一种智能焊接机器人及工序的制作方法

本发明涉及焊接技术领域，特别涉及一种智能焊接机器人及工序。

背景技术：

在小区附近经常需要安装一些运动器材，如单杠、双杠，而且生产量巨大，工人师傅在焊接的过程中，通常需要工人将两个竖杆安装在到横杆的合适位置，再由人工焊接，由于人的焊接技术的高低容易造成横杆与竖杆间连接的不稳定，存在安全隐患，焊接过程需要过高的温度，也容易造成人员伤亡，因此急需一种可以焊接单杠的机器。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供了一种智能焊接机器人及工序，通过将焊接单杠所需要的横杆放置在车身部分的第二支撑杆上，竖杆放置在车身部分的圆筒中，使机器可以放置多套单双杠的材料，在焊接的时候可以一次性焊接多个，提高了工作效率。

本发明所使用的技术方案是：一种智能焊接机器人，包括车身部分、盛装部分、拾取部分、固定支撑部分、焊接部分，车身部分包括第一滑块、第一步进电机、第一齿轮、第一液压缸、第一燕尾槽，第一支撑板、第二齿轮、第二滑块、第一齿条、第二齿条、第一支撑杆、第二支撑杆、圆筒、第二支撑板、第三滑块、第三齿轮、第二燕尾槽、第一滑杆、第三燕尾槽、第三齿条、车身部分底板；焊接部分包括环形齿条、第四燕尾槽、第四滑块、第四齿轮、第五齿轮、第二步进电机、第一定位块、第三支撑板、第二液压缸、第一旋转轴、第三液压缸、第二旋转轴、第二定位块、第一支座、第三步进电机、第三定位块、第二支座、第四步进电机、焊枪；横杆拾取部分包括第四液压缸、第三支撑杆、第一收集爪、第四定位块、第五滑块、第六齿轮、第二滑杆、第四支撑板、第五齿条；竖杆拾取部分包括第五支撑板、第五燕尾槽、第四齿条、第七齿轮、第五步进电机、第六滑块、第五液压缸、第六支撑板、第六液压缸、第二收集爪、第七支撑板；所述的固定支撑部分包括第八支撑板、第七液压缸、液压缸挡板、第八齿轮、第九支撑板、第四支撑杆、第六定位块、第五定位块、第九齿轮；其特征在于：焊接部分的第一定位块固定安装在车身部分的第二滑块上，横杆拾取部分的第四支撑板固定安装在车身部分的第二支撑板上，竖杆拾取部分的第五支撑板固定安装在车身部分的第三滑块上，固定支撑部分的第六定位块与车身部分的第一液压缸的伸缩杆固定相连。

进一步地，将第二支撑板固定安装在车身部分底板上，第一支撑板固定安装在第二支撑板的侧面，第一支撑杆固定安装在第一支撑板的上面，第一滑杆与第一支撑杆的顶端固定相连，第一齿条、第二齿条安装在第一滑杆上，第二滑块滑动安装在第一滑杆下面的第三燕尾槽中，滑块上安装步进电机，电机轴与第二齿轮固定相连；第二齿轮与第一齿条相互啮合，第三滑块滑动安装在第一滑杆上面的第二燕尾槽中，第三滑块上安装步进电机，电机轴与第三齿轮固定相连，第三齿轮与第二齿条相互啮合；第三齿条安装在第二支撑板上，第一滑块滑动安装在第一燕尾槽中，滑块上安装步进电机，使电机轴与第一齿轮固定相连，第一齿轮与第三齿条相互啮合，第一液压缸的缸体底部固定安装在第一滑块上；圆筒安装在车身部分底板的两端，第二支撑杆安装在车身部分底板上。

进一步地，焊接部分包括环形齿条、第四燕尾槽、第四滑块、第四齿轮、第五齿轮、第二步进电机、第一定位块、第三支撑板、第二液压缸、第一旋转轴、第三液压缸、第二旋转轴、第二定位块、第一支座、第三步进电机、第三定位块、第二支座、第四步进电机、焊枪，第三支撑板固定安装在第一定位块上，第四滑块滑动安装在第三支撑板上的第四燕尾槽中，环形齿条转动安装在第三支撑板上的凹槽里；将第二步进电机安装在第一定位块上，使电机轴与第五齿轮固定相连，第五齿轮与环形齿条相互啮合；第四滑块上安装步进电机，电机轴与第四齿轮固定相连，第四齿轮与环形齿条相互啮合；第二定位块固定安装在第四滑块上，第二液压缸的缸体底部固定安装在第二定位块上，其伸缩杆与第一支座固定相连，第一旋转轴旋转安装在第一支座的圆形孔洞中，第三步进电机安装在第一支座一端，使电机轴与第一旋转轴固定相连，第三定位块固定安装在第一旋转轴上，第三液压缸的缸体底部固定安装在第三定位块上，液压缸的伸缩杆与第二支座固定相连，第二旋转轴旋转安装在第二支座的圆形孔洞中，第四步进电机安装在第二支座的一端，使电机轴与第二旋转轴固定相连，焊枪固定安装在第二旋转轴上。

