CN206536447U - 一种复杂结构大型管罐件焊接磨抛机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种复杂结构大型管罐件焊接磨抛机器人,属于机械制造领域。包括底盘部件、链轮部件、机械手、工具***及吸盘控制器,其中机械手固定连接在底盘部件上,工具***与机械手连接,链轮部件与底盘部件连接,吸盘控制器与链轮部件连接。本实用新型分析机器人在多任务条件下的工作要求,研究相应协调控制方案,最终实现轻便行走、强力附着和智能高效加工,将为石油、化工、制药乃至航天等重要工业领域管罐件的高效率加工、产品质量保证、低成本运营提供技术支持和设备保障。
Description
技术领域
本实用新型属于机械制造领域,具体为一种自适应复杂结构大型管罐件焊接磨抛机器人。
背景技术
压力容器产品已经广泛地应用于石油、化工、制药乃至航天等重要的工业领域,提高其焊接质量和焊接自动化水平有着非常重要的意义。焊接机器人以其生产效率高、产品质量稳定、成本低等优势成为国内外一致认可的焊接自动化技术发展方向。
发明内容
本实用新型提供一种复杂结构大型管罐件焊接磨抛机器人,用于实现复杂结构大型管罐件加工表面机器人的自适应附着和行走、焊缝的自动识别与分段焊接磨抛等功能。
本实用新型采用的技术方案是:包括底盘部件、链轮部件、机械手、工具***及吸盘控制器,其中机械手固定连接在底盘部件上,工具***与机械手连接,链轮部件与底盘部件连接,吸盘控制器与链轮部件连接。
本实用新型所述底盘部件由底板、驱动电机Ⅲ、转向电机Ⅱ、连杆Ⅰ、连杆Ⅱ、轴Ⅰ、连杆Ⅲ、轴Ⅱ、轴向锁紧螺母Ⅰ、轴Ⅲ、联轴器、轴Ⅳ、减震器、转向节、转向臂、大链轮、小链轮、大齿轮、小齿轮、连杆Ⅶ组成,其中驱动电机Ⅲ与转向电机Ⅱ均固定底板上,在转向电机的输出轴与连杆Ⅰ通过键相连,连杆Ⅰ与连杆Ⅱ通过轴相连,连杆Ⅱ与连杆Ⅲ通过轴相连,连杆Ⅲ安装在轴Ⅱ上,轴Ⅱ固定在底板上,轴Ⅱ与连杆Ⅶ通过轴相连,连杆Ⅶ与转向臂相连,转向节与转向臂相连,小齿轮固定在驱动电机Ⅲ输出轴上,小齿轮与大齿轮啮合,大齿轮固定在轴Ⅰ上,小链轮固定在轴Ⅰ上,小链轮与大链轮通过链相连,大链轮通过键固定在轴Ⅳ上,轴Ⅳ与轴Ⅲ通过联轴器相连,使用轴向锁紧螺母Ⅰ将链轮驱动轮固定在轴Ⅲ上,减震器安装在底板上。
本实用新型所述链轮部件由轮Ⅱ、拨叉、轴Ⅴ、步进电机Ⅵ、横梁、液压缸、小滑轮、链节、吸盘部件、张紧轮、链轮驱动轮、链轮驱动轮外圈组成,其中横梁固定在底板上,横梁上固定两个被动弹性张紧轮,横梁下侧分布6个液压缸,液压缸下部铰接小滑轮,履带的链节上固定有吸盘部件,轮Ⅱ通过轴连接在拨叉上,拨叉与轴Ⅴ通过键连接在一起,轴Ⅴ与步进电机Ⅵ输出轴通过销连接在一起,步进电机Ⅵ固定在横梁上,链轮驱动轮外圈固定在链轮驱动轮上。
本实用新型所述机械手由底座、连杆Ⅳ、连杆Ⅴ、连杆Ⅵ、电机Ⅴ、电机Ⅵ、电机Ⅶ、锥齿轮Ⅰ、电机Ⅷ、直齿圆柱齿轮Ⅰ、锥齿轮Ⅱ、轴Ⅵ、直齿圆柱齿轮Ⅱ、直齿圆柱齿轮Ⅲ、底座电机Ⅰ组成,其中底座电机Ⅰ固定在底板上,底座固定在底座电机Ⅰ上,电机Ⅴ通过螺栓连接底座上,电机Ⅴ通过齿轮组与连杆Ⅳ相连,电机Ⅵ固定在连杆Ⅳ上,电机Ⅵ与连杆Ⅴ通过花键连接,电机Ⅶ固定在连杆Ⅴ上,电机Ⅶ输出轴上安装一个直齿圆柱齿轮,此直齿圆柱齿轮与另一直齿圆柱齿轮Ⅱ相啮合,锥齿轮Ⅰ与直齿圆柱齿轮Ⅱ安装在同一根轴Ⅵ上,锥齿轮Ⅰ与锥齿轮Ⅱ啮合,锥齿轮Ⅱ安装在连杆Ⅵ上,电机Ⅷ固定在连杆Ⅵ上,电机Ⅷ的输出轴与直齿圆柱齿轮Ⅲ相连接,直齿圆柱齿轮Ⅲ与直齿圆柱齿轮Ⅰ相啮合。
