CN114309877A - 一种钢模板智能焊接工作站 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及焊接加工技术领域，具体公开了一种钢模板智能焊接工作站，包括从上至下依次设置的吊架、焊接机器人和工作台，所述焊接机器人与吊架滑动连接，焊接机器人包括焊接机械臂、遮光罩和遮光帘，焊接机械臂可拆卸连接在遮光罩内；工作台内开有气流腔，气流腔包括从左至右依次设置的收缩段、喉部及扩散段，工作台喉部段的下方固定连接有启动装置，气流腔喉部段的工作台上端开口，开口处设有转动台；气流腔内从左至右依次设有风扇、集尘装置和净化装置。本专利的目的在于解决现有焊接工作站缺少有害烟尘处理装置的问题。
Description
技术领域
本发明焊接加工技术领域，特别涉及一种钢模板智能焊接工作站。
背景技术
焊接，也称作熔接，是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术；现代焊接的能量来源有很多种，包括气体焰、电弧、激光、电子束、摩擦和超声波等；除了在工厂中使用外，焊接还可以在多种环境下进行，如野外、水下和太空；无论在何处，焊接都可能给操作者带来危险，所以在进行焊接时必须采取适当的防护措施；焊接给人体可能造成的伤害包括烧伤、触电、视力损害、吸入有毒气体、紫外线照射过度等；
现有技术中，机器人焊接工作站在焊接作业时缺少除尘和有害气体处理装置，会产生大量的焊烟，因为缺少除尘和有害气体处理装置，焊烟弥漫在焊接车间中，会对人体产生严重危害，会导致呼吸道、肺部等的疾病，需要进行改进。
发明内容
针对现有技术不足，本发明解决的技术问题是提供一种钢模板智能焊接工作站，解决现有焊接工作站缺少有害烟尘处理装置的问题。
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是提供一种钢模板智能焊接工作站，包括从上至下依次设置的吊架、焊接机器人和工作台，工作台侧壁固定连接有控制器，控制器与风扇电机电连接，所述焊接机器人与吊架滑动连接，焊接机器人包括焊接机械臂、遮光罩和遮光帘，焊接机械臂可拆卸连接在遮光罩内；所述工作台内开有气流腔，气流腔包括从左至右依次设置的收缩段、喉部及扩散段，工作台喉部段的下方固定连接有启动装置，气流腔喉部段的工作台上端开口，开口处设有转动台，转动台直径小于开口直径，转动台下固定连接有转动杆，开口对应的工作台下端开有方形口，转动杆经过方形口延伸至工作台外部，转动杆一端与启动装置转动连接，启动装置使得转动台沿L形轨迹平移；气流腔内从左至右依次设有风扇、集尘装置和净化装置；转动杆固定连接有第一锥齿轮，还包括沿水平设置的转轴，转轴一端固定有第二锥齿轮，转轴另一端与风扇的电机输出轴固定连接。
本方案产生的技术原理是：当焊接工作站工作时，将待焊接材料放置在转动台上，启动风机，从而在气流腔内产生气流，气流经扩散段收缩段流向扩散段入收缩段时，经过喉部，因喉部空间缩小气流流速加快进一步加快气流流速，根据伯努利原理可知，因流速增加较高的气流流速在喉部段对外形成负压，从而将焊接产生的烟气和粉尘经过转动台与开口间的缝隙吸入气流腔内，然后跟随气流流入集尘装置和净化装置，进行杂质回收和烟气处理；当需要调整待焊接材料方向时，启动装置使得转动台沿L形轨迹平移，使得第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合，风扇转动带动第一锥齿轮转动，从而带动第二锥齿轮转动使得转动台转动，进行待焊接物料的方向调整。
本方案产生的有益效果是：1、通过设置气流腔、集尘装置和净化装置，实现了焊接工作站一体化除尘，同时通过气流腔吸收有害气体，通过净化装置净化后排出，减少焊接有害气体扩散，保护操作人员健康，降低环境污染；2、启动装置推动转动杆移动，从而使得第一锥齿轮与第二锥齿轮配合，令风扇转动带动第一锥齿轮、第二锥齿轮转动，转动台转动调整待焊接物料方位，便于焊接机器人快速焊接，提高焊接加工效率。
