CN106425202A - 一种双工位智能焊接机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双工位智能焊接机器人，包括控制***、执行机构和机体，所属控制***通过驱动***与所述执行机构相连，所述执行机构包括夹取机械手和焊接机械手，所述夹取机械手和焊接机械手设置在所述机体的上方，所述驱动***包括驱动器气爪驱动器、机器人臂的驱动器和驱动电机，所述夹取机械手和焊接机械手包括机座、大臂、小臂和手部，本发明的焊接机器人设有双工位的夹取机械手和焊接机械手，实现了夹取、固定到焊接的一道工序体系，结构合理，使用方便，通过采用超声波焊接技术，能够实现精确焊接，免去了人工焊接的方式，避免了焊接误差，提高了工作效率，提高了生产效率，使用效果好，利于推广。

Description

一种双工位智能焊接机器人
技术领域
本发明涉及机焊接器人技术领域，具体是一种双工位智能焊接机器人。
背景技术
中国的机器人专家从应用环境出发，将机器人分为两大类，即工业机器人和特种机器人。所谓工业机器人就是面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人。而特种机器人则是除工业机器人之外的、用于非制造业并服务于人类的各种先进机器人，包括：服务机器人、水下机器人、娱乐机器人、军用机器人、农业机器人、机器人化机器等。在特种机器人中，有些分支发展很快，有独立成体系的趋势，如服务机器人、水下机器人、军用机器人、微操作机器人等。国际上的机器人学者，从应用环境出发将机器人也分为两类：制造环境下的工业机器人和非制造环境下的服务与仿人型机器人，这和中国的分类是一致的。
目前在焊接技术领域中，例如专利号201610277099.9提出了一种焊接机器人，虽然焊接过程中为自动化焊接，但因为其工位单一，所以焊接的部件种类受到限制，现有技术中，多数焊接过程通过时采用半自动化焊接，需要人工协调合作，人工工作效率较慢，焊接的精度低，浪费人力，在焊接技术中通常采用电极放点进行焊接，这种焊接方式会使工件表面产生熔渣，并且目前使用的焊接机器人自动化程度较低，不能完成放件、固定、焊接、取件多道工序，使用较麻烦。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种双工位智能焊接机器人。
为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：一种双工位智能焊接机器人，包括控制***、执行机构和机体，所属控制***通过驱动***与所述执行机构相连，所述执行机构包括夹取机械手和焊接机械手，所述夹取机械手和焊接机械手设置在所述机体的上方，所述驱动***包括驱动器气爪驱动器、机器人臂的驱动器和驱动电机，所述夹取机械手和焊接机械手包括机座、大臂、小臂和手部，所述机座、大臂、小臂和手部之间相互活动连接，所述取机械手的小臂上设有夹取装置，所述夹取装置包括有气爪，所述焊接机械手的小臂上设有焊接装置，所述焊接装置包括超声波发生器和超声波换能器，所述焊接机械手的手部设有超声刀头，所述超声刀头通过变幅杆与所述超声波换能器连接，所述机体的上方位于所述夹取机械手和焊接机械手之间设有工作台面，所述工作台面上设有固定装置。
进一步的，所述执行机构与所述机座、大臂、小臂和手部控制连接，所述控制***通过位置检测装置与所述执行机构相连。
进一步的，所述固定装置包括固定夹具和活动夹具，所述固定夹具通过螺栓固定设置在所述工作台面上，所述活动夹具上设有夹紧气缸，所述夹紧气缸通过活塞杆与所述活动夹具连接。
进一步的，所述气爪包括气缸体、活塞、气缸杆以及连接于气缸杆的能够相对聚拢和打开的夹臂。
进一步的，所述气缸杆与夹臂连接的一端设置有一U型架，所述U型架的横臂连接于气缸杆，所述U型架两个竖臂的端部分别设置有一轴承。
进一步的，所述夹臂分别通过具有轴承槽的支架滑动连接于所述U型架的两个竖臂上，所述轴承运行于轴承槽内，所述支架通过一支撑销转动连接于气缸体上。
