一種用于管件焊接的機器人系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于管件焊接的機器人系統，包括多自由度焊接夾具、多自由度焊接機械手、CCD相機以及控制箱，多自由度焊接夾具、多自由度焊接機械手、CCD相機均與控制箱電連接，多自由度焊接夾具和多自由度焊接機械手相對設置，CCD相機位于多自由度焊接機械手的上部，控制箱位于多自由度焊接機械手的側面，控制箱上位機、PLC控制器和顯示器，PLC控制器時時控制多自由度焊接夾具、多自由度焊接機械手的動作，CCD相機隨著多自由度焊接機械手移動，并對焊接過程中的工件進行拍照。該機器人系統的夾爪組件能夠自動開合，實現管件的固定和取出，進而給操作工帶來了便利，提高了焊接效率。
【專利說明】
一種用于管件焊接的機器人系統
技術領域
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[0001]本實用新型涉及焊接設備技術領域，具體涉及一種用于管件焊接的機器人系統?！颈尘凹夹g】:
[0002]在船廠、石油、石化、化工、電廠等行業使用的機械設備中，往往存在大量的彎管、法蘭等環狀部件。在加工、制造、裝配上述機械設備的過程中，往往需要對上述彎管、法蘭等部件的內角、外角的兩條環狀焊縫進行焊接。傳統的焊接方法是通過手工旋轉焊接工件的方法來進行焊接。如此，不僅勞動強度大、操作不便，而且焊接質量難以得到保證。
[0003]為了解決上述問題，中國第200820032345.5號專利揭示了一種用在管管焊接機頭上的導向結構，該導向結構解決了焊接工件自動旋轉的問題。但是，在實際使用過程中，工人們發現焊接工件焊接好后，齒圈上的缺口與殼體上的開口往往會錯位。為了取出焊好的焊接工件，工人們需要手動點擊焊槍上的按鈕來旋轉齒圈，使得齒圈上的缺口與殼體上的開口重合，從而便于取出焊接工件。如此不僅給操作工帶來了諸多不便，而且降低了焊接效率。
【實用新型內容】:
[0004]本實用新型的目的就是針對現有技術的不足，提供一種用于管件焊接的機器人系統，該機器人系統的夾爪組件能夠自動開合，實現管件的固定和取出，進而給操作工帶來了便利，提高了焊接效率。
[0005]本實用新型的技術解決措施如下:
[0006]—種用于管件焊接的機器人系統，包括多自由度焊接夾具、多自由度焊接機械手、CCD相機以及控制箱，多自由度焊接夾具、多自由度焊接機械手、CCD相機均與控制箱電連接，多自由度焊接夾具和多自由度焊接機械手相對設置，CCD相機位于多自由度焊接機械手的上部，控制箱位于多自由度焊接機械手的側面，控制箱上位機、PLC控制器和顯示器，PLC控制器時時控制多自由度焊接夾具、多自由度焊接機械手的動作，CCD相機隨著多自由度焊接機械手移動，并對焊接過程中的工件進行拍照，焊接過程中，工件被多自由度焊接夾具抓緊固定，多自由度焊接機械手對工件進行焊接操作，CCD相機每隔預設時間對工件拍攝一張照片，并將拍攝的照片傳遞給上位機，上位機對照片信息進行分析判斷，如果分析判斷出焊接質量合格，上位機將合格信號傳遞給PLC控制器，PLC控制器控制多自由度焊接機械手停止焊接，并控制多自由度焊接夾具轉動一定角度將工件放置在工件收集處，隨后進入下一工件的焊接過程;如果分析判斷焊接質量不合格，上位機將不合格信號傳遞給PLC控制器，PLC控制器控制多自由度焊接機械手繼續焊接直至焊接操作完成，顯示器能夠顯示工件被拍下的照片，供操作人員隨時調取查看。
[0007]作為上述技術方案的優選，PLC控制器包括PLC微處理器以及控制系統軟件部分，控制系統軟件部分包括I/O人機互動程序的開發和焊接主控程序編制，可通過手動/自動按鈕轉換操作模式。
