8軸自動焊接機器人的制作方法
【專利摘要】8軸自動焊接機器人，其中心立柱組件安裝在小車平臺組件上，懸臂梁組件安裝在所述中心立柱組件上，旋轉焊槍機構組件安裝在懸臂梁組件上，電源線及氣體管線旋轉伸縮支架組件固定在小車平臺組件旁邊適當位置地面上。小車平臺組件可在軌道上作直線運動，中心立柱組件可操控懸臂梁組件及旋轉焊槍機構組件升降運動，懸臂梁組件可繞中心立柱組件旋轉，旋轉焊槍機構組件可在懸臂梁組件移動和操控焊槍作升降、公轉旋轉和自傳旋轉運動，電源線及氣體管線旋轉伸縮支架組件可旋轉、伸縮輸送電源線及氣體管線。本實用新型保證了焊接質量，提高了生產效率，降低了勞動強度和生產成本，其結構簡單，能多角度、全方位滿足不同形狀、大小的焊件焊接要求。
【專利說明】
8軸自動焊接機器人
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種用于工業生產的焊接機器人，特別涉及一種能夠進行全方位自動焊接的機器人。
【背景技術】
[0002]目前，我國閥門廠普遍采用手工焊條電弧堆焊閥門密封面，尤其在大口徑閥門大批量生產時，生產率較低，工人的勞動強度較大。目前雖然有一些自動焊接裝置，但過于笨重龐大，結構復雜，而且不能進行上下左右的全方位自動定位焊接。現有的普通焊接機器人焊槍不能繞焊接工件公轉，必須與工件變位器配合使用，工件要穩固安裝在變位器上，而且一個變位器只能安裝一件工件，工件安裝時間長，勞動強度高，不能流水作業。
[0003]根據當今焊接領域面臨的工人勞動強度高，普通焊接機器人需要工件在變位器裝卡不能實現流水作業等問題，需要發明全新的焊接機器人，實現閥門密封面的自動焊接。
【發明內容】
[0004]本實用新型的目的是提供一種結構較簡單輕便、實現閥門生產中閥門密封面堆焊的的8軸自動焊接機器人。
[0005]本實用新型采用以下技術方案:
[0006]—種8軸自動焊接機器人，由小車平臺組件、懸臂梁組件、旋轉焊槍機構組件、中心立柱組件和電源線及氣體管線旋轉伸縮支架組件五部分組成;所述中心立柱組件豎立安裝在所述的小車平臺組件上，所述懸臂梁組件安裝在所述中心立柱組件上，所述旋轉焊槍機構組件安裝在所述懸臂梁組件上，所述電源線及氣體管線旋轉伸縮支架組件固定在所述小車平臺組件旁邊；
[0007]小車平臺組件包括軌道和軌道上的小車平臺；懸臂梁組件包括依次連接成一體的焊機放置箱、中心立柱套筒和懸臂梁;旋轉焊槍機構組件包括中心軸、依次位于中心軸上方外側的中心軸座和龍門架、以及安裝在中心軸底端的焊槍和攝像機；中心立柱組件包括中心立柱、安裝在中心立柱內部上方的電滑環和水滑環、位于中心立柱外部的絲桿；電源線及氣體管線旋轉伸縮支架組件包括支架立柱、送線橫桿外管和連接在支架立柱頂端與送線橫桿外管之間的旋轉支座；
[0008]自動焊接機器人包含8個數控電機:小車平臺移動數控電機、懸臂梁升降數控電機、懸臂梁旋轉數控電機、中心軸座移動數控電機、焊槍公轉數控電機、焊槍自傳數控電機、中心軸升降數控電機和線性滑軌滑塊數控電機;小車平臺移動數控電機使小車平臺組件的小車平臺在軌道上作直線運動；懸臂梁升降數控電機使懸臂梁在中心立柱作垂直升降運動；懸臂梁旋轉數控電機使懸臂梁在中心立柱作旋轉運動；中心軸座移動數控電機使中心軸座在懸臂梁上作水平直線運動;焊槍公轉數控電機使中心軸帶動焊槍和攝像機作公轉運動；中心軸升降數控電機使中心軸帶動焊槍和攝像機作垂直升降運動;線性滑軌滑塊數控電機使焊槍及攝像機作水平直線運動及鐘擺運動;焊槍自轉數控電機使焊槍及攝像機作自傳運動。
