一种焊接机器人及焊接方法

专利2026-08-13  19


本发明涉及焊接机器人,具体为一种焊接机器人及焊接方法。


背景技术:

1、焊接机器人主要包括机器人和焊接设备两部分,管道内部焊接机器人可以替代人工深入到管道内部对管道内部的焊缝进行焊接加工,可以提高筒形管道结构件内部焊接的便捷性。

2、筒形管道结构件的内部焊缝一般为闭合的环形,传统的焊接机器人是通过控制焊接设备的旋转对焊缝进行焊接,当焊缝的焊接量较大时,需要由外部对机器人进行持续送丝,以保证焊丝的连续,但是焊丝在配合焊接设备旋转时,焊丝本身会出现扭转变形的情况,焊丝扭转变形会影响焊丝的质量,当焊丝扭转变形较大时,可能会直接导致焊丝中断,进而影响焊接机器人的连续焊接作业,同时现有的焊接机器人的焊接路径轨迹单一,无法对筒形管道结构件内部的多种形态的焊缝进行焊接加工。


技术实现思路

1、为解决以上传统的送丝焊接机器人在焊接时,焊丝本身会出现扭转变形的情况,焊丝扭转变形会影响焊丝的质量,当焊丝扭转变形较大时,可能会直接导致焊丝中断,影响焊接机器人的连续焊接作业,同时现有的焊接机器人的焊接路径轨迹单一的问题,本发明通过以下技术方案予以实现:一种焊接机器人,包括基座,所述基座的内部设置有送丝通道,所述基座的出丝端转动安装有转座,所述转座的表面固定安装有支板,利用所述支板支撑安装焊接杆,所述送丝通道与所述焊接杆之间通过送丝管连接,所述焊接杆的内部安装有送丝模块,送丝模块用于对焊丝进行输送;

2、所述基座的内部安装有送丝轮和切刀,焊接杆内部的送丝模块为送丝轮,当所述转座转动到设定的角度时,利用所述切刀将所述送丝通道中的焊丝截断,焊丝被截断之后,利用所述送丝轮对所述送丝通道中进丝端的焊丝进行输送,使焊丝的截断处的两端保持接触状态,在对筒形结构件进行连接焊接时,焊缝为闭合的环形,焊接杆旋转至一定角度后,焊丝会出现扭转,对焊丝进行截断处理,可避免焊丝扭转变形,以保证焊丝质量。

3、进一步的,所述转座位于所述基座内部的一侧固定安装有套筒,所述套筒的表面固定安装有齿圈,所述基座的内部安装有双向电机,所述双向电机的其中一个输出端安装有与所述齿圈啮合的齿轮,利用齿轮与齿圈的啮合,带动转座转动;

4、所述套筒的表面同轴固定安装有调节盘,所述调节盘的表面开设有若干个首尾相连的滑槽,所述滑槽由导槽一和导槽二组成;

5、所述基座的内部固定安装有固定块,所述固定块的内部滑动安装有导杆,所述切刀通过所述导杆径向滑动安装在所述基座的内部,所述切刀与所述固定块之间设有压缩弹簧;

6、所述切刀的表面固定安装有导柱,所述导柱位于所述滑槽中,利用所述导槽一与所述导柱配合,使所述切刀逐渐远离所述送丝通道中的焊丝,利用所述导槽二与所述导柱配合,使所述切刀能迅速靠近并切断所述送丝通道中的焊丝,随着套筒的转动,调节盘表面的导槽一和导槽二交替与导柱配合,使切刀对送丝通道中的焊丝进行间歇切断处理。

7、进一步的,所述基座的内部转动安装有至少两组所述送丝轮,多组所述送丝轮沿所述送丝通道圆周分布;

8、所述基座的内部转动安装有多个轴杆,多个轴杆分别与多组所述送丝轮相对应,所述轴杆与所述送丝轮的轴件之间通过同步带连接;

9、所述轴杆的表面固定安装有齿轮件,所述基座的内部转动安装有驱动环,所述驱动环的内表面圆周分布有若干齿条,所述齿条与所述齿轮件相适配,所述驱动环转动时,所述齿条通过与所述齿轮件啮合,推动所述齿轮件转动,齿轮件带动轴杆转动,轴杆通过同步带带动送丝轮转动,以此即可利用驱动环的转动带动多组送丝轮一起转动;

10、所述焊接杆内部的送丝模块与所述送丝轮之间的焊丝无截断时,由所述焊接杆内部的送丝模块独立完成送丝动作,当所述切刀对焊丝进行截断时,所述驱动环被触发转动,由所述送丝轮对所述送丝通道中进丝端的焊丝进行输送,直至进丝端的焊丝的截断位置被输送至送丝模块的位置,此时继续由所述焊接杆内部的送丝模块独立完成送丝动作。

11、进一步的,所述驱动环靠近所述切刀的一侧设置有摩擦环,所述摩擦环通过套环轴向滑动套设在所述驱动环的表面,所述双向电机的另一个输出端设置有摩擦轮,所述摩擦环向所述摩擦轮靠近时,所述摩擦轮能与所述摩擦环摩擦接触,当双向电机启动,同时摩擦轮与摩擦环摩擦接触时,摩擦轮会带动摩擦环转动,摩擦环通过套环带动驱动环一起转动。