进一步地，第二滑杆和第五齿条安装在第四支撑板上，第五滑块滑动安装在第二滑杆的燕尾槽中；第五滑块上安装步进电机，步进电机的电机轴与第六齿轮固定相连，第六齿轮与第五齿条相互啮合；第四液压缸的缸体底部固定安装在第五滑块上，第四液压缸的伸缩杆与第四定位块固定相连，第三支撑杆安装在第四定位块上，第一收集爪固定安装在第三支撑杆上。

进一步地，第四齿条安装在第五支撑板上，第六滑块滑动安装在第五支撑板上的第五燕尾槽中，第六滑块上安装第五步进电机，第五步进电机电机轴与第七齿轮固定相连，第七齿轮与第四齿条相互啮合；第五液压缸的缸体底部固定安装在第六滑块上，液压缸的伸缩杆与第六支撑板固定相连，第七支撑板安装在第六支撑板上，第六液压缸的缸体底部固定安装在第六支撑板上，其伸缩杆与第二收集爪固定相连。

进一步地，第四支撑杆固定安装在第六定位块上，第九支撑板固定安装在第四支撑杆上，第九支撑杆上设有旋转轴，第八齿轮旋转安装在旋转轴上，第五定位块固定安装在第九支撑板的边缘上；第五定位块上安装步进电机，使电机轴与第九齿轮固定相连，第九齿轮与第八齿轮相互啮合，液压缸挡板固定安装在第八齿轮上，第七液压缸的缸体底部安装在液压缸挡板上，液压缸的伸缩杆与第八支撑板固定相连。

进一步地，所述的智能焊接机器人的焊接的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）安装坯料：将需要焊接的横杆和竖杆分别放到车身部分的第二支撑杆上和圆筒里；

（2）钢管拼接：横杆拾取部分的步进电机开始运转，使横杆拾取部分到达横杆的位置，第四液压缸伸长带动第一收集爪将横杆拾起，运送到固定支撑部分中间，第七液压缸开始工作带动第八支撑板将横杆固定，步进电机开始带动第九齿轮运转，使横杆转动到合适的焊接位置，车身部分的步进电机开始运转带动第三滑块使竖杆拾取部分到达竖杆的位置，通过第五步进电机和第五液压缸带动第二收集爪到达竖杆位置，通过第六液压缸伸长带动第二收集爪将竖杆放到合适的位置；

（3）焊接：车身部分的步进电机带动第二齿轮运转，第二液压缸、第三液压缸、第三步进电机和第四步进电机开始工作，使焊接部分到达合适的焊接位置，第二步进电机和第四滑块上的电机开始运转，使焊枪对接触部分进行环向焊接。

本发明的有益效果：

1.通过将焊接单杠所需要的横杆放置在车身部分的第二支撑杆上，竖杆放置在车身部分的圆筒中，使机器可以放置多套单双杠的材料，在焊接的时候可以一次性焊接多个，提高了工作效率。

2.通过车身部分的步进电机带动第二齿轮运转，第二液压缸、第三液压缸开始工作，使焊接部分到达合适的焊接位置，第二步进电机开始运转，使焊枪对单杠进行环向焊接来完成焊接，通过环向焊接使焊接更结实更全面，提高了焊质量。

3.通过自动化取料焊接，使机器实现了全自动化工作，提高了工作效率，节约了时间，节省了人工，降低了成本。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的车身部分的结构示意图。