[0009]所述小車平臺組件中，小車平臺下安裝有前軸行車輪和后輪，小車平臺上安有小車平臺扣板，小車平臺中設置有小車平臺移動數控電機、小車平臺移動減速機、小車平臺移動主動齒輪和小車前軸從動齒輪;小車平臺移動數控電機的輸出軸連接小車平臺移動減速機，小車平臺移動減速機帶動小車平臺移動主動齒輪轉動，小車平臺移動主動齒輪與小車前軸從動齒輪嚙合，小車前軸從動齒輪聯動前軸行車齒輪和前軸行車輪;前軸從動齒輪與小車平臺移動主動齒輪之間裝配有離合器;在小車平臺內還裝有水箱和水栗，水栗抽取水箱的冷卻水，循環供冷卻水冷卻焊槍的焊槍頭。
[0010]所述懸臂梁組件中，中心立柱套筒側面上安有底板，底板上裝配懸臂梁旋轉數控電機、懸臂梁旋轉減速機和懸臂梁旋轉主動齒輪;懸臂梁旋轉數控電機輸出軸連接懸臂梁旋轉減速機，懸臂梁旋轉減速機帶動懸臂梁旋轉主動齒輪轉動，懸臂梁旋轉主動齒輪與裝配在中心立柱的懸臂梁旋轉從動齒輪嚙合;底板上還裝配相間120°分布的三個軸向懸臂梁旋轉從動齒輪軸向限位輪架；懸臂梁上設置懸臂梁上的移動安全限位和機械零點接近開關;焊機放置箱中放置焊機，焊機放置箱兩側分別安裝機器人控制箱和送絲機，送絲機通過送絲管把焊絲送到焊槍送絲管，再送到焊槍焊接;機器人控制箱裝配數控系統、控制箱選擇開關和攝像機顯示器。
[0011]所述旋轉焊槍機構組件中，中心軸安裝在中心軸座中，中心軸座和上方的龍門架固定連接在一起，中心軸底端安裝焊槍和攝像機;在龍門架內設置有與下方的中心軸依次串聯裝配的聯軸器、變徑法蘭、水氣旋轉滑環和電旋轉滑環;水氣旋轉滑環兩側有導向桿，兩導向桿分別在龍門架的兩立柱槽內上下滑動;龍門架上安裝龍門架上的安全限位和機械零點接近開關;水氣旋轉滑環設有相對靜止的進水/氣管和旋轉運動的出水/氣管，出水/氣管連接到焊槍；中心軸下方兩側分別安有焊槍轉換盒及電器分線盒，用于連接電線和管線；中心軸底端垂直安裝有線性滑軌，線性滑軌在位于中心軸軸線下方底端安裝激光射點器；線性滑軌上裝有焊槍連桿，焊槍連桿底端與焊槍旋轉卡具連接，焊槍旋轉卡具中卡緊焊槍；在焊槍旋轉卡具側面固定有攝像機連桿，攝像機安置在攝像機連桿上;在龍門架上安有焊槍公轉數控電機，焊槍公轉數控電機的焊槍主動齒輪與中心軸上設置的焊槍從動齒輪嚙合;在中心軸座上安有中心軸座移動數控電機，中心軸座移動數控電機的主動齒輪與懸臂梁上的直齒條嚙合;在中心軸座上還安有中心軸升降數控電機，中心軸升降數控電機的主動齒輪與中心軸套筒上的直齒條嚙合;在焊槍連桿上安有焊槍自轉數控電機，使焊槍及攝像機繞焊槍連桿軸心作旋轉運動;在線性滑軌頂端安有線性滑軌滑塊數控電機，使焊槍及攝像機隨線性滑軌作水平方向運動；中心軸座安裝安全限位及機械零接近開關磁鐵;機器人外部的送絲機送出的焊絲經設置在電旋轉滑環、水氣旋轉滑環和中心軸內的送絲管，再經焊槍送絲管通到焊槍的焊槍頭。
[0012]所述中心立柱組件IV中，中心立柱上端內腔裝配軸承座，軸承座上方裝配變速齒輪箱;變速齒輪箱外安裝懸臂梁升降數控電機，變速齒輪箱內安裝與懸臂梁升降數控電機裝配的主動齒輪，主動齒輪和從動齒輪嚙合;在從動齒輪下裝配有絲桿;從中心立柱外，沿中心立柱上的安裝孔向軸心方向裝配有接近開關固定套，安全限位及機械零接近開關旋擰在接近開關固定套內；軸承座裝配有空心軸，空心軸由上至下依次裝配電滑環和水滑環;水滑環的進出管路分別與小車平臺內的水箱及焊槍連通，水箱冷卻水由水栗抽取經水滑環輸送到焊槍，再經水滑環回流到水箱。
[0013]所述電源線及氣體管線旋轉伸縮支架組件中，送線橫桿外管通過定位銷裝配在旋轉支座上，送線橫桿外管內安裝伸縮管;旋轉支座裝配在支架立柱上，支架立柱的底板與地面固定，旋轉支座根據送線偏轉角度自由旋轉;橫桿外管前部裝配內伸縮管，內伸縮管中裝配支撐定位滑輪；內伸縮管末端部裝配四邊定位輪架;滑輪通過銷釘裝配在內伸縮管前端上，電源線及氣體管線經過滑輪自由伸縮。