本实用新型所述工具***由焊枪、电机Ⅸ、砂轮、轴Ⅶ组成,其中直齿圆柱齿轮Ⅰ通过键连接在轴Ⅶ上,轴Ⅶ与焊枪固定连接,砂轮固定在电机Ⅸ的输出轴上,电机Ⅸ固定在焊枪的一端。
本实用新型所述吸盘控制器由真空泵接口Ⅰ、不动盘、电源线接口、动盘、电源控制器压片、真空控制块、电源接触块、真空泵接口Ⅱ、电线、软管Ⅰ、电磁阀电源线接口、吸盘控制器电机、两位三通电磁换向阀构成,其中吸盘控制器电机固定在横梁上,吸盘控制器电机的输出轴与动盘通过键相连,不动盘固定在横梁上,真空泵接口Ⅰ与真空控制块相连,电源线接口与电源接触块连接在一起,电源接触块与不动盘之间采用橡胶垫片进行绝缘,电源控制器压片与真空泵接口Ⅱ均安装在动盘上,电源控制器压片与电磁阀电源线接口连接在一起,电磁阀电源线接口通过电线与两位三通电磁换向阀电源接口相连,真空泵接口Ⅱ通过软管Ⅰ与两位三通电磁换向阀Ⅱ口相连,两位三通电磁换向阀Ⅰ口直接与大气相通,两位三通电磁换向阀Ⅲ口通过软管Ⅲ与气道板总接口相通,两位三通电磁换向阀固定在链节上。
本实用新型所述吸盘部件由微型步进电机、工字槽、滑块、小吸盘、弹性软管Ⅱ、气道板、气道板总接口、工字块板、工字板凸台、电机固定板、软管Ⅲ组成,其中微型步进电机固定在电机固定板上,微型步进电机的输出轴上攻有螺纹,微型步进电机的输出轴与滑块上表面的内螺纹孔相连,工字板凸台在滑块内的工字槽内滑动,滑块的下表面有一螺纹孔与侧面的一光孔相通,小吸盘通过螺纹固定在下表面的螺纹孔内,小吸盘为中空结构,侧面的一光孔通过弹性软管Ⅱ与气道板相通,气道板总接口通过软管Ⅲ与两位三通电磁换向阀Ⅲ口相连。
本实用新型分析机器人在多任务条件下的工作要求,研究相应协调控制方案,最终实现轻便行走、强力附着和智能高效加工。本实用新型将为石油、化工、制药乃至航天等重要工业领域管罐件的高效率加工、产品质量保证、低成本运营提供技术支持和设备保障。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图;
图2是本实用新型底盘部件的结构示意图;
图3是本实用新型链轮部件的结构示意图;、
图4是本实用新型链轮部件局部的结构示意图;
图5是本实用新型机械手部件的结构示意图;
图6是本实用新型机械手电机Ⅴ、电机Ⅵ部分的结构示意图;
图7是本实用新型机械手部分零件的结构示意图;
图8是本实用新型工具***的结构示意图;
图9是本实用新型吸盘控制器的结构示意图;
图10是本实用新型吸盘控制器***图;
图11是本实用新型吸盘控制器的结构示意图;
图12是本实用新型吸盘控制器的结构示意图,本图体现软管Ⅲ;
图13是本实用新型吸盘的结构示意图;
图14是本实用新型吸盘的***图;
图15是本实用新型吸盘结构中一个单元的结构示意图。
具体实施方式
包括底盘部件1、链轮部件2、机械手3、工具***4及吸盘控制器5,其中机械手3固定连接在底盘部件1上,工具***4与机械手3连接,链轮部件2与底盘部件1连接,吸盘控制器5与链轮部件2连接。
