一種簡易焊接機械手的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種焊接用工藝裝備，特別涉及一種船用低速柴油機鋼管焊接作業時用于夾持焊槍的簡易焊接機械手，屬于焊接技術領域。
【背景技術】
[0002]在船用低速柴油機的制造過程中需要焊接各種鋼管，如主滑油管、空冷器冷進回水管、LDCL冷卻水管、缸蓋冷卻水進回水管、缸套冷卻水進回水管等管件。各種管件都有著不同的作用:主滑油管用于為整臺柴油機輸送潤滑油，其位于機座的排氣側和機架缸體的自由端，需要結合彎管作業進行焊接連接；空冷器進回水管是對進入空冷器的空氣進行冷卻的管路，包括一根進水管和一根回水管，位于空冷器的一側；LDCL冷卻水管是利用回水水溫高于進水溫度的特點，來提升進水溫度，從而使柴油機負荷較高時減少冷卻水對缸蓋的冷腐蝕，該LDCL冷卻水管位于排氣集管下方；缸蓋和缸套冷卻水進回水管是用于輸送冷卻水來分別對氣缸蓋和缸套進行冷卻的。
[0003]目前船用低速柴油機鋼管的焊接采取的方式是，將鋼管夾持固定，人工手持焊槍對鋼管進行焊接。然而人為手持焊槍對鋼管進行焊接有著許多的不足之處:首先，電焊作業屬于特種作業，由于不少焊工在作業中常有違反《操作規程》的不安全行為，導致電焊作業現場事故隱患較多，如電焊機外殼不接地或接地不可靠、接線柱裸露未做絕緣處理、焊槍把引線接頭導體裸露未做絕緣處理、焊槍把引線浸泡在水里等，由此，人為持槍電焊方式對于作業者本人和他人的人身安全都存在一定的安全隱患；其次，手持焊槍方式對焊工的要求較高，需要長時間的保持手持焊槍的姿勢，機械式勞動容易使人產生疲勞，無法集中精力工作，從而導致焊接速度降低，工作效率低下；最后，人為手持焊槍在焊接過程中會發生焊槍抖動的情況，難以達到焊縫的平整度要求，對于焊接的美觀度也有影響，因而焊接質量很難得到保證。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于，解決手持焊槍進行焊接作業所存在的不足，提供一種簡易焊接機械手，通過機械臂多自由度的旋轉和移動來調整焊槍在空間中的位置，從而達到保證焊接質量、避免安全隱患、提高作業效率等效果。
[0005]本發明解決其技術問題所采用的技術方案如下:
[0006]—種簡易焊接機械手，包括底座部件、多自由度機械臂部件和焊槍固定部件；所述底座部件安置于地面上，所述多自由度機械臂部件連接所述底座部件且能夠沿該底座部件實現垂直上下運動和水平回旋運動，該多自由度機械臂部件的末端通過該多自由度機械臂部件的內部構件之間的相對運動定位于空間的任意位置，所述焊槍固定部件連接于所述多自由度機械臂部件的末端且用于安裝焊槍，通過所述多自由度機械臂部件的調節運動與焊槍固定部件的調節運動的結合，該焊槍能夠達到任一需要的工作位置和角度。
[0007]作為進一步改進，所述的底座部件包括底座管、立管和調節組件；若干所述底座管水平地固定連接成一底盤體，所述立管豎直地固定連接于該底盤體上，若干所述調節組件固定連接于該底盤體的周邊且與地面接觸，該調節組件能夠調節所述底座部件的位置姿
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[0008]作為進一步改進，所述的調節組件包括固定于所述底盤體上的底座螺母、連接于該底座螺母上的調節螺栓和連接于該調節螺栓下端且與地面接觸的墊片。
[0009]作為進一步改進，所述的多自由度機械臂部件包括高度調整管、機械臂管、伸縮管、位置調整管、固定管和固定調整管；
[0010]所述高度調整管套置于所述立管外周且與該立管形成轉動副與移動副，能夠沿該立管的軸線上下移動和繞該立管的軸線旋轉，該高度調整管上連接有貫穿管壁的蝶形螺栓，以固定所述高度調整管與所述立管之間的相對位置；
[0011]所述機械臂管連接于所述高度調整管的上部，通過連接件與該高度調整管形成轉動副且能夠繞該連接件作擺動；所述固定管連接于所述高度調整管的下部，位于所述機械臂管的正下方，該固定管通過連接件與所述高度調整管形成轉動副且能夠繞該連接件作擺動；所述固定調整管連接于所述機械臂管的中部，通過連接件與該機械臂管形成轉動副且能夠繞該連接件作擺動，該固定調整管插入所述固定管的管腔中且與該固定管形成移動副，能夠沿該固定管的軸線移動以調整所述機械臂管的位置，所述固定管上連接有貫穿管壁的蝶形螺栓，以固定所述固定調整管與該固定管之間的相對位置且支撐所述機械臂管；
[0012]所述伸縮管插入所述機械臂管的管腔中且與該機械臂管形成移動副與轉動副，能夠沿該機械臂管的軸線移動和繞該機械臂管的軸線旋轉，所述機械臂管上連接有貫穿管壁的蝶形螺栓，以固定所述伸縮管與該機械臂管之間的相對位置；
[0013]所述位置調整管的一端通過螺栓和蝶形螺母連接于所述伸縮管的前端且能夠繞該前端旋轉，該位置調整管的另一端為所述多自由度機械臂部件的末端。
