8轴自动焊接机器人的制作方法
【专利摘要】8轴自动焊接机器人，其中心立柱组件安装在小车平台组件上，悬臂梁组件安装在所述中心立柱组件上，旋转焊枪机构组件安装在悬臂梁组件上，电源线及气体管线旋转伸缩支架组件固定在小车平台组件旁边适当位置地面上。小车平台组件可在轨道上作直线运动，中心立柱组件可操控悬臂梁组件及旋转焊枪机构组件升降运动，悬臂梁组件可绕中心立柱组件旋转，旋转焊枪机构组件可在悬臂梁组件移动和操控焊枪作升降、公转旋转和自传旋转运动，电源线及气体管线旋转伸缩支架组件可旋转、伸缩输送电源线及气体管线。本实用新型保证了焊接质量，提高了生产效率，降低了劳动强度和生产成本，其结构简单，能多角度、全方位满足不同形状、大小的焊件焊接要求。
【专利说明】
8轴自动焊接机器人
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种用于工业生产的焊接机器人，特别涉及一种能够进行全方位自动焊接的机器人。
【背景技术】
[0002]目前，我国阀门厂普遍采用手工焊条电弧堆焊阀门密封面，尤其在大口径阀门大批量生产时，生产率较低，工人的劳动强度较大。目前虽然有一些自动焊接装置，但过于笨重庞大，结构复杂，而且不能进行上下左右的全方位自动定位焊接。现有的普通焊接机器人焊枪不能绕焊接工件公转，必须与工件变位器配合使用，工件要稳固安装在变位器上，而且一个变位器只能安装一件工件，工件安装时间长，劳动强度高，不能流水作业。
[0003]根据当今焊接领域面临的工人劳动强度高，普通焊接机器人需要工件在变位器装卡不能实现流水作业等问题，需要发明全新的焊接机器人，实现阀门密封面的自动焊接。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的是提供一种结构较简单轻便、实现阀门生产中阀门密封面堆焊的的8轴自动焊接机器人。
[0005]本实用新型采用以下技术方案:
[0006]—种8轴自动焊接机器人，由小车平台组件、悬臂梁组件、旋转焊枪机构组件、中心立柱组件和电源线及气体管线旋转伸缩支架组件五部分组成;所述中心立柱组件竖立安装在所述的小车平台组件上，所述悬臂梁组件安装在所述中心立柱组件上，所述旋转焊枪机构组件安装在所述悬臂梁组件上，所述电源线及气体管线旋转伸缩支架组件固定在所述小车平台组件旁边；
[0007]小车平台组件包括轨道和轨道上的小车平台；悬臂梁组件包括依次连接成一体的焊机放置箱、中心立柱套筒和悬臂梁;旋转焊枪机构组件包括中心轴、依次位于中心轴上方外侧的中心轴座和龙门架、以及安装在中心轴底端的焊枪和摄像机；中心立柱组件包括中心立柱、安装在中心立柱内部上方的电滑环和水滑环、位于中心立柱外部的丝杆；电源线及气体管线旋转伸缩支架组件包括支架立柱、送线横杆外管和连接在支架立柱顶端与送线横杆外管之间的旋转支座；
[0008]自动焊接机器人包含8个数控电机:小车平台移动数控电机、悬臂梁升降数控电机、悬臂梁旋转数控电机、中心轴座移动数控电机、焊枪公转数控电机、焊枪自传数控电机、中心轴升降数控电机和线性滑轨滑块数控电机;小车平台移动数控电机使小车平台组件的小车平台在轨道上作直线运动；悬臂梁升降数控电机使悬臂梁在中心立柱作垂直升降运动；悬臂梁旋转数控电机使悬臂梁在中心立柱作旋转运动；中心轴座移动数控电机使中心轴座在悬臂梁上作水平直线运动;焊枪公转数控电机使中心轴带动焊枪和摄像机作公转运动；中心轴升降数控电机使中心轴带动焊枪和摄像机作垂直升降运动;线性滑轨滑块数控电机使焊枪及摄像机作水平直线运动及钟摆运动;焊枪自转数控电机使焊枪及摄像机作自传运动。