[0014]所述旋轉焊槍機構組件中，龍門架的兩立柱槽內安裝牽引中心軸向上運動的助力拉簧，助力拉簧上端固定在龍門架的立柱上方，下端固定在水氣旋轉滑環兩側導向桿上，
[0015]所述旋轉焊槍機構組件中，焊槍轉換盒可以互換使用CO2氣體保護焊接槍頭、氬弧焊接槍頭和等離子切割槍頭。
[0016]所述電源線及氣體管線旋轉伸縮支架組件中，橫桿外管斜向上有一角度。
[0017]本實用新型8軸自動焊接機器人屬于生產線在線焊接成型的重要設備，其優點是:
[0018]本實用新型具有結構新穎簡單，功能齊全，數控操作精準、能全方位滿足不同形狀、大小的焊件焊接要求。屬于一種集多功能性、經濟性和實用性為一體的新型設備。
[0019]本實用新型不需要人工焊接;焊槍可以繞焊接工件公轉不需要變位器裝卡配合；可在顯示器直觀而不需要工人在近距離觀察焊接過程;可以連續焊接多個工件實現生產流水作業;可以在無軌道地面推行移動。本實用新型焊接面平整均勻，只需普通工人就能實現高質量、高效率、高水平的焊接作業，提高了焊接件的外觀和內在質量，并保證了焊接質量的穩定性，降低了勞動強度及生產成本，改善了勞動環境，提高了生產效率。
[0020]本實用新型焊槍設計成可以互換使用二氧化碳氣體保護焊接和氬弧焊接生產，提高該自動焊機器人的功能和使用率，焊槍可公轉、自傳和升降，線性滑軌控制焊槍小幅直線和鐘擺往復運動，能滿足平焊、堆焊和角焊的三維復雜焊接軌跡要求；由攝像機監控焊接作業過程，工人只需在控制箱的示屏觀察并調節焊接參數，減輕工人操作勞動強度;小車平臺直線運動，滿足相同尺寸焊接件流水作業的焊接要求。
[0021]本實用新型可廣泛應用在閥門堆焊、汽車制造業、金屬加工、五金家電、鋼構、壓力容器、機械加工制造、造船、航天等領域。
【附圖說明】
[0022]圖1為本實用新型8軸自動焊接機器人主視圖；
[0023]圖2-1為小車平臺組件圖，圖2-2為小車平臺組件俯視圖；
[0024]圖3-1為懸臂梁組件圖，圖3-2為懸臂梁組件俯視圖；
[0025]圖4為旋轉焊槍機構組件圖；
[0026]圖5為中心立柱組件圖；
[0027]圖6為電源線及氣體管線可伸縮支架組件圖。
[0028]圖中標記:
[0029]小車平臺組件1、懸臂梁組件11、旋轉焊槍機構組件II1、中心立柱組件IV、電源線及氣體管線旋轉伸縮支架組件V，軌道1、離合器2、小車平臺3、小車平臺扣板4、前軸從動齒輪5、前軸行車齒輪6、前軸行車輪7、小車平臺移動主動齒輪8、小車平臺移動減速機9、小車平臺移動數控電機10、水箱11、水栗12、后輪13、懸臂梁14、懸臂梁上的安全限位和機械零點接近開關15、底板16、懸臂梁旋轉從動齒輪軸向限位輪架17、懸臂梁旋轉從動齒輪18、軸承19、中心立柱套筒20、方鍵21、焊機放置箱22、焊機23、機器人控制箱24、數控系統25、控制箱選擇開關26、攝像機顯示器27、懸臂梁旋轉數控電機28、懸臂梁旋轉減速機29、懸臂梁旋轉主動齒輪30、送絲管31、送絲機32，焊槍33、焊槍旋轉卡具34、焊槍自轉數控電機35、焊槍連桿36、線性滑軌37、焊槍送絲管38、焊槍插頭39、焊槍轉換盒40、中心軸41、中心軸升降數控電機42、中心軸座43、焊槍主動齒輪44、焊槍從動齒輪45、焊槍公轉數控電機46、變徑法蘭47、聯軸器48、導向桿49、龍門架上的安全限位和機械零點接近開關50、助力拉簧51、水氣旋轉滑環52、電旋轉滑環53、控制線54、接線端子55、龍門架56、送絲管57、進水/氣管58、出水/氣管59、磁鐵60、中心軸座移動數控電機61、電器分線盒62、線性滑軌滑塊數控電機63、激光射點器64、攝像機連桿65、攝像機66、絲桿67、水滑環68、空心軸69、電滑環70、懸臂梁升降從動齒輪71、懸臂梁升降主動齒輪72、懸臂梁升降數控電機73、中心立柱中心軸承座74、變速齒輪箱75、中心立柱上的安全限位和機械零點接近開關76、接近開關固定套77、中心立柱78、電源線及氣體管線79、滑輪80、銷釘81、伸縮管82、定位滑輪83、四邊定位輪架84、送線橫桿外管85、定位銷86、旋轉支座87、支架立柱88。