本实用新型所述底盘部件1由底板100、驱动电机Ⅲ101、转向电机Ⅱ102、连杆Ⅰ103、连杆Ⅱ104、轴Ⅰ105、连杆Ⅲ106、轴Ⅱ107、轴向锁紧螺母Ⅰ108、轴Ⅲ109、联轴器110、轴Ⅳ111、减震器112、转向节113、转向臂114、大链轮115、小链轮116、大齿轮117、小齿轮118、连杆Ⅶ119组成,其中驱动电机Ⅲ101与转向电机Ⅱ102均固定底板100上,在转向电机102的输出轴与连杆Ⅰ103通过键相连,连杆Ⅰ103与连杆Ⅱ104通过轴相连,连杆Ⅱ104与连杆Ⅲ106通过轴相连,连杆Ⅲ106安装在轴Ⅱ107上,轴Ⅱ107固定在底板100上,轴Ⅱ107与连杆Ⅶ119通过轴相连,连杆Ⅶ119与转向臂114相连,转向节113与转向臂114相连,小齿轮118固定在驱动电机Ⅲ101输出轴上,小齿轮118与大齿轮117啮合,大齿轮117固定在轴Ⅰ105上,小链轮116固定在轴Ⅰ105上,小链轮116与大链轮115通过链相连,大链轮115通过键固定在轴Ⅳ111上,轴Ⅳ111与轴Ⅲ109通过联轴器110相连,使用轴向锁紧螺母Ⅰ108将链轮驱动轮210固定在轴Ⅲ109上,减震器112安装在底板100上。
本实用新型所述链轮部件2由轮Ⅱ200、拨叉201、轴Ⅴ202、步进电机Ⅵ203、横梁204、液压缸205、小滑轮206、链节207、吸盘部件208、张紧轮209、链轮驱动轮210、链轮驱动轮外圈211组成,其中横梁204固定在底板100上,横梁204上固定两个被动弹性张紧轮209,横梁204下侧分布6个液压缸205,液压缸205下部铰接小滑轮206,履带的链节207上固定有吸盘部件208,轮Ⅱ200通过轴连接在拨叉201上,拨叉201与轴Ⅴ202通过键连接在一起,轴Ⅴ202与步进电机Ⅵ203输出轴通过销连接在一起,步进电机Ⅵ203固定在横梁204上,链轮驱动轮外圈211固定在链轮驱动轮210上。
本实用新型所述机械手3由底座300、连杆Ⅳ301、连杆Ⅴ302、连杆Ⅵ303、电机Ⅴ304、电机Ⅵ305、电机Ⅶ306、锥齿轮Ⅰ307、电机Ⅷ308、直齿圆柱齿轮Ⅰ309、锥齿轮Ⅱ310、轴Ⅵ311、直齿圆柱齿轮Ⅱ312、直齿圆柱齿轮Ⅲ313、底座电机Ⅰ314组成,其中底座电机Ⅰ314固定在底板100上,底座300固定在底座电机Ⅰ314上,电机Ⅴ304通过螺栓连接底座300上,电机Ⅴ304通过齿轮组与连杆Ⅳ301相连,电机Ⅵ305固定在连杆Ⅳ301上,电机Ⅵ305与连杆Ⅴ302通过花键连接,电机Ⅶ306固定在连杆Ⅴ302上,电机Ⅶ306输出轴上安装一个直齿圆柱齿轮,此直齿圆柱齿轮与另一直齿圆柱齿轮Ⅱ312相啮合,锥齿轮Ⅰ307与直齿圆柱齿轮Ⅱ312安装在同一根轴Ⅵ311上,锥齿轮Ⅰ307与锥齿轮Ⅱ310啮合,锥齿轮Ⅱ310安装在连杆Ⅵ303上,电机Ⅷ308固定在连杆Ⅵ303上,电机Ⅷ308的输出轴与直齿圆柱齿轮Ⅲ313相连接,直齿圆柱齿轮Ⅲ313与直齿圆柱齿轮Ⅰ309相啮合。
本实用新型所述工具***4由焊枪400、电机Ⅸ401、砂轮402、轴Ⅶ403组成,其中直齿圆柱齿轮Ⅰ309通过键连接在轴Ⅶ403上,轴Ⅶ403与焊枪400固定连接,砂轮402固定在电机Ⅸ401的输出轴上,电机Ⅸ401固定在焊枪400的一端。