12、进一步的,所述摩擦环靠近所述切刀一侧的表面转动安装有连接转盘,所述连接转盘的表面轴向固定设置有齿杆一;

13、所述切刀靠近所述连接转盘一侧的表面固定安装有齿杆二,所述基座的内部转动安装有传动齿轮,所述齿杆一和齿杆二同时与所述传动齿轮啮合;

14、所述切刀向靠近焊丝的方向移动时,所述齿杆二和传动齿轮与齿杆一配合,带动所述连接转盘向靠近切刀的方向移动,使所述摩擦环与所述摩擦轮摩擦接触,所述切刀向远离焊丝的方向移动时,所述摩擦环向远离所述摩擦轮的方向移动,当所述焊丝的截断位置被输送至送丝模块的位置时,所述摩擦环与所述摩擦轮分离。

15、进一步的,所述支板远离所述基座一侧的表面固定安装有延伸板,所述延伸板的表面转动安装有安装板,延伸板的下表面设有驱动安装板转动的电机设备,所述安装板的上表面设置有两组伸缩杆,伸缩杆为电磁伸缩杆或液压伸缩杆,两组所述伸缩杆上端的伸缩端之间设置有焊接环,利用伸缩杆调节焊接环的旋转半径,所述焊接杆贯穿安装在所述焊接环的内部,伸缩杆与焊接环配合,可带动焊接杆做圆形轨迹、椭圆形轨迹等多种轨迹的运动;

16、所述焊接环的内部设置有安装环,所述焊接杆贯穿所述安装环,所述焊接杆的侧表面与所述安装环之间设有转动轴件,安装环的内部安装有驱动焊接杆转动的电机模块,利用电机模块调节焊接杆的杆轴线与焊缝之间的夹角。

17、进一步的,所述焊接环靠近焊接杆的焊接头的一侧表面设有环形的检测环;

18、所述检测环为图像检测模块,用于检测焊接缝的位置,检测环与基座的移动驱动设备和转座的转动驱动设备之间为电性连接,利用所述检测环检测到的焊接缝的位置,调整所述焊接杆的焊接路径。

19、进一步的,所述焊接环的内部轴向滑动安装有若干个检测杆,若干个所述检测杆圆周分布在所述焊接杆的焊接头的外侧,所述焊接环的内部设有压力检测模块,所述检测杆与所述压力监测模块之间设有压力弹簧;

20、所述安装环轴向滑动安装在所述焊接环的内部,所述安装环与所述焊接环的内侧壁之间设有驱动杆,所述驱动杆为电磁伸缩杆,所述压力检测模块与所述驱动杆之间为电性连接。

21、利用压力检测模块与压力弹簧配合,识别检测杆与筒形结构内壁接触的压力变化,从而判断筒形结构内壁沿焊缝方向的变化,以便及时调整焊接杆的焊接头与筒形结构内部的位置关系,保证焊接头的焊接压力的一致性。

22、进一步的,所述焊接环的内部设置有负压腔,所述焊接环的下表面安装有吸气管,所述吸气管的上端与所述负压腔连通,吸气管的另一端与负压设备连接,利用吸气管使负压腔内部产生负压,用于吸收焊接杆焊接时产生的废气;

23、所述负压腔与所述焊接环的外侧空间之间设有网板,所述网板位于所述检测环与所述检测杆之间,便于对焊接头焊接时产生的废气进行吸收,同时避免废气中的颗粒附着在检测环表面,影响检测环的图像检测。

24、进一步的,所述基座的表面转动安装有多个支腿,所述支腿远离所述基座的一端安装有行走轮,所述支腿为电磁伸缩杆或液压伸缩杆,两个呈v形分布的支腿为一组,所述基座行走方向的左右两侧均安装有两组支腿,基座行走放行的左右两侧的行走轮中,均至少有一个行走轮由电机驱动转动;

25、所述基座的表面转动安装有调节环,调节环由安装在基座内部的电机驱动,所述调节环的两侧均为凹形的曲面,所述凹形的曲面中开设有多个弧形的调节槽,所述支腿靠近所述基座一端的杆体表面固定安装有能伸缩的调节杆,所述调节杆远离所述支腿的一端位于对应的所述调节槽中,调节环转动时,可利用调节槽与调节杆的配合,对支腿进行转动调节,调节环的两侧采用凹形的曲面设计,可以增加支腿转动调节的角度范围。

26、一种焊接机器人的焊接方法,包括以下焊接步骤:

27、s1、将焊接环移动至焊缝的位置,使焊接杆的焊接头与筒形结构件内部的焊缝对应;

28、s2、转座通过支板、安装板、伸缩杆和焊接环带动焊接杆移动,利用焊接杆的焊接头对筒形结构件内部的焊缝进行焊接;

29、s3、利用检测环检测焊缝的位置,以便及时调整焊接杆的焊接头的焊接路径;

