CN112388219A - 一种螺旋焊接机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种螺旋焊接机器人，涉及螺旋焊接技术领域，解决了现有的管件和棒料进行螺旋结构焊接使用人工操作，焊点不精确，焊接质量不高，操作过程安全性低问题。包括第二步进电机，第二步进电机的上方安装有第三步进电机，第三步进电机的一端安装有底部支撑机构，底部支撑机构包括侧边支撑架、底部支撑块、侧边风扇箱和支撑框架，支撑框架的两侧均安装有八个侧边支撑架，其中两个侧边支撑架的一侧安装有四个侧边风扇箱，侧边支撑架的下端面安装有底部支撑块。本发明通过对焊接件进行夹持，便于调节焊接件的高度和水平精度，进而提高焊接精度，且焊接安全性高。

Description

一种螺旋焊接机器人

技术领域

本发明涉及螺旋焊接技术领域，具体为一种螺旋焊接机器人。

背景技术

随着社会经济的快速发展，焊接的手段越来越多，焊接也称作熔接、镕接，是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术，其中对于管件和棒料进行焊接，通过机器进行焊接，可有效提高焊接安全性，焊接质量高。

但是，现有的管件和棒料进行螺旋结构焊接使用人工操作，焊点不精确，焊接质量不高，操作过程安全性低；因此，不满足现有的需求，对此我们提出了一种螺旋焊接机器人。

发明内容

本发明的目的在于提供一种螺旋焊接机器人，以解决上述背景技术中提出的现有的管件和棒料进行螺旋结构焊接使用人工操作，焊点不精确，焊接质量不高，操作过程安全性低等问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种螺旋焊接机器人，包括第二步进电机，所述第二步进电机的上方安装有第三步进电机，所述第三步进电机的一端安装有底部支撑机构，所述底部支撑机构包括侧边支撑架、底部支撑块、侧边风扇箱和支撑框架，所述支撑框架的两侧均安装有八个侧边支撑架，其中两个所述侧边支撑架的一侧安装有四个侧边风扇箱，所述侧边支撑架的下端面安装有底部支撑块，所述支撑框架的内侧安装有长度调节支撑机构，所述长度调节支撑机构包括滑块支撑座、第一端部支撑块、第二端部支撑块、高度调节板、导向柱、第一螺杆和螺纹套，所述第一螺杆两端的外侧均安装有第二端部支撑块，所述第一螺杆的外侧安装有螺纹套，所述螺纹套的外侧安装有两个滑块支撑座，所述滑块支撑座上端的内侧安装有两个高度调节板，所述滑块支撑座两端的内侧均安装有导向柱，所述导向柱两端的外侧均安装有第一端部支撑块，其中一个所述导向柱的上方安装有焊接机构，所述焊接机构的一侧安装有防护机构，其中两个所述高度调节板的上端面安装有端部锁紧旋转机构；

所述端部锁紧旋转机构包括第一步进电机、锁紧套、限位环、锁紧环、锁紧杆和第一支撑弧板，所述第一步进电机的一端安装有锁紧套，所述锁紧套的内侧安装有六个锁紧杆，所述锁紧杆的一端安装有锁紧环，所述锁紧套的一侧安装有限位环，所述限位环下端面安装有第一支撑弧板，另外两个所述高度调节板的上端面安装有端部支撑机构。

优选的，所述焊接机构包括第一底部限位板、连接滑板、连接导向块、支撑限位板、支撑柱、料箱、焊枪、焊接定位板和第二螺纹杆，所述第二螺纹杆的外侧安装有连接滑板，所述连接滑板一端的外侧安装有第一底部限位板，所述连接滑板的上端面安装有支撑限位板，所述支撑限位板的上端面安装有连接导向块，所述连接导向块的上端面安装有支撑柱，所述支撑柱的上端安装有料箱，所述料箱的下方安装有焊接定位板，所述焊接定位板的下端面焊枪。

优选的，所述防护机构包括防护罩、焊接导向板、第二底部限位板和连接安装板，所述防护罩底端的内侧安装有焊接导向板，所述防护罩底端的外侧安装有两个连接安装板，所述连接安装板的外侧安装有第二底部限位板。

