桁架支管焊接機器人的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種桁架支管焊接機器人，屬于焊接技術領域，主要用于桁架支管的焊接。
【背景技術】
[0002]目前，隨著世界制造業的迅速發展，焊接技術的應用也越來越廣泛，企業對焊接質量、焊接效率的要求也不斷提高。針對特定焊接件使用焊接專機是解決此問題的有效途徑之一，因此焊接專機也成為焊接設備的重要發展方向之一。鋁合金桁架的主管和支管存在大量的相貫線焊縫。在手工交流鎢極氬弧焊焊接鋁合金桁架時，為了節省桁架翻轉消耗時間及焊接操作的方便，操作流程是同一主管與所有支管的相貫線，先完成外側相貫線的一半的焊接，然后翻轉桁架將外側的半相貫線全部焊完，再采用同樣的方法進行里側的相貫線焊接。這樣的方法存在操作繁瑣，工作效率低的缺點。
[0003]直支管、斜支管和鋁合金管材相貫線是空間曲線，一般焊接采用手工交流鎢極氬弧焊焊接。采用手工交流鎢極氬弧焊焊接鋁合金桁架，焊接周期長，大批量生產時消耗大量的勞動力和時間。由于特殊的結構設計和焊接流程使得焊縫不連續，焊接質量不穩定。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題是:克服現有技術的不足，提供一種桁架支管焊接機器人，它自動化程度高，操作簡單，節省了大量勞動力。
[0005]為了觖決上述技術問題，本發明的技術方案是:一種桁架支管焊接機器人，它包括箱體、圓周調節機構、軸向調節機構、徑向調節機構和焊槍機構，箱體的中部設有用于插入桁架支管的支管孔，圓周調節機構可滑動地安裝在箱體內，圓周調節機構包括第一電機和旋轉軸，旋轉軸安裝在第一電機上，所述的軸向調節機構包括第二電機和第一螺桿，第二電機可轉動地安裝在旋轉軸上，以便將軸向調節機構的轉動與旋轉軸的自轉分開，第一螺桿安裝在第二電機上，并且第一螺桿與旋轉軸平行，第一螺桿通過帶有螺紋的滑塊與旋轉軸連接，所述的徑向調節機構包括第三電機和第二螺桿，第三電機固定在滑塊上，第二螺桿安裝在第三電機上，并且第二螺桿與第一螺桿垂直，第二螺桿通過螺紋連接有滑桿，所述的焊槍機構包括第四電機和安裝在第四電機上的焊槍，焊槍與滑桿的底端相鉸接。
[0006]進一步為了實現焊接過程中的定位功能，所述的圓周調節機構還包括錨固裝置，所述錨固裝置由兩半圓結構組成，使用時將兩半圓結構安裝于支管上，所述的旋轉軸上設有第一齒輪，錨固裝置上與第一齒輪的對應位置處設有第二齒輪，第一齒輪與第二齒輪相嗤合，并且第一齒輪在第一電機的驅動下繞第二齒輪作圓周運動。
[0007]進一步為了有效地帶動第一齒輪轉動，所述的旋轉軸上與第一齒輪的接觸處安裝有固定套，固定套上具有凸塊，第一齒輪中部設有與固定套相配合的固定槽，第一齒輪通過固定槽套在固定套上。
[0008]進一步延長旋轉軸使用壽命、平衡旋轉軸受力，所述的旋轉軸上設有轉動滑塊，箱體內設有與轉動滑塊相配合的滑塊滑動軌道，轉動滑塊在滑塊滑動軌道內圍繞桁架支管圓周轉動。
[0009]進一步提供了一種電機與箱體的連接結構，所述的第一電機下端面上固定有滑動塊，所述的箱體上設有與滑動塊相配合的電機滑動軌道，電機滑動軌道的底部設有開口，旋轉軸穿過該開口，與滑動塊一起在電機滑動軌道內轉動。
[0010]進一步提供了一種第二電機與旋轉軸的連接結構，所述的旋轉軸的下部為橫截面為正方形的齒輪軸，所述的第二電機下端固定有固定塊，固定塊上開有上通孔，該上通孔的直徑小于齒輪軸的面對角線，旋轉軸穿過該上通孔并將固定塊可轉動地支撐在齒輪軸上端。
[0011]進一步，所述的上通孔與旋轉軸之間安裝有軸承。
[0012]進一步為了便于齒輪軸末端的插入，同時將旋轉軸的自轉運動與滑塊的滑動分開，所述的滑塊的頂部設有下通孔，下通孔中安裝有與齒輪軸相配合的套筒，齒輪軸的末端插入套筒中。
[0013]進一步提供了一種滑桿的具體結構，所述的滑桿由夾持頭和兩個支持桿組成，支持桿相互平行地固定在夾持頭上，兩個支持桿之間的距離大于或等于旋轉軸的直徑，滑塊上開有凹槽，凹槽位于下通孔的下方，所述的兩個支持桿可滑動地插接在凹槽中。
[0014]進一步為了保證滑塊與滑桿的相對運動，又限制其他方向的運動，所述的支持桿與滑塊之間設置有導軌結構，支持桿的頂端設置有半圓形導軌凸起，滑塊上設有與該導軌凸起相配合的導槽，導軌凸起插入導槽并在導槽內滑動。
