一种钢结构打底智能焊接机器人的制作方法

1.本实用新型涉及机器人焊接技术领域，特别涉及一种钢结构打底智能焊接机器人。


背景技术：

2.以u形肋板单元为例，它由桥面板和焊接在桥面板上的多个u形肋组成，长期以来，u形肋板单元的制造方式是人工辅助以简单工装进进行组装焊接，这种生产方式存在的问题是u形肋间距精度差，u形肋间平行度差，不能保证与面板密贴。同时传统焊接存在生产效率低、劳动强度大、危险性高、人工成本高，生产质量难以保证的问题。并且暴露式除锈垢方式造成锈尘弥漫，使工作环境恶劣等诸多问题。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种钢结构打底智能焊接机器人，该机器人操作简单，能使工作质量和工作效率得到显著提高。
4.为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
5.一种钢结构打底智能焊接机器人，包括纵向轨道、焊接工作台、智能焊接机器人、焊枪、纵向行走驱动总成、行走轴、龙门架、悬臂、定位压紧装置及打磨装置，其中焊接工作台的两侧设有纵向轨道，龙门架横跨于焊接工作台两侧且底部通过行走轴与纵向轨道滑动连接；纵向行走驱动总成设置于纵向轨道和行走轴之间，用于驱动龙门架行走；悬臂的一端与龙门架的横梁可沿横向滑动地连接，另一端与智能焊接机器人连接，焊枪连接在智能焊接机器人的执行末端；定位压紧装置和打磨装置分别设置于龙门架的前后侧，且均可沿横向移动。
6.所述龙门架的横梁顶部设有悬臂横向导轨和悬臂横向驱动机构，其中悬臂横向驱动机构包括悬臂齿条、悬臂横向驱动电机及悬臂横向驱动齿轮，其中悬臂齿条与悬臂横向导轨平行设置，悬臂横向驱动电机设置于悬臂上，悬臂横向驱动齿轮设置于悬臂横向驱动电机的输出端且与悬臂齿条啮合。
7.所述龙门架的横梁的前侧设有定位压紧装置横向调节导轨所述定位压紧装置与定位压紧装置横向调节导轨滑动连接；
8.所述定位压紧装置包括手动带自锁横向调节轮、升降板、仿形定位轮组件、升降板滑轨、定位压紧装置滑轮、定位压紧装置齿条、定位压紧装置齿轮、液压高度伺服定位恒力缸及定位压紧装置支架，其中定位压紧装置支架通过定位压紧装置滑轮与定位压紧装置横向调节导轨滑动连接，定位压紧装置齿条与定位压紧装置横向调节导轨平行设置；手动带自锁横向调节轮可转动地设置于定位压紧装置支架上，且与定位压紧装置齿轮连接，定位压紧装置齿轮与定位压紧装置齿条啮合；
9.升降板滑轨设置于定位压紧装置支架上，升降板与升降板滑轨滑动连接；液压高度伺服定位恒力缸设置于定位压紧装置支架上，且液压缸活动端与升降板连接；仿形定位
轮组件设置于升降板上，用于工件的定位压紧。
10.所述仿形定位轮组件包括定位轮支架及设置于定位轮支架上的左侧仿形定位轮、上侧仿形定位轮及右侧仿形定位轮，其中定位轮支架与所述升降板连接；上侧仿形定位轮的轴线沿水平方设置，左侧仿形定位轮和右侧仿形定位轮分别设置于上侧仿形定位轮的两侧且轴线沿竖直方向设置。
11.所述定位压紧装置还包括手动自锁夹紧机构和手动轮，所述手动自锁夹紧机构设置于所述定位压紧装置支架内，且一端与手动轮连接，通过手动轮驱动手动自锁夹紧机构抱紧定位压紧装置横向调节导轨。
12.所述龙门架的横梁后侧设有打磨横移导轨，多个所述打磨装置与打磨横移导轨滑动连接；
13.所述打磨装置包括打磨装置支架、打磨装置横移驱动机构、打磨装置升降导轨、打磨轮、打磨轮升降支架、打磨装置滑轮、液压高度浮动恒力缸及打磨旋转驱动机构，其中打磨装置支架通过打磨装置滑轮与打磨横移导轨滑动连接；打磨装置横移驱动机构用于驱动打磨装置支架移动；
14.打磨装置升降导轨设置于打磨装置支架上，打磨轮升降支架与打磨装置升降导轨滑动连接，液压高度浮动恒力缸设置于打磨装置支架上且输出端与打磨轮升降支架连接；
15.打磨旋转驱动机构设置于打磨轮升降支架上，且输出端与打磨轮连接。
16.所述打磨装置横移驱动机构包括打磨手轮、打磨装置齿轮及打磨装置齿条，其中打磨装置齿条设置于所述龙门架上且与所述打磨横移导轨平行设置；打磨装置齿轮可转动地设置于打磨装置支架上且与打磨装置齿条啮合，打磨手轮与打磨装置齿轮连接。