优选的，所述端部支撑机构包括第一限位弧板、第二限位弧板和锁紧柱，所述第二限位弧板的上方安装有第一限位弧板，所述第一限位弧板两端的内侧均安装有锁紧柱。

优选的，所述底部支撑块焊接固定在侧边支撑架的下端面，所述侧边支撑架通过螺钉连接固定在支撑框架的两侧，所述侧边风扇箱的内侧设置有扇叶和风扇电机。

优选的，所述第一端部支撑块通过螺钉连接固定在支撑框架的内侧，所述导向柱的两端通过螺纹连接延伸至第一端部支撑块的内侧，所述第一螺杆通过螺纹连接固定在螺纹套的内侧，所述螺纹套焊接固定在其中一个滑块支撑座的内侧，所述滑块支撑座上端的内侧与高度调节板的一侧均设置有定位孔。

优选的，所述锁紧套的外侧设置有六个螺纹孔，所述锁紧杆的一端贯穿螺纹孔延伸至锁紧环的内侧，所述限位环的内侧设置有轴承，所述限位环通过螺钉连接固定在第一支撑弧板的上端面。

优选的，所述第二螺纹杆的外侧设置有螺纹，所述连接滑板的一端通过螺纹连接固定在第二螺纹杆的外侧，所述连接滑板的一端延伸至第一底部限位板的内侧，所述支撑限位板的上端面设置有滑槽，所述连接导向块的下端延伸至滑槽的内侧。

优选的，所述第二底部限位板的内侧设置有导向槽，所述连接安装板的下端延伸至导向槽的内侧，所述防护罩的下端通过螺钉连接固定在连接安装板的一侧。

优选的，所述第一限位弧板与第二限位弧板两端的内侧均设置有螺纹孔，两个所述锁紧柱的下端均通过螺纹连接固定在第一限位弧板与第二限位弧板两端的内侧，所述第一限位弧板的下端面与第二限位弧板的上端面均设置有弧形槽。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）本发明通过第一螺杆带动其中一个滑块支撑座在两个导向柱的导向作用下进行移动，进而两个滑块支撑座的间距适合焊料的使用，将焊接机构与防护机构通过第一底部限位板与第二底部限位板进行移动至支撑框架的一端，在高度调节板的一侧与滑块支撑座上端的内侧设置有定位孔，使得高度调节板通过螺钉连接固定在滑块支撑座上端的内侧，进而对高度进行调节。

（2）本发明通过将棒料一端插入限位环与锁紧套的内侧，通过锁紧杆推动锁紧环对棒料的一端进行夹紧，且通过四个高度调节板可对棒料进行水平调节，保证棒料在旋转时挠度低，第三步进电机带动第二螺纹杆带动焊接机构进行移动，使得焊接机构与防护机构对焊接点进行定位，在焊接过程中防护罩与焊接机构同时运动，可防止焊接过程中废料溅出，提高操作安全性。

附图说明

图1为本发明整体的结构示意图。

图2为本发明整体的俯视图。

图3为本发明端部支撑机构的局部剖面结构示意图。

图4为本发明端部锁紧旋转机构的局部剖面结构示意图。

图5为本发明滑块支撑座的剖面结构示意图。

图6为本发明焊接机构的局部结构示意图。

图中：1、底部支撑机构；101、侧边支撑架；102、底部支撑块；103、侧边风扇箱；104、支撑框架；2、长度调节支撑机构；201、滑块支撑座；202、第一端部支撑块；203、第二端部支撑块；204、高度调节板；205、导向柱；206、第一螺杆；207、螺纹套；3、焊接机构；301、第一底部限位板；302、连接滑板；303、连接导向块；304、支撑限位板；305、支撑柱；306、料箱；307、焊枪；308、焊接定位板；309、第二螺纹杆；4、防护机构；401、防护罩；402、焊接导向板；403、第二底部限位板；404、连接安装板；5、端部锁紧旋转机构；501、第一步进电机；502、锁紧套；503、限位环；504、锁紧环；505、锁紧杆；506、第一支撑弧板；6、端部支撑机构；601、第一限位弧板；602、第二限位弧板；603、锁紧柱；7、第二步进电机；8、第三步进电机。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

