CN1935444A - 相贯线焊接机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于筒体焊接的相贯线焊接机器人，包括焊枪，并由机体、夹具、旋转机构、X轴移动装置、Y轴移动装置、大旋臂机构和小旋臂机构构成；所述焊枪设置在所述小旋臂机构的旋臂端部，并且焊枪端点位于小旋臂圆弧导轨的圆心和所述大旋臂圆弧导轨圆心法线上。由于本发明采用夹具进行焊接机器人的固定，并采用旋转机构、X轴移动装置、Y轴移动装置、大旋臂机构和小旋臂机构实现五个自由度的联动，从而可以进行筒体的相贯线的自动焊接，其焊接效率高、焊接质量好且能有效减轻工人的劳动强度；焊枪端点位于上述位置，可以保证焊枪在焊接过程中姿态调整时，焊枪端部的位置不会发生变化，使得焊接机器人移动轨迹控制更为容易，也更为准确。

Description

相贯线焊接机器人
技术领域
本发明涉及一种焊接设备，具体地涉及一种用于大型筒体相贯线焊接的相贯线焊接机器人。
背景技术
目前针对大型筒体相贯线焊接，我国广泛采用人工焊接的方法。工人劳动强度大，工作环境恶劣，并且工作效率低下，焊接质量不易保证。由于大型相贯线焊接结构的应用广泛，为了提高工作效率，降低工人强度，保证焊接质量，实践中亟需一种能实现自动焊接的焊接设备。
发明内容
本发明的目的在于针对上述问题，提供一种工作效率高、焊接质量好，能有效减轻工人劳动强度的用于筒体焊接的相贯线焊接机器人。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于筒体焊接的相贯线焊接机器人，包括焊枪，还包括：机体、夹具、旋转机构、X轴移动装置、Y轴移动装置、大旋臂机构和小旋臂机构；所述机体下部设有夹具；所述旋转机构由固定部分和电动旋转部分组成，所述固定部分固定在机体上部，而所述电动旋转部分设置于固定部分上且可相对于固定部分旋转；所述X轴移动装置由安装于所述电动旋转部分上面的X轴平移台、可在X轴平移台上沿X轴移动的X轴滑板，及设置在X轴平移台一端用于驱动X轴滑板的X轴驱动装置组成；所述Y轴移动装置由安装于所述X轴滑板上面的Y轴平移台、可在Y轴平移台上沿Y轴滑动的Y轴滑板，及设置在Y轴平移台一端用于驱动Y轴滑板的Y轴驱动装置组成；所述大旋臂机构包括设置在所述Y轴滑板一端的端板、设置在端板上的大圆弧导轨、其一端可沿大圆弧导轨移动的大旋臂及大旋臂驱动装置；所述小旋臂机构由在所述大旋臂另一端且与所述大圆弧导轨垂直的连接板上设置的小圆弧导轨、其一端可沿小圆弧导轨移动的小旋臂及小旋臂驱动装置组成；所述焊枪设置在所述小旋臂的端部，并且焊枪端点位于所述小圆弧导轨的圆心和所述大圆弧导轨圆心法线上。
所述大旋臂驱动装置可以为电动驱动装置，设置在端板上，所述电动驱动装置的驱动轴穿过端板向大旋臂伸出，在所述驱动轴上装有曲柄，曲柄端部装有直线轴承，而在大旋臂上装有与所述直线轴承配合的轴。
所述小旋臂驱动装置可以为电动驱动装置，设置在所述连接板上，驱动装置的驱动轴穿过连接板向小旋臂伸出，在所述驱动轴上装有曲柄，曲柄端部装有直线轴承，而在小旋臂上装有与所述直线轴承配合的轴。
所述夹具可以为三爪夹具或四爪夹具。
所述X轴驱动装置和Y轴驱动装置可以为电动驱动装置。
由于本发明的焊接机器人采用夹具进行焊接机器人的固定，并采用旋转机构、X轴移动装置、Y轴移动装置、大旋臂机构和小旋臂机构实现五个自由度的联动，从而可以进行筒体的相贯线的自动焊接，其焊接效率高、焊接质量好且能有效减轻工人的劳动强度；所述焊枪端点位于所述小圆弧导轨的圆心和所述大圆弧导轨圆心法线上，可以保证焊枪在焊接过程中姿态调整时，焊枪端部的位置不会发生变化，使得焊接机器人移动轨迹控制更为容易，也更为准确。
