一种用于流水线作业的多自由度焊接机器人的制作方法

1.本实用新型涉及焊接设备技术领域，具体涉及一种用于流水线作业的多自由度焊接机器人。


背景技术：

2.目前在现代工业，焊接机器人的应用越来越多，焊接质量的要求也越来越高。在采用焊机机器人进行焊接作业时需要将待焊工件放置在一专门的夹具上，当一个待焊工件焊接完成后将其取下，并将新的待焊工件放置在夹具上，然后焊接机器人再次进行焊接作业。
3.由于存在待焊工件的位于各个方位的多个表面均需要进行焊接的情况，因此，对焊接机器人的焊接范围提出了较高要求你，以适应上述的焊接情况，避免或减少二次焊接的情况发生。
4.但是，普通的焊接机器人的焊接范围通常受限，难以对待焊工件进行全方位或者接近全方位的焊接，这就导致在进行一些复杂的焊接时，往往需要对待焊工件的相对于焊接机器人的姿态和位置进行调整，即需要对待焊工件进行二次甚至多次焊接，从而导致焊接效率的降低。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种用于流水线作业的多自由度焊接机器人，以解决现有技术中，由于焊接机器人的焊接范围受局限而导致的焊接效率降低的技术问题。
6.为解决上述技术问题，本实用新型具体提供下述技术方案：
7.一种用于流水线作业的多自由度焊接机器人，包括基座、托架、升降臂、摇臂和焊枪，所述升降臂安装在所述基座上，所述摇臂包括竖向设置的主伸缩臂和横向设置的副伸缩臂，所述主伸缩臂的一端通过伺服驱动组件转动安装在所述升降臂的顶端，所述副伸缩臂的一端安装有所述焊枪且另一端安装在所述主伸缩臂上；
8.所述托架位于所述基座的上方，所述托架的相对于所述基座的一侧通过支撑架支撑安装在所述基座上，所述托架与所述基座之间形成有供所述焊枪和所述副伸缩臂通过的底部间隙，所述托架的顶部开设有贯穿至所述底部间隙的通孔，所述托架的顶部转动安装有用于放置待焊杆件并驱动待焊工件转动的工件定位法兰，所述通孔贯穿所述工件定位法兰。
9.作为本实用新型的一种优选方案，所述支撑架滑动安装在所述基座上，所述基座的相对于所述支撑架的一侧设置有位于两侧方向上的导轨，所述支撑架安装在所述导轨上，所述支撑架在所述导轨的驱动下沿所述基座的两侧方向进行往复运动。
10.作为本实用新型的一种优选方案，所述伺服驱动组件包括伺服电机和安装有所述伺服电机的承重台，所述伺服电机通过所述承重台支撑安装在所述升降臂的顶端，所述主伸缩臂安装在所述伺服电机的电机轴上。
11.作为本实用新型的一种优选方案，所述焊枪设置在所述副伸缩臂的朝向所述主伸
缩臂的旋转轴心的内侧。
12.作为本实用新型的一种优选方案，所述焊枪通过电动推杆安装在所述焊枪的内侧，所述焊枪在所述电动推杆的驱动相对于所述副伸缩臂进行运动，以使所述焊枪适应所述托架上的待焊工件的外形而与待焊工件进行接触及分离。
13.本实用新型与现有技术相比较具有如下有益效果：
14.本实用新型通过在竖向平面内旋转的主伸缩臂和副伸缩臂，来与在水平平面内旋转的用于放置对待焊工件的工件定位法兰进行配合，使安装在副伸缩臂上的焊枪，通过与工件定位法兰在竖向平面和水平平面进行相对转动，并配合主伸缩臂和副伸缩臂的伸缩调节功能，来达到对待焊工件进行接近全方位焊接的目的，避免或减少了需要进行二次焊接甚至多次焊接的情况，利于提高焊接效率，尤其适用于复杂的需要进行多方位焊接的情况。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
16.图1为本实用新型实施例的整体结构示意图。
17.图中的标号分别表示如下：
18.1-基座；2-托架；3-升降臂；4-摇臂；5-焊枪；6-导轨；7-电动推杆；8-伺服驱动组件；9-支撑架；10-工件定位法兰；11-底部间隙；
19.201-通孔；
20.401-主伸缩臂；402-副伸缩臂；
21.801-伺服电机；802-承重台。
具体实施方式
22.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
23.如图1所示，本实用新型提供了一种用于流水线作业的多自由度焊接机器人，包括基座1、托架2、升降臂3、摇臂4和焊枪5，升降臂3安装在基座1上，摇臂4包括竖向设置的主伸缩臂401和横向设置的副伸缩臂402，主伸缩臂401的一端通过伺服驱动组件8转动安装在升降臂3的顶端，副伸缩臂402的一端安装有焊枪5且另一端安装在主伸缩臂401上；
24.托架2位于基座1的上方，托架2的相对于基座1的一侧通过支撑架9支撑安装在基座1上，托架2与基座1之间形成有供焊枪5和副伸缩臂402通过的底部间隙11，托架2的顶部开设有贯穿至底部间隙11的通孔201，托架2的顶部转动安装有用于放置待焊杆件并驱动待焊工件转动的工件定位法兰10，通孔201贯穿工件定位法兰10。
25.工件定位法兰10的作用在于根据焊接需求，提供待焊工件水平转动的功能，具体的，可通过人工操作工件定位法兰10转动或其它驱动装置来驱动工件定位法兰10进行旋