进一步的，所述夹臂的相对面为内凹的圆弧面，且所述夹臂的圆弧面内设有弹性橡胶。
进一步的，所述超声波换能器固定于所述滑动座上，所述超声波换能器电连接超声波频率为35K～50.0K赫兹的超声波发生器，并将所述超声波发生器的高频电信号转换成机械振动传递至所述变幅杆。
进一步的，所述超声刀头的振幅为10μm～25μm。
进一步的，所述机体的底部设有控制器，所述控制器内设有运算程序，所述运算程序包括第一运算程序、第二运算程序、第三运算程序和第四运算程序。
本发明与现有技术相比具有的有益效果是：本发明的焊接机器人设有双工位的夹取机械手和焊接机械手，实现了夹取、固定到焊接的一道工序体系，结构合理，使用方便，通过采用超声波焊接技术，能够实现精确焊接，免去了人工焊接的方式，避免了焊接误差，提高了工作效率，提高了生产效率，使用效果好，利于推广。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明工作台面结构示意图；
图3为本发明工作原理图。
图中标号为：1-机体；2-机座；3-气爪；4-气缸体；5-夹臂；6-超声刀头；7-超声波换能器；8-超声波发生器；9-小臂；10-机器人臂的驱动器；11-大臂；12-控制器；13-固定夹具；14-工作台面；15-夹紧气缸；16-活动夹具；17-控制***；18-驱动***；19-执行机构；20-手部；21-位置检测装置；22-焊接机械手；23-夹取机械手。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1-3所示的一种双工位智能焊接机器人，包括控制***17、执行机构19和机体1，所属控制***17通过驱动***18与所述执行机构19相连，所述执行机构19包括夹取机械手23和焊接机械手22，所述夹取机械手23和焊接机械手22设置在所述机体1的上方，所述驱动***18包括驱动器气爪驱动器、机器人臂的驱动器10和驱动电机，所述夹取机械手和焊接机械手包括机座2、大臂11、小臂9和手部20，所述机座2、大臂11、小臂9和手部20之间相互活动连接，所述夹取机械手23的小臂9上设有夹取装置，所述夹取装置包括有气爪3，所述焊接机械手22的小臂9上设有焊接装置，所述焊接装置包括超声波发生器8和超声波换能器7，所述焊接机械手22的手部20设有超声刀头6，所述超声刀头6通过变幅杆与所述超声波换能器7连接，所述机体1的上方位于所述夹取机械手23和焊接机械手22之间设有工作台面14，所述工作台面14上设有固定装置。
所述执行机构19与所述机座2、大臂11、小臂9和手部控制连接，所述控制***18通过位置检测装置21与所述执行机构19相连，所述固定装置包括固定夹具13和活动夹具16，所述固定夹具13通过螺栓固定设置在所述工作台面14上，所述活动夹具16上设有夹紧气缸15，所述夹紧气缸15通过活塞杆与所述活动夹具16连接，所述气爪3包括气缸体4、活塞、气缸杆以及连接于气缸杆的能够相对聚拢和打开的夹臂5，所述气缸杆与夹臂5连接的一端设置有一U型架，所述U型架的横臂连接于气缸杆，所述U型架两个竖臂的端部分别设置有一轴承，所述夹臂5分别通过具有轴承槽的支架滑动连接于所述U型架的两个竖臂上，所述轴承运行于轴承槽内，所述支架通过一支撑销转动连接于气缸体4上，所述夹臂5的相对面为内凹的圆弧面，且所述夹臂5的圆弧面内设有弹性橡胶。
所述超声波换能器7固定于所述滑动座上，所述超声波换能器7电连接超声波频率为35K～50.0K赫兹的超声波发生器8，并将所述超声波发生器8的高频电信号转换成机械振动传递至所述变幅杆，所述超声刀头6的振幅为10μm～25μm，所述机体1的底部设有控制器12，所述控制器12内设有运算程序，所述运算程序包括第一运算程序、第二运算程序、第三运算程序和第四运算程序。