30、s4、利用检测杆检测筒形结构件内壁结构的变化,以调整焊接头的焊接压力,直至筒形结构件内部的焊缝焊接完毕。

31、与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:

32、1、该焊接机器人及焊接方法,通过在基座内部设置送丝轮和切刀,并通过转座和调节盘表面的导槽一和导槽二与导柱和压缩弹簧的组合设计,可在焊丝出现扭转变形时,对焊丝进行间歇切断处理,并触发送丝轮转动,利用送丝轮对焊丝通道中的焊丝进行持续输送,以保证焊丝截断处的接触,进而保证焊接机器人对筒形结构件内部的焊缝进行持续焊接作业。

33、2、该焊接机器人及焊接方法,通过转座和支板与安装板、伸缩杆和焊接环的组合设计以及焊接环中检测环、检测杆与焊接杆的焊接头的组合设计,可根据焊缝的变化调节焊接头的焊接路径和焊接压力,并可对筒形结构件内部的环形焊缝和条形焊缝进行焊接加工处理,焊接机器人的焊接适用范围广。


技术特征:

1.一种焊接机器人,包括基座(1),所述基座(1)的内部设置有送丝通道(101),其特征在于:所述基座(1)的出丝端转动安装有转座(9),所述转座(9)的表面固定安装有支板(12),利用所述支板(12)支撑安装焊接杆(15),所述送丝通道(101)与所述焊接杆(15)之间通过送丝管(151)连接,所述焊接杆(15)的内部安装有送丝模块;

2.根据权利要求1所述的焊接机器人,其特征在于:所述转座(9)位于所述基座(1)内部的一侧固定安装有套筒(91),所述套筒(91)的表面固定安装有齿圈(911),所述基座(1)的内部安装有双向电机(10),所述双向电机(10)的其中一个输出端安装有与所述齿圈(911)啮合的齿轮;

3.根据权利要求2所述的焊接机器人,其特征在于:所述基座(1)的内部转动安装有至少两组所述送丝轮(5),多组所述送丝轮(5)沿所述送丝通道(101)圆周分布;

4.根据权利要求3所述的焊接机器人,其特征在于:所述驱动环(4)靠近所述切刀(7)的一侧设置有摩擦环(6),所述摩擦环(6)通过套环(61)轴向滑动套设在所述驱动环(4)的表面,所述双向电机(10)的另一个输出端设置有摩擦轮(11),所述摩擦环(6)向所述摩擦轮(11)靠近时,所述摩擦轮(11)能与所述摩擦环(6)摩擦接触。

5.根据权利要求4所述的焊接机器人,其特征在于:所述摩擦环(6)靠近所述切刀(7)一侧的表面转动安装有连接转盘(62),所述连接转盘(62)的表面轴向固定设置有齿杆一(621);

6.根据权利要求5所述的焊接机器人,其特征在于:所述支板(12)远离所述基座(1)一侧的表面固定安装有延伸板,所述延伸板的表面转动安装有安装板(13),所述安装板(13)的上表面设置有两组伸缩杆(131),两组所述伸缩杆(131)上端的伸缩端之间设置有焊接环(14),所述焊接杆(15)贯穿安装在所述焊接环(14)的内部;

7.根据权利要求6所述的焊接机器人,其特征在于:所述焊接环(14)靠近焊接杆(15)的焊接头的一侧表面设有环形的检测环(16);

8.根据权利要求7所述的焊接机器人,其特征在于:所述焊接环(14)的内部轴向滑动安装有若干个检测杆(17),若干个所述检测杆(17)圆周分布在所述焊接杆(15)的焊接头的外侧,所述焊接环(14)的内部设有压力检测模块(172),所述检测杆(17)与所述压力监测模块之间设有压力弹簧(171);

9.根据权利要求8所述的焊接机器人,其特征在于:所述基座(1)的表面转动安装有多个支腿(2),所述支腿(2)远离所述基座(1)的一端安装有行走轮(21),两个呈v形分布的支腿(2)为一组,所述基座(1)行走方向的左右两侧均安装有两组支腿(2);

10.一种焊接机器人的焊接方法,采用如权利要求9所述的焊接机器人,其特征在于:包括以下焊接步骤:


技术总结
本发明涉及焊接机器人技术领域,且公开了一种焊接机器人及焊接方法,包括基座,所述基座的内部设置有送丝通道,所述基座的出丝端转动安装有转座,所述转座的表面固定安装有支板,利用支板支撑安装焊接杆,所述送丝通道与所述焊接杆之间通过送丝管连接,所述焊接杆的内部安装有送丝模块;该焊接机器人及焊接方法,通过在基座内部设置送丝轮和切刀,并通过转座和调节盘表面的导槽一和导槽二与导柱和压缩弹簧的组合设计,可在焊丝出现扭转变形时,对焊丝进行间歇切断处理,并触发送丝轮转动,利用送丝轮对焊丝通道中的焊丝进行持续输送,以保证焊丝截断处的接触,进而保证焊接机器人对筒形结构件内部的焊缝进行持续焊接作业。

技术研发人员:王北一
受保护的技术使用者:广东职业技术学院
技术研发日:
技术公布日:2024/7/25
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