【具體實施方式】
[0030]參見圖1-圖6，本實用新型8軸自動焊接機器人由小車平臺組件1、懸臂梁組件I1、旋轉焊槍機構組件II1、中心立柱組件IV和電源線及氣體管線旋轉伸縮支架組件V五部分組成。
[0031]所述中心立柱組件IV豎立安裝在所述的小車平臺組件I上，所述懸臂梁組件II安裝在所述中心立柱組件IV上，所述旋轉焊槍機構組件III安裝在所述懸臂梁組件II上，所述電源線及氣體管線旋轉伸縮支架組件V固定在所述小車平臺組件I旁邊適當位置地面上。小車平臺組件I中的小車平臺3在軌道I上作直線運動，中心立柱組件IV可操控懸臂梁組件II及旋轉焊槍機構組件III升降運動，懸臂梁組件II可繞中心立柱組件IV旋轉，旋轉焊槍機構組件III可在懸臂梁組件II移動和操控焊槍33作升降、公轉旋轉和自傳旋轉，操控攝像機66實時跟蹤拍攝焊接實況，電源線及氣體管線旋轉伸縮支架組件V跟隨懸臂梁組件II移動位置而旋轉、伸縮輸送電源線及氣體管線79。
[0032]本8軸自動焊接機器人包含8個數控電機:小車平臺移動數控電機10、懸臂梁升降數控電機73、懸臂梁旋轉數控電機28、中心軸座移動數控電機61、焊槍公轉數控電機46、焊槍自傳數控電機35、中心軸升降數控電機42、線性滑軌滑塊數控電機63。在小車平臺移動數控電機10的驅動下，小車平臺組件I的小車平臺3在軌道I上作直線運動;在懸臂梁升降數控電機73的驅動下，懸臂梁14在中心立柱78作垂直升降運動;在懸臂梁旋轉數控電機28的驅動下，懸臂梁14在中心立柱78作旋轉運動;在中心軸座移動數控電機61的驅動下，中心軸座43在懸臂梁14上作水平直線運動；在焊槍公轉數控電機46的驅動下，中心軸41帶動焊槍33和攝像機66作公轉運動；在中心軸升降數控電機42的驅動下，中心軸41帶動焊槍33和攝像機66作垂直升降運動；在線性滑軌滑塊數控電機63的驅動下，焊槍33及攝像機66在線性滑軌上作水平直線運動及鐘擺運動;在焊槍自轉數控電機35的驅動下，焊槍33及攝像機66作自傳運動。
[0033]下面對本實用新型8軸自動焊接機器人的五部分具體說明:
[0034]所述小車平臺組件I(見圖2-1、圖2-2所示):小車平臺組件I包括軌道I和軌道I上的小車平臺3。小車平臺3下安裝有前軸行車輪7和后輪13，使小車平臺3在帶齒條的軌道I上直線運行。小車平臺3上安有小車平臺扣板4，小車平臺3中設置有小車平臺移動數控電機10、小車平臺移動減速機9、小車平臺移動主動齒輪8和小車前軸從動齒輪5。小車平臺移動數控電機10的輸出軸連接小車平臺移動減速機9，小車平臺移動減速機9帶動小車平臺移動主動齒輪8轉動，小車平臺移動主動齒輪8與小車前軸從動齒輪5嚙合，小車前軸從動齒輪5聯動前軸行車齒輪6和前軸行車輪7。在小車平臺移動數控電機10驅動下，使小車平臺3在軌道I上作直線運動。前軸從動齒輪5與小車平臺移動主動齒輪8之間裝配有離合器2，當撥動離合器2讓前軸從動齒輪5與小車平臺移動主動齒輪8脫離嚙合時，小車平臺可在地面推動便于搬動。在小車平臺3內還裝有水箱11和水栗12，通過水栗12抽取水箱11的冷卻水，循環供冷卻水冷卻焊槍33的槍頭。