附图说明
图1为本发明焊接机器人的结构示意图。
图2为图1的A向视图。
图中
1.夹具  2.机体  3.旋转机构  4.X轴平移台  5.Y轴平移台
6.Y轴滑板  7.大旋臂驱动装置  8，17曲柄  9，16直线轴承
10，18轴  11.端板  12.大圆弧导轨  13，21滑块
14.连接板  15.小旋臂驱动装置  19.小旋臂  20.小圆弧导轨
22.大旋臂  23.焊枪  24.旋转部分驱动装置  25.X轴驱动装置
26.Y轴驱动装置
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
如图1和图2所示，本发明用于筒体焊接的相贯线焊接机器人，包括焊枪23，还包括：机体2、夹具1、旋转机构3、X轴移动装置、Y轴移动装置、大旋臂机构和小旋臂机构；所述机体2下部设有夹具1；所述旋转机构3由固定部分和电动旋转部分组成，所述固定部分固定在机体2上部，而所述电动旋转部分设置于固定部分上且可由驱动装置24驱动相对于固定部分旋转；所述X轴移动装置由安装于所述电动旋转部分上面的X轴平移台4、可在X轴平移台4上沿X轴移动的X轴滑板(图中省略)，及设置在X轴平移台4一端用于驱动X轴滑板的X轴驱动装置25组成；所述Y轴移动装置由安装于所述X轴滑板上面的Y轴平移台5、可在Y轴平移台5上沿Y轴滑动的Y轴滑板6，及设置在Y轴平移台5一端用于驱动Y轴滑板6的Y轴驱动装置26组成；所述大旋臂机构包括设置在所述Y轴滑板6一端的端板11、设置在端板11上的大圆弧导轨12、其一端可沿大圆弧导轨12移动的大旋臂22及大旋臂驱动装置7；所述小旋臂机构由在所述大旋臂22另一端且与所述大圆弧导轨12垂直的连接板14上设置的小圆弧导轨20、其一端可沿小圆弧导轨20移动的小旋臂19及小旋臂驱动装置15组成；所述焊枪23设置在所述小旋臂19的端部，并且焊枪端点位于所述小圆弧导轨20的圆心和所述大圆弧导轨12圆心法线上。
参见图2，所述大旋臂驱动装置7为电动驱动装置，设置在端板11上，所述电动驱动装置7的驱动轴穿过端板11向大旋臂22伸出，在所述驱动轴上装有曲柄8，曲柄8端部装有直线轴承9，而在大旋臂22上装有与所述直线轴承9配合的轴10。
参见图1、图2，所述小旋臂驱动装置15为电动驱动装置，设置在所述连接板14上，驱动装置15的驱动轴穿过连接板14向小旋臂19伸出，在所述驱动轴上装有曲柄17，曲柄17端部装有直线轴承16，而在小旋臂19上装有与所述直线轴承16配合的轴18。
图1中所述夹具1可以为三爪夹具或四爪夹具。
所述X轴驱动装置25和Y轴驱动装置26可以为电动驱动装置。
各驱动装置可以由自动控制***控制实现多自由度联动，而控制***则可以采用现有的技术如数控机床的控制技术进行程序控制。
本发明焊接机器人的工作过程如下：