图3、图4为本发明的焊接部分的结构示意图。

图5为本发明的横杆拾取部分的结构示意图。

图6为本发明的竖杆拾取部分的结构示意图。

图7为本发明的固定支撑部分的结构示意图。

附图标号：1-车身部分、2-焊接部分、3-横杆拾取部分、4-竖杆拾取部分、5-固定支撑部分、101-第一滑块、102-第一步进电机、103-第一齿轮、104-第一液压缸、105-第一燕尾槽，106-第一支撑板、107-第二齿轮、108-第二滑块、109-第一齿条、110-第二齿条、111-第一支撑杆、112-第二支撑杆、113-圆筒、114-第二支撑板、115-第三滑块、116-第三齿轮、117-第二燕尾槽、118-第一滑杆、119-第三燕尾槽、120-第三齿条、121-车身部分底板、201-环形齿条、202-第四燕尾槽、203-第四滑块、204-第四齿轮、205-第五齿轮、206-第二步进电机、207-第一定位块、208-第三支撑板、209-第二液压缸、210-第二液压缸、211-第三液压缸、212-第二旋转轴、213-第二定位块、214-第一支座、215-第三步进电机、216-第三定位块、217-第二支座、218-第四步进电机、219-焊枪、301-第四液压缸、302-第三支撑杆、303-第一收集爪、304-第四定位块、305-第五滑块、306-第六齿轮、307-第二滑杆、308-第四支撑板、309-第五齿条、401-第五支撑板、402-第五燕尾槽、403-第四齿条、404-第七齿轮、405-第五步进电机、406-第六滑块、407-第五液压缸、408-第六支撑板、409-第六液压缸、410-第二收集爪、411-第七支撑板、501-第八支撑板、502-第七液压缸、503-液压缸挡板、504-第八齿轮、505-第九支撑板、506-第四支撑杆、507-第六定位块、508-第五定位块、509-第九齿轮。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、所示，一种智能焊接机器人，包括车身部分1、盛装部分2、拾取部分3、固定支撑部分4、焊接部分5，车身部分1包括第一滑块101、第一步进电机102、第一齿轮103、第一液压缸104、第一燕尾槽105，第一支撑板106、第二齿轮107、第二滑块108、第一齿条109、第二齿条110、第一支撑杆111、第二支撑杆112、圆筒113、第二支撑板114、第三滑块115、第三齿轮116、第二燕尾槽117、第一滑杆118、第三燕尾槽119、第三齿条120、车身部分底板121；焊接部分2包括环形齿条201、第四燕尾槽202、第四滑块203、第四齿轮204、第五齿轮205、第二步进电机206、第一定位块207、第三支撑板208、第二液压缸209、第一旋转轴210、第三液压缸211、第二旋转轴212、第二定位块213、第一支座214、第三步进电机215、第三定位块216、第二支座217、第四步进电机218、焊枪219；横杆拾取部分3包括第四液压缸301、第三支撑杆302、第一收集爪303、第四定位块304、第五滑块305、第六齿轮306、第二滑杆307、第四支撑板308、第五齿条309；竖杆拾取部分4包括第五支撑板401、第五燕尾槽402、第四齿条403、第七齿轮404、第五步进电机405、第六滑块406、第五液压缸407、第六支撑板408、第六液压缸409、第二收集爪410、第七支撑板411；所述的固定支撑部分5包括第八支撑板501、第七液压缸502、液压缸挡板503、第八齿轮504、第九支撑板505、第四支撑杆506、第六定位块507、第五定位块508、第九齿轮509；其特征在于：焊接部分2的第一定位块207固定安装在车身部分1的第二滑块108上，横杆拾取部分3的第四支撑板308固定安装在车身部分1的第二支撑板114上，竖杆拾取部分4的第五支撑板401固定安装在车身部分1的第三滑块115上，固定支撑部分5的第六定位块507与车身部分1的第一液压缸104的伸缩杆固定相连。

进一步地，将第二支撑板114固定安装在车身部分底板121上，第一支撑板106固定安装在第二支撑板114的侧面，第一支撑杆111固定安装在第一支撑板106的上面，第一滑杆118与第一支撑杆111的顶端固定相连，第一齿条109、第二齿条110安装在第一滑杆118上，第二滑块108滑动安装在第一滑杆118下面的第三燕尾槽119中，滑块上安装步进电机，电机轴与第二齿轮107固定相连，通过第二滑块108的步进电机带动焊接部分2移动；第二齿轮107与第一齿条109相互啮合，第三滑块115滑动安装在第一滑杆118上面的第二燕尾槽117中，第三滑块115上安装步进电机，电机轴与第三齿轮116固定相连，第三齿轮116与第二齿条110相互啮合，通过第三滑块115上的步进电机带动竖杆拾取部分4移动；第三齿条120安装在第二支撑板114上，第一滑块101滑动安装在第一燕尾槽105中，滑块上安装步进电机，使电机轴与第一齿轮103固定相连，第一齿轮103与第三齿条120相互啮合，第一液压缸104的缸体底部固定安装在第一滑块101上，通过第一液压缸104与第一滑块101的步进电机带动横杆拾取部分3移动；圆筒113安装在车身部分底板121的两端，第二支撑杆112安装在车身部分底板121上，将需要焊接的横杆和竖杆分别放到车身部分1的第二支撑杆112上和圆筒113里。

