一种具有多自由度智能焊接机械手的制作方法

1.本实用新型属于全自动厚带型钢打包机和智能焊接技术领域，尤其是涉及一种具有多自由度智能焊接机械手。


背景技术：

2.近年来，随着我国民用建筑，桥梁等行业的蓬勃发展，作为上游受益行业，钢铁行业得到了极大的发展，但也对钢铁行业的生产环境和生产效率提出了更高的要求，同时也对产品的包装要求也更加严格。目前，型钢生产线上成品打包的方式大多数还是采用人工打包的方式，而人工打包有很多缺点，例如打包效率低，人工工作强度高，工作环境差，打包带焊接稳定性，焊后不美观等。因此，需要一种可以实现自动打包，自动焊接的多自由度智能焊接机械手来改善工人和工作环境和提高打包带焊接的稳定性和美观性。
3.在钢结构焊接上目前绝大多数也采用人工焊接，这种方式人工劳动强度高，工作环境差，这就导致了用人成本提高。因此，也需要一种具有多自由度智能焊接机械手来代替人工焊接的方式来降低工作强度，降低生产成本。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型旨在提出一种具有多自由度智能焊接机械手，以解决人工打包的缺点，自动焊接的多自由度智能焊接机械手来改善工人和工作环境和提高打包带焊接的稳定性和美观性。
5.为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
6.一种具有多自由度智能焊接机械手，包括：三轴机械手滑台、焊机焊枪、识别装置；
7.三轴机械手滑台通过机械手固定架安装在设备上，焊接焊枪通过焊枪连接架安装在三轴机械手滑台上，识别装置通过可调节组件安装在焊接焊枪的下方；
8.可调节组件包括活动安装架、连接板，连接板一端固定在焊枪连接架上，活动安装架旋转安装在连接板的另一端，识别装置安装在活动安装架内。
9.进一步的，连接板包括第一连接板、第二连接板，第一连接板与第二连接板均l形状，第一连接板一端固定在焊枪连接架上，第一连接板的另一端与第二连接板的一端连接，活动安装架转动安装在第二连接板的另一端，活动安装架为l形状，活动安装架的侧壁临近底部设有转轴，第二连接板的侧壁上设有与转轴相对应的转轴孔，转轴位于转轴孔内，活动安装架的侧壁临近顶部设有螺栓杆，第二连接板的侧壁上设有与螺栓杆相对应的弧形的滑槽，螺栓杆延伸至滑槽外连接有蝴蝶螺栓。
10.进一步的，活动安装架的底部设有安装腔，识别装置安装在安装腔内，安装腔的侧壁上安装有锁紧件，锁紧件的端部顶紧在识别装置的侧壁，锁紧件的另一端延伸出活动安装架后连接有旋转头。
11.进一步的，三轴机械手包括：x轴滑台、z轴滑台、y轴滑台，械手固定架安装在y轴滑台的侧壁上，机械手固定架安装在设备上，z轴滑台安装在y轴滑台的滑块上，x轴滑台安装
在z轴滑台的滑块上，焊机焊枪通过焊枪连接架安装在x轴滑台的滑块上。
12.进一步的，焊枪连接架包括竖向连接架、横向连接架，竖向连接架一端固定在三轴机械手的滑台上，横向连接架一端固定在竖向连接架底部，横向连接架与竖向连接架垂直设置，横向连接架的另一端固定有夹具，焊机焊枪安装在夹具内。
13.进一步的，夹具包括：支撑座、固定座，支撑座固定在横向连接架上，固定座与支撑座可拆卸连接，固定座与支撑座之间留有焊枪安装空间，焊机焊枪安装在焊枪安装空间内。
14.进一步的，焊枪安装空间内设有与之形状对应的防滑垫。
15.相对于现有技术，本实用新型所述的一种具有多自由度智能焊接机械手具有以下优势：
16.(1)本实用新型所述的一种具有多自由度智能焊接机械手，具有焊接速度快，焊接位置精确，焊接强度高，焊接更加灵活等特点。