[0035]所述的懸臂梁組件11(見圖3-1、圖3-2所示):包括依次連接成一體的焊機放置箱22、中心立柱套筒20和懸臂梁14。在中心立柱套筒20側面上安有底板16，底板16上裝配懸臂梁旋轉數控電機28、懸臂梁旋轉減速機29和懸臂梁旋轉主動齒輪30。懸臂梁旋轉數控電機28輸出軸連接懸臂梁旋轉減速機29，懸臂梁旋轉減速機29帶動懸臂梁旋轉主動齒輪30轉動，懸臂梁旋轉主動齒輪30與裝配在中心立柱78的懸臂梁旋轉從動齒輪18嚙合。在懸臂梁旋轉數控電機28的驅動下，使懸臂梁組件II繞中心立柱組件IV作旋轉運動，用于調整懸臂梁14的在水平方向的位置。底板16上還裝配相間120°分布的三個軸向懸臂梁旋轉從動齒輪軸向限位輪架17，在懸臂梁14下降時，拉動懸臂梁旋轉從動齒輪18同步下降。懸臂梁旋轉從動齒輪軸向限位輪架17上裝有軸承，既能限制懸臂梁旋轉從動齒輪18脫離懸臂梁14，又能減少懸臂梁14轉動時的摩擦力。懸臂梁14上設置懸臂梁上的移動安全限位和機械零點接近開關15，防止旋轉焊槍機構組件III超出移動范圍并可移動到機械零點的位置。懸臂梁旋轉從動齒輪18安裝方鍵21，中心立柱套筒20兩端安裝軸承19，減少懸臂梁14旋轉的摩擦力。焊機放置箱22中放置焊機23，焊機放置箱22兩側分別安裝機器人控制箱24和送絲機32。送絲機32通過送絲管31把焊絲送到焊槍送絲管38，再送到焊槍33焊接。機器人控制箱24裝配數控系統25、控制箱選擇開關26和攝像機顯示器27，操控和直觀焊接作業過程。
[0036]所述的旋轉焊槍機構組件III(見圖4所示):包括中心軸41、中心軸座43、龍門架56、焊槍33和攝像機66。中心軸41安裝在中心軸座43中，中心軸座43和上方的龍門架56固定連接在一起，中心軸41底端安裝焊槍33和攝像機66。在龍門架56內設置有與下方的中心軸41依次串聯裝配的聯軸器48、變徑法蘭47、水氣旋轉滑環52和電旋轉滑環53。水氣旋轉滑環52兩側有導向桿49，兩導向桿49分別在龍門架56的兩立柱槽內上下滑動，同時把持住水氣旋轉滑環52及電旋轉滑環53外環徑向不能轉動。龍門架56的兩立柱槽內安裝牽引中心軸41向上運動的助力拉簧51，減少中心軸升降數控電機42的荷載，助力拉簧51上端固定在龍門架56的立柱上方，下端固定在水氣旋轉滑環52兩側導向桿49上，龍門架56上安裝龍門架上的安全限位和機械零點接近開關50，防止中心軸41超出升降范圍并可以移動到機械零點的位置。水氣旋轉滑環52設有相對靜止的進水/氣管58和旋轉運動的出水/氣管59，出水/氣管59連接到焊槍33。相對靜止的進水/氣管58經過水氣旋轉滑環52轉換成旋轉運動的出水/氣管59，為焊槍33供水供氣。中心軸41下方兩側分別安有焊槍轉換盒40及電器分線盒62，用于連接電線和管線。中心軸41底端垂直安裝有線性滑軌37，線性滑軌37在位于中心軸41軸線下方底端安裝激光射點器64，為焊接工件找準焊槍33公轉的圓心。線性滑軌37上裝有焊槍連桿36，焊槍連桿36底端與焊槍旋轉卡具34連接，焊槍旋轉卡具34中卡緊焊槍33。在焊槍旋轉卡具34側面固定有攝像機連桿65，攝像機66安置在攝像機連桿65上。在龍門架56上安有焊槍公轉數控電機46，焊槍公轉數控電機46的焊槍主動齒輪44與中心軸41上設置的焊槍從動齒輪45嚙合，在焊槍公轉數控電機46的驅動下，中心軸41作旋轉運動，并帶動焊槍33繞中心軸41公轉。在中心軸座43上安有中心軸座移動數控電機61，中心軸座移動數控電機61的主動齒輪與懸臂梁14上的直齒條嚙合，在中心軸座移動數控電機61的驅動下，旋轉焊槍機構組件III在懸臂梁14上作水平直線運動，并可控制和調整其在懸臂梁14上的移動速度和位置。在中心軸座43上還安有中心軸升降數控電機42，中心軸升降數控電機42的主動齒輪與中心軸41套筒上的直齒條嚙合，在中心軸升降數控電機42的驅動下，中心軸41作垂直升降運動。