本实用新型所述吸盘控制器5由真空泵接口Ⅰ500、不动盘501、电源线接口502、动盘503、电源控制器压片504、真空控制块505、电源接触块506、真空泵接口Ⅱ507、电线508、软管Ⅰ509、电磁阀电源线接口510、吸盘控制器电机511、两位三通电磁换向阀512构成,其中吸盘控制器电机511固定在横梁204上,吸盘控制器电机511的输出轴与动盘503通过键相连,不动盘501固定在横梁204上,真空泵接口Ⅰ500与真空控制块505相连,电源线接口502与电源接触块506连接在一起,电源接触块506与不动盘501之间采用橡胶垫片进行绝缘,电源控制器压片504与真空泵接口Ⅱ507均安装在动盘503上,电源控制器压片504与电磁阀电源线接口510连接在一起,电磁阀电源线接口510通过电线508与两位三通电磁换向阀电源接口5124相连,真空泵接口Ⅱ507通过软管Ⅰ509与两位三通电磁换向阀Ⅱ口5122相连,两位三通电磁换向阀Ⅰ口5121直接与大气相通,两位三通电磁换向阀Ⅲ口5123通过软管Ⅲ20810与气道板总接口20806相通,两位三通电磁换向阀512固定在链节207上。
本实用新型所述吸盘部件208由微型步进电机20800、工字槽20801、滑块20802、小吸盘20803、弹性软管Ⅱ20804、气道板20805、气道板总接口20806、工字块板20807、工字板凸台20808、电机固定板20809、软管Ⅲ20810组成,其中微型步进电机20800固定在电机固定板20809上,微型步进电机20800的输出轴上攻有螺纹,微型步进电机20800的输出轴与滑块20802上表面的内螺纹孔相连,工字板凸台20808在滑块内的工字槽20801内滑动,滑块的下表面有一螺纹孔与侧面的一光孔相通,小吸盘20803通过螺纹固定在下表面的螺纹孔内,小吸盘20803为中空结构,侧面的一光孔通过弹性软管Ⅱ20804与气道板20805相通,气道板总接口20806通过软管Ⅲ20810与两位三通电磁换向阀Ⅲ口5123相连。
下面结合附图说明其工作过程。
焊接磨抛功能:本机器人焊接焊缝采用分段焊接的方式进行焊接,机械手为连续轨迹控制控制(CP)型,机器人各关节同时作受控运动,使机器人终端按照预期的轨迹和速度运动,机械手各个关节均采用交流伺服电机进行驱动。
吸附功能:链轮一周共有37个链节,吸盘控制器5上有37个真空泵接口Ⅱ507和电磁阀电源线接口510与之相对应,每一个链节207上有一个两位三通电磁换向阀512,每时每刻都会有8个真空泵接口Ⅱ507与真空控制器505上的凹槽想对应,同时这8个的电磁换向阀512断电,使吸盘部件208与真空泵接口Ⅱ507相连,保证吸盘部件208内负压。当吸盘部件208运动到即将与路面脱离时,两位三通电磁换向阀210得电,吸盘部件208通过两位三通电磁换向阀Ⅰ口5121直接与大气相连,负压条件被破环,吸盘部件208脱离吸附,当吸盘部件208旋转至即将与地面吸附时,电磁换向阀断电,吸盘部件208与真空泵接口Ⅱ507相通,由于负压,吸盘吸附路面,以此循环。
驱动功能:驱动电机Ⅲ101通电使固定在电机轴上的小齿轮118旋转,齿轮118旋转使大齿轮117旋转,由于大齿轮117固定在轴Ⅰ105上,大齿轮117旋转使轴Ⅰ105旋转,轴Ⅰ105旋转使固定在轴Ⅰ105上的小链轮116旋转,小链轮116通过链传动使大链轮115旋转,由于大链轮115通过键固定在轴Ⅳ111上,大链轮115旋转使轴Ⅳ111旋转,由于轴Ⅳ111与轴Ⅲ109通过联轴器110相连且轴Ⅲ109与链轮驱动轮210固连在一起,所以实现动力传递,进而实现运动。