[0014]作為進一步改進，所述的連接件包括有連接體，該連接體設有一對凸耳，該凸耳上開有同軸線的兩貫穿孔，該兩貫穿孔中穿置有作為旋轉軸的螺栓和螺母。
[0015]作為進一步改進，所述的焊槍固定部件包括有焊槍固定管，該焊槍固定管通過螺栓和蝶形螺母連接于所述位置調整管的末端且能夠繞該末端旋轉，所述焊槍插入所述焊槍固定管的管腔中且與該焊槍固定管形成移動副，該焊槍固定管上連接有貫穿管壁的蝶形螺栓，以固定所述焊槍與所述焊槍固定管之間的相對位置。
[0016]與人工手持焊槍進行焊接的傳統方式相比較，本發明所述的簡易焊接機械手具有下列優點:
[0017]1、焊接質量高，穩定性強一一本發明能夠將焊槍槍口固定在焊接位置，并保持很好的穩定性，在焊接的過程中能有效地避免手持焊槍所導致的抖動等問題，取得了焊口平整光滑、提高焊接質量的有益效果。
[0018]2、定位范圍大一一多自由度機械臂部件具有多個運動副，能夠實現足夠多的自由度運動對焊槍的位置進行調節，從而滿足了大范圍焊接工作空間位置的需求。
[0019]3、操作便捷，適應焊接工作一一所述簡易焊接機械手操作簡單便捷，具有一定的強度和耐高溫能力，滿足了電焊的工作條件。
[0020]4、改善勞動條件，提高工作效率一一使人員遠離高溫的工作環境，有效地降低了作業人員的勞動強度，提高了生產效率。
[0021]5、結構簡單，制作成本低一一可使用廢舊管材制作該機械手，達到廢物利用、降低成本、提高經濟效益的效果。
【附圖說明】
[0022]圖1是本發明的立體結構示意圖。
[0023]圖2是本發明的主視圖。
[0024]圖3是連接體的示意圖。
[0025]圖中，
[0026]I—底座管，2—立管，3—高度調整管，4一機械臂管，5—伸縮管，6—位置調整管，7—固定管，8 —固定調整管，9 一連接件，10—蝶形螺栓，11 一蝶形螺母，12—焊槍固定管，13—焊槍，14 一墊片，15—底座螺母，16—調節螺栓。
【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖和具體實施例對本發明作詳細的說明，下述實施例介紹一種簡易焊接機械手，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。凡依據本說明書的內容所做的等效變化及修改，都屬于本發明專利申請的技術范圍。
[0028]請結合參閱圖1和圖2，圖示簡易焊接機械手包括底座部件、多自由度機械臂部件和焊槍固定部件。所述底座部件安置于地面上，所述多自由度機械臂部件連接所述底座部件且能夠沿該底座部件實現垂直上下運動和水平回旋運動，該多自由度機械臂部件的末端通過該多自由度機械臂部件的內部構件之間的相對運動定位于空間的任意位置，所述焊槍固定部件連接于所述多自由度機械臂部件的末端且用于安裝焊槍13，通過所述多自由度機械臂部件的調節運動與焊槍固定部件的調節運動的結合，該焊槍13能夠達到任一需要的工作位置和角度。
[0029]所述的底座部件是基礎固定部件，包括底座管1、立管2和調節組件。若干所述底座管I水平地固定連接成一底盤體，該底盤體可以是各種結構，本實施例中，所述底盤體由三根底座管I于同一平面中兩兩呈120°放射狀地將一端焊接在一起而制成。所述立管2豎直地固定焊接于該底盤體中央的三底座管I的共同連接處。若干所述調節組件固定連接于該底盤體的周邊且與地面接觸，該調節組件能夠調節所述底座部件的位置姿態。本實施例中，所述的調節組件共有三組，每一調節組件包括固定于所述底盤體上的底座螺母15、連接于該底座螺母15上的調節螺栓16和連接于該調節螺栓16下端且與地面接觸的墊片
14;三件所述底座螺母15分別固定連接于三根底座管I的外端部，通過分別旋動各調節螺栓16就能夠調節所述底盤體的水平和所述立管2的垂直，從而調節所述底座部件的位置姿態，進而調節整體簡易焊接機械手的姿態。
[0030]所述的多自由度機械臂部件包括高度調整管3、機械臂管4、伸縮管5、位置調整管6、固定管7、固定調整管8和三個連接件9。
[0031]所述連接件9用于連接兩個構件，包括有連接體、螺栓和螺母。請參閱圖3，所述連接體的一側設有能夠與管件外周相貼連接的凹圓弧面，另一側設有一對凸耳，每一凸耳上開有一貫穿孔，該凸耳上的兩貫穿孔同軸線，而且螺栓和螺母穿置于該兩貫穿孔中，以螺栓作為旋轉軸，相連接的兩個構件能夠實現相對轉動的運動。
[0032]再請參閱圖1，所述高度調整管3套置于所述立管2的外周，并且與該立管2形成轉動副與移動副；該高度調整管3能夠沿所述立管2的軸線方向上下移動和繞該立管2的軸線旋轉。所述高度調整管3的管壁上開設有一通孔，該通孔處焊接有一 M12的螺母，該螺母連接有一蝶形螺栓10，旋擰該蝶形螺栓10貫穿所述高度調整管3