17.所述打磨旋转驱动机构包括打磨装置电机和皮带传动机构，打磨装置电机的输出端通过皮带传动机构与打磨轮连接。
18.所述焊接工作台的端部安横向设有导向t型槽平台，导向t型槽平台上沿横向设有两个导向t型槽，两个导向t型槽内分别设有压块和挡块，压块上设有压块t型槽定位杆，挡块上设有挡块t型槽定位杆。
19.一所述行走轴的外侧设有移栽平台，移栽平台上设有控制系统；
20.所述龙门架的横梁顶部外侧边缘设有围栏，围栏的内侧设有液压系统和焊机。
21.本实用新型的优点及有益效果是：
22.本实用新型完成自动打磨工作，并实现工件的定位、压紧、点固，同一套系统适用于多种工件型式，能够较好的兼容同类工件不同尺寸的变化。
附图说明
23.图1为本实用新型一种钢结构打底智能焊接机器人的等轴测视图；
24.图2为图1的局部视图；
25.图3为图2中ⅱ处的放大图；
26.图4为图1中i处的放大图；
27.图5为本实用新型一种钢结构打底智能焊接机器人的另一轴测图；
28.图6为图5中ⅲ处的放大图。
29.图中：1为纵向轨道，2为焊接工作台，3为送丝机，4为悬臂横梁，5为线缆支架，6为
悬臂立柱，7为清枪器，8为智能焊接机器人，9为焊枪，10为纵向行走驱动总成，11为行走轴，12为龙门架，13为龙门连接架，14为围栏，15为送丝盘，16为拖链，17为液压系统，18为焊机，19为第二工件，20为第一工件，21为压块，22为挡块t型槽定位杆，23为挡块，24为导向t型槽，25为压紧调平机构，26为轨道底座，27为纵向齿条，28为定位压紧装置，29为导向t型槽平台，30为压块t型槽定位杆，31为手动自锁夹紧机构，32为手动轮，33为手动带自锁横向调节轮，34为升降板，35为定位轮支架，36为左侧仿形定位轮，37为上侧仿形定位轮，38为右侧仿形定位轮，39为升降板滑轨，40为液压缸活动端，41为定位压紧装置滑轮，42为定位压紧装置横向调节导轨，43为定位压紧装置齿条，44为挡板，45为定位压紧装置齿轮，46为液压高度伺服定位恒力缸，47为定位压紧装置支架，48为悬臂横向导轨，49为悬臂齿条，50为悬臂横移挡块，51为打磨装置，52为电气控制柜，53为移栽平台，54为梯子，55为示教盒，56为机器人控制柜，57为控制上柜，58为打磨手轮，59为打磨装置支架，60为打磨装置电机，61为打磨装置升降导轨，62为打磨轮，63为打磨装置滑轮，64为液压高度浮动恒力缸，65为打磨装置齿条，66为打磨横移导轨。
具体实施方式
30.为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细描述。
31.如图1-2、图5所示，本实用新型提供的一种钢结构打底智能焊接机器人，包括纵向轨道1、焊接工作台2、智能焊接机器人8、焊枪9、纵向行走驱动总成5、行走轴11、龙门架12、悬臂、定位压紧装置28及打磨装置51，其中焊接工作台2的两侧设有纵向轨道1，龙门架12横跨于焊接工作台2两侧且底部通过行走轴11与纵向轨道1滑动连接；纵向行走驱动总成5设置于纵向轨道1和行走轴11之间，用于驱动龙门架12行走；悬臂的一端与龙门架12的横梁可沿横向滑动地连接，另一端与智能焊接机器人8连接，焊枪9连接在智能焊接机器人8的执行末端；定位压紧装置28和打磨装置51分别设置于龙门架12的前后侧，且均可沿横向移动。
32.如图4所示，本实用新型的实施例中，焊接工作台2的端部安横向设有导向t型槽平台29，导向t型槽平台29上沿横向设有两个导向t型槽24，两个导向t型槽24内分别设有压块21和挡块23，压块21上设有压块t型槽定位杆30，挡块23上设有挡块t型槽定位杆22。
33.纵向轨道1的底部设有轨道底座26，纵向行走驱动总成5为齿轮齿条机构，其中齿条27固接在轨道底座26的顶面，齿条27位于纵向轨道1的外侧，轨道底座26的顶面外侧安装有压紧调平机构25。第一工件20放置在导向t型槽平台29的顶面，第二工件19放置在第一工件20的顶面，挡块23和压块21均用于第一工件20的限位和压紧。
