一种大型钢构件焊接机器人的制作方法

本实用新型涉及焊接设备领域，具体涉及一种大型钢构件焊接机器人。

背景技术：

焊接设备是指实现焊接工艺所需要的装备。焊接技术具有应用范围广、效率高、损耗小的优点，已广泛应用于对板件进行焊接，然而，目前激光焊接设备主要采用半自动化机器，即工人通过目视和手工进行操作，该操作难度系数较高，很难实现全自动化精准定位及自动焊接加工，尤其是在需要在构件的底部进行焊接时，仰视工作更难以保证定位的精准度，于是需要一种焊接机器人代替人工进行定位焊接。

现有技术中，焊接机器人的研究较为缓慢，其主要工作模式即通过电机带动滚轮行驶，顶部固定设置有焊接头对焊接构件进行焊接，然而其中存在一定的缺点：在顶端所需要焊接的构件表面为弧面时，其弧度沿焊接方向产生一定的变化，焊接头无法调节与焊缝之间的距离，即无法实现均匀焊接，所焊接出的构件不稳定。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种可以实现焊接头升降的大型钢构件焊接机器人。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

一种大型钢构件焊接机器人，包括主体、定位装置、压力传感器、焊接头和液压装置，所述主体由壳体和底座组成，二者一体连接，呈中空的矩形壳状；所述定位装置包括升降杆、限位板、弹簧、两组立板和转轮，所述升降杆贯穿所述壳体的上表面竖直升降设置；所述限位板水平设置在升降杆的顶端和底端的端面上；所述弹簧设置在位于升降杆的顶端的限位板和壳体的上表面之间，且弹簧保持收紧状态；两组所述立板分别竖直设置在位于升降杆的顶端的限位板的两侧；所述转轮转动设置在两组立板之间，其转动方向与机器人的运动方向相同；所述压力传感器固定设置在壳体的上表面；所述焊接头贯穿壳体的上表面竖直升降设置；所述液压装置设置在焊接头的下方，包括液压缸和液压杆，所述液压缸固定设置在所述底座的内壁上，其控制系统与压力传感器连通，所述液压杆与液压缸的动力输出端连通，且液压杆支撑着位于升降杆底端的限位板上。

通过采用上述技术方案，在对弧形钢构件进行焊接时，升降杆的顶端顶在弧形钢构件的外壁上，转轮随着主体向前滚动，随着弧形钢构件的弧度变化，升降杆进行相应的升降，升降杆上设置的弹簧收紧情况不同，所产生在压力传感器上的压力亦不相同，压力传感器控制液压装置对焊接头做升降，使焊接头与弧形钢构件的焊缝保持同样的距离，解决了现有技术中的问题，使焊接出的焊缝均匀，更加稳固。

作为优选，所述液压装置的外侧设置有限位座，所述限位座呈圆筒状竖直设置，且限位座上设置有通孔，液压装置设置在所述通孔内。

通过采用上述技术方案，限位座对液压装置做限位处理，避免液压装置的支撑方向偏移导致焊接头偏移损伤钢构件的情况发生。

作为优选，所述通孔的内壁上设置有竖直贯穿所述限位座的“T”型的限位滑道；所述焊接头的底部侧面上设置有“T”型的限位滑块，所述限位滑块和所述限位滑道相互匹配。

通过采用上述技术方案，对焊接头做限位处理，避免焊接头在做竖直方向上的位移时产生偏移，导致损伤钢构件的情况发生。

作为优选，所述限位滑块和所述限位滑道均设置有四组；四组所述限位滑块沿所述焊接头的底部侧面沿其截面圆均匀排布；四组所述限位滑道沿所述通孔的截面圆均匀排布。

通过采用上述技术方案，设置四组限位滑块和限位滑道，从四个角度对焊接头做限位，使焊接头的竖直升降更加稳定。

作为优选，所述底座的底面上的四个角上设置有滚轮，且前后分别设置两组并连通。

作为优选，其中一组所述滚轮与电机的动力输出端传动连接。

通过采用上述技术方案，该装置可通过电机传动两组滚轮，使其成为主动轮，并带动从动轮转动，使装置自动化前行。

作为优选，所述滚轮底部设置有多段轨道，相邻的所述轨道可拆卸连接。

通过采用上述技术方案，轨道对滚轮起到限位作用，将轨道设置在焊缝下方，避免焊接头焊接错位。

作为优选，所述轨道的两端设置分别有卡接扣和卡接环，且相邻的轨道之间通过相互匹配的所述卡接扣和所述卡接环卡接。

通过采用上述技术方案，通过卡接扣和卡接环将轨道分为多组，使其可以更加方便的组装和拆卸。

综上所述，本实用新型具有如下有益效果：

(1)通过设置定位装置和压力传感器，压力传感器处理定位装置上随着钢构件弧面变化而产生的力的变化，进而控制焊接头的升降，解决了现有技术中存在的问题，使焊接出的钢构件焊缝均匀，更加稳固。