[0009]所述小车平台组件中，小车平台下安装有前轴行车轮和后轮，小车平台上安有小车平台扣板，小车平台中设置有小车平台移动数控电机、小车平台移动减速机、小车平台移动主动齿轮和小车前轴从动齿轮;小车平台移动数控电机的输出轴连接小车平台移动减速机，小车平台移动减速机带动小车平台移动主动齿轮转动，小车平台移动主动齿轮与小车前轴从动齿轮啮合，小车前轴从动齿轮联动前轴行车齿轮和前轴行车轮;前轴从动齿轮与小车平台移动主动齿轮之间装配有离合器;在小车平台内还装有水箱和水栗，水栗抽取水箱的冷却水，循环供冷却水冷却焊枪的焊枪头。
[0010]所述悬臂梁组件中，中心立柱套筒侧面上安有底板，底板上装配悬臂梁旋转数控电机、悬臂梁旋转减速机和悬臂梁旋转主动齿轮;悬臂梁旋转数控电机输出轴连接悬臂梁旋转减速机，悬臂梁旋转减速机带动悬臂梁旋转主动齿轮转动，悬臂梁旋转主动齿轮与装配在中心立柱的悬臂梁旋转从动齿轮啮合;底板上还装配相间120°分布的三个轴向悬臂梁旋转从动齿轮轴向限位轮架；悬臂梁上设置悬臂梁上的移动安全限位和机械零点接近开关;焊机放置箱中放置焊机，焊机放置箱两侧分别安装机器人控制箱和送丝机，送丝机通过送丝管把焊丝送到焊枪送丝管，再送到焊枪焊接;机器人控制箱装配数控系统、控制箱选择开关和摄像机显示器。
[0011]所述旋转焊枪机构组件中，中心轴安装在中心轴座中，中心轴座和上方的龙门架固定连接在一起，中心轴底端安装焊枪和摄像机;在龙门架内设置有与下方的中心轴依次串联装配的联轴器、变径法兰、水气旋转滑环和电旋转滑环;水气旋转滑环两侧有导向杆，两导向杆分别在龙门架的两立柱槽内上下滑动;龙门架上安装龙门架上的安全限位和机械零点接近开关;水气旋转滑环设有相对静止的进水/气管和旋转运动的出水/气管，出水/气管连接到焊枪；中心轴下方两侧分别安有焊枪转换盒及电器分线盒，用于连接电线和管线；中心轴底端垂直安装有线性滑轨，线性滑轨在位于中心轴轴线下方底端安装激光射点器；线性滑轨上装有焊枪连杆，焊枪连杆底端与焊枪旋转卡具连接，焊枪旋转卡具中卡紧焊枪；在焊枪旋转卡具侧面固定有摄像机连杆，摄像机安置在摄像机连杆上;在龙门架上安有焊枪公转数控电机，焊枪公转数控电机的焊枪主动齿轮与中心轴上设置的焊枪从动齿轮啮合;在中心轴座上安有中心轴座移动数控电机，中心轴座移动数控电机的主动齿轮与悬臂梁上的直齿条啮合;在中心轴座上还安有中心轴升降数控电机，中心轴升降数控电机的主动齿轮与中心轴套筒上的直齿条啮合;在焊枪连杆上安有焊枪自转数控电机，使焊枪及摄像机绕焊枪连杆轴心作旋转运动;在线性滑轨顶端安有线性滑轨滑块数控电机，使焊枪及摄像机随线性滑轨作水平方向运动；中心轴座安装安全限位及机械零接近开关磁铁;机器人外部的送丝机送出的焊丝经设置在电旋转滑环、水气旋转滑环和中心轴内的送丝管，再经焊枪送丝管通到焊枪的焊枪头。
[0012]所述中心立柱组件IV中，中心立柱上端内腔装配轴承座，轴承座上方装配变速齿轮箱;变速齿轮箱外安装悬臂梁升降数控电机，变速齿轮箱内安装与悬臂梁升降数控电机装配的主动齿轮，主动齿轮和从动齿轮啮合;在从动齿轮下装配有丝杆;从中心立柱外，沿中心立柱上的安装孔向轴心方向装配有接近开关固定套，安全限位及机械零接近开关旋拧在接近开关固定套内；轴承座装配有空心轴，空心轴由上至下依次装配电滑环和水滑环;水滑环的进出管路分别与小车平台内的水箱及焊枪连通，水箱冷却水由水栗抽取经水滑环输送到焊枪，再经水滑环回流到水箱。
[0013]所述电源线及气体管线旋转伸缩支架组件中，送线横杆外管通过定位销装配在旋转支座上，送线横杆外管内安装伸缩管;旋转支座装配在支架立柱上，支架立柱的底板与地面固定，旋转支座根据送线偏转角度自由旋转;横杆外管前部装配内伸缩管，内伸缩管中装配支撑定位滑轮；内伸缩管末端部装配四边定位轮架;滑轮通过销钉装配在内伸缩管前端上，电源线及气体管线经过滑轮自由伸缩。
