焊枪，可以实现自动焊接的功能。焊接机械手具有稳定和提高焊接质量，保证其均匀性；焊接机械手具有提高劳动生产率，一天可24小时连续生产；焊接机械手可以改善工人劳动条件，可在有害环境下工作；焊接机械手降低对工人操作技术的要求；焊接机械手缩短产品改形换代的准备周期，减少相应的设备投资；焊接机械手可实现小批量产品的焊接自动化。
但是，现有的产品其焊接方式一般都是焊件做旋转动作而焊枪处于固定不动状态，这种方式存在由于焊件夹装不稳，极易导致焊接产品出现焊接偏差，进而导致产品质量不稳定；此外由于现有的机械手其传动轴为多个，传动结构复杂，并且在焊接的过程中容易出现抖动，同时现有的焊枪其由于存在转动支点，因而其在焊接时其焊接范围并不能超过360°，进而导致焊接作业范围受限，产品焊接质量也不能得到有效保证，为此，对于如何寻找到一种结构简单、焊接质量稳定的同时可实现大于360°角度范围焊接作业的焊接机械手结构就显得尤为重要。
发明内容：
本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供一种智能焊接机器人装置，该智能焊接机器人装置成本较低、结构简单、焊接质量稳定且可实现大于360°角度范围焊接作业。
本发明的技术解决措施如下：
一种智能焊接机器人装置，包括焊接机械手、万向工件架、CCD相机以及控制单元，焊接机械手、万向工件架、CCD相机均与控制单元电连接，控制单元位于焊接机械手的旁侧，万向工件架位于焊接机械手的正下方，CCD相机位于焊接机械手的上部，控制单元包括上位机和PLC控制器，PLC控制器时时控制焊接机械手、万向工件架的动作，焊接过程中，工件被固定安装在万向工件架上，焊接机械手对工件进行焊接操作，CCD相机时时对焊接过程中的工件进行拍照，并将拍摄的照片传递给上位机，上位机对照片信息进行分析判断，如果分析判断出焊接质量合格，上位机将合格信号传递给PLC控制器，PLC控制器控制焊接机械手和万向工件架停止动作，完成工件的焊接，进入下一工件的焊接过程；如果分析判断焊接质量不合格，上位机将不合格信号传递给PLC控制器，PLC控制器控制焊接机械手和万向工件架继续动作。
作为上述技术方案的优选，焊接机械手包括行走移动组件、多自由度焊接机械手组件以及焊枪，行走移动组件包括设置在万向工件架两侧的两组行走轨道，每组行走轨道上部滑动设置有支撑板，支撑板底部四角通过支座连接有四组行走轮组，每组行走轮组均包括两个并排的行走轮，两个并排的行走轮通过一根转轴连接。
作为上述技术方案的优选，行走轨道为倒T型轨道，包括竖直部分和分布在竖直部分两侧的支撑部，每组行走轮组的两个行走轮骑在倒T型轨道的两个支撑部上，旋转座在旋转驱动电机的驱动下可绕着自身轴线旋转。
作为上述技术方案的优选，多自由度焊接机械手组件包括安装在支撑板上部的旋转座，旋转座上部固定有升降梁，两组升降梁之间滑动连接有第一横梁，第一横梁的两端焊接有升降滑套，升降滑套与升降梁套接，升降滑套沿着升降梁上下升降过程通过升降齿轮齿条副完成，第一横梁上滑动连接有第一滑块，第一滑块沿着第一横梁左右移动，第一滑块沿着第一横梁的左右移动过程是通过左右移动齿轮齿条幅完成的。
作为上述技术方案的优选，第一滑块的下部固定连接有第二横梁，第二横梁上滑动连接有第二滑块，第二滑块沿着第二横梁前后移动，第二滑块沿着第二横梁的前后移动是通过前后移动齿轮齿条幅完成的，第二滑块下部转动连接有旋转轴，旋转轴上转动连接有摆动臂，摆动臂在摆动臂驱动件的驱动下可实现周向摆动，摆动臂上铰接有焊枪。
作为上述技术方案的优选，焊枪一端与摆动臂铰接，另一端与固定在摆动臂上的伸缩气缸连接。
作为上述技术方案的优选，万向工件架包括底座，底座上固定有球形固定件，球形固定件外部万向转动套接有球形套，球形套22上部固定连接有支撑板架。
本发明的有益效果在于：该智能焊接机器人装置采用旋转支座的可360°水平旋转运动加上与焊接机械手沿着旋转支座的滑动共同配合实现对焊接工件的焊接作业，从而可以使得本方案中的机械手焊接结构其在保证焊接功能的同时其结构也可以变得更加简单，焊接质量也更加稳定可靠。
附图说明：
图1为本发明的结构示意图；
图2为焊接机械手的侧视图；
图3为焊接机械手的正视图；
图4为万向工件架的结构示意图。
具体实施方式：
为了使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做出详细的说明。
如图1所示，智能焊接机器人装置包括焊接机械手1、万向工件架2、CCD相机18以及控制单元3，焊接机械手1、万向工件架2、CCD相机18均与控制单元3电连接，控制单元3位于焊接机械手1的旁侧，万向工件架2位于焊接机械手1的正下方，CCD相机18位于焊接机械手1的上部，控制单元3包括上位机和PLC控制器，PLC控制器时时控制焊接机械手1、万向工件架2的动作，焊接过程中，工件被固定安装在万向工件架2上，焊接机械手1对工件进行焊接操作，CCD相机18时时对焊接过程中的工件进行拍照，并将拍摄的照片传递给上位机，上位机对照片信息进行分析判断，如果分析判断出焊接质量合格，上位机将合格信号传递给PLC控制器，PLC控制器控制焊接机械手1和万向工件架2停止动作，完成工件的焊接，进入下一工件的焊接过程；如果分析判断焊接质量不合格，上位机将不合格信号传递给PLC控制器，PLC控制器控制焊接机械手1和万向工件架2继续动作。