17.(2)本实用新型所述的一种具有多自由度智能焊接机械手该机械手通过视觉定位系统可以实现自动寻找焊接位置，自动焊接。
18.(3)本实用新型所述的一种具有多自由度智能焊接机械手该机械手由伺服电机驱动控制，采用二氧化碳气体保护焊的焊接方式，通过视觉定位系统和电气控制系统寻找焊接位置，可对固定或者运动的结构件进行全自动焊接。
19.(4)本实用新型所述的一种具有多自由度智能焊接机械手，通过视觉定位系统和电气控制系统寻找焊接位置和焊接轨迹，可对固定或者运动的结构件进行全自动智能焊接。这大大改善了工人的工作环境和工作强度，提高了焊接效率、焊接稳定性和美观性，降低了企业的生产成本，提高了企业的生产利润。
附图说明
20.构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
21.图1为本实用新型实施例所述的一种具有多自由度智能焊接机械手结构图一；
22.图2为本实用新型实施例所述的焊机焊枪安装结构图；
23.图3为本实用新型实施例所述的一种具有多自由度智能焊接机械手结构图二；
24.图4为本实用新型实施例所述的识别装置的可调节组件结构图一；
25.图5为本实用新型实施例所述的识别装置的可调节组件结构图二。
26.附图标记说明：
27.1、焊机焊枪；2、视觉传感器；3、x轴滑台；4、z轴滑台；5、y轴滑台；6、伺服电机；7、机械手固定架；8、竖向连接架；21、第一连接板；22、第二连接板；23、活动安装架；221、滑槽；231、转轴；24、蝴蝶螺栓；25、螺栓杆；26、锁紧件；232、安装腔；233、豁口；80、横向连接架；81、支撑座；82、固定座。
具体实施方式
28.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
29.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
30.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
31.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
32.如图1至图5所示，一种具有多自由度智能焊接机械手，包括：三轴机械手滑台、焊机焊枪1、识别装置；
33.三轴机械手滑台通过机械手固定架7安装在设备上，焊接焊枪通过焊枪连接架安装在三轴机械手滑台上，识别装置通过可调节组件安装在焊接焊枪的下方；
34.可调节组件包括活动安装架23、连接板，连接板一端固定在焊枪连接架上，活动安装架23旋转安装在连接板的另一端，识别装置安装在活动安装架23内。
35.连接板包括第一连接板21、第二连接板22，第一连接板21与第二连接板22均l形状，第一连接板21一端固定在焊枪连接架上，第一连接板21的另一端与第二连接板22的一端连接，活动安装架23转动安装在第二连接板22的另一端，活动安装架23为l形状，活动安装架23的侧壁临近底部设有转轴231，第二连接板22的侧壁上设有与转轴231相对应的转轴231孔，转轴231位于转轴231孔内，活动安装架23的侧壁临近顶部设有螺栓杆25，第二连接板22的侧壁上设有与螺栓杆25相对应的弧形的滑槽221，螺栓杆25延伸至滑槽221外连接有蝴蝶螺栓24。
36.如图4所示，活动安装架23临近底部转动安装在第二连接板22上，活动安装架23临近顶部设有螺栓杆25，螺栓杆25位于滑槽221内滑动，便于调整活动安装架23的角度，识别装置安装在安装架上，便于识别装置的角度调节。
