一种多工位焊接氩弧焊机器人及其使用方法与流程

1.本发明涉及焊接机器人技术领域，尤其涉及一种多工位焊接氩弧焊机器人及其使用方法。


背景技术：

2.随着数字化、自动化、计算机和机械设计技术的发展，以及对焊接质量的高度重视，焊接机器人已发展成为一种先进的制造技术，具体来说，焊接机器人是从事焊接的工业机器人，具有三个或更多可编程的轴，用于工业自动化领域，为了适应不同的用途，机器人最后一个轴的机械接口，通常是一个连接法兰，可接装不同工具或称末端执行器，焊接机器人就是在工业机器人的末轴法兰装接焊枪的，使焊接机器人之能进行焊接操作。特别是氩弧焊机器人，由于氩弧焊几乎能焊接所有金属，特别是一些难熔金属、易氧化金属，如镁、钛、钼、锆、铝等及其合金，其不受焊件位置限制，可进行全位置焊接，因此使用较为广泛。
3.然而现有氩弧焊机器人固定在地面上，使用时只能对单一工位的焊件进行焊接，焊接完成后由人工搬运焊件之后才能进行再次焊接，焊接效率较慢。因此市场上出现了部分多工位焊接机器人，例如公开号为cn216177850u的专利文件，公开了“一种多工位焊接机器人”，包括支撑套筒；支撑套筒底部有三个呈环形阵列状分布的固定板，支撑套筒为圆柱结构，支撑套筒内侧有一个安装架；工作台卡接在支撑套筒上方；驱动件安装在支撑套筒外侧；支撑板呈圆周状卡接在工作台上方，支撑板共有六个，通过工作台的转动，在不需要停机的情况下对焊接件进行更换，从而提高了焊接机器人的焊接效率。但是该焊接机器人存在一些问题，一方面，由支撑套筒支撑的工作台在外侧的驱动件驱动下旋转时，工作台下方的环形槽的两侧壁与支撑套筒上部的两侧壁在受到驱动力时易产生较大摩擦，工作台的旋转不稳定，工作台上部的焊件产生抖动，从而造成焊接机器人对多个工位的焊件焊接精度降低，焊接质量较差；另一方面，该焊接机器人固定在安装架上，只能对固定面的焊件进行焊接，焊接范围较小，不能对焊件进行多个角度焊接，焊接时灵活性较差。


技术实现要素：

4.为解决现有技术存在的工作台旋转不稳定，焊件易产生抖动，造成焊接机器人对多个工位的焊件焊接精度降低，且焊接质量较差，该焊接机器人固定在安装架上，只能对固定面的焊件进行焊接，焊接范围较小，不能对焊件进行多个角度焊接，焊接时灵活性较差的技术问题，本发明提供了如下技术方案。
5.本发明一种多工位焊接氩弧焊机器人，包括工作台和位于工作台上部的相对于所述工作台转动的焊接台，所述焊接台四周至少设有一个连接有送丝机和丝盘的焊接机器人，所述焊接台上部由隔板分隔为若干个工位，所述焊接台下部转动连接有至少三个滚轮在所述工作台上部设置的环形轨道上转动，所述工作台中心位置设有安装台，所述安装台中心位置固定设有可驱动所述焊接台转动的转动电机，所述转动电机输出端连接有主动齿轮，所述主动齿轮圆周方向啮合连接有至少三个与所述安装台转动连接的传动齿轮，所述
传动齿轮与所述焊接台中心设置的通孔的内壁设有的从动齿环啮合连接，以便于驱动所述焊接台稳定转动。
6.作为进一步的技术方案，所述滚轮沿所述焊接台圆周方向阵列设置。
7.作为进一步的技术方案，所述传动齿轮沿所述安装台圆周方向阵列设置。
8.作为进一步的技术方案，所述焊接机器人在所述焊接台圆周方向阵列设置，且所述工位数量是所述焊接机器人的两倍。
9.作为进一步的技术方案，所述焊接机器人包括底座和位于底座上部的设有第一电机的第一轴座，所述第一电机输出端连接有设有第二电机的第二轴座和丝盘，所述第二电机输出端连接有升降主臂，所述升降主臂远离所述第二轴座的一端连接有设有第三电机的第三轴座，以控制焊接机器人在水平方向的旋转和垂直方向的升降。
10.作为进一步的技术方案，所述第三轴座上部连接有设有第四电机的第四轴座，所述第四电机输出端连接有转动臂，所述转动臂另一端连接有设有第五电机的第五轴座，所述第五电机的输出端通过传动机构连接有设有第六电机的第六轴座，所述第六电机输出端连接有支撑杆，所述支撑杆端部连接有焊接头，驱使焊接头在垂直方向旋转或前后移动并在焊接方向旋转以便于对焊件进行多方位的焊接。