[0014]所述旋转焊枪机构组件中，龙门架的两立柱槽内安装牵引中心轴向上运动的助力拉簧，助力拉簧上端固定在龙门架的立柱上方，下端固定在水气旋转滑环两侧导向杆上，
[0015]所述旋转焊枪机构组件中，焊枪转换盒可以互换使用CO2气体保护焊接枪头、氩弧焊接枪头和等离子切割枪头。
[0016]所述电源线及气体管线旋转伸缩支架组件中，横杆外管斜向上有一角度。
[0017]本实用新型8轴自动焊接机器人属于生产线在线焊接成型的重要设备，其优点是:
[0018]本实用新型具有结构新颖简单，功能齐全，数控操作精准、能全方位满足不同形状、大小的焊件焊接要求。属于一种集多功能性、经济性和实用性为一体的新型设备。
[0019]本实用新型不需要人工焊接;焊枪可以绕焊接工件公转不需要变位器装卡配合；可在显示器直观而不需要工人在近距离观察焊接过程;可以连续焊接多个工件实现生产流水作业;可以在无轨道地面推行移动。本实用新型焊接面平整均匀，只需普通工人就能实现高质量、高效率、高水平的焊接作业，提高了焊接件的外观和内在质量，并保证了焊接质量的稳定性，降低了劳动强度及生产成本，改善了劳动环境，提高了生产效率。
[0020]本实用新型焊枪设计成可以互换使用二氧化碳气体保护焊接和氩弧焊接生产，提高该自动焊机器人的功能和使用率，焊枪可公转、自传和升降，线性滑轨控制焊枪小幅直线和钟摆往复运动，能满足平焊、堆焊和角焊的三维复杂焊接轨迹要求；由摄像机监控焊接作业过程，工人只需在控制箱的示屏观察并调节焊接参数，减轻工人操作劳动强度;小车平台直线运动，满足相同尺寸焊接件流水作业的焊接要求。
[0021]本实用新型可广泛应用在阀门堆焊、汽车制造业、金属加工、五金家电、钢构、压力容器、机械加工制造、造船、航天等领域。
【附图说明】
[0022]图1为本实用新型8轴自动焊接机器人主视图；
[0023]图2-1为小车平台组件图，图2-2为小车平台组件俯视图；
[0024]图3-1为悬臂梁组件图，图3-2为悬臂梁组件俯视图；
[0025]图4为旋转焊枪机构组件图；
[0026]图5为中心立柱组件图；
[0027]图6为电源线及气体管线可伸缩支架组件图。
[0028]图中标记:
[0029]小车平台组件1、悬臂梁组件11、旋转焊枪机构组件II1、中心立柱组件IV、电源线及气体管线旋转伸缩支架组件V，轨道1、离合器2、小车平台3、小车平台扣板4、前轴从动齿轮5、前轴行车齿轮6、前轴行车轮7、小车平台移动主动齿轮8、小车平台移动减速机9、小车平台移动数控电机10、水箱11、水栗12、后轮13、悬臂梁14、悬臂梁上的安全限位和机械零点接近开关15、底板16、悬臂梁旋转从动齿轮轴向限位轮架17、悬臂梁旋转从动齿轮18、轴承19、中心立柱套筒20、方键21、焊机放置箱22、焊机23、机器人控制箱24、数控系统25、控制箱选择开关26、摄像机显示器27、悬臂梁旋转数控电机28、悬臂梁旋转减速机29、悬臂梁旋转主动齿轮30、送丝管31、送丝机32，焊枪33、焊枪旋转卡具34、焊枪自转数控电机35、焊枪连杆36、线性滑轨37、焊枪送丝管38、焊枪插头39、焊枪转换盒40、中心轴41、中心轴升降数控电机42、中心轴座43、焊枪主动齿轮44、焊枪从动齿轮45、焊枪公转数控电机46、变径法兰47、联轴器48、导向杆49、龙门架上的安全限位和机械零点接近开关50、助力拉簧51、水气旋转滑环52、电旋转滑环53、控制线54、接线端子55、龙门架56、送丝管57、进水/气管58、出水/气管59、磁铁60、中心轴座移动数控电机61、电器分线盒62、线性滑轨滑块数控电机63、激光射点器64、摄像机连杆65、摄像机66、丝杆67、水滑环68、空心轴69、电滑环70、悬臂梁升降从动齿轮71、悬臂梁升降主动齿轮72、悬臂梁升降数控电机73、中心立柱中心轴承座74、变速齿轮箱75、中心立柱上的安全限位和机械零点接近开关76、接近开关固定套77、中心立柱78、电源线及气体管线79、滑轮80、销钉81、伸缩管82、定位滑轮83、四边定位轮架84、送线横杆外管85、定位销86、旋转支座87、支架立柱88。