37.活动安装架23的底部设有安装腔232，识别装置安装在安装腔232内，安装腔232的侧壁上安装有锁紧件26，锁紧件26的端部顶紧在识别装置的侧壁，锁紧件26的另一端延伸出活动安装架23后连接有旋转头。
38.安装腔232的侧壁上还设有豁口233，豁口233针对于识别装置的摄像孔位置，便于摄像。
39.如图5所示，识别装置放置在安装腔232后，通过旋转旋转头，使锁紧件26将识别装置进行固定，锁紧件26端部设有圆盘，圆盘端部设有橡胶垫，起到防滑作用，圆盘与锁紧件26转动连接，圆盘贴合在识别装置的侧壁时，圆盘与锁紧转动，因此锁紧件26可以移动，从而实现调节，可适用不同大小的识别装置。
40.识别装置采用视觉传感器2，视觉传感器2均采用现有的机器人使用传感器，以及传感器的连接方式均才用现有技术。
41.三轴机械手包括：x轴滑台3、z轴滑台4、y轴滑台5，械手固定架安装在y轴滑台5的侧壁上，机械手固定架7安装在设备上，z轴滑台4安装在y轴滑台5的滑块上，x轴滑台3安装在z轴滑台4的滑块上，焊机焊枪1通过焊枪连接架安装在x轴滑台3的滑块上。
42.如图1所示，z轴滑台4在y轴滑台5上滑动，x轴滑台3在z轴滑台4上滑动，焊机焊枪1在x轴滑台3上滑动，从而实现焊机焊枪1的x、y、z轴方向的位移，精确控制焊机焊枪1的位置。
43.焊枪连接架包括竖向连接架8、横向连接架80，竖向连接架8一端固定在三轴机械手的滑台上，横向连接架80一端固定在竖向连接架8底部，横向连接架80与竖向连接架8垂直设置，横向连接架80的另一端固定有夹具，焊机焊枪1安装在夹具内。
44.夹具包括：支撑座81、固定座82，支撑座81固定在横向连接架80上，固定座82与支撑座81可拆卸连接，固定座82与支撑座81之间留有焊枪安装空间，焊机焊枪1安装在焊枪安装空间内。
45.焊枪安装空间内设有与之形状对应的防滑垫。
46.如图1至图3所示，焊枪连接架固定在x轴机械轴的滑台上，焊接连接架形成l形状，便于焊机焊枪1的安装，夹具的固定座82采用拆卸的形式，将焊机焊枪1放置在支撑座81后，通过固定座82将焊机焊枪1压紧，然后通过螺栓固定在固定座82上，由图可知，通过支撑座81与固定座82夹持从而将焊机焊枪1固定，操作方便，以及焊枪安装空间内设有防滑垫，防滑垫采用橡胶，橡胶具有弹性切防滑，能够更好的固定焊机焊枪1。
47.三个滑台分别连接有一个伺服电机6，伺服电机6、视觉传感器2均连接控制系统，控制系统采用pc或其他方式，均采用现有技术，此处不再详细介绍。
48.具体结构如下：
49.二氧化碳气体保护焊焊机由焊机、焊丝、送丝机构、焊枪四部分构成，图中至示意焊枪部分，焊机针对焊接不同结构件和不同的焊接方式可以调节焊机的焊接电压和电流，针对焊枪或结构件不同的移动速度可以调节焊丝的送丝速度。
50.视觉传感器2通过摄像头可以采集到结构件的拼接处坐标，从而获得焊接的起点、终点和轨迹，并将其传输给控制系统。
51.x轴滑台3、y轴滑台5、z轴滑台4分别用来控制焊枪x、y、z轴的移动，该滑台精度可达0.1mm，可精确控制焊枪位置。x轴滑台3、y轴滑台5、z轴滑台4分别由一个伺服电机6驱动，使焊枪移动到指定位置并进行焊接。伺服电机具有响应快，转速高、精度高、低速运行平稳、过载能力强等特点，可实现焊枪的精准定位并沿指定轨迹移动。x轴滑台3、y轴滑台5、z轴滑台4可单独动作也可联合动作。
52.机械手固定架7用来在设备上安装和固定焊接机械手。焊枪连接架8用来连接滑台和焊枪，使滑台与焊枪保持相对固定，以用来确定焊枪与焊接点的相对位置。
53.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。