本發明涉及工業焊接領域,具體為一種智能焊接工業機器人。
背景技術:
1、隨著中國經濟的持續發展和產業結構的不斷優化,尤其是制造業的轉型升級,人工成本已成為中小企業發展的重要壓力。招工難、用工難和留工難,尤其在勞動密集型行業中愈發突出,已經成為了許多制造業企業的難題。特別是在焊接行業,由于焊接工作環境惡劣、勞動強度大、生產效率低以及對技術要求高等問題,人工焊接面臨著很大的挑戰。因此,如何提高生產效率、降低勞動強度、改善工作環境、減少人員流動,已成為推動中國制造業進一步發展的關鍵因素。
2、隨著上述問題的逐步顯現,自動化焊接技術逐漸成為解決傳統焊接行業困境的有效途徑,尤其是焊接機器人在近年來的發展,成為了中國制造業中備受矚目的創新解決方案。
3、現有公開技術中的焊接機器人如下所示:
4、1)公開號cn115488563a公布了一種智能焊接工業機器人,在該技術申請中,包括機械臂、控制單元和焊接單元,機械臂分為固定部和轉動部,固定部固定安裝于工作臺表面,固定部上方固定安裝有轉動部,固定部表面靠近底部固定安裝有控制單元,控制單元用于控制機械臂,焊接單元用于執行焊接加工,控制系統能夠通過機械臂控制焊接單元;焊接單元包括一號焊槍頭和二號焊槍頭,轉動部一端固定安裝有一號焊槍頭,一號焊槍頭上方通過伸縮機構安裝有二號焊槍頭;在進行單面焊接或者是進行雙面焊接加工時,一號焊槍頭與二號焊槍頭能夠通過伸縮機構同時進行焊接加工,從而同時進行多點或多位置焊接,有利于減少焊接操作時間提高焊接效率。
5、2)公開號cn119216894a公布了一種智能焊接工業機器人,在該技術申請中,包括底板和智能機械臂,底板的上側外表面設置有防護組件,防護組件包括工作臺,工作臺的上側內壁滑動連接有防護框,防護框的下側內壁固定安裝有十字架,十字架的下側表面滑動安裝有u型夾,u型夾的內側表面轉動連接有連接板,連接板的兩側外表面中部焊接有連接柱,連接板的一端外壁轉動連接有滑動板,滑動板的下側外表面固定安裝有電動伸縮桿,通過設置的防護組件,啟動電動伸縮桿帶動滑動板向下滑動,從而帶動連接板旋轉,進而帶動u型夾滑動,使得防護框抬起,利用上述結構,避免了焊接碎屑飛濺,保障了焊接工作的整潔性,進而降低了安全事故的發生概率。
6、3)公開號cn110497081a公布了一種六軸式激光焊接工業機器人,在該技術申請中,包括機器人本體和用于安裝機器人本體的工作臺,所述工作臺包括安裝座、第一絲桿驅動機構、安裝架、動力電機、安裝板、第二絲桿驅動機構和活動板,所述機器人本體的第六軸上安裝有工作頭,所述工作頭包括安裝殼、活動塊、激光焊接頭和用于驅動活動塊運動的驅動單元,本技術設有工作臺,實現機器人本體在三維空間內運動,提高機器人本體的工作范圍,提高了工作效率;設有工作頭,達到降低能耗的目的,能夠快速對管狀工件進行周向焊接,提高了焊接速度,工作效率更高;設有吸風機和過濾筒,還設有防護罩,避免煙氣被工作人員吸入影響健康,能夠擋住強光而保護工作人員的視力。
7、盡管現有技術在焊接機器人的設計和功能上有所突破,但它們普遍存在以下技術缺陷:
8、1、對工件的精確定位和夾緊能力有限,尤其在面對不規則或復雜形狀的工件時;
9、2、缺乏針對焊接過程的動態反饋與實時控制機制,焊接質量和效率無法得到實時優化。
技術實現思路