【具体实施方式】
[0030]参见图1-图6，本实用新型8轴自动焊接机器人由小车平台组件1、悬臂梁组件I1、旋转焊枪机构组件II1、中心立柱组件IV和电源线及气体管线旋转伸缩支架组件V五部分组成。
[0031]所述中心立柱组件IV竖立安装在所述的小车平台组件I上，所述悬臂梁组件II安装在所述中心立柱组件IV上，所述旋转焊枪机构组件III安装在所述悬臂梁组件II上，所述电源线及气体管线旋转伸缩支架组件V固定在所述小车平台组件I旁边适当位置地面上。小车平台组件I中的小车平台3在轨道I上作直线运动，中心立柱组件IV可操控悬臂梁组件II及旋转焊枪机构组件III升降运动，悬臂梁组件II可绕中心立柱组件IV旋转，旋转焊枪机构组件III可在悬臂梁组件II移动和操控焊枪33作升降、公转旋转和自传旋转，操控摄像机66实时跟踪拍摄焊接实况，电源线及气体管线旋转伸缩支架组件V跟随悬臂梁组件II移动位置而旋转、伸缩输送电源线及气体管线79。
[0032]本8轴自动焊接机器人包含8个数控电机:小车平台移动数控电机10、悬臂梁升降数控电机73、悬臂梁旋转数控电机28、中心轴座移动数控电机61、焊枪公转数控电机46、焊枪自传数控电机35、中心轴升降数控电机42、线性滑轨滑块数控电机63。在小车平台移动数控电机10的驱动下，小车平台组件I的小车平台3在轨道I上作直线运动;在悬臂梁升降数控电机73的驱动下，悬臂梁14在中心立柱78作垂直升降运动;在悬臂梁旋转数控电机28的驱动下，悬臂梁14在中心立柱78作旋转运动;在中心轴座移动数控电机61的驱动下，中心轴座43在悬臂梁14上作水平直线运动；在焊枪公转数控电机46的驱动下，中心轴41带动焊枪33和摄像机66作公转运动；在中心轴升降数控电机42的驱动下，中心轴41带动焊枪33和摄像机66作垂直升降运动；在线性滑轨滑块数控电机63的驱动下，焊枪33及摄像机66在线性滑轨上作水平直线运动及钟摆运动;在焊枪自转数控电机35的驱动下，焊枪33及摄像机66作自传运动。
[0033]下面对本实用新型8轴自动焊接机器人的五部分具体说明:
[0034]所述小车平台组件I(见图2-1、图2-2所示):小车平台组件I包括轨道I和轨道I上的小车平台3。小车平台3下安装有前轴行车轮7和后轮13，使小车平台3在带齿条的轨道I上直线运行。小车平台3上安有小车平台扣板4，小车平台3中设置有小车平台移动数控电机10、小车平台移动减速机9、小车平台移动主动齿轮8和小车前轴从动齿轮5。小车平台移动数控电机10的输出轴连接小车平台移动减速机9，小车平台移动减速机9带动小车平台移动主动齿轮8转动，小车平台移动主动齿轮8与小车前轴从动齿轮5啮合，小车前轴从动齿轮5联动前轴行车齿轮6和前轴行车轮7。在小车平台移动数控电机10驱动下，使小车平台3在轨道I上作直线运动。前轴从动齿轮5与小车平台移动主动齿轮8之间装配有离合器2，当拨动离合器2让前轴从动齿轮5与小车平台移动主动齿轮8脱离啮合时，小车平台可在地面推动便于搬动。在小车平台3内还装有水箱11和水栗12，通过水栗12抽取水箱11的冷却水，循环供冷却水冷却焊枪33的枪头。