进一步，启动装置包括壳体和设置在壳体内部的推杆、推动条、限位滑块和动滑块，推动条与推杆固定连接，动滑块位于限位滑块内且与限位滑块沿竖直方向滑动连接，动滑块内开有空腔，动滑块侧壁开有斜槽，限位滑块与壳体滑动连接，推动条侧壁固定连接有推块，推块嵌入斜槽内，转动杆一端转动连接在动滑块上端。
启动装置工作时，推杆带动推动条向壳体另一端移动，推动条带动动滑块和限位滑块在壳体内水平滑动，壳体上方的气流腔的底板限制动滑块向上移动；当动滑块和限位滑块与壳体另一端侧壁接触时无法在进一步移动，此时气流腔的底板不再对动滑块限位，推动条的推块沿动滑块的斜槽移动从而使得动滑块向上运动，通过简单结构实现了转动杆沿L形轨迹平移。
进一步，除尘装置包括设置在气流腔扩散段的集尘盒和滤板，集尘盒与工作台滑动连接，滤板倾斜设置于集尘盒上端，滤板与工作台滑动连接。通过滤板阻挡大部分杂质灰尘，通过集尘盒对其进行快速收集。
进一步，所述滤板包括分别与工作台滑动连接的静电网板和挡尘板，静电网板倾斜设置于集尘盒上端；转动台下端边缘固定连接有环形第一导电片，工作台靠近集除尘装置的一端下固定连接有托板，托板一端延伸至开口下，托板开口下的一端固定连接有第二导电片，第一导电片和第二导电片分别与静电板电连接。当第一导电片与第二导电片贴合时给静电板通电，可吸附焊接烟气中的细小颗粒，当第一导电片与第二导电片分开时，静电板上吸附的颗粒可滑落至集成盒内进行收集。
进一步，遮光帘为透明红色或透明黄色，焊接时弧光主要为红色和黄色，采用红色或黄色的透明遮光帘可最大程度吸收刺眼弧光，保护操作人员视力，透明帘方便人员观察焊接工作情况。
进一步，净化装置包括箱体，箱体内沿竖向设有隔板和过滤层，所述隔板与箱体内壁固定连接且隔板将壳体内间隔成S形腔体，箱体靠近工作台的一端开有进气口，箱体远离工作台的一侧上端开有出气口。设置成S形腔体可使得需净化烟气沿S形路径层层过滤，提高烟气与过滤层接触时间，提升烟气净化效率。
进一步，还包括连杆，连杆一端与启动装置的推动条可拆卸连接，连杆另一端与滤板铰接，连杆为L形；当推动条移动时带动连杆移动，从而带动滤板弧形转动，滤板转动可抖落滤板上累积的灰尘杂质，便于清除灰尘等颗粒物杂质。
附图说明
图1为本发明实施例剖视图。
图2为启动装置动滑块与限位块配合示意图。
图3为启动装置推动条、推块与推杆示意图。
图4为启动装置推动转动台移动后示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的附图标记包括：吊架1、遮光罩11、遮光帘12、焊接机械臂13、工作台2、气流腔21、风扇3、转轴31、第二锥齿轮32、转动台4、转动杆41、第一锥齿轮42、电磁板43、第一导电片44、第二导电片45、壳体5、推杆51、推动条52、限位滑块53、动滑块54、推块55、集成盒6、静电网板61、挡尘板62、连杆63、箱体7、隔板71、海绵层72、分子筛层73、活性炭层74。
实施例1本如附图1所示：一种钢模板智能焊接工作站，包括从上至下依次设置的吊架1、焊接机器人和工作台2，工作台2侧壁固定连接有控制器(图中未示出)，控制器与焊接机器人电连接，焊接机器人与吊架1滑动连接，焊接机器人包括焊接机械臂13、遮光罩11和遮光帘12，遮光帘12铰接在遮光罩11下端边缘，焊接机械臂13螺栓连接在遮光罩11内；工作台2内开有气流腔21，气流腔21包括从左至右依次设置的收缩段、喉部及扩散段，工作台2喉部段的下方焊接有启动装置，气流腔21喉部段的工作台2上端开口，开口处设有转动台4，转动台4直径小于开口直径，转动台4与一侧开口之间有1-3cm的缝隙阿，转动台4下焊接有转动杆41，开口对应的工作台2下端开有方形口，转动杆41经过方形口延伸至工作台2外部，转动杆41一端与启动装置转动连接，启动装置使得转动台4沿L形轨迹平移；气流腔21内从左至右依次设有风扇3、集尘装置和净化装置；转动杆41固定连接有第一锥齿轮42，还包括沿水平设置的转轴31，转轴31一端固定有第二锥齿轮32，转轴31另一端与风扇3的电机输出轴固定连接。风扇的电机采用伺服电机，伺服电机与控制器电连接。