在焊槍連桿36上安有焊槍自轉數控電機35，在焊槍自轉數控電機35的驅動下，焊槍33及攝像機66繞焊槍連桿36軸心作旋轉運動，實現根據工件焊接角度要求，調整焊槍33焊接角度。在線性滑軌37頂端安有線性滑軌滑塊數控電機63，在線性滑軌滑塊數控電機63的驅動下，焊槍33及攝像機66隨線性滑軌37作水平方向運動。中心軸座43安裝安全限位及機械零接近開關磁鐵60，確保中心軸座43在懸臂梁14上作水平方向運動不會超出設定的運動范圍。機器人外部的送絲機送出的焊絲經設置在電旋轉滑環53、水氣旋轉滑環52和中心軸41內的送絲管57，再經焊槍送絲管38通到焊槍33的焊槍頭。電旋轉滑環53頂部設有接線端子55，相對靜止的各種數據線、控制線54、導線和接線端子55引入的焊接電源線經過電旋轉滑環53轉換成旋轉運動的各輸出線，在變徑法蘭47空腔內的接頭上連接、固定，經過中心軸41與焊槍轉換盒40連接到焊槍33、攝像機66等旋轉焊槍機構組件III的各用電設施。焊槍轉換盒40外連接焊槍插頭39，管線從焊槍插頭39連通到焊槍33。焊槍轉換盒40可以互換使用CO2氣體保護焊接槍頭、氬弧焊接槍頭和等離子切割槍頭。
[0037]所述的中心立柱組件IV(見圖5所示)，包括中心立柱78、絲桿67、電滑環70和水滑環。中心立柱78上端內腔裝配軸承座74，軸承座74上方裝配變速齒輪箱75。變速齒輪箱75外安裝懸臂梁升降數控電機73，變速齒輪箱75內安裝與懸臂梁升降數控電機73裝配的主動齒輪72，主動齒輪72和從動齒輪71嚙合。在從動齒輪71下裝配有絲桿67。在懸臂梁升降數控電機73的驅動下，絲桿67旋轉帶動懸臂梁14在中心立柱78上作垂直方向升降運動，用于調整懸臂梁14的高度。從中心立柱78外，沿中心立柱78上的安裝孔向軸心方向裝配有接近開關固定套77，安全限位及機械零接近開關76旋擰在接近開關固定套77內。接近開關固定套77通過向外旋動其內部的帶內螺紋的錐體并外拉，接近開關固定套77在安裝孔內擴展，與中心立柱78膨脹緊固，方便從中心立柱78外安裝安全限位及機械零接近開關76，其作用確保懸臂梁14不會超出設定的運動范圍。軸承座74裝配有空心軸69，空心軸69由上至下依次裝配電滑環70和水滑環68。水滑環68的進出管路分別與小車平臺3內的水箱11及焊槍33連通，水箱11的冷卻水由水栗12抽取經水滑環68輸送到焊槍33，再經水滑環68回流到水箱11。
[0038]所述的電源線及氣體管線旋轉伸縮支架組件V(見圖6所示)，包括支架立柱88、送線橫桿外管85和連接在支架立柱88頂端與送線橫桿外管85之間的旋轉支座87;送線橫桿外管85通過定位銷86裝配在旋轉支座87上，送線橫桿外管85內安裝伸縮管82，伸縮管82可以根據送線長度自由伸縮。旋轉支座87裝配在支架立柱88上，支架立柱88的底板用膨脹螺栓與地面固定，旋轉支座87根據送線偏轉角度自由旋轉。橫桿外管85前部裝配內伸縮管82，內伸縮管82中裝配支撐定位滑輪83，支撐定位滑輪83確保內伸縮管82自由伸縮時，前部不與橫桿外管85碰壁摩擦，內伸縮管82末端部裝配四邊定位輪架84，四邊定位輪架84確保內伸縮管82后部，不與橫桿外管85碰壁摩擦。滑輪80通過銷釘81裝配在內伸縮管82前端上，電源線及氣體管線79經過滑輪80自由伸縮。橫桿外管85斜向上有一角度裝配，確保內伸縮管82在無外力拖拉時，靠自身重力縮回最短位置收線，有外力拖拉時，能順暢延伸送線。電源線及氣體管線79在旋轉伸縮支架上，靠自身重力縮回最短位置收線，有外力拖拉時，能順暢延伸送線，配合焊接作業。