[0035]所述的悬臂梁组件11(见图3-1、图3-2所示):包括依次连接成一体的焊机放置箱22、中心立柱套筒20和悬臂梁14。在中心立柱套筒20侧面上安有底板16，底板16上装配悬臂梁旋转数控电机28、悬臂梁旋转减速机29和悬臂梁旋转主动齿轮30。悬臂梁旋转数控电机28输出轴连接悬臂梁旋转减速机29，悬臂梁旋转减速机29带动悬臂梁旋转主动齿轮30转动，悬臂梁旋转主动齿轮30与装配在中心立柱78的悬臂梁旋转从动齿轮18啮合。在悬臂梁旋转数控电机28的驱动下，使悬臂梁组件II绕中心立柱组件IV作旋转运动，用于调整悬臂梁14的在水平方向的位置。底板16上还装配相间120°分布的三个轴向悬臂梁旋转从动齿轮轴向限位轮架17，在悬臂梁14下降时，拉动悬臂梁旋转从动齿轮18同步下降。悬臂梁旋转从动齿轮轴向限位轮架17上装有轴承，既能限制悬臂梁旋转从动齿轮18脱离悬臂梁14，又能减少悬臂梁14转动时的摩擦力。悬臂梁14上设置悬臂梁上的移动安全限位和机械零点接近开关15，防止旋转焊枪机构组件III超出移动范围并可移动到机械零点的位置。悬臂梁旋转从动齿轮18安装方键21，中心立柱套筒20两端安装轴承19，减少悬臂梁14旋转的摩擦力。焊机放置箱22中放置焊机23，焊机放置箱22两侧分别安装机器人控制箱24和送丝机32。送丝机32通过送丝管31把焊丝送到焊枪送丝管38，再送到焊枪33焊接。机器人控制箱24装配数控系统25、控制箱选择开关26和摄像机显示器27，操控和直观焊接作业过程。
[0036]所述的旋转焊枪机构组件III(见图4所示):包括中心轴41、中心轴座43、龙门架56、焊枪33和摄像机66。中心轴41安装在中心轴座43中，中心轴座43和上方的龙门架56固定连接在一起，中心轴41底端安装焊枪33和摄像机66。在龙门架56内设置有与下方的中心轴41依次串联装配的联轴器48、变径法兰47、水气旋转滑环52和电旋转滑环53。水气旋转滑环52两侧有导向杆49，两导向杆49分别在龙门架56的两立柱槽内上下滑动，同时把持住水气旋转滑环52及电旋转滑环53外环径向不能转动。龙门架56的两立柱槽内安装牵引中心轴41向上运动的助力拉簧51，减少中心轴升降数控电机42的荷载，助力拉簧51上端固定在龙门架56的立柱上方，下端固定在水气旋转滑环52两侧导向杆49上，龙门架56上安装龙门架上的安全限位和机械零点接近开关50，防止中心轴41超出升降范围并可以移动到机械零点的位置。水气旋转滑环52设有相对静止的进水/气管58和旋转运动的出水/气管59，出水/气管59连接到焊枪33。相对静止的进水/气管58经过水气旋转滑环52转换成旋转运动的出水/气管59，为焊枪33供水供气。中心轴41下方两侧分别安有焊枪转换盒40及电器分线盒62，用于连接电线和管线。中心轴41底端垂直安装有线性滑轨37，线性滑轨37在位于中心轴41轴线下方底端安装激光射点器64，为焊接工件找准焊枪33公转的圆心。线性滑轨37上装有焊枪连杆36，焊枪连杆36底端与焊枪旋转卡具34连接，焊枪旋转卡具34中卡紧焊枪33。在焊枪旋转卡具34侧面固定有摄像机连杆65，摄像机66安置在摄像机连杆65上。在龙门架56上安有焊枪公转数控电机46，焊枪公转数控电机46的焊枪主动齿轮44与中心轴41上设置的焊枪从动齿轮45啮合，在焊枪公转数控电机46的驱动下，中心轴41作旋转运动，并带动焊枪33绕中心轴41公转。在中心轴座43上安有中心轴座移动数控电机61，中心轴座移动数控电机61的主动齿轮与悬臂梁14上的直齿条啮合，在中心轴座移动数控电机61的驱动下，旋转焊枪机构组件III在悬臂梁14上作水平直线运动，并可控制和调整其在悬臂梁14上的移动速度和位置。在中心轴座43上还安有中心轴升降数控电机42，中心轴升降数控电机42的主动齿轮与中心轴41套筒上的直齿条啮合，在中心轴升降数控电机42的驱动下，中心轴41作垂直升降运动。