当焊接工作站工作时，将待焊接材料放置在转动台4上，启动风机，从而在气流腔21内产生气流，气流经收缩段流向扩散段时，经过喉部，因喉部空间缩小进一步加快气流流速，根据伯努利原理可知，因较高的气流流速在喉部段对外形成负压，从而将焊接产生的烟气和粉尘经过转动台4与开口间的缝隙吸入气流腔21内，然后跟随气流流入集尘装置和净化装置，进行杂质回收和烟气处理；当需要调整待焊接材料方向时，风扇的电机关闭，启动装置使得转动台4沿L形轨迹平移，使得第一锥齿轮42与第二锥齿轮32啮合，因风扇电机采用伺服电机，可根据控制器输入信号控制电机转动一定角度，电机转动带动第一锥齿轮42转动，从而带动第二锥齿轮32转动使得转动台4转动，进行待焊接物料的方向调整，方向调整完成后启动装置控制转动台复位，控制器再次启动电机转动。
通过设置气流腔21、集尘装置和净化装置，实现了焊接工作站一体化除尘，同时通过气流腔21吸收有害气体，通过净化装置净化后排出，减少焊接有害气体扩散，保护操作人员健康，降低环境污染；启动装置推动转动杆41移动，从而使得第一锥齿轮42与第二锥齿轮32配合，令风扇3转动带动第一锥齿轮42、第二锥齿轮32转动，转动台4转动调整待焊接物料方位，便于焊接机器人快速焊接，提高焊接加工效率。
启动装置如图2、图3所示，包括壳体5和设置在壳体5内部的推杆51、推动条52、限位滑块53和动滑块54，推杆51采用气缸，气缸与控制器电连接，推动条52与推杆51螺纹固定连接，动滑块54位于限位滑块53内且与限位滑块53沿竖直方向滑动连接，动滑块54内开有空腔，动滑块54侧壁开有斜槽，限位滑块53与壳体5滑动连接，推动条52侧壁固定连接有推块55，推块55嵌入斜槽内，转动杆41一端转动连接在动滑块54上端。
启动装置工作时，推杆51带动推动条52向壳体5另一端移动，推动条52带动动滑块54和限位滑块53在壳体5内水平滑动，壳体5上方的气流腔21的底板限制动滑块54向上移动；当动滑块54和限位滑块53与壳体5另一端侧壁接触时无法再进一步移动，此时气流腔21的底板不再对动滑块54限位，推动条52的推块55沿动滑块54的斜槽移动从而使得动滑块54向上运动，通过简单结构实现了转动杆41沿L形轨迹平移。
除尘装置包括设置在气流腔21扩散段的集尘盒和滤板，集尘盒与工作台2滑动连接，滤板倾斜设置于集尘盒上端，滤板与工作台2螺栓连接，滤板包括挡尘板62，挡尘板62为网状且表面粘接有无纺布；还包括连杆63，连杆63一端与启动装置的推动条52螺栓连接，连杆63另一端与滤板铰接，滤板上端与工作台2滑动连接，滤板下端与工作台2滑动连接，连杆63为L形。当推动条52移动时带动连杆63移动，从而带动滤板水平直线移动，滤板移动可抖落滤板上累积的灰尘杂质，便于清除灰尘等颗粒物杂质。
净化装置包括箱体7，箱体7内沿竖向设有隔板71和过滤层，过滤层从左至右依次包括海绵层72、分子筛层73、活性炭层74、海绵层72；隔板71与箱体7内壁固定连接且隔板71将壳体5内间隔成S形腔体，箱体7靠近工作台2的一端开有进气口，箱体7远离工作台2的一侧上端开有出气口。设置成S形腔体可使得需净化烟气沿S形路径层层过滤，提高烟气与过滤层接触时间，提升烟气净化效果。