相贯线焊接专用机器人是由机器人本体和配套的控制***构成，主要应用于大型相贯线的焊接。工作时，先将相贯筒体进行点焊固定，然后通过夹具1如四爪夹具将焊接机器人固定到筒体上。完成固定后首先调节焊枪23的位置：通过控制X轴电动平移台4调节焊枪23在圆筒径向的位置使其达到合适位置；然后通过移动Y轴电动平移台5，调节好焊枪23在竖直圆筒轴向的位置。等焊枪23调节到合适位置以后，旋转大旋臂驱动装置7和小旋臂驱动装置15，带动大旋臂22和小旋臂19运动。通过大旋臂22和小旋臂19的配合运动来调节焊枪23的姿态，使焊枪23达到适合焊接的最佳姿态。调节完成后开始焊接，在焊接过程中腰部旋转机构3一定的速度旋转，带动除机体2和四爪夹具1外的整个机器人部分绕竖直筒体的轴线进行旋转。随着旋转，通过控制Y轴平移台5的运动不断调节焊枪23的上下位置，使焊点始终处于正确的位置。与此同时，调节大旋臂22和小旋臂19旋转，通过两者的联动使焊接在下坡和爬坡的过程中焊枪23位置不断调整，从而使焊枪23处于最佳的焊接姿态。由于焊枪23端点处于小圆弧导轨20的圆弧圆心处，同时还处于大圆弧导轨12的圆心法线上，这样就保证了在调节过程中无论调节大旋臂22还是小旋臂19，焊枪23端点都始终处于小圆弧导轨20的圆弧圆心和大圆弧导轨12的圆心法线的交界处。这样在调节焊枪23姿态的时候不影响焊枪23端点的位置。旋转机构3旋转一周完成整个相贯线的焊接，在这个过程中不断调整大旋臂22和小旋臂19来调整焊枪23使其始终处于最佳姿态，从而保证焊接质量。焊接完成后，松开四爪夹具1，将焊接机器人吊离工件。
上面以举例方式对本发明进行了说明，但本发明不限于上述具体实施例，凡基于本发明所作的任何改进或变型均属本发明权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种相贯线焊接机器人，包括焊枪，其特征在于还包括：机体、夹具、旋转机构、X轴移动装置、Y轴移动装置、大旋臂机构和小旋臂机构；
所述机体下部设有夹具；
所述旋转机构由固定部分和电动旋转部分组成，所述固定部分固定在机体上部，而所述电动旋转部分设置于固定部分上且可相对于固定部分旋转；
所述X轴移动装置由安装于所述电动旋转部分上面的X轴平移台、可在X轴平移台上沿X轴移动的X轴滑板，及设置在X轴平移台一端用于驱动X轴滑板的X轴驱动装置组成；
所述Y轴移动装置由安装于所述X轴滑板上面的Y轴平移台、可在Y轴平移台上沿Y轴滑动的Y轴滑板，及设置在Y轴平移台一端用于驱动Y轴滑板的Y轴驱动装置组成；
所述大旋臂机构包括设置在所述Y轴滑板一端的端板、设置在端板上的大圆弧导轨、其一端可沿大圆弧导轨移动的大旋臂及大旋臂驱动装置；
所述小旋臂机构由在所述大旋臂另一端且与所述大圆弧导轨垂直的连接板上设置的小圆弧导轨、其一端可沿小圆弧导轨移动的小旋臂及小旋臂驱动装置组成；
所述焊枪设置在所述小旋臂的端部，并且焊枪端点位于所述小圆弧导轨的圆心和所述大圆弧导轨圆心法线上。
2.根据权利要求1所述的相贯线焊接机器人，其特征在于：所述大旋臂驱动装置为电动驱动装置，设置在端板上，所述电动驱动装置的驱动轴穿过端板向大旋臂伸出，在所述驱动轴上装有曲柄，曲柄端部装有直线轴承，而在大旋臂上装有与所述直线轴承配合的轴。
3.根据权利要求1所述的相贯线焊接机器人，其特征在于：所述小旋臂驱动装置为电动驱动装置，设置在所述连接板上，驱动装置的驱动轴穿过连接板向小旋臂伸出，在所述驱动轴上装有曲柄，曲柄端部装有直线轴承，而在小旋臂上装有与所述直线轴承配合的轴。
4.根据权利要求1、2或3所述的相贯线焊接机器人，其特征在于：所述夹具为三爪夹具或四爪夹具。
5.根据权利要求1、2或3所述的相贯线焊接机器人，其特征在于：所述X轴驱动装置和Y轴驱动装置为电动驱动装置。
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