[0008]作為上述技術方案的優選，多自由度焊接夾具包括固定底座，固定底座上焊接有旋轉底座，旋轉底座為圓盤狀，旋轉底座下部連接有旋轉驅動機構，旋轉底座上焊接固定有固定件，固定件端部設置有一對相對設置的連接耳板，連接耳板上通過鉸接軸鉸接有第一擺動臂，第一擺動臂的末端與第二擺動臂轉動連接，第二擺動臂的末端通過轉動件固定連接有夾爪組件。
[0009]作為上述技術方案的優選，固定底座為方形鋼板制成，固定底座的四角通過第一固定螺栓固定在地面上，第一固定螺栓為六角螺栓。
[0010]作為上述技術方案的優選，多自由度焊接機械手包括支撐底座，支撐底座的上部焊接固定有機箱，機箱上轉動連接有機械臂，機械臂的一端通過旋轉軸與機箱連接，機械臂驅動機構位于機箱的另一側并與旋轉軸固定連接，機械臂上開設有升降滑槽，升降滑槽內滑動設置有升降臂，升降臂的升降滑動是通過升降齒輪齒條副完成的，升降臂的末端伸縮套結有伸縮臂，伸縮臂上固定有CCD相機，伸縮臂的末端萬向鉸接有焊接頭。
[0011 ]作為上述技術方案的優選，支撐底座為長方形鋼板制成，支撐底座的四角通過第二固定螺栓固定在地面上，第二固定螺栓為六角螺栓。
[0012]作為上述技術方案的優選，夾爪組件包括夾爪固定座，夾爪固定座兩端均設置有鉸接耳板，兩側的鉸接耳板分別鉸接有第一夾臂和第二夾臂，第一夾臂和第二夾臂的末端分別鉸接有第一夾緊板和第二夾緊板，夾爪固定座上固定有伸縮油缸，第二夾緊板與伸縮油缸的活塞桿末端通過第三連接件鉸接，第一夾緊板與伸縮油缸的活塞桿末端通過組合連接件鉸接，組合連接件包括第一連接件和第二連接件，其中，第一連接件與第二連接件鉸接，第一連接件的另一端與第一夾緊板鉸接，第二連接件與伸縮油缸的活塞桿末端鉸接。
[0013]本實用新型的有益效果在于:該機器人系統的夾爪組件能夠自動開合，實現管件的固定和取出，進而給操作工帶來了便利，提高了焊接效率。
【附圖說明】

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[0014]圖1為本實用新型的結構不意圖；
[0015]圖2為多自由度焊接夾具的結構示意圖；
[0016]圖3為多自由度焊接機械手的結構示意圖；
[0017]圖4為夾爪組件的結構示意圖。
【具體實施方式】
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[0018]為了使本實用新型的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本實用新型的【具體實施方式】做出詳細的說明。
[0019]如圖1所示，用于管件焊接的機器人系統包括多自由度焊接夾具1、多自由度焊接機械手2、CCD相機4以及控制箱3，多自由度焊接夾具1、多自由度焊接機械手2、CCD相機4均與控制箱3電連接，多自由度焊接夾具I和多自由度焊接機械手2相對設置，CCD相機4位于多自由度焊接機械手2的上部，控制箱3位于多自由度焊接機械手2的側面，控制箱3上位機、PLC控制器和顯示器，PLC控制器時時控制多自由度焊接夾具1、多自由度焊接機械手2的動作，CCD相機4隨著多自由度焊接機械手2移動，并對焊接過程中的工件進行拍照，焊接過程中，工件被多自由度焊接夾具I抓緊固定，多自由度焊接機械手2對工件進行焊接操作，CCD相機4每隔預設時間對工件拍攝一張照片，并將拍攝的照片傳遞給上位機，上位機對照片信息進行分析判斷，如果分析判斷出焊接質量合格，上位機將合格信號傳遞給PLC控制器，PLC控制器控制多自由度焊接機械手2停止焊接，并控制多自由度焊接夾具I轉動一定角度將工件放置在工件收集處，隨后進入下一工件的焊接過程;如果分析判斷焊接質量不合格，上位機將不合格信號傳遞給PLC控制器，PLC控制器控制多自由度焊接機械手2繼續焊接直至焊接操作完成，顯示器能夠顯示工件被拍下的照片，供操作人員隨時調取查看。