请参阅图1至图6，本发明提供的一种实施例：一种螺旋焊接机器人，包括第二步进电机7，第二步进电机7的上方安装有第三步进电机8，第三步进电机8的一端安装有底部支撑机构1，底部支撑机构1包括侧边支撑架101、底部支撑块102、侧边风扇箱103和支撑框架104，支撑框架104的两侧均安装有八个侧边支撑架101，其中两个侧边支撑架101的一侧安装有四个侧边风扇箱103，侧边风扇箱103可对焊接过程中产生的废气进行排除，侧边支撑架101的下端面安装有底部支撑块102，支撑框架104的内侧安装有长度调节支撑机构2，长度调节支撑机构2包括滑块支撑座201、第一端部支撑块202、第二端部支撑块203、高度调节板204、导向柱205、第一螺杆206和螺纹套207，第一螺杆206两端的外侧均安装有第二端部支撑块203，通过第一螺杆206可对两个滑块支撑座201的间距进行调节，进而适用于不同长度的焊接件，第一螺杆206的外侧安装有螺纹套207，螺纹套207的外侧安装有两个滑块支撑座201，滑块支撑座201上端的内侧安装有两个高度调节板204，滑块支撑座201两端的内侧均安装有导向柱205，导向柱205两端的外侧均安装有第一端部支撑块202，其中一个导向柱205的上方安装有焊接机构3，焊接机构3的一侧安装有防护机构4，通过防护机构4可提高焊接安全性，能够防止废料溅出，其中两个高度调节板204的上端面安装有端部锁紧旋转机构5；

端部锁紧旋转机构5包括第一步进电机501、锁紧套502、限位环503、锁紧环504、锁紧杆505和第一支撑弧板506，第一步进电机501的一端安装有锁紧套502，锁紧套502的内侧安装有六个锁紧杆505，通过锁紧杆505的旋转带动锁紧环504进行移动，进而对焊接件轴心位置进行调节，锁紧杆505的一端安装有锁紧环504，锁紧套502的一侧安装有限位环503，限位环503下端面安装有第一支撑弧板506，另外两个高度调节板204的上端面安装有端部支撑机构6，可对棒料的一端进行定位和限位，便于棒料在旋转时不发生偏移，通过对焊接件进行夹持，便于调节焊接件的高度和水平精度，进而提高焊接精度，且焊接安全性高。

焊接机构3包括第一底部限位板301、连接滑板302、连接导向块303、支撑限位板304、支撑柱305、料箱306、焊枪307、焊接定位板308和第二螺纹杆309，第二螺纹杆309的外侧安装有连接滑板302，连接滑板302一端的外侧安装有第一底部限位板301，连接滑板302的上端面安装有支撑限位板304，支撑限位板304的上端面安装有连接导向块303，连接导向块303的上端面安装有支撑柱305，支撑柱305的上端安装有料箱306，料箱306的下方安装有焊接定位板308，焊接定位板308的下端面焊枪307，通过焊接机构3可在棒料进行旋转时进行移动焊接，实现螺旋焊接。

防护机构4包括防护罩401、焊接导向板402、第二底部限位板403和连接安装板404，防护罩401底端的内侧安装有焊接导向板402，防护罩401底端的外侧安装有两个连接安装板404，连接安装板404的外侧安装有第二底部限位板403，通过防护机构4可提高焊接安全性，能够防止废料溅出。

端部支撑机构6包括第一限位弧板601、第二限位弧板602和锁紧柱603，第二限位弧板602的上方安装有第一限位弧板601，第一限位弧板601两端的内侧均安装有锁紧柱603，可对棒料的一端进行定位和限位，便于棒料在旋转时不发生偏移。

底部支撑块102焊接固定在侧边支撑架101的下端面，侧边支撑架101通过螺钉连接固定在支撑框架104的两侧，侧边风扇箱103的内侧设置有扇叶和风扇电机，侧边支撑架101起到支撑作用，且侧边风扇箱103可对焊接过程中产生的废气进行排除。

第一端部支撑块202通过螺钉连接固定在支撑框架104的内侧，导向柱205的两端通过螺纹连接延伸至第一端部支撑块202的内侧，第一螺杆206通过螺纹连接固定在螺纹套207的内侧，螺纹套207焊接固定在其中一个滑块支撑座201的内侧，滑块支撑座201上端的内侧与高度调节板204的一侧均设置有定位孔，通过第一螺杆206可对两个滑块支撑座201的间距进行调节，进而适用于不同长度的焊接件。

锁紧套502的外侧设置有六个螺纹孔，锁紧杆505的一端贯穿螺纹孔延伸至锁紧环504的内侧，限位环503的内侧设置有轴承，限位环503通过螺钉连接固定在第一支撑弧板506的上端面，通过锁紧杆505的旋转带动锁紧环504进行移动，进而对焊接件轴心位置进行调节。