在焊枪连杆36上安有焊枪自转数控电机35，在焊枪自转数控电机35的驱动下，焊枪33及摄像机66绕焊枪连杆36轴心作旋转运动，实现根据工件焊接角度要求，调整焊枪33焊接角度。在线性滑轨37顶端安有线性滑轨滑块数控电机63，在线性滑轨滑块数控电机63的驱动下，焊枪33及摄像机66随线性滑轨37作水平方向运动。中心轴座43安装安全限位及机械零接近开关磁铁60，确保中心轴座43在悬臂梁14上作水平方向运动不会超出设定的运动范围。机器人外部的送丝机送出的焊丝经设置在电旋转滑环53、水气旋转滑环52和中心轴41内的送丝管57，再经焊枪送丝管38通到焊枪33的焊枪头。电旋转滑环53顶部设有接线端子55，相对静止的各种数据线、控制线54、导线和接线端子55引入的焊接电源线经过电旋转滑环53转换成旋转运动的各输出线，在变径法兰47空腔内的接头上连接、固定，经过中心轴41与焊枪转换盒40连接到焊枪33、摄像机66等旋转焊枪机构组件III的各用电设施。焊枪转换盒40外连接焊枪插头39，管线从焊枪插头39连通到焊枪33。焊枪转换盒40可以互换使用CO2气体保护焊接枪头、氩弧焊接枪头和等离子切割枪头。
[0037]所述的中心立柱组件IV(见图5所示)，包括中心立柱78、丝杆67、电滑环70和水滑环。中心立柱78上端内腔装配轴承座74，轴承座74上方装配变速齿轮箱75。变速齿轮箱75外安装悬臂梁升降数控电机73，变速齿轮箱75内安装与悬臂梁升降数控电机73装配的主动齿轮72，主动齿轮72和从动齿轮71啮合。在从动齿轮71下装配有丝杆67。在悬臂梁升降数控电机73的驱动下，丝杆67旋转带动悬臂梁14在中心立柱78上作垂直方向升降运动，用于调整悬臂梁14的高度。从中心立柱78外，沿中心立柱78上的安装孔向轴心方向装配有接近开关固定套77，安全限位及机械零接近开关76旋拧在接近开关固定套77内。接近开关固定套77通过向外旋动其内部的带内螺纹的锥体并外拉，接近开关固定套77在安装孔内扩展，与中心立柱78膨胀紧固，方便从中心立柱78外安装安全限位及机械零接近开关76，其作用确保悬臂梁14不会超出设定的运动范围。轴承座74装配有空心轴69，空心轴69由上至下依次装配电滑环70和水滑环68。水滑环68的进出管路分别与小车平台3内的水箱11及焊枪33连通，水箱11的冷却水由水栗12抽取经水滑环68输送到焊枪33，再经水滑环68回流到水箱11。
[0038]所述的电源线及气体管线旋转伸缩支架组件V(见图6所示)，包括支架立柱88、送线横杆外管85和连接在支架立柱88顶端与送线横杆外管85之间的旋转支座87;送线横杆外管85通过定位销86装配在旋转支座87上，送线横杆外管85内安装伸缩管82，伸缩管82可以根据送线长度自由伸缩。旋转支座87装配在支架立柱88上，支架立柱88的底板用膨胀螺栓与地面固定，旋转支座87根据送线偏转角度自由旋转。横杆外管85前部装配内伸缩管82，内伸缩管82中装配支撑定位滑轮83，支撑定位滑轮83确保内伸缩管82自由伸缩时，前部不与横杆外管85碰壁摩擦，内伸缩管82末端部装配四边定位轮架84，四边定位轮架84确保内伸缩管82后部，不与横杆外管85碰壁摩擦。滑轮80通过销钉81装配在内伸缩管82前端上，电源线及气体管线79经过滑轮80自由伸缩。横杆外管85斜向上有一角度装配，确保内伸缩管82在无外力拖拉时，靠自身重力缩回最短位置收线，有外力拖拉时，能顺畅延伸送线。电源线及气体管线79在旋转伸缩支架上，靠自身重力缩回最短位置收线，有外力拖拉时，能顺畅延伸送线，配合焊接作业。