[0020]PLC控制器包括PLC微處理器以及控制系統軟件部分，控制系統軟件部分包括I/O人機互動程序的開發和焊接主控程序編制，可通過手動/自動按鈕轉換操作模式。
[0021 ]如圖2所示，多自由度焊接夾具I包括固定底座11，固定底座11上焊接有旋轉底座12，旋轉底座12為圓盤狀，旋轉底座12下部連接有旋轉驅動機構，旋轉底座12上焊接固定有固定件13，固定件13端部設置有一對相對設置的連接耳板，連接耳板上通過鉸接軸鉸接有第一擺動臂14，第一擺動臂14的末端與第二擺動臂15轉動連接，第二擺動臂15的末端通過轉動件固定連接有夾爪組件5。
[0022]固定底座11為方形鋼板制成，固定底座11的四角通過第一固定螺栓固定在地面上，第一固定螺栓為六角螺栓。
[0023]如圖3所示，多自由度焊接機械手2包括支撐底座21，支撐底座21的上部焊接固定有機箱22，機箱22上轉動連接有機械臂24，機械臂24的一端通過旋轉軸23與機箱22連接，機械臂24驅動機構位于機箱的另一側并與旋轉軸23固定連接，機械臂24上開設有升降滑槽，升降滑槽內滑動設置有升降臂25，升降臂25的升降滑動是通過升降齒輪齒條副完成的，升降臂25的末端伸縮套結有伸縮臂26，伸縮臂26上固定有CCD相機4，伸縮臂26的末端萬向鉸接有焊接頭27。
[0024]支撐底座21為長方形鋼板制成，支撐底座21的四角通過第二固定螺栓固定在地面上，第二固定螺栓為六角螺栓。
[0025]如圖4所示，夾爪組件5包括夾爪固定座51，夾爪固定座51兩端均設置有鉸接耳板，兩側的鉸接耳板分別鉸接有第一夾臂521和第二夾臂522，第一夾臂521和第二夾臂522的末端分別鉸接有第一夾緊板541和第二夾緊板542，夾爪固定座51上固定有伸縮油缸55，第二夾緊板542與伸縮油缸55的活塞桿末端通過第三連接件鉸接，第一夾緊板541與伸縮油缸55的活塞桿末端通過組合連接件鉸接，組合連接件包括第一連接件531和第二連接件532，其中，第一連接件531與第二連接件532鉸接，第一連接件531的另一端與第一夾緊板541鉸接，第二連接件532與伸縮油缸55的活塞桿末端鉸接。
[0026]所述實施例用以例示性說明本實用新型，而非用于限制本實用新型。任何本領域技術人員均可在不違背本實用新型的精神及范疇下，對所述實施例進行修改，因此本實用新型的權利保護范圍，應如本實用新型的權利要求所列。
【主權項】
1.一種用于管件焊接的機器人系統，其特征在于:包括多自由度焊接夾具(I)、多自由度焊接機械手(2)、CCD相機(4)以及控制箱(3)，多自由度焊接夾具(I)、多自由度焊接機械手(2)、CCD相機(4)均與控制箱(3)電連接，多自由度焊接夾具(I)和多自由度焊接機械手(2)相對設置，CCD相機(4)位于多自由度焊接機械手(2)的上部，控制箱(3)位于多自由度焊接機械手(2)的側面，控制箱(3)上位機、PLC控制器和顯示器，PLC控制器時時控制多自由度焊接夾具(I)、多自由度焊接機械手(2)的動作，CCD相機(4)隨著多自由度焊接機械手(2)移動，并對焊接過程中的工件進行拍照，焊接過程中，工件被多自由度焊接夾具(I)抓緊固定，多自由度焊接機械手(2)對工件進行焊接操作，CCD相機(4)每隔預設