[0015]采用了上述技術方案后，本發明的第一齒輪安裝在旋轉軸上并與第二齒輪外嚙合，第一電機驅動旋轉軸一邊自轉一邊繞桁架支管完成圓周運動，滑塊在第二電機的驅動下沿桁架支管軸向進給，滑桿在第三電機的驅動下沿桁架支管徑向進給，焊槍在第四電機驅動下作擺動動作，通過以上4個自由度的協調動作完成對焊槍姿態的控制，最終完成相貫線焊縫的焊接動作；本發明的自動化程度高，焊接質量高，操作簡單，節省了大量勞動力；實現了機器人錨固、運動機構、焊槍姿態調節機構的一體化設計；另外，本發明避免了鋁合金桁架在焊接過程中產生的干涉問題，實現了相貫線焊縫的自動化焊接。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明桁架支管焊接機器人的立體結構示意圖；
[0017]圖2為圖1的左視圖；
[0018]圖3為本發明的箱體部分的立體結構示意圖；
[0019]圖4為本發明的箱體部分的剖視圖；
[0020]圖5為本發明的圓周調節機構、軸向調節機構、徑向調節機構和焊槍機構的立體結構示意圖；
[0021]圖6為圖5的左視圖；
[0022]圖7為本發明的旋轉軸的立體結構示意圖；
[0023]圖8為本發明的第一齒輪的立體結構示意圖；
[0024]圖9為本發明的滑動塊的立體結構示意圖；
[0025]圖10為本發明的固定塊的立體結構示意圖；
[0026]圖11為本發明的滑塊的立體結構示意圖；
[0027]圖12為本發明的滑桿的立體結構示意圖；
[0028]圖13為本發明的第三電機的固定環的立體結構示意圖；
[0029]圖14為本發明的第四電機的固定件的立體結構示意圖；
[0030]圖15為本發明的焊槍的立體結構示意圖；
[0031]圖中，1、箱體，1-1、支管孔，1-2、滑塊滑動軌道，1-3、電機滑動軌道，2_1、第一電機，2_2、旋轉軸，2_2_1、正方形的齒輪軸，2_3、銷固裝置，2_4、第一齒輪，2_4_1、固定槽，
2-5、第二齒輪，2-6、固定套，2-6-1、凸塊，2-7、轉動滑塊，2-8、滑動塊，3-1、第二電機，3-2、第一螺桿，3-3、滑塊，3-3-1、套筒，3-4、固定塊，3-4-1上通孔，4_1、第三電機，4_2、第二螺桿，4-3、滑桿，4-3-1、夾持頭，4-3-2、支持桿，5-1、第四電機，5-2、焊槍，6、固定環，7、固定件。
【具體實施方式】
[0032]為了使本發明的內容更容易被清楚地理解，下面根據具體實施例并結合附圖，對本發明作進一步詳細的說明
[0033]如圖1?15所示，一種桁架支管焊接機器人，它包括箱體1、圓周調節機構、軸向調節機構、徑向調節機構和焊槍機構，箱體I的中部設有用于插入桁架支管的支管孔1-1，圓周調節機構可滑動地安裝在箱體I內，圓周調節機構包括第一電機2-1和旋轉軸2-2，旋轉軸2-2安裝在第一電機2-1上，軸向調節機構包括第二電機3-1和第一螺桿3-2，第二電機
3-1可轉動地安裝在旋轉軸2-2上，以便將軸向調節機構的轉動與旋轉軸2-2的自轉分開，第一螺桿3-2安裝在第二電機3-1上，并且第一螺桿3-2與旋轉軸2-2平行，第一螺桿3_2通過帶有螺紋的滑塊3-3與旋轉軸2-2連接，徑向調節機構包括第三電機4-1和第二螺桿
4-2，第三電機4-1通過固定環6固定在滑塊3-3上，第二螺桿4-2安裝在第三電機4_1上，并且第二螺桿4-2與第一螺桿3-2垂直，第二螺桿4-2通過螺紋連接有滑桿4-3，焊槍機構包括第四電機5-1和安裝在第四電機5-1上的焊槍5-2，焊槍5-2與滑桿4_3的底端相鉸接，第四電機5-1通過固定件7安裝在滑桿4-3上。
[0034]在不同的焊接工藝和條件下，可以根據不同的支管管徑調整支管孔1-1以及箱體I的尺寸，焊接過程中，箱體I通過旋轉軸2-2與錨固裝置2-3固定連接，保持靜止。
[0035]如圖3所示，為了安裝和拆卸方便，滿足生產要求，箱體I沿軸線方向一分為二，用螺母將箱體I固定在桁架的支管上進行焊接。
[0036]如圖1?4所示，圓周調節機構還包括錨固裝置2-3，錨固裝置2-3由兩半圓結構組成，使用時將兩半圓結構安裝于支管上，旋轉軸2-2上設有第一齒輪2-4，錨固裝置2-3上與第一齒輪2-4的對應位置處設有第二齒輪2-5，第一齒輪2-4與第二齒輪2-5相嚙合，并且第一齒輪2-4在第一電機2-1的驅動下繞第二齒輪2-5作圓周運動。
[0037]如圖7、8所示，旋轉軸2-2上與第一齒輪