[0039]本實用新型工作時，需要堆焊的工件依次定位排列固定在焊接平臺上，焊接時，調節控制連續焊接的時間參數后，啟動開始焊接操作按鈕，8軸自動焊接機器人啟動對閥門焊接面表面自動堆焊運行工作，第一個閥門堆焊完畢，焊接電源斷電，焊接暫停;此時小車在軌道上作直線運動到預先設定的第二個需要堆焊的閥門對應的位置上，焊接自動啟動，繼續對第二個閥門焊接表面自動堆焊焊接工作，由此類推，在懸臂梁間歇旋轉擺動的運行程序下，實現多閥門連續自動堆焊焊接生產。工人只需把需焊接的閥門放置在預定的位子上，對焊接完成的閥門從架上搬卸。
【主權項】
1.一種8軸自動焊接機器人，其特征在于:由小車平臺組件、懸臂梁組件、旋轉焊槍機構組件、中心立柱組件和電源線及氣體管線旋轉伸縮支架組件五部分組成;所述中心立柱組件豎立安裝在所述的小車平臺組件上，所述懸臂梁組件安裝在所述中心立柱組件上，所述旋轉焊槍機構組件安裝在所述懸臂梁組件上，所述電源線及氣體管線旋轉伸縮支架組件固定在所述小車平臺組件旁邊； 小車平臺組件包括軌道和軌道上的小車平臺；懸臂梁組件包括依次連接成一體的焊機放置箱、中心立柱套筒和懸臂梁;旋轉焊槍機構組件包括中心軸、依次位于中心軸上方外側的中心軸座和龍門架、以及安裝在中心軸底端的焊槍和攝像機；中心立柱組件包括中心立柱、安裝在中心立柱內部上方的電滑環和水滑環、位于中心立柱外部的絲桿；電源線及氣體管線旋轉伸縮支架組件包括支架立柱、送線橫桿外管和連接在支架立柱頂端與送線橫桿外管之間的旋轉支座； 自動焊接機器人包含8個數控電機:小車平臺移動數控電機、懸臂梁升降數控電機、懸臂梁旋轉數控電機、中心軸座移動數控電機、焊槍公轉數控電機、焊槍自傳數控電機、中心軸升降數控電機和線性滑軌滑塊數控電機;小車平臺移動數控電機使小車平臺組件的小車平臺在軌道上作直線運動;懸臂梁升降數控電機使懸臂梁在中心立柱作垂直升降運動；懸臂梁旋轉數控電機使懸臂梁在中心立柱作旋轉運動；中心軸座移動數控電機使中心軸座在懸臂梁上作水平直線運動;焊槍公轉數控電機使中心軸帶動焊槍和攝像機作公轉運動；中心軸升降數控電機使中心軸帶動焊槍和攝像機作垂直升降運動;線性滑軌滑塊數控電機使焊槍及攝像機作水平直線運動及鐘擺運動；焊槍自轉數控電機使焊槍及攝像機作自傳運動。2.根據權利要求1所述的自動焊接機器人，其特征在于:所述小車平臺組件中，小車平臺下安裝有前軸行車輪和后輪，小車平臺上安有小車平臺扣板，小車平臺中設置有小車平臺移動數控電機、小車平臺移動減速機、小車平臺移動主動齒輪和小車前軸從動齒輪;小車平臺移動數控電機的輸出軸連接小車平臺移動減速機，小車平臺移動減速機帶動小車平臺移動主動齒輪轉動，小車平臺移動主動齒輪與小車前軸從動齒輪嚙合，小車前軸從動齒輪聯動前軸行車齒輪和前軸行車輪;前軸從動齒輪與小車平臺移動主動齒輪之間裝配有離合器;在小車平臺內還裝有水箱和水栗，水栗抽取水箱的冷卻水，循環供冷卻水冷卻焊槍的焊槍頭。3.根據權利要求1所述的自動焊接機器人，其特征在于:所述懸臂梁組件中，中心立柱套筒側面上安有底板，底板上裝配懸臂梁旋轉數控電機、懸臂梁旋轉減速機和懸臂梁旋轉主動齒輪;懸臂梁旋轉數控電機輸出軸連接懸臂梁旋轉減速機，懸臂梁旋轉減速機帶動懸臂梁旋轉主動齒輪轉動，懸臂梁旋轉主動齒輪與裝配在中心立柱的懸臂梁旋轉從動齒輪嚙合;底板上還裝配相間120°分布的三個軸向懸臂梁旋轉從動齒輪軸向限位輪架;懸臂梁上設置懸臂梁上的移動安全限位和機械零點接近開關;焊機放置箱中放置焊機，焊機放置箱兩側分別安裝機器人控制箱和送絲機，送絲機通過送絲管把焊絲送到焊槍送絲管，再送到焊槍焊接;機器人控制箱裝配數控系統、控制箱選擇開關和攝像機顯示器。4.