(2)通过设置限位滑块和限位滑道，使焊接头可严格进行竖直方向上的升降，不会产生偏移，避免焊接头偏移，提高了装置的精度。

(3)通过设置可拆卸的多组轨道，其轨道可更加方便快捷的进行拆卸和组装，提高了装置的组装效率。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为升降杆的结构示意图；

图3为本实用新型的另一角度的结构示意图；

图4为焊接头的结构示意图；

图5为轨道的结构示意图。

附图标记：1、主体；11、壳体；12、底座；121、滚轮；2、轨道；21、卡接扣；22、卡接环；3、升降杆；31、限位板；32、弹簧；33、立板；34、转轮；4、压力传感器；5、焊接头；51、限位滑块；52、液压缸；53、液压杆；54、限位座；541、通孔；542、限位滑道；6、钢构件。

具体实施方式

一种大型钢构件焊接机器人，如图1所示，包括轨道2、主体1、焊接头5和定位装置。轨道2设置有多组，且两两可拆卸连接在一起排布在地面上，其排布方向与其上方两组表面为弧形的钢构件6的焊缝的焊接方向相同。主体1由壳体11和底座12组成，具体为内部中空的矩形壳，且在底座12的底面的四个角上设置有滚轮121，且滚轮121匹配滑动设置在轨道2的内凹面上。焊接头5竖直可升降设置在壳体11的上表面上，其焊接方向朝向正上方。定位装置如图2所示，包括升降杆3、限位板31、弹簧32、两组立板33和转轮34；升降杆3贯穿壳体11的上表面竖直升降设置；限位板31水平设置在升降杆3的顶端和底端的端面上；弹簧32设置在位于升降杆3的顶端的限位板31和壳体11的上表面之间，且弹簧32保持收紧状态；两组立板33分别竖直设置在位于升降杆3的顶端的限位板31的两侧；转轮34转动设置在两组立板33之间，其转动方向为其上方两组表面为弧形的钢构件6的焊缝的焊接方向。该定位装置可通过转轮34在钢构件6上的滑动，其升降杆3部分升降压迫弹簧32，使弹簧32的收紧状态发生变化，进而壳体11的上表面受力发生变化；在壳体11的上表面设置有压力传感器4，通过压力传感器4接受力的变化并处理该信号，压力传感器4与焊接头5的控制系统连接，使焊接头5做出相应的升降来保持焊接头5和钢构件6的焊缝之间的间距。

如图3和图4所示，在焊接头5的底部设置有液压装置，液压装置包括液压缸52和液压杆53，液压缸52固定设置在壳体11的底面内壁上，液压杆53与液压缸52的动力输出端传动连接，且液压杆53支撑着焊接头5做升降运动。在液压装置的外侧设置有限位座54，该限位座54具体为圆柱形筒体固定设置在壳体11的内壁上，且限位座54上设置有竖直贯穿主体的通孔541，液压装置设置在通孔541内，即通孔541的内壁对液压装置起到限位作用。焊接头5主体呈圆柱状，其喷射口位置呈圆锥状；且焊接头5的尾部外壁上等距排布有四组“T”型的限位滑块51，且四组限位滑块51沿其截面圆的边侧方向均匀排布；在通孔541的内壁上沿同样的排布方向设置有四组限位滑道542，该限位滑道542的截面亦为“T”型且竖直贯穿限位座54，限位滑块51和限位滑道542相互匹配，即限位滑块51卡接在限位滑道542内部做竖直方向的升降。其中一组滚轮121的外侧设置有电机，即该机器人的移动通过电机传动进行自动化运动，节约了人力。

如图5所示，轨道2的两端设置分别有卡接扣21和卡接环22，且相邻的轨道2之间通过相互匹配的卡接扣21和卡接环22卡接。通过卡接扣21和卡接环22将轨道2分为多组，使其可以更加方便的组装和拆卸，提高了装置的组装效率。

在本实用新型的使用过程中，观察钢构件6的焊缝方向，将多组轨道2沿该方向设置在钢构件6下方的底面上，并将滚轮121设置在轨道2上，此时升降杆3顶在钢构件6上，其顶端的转轮34与两组钢构件6之间的焊缝接触，弹簧32处于收紧状态。此时开启滚轮121上的电机，使本装置沿轨道2前行，弹簧32随着钢构件6的弧面弧形变化而发生状态的变化，压力传感器4接收到此变化并处理该信号，液压装置的控制系统由压力传感器4传出的信号控制，且液压装置对焊接头5的升降做出相应的处理，使焊接头5的顶端与两组钢构件6之间的焊缝保持一定的间距。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。