第二螺纹杆309的外侧设置有螺纹，连接滑板302的一端通过螺纹连接固定在第二螺纹杆309的外侧，连接滑板302的一端延伸至第一底部限位板301的内侧，支撑限位板304的上端面设置有滑槽，连接导向块303的下端延伸至滑槽的内侧，使得连接导向块303可在滑槽的内侧进行移动，进而对焊接点进行调节。

第二底部限位板403的内侧设置有导向槽，连接安装板404的下端延伸至导向槽的内侧，防护罩401的下端通过螺钉连接固定在连接安装板404的一侧，使得防护罩401可与焊接机构3同时进行移动，进而提高焊接安全性。

第一限位弧板601与第二限位弧板602两端的内侧均设置有螺纹孔，两个锁紧柱603的下端均通过螺纹连接固定在第一限位弧板601与第二限位弧板602两端的内侧，第一限位弧板601的下端面与第二限位弧板602的上端面均设置有弧形槽，将棒料的另一端放置在弧形槽的内侧，可对棒料进行固定。

工作原理：使用时，检查各零件的功能是否完好，接通电源，启动第二步进电机7，使得第二步进电机7带动第一螺杆206进行旋转，第一螺杆206与螺纹套207通过螺纹连接，使得第一螺杆206带动其中一个滑块支撑座201在两个导向柱205的导向作用下进行移动，进而两个滑块支撑座201的间距适合焊料的使用，第一端部支撑块202通过螺纹连接固定在导向柱205两端的外侧，可对导向柱205起到支撑的作用，将焊接机构3与防护机构4通过第一底部限位板301与第二底部限位板403进行移动至支撑框架104的一端，根据焊接使用，对高度调节板204的高度进行调节，在高度调节板204的一侧与滑块支撑座201上端的内侧设置有定位孔，使得高度调节板204通过螺钉连接固定在滑块支撑座201上端的内侧，进而对高度进行调节，将需要焊接的棒料放置在支撑框架104的内侧，具体为，将棒料一端插入限位环503与锁紧套502的内侧，通过旋转锁紧杆505，使得锁紧杆505推动锁紧环504对棒料的一端进行夹紧，在第一限位弧板601的下端面与第二限位弧板602的上端面均设置有弧形槽，将棒料的另一端放置在弧形槽的内侧，可对棒料进行固定，且通过四个高度调节板204可对棒料进行水平调节，保证棒料在旋转时挠度低，启动第三步进电机8，使得第二螺纹杆309带动焊接机构3进行移动，使得焊接机构3与防护机构4对焊接点进行定位，启动第一步进电机501，使得第一步进电机501带动锁紧套502进行旋转，进而带动棒料进行旋转，同时启动第三步进电机8，使得焊枪307对棒料进行螺旋焊接，在焊接过程中防护罩401与焊接机构3同时运动，可防止焊接过程中废料溅出，提高操作安全性。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种螺旋焊接机器人，包括第二步进电机（7），其特征在于：所述第二步进电机（7）的上方安装有第三步进电机8，所述第三步进电机（8）的一端安装有底部支撑机构（1），所述底部支撑机构（1）包括侧边支撑架（101）、底部支撑块（102）、侧边风扇箱（103）和支撑框架（104），所述支撑框架（104）的两侧均安装有八个侧边支撑架（101），其中两个所述侧边支撑架（101）的一侧安装有四个侧边风扇箱（103），所述侧边支撑架（101）的下端面安装有底部支撑块（102），所述支撑框架（104）的内侧安装有长度调节支撑机构（2），所述长度调节支撑机构（2）包括滑块支撑座（201）、第一端部支撑块（202）、第二端部支撑块（203）、高度调节板（204）、导向柱（205）、第一螺杆（206）和螺纹套（207），所述第一螺杆（206）两端的外侧均安装有第二端部支撑块（203），所述第一螺杆（2060）的外侧安装有螺纹套（207），所述螺纹套（207）的外侧安装有两个滑块支撑座201，所述滑块支撑座（201）上端的内侧安装有两个高度调节板（204），所述滑块支撑座（201）两端的内侧均安装有导向柱（205），所述导向柱（205）两端的外侧均安装有第一端部支撑块（202），其中一个所述导向柱（205）的上方安装有焊接机构（3），所述焊接机构（3）的一侧安装有防护机构（4），其中两个所述高度调节板（204）的上端面安装有端部锁紧旋转机构（5）；