根據權利要求1所述的自動焊接機器人，其特征在于:所述旋轉焊槍機構組件中，中心軸安裝在中心軸座中，中心軸座和上方的龍門架固定連接在一起，中心軸底端安裝焊槍和攝像機;在龍門架內設置有與下方的中心軸依次串聯裝配的聯軸器、變徑法蘭、水氣旋轉滑環和電旋轉滑環;水氣旋轉滑環兩側有導向桿，兩導向桿分別在龍門架的兩立柱槽內上下滑動;龍門架上安裝龍門架上的安全限位和機械零點接近開關;水氣旋轉滑環設有相對靜止的進水/氣管和旋轉運動的出水/氣管，出水/氣管連接到焊槍；中心軸下方兩側分別安有焊槍轉換盒及電器分線盒，用于連接電線和管線；中心軸底端垂直安裝有線性滑軌，線性滑軌在位于中心軸軸線下方底端安裝激光射點器;線性滑軌上裝有焊槍連桿，焊槍連桿底端與焊槍旋轉卡具連接，焊槍旋轉卡具中卡緊焊槍;在焊槍旋轉卡具側面固定有攝像機連桿，攝像機安置在攝像機連桿上;在龍門架上安有焊槍公轉數控電機，焊槍公轉數控電機的焊槍主動齒輪與中心軸上設置的焊槍從動齒輪嚙合;在中心軸座上安有中心軸座移動數控電機，中心軸座移動數控電機的主動齒輪與懸臂梁上的直齒條嚙合;在中心軸座上還安有中心軸升降數控電機，中心軸升降數控電機的主動齒輪與中心軸套筒上的直齒條嚙合;在焊槍連桿上安有焊槍自轉數控電機，使焊槍及攝像機繞焊槍軸心作旋轉運動;在線性滑軌頂端安有線性滑軌滑塊數控電機，使焊槍及攝像機隨線性滑軌作水平方向運動；中心軸座安裝安全限位及機械零接近開關磁鐵;機器人外部的送絲機送出的焊絲經設置在電旋轉滑環、水氣旋轉滑環和中心軸內的送絲管，再經焊槍送絲管通到焊槍的焊槍頭。5.根據權利要求1所述的自動焊接機器人，其特征在于:所述中心立柱組件IV中，中心立柱上端內腔裝配軸承座，軸承座上方裝配變速齒輪箱;變速齒輪箱外安裝懸臂梁升降數控電機，變速齒輪箱內安裝與懸臂梁升降數控電機裝配的主動齒輪，主動齒輪和從動齒輪嚙合;在從動齒輪下裝配有絲桿;從中心立柱外，沿中心立柱上的安裝孔向軸心方向裝配有接近開關固定套，安全限位及機械零接近開關旋擰在接近開關固定套內；軸承座裝配有空心軸，空心軸由上至下依次裝配電滑環和水滑環；水滑環的進出管路分別與小車平臺內的水箱及焊槍連通，水箱冷卻水由水栗抽取經水滑環輸送到焊槍，再經水滑環回流到水箱。6.根據權利要求1所述的自動焊接機器人，其特征在于:所述電源線及氣體管線旋轉伸縮支架組件中，送線橫桿外管通過定位銷裝配在旋轉支座上，送線橫桿外管內安裝伸縮管；旋轉支座裝配在支架立柱上，支架立柱的底板與地面固定，旋轉支座根據送線偏轉角度自由旋轉;橫桿外管前部裝配內伸縮管，內伸縮管中裝配支撐定位滑輪；內伸縮管末端部裝配四邊定位輪架;滑輪通過銷釘裝配在內伸縮管前端上，電源線及氣體管線經過滑輪自由伸縮。7.根據權利要求4所述的自動焊接機器人，其特征在于:所述旋轉焊槍機構組件中，龍門架的兩立柱槽內安裝牽引中心軸向上運動的助力拉簧，助力拉簧上端固定在龍門架的立柱上方，下端固定在水氣旋轉滑環兩側導向桿上。8.根據權利要求4所述的自動焊接機器人，其特征在于:所述旋轉焊槍機構組件中，焊槍轉換盒可以互換使用CO2氣體保護焊接槍頭、氬弧焊接槍頭和等離子切割槍頭。9.根據權利要求6所述的自動焊接機器人，其特征在于:所述電源線及氣體管線旋轉伸縮支架組件中，橫桿外管斜向上有一角度。
【文檔編號】B23K9/16GK205650933SQ201620365443
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2016年4月28日 公開號201620365443.5, CN 201620365443, CN 205650933 U, CN 205650933U, CN-U-205650933, CN201620365443, CN201620365443.5, CN205650933 U, CN205650933U
【發明人】卓世達
【申請人】北京航天美利達自動焊設備科技有限公司