转，且工件定位法兰10配合具有通孔201的托架2，使位于底部间隙11中的焊枪5能够穿过通孔201和工件定位法兰10来对待焊工件的底部进行焊接，从而使主伸缩臂401和副伸缩臂402在伺服驱动组件8的驱动下，并配合具有工件定位法兰10的托架2，实现对待焊工件全方位的进行焊接的功能，尤其适用于复杂的以及需要对待焊工件的底部进行焊接的焊接作业。
26.升降臂3、主伸缩臂401和副伸缩臂402通常采用具有伸缩功能的如气缸、电动推杆7等具有同等功能的装置。
27.具体可分为以下几种焊接情况：
28.情况一，当待焊工件仅一个表面需要进行焊接时，例如对待焊工件的侧面进行焊接时，通过伺服驱动组件8驱动主伸缩臂401转动至，与主伸缩臂401相垂直的副伸缩臂402位于待焊工件的侧面，从而使安装在副伸缩臂402上的焊枪5位于待焊工件的侧面。随后，通过升降臂3的升降功能以及主伸缩臂401和和副伸缩臂402的伸缩功能的配合，实现焊枪5相对于待焊工件的高度位置和水平位置调节。同理，对待焊工件的顶部或底部进行焊接时，通过伺服驱动组件8驱动主伸缩臂401，使副伸缩臂402转动至待焊工件的上方或下方即可。
29.情况二，当待焊工件的多个侧面需要进行焊接时，在情况一的基础上，配合工件定位法兰10的间歇转动或连续转动，实现焊枪5对待焊工件的多个侧面的多个焊接点分别进行焊接，或对待焊工件的至少两个侧面的焊线进行连续的焊接。
30.情况三，当待焊工件的侧面、顶部和底部需要进行焊接时，在情况一基础上，伺服驱动组件8在焊接过程中间歇或连续地驱动主伸缩臂401进行转动，使焊枪5在待焊工件的侧方、上方和下方进行移动，并与工件定位法兰10带动待焊工件转动的功能相结合，使焊接机器人能够满足对待焊工件进行接近全方位焊接(被工件定位法兰10和托架遮挡的部分无法被焊接到)的要求。
31.升降臂3的作用在于调节主伸缩臂401的旋转轴心相对于基座1的高度，配合主伸缩臂401的伸缩功能来调节副伸缩臂402的高度，使副伸缩臂402旋转路径所在的圆在经过底部间隙11的同时，使托架2和托架2上的待焊工件位于副伸缩臂402的旋转路径所在的圆内，以满足对不同高度的待焊工件进行焊接的需求。
32.本实用新型实施例通过在竖向平面内旋转的主伸缩臂401和副伸缩臂402，来与在水平平面内旋转的用于放置对待焊工件的工件定位法兰10进行配合，使安装在副伸缩臂402上的焊枪5，通过与工件定位法兰10在竖向平面和水平平面进行相对转动，并配合主伸缩臂401和副伸缩臂402的伸缩调节功能，来达到对待焊工件进行接近全方位焊接的目的，避免或减少了需要进行二次焊接甚至多次焊接的枪情况，利于提高焊接效率，尤其适用于复杂的需要进行多方位焊接的情况。
33.在上述实施例上进一步优化的是，支撑架9滑动安装在基座1上，基座1的相对于支撑架9的一侧设置有位于两侧方向上的导轨6，支撑架9安装在导轨6上，支撑架9在导轨6的驱动下沿基座1的两侧方向进行往复运动。
34.通过导轨6来调节托架2与升降臂3之间的间距，以适应不同体积的待焊工件的焊接，使焊接机器人的适应性的增强，避免了托架2与升降臂3之间的间距固定时，由于托架2与升降臂3之间的间距较小，而存在托架2上的待焊工件因体积较大而与升降臂3发生抵触和磕碰的情况，反之，当托架2与升降臂3之间的间距过大时，则会导致的副伸缩臂402的长
度尺寸的增加，导致副伸缩臂402的成本增加、精度要求提高等问题。
35.优选的是，伺服驱动组件8包括伺服电机801和安装有伺服电机801的承重台802，伺服电机801通过承重台802支撑安装在升降臂3的顶端，主伸缩臂401安装在伺服电机801的电机轴上。
36.通过伺服电机801来驱动主伸缩臂401进行转动，从而调节副伸缩臂402以及焊枪5相对于待焊工件的位置，并利用伺服电机801的高精度和自锁特性，达到提高焊接精度和焊接过程中稳定性的目的。
37.优选的是，焊枪5设置在副伸缩臂402的朝向主伸缩臂401的旋转轴心的内侧，从而在副伸缩臂402绕待焊工件在竖向平面内进行转动的过程中，焊枪5能够始终朝向托架2上的位于主伸缩臂401和副伸缩臂402的旋转轴心上的待焊工件，避免或减小对焊枪5的调节。
38.优选的是，焊枪5通过电动推杆7安装在焊枪5的内侧，焊枪5在电动推杆7的驱动相对于副伸缩臂402进行运动，以使焊枪5适应托架2上的待焊工件的外形而与待焊工件进行接触及分离。
39.例如，待焊工件为非圆球形时，焊枪5在竖向平面和水平平面内绕待焊工件进行相对转动时，焊枪5与待焊工件的各个方位的表面的间距不同，存在焊枪5无法良好接触待焊工件表面进行焊接的情况，此时，通过电动推杆7的伸缩功能来对焊枪5进行调节，使焊枪5能够与待焊工件的任意表面上的焊接点进行良好接触，并且，当焊枪5与待焊工件相对旋转时，焊枪5在电动推杆7的驱动下远离待焊工件，以避免待焊工件在旋转过程中与焊枪5发生碰撞。
40.以上实施例仅为本技术的示例性实施例，不用于限制本技术，本技术的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本技术的实质和保护范围内，对本技术做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本技术的保护范围内。