[0039]本实用新型工作时，需要堆焊的工件依次定位排列固定在焊接平台上，焊接时，调节控制连续焊接的时间参数后，启动开始焊接操作按钮，8轴自动焊接机器人启动对阀门焊接面表面自动堆焊运行工作，第一个阀门堆焊完毕，焊接电源断电，焊接暂停;此时小车在轨道上作直线运动到预先设定的第二个需要堆焊的阀门对应的位置上，焊接自动启动，继续对第二个阀门焊接表面自动堆焊焊接工作，由此类推，在悬臂梁间歇旋转摆动的运行程序下，实现多阀门连续自动堆焊焊接生产。工人只需把需焊接的阀门放置在预定的位子上，对焊接完成的阀门从架上搬卸。
【主权项】
1.一种8轴自动焊接机器人，其特征在于:由小车平台组件、悬臂梁组件、旋转焊枪机构组件、中心立柱组件和电源线及气体管线旋转伸缩支架组件五部分组成;所述中心立柱组件竖立安装在所述的小车平台组件上，所述悬臂梁组件安装在所述中心立柱组件上，所述旋转焊枪机构组件安装在所述悬臂梁组件上，所述电源线及气体管线旋转伸缩支架组件固定在所述小车平台组件旁边； 小车平台组件包括轨道和轨道上的小车平台；悬臂梁组件包括依次连接成一体的焊机放置箱、中心立柱套筒和悬臂梁;旋转焊枪机构组件包括中心轴、依次位于中心轴上方外侧的中心轴座和龙门架、以及安装在中心轴底端的焊枪和摄像机；中心立柱组件包括中心立柱、安装在中心立柱内部上方的电滑环和水滑环、位于中心立柱外部的丝杆；电源线及气体管线旋转伸缩支架组件包括支架立柱、送线横杆外管和连接在支架立柱顶端与送线横杆外管之间的旋转支座； 自动焊接机器人包含8个数控电机:小车平台移动数控电机、悬臂梁升降数控电机、悬臂梁旋转数控电机、中心轴座移动数控电机、焊枪公转数控电机、焊枪自传数控电机、中心轴升降数控电机和线性滑轨滑块数控电机;小车平台移动数控电机使小车平台组件的小车平台在轨道上作直线运动;悬臂梁升降数控电机使悬臂梁在中心立柱作垂直升降运动；悬臂梁旋转数控电机使悬臂梁在中心立柱作旋转运动；中心轴座移动数控电机使中心轴座在悬臂梁上作水平直线运动;焊枪公转数控电机使中心轴带动焊枪和摄像机作公转运动；中心轴升降数控电机使中心轴带动焊枪和摄像机作垂直升降运动;线性滑轨滑块数控电机使焊枪及摄像机作水平直线运动及钟摆运动；焊枪自转数控电机使焊枪及摄像机作自传运动。2.根据权利要求1所述的自动焊接机器人，其特征在于:所述小车平台组件中，小车平台下安装有前轴行车轮和后轮，小车平台上安有小车平台扣板，小车平台中设置有小车平台移动数控电机、小车平台移动减速机、小车平台移动主动齿轮和小车前轴从动齿轮;小车平台移动数控电机的输出轴连接小车平台移动减速机，小车平台移动减速机带动小车平台移动主动齿轮转动，小车平台移动主动齿轮与小车前轴从动齿轮啮合，小车前轴从动齿轮联动前轴行车齿轮和前轴行车轮;前轴从动齿轮与小车平台移动主动齿轮之间装配有离合器;在小车平台内还装有水箱和水栗，水栗抽取水箱的冷却水，循环供冷却水冷却焊枪的焊枪头。3.根据权利要求1所述的自动焊接机器人，其特征在于:所述悬臂梁组件中，中心立柱套筒侧面上安有底板，底板上装配悬臂梁旋转数控电机、悬臂梁旋转减速机和悬臂梁旋转主动齿轮;悬臂梁旋转数控电机输出轴连接悬臂梁旋转减速机，悬臂梁旋转减速机带动悬臂梁旋转主动齿轮转动，悬臂梁旋转主动齿轮与装配在中心立柱的悬臂梁旋转从动齿轮啮合;底板上还装配相间120°分布的三个轴向悬臂梁旋转从动齿轮轴向限位轮架;悬臂梁上设置悬臂梁上的移动安全限位和机械零点接近开关;焊机放置箱中放置焊机，焊机放置箱两侧分别安装机器人控制箱和送丝机，送丝机通过送丝管把焊丝送到焊枪送丝管，再送到焊枪焊接;机器人控制箱装配数控系统、控制箱选择开关和摄像机显示器。4.