转向功能:转向电机Ⅱ102旋转使连杆Ⅰ103旋转,连杆Ⅰ103旋转使连杆Ⅱ104运动,连杆Ⅲ106绕轴Ⅱ107旋转,通过平行四边形机构,使转向臂114旋转,进而实现链轮驱动轮210转向。
Claims (7)
1.一种复杂结构大型管罐件焊接磨抛机器人,其特征在于:包括底盘部件、链轮部件、机械手、工具***及吸盘控制器,其中机械手固定连接在底盘部件上,工具***与机械手连接,链轮部件与底盘部件连接,吸盘控制器与链轮部件连接。
2.根据权利要求1所述的一种复杂结构大型管罐件焊接磨抛机器人,其特征在于:所述底盘部件由底板、驱动电机Ⅲ、转向电机Ⅱ、连杆Ⅰ、连杆Ⅱ、轴Ⅰ、连杆Ⅲ、轴Ⅱ、轴向锁紧螺母Ⅰ、轴Ⅲ、联轴器、轴Ⅳ、减震器、转向节、转向臂、大链轮、小链轮、大齿轮、小齿轮、连杆Ⅶ组成,其中驱动电机Ⅲ与转向电机Ⅱ均固定底板上,在转向电机的输出轴与连杆Ⅰ通过键相连,连杆Ⅰ与连杆Ⅱ通过轴相连,连杆Ⅱ与连杆Ⅲ通过轴相连,连杆Ⅲ安装在轴Ⅱ上,轴Ⅱ固定在底板上,轴Ⅱ与连杆Ⅶ通过轴相连,连杆Ⅶ与转向臂相连,转向节与转向臂相连,小齿轮固定在驱动电机Ⅲ输出轴上,小齿轮与大齿轮啮合,大齿轮固定在轴Ⅰ上,小链轮固定在轴Ⅰ上,小链轮与大链轮通过链相连,大链轮通过键固定在轴Ⅳ上,轴Ⅳ与轴Ⅲ通过联轴器相连,使用轴向锁紧螺母Ⅰ将链轮驱动轮固定在轴Ⅲ上,减震器安装在底板上。
3.根据权利要求1所述的一种复杂结构大型管罐件焊接磨抛机器人,其特征在于:所述链轮部件由轮Ⅱ、拨叉、轴Ⅴ、步进电机Ⅵ、横梁、液压缸、小滑轮、链节、吸盘部件、张紧轮、链轮驱动轮、链轮驱动轮外圈组成,其中横梁固定在底板上,横梁上固定两个被动弹性张紧轮,横梁下侧分布6个液压缸,液压缸下部铰接小滑轮,履带的链节上固定有吸盘部件,轮Ⅱ通过轴连接在拨叉上,拨叉与轴Ⅴ通过键连接在一起,轴Ⅴ与步进电机Ⅵ输出轴通过销连接在一起,步进电机Ⅵ固定在横梁上,链轮驱动轮外圈固定在链轮驱动轮上。
4.根据权利要求1所述的一种复杂结构大型管罐件焊接磨抛机器人,其特征在于:所述机械手由底座、连杆Ⅳ、连杆Ⅴ、连杆Ⅵ、电机Ⅴ、电机Ⅵ、电机Ⅶ、锥齿轮Ⅰ、电机Ⅷ、直齿圆柱齿轮Ⅰ、锥齿轮Ⅱ、轴Ⅵ、直齿圆柱齿轮Ⅱ、直齿圆柱齿轮Ⅲ、底座电机Ⅰ组成,其中底座电机Ⅰ固定在底板上,底座固定在底座电机Ⅰ上,电机Ⅴ通过螺栓连接底座上,电机Ⅴ通过齿轮组与连杆Ⅳ相连,电机Ⅵ固定在连杆Ⅳ上,电机Ⅵ与连杆Ⅴ通过花键连接,电机Ⅶ固定在连杆Ⅴ上,电机Ⅶ输出轴上安装一个直齿圆柱齿轮,此直齿圆柱齿轮与另一直齿圆柱齿轮Ⅱ相啮合,锥齿轮Ⅰ与直齿圆柱齿轮Ⅱ安装在同一根轴Ⅵ上,锥齿轮Ⅰ与锥齿轮Ⅱ啮合,锥齿轮Ⅱ安装在连杆Ⅵ上,电机Ⅷ固定在连杆Ⅵ上,电机Ⅷ的输出轴与直齿圆柱齿轮Ⅲ相连接,直齿圆柱齿轮Ⅲ与直齿圆柱齿轮Ⅰ相啮合。
5.根据权利要求1所述的一种复杂结构大型管罐件焊接磨抛机器人,其特征在于:所述工具***由焊枪、电机Ⅸ、砂轮、轴Ⅶ组成,其中直齿圆柱齿轮Ⅰ通过键连接在轴Ⅶ上,轴Ⅶ与焊枪固定连接,砂轮固定在电机Ⅸ的输出轴上,电机Ⅸ固定在焊枪的一端。