所述端部锁紧旋转机构5包括第一步进电机（501）、锁紧套（502）、限位环（503）、锁紧环（504）、锁紧杆（505）和第一支撑弧板（506），所述第一步进电机（501）的一端安装有锁紧套（502），所述锁紧套（502）的内侧安装有六个锁紧杆（505），所述锁紧杆（505）的一端安装有锁紧环（504），所述锁紧套（502）的一侧安装有限位环（503），所述限位环（503）下端面安装有第一支撑弧板（506），另外两个所述高度调节板（204）的上端面安装有端部支撑机构（6）。

2.根据权利要求1所述的一种螺旋焊接机器人，其特征在于：所述焊接机构（3）包括第一底部限位板（301）、连接滑板（302）、连接导向块（303）、支撑限位板（304）、支撑柱（305）、料箱（306）、焊枪（307）、焊接定位板（308）和第二螺纹杆（309），所述第二螺纹杆（309）的外侧安装有连接滑板（302），所述连接滑板（302）一端的外侧安装有第一底部限位板（301），所述连接滑板（302）的上端面安装有支撑限位板（304），所述支撑限位板（304）的上端面安装有连接导向块（303），所述连接导向块（303）的上端面安装有支撑柱（305），所述支撑柱（305）的上端安装有料箱（306），所述料箱（306）的下方安装有焊接定位板（308），所述焊接定位板（308）的下端面焊枪（307）。

3.根据权利要求1所述的一种螺旋焊接机器人，其特征在于：所述防护机构（4）包括防护罩（401）、焊接导向板（402）、第二底部限位板（403）和连接安装板（404），所述防护罩（401）底端的内侧安装有焊接导向板（402），所述防护罩（401）底端的外侧安装有两个连接安装板（404），所述连接安装板（404）的外侧安装有第二底部限位板（403）。

4.根据权利要求1所述的一种螺旋焊接机器人，其特征在于：所述端部支撑机构（6）包括第一限位弧板（601）、第二限位弧板（602）和锁紧柱（603），所述第二限位弧板（602）的上方安装有第一限位弧板（601），所述第一限位弧板（601）两端的内侧均安装有锁紧柱（603）。

5.根据权利要求1所述的一种螺旋焊接机器人，其特征在于：所述底部支撑块（102）焊接固定在侧边支撑架（101）的下端面，所述侧边支撑架（101）通过螺钉连接固定在支撑框架（104）的两侧，所述侧边风扇箱（103）的内侧设置有扇叶和风扇电机。

6.根据权利要求1所述的一种螺旋焊接机器人，其特征在于：所述第一端部支撑块（202）通过螺钉连接固定在支撑框架（104）的内侧，所述导向柱（205）的两端通过螺纹连接延伸至第一端部支撑块（202）的内侧，所述第一螺杆（206）通过螺纹连接固定在螺纹套（207）的内侧，所述螺纹套（207）焊接固定在其中一个滑块支撑座（201）的内侧，所述滑块支撑座（201）上端的内侧与高度调节板（204）的一侧均设置有定位孔。

7.根据权利要求1所述的一种螺旋焊接机器人，其特征在于：所述锁紧套（502）的外侧设置有六个螺纹孔，所述锁紧杆（505）的一端贯穿螺纹孔延伸至锁紧环（504）的内侧，所述限位环（503）的内侧设置有轴承，所述限位环（503）通过螺钉连接固定在第一支撑弧板（506）的上端面。

8.根据权利要求2所述的一种螺旋焊接机器人，其特征在于：所述第二螺纹杆（309）的外侧设置有螺纹，所述连接滑板（302）的一端通过螺纹连接固定在第二螺纹杆（309）的外侧，所述连接滑板（302）的一端延伸至第一底部限位板（301）的内侧，所述支撑限位板（304）的上端面设置有滑槽，所述连接导向块（303）的下端延伸至滑槽的内侧。

9.根据权利要求3所述的一种螺旋焊接机器人，其特征在于：所述第二底部限位板（403）的内侧设置有导向槽，所述连接安装板（404）的下端延伸至导向槽的内侧，所述防护罩（401）的下端通过螺钉连接固定在连接安装板（404）的一侧。

10.根据权利要求4所述的一种螺旋焊接机器人，其特征在于：所述第一限位弧板（601）与第二限位弧板602两端的内侧均设置有螺纹孔，两个所述锁紧柱（603）的下端均通过螺纹连接固定在第一限位弧板（601）与第二限位弧板（602）两端的内侧，所述第一限位弧板（601）的下端面与第二限位弧板（602）的上端面均设置有弧形槽。

Images