34.如图5所示，本实用新型的实施例中，一行走轴11的外侧设有移栽平台53，移栽平台53上设有控制系统；龙门架12的横梁顶部外侧边缘设有围栏14，围栏14的内侧设有液压系统17和焊机18，梯子54固接在龙门架12的一个侧面。拖链16放置在龙门架12顶面的拖链导向槽内。
35.本实用新型的实施例中，龙门架12的横梁顶部设有悬臂横向导轨48和悬臂横向驱动机构，其中悬臂横向驱动机构包括悬臂齿条49、悬臂横向驱动电机及悬臂横向驱动齿轮，其中悬臂齿条49与悬臂横向导轨48平行设置，悬臂横向驱动电机设置于悬臂上，悬臂横向驱动齿轮设置于悬臂横向驱动电机的输出端且与悬臂齿条49啮合。悬臂横向驱动电机驱动
悬臂横向驱动齿轮转动，从而带动悬臂沿悬臂横向导轨48移动，悬臂齿条49的首端侧和尾端侧分别固接一个悬臂横移挡块50。
36.如图2所示，本实用新型的实施例中，悬臂为l型结构，包括垂直连接的悬臂横梁4和悬臂立柱6，悬臂横梁4与悬臂横向导轨48滑动连接，悬臂立柱6的下端与智能焊接机器人8连接，悬臂立柱6上设有位于智能焊接机器人8上方的清枪器7。悬臂横梁4的顶部设有送丝机3和送丝盘15，线缆支架5固接在悬臂横梁4的外侧，拖链16的一端固接在悬臂横梁4尾部。
37.如图2所示，龙门架12的横梁前侧设有定位压紧装置横向调节导轨42定位压紧装置28与定位压紧装置横向调节导轨42滑动连接。如图3所示，定位压紧装置28包括手动带自锁横向调节轮33、升降板34、仿形定位轮组件、升降板滑轨39、定位压紧装置滑轮41、定位压紧装置齿条43、定位压紧装置齿轮45、液压高度伺服定位恒力缸46及定位压紧装置支架47，其中定位压紧装置支架47通过定位压紧装置滑轮41与定位压紧装置横向调节导轨42滑动连接，定位压紧装置齿条43与定位压紧装置横向调节导轨42平行设置；手动带自锁横向调节轮33可转动地设置于定位压紧装置支架47上，且与定位压紧装置齿轮45连接，定位压紧装置齿轮45与定位压紧装置齿条43啮合；手动带自锁横向调节轮33可驱动定位压紧装置齿轮45转动，从而带动定位压紧装置支架47沿定位压紧装置横向调节导轨42移动。升降板滑轨39设置于定位压紧装置支架47上，升降板34与升降板滑轨39滑动连接；液压高度伺服定位恒力缸46设置于定位压紧装置支架47上，且液压缸活动端40与升降板34连接；仿形定位轮组件设置于升降板34上，用于工件的定位压紧。液压高度伺服定位恒力缸46驱动升降板34进行升降动作，从而调节仿形定位轮组件的高度。
38.具体地，手动带自锁横向调节机构33安装在定位压紧装置支架47的正面，定位压紧装置滑轮41安装在定位压紧装置支架47的背面。定位压紧装置滑轮41与定位压紧装置支架47构成旋转副，定位压紧装置滑轮41与定位压紧装置导轨42的外侧相切，挡板44固接在定位压紧装置支架47的外侧。
39.本实用新型的实施例中，仿形定位轮组件包括定位轮支架35及设置于定位轮支架35上的左侧仿形定位轮36、上侧仿形定位轮37及右侧仿形定位轮38，其中定位轮支架35与升降板34连接；上侧仿形定位轮37的轴线沿水平方设置，左侧仿形定位轮36和右侧仿形定位轮38分别设置于上侧仿形定位轮37的两侧且轴线沿竖直方向设置。
40.进一步地，定位压紧装置28还包括手动自锁夹紧机构31和手动轮32,手动自锁夹紧机构31安装在定位压紧装置支架47内，手动自锁夹紧机构31的一端安装有手动轮32，手动自锁夹紧机构31的另一端为夹手结构，通过手动轮32驱动夹手结构张开或闭合，使夹手结构对定位压紧装置横向调节导轨42进行释放或抱紧。
41.如图5所示，本实用新型的实施例中，龙门架12的横梁后侧设有打磨横移导轨66，多个打磨装置51与打磨横移导轨66滑动连接。如图6所示，打磨装置51包括打磨装置支架59、打磨装置横移驱动机构、打磨装置升降导轨61、打磨轮62、打磨轮升降支架、打磨装置滑轮63、液压高度浮动恒力缸64及打磨旋转驱动机构，其中打磨装置支架59通过打磨装置滑轮63与打磨横移导轨66滑动连接；打磨装置横移驱动机构用于驱动打磨装置支架59移动。打磨装置升降导轨61设置于打磨装置支架59上，打磨轮升降支架与打磨装置升降导轨61滑动连接，液压高度浮动恒力缸64设置于打磨装置支架59上且输出端与打磨轮升降支架连接。液压高度浮动恒力缸64驱动打磨轮升降支架沿打磨装置升降导轨61进行升降，从而调