11.作为进一步的技术方案，所述焊接机器人下部通过底座连接有移动机构，所述移动机构包括底板和位于底板上部的丝杠电机、丝杠、滑杆和随丝杠螺母移动的并与底座固定连接的连接座。
12.作为进一步的技术方案，所述送丝机位于所述第四轴座上部，以防止焊丝在焊接机器人转动过程中发生缠绕。
13.本发明还包括一种多工位焊接氩弧焊机器人的使用方法，应用于上述多工位焊接氩弧焊机器人，包括如下步骤：
14.s1：将工作台和焊接台组装，使主动齿轮、传动齿轮和从动齿环稳定啮合，将滚轮稳定地放置于环形轨道上；
15.s2：将焊接机器人固定在移动机构上部，根据焊件大小及体积，设定焊接机器人在移动机构上的移动距离，并设置焊接机器人各个轴的转动角度；
16.s3：将焊件放置于工位上，焊接机器人开始工作，依据前一步骤设置好的焊接机器人在移动机构上的移动距离以及焊接机器人各个轴的转动角度，使焊接机器人对焊件进行多方位多角度的焊接。
17.作为进一步的技术方案，所述步骤s2中，焊接机器人在移动机构上的移动距离包括前进和后退距离；设置焊接机器人各个轴的转动角度，包括第一电机在水平方向的转动、第二电机和第三电机在与升降主臂平行的方向转动、第四电机在与转动臂垂直的方向转动、第五电机在与转动臂平行的方向转动以及第六电机在与焊接头平行的方向转动，以实现对焊机多方位多角度的焊接。
18.本发明的有益效果，本发明的工作台上部中心位置设有安装台，安装台中心设置的转动电机输出端连接的主动齿轮与其圆周方向阵列设置的多个传动齿轮啮合，由多个传动齿轮与焊接台中心通孔内壁的从动齿环啮合，转动电机的扭转力可以均匀地由传动齿轮向从动齿环传递，焊接台受力均匀，由此焊接台的旋转较为稳定，焊件不会发生抖动，提高焊接机器人对焊接台上多个工位焊件的焊接精度，提高焊接质量；焊接机器人包括六个转
动轴，可以从多个焊面多方位多角度地对焊件进行焊接，并配合移动机构使焊接机器人前进或后对，提高焊接机器人对焊件体积和大小的适应性，提高焊接范围和焊接灵活性。
附图说明
19.图1是本发明多工位焊接氩弧焊机器人的总体结构示意图；
20.图2是本发明多工位焊接氩弧焊机器人的工作台和焊接台分解示意图；
21.图3是本发明多工位焊接氩弧焊机器人的工作台和焊接台一视角示意图；
22.图4是本发明多工位焊接氩弧焊机器人的焊接台下部示意图；
23.图5是本发明多工位焊接氩弧焊机器人的焊接机器人示意图；
24.图6是本发明多工位焊接氩弧焊机器人的焊接机器人部分结构分解图；
25.图7是本发明多工位焊接氩弧焊机器人的焊接机器人另一部分结构分解图；
26.图中：1-焊接机器人；101-底座；102-第一轴座；1021-第一电机；103-第二轴座；1031-第二电机；104-升降主臂；105-第三轴座；1051-第三电机；106-第四轴座；1061-第四电机；107-转动臂；108-第五轴座；1081-第五电机；1082-传动机构；109-第六轴座；1091-第六电机；110-支撑杆；2-移动机构；201-丝杠电机；202-丝杠；203-滑杆；204-连接座；3-工作台；301-环形轨道；302-安装台；303-转动电机；304-主动齿轮；305-传动齿轮；4-焊接台；401-工位；402-滚轮；403-隔板；404-从动齿环；5-送丝机；6-丝盘；7-焊接头。
具体实施方式
27.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
28.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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，因此不能理解为对本发明的限制。
29.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