进一步地，焊接部分2包括环形齿条201、第四燕尾槽202、第四滑块203、第四齿轮204、第五齿轮205、第二步进电机206、第一定位块207、第三支撑板208、第二液压缸209、第一旋转轴210、第三液压缸211、第二旋转轴212、第二定位块213、第一支座214、第三步进电机215、第三定位块216、第二支座217、第四步进电机218、焊枪219，第三支撑板208固定安装在第一定位块207上，第四滑块203滑动安装在第三支撑板208上的第四燕尾槽202中，环形齿条201转动安装在第三支撑板208上的凹槽里；将第二步进电机206安装在第一定位块207上，使电机轴与第五齿轮205固定相连，第五齿轮205与环形齿条201相互啮合；第四滑块203上安装步进电机，电机轴与第四齿轮204固定相连，第四齿轮204与环形齿条201相互啮合；第二定位块213固定安装在第四滑块203上，第二液压缸209的缸体底部固定安装在第二定位块213上，其伸缩杆与第一支座214固定相连，第一旋转轴210旋转安装在第一支座214的圆形孔洞中，第三步进电机215安装在第一支座214一端，使电机轴与第一旋转轴210固定相连，第三定位块216固定安装在第一旋转轴210上，第三液压缸211的缸体底部固定安装在第三定位块216上，液压缸的伸缩杆与第二支座217固定相连，第二旋转轴212旋转安装在第二支座217的圆形孔洞中，第四步进电机218安装在第二支座217的一端，使电机轴与第二旋转轴212固定相连，焊枪219固定安装在第二旋转轴212上；通过第二步进电机206、第四滑块203的步进电机、第二液压缸209、第三液压缸211、第三步进电机215和第四步进电机218带动焊枪219完成焊接。

进一步地，第二滑杆307和第五齿条309安装在第四支撑板308上，第五滑块305滑动安装在第二滑杆307的燕尾槽中；第五滑块305上安装步进电机，步进电机的电机轴与第六齿轮306固定相连，第六齿轮306与第五齿条309相互啮合；第四液压缸301的缸体底部固定安装在第五滑块305上，第四液压缸301的伸缩杆与第四定位块304固定相连，第三支撑杆302安装在第四定位块304上，第一收集爪303固定安装在第三支撑杆302上；通过第五滑块305上的步进电机和第四液压缸301带动第一收集爪303进而带动横杆到达需要焊接的位置。

进一步地，第四齿条403安装在第五支撑板401上，第六滑块406滑动安装在第五支撑板401上的第五燕尾槽402中，第六滑块406上安装第五步进电机405，第五步进电机405电机轴与第七齿轮404固定相连，第七齿轮404与第四齿条403相互啮合；第五液压缸407的缸体底部固定安装在第六滑块406上，液压缸的伸缩杆与第六支撑板408固定相连，第七支撑板411安装在第六支撑板408上，第六液压缸409的缸体底部固定安装在第六支撑板408上，其伸缩杆与第二收集爪410固定相连；通过第五步进电机405、第五液压缸407和第六液压缸409带动第二收集爪410将竖杆夹住并搬运到焊接的位置。

进一步地，第四支撑杆506固定安装在第六定位块507上，第九支撑板505固定安装在第四支撑杆506上，第九支撑杆505上设有旋转轴，第八齿轮504旋转安装在旋转轴上，第五定位块508固定安装在第九支撑板505的边缘上；第五定位块508上安装步进电机，使电机轴与第九齿轮509固定相连，第九齿轮509与第八齿轮504相互啮合，液压缸挡板503固定安装在第八齿轮504上，第七液压缸502的缸体底部安装在液压缸挡板503上，液压缸的伸缩杆与第八支撑板501固定相连，通过第五定位块508上的步进电机和第七液压缸502来旋转横杆的位置来便于焊接。

进一步地，所述的智能焊接机器人的焊接的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）安装坯料：将需要焊接的横杆和竖杆分别放到车身部分1的第二支撑杆112上和圆筒113里；

（2）钢管拼接：横杆拾取部分3的步进电机开始运转，使横杆拾取部分3到达横杆的位置，第四液压缸301伸长带动第一收集爪303将横杆拾起，运送到固定支撑部分5中间，第七液压缸502开始工作带动第八支撑板501将横杆固定，步进电机开始带动第九齿轮509运转，使横杆转动到合适的焊接位置，车身部分1的步进电机开始运转带动第三滑块115使竖杆拾取部分4到达竖杆的位置，通过第五步进电机405和第五液压缸407带动第二收集爪410到达竖杆位置，通过第六液压缸409伸长带动第二收集爪410将竖杆放到合适的位置；

（3）焊接：车身部分1的步进电机带动第二齿轮107运转，第二液压缸209、第三液压缸211、第三步进电机215和第四步进电机218开始工作，使焊接部分2到达合适的焊接位置，第二步进电机206和第四滑块上的电机开始运转，使焊枪219对接触部分进行环向焊接。