实施例2如图1、图4所示，与实施例1相同部分不再赘述，转动台4表面螺栓固定有电磁板43；滤板还包括与螺栓连接的静电网板61和静电网板61倾斜设置于集尘盒上端，转动台4下端边缘螺栓固定有环形第一导电片44，工作台2靠近集除尘装置的一端下焊接有托板，托板一端延伸至开口下，托板开口下的一端螺栓固定第二导电片45，第一导电片44和第二导电片45分别与静电板电连接，第一导电片44和第二导电片45分别与静电磁板43电连接。
遮光帘12为透明红色或透明黄色，焊接时弧光主要为红色和黄色，采用红色或黄色的透明遮光帘12可最大程度吸收刺眼弧光，保护操作人员视力，透明帘方便人员观察焊接工作情况。
设置环形第一导电片44可使得转动台4方向改变后，转动台4复位后第一导电片44仍可与第二导电片45接触。当第一导电片44与第二导电片45贴合时分别给静电网板61和电磁通电，电磁板43可吸附固定待焊接铁板，便于焊接机械臂工作；静电网板61可吸附焊接产生的烟气中的细小颗粒，当第一导电片44与第二导电片45分开时，静电网板61断电，同时在连杆63来回带动下静电网板61沿平行移动，静电网板61抖动，从而静电网板61上吸附的颗粒可滑落至集成盒6内进行收集。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (7)
1.一种钢模板智能焊接工作站，包括从上至下依次设置的吊架、焊接机器人和工作台，其特征在于：所述焊接机器人与吊架滑动连接，焊接机器人包括焊接机械臂、遮光罩和遮光帘，焊接机械臂可拆卸连接在遮光罩内；工作台侧壁固定连接有控制器，控制器与风扇电机电连接，所述工作台内开有气流腔，气流腔包括从左至右依次设置的收缩段、喉部及扩散段，工作台喉部段的下方固定连接有启动装置，气流腔喉部段的工作台上端开口，开口处设有转动台，转动台下固定连接有转动杆，开口对应的工作台下端开有方形口，转动杆经过方形口延伸至工作台外部，转动杆一端与启动装置转动连接，启动装置使得转动台沿L形轨迹平移；气流腔内从左至右依次设有风扇、集尘装置和净化装置；转动杆固定连接有第一锥齿轮，还包括沿水平设置的转轴，转轴一端固定有第二锥齿轮，转轴另一端与风扇的电机输出轴固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种钢模板智能焊接工作站，其特征在于：所述启动装置包括壳体和设置在壳体内部的推杆、推动条、限位滑块和动滑块，推动条与推杆固定连接，动滑块与限位滑块沿竖直方向滑动连接，动滑块内开有空腔，动滑块侧壁开有斜槽，限位滑块与壳体滑动连接，推动条侧壁固定连接有推块，推块嵌入斜槽内，转动杆一端转动连接在动滑块上端。
3.根据权利要求1所述的一种钢模板智能焊接工作站，其特征在于：所述除尘装置包括设置在气流腔扩散段的集尘盒和滤板，集尘盒与工作台滑动连接，滤板倾斜设置于集尘盒上方。
4.根据权利要求3所述的一种钢模板智能焊接工作站，其特征在于：所述滤板包括分别与工作台滑动连接的静电网板和挡尘板，静电网板倾斜设置于集尘盒上端；转动台下端边缘固定连接有环形第一导电片，工作台靠近集除尘装置的一端下固定连接有托板，托板一端延伸至开口下，托板开口下的一端固定连接有第二导电片，第一导电片和第二导电片分别与静电板电连接。
5.根据权利要求1所述的一种钢模板智能焊接工作站，其特征在于：所述遮光帘为透明红色或透明黄色。
6.根据权利要求1所述的一种钢模板智能焊接工作站，其特征在于：所述净化装置包括箱体，箱体内沿竖向设有隔板和过滤层，所述隔板与箱体内壁固定连接且隔板将壳体内间隔成S形腔体，箱体靠近工作台的一端开有进气口，箱体远离工作台的一侧上端开有出气口。
7.根据权利要求3所述的一种钢模板智能焊接工作站，其特征在于：除尘装置还包括连杆，连杆一端与启动装置的推动条可拆卸连接，连杆另一端与滤板铰接，连杆为L形。
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