1、本發明的目的在于提供一種智能焊接工業機器人,通過優化外圍構件與焊接機器人的設計結構,結合動態反饋機制,提高了焊接過程的精度、安全性和靈活性。
2、為實現上述目的,本發明提供如下技術方案:一種智能焊接工業機器人,包括外圍構件與焊接機器人,其中:
3、外圍構件,用于提供焊接防護及工件定位功能,包括防護欄、工作臺、組合型夾具與指示燈,其中防護欄圍繞工作臺外側圍護,工作臺一側設置指示燈,工作臺上配置有組合型夾具;
4、焊接機器人,包括控制臺以及機械臂構件,其中控制臺用于控制機械臂構件基于多自由度實現工件焊接,機械臂構件包括底盤、旋轉平臺、伺服舵機a、伺服舵機b、伺服舵機c、第一機臂、第二機臂、支架、焊槍與動態反饋組件,旋轉平臺配置于底盤上,旋轉平臺頂部裝設伺服舵機a,該伺服舵機a軸端連接第一機臂。
5、優選的,組合型夾具包括主夾具與副夾具,主夾具包括底框架、第一氣缸、側夾臂a、側夾臂b、第二氣缸、前夾臂a、前夾臂b與中間平臺,其中底框架為四根導向鋼管呈矩形分布焊連而成,側夾臂a、側夾臂b分別滑裝于底框架左、右側的導向鋼管內,第一氣缸橫向設置且其后端通過調節架與側夾臂a連接,第一氣缸前端的活塞桿連接側夾臂b,第一氣缸、調節架可推動側夾臂a、側夾臂b呈相接近或遠離狀態。
6、優選的,前夾臂a、前夾臂b分別滑裝于底框架前、后側的導向鋼管內,第二氣缸縱向設置且其后端通過調節架與前夾臂a連接,第二氣缸前端的活塞桿連接前夾臂b。
7、優選的,中間平臺通過升降桿支撐于底框架上,中間平臺上裝設副夾具。
8、優選的,副夾具設有四組且其呈矩形分布于中間平臺上,每一副夾具均包括后支架、推桿、副夾板與鉗體,其中后支架端面四角嵌裝有軸套,副夾板設于后支架前側,副夾板后側通過軸桿伸進軸套內側,副夾板中間連接推桿,該推桿穿過后支架并延伸至后支架一側。
9、優選的,鉗體為推拉式夾鉗,鉗體前端連接推桿,鉗體做推拉動作并通過推桿推動副夾板向前抵壓。
10、優選的,第一機臂上端配置有伺服舵機b,伺服舵機b軸端連接第二機臂,第二機臂末端安裝伺服舵機c,伺服舵機c軸端連接支架,支架上裝設焊槍。
11、優選的,動態反饋組件包括視覺傳感器、壓力傳感器,壓力傳感器配置于焊槍上,視覺傳感器配置于支架上,視覺傳感器、壓力傳感器基于視覺識別焊縫位置、焊接壓力并反饋至控制臺。
12、與現有技術相比,本發明的有益效果是:
13、本發明通過優化外圍構件與焊接機器人的設計結構,結合動態反饋機制,提高了焊接過程的精度、安全性和靈活性。
14、具體技術效果包括如下:
15、1、本發明通過集成視覺傳感器和壓力傳感器等動態反饋組件,能夠實時檢測焊接過程中的關鍵參數,如焊縫位置、焊接壓力等,并基于反饋信息自動調整焊接參數,確保焊接質量的穩定性和一致性。
16、2、本發明設計了創新的組合型夾具,該夾具包括主夾具和副夾具,通過氣缸和滑動結構可以靈活調節,確保工件在焊接過程中的穩定性和精準定位。無論是大尺寸工件還是復雜形狀工件,都可以通過自動調節實現精準夾緊和定位,避免了傳統技術中因工件不穩定或位置偏移導致的焊接誤差。
17、3、本發明的焊接機器人采用了多自由度機械臂設計,具有較高的靈活性和適應性,可以根據不同工件的形狀和尺寸靈活調整焊接路徑和角度,確保焊接作業的順利進行;另外由于其機械臂的多自由度設計以及靈活的夾具系統,它能夠處理各種復雜形狀的工件,同時也能根據不同的焊接工藝要求進行調整。