時間對工件拍攝一張照片，并將拍攝的照片傳遞給上位機，上位機對照片信息進行分析判斷，如果分析判斷出焊接質量合格，上位機將合格信號傳遞給PLC控制器，PLC控制器控制多自由度焊接機械手(2)停止焊接，并控制多自由度焊接夾具(I)轉動一定角度將工件放置在工件收集處，隨后進入下一工件的焊接過程;如果分析判斷焊接質量不合格，上位機將不合格信號傳遞給PLC控制器，PLC控制器控制多自由度焊接機械手(2)繼續焊接直至焊接操作完成，顯示器能夠顯示工件被拍下的照片，供操作人員隨時調取查看。2.根據權利要求1所述的一種用于管件焊接的機器人系統，其特征在于:PLC控制器包括PLC微處理器以及控制系統軟件部分，控制系統軟件部分包括I/O人機互動程序的開發和焊接主控程序編制，可通過手動/自動按鈕轉換操作模式。3.根據權利要求1所述的一種用于管件焊接的機器人系統，其特征在于:多自由度焊接夾具(I)包括固定底座(11)，固定底座(11)上焊接有旋轉底座(12)，旋轉底座(12)為圓盤狀，旋轉底座(12)下部連接有旋轉驅動機構，旋轉底座(12)上焊接固定有固定件(13)，固定件(13)端部設置有一對相對設置的連接耳板，連接耳板上通過鉸接軸鉸接有第一擺動臂(14)，第一擺動臂(14)的末端與第二擺動臂(15)轉動連接，第二擺動臂(15)的末端通過轉動件固定連接有夾爪組件(5)。4.根據權利要求3所述的一種用于管件焊接的機器人系統，其特征在于:固定底座(11)為方形鋼板制成，固定底座(11)的四角通過第一固定螺栓固定在地面上，第一固定螺栓為六角螺栓。5.根據權利要求1所述的一種用于管件焊接的機器人系統，其特征在于:多自由度焊接機械手(2)包括支撐底座(21)，支撐底座(21)的上部焊接固定有機箱(22)，機箱(22)上轉動連接有機械臂(24)，機械臂(24)的一端通過旋轉軸(23)與機箱(22)連接，機械臂(24)驅動機構位于機箱的另一側并與旋轉軸(23)固定連接，機械臂(24)上開設有升降滑槽，升降滑槽內滑動設置有升降臂(25)，升降臂(25)的升降滑動是通過升降齒輪齒條副完成的，升降臂(25)的末端伸縮套結有伸縮臂(26)，伸縮臂(26)上固定有CCD相機(4)，伸縮臂(26)的末端萬向鉸接有焊接頭(27)。6.根據權利要求5所述的一種用于管件焊接的機器人系統，其特征在于:支撐底座(21)為長方形鋼板制成，支撐底座(21)的四角通過第二固定螺栓固定在地面上，第二固定螺栓為六角螺栓。7.根據權利要求6所述的一種用于管件焊接的機器人系統，其特征在于:夾爪組件(5)包括夾爪固定座(51)，夾爪固定座(51)兩端均設置有鉸接耳板，兩側的鉸接耳板分別鉸接有第一夾臂(521)和第二夾臂(522)，第一夾臂(521)和第二夾臂(522)的末端分別鉸接有第一夾緊板(541)和第二夾緊板(542)，夾爪固定座(51)上固定有伸縮油缸(55)，第二夾緊板(542)與伸縮油缸(55)的活塞桿末端通過第三連接件鉸接，第一夾緊板(541)與伸縮油缸(55)的活塞桿末端通過組合連接件鉸接，組合連接件包括第一連接件(531)和第二連接件(532)，其中，第一連接件(531)與第二連接件(532)鉸接，第一連接件(531)的另一端與第一夾緊板(541)鉸接，第二連接件(532)與伸縮油缸(55)的活塞桿末端鉸接。
【文檔編號】B23K37/02GK205702953SQ201620596068
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月8日
【發明人】付淑珍
【申請人】佛山市聯智新創科技有限公司