本发明的原理及优点：本发明公开了一种双工位智能焊接机器人，工作时夹取机械手23将工件夹取至工作台面14，通过固定装置将工件加紧，焊接机械手22完成对工件的焊接后由夹取机械手23将工件夹出，第一运算程序控制夹取机械手23的运动，第二运算程序用于控制气爪3的开合，第三运算程序控制焊接机械手22的运动，第四运算程序用于控制焊接装置的工作，超声波发生器8包括超声波振动部件和超声波驱动电源两大大部分，所述超声波振动部件连接于所述超声波驱动电源。所述超声波振动部件主要包括依次连接的（大功率）超声波换能器、变幅杆、超声刀头6，用于产生超声波振动，通过上焊件把超声能量传送到焊区，由于焊区即两个焊接的交界面处声阻大，因此会产生局部高温。又由于塑料导热性差，一时还不能及时散发，聚集在焊区，致使两个塑料的接触面迅速熔化，加上一定压力后，使其融合成一体。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双工位智能焊接机器人，包括控制***（17）、执行机构（19）和机体（1），其特征在于：所属控制***（17）通过驱动***（18）与所述执行机构（19）相连，所述执行机构（19）包括夹取机械手（23）和焊接机械手（22），所述夹取机械手（23）和焊接机械手（22）设置在所述机体（1）的上方，所述驱动***（18）包括驱动器气爪驱动器、机器人臂的驱动器（10）和驱动电机，所述夹取机械手和焊接机械手包括机座（2）、大臂（11）、小臂（9）和手部（20），所述机座（2）、大臂（11）、小臂（9）和手部（20）之间相互活动连接，所述夹取机械手（23）的小臂（9）上设有夹取装置，所述夹取装置包括有气爪（3），所述焊接机械手（22）的小臂（9）上设有焊接装置，所述焊接装置包括超声波发生器（8）和超声波换能器（7），所述焊接机械手（22）的手部（20）设有超声刀头（6），所述超声刀头（6）通过变幅杆与所述超声波换能器（7）连接，所述机体（1）的上方位于所述夹取机械手（23）和焊接机械手（22）之间设有工作台面（14），所述工作台面（14）上设有固定装置。
2.根据权利要求1所述的一种双工位智能焊接机器人，其特征在于：所述执行机构（19）与所述机座（2）、大臂（11）、小臂（9）和手部控制连接，所述控制***（18）通过位置检测装置（21）与所述执行机构（19）相连。
3.根据权利要求1所述的一种双工位智能焊接机器人，其特征在于：所述固定装置包括固定夹具（13）和活动夹具（16），所述固定夹具（13）通过螺栓固定设置在所述工作台面（14）上，所述活动夹具（16）上设有夹紧气缸（15），所述夹紧气缸（15）通过活塞杆与所述活动夹具（16）连接。
4.根据权利要求1所述的一种双工位智能焊接机器人，其特征在于：所述气爪（3）包括气缸体（4）、活塞、气缸杆以及连接于气缸杆的能够相对聚拢和打开的夹臂（5）。
5.根据权利要求4所述的一种双工位智能焊接机器人，其特征在于：所述气缸杆与夹臂（5）连接的一端设置有一U型架，所述U型架的横臂连接于气缸杆，所述U型架两个竖臂的端部分别设置有一轴承。
6.根据权利要求5所述的一种双工位智能焊接机器人，其特征在于：所述夹臂（5）分别通过具有轴承槽的支架滑动连接于所述U型架的两个竖臂上，所述轴承运行于轴承槽内，所述支架通过一支撑销转动连接于气缸体（4）上。
7.根据权利要求5所述的一种双工位智能焊接机器人，其特征在于：所述夹臂（5）的相对面为内凹的圆弧面，且所述夹臂（5）的圆弧面内设有弹性橡胶。
8.根据权利要求1所述的一种双工位智能焊接机器人，其特征在于：所述超声波换能器（7）固定于所述滑动座上，所述超声波换能器（7）电连接超声波频率为35K～50.0K赫兹的超声波发生器（8），并将所述超声波发生器（8）的高频电信号转换成机械振动传递至所述变幅杆。
9.根据权利要求1所述的一种双工位智能焊接机器人，其特征在于：所述超声刀头（6）的振幅为10μm～25μm。
10.根据权利要求1所述的一种双工位智能焊接机器人，其特征在于：所述机体（1）的底部设有控制器（12），所述控制器（12）内设有运算程序，所述运算程序包括第一运算程序、第二运算程序、第三运算程序和第四运算程序。
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