整打磨轮62的高度。打磨旋转驱动机构设置于打磨轮升降支架上，且输出端与打磨轮62连接。
42.如图5所示，本实用新型的实施例中，打磨装置横移驱动机构包括打磨手轮58、打磨装置齿轮及打磨装置齿条65，其中打磨装置齿条65设置于龙门架12上且与打磨横移导轨66平行设置；打磨装置齿轮可转动地设置于打磨装置支架59上且与打磨装置齿条65啮合，打磨手轮58与打磨装置齿轮连接。通过打磨手轮58驱动打磨装置齿轮转动，从而带动打磨装置支架59沿打磨横移导轨66移动。
43.具体地，打磨手轮58安装在打磨装置支架59的正面，打磨装置滑轮63安装在打磨装置支架59的背面。打磨旋转驱动机构包括打磨装置电机60和皮带传动机构，打磨装置电机60的输出端通过皮带传动机构与打磨轮62连接，打磨装置电机60通过皮带传动机构传动使打磨轮62转动。
44.本实用新型的实施例中，控制系统包括电气控制柜52、示教盒55、机器人控制柜56及控制上柜57，其中电气控制柜52和机器人控制柜56的底面固接在移栽平台53的顶面，控制上柜57的底面固接在机器人控制柜56的顶面，示教盒55放置在机器人控制柜56外侧的示教盒支架上。龙门架12固接在两个行走轴11上，龙门连接架13固接在龙门架12两端的两个立柱之间。
45.本实用新型中，龙门架12上设有两组悬臂,每个悬臂上的智能焊接机器人8可以进行八轴耦合运动，可在工件的两侧同时进行焊接。
46.本实用新型的工作流程如下；
47.第1步：打磨装置1升起至安全位，定位压紧装置升起至安全位，智能焊接机器人8进行八轴耦合运动至纵向轨道1端头的home位。
48.第2步：调整导向t型槽平台29上的挡块23位置，挡块t型槽定位杆22锁紧，将第一工件20放置在焊接工作台2上，第一工件20的边缘对齐挡块23，调整导向t型槽平台29上的压块21位置，压块t型槽定位杆30锁紧，用压块21压紧固定第一工件20。
49.第3步：调整打磨装置51的位置和间距并锁紧。
50.第4步：所有操作人员退出机器人工作区域，确认机器人工作区域没有人后，龙门架12移动到打磨起始位，液压高度浮动恒力缸64驱动打磨装置51保持恒力向下压开始打磨。
51.第5步：第一工件20的一侧焊道完成打磨后，固定整组打磨装置的整体横向移动机构由电机驱动整体移动，移动位移与第二工件19两条焊道距离相对应；开始第二条焊道的打磨，此时龙门架12从端头定位侧向home位方向移动，直至完成第二条焊道打磨工作完成。
52.第6步：打磨完成后，打磨装置51升起至安全位，龙门架12回到home位。将第二工件19放置在第一工件20上。
53.第7步：调整定位压紧装置28的位置并锁紧。
54.第8步：所有操作人员退出机器人工作区域，确认机器人工作区域没有人后，按智能焊接机器人8启动按钮。
55.第9步：龙门架12移动到机器人智能焊接位置，液压高度伺服定位恒力缸46驱动定位压紧装置28下压，对第二工件19进行定位压紧。
56.第10步：智能焊接机器人8进行八轴耦合运动，进行智能焊接(两个智能焊接机器
人同时进行智能焊接作业)，第一个组焊点焊接完成。
57.第11步：龙门架12移动到下一个机器人智能焊接位置，重复第10步，直到完成当前定位压紧装置位置的组焊点固的焊接，定位压紧装置28升起。
58.第12步：若有组焊点位需要调整定位压紧装置位置，重复第7步-第11步，直至完成第二工件19与第一工件20所有组焊点固的焊接。
59.第13步：智能焊接完成，打磨装置51升起至安全位，定位压紧装置28升起至安全位，智能焊接机器人8进行八轴耦合运动至轨道1端头的home位。
60.本实用新型完成自动打磨工作，并实现工件的定位、压紧、点固，同一套系统适用于多种工件型式，能够较好的兼容同类工件不同尺寸的变化。
61.以上所述仅为本实用新型的实施方式，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进、扩展等，均包含在本实用新型的保护范围内。