30.如图1所示，本发明一种多工位焊接氩弧焊机器人，包括由多个支撑腿支撑的工作台3和位于工作台3上部的焊接台4，所述焊接台4可相对于所述工作台3转动，焊接台4上部设有多个工位401，所述焊接台4四周至少设有一个端部连接有焊接头7的焊接机器人1，焊接机器人1将一个工位上的焊件焊接完成后，焊接台4转动，焊接完成后的焊件由人工或其他机器人将焊接取下，焊接机器人1对焊接台4传送来的待焊接焊件持续焊接，可在焊接台4周围设置多个焊接机器人1，多个工位的焊接机器人1同时工作，具体来说，所述焊接机器人1在所述焊接台4圆周方向阵列设置，且所述工位401数量是所述焊接机器人1的两倍，即焊接机器人1在工位401上焊接的同时，焊接完成的焊件在空闲的工位被取下，由此提供焊接效率，应当可知的是，焊接机器人1连接有送丝机5和丝盘6，实现对焊接机器人1的持续供丝，送丝机5采用现有结构，在此不再详细说明。
31.如图2、图3和图4所示，所述焊接台4为圆盘状结构，其中心位置设有通孔，所述焊
接台4上部的多个工位401由隔板403分隔开，以防止焊接时采用氩弧焊的焊接机器人1对工人造成飞溅伤害。所述焊接台4下部转动连接有多个滚轮402，多个滚轮402在所述工作台3上部设置的环形轨道301上转动，优选的是，滚轮402沿靠近焊接台4的边缘位置设置，且所述滚轮402沿所述焊接台4圆周方向阵列设置，由于三点确定一个稳定的平面，因此滚轮402至少为三个，均匀设置于所述焊接台4圆周方向，使焊接头4在转动过程中较为稳定，不易发生抖动。所述工作台3上部的环形轨道301位于所述滚轮402下部，以与所述滚轮402相配合为准，使滚轮402在所述环形轨道301上行走。
32.如图2、图3和图4所示，所述工作台3中心位置设有安装台302，所述安装台302中心位置固定设有可驱动所述焊接台4转动的转动电机303，具体来说，转动电机303固定安装在安装台302的中空腔体内，所述转动电机303输出端连接有主动齿轮304，所述主动齿轮303圆周方向啮合连接有多个传动齿轮305，传动齿轮305均与所述安装台302转动连接，传动齿轮至少为三个，且所述传动齿轮305沿所述安装台302圆周方向阵列设置，所述焊接台4中心通孔的内壁设有从动齿环404，所述传动齿轮305与从动齿环404啮合连接，转动电机303的扭转力可以均匀地由传动齿轮305向从动齿环404传递，使焊接台4受力均匀，由此焊接台4的旋转较为稳定，焊件不会发生抖动，提高焊接机器人1对焊接台4上多个工位焊件的焊接精度，提高焊接质量。
33.如图5、图6和图7所示，所述焊接机器人1包括底座101和位于底座101上部的设有第一电机1021的第一轴座102，底座101可固定于地面或下文将要描述的连接座204，第一电机1021位于第一轴座102内腔，第一电机1021输出端连接有一盘体，盘体上部连接有丝盘6和第二轴座103，第二轴座103内固定连接有第二电机1031，所述第二电机1031输出端连接有升降主臂104，所述升降主臂104远离所述第二轴座103的一端连接有设有第三电机1051的第三轴座105，以控制焊接机器人1在水平方向的旋转和垂直方向的升降，即第一电机1021可控制焊接头7在水平方向转动，第二电机1031和第三电机1051可控制焊接头7在上下或前后方向移动。为提高焊接机器人1的焊接灵活性，所述第三轴座105上部连接有设有第四电机1061的第四轴座106，所述第四电机1061输出端连接有转动臂107，第四电机1061可使转动臂107转动，以驱使焊接头7在纵向上转动。所述转动臂107另一端连接有设有第五电机1081的第五轴座108，所述第五电机1081的输出端通过传动机构1082连接有设有第六电机1091的第六轴座109，此时，第五电机1081可驱动第六轴座109上下转动以带动焊接头7上下转动。所述第六电机1091输出端连接有支撑杆110，所述支撑杆110端部连接有焊接头7，第六电机1091可驱动焊接头7旋转以便于对焊件底部和内腔进行焊接，此时，可驱使焊接头7在垂直方向旋转或前后移动并在焊接方向旋转以便于对焊件进行多方位的焊接，优选的是，所述送丝机5位于所述第四轴座106上部，以防止焊丝在焊接机器人1转动过程中发生缠绕。应当注意的是，上述第一电机1021、第二电机1031、第三电机1051、第四电机1061、第五电机1081和第六电机1091均为减速电机，其采用现有技术中的减速电机结构，在此不做详细描述。