如图2-3所示，焊接机械手1包括行走移动组件、多自由度焊接机械手组件以及焊枪17，行走移动组件包括设置在万向工件架2两侧的两组行走轨道113，每组行走轨道113上部滑动设置有支撑板11，支撑板11底部四角通过支座111连接有四组行走轮组，每组行走轮组均包括两个并排的行走轮112，两个并排的行走轮112通过一根转轴连接。
行走轨道113为倒T型轨道，包括竖直部分和分布在竖直部分两侧的支撑部，每组行走轮组的两个行走轮112骑在倒T型轨道的两个支撑部上，旋转座在旋转驱动电机的驱动下可绕着自身轴线旋转。
多自由度焊接机械手组件包括安装在支撑板11上部的旋转座，旋转座上部固定有升降梁12，两组升降梁12之间滑动连接有第一横梁13，第一横梁13的两端焊接有升降滑套131，升降滑套131与升降梁12套接，升降滑套131沿着升降梁12上下升降过程通过升降齿轮齿条副完成，第一横梁13上滑动连接有第一滑块14，第一滑块14沿着第一横梁13左右移动，第一滑块14沿着第一横梁13的左右移动过程是通过左右移动齿轮齿条幅完成的。
第一滑块14的下部固定连接有第二横梁，第二横梁上滑动连接有第二滑块15，第二滑块15沿着第二横梁前后移动，第二滑块15沿着第二横梁的前后移动是通过前后移动齿轮齿条幅完成的，第二滑块15下部转动连接有旋转轴，旋转轴上转动连接有摆动臂16，摆动臂16在摆动臂驱动件的驱动下可实现周向摆动，摆动臂16上铰接有焊枪17。
焊枪17一端与摆动臂16铰接，另一端与固定在摆动臂16上的伸缩气缸167连接。
如图4所示，万向工件架2包括底座24，底座24上固定有球形固定件23，球形固定件23外部万向转动套接有球形套22，球形套22上部固定连接有支撑板架21。
所述实施例用以例示性说明本发明，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对所述实施例进行修改，因此本发明的权利保护范围，应如本发明的权利要求所列。

Claims (2)

1.一种智能焊接机器人装置，其特征在于：包括焊接机械手(1)、万向工件架(2)、CCD相机(18)以及控制单元(3)，焊接机械手(1)、万向工件架(2)、CCD相机(18)均与控制单元(3)电连接，控制单元(3)位于焊接机械手(1)的旁侧，万向工件架(2)位于焊接机械手(1)的正下方，CCD相机(18)位于焊接机械手(1)的上部，控制单元(3)包括上位机和PLC控制器，PLC控制器时时控制焊接机械手(1)、万向工件架(2)的动作，焊接过程中，工件被固定安装在万向工件架(2)上，焊接机械手(1)对工件进行焊接操作，CCD相机(18)时时对焊接过程中的工件进行拍照，并将拍摄的照片传递给上位机，上位机对照片信息进行分析判断，如果分析判断出焊接质量合格，上位机将合格信号传递给PLC控制器，PLC控制器控制焊接机械手(1)和万向工件架(2)停止动作，完成工件的焊接，进入下一工件的焊接过程；如果分析判断焊接质量不合格，上位机将不合格信号传递给PLC控制器，PLC控制器控制焊接机械手(1)和万向工件架(2)继续动作；焊接机械手(1)包括行走移动组件、多自由度焊接机械手组件以及焊枪(17)，行走移动组件包括设置在万向工件架(2)两侧的两组行走轨道(113)，每组行走轨道(113)上部滑动设置有支撑板(11)，支撑板(11)底部四角通过支座(111)连接有四组行走轮组，每组行走轮组均包括两个并排的行走轮(112)，两个并排的行走轮(112)通过一根转轴连接；万向工件架(2)包括底座(24)，底座(24)上固定有球形固定件(23)，球形固定件(23)外部万向转动套接有球形套(22)，球形套(22)上部固定连接有支撑板架(21)；多自由度焊接机械手组件包括安装在支撑板(11)上部的旋转座，旋转座上部固定有升降梁(12)，两组升降梁(12)之间滑动连接有第一横梁(13)，第一横梁(13)的两端焊接有升降滑套(131)，升降滑套(131)与升降梁(12)套接，升降滑套(131)沿着升降梁(12)上下升降过程通过升降齿轮齿条副完成，第一横梁(13)上滑动连接有第一滑块(14)，第一滑块(14)沿着第一横梁(13)左右移动，第一滑块(14)沿着第一横梁(13)的左右移动过程是通过左右移动齿轮齿条幅完成的；第一滑块(14)的下部固定连接有第二横梁，第二横梁上滑动连接有第二滑块(15)，第二滑块(15)沿着第二横梁前后移动，第二滑块(15)沿着第二横梁的前后移动是通过前后移动齿轮齿条幅完成的，第二滑块(15)下部转动连接有旋转轴，旋转轴上转动连接有摆动臂(16)，摆动臂(16)在摆动臂驱动件的驱动下可实现周向摆动，摆动臂(16)上铰接有焊枪(17)；焊枪(17)一端与摆动臂(16)铰接，另一端与固定在摆动臂(16)上的伸缩气缸(167)连接。
2.根据权利要求1所述的一种智能焊接机器人装置，其特征在于：行走轨道(113)为倒T型轨道，包括竖直部分和分布在竖直部分两侧的支撑部，每组行走轮组的两个行走轮(112)骑在倒T型轨道的两个支撑部上，旋转座在旋转驱动电机的驱动下可绕着自身轴线旋转。
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