根据权利要求1所述的自动焊接机器人，其特征在于:所述旋转焊枪机构组件中，中心轴安装在中心轴座中，中心轴座和上方的龙门架固定连接在一起，中心轴底端安装焊枪和摄像机;在龙门架内设置有与下方的中心轴依次串联装配的联轴器、变径法兰、水气旋转滑环和电旋转滑环;水气旋转滑环两侧有导向杆，两导向杆分别在龙门架的两立柱槽内上下滑动;龙门架上安装龙门架上的安全限位和机械零点接近开关;水气旋转滑环设有相对静止的进水/气管和旋转运动的出水/气管，出水/气管连接到焊枪；中心轴下方两侧分别安有焊枪转换盒及电器分线盒，用于连接电线和管线；中心轴底端垂直安装有线性滑轨，线性滑轨在位于中心轴轴线下方底端安装激光射点器;线性滑轨上装有焊枪连杆，焊枪连杆底端与焊枪旋转卡具连接，焊枪旋转卡具中卡紧焊枪;在焊枪旋转卡具侧面固定有摄像机连杆，摄像机安置在摄像机连杆上;在龙门架上安有焊枪公转数控电机，焊枪公转数控电机的焊枪主动齿轮与中心轴上设置的焊枪从动齿轮啮合;在中心轴座上安有中心轴座移动数控电机，中心轴座移动数控电机的主动齿轮与悬臂梁上的直齿条啮合;在中心轴座上还安有中心轴升降数控电机，中心轴升降数控电机的主动齿轮与中心轴套筒上的直齿条啮合;在焊枪连杆上安有焊枪自转数控电机，使焊枪及摄像机绕焊枪轴心作旋转运动;在线性滑轨顶端安有线性滑轨滑块数控电机，使焊枪及摄像机随线性滑轨作水平方向运动；中心轴座安装安全限位及机械零接近开关磁铁;机器人外部的送丝机送出的焊丝经设置在电旋转滑环、水气旋转滑环和中心轴内的送丝管，再经焊枪送丝管通到焊枪的焊枪头。5.根据权利要求1所述的自动焊接机器人，其特征在于:所述中心立柱组件IV中，中心立柱上端内腔装配轴承座，轴承座上方装配变速齿轮箱;变速齿轮箱外安装悬臂梁升降数控电机，变速齿轮箱内安装与悬臂梁升降数控电机装配的主动齿轮，主动齿轮和从动齿轮啮合;在从动齿轮下装配有丝杆;从中心立柱外，沿中心立柱上的安装孔向轴心方向装配有接近开关固定套，安全限位及机械零接近开关旋拧在接近开关固定套内；轴承座装配有空心轴，空心轴由上至下依次装配电滑环和水滑环；水滑环的进出管路分别与小车平台内的水箱及焊枪连通，水箱冷却水由水栗抽取经水滑环输送到焊枪，再经水滑环回流到水箱。6.根据权利要求1所述的自动焊接机器人，其特征在于:所述电源线及气体管线旋转伸缩支架组件中，送线横杆外管通过定位销装配在旋转支座上，送线横杆外管内安装伸缩管；旋转支座装配在支架立柱上，支架立柱的底板与地面固定，旋转支座根据送线偏转角度自由旋转;横杆外管前部装配内伸缩管，内伸缩管中装配支撑定位滑轮；内伸缩管末端部装配四边定位轮架;滑轮通过销钉装配在内伸缩管前端上，电源线及气体管线经过滑轮自由伸缩。7.根据权利要求4所述的自动焊接机器人，其特征在于:所述旋转焊枪机构组件中，龙门架的两立柱槽内安装牵引中心轴向上运动的助力拉簧，助力拉簧上端固定在龙门架的立柱上方，下端固定在水气旋转滑环两侧导向杆上。8.根据权利要求4所述的自动焊接机器人，其特征在于:所述旋转焊枪机构组件中，焊枪转换盒可以互换使用CO2气体保护焊接枪头、氩弧焊接枪头和等离子切割枪头。9.根据权利要求6所述的自动焊接机器人，其特征在于:所述电源线及气体管线旋转伸缩支架组件中，横杆外管斜向上有一角度。
【文档编号】B23K9/16GK205650933SQ201620365443
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2016年4月28日 公开号201620365443.5, CN 201620365443, CN 205650933 U, CN 205650933U, CN-U-205650933, CN201620365443, CN201620365443.5, CN205650933 U, CN205650933U
【发明人】卓世达
【申请人】北京航天美利达自动焊设备科技有限公司