34.优选的是，所述焊接机器人1下部通过底座101连接有移动机构2，所述移动机构2包括底板和位于底板上部的丝杠电机201，丝杠电机201输出端连接有丝杠202，丝杠202另一端转动连接于一竖版，移动机构2还包括滑杆203和随丝杠螺母移动的并与底座101固定连接的连接座204，连接座204设有通孔与所述滑杆203滑动连接，以提高焊接机器人1在移
动过程的稳定性。由此焊接机器人1可以从多个焊面多方位多角度地对焊件进行焊接，并配合移动机构2使焊接机器人前进或后对，提高焊接机器人对焊件体积和大小的适应性，提高焊接范围和焊接灵活性。
35.本发明还包括一种多工业焊接氩弧焊机器人的使用方法，应用于上述多工位焊接氩弧焊机器人，其包括如下步骤：
36.s1：将工作台3和焊接台4组装，使主动齿轮304、传动齿轮305和从动齿环404稳定啮合，将滚轮402稳定地放置于环形轨道301上；
37.s2：将焊接机器人1固定在移动机构2上部，根据焊件大小及体积，设定焊接机器人1在移动机构2上的移动距离，并设置焊接机器人1各个轴的转动角度；
38.s3：将焊件放置于工位上，焊接机器人1开始工作，依据前一步骤设置好的焊接机器人1在移动机构2上的移动距离以及焊接机器人1各个轴的转动角度，使焊接机器人1对焊件进行多方位多角度的焊接。
39.具体来说，所述步骤s2中，焊接机器人1在移动机构2上的移动距离包括前进和后退距离；设置焊接机器人1各个轴的转动角度，包括第一电机1021在水平方向的转动、第二电机1031和第三电机1051在与升降主臂平行的方向转动、第四电机1061在与转动臂垂直的方向转动、第五电机1081在与转动臂平行的方向转动以及第六电机1091在与焊接头7平行的方向转动，以实现对焊件多方位多角度的焊接。
40.上面结合附图对本发明优选的具体实施方式和实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式和实施例，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明构思的前提下做出各种变化或等效替换，因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本技术的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。

技术特征：
1.一种多工位焊接氩弧焊机器人，包括工作台(3)和位于工作台(3)上部的相对于所述工作台(3)转动的焊接台(4)，所述焊接台(4)四周至少设有一个连接有送丝机(5)和丝盘(6)的焊接机器人(1)，其特征在于：所述焊接台(4)上部由隔板(403)分隔为若干个工位(401)，所述焊接台(4)下部转动连接有至少三个滚轮(402)在所述工作台(3)上部设置的环形轨道(301)上转动，所述工作台(3)中心位置设有安装台(302)，所述安装台(302)中心位置固定设有可驱动所述焊接台(4)转动的转动电机(303)，所述转动电机(303)输出端连接有主动齿轮(304)，所述主动齿轮(303)圆周方向啮合连接有至少三个与所述安装台(302)转动连接的传动齿轮(305)，所述传动齿轮(305)与所述焊接台(4)中心设置的通孔的内壁设有的从动齿环(404)啮合连接，以便于驱动所述焊接台(4)稳定转动。2.根据权利要求1所述的多工位焊接氩弧焊机器人，其特征在于：所述滚轮(402)沿所述焊接台(4)圆周方向阵列设置。3.根据权利要求1所述的多工位焊接氩弧焊机器人，其特征在于：所述传动齿轮(305)沿所述安装台(302)圆周方向阵列设置。