6.根据权利要求1所述的一种复杂结构大型管罐件焊接磨抛机器人,其特征在于:所述吸盘控制器由真空泵接口Ⅰ、不动盘、电源线接口、动盘、电源控制器压片、真空控制块、电源接触块、真空泵接口Ⅱ、电线、软管Ⅰ、电磁阀电源线接口、吸盘控制器电机、两位三通电磁换向阀构成,其中吸盘控制器电机固定在横梁上,吸盘控制器电机的输出轴与动盘通过键相连,不动盘固定在横梁上,真空泵接口Ⅰ与真空控制块相连,电源线接口与电源接触块连接在一起,电源接触块与不动盘之间采用橡胶垫片进行绝缘,电源控制器压片与真空泵接口Ⅱ均安装在动盘上,电源控制器压片与电磁阀电源线接口连接在一起,电磁阀电源线接口通过电线与两位三通电磁换向阀电源接口相连,真空泵接口Ⅱ通过软管Ⅰ与两位三通电磁换向阀Ⅱ口相连,两位三通电磁换向阀Ⅰ口直接与大气相通,两位三通电磁换向阀Ⅲ口通过软管Ⅲ与气道板总接口相通,两位三通电磁换向阀固定在链节上。
7.根据权利要求3所述的一种复杂结构大型管罐件焊接磨抛机器人,其特征在于:所述吸盘部件由微型步进电机、工字槽、滑块、小吸盘、弹性软管Ⅱ、气道板、气道板总接口、工字块板、工字板凸台、电机固定板、软管Ⅲ组成,其中微型步进电机固定在电机固定板上,微型步进电机的输出轴上攻有螺纹,微型步进电机的输出轴与滑块上表面的内螺纹孔相连,工字板凸台在滑块内的工字槽内滑动,滑块的下表面有一螺纹孔与侧面的一光孔相通,小吸盘通过螺纹固定在下表面的螺纹孔内,小吸盘为中空结构,侧面的一光孔通过弹性软管Ⅱ与气道板相通,气道板总接口通过软管Ⅲ与两位三通电磁换向阀Ⅲ口相连。
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CN201720188236.1U CN206536447U (zh) | 2017-02-28 | 2017-02-28 | 一种复杂结构大型管罐件焊接磨抛机器人 |
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CN201720188236.1U CN206536447U (zh) | 2017-02-28 | 2017-02-28 | 一种复杂结构大型管罐件焊接磨抛机器人 |
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CN206536447U true CN206536447U (zh) | 2017-10-03 |
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ID=59948570
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CN201720188236.1U Active CN206536447U (zh) | 2017-02-28 | 2017-02-28 | 一种复杂结构大型管罐件焊接磨抛机器人 |
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CN (1) | CN206536447U (zh) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GR01 | Patent grant | ||
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