4.根据权利要求1所述的多工位焊接氩弧焊机器人，其特征在于：所述焊接机器人(1)在所述焊接台(4)圆周方向阵列设置，且所述工位(401)数量是所述焊接机器人(1)的两倍。5.根据权利要求1所述的多工位焊接氩弧焊机器人，其特征在于：所述焊接机器人(1)包括底座(101)和位于底座(101)上部的设有第一电机(1021)的第一轴座(102)，所述第一电机(1021)输出端连接有设有第二电机(1031)的第二轴座(103)和丝盘(6)，所述第二电机(1031)输出端连接有升降主臂(104)，所述升降主臂(104)远离所述第二轴座(103)的一端连接有设有第三电机(1051)的第三轴座(105)，以控制焊接机器人(1)在水平方向的旋转和垂直方向的升降。6.根据权利要求5所述的多工位焊接氩弧焊机器人，其特征在于：所述第三轴座(105)上部连接有设有第四电机(1061)的第四轴座(106)，所述第四电机(1061)输出端连接有转动臂(107)，所述转动臂(107)另一端连接有设有第五电机(1081)的第五轴座(108)，所述第五电机(1081)的输出端通过传动机构(1082)连接有设有第六电机(1091)的第六轴座(109)，所述第六电机(1091)输出端连接有支撑杆(110)，所述支撑杆(110)端部连接有焊接头(7)，驱使焊接头(7)在垂直方向旋转或前后移动并在焊接方向旋转以便于对焊件进行多方位的焊接。7.根据权利要求5所述的多工位焊接氩弧焊机器人，其特征在于：所述焊接机器人(1)下部通过底座(101)连接有移动机构(2)，所述移动机构(2)包括底板和位于底板上部的丝杠电机(201)、丝杠(202)、滑杆(203)和随丝杠螺母移动的并与底座(101)固定连接的连接座(204)。8.根据权利要求6所述的多工位焊接氩弧焊机器人，其特征在于：所述送丝机(5)位于所述第四轴座(106)上部，以防止焊丝在焊接机器人(1)转动过程中发生缠绕。9.一种多工位焊接氩弧焊机器人的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：s1：将工作台和焊接台组装，使主动齿轮、传动齿轮和从动齿环稳定啮合，将滚轮稳定地放置于环形轨道上；s2：将焊接机器人固定在移动机构上部，根据焊件大小及体积，设定焊接机器人在移动机构上的移动距离，并设置焊接机器人各个轴的转动角度；
s3：将焊件放置于工位上，焊接机器人开始工作，依据前一步骤设置好的焊接机器人在移动机构上的移动距离以及焊接机器人各个轴的转动角度，使焊接机器人对焊件进行多方位多角度的焊接。10.根据权利要求9所述的多工位焊接氩弧焊机器人的使用方法，其特征在于：所述步骤s2中，焊接机器人在移动机构上的移动距离包括前进和后退距离；设置焊接机器人各个轴的转动角度，包括第一电机在水平方向的转动、第二电机和第三电机在与升降主臂平行的方向转动、第四电机在与转动臂垂直的方向转动、第五电机在与转动臂平行的方向转动以及第六电机在与焊接头平行的方向转动，以实现对焊件多方位多角度的焊接。

技术总结
本发明公开了一种多工位焊接氩弧焊机器人，包括工作台和焊接台，焊接台四周至少设有一个连接有送丝机和丝盘的焊接机器人，焊接台上部由隔板分隔为若干个工位，焊接台下部转动连接有至少三个滚轮在工作台上部设置的环形轨道上转动，工作台中心位置设有安装台，安装台中心位置固定设有可驱动焊接台转动的转动电机，转动电机输出端连接有主动齿轮，主动齿轮圆周方向啮合连接有至少三个与安装台转动连接的传动齿轮，传动齿轮与所述焊接台中心设置的通孔的内壁设有的从动齿环啮合连接，以便于驱动焊接台稳定转动。本发明焊接台上的焊件不会发生抖动，提高对焊件的焊接精度，可从多个焊面多方位多角度地对焊件进行焊接，提高焊接范围和焊接灵活性。接范围和焊接灵活性。接范围和焊接灵活性。


技术研发人员：李川
受保护的技术使用者：高尚（十堰）工贸有限公司
技术研发日：2023.05.31
技术公布日：2023/7/21