CN221891211U - 焊接机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种焊接机器人，其包括助力推车、移动平台、焊接机械臂、定位夹具和锁止机构；移动平台与助力推车活动连接，移动平台能够沿第一方向和第二方向相对助力推车滑动，第一方向和第二方向垂直设置；焊接机械臂设置于移动平台上，焊接机械臂的输出端设置焊枪；定位夹具与焊接机器人的固定端转动连接；锁止机构用于固定定位夹具和移动平台。本实用新型中，焊接机器人以助力推车为载体，并且定位夹具和焊接机械臂同步移动，以此确保机械臂与待焊接工件相对位置有效，方便焊接机械臂进行后续焊接工作。即本实施例中由定位夹具对待焊接工件进行完全定位，降低定位前的精度要求，无需与视觉系统配合，简化定位结构、降低成本。

Description

焊接机器人

技术领域

本实用新型涉及机械加工设备技术领域，尤其涉及一种焊接机器人。

背景技术

随着市场发展，传统人工焊接已无法满足需求。为了保证焊接质量，目前正由人工焊接向机器焊接转型，在进行机器焊接时，由于焊接的精度要求，通常需要与视觉系统相互配合，由视觉系统检测工件位置后，由控制器处理并控制焊接臂对工件进行焊接，使得整个焊接设备结构复杂、成本高。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种焊接机器人，旨在解决焊接设备结构复杂、成本高的问题。

为实现上述目的，本实用新型提出一种焊接机器人，所述焊接机器人包括助力推车、移动平台、焊接机械臂、定位夹具和锁止机构；所述移动平台与所述助力推车活动连接，所述移动平台能够沿第一方向和第二方向相对所述助力推车滑动，所述第一方向和所述第二方向垂直设置；所述焊接机械臂设置于所述移动平台上，所述焊接机械臂的输出端设置焊枪；所述定位夹具与所述焊接机器人的固定端转动连接；所述锁止机构用于固定所述定位夹具和所述移动平台。

可选地，所述焊接机械臂的固定端设置有连接架，所述定位夹具与所述连接架转动连接；所述锁止机构包括棘轮和拨片，所述棘轮与所述连接架固定连接，所述拨片与所述定位夹具转动连接，所述拨片的端部能够卡入所述棘轮的齿槽内以锁紧所述定位夹具与所述连接架。

可选地，所述焊接机器人还包括连接板，所述连接板设置于所述助力推车与所述移动平台之间；且所述连接板的两侧分别设置有第一滑块和第二滑块；所述助力推车上设置有第一滑轨，所述第一滑块与所述第一滑轨沿第一方向滑动连接；所述移动平台上设置有第二滑轨，所述第二滑块与所述第二滑轨沿第二方向滑动连接。

可选地，所述助力推车上沿第一方向间隔设置有两个第一限位挡片，所述第一限位挡片用于限位止挡所述连接板以限制所述移动平台沿第一方向的行程；和/或，所述移动平台上连接有第二限位挡片，所述助力推车上设置挡块，所述第二限位挡片限位于所述挡块与所述连接板之间以限制所述移动平台沿第二方向的行程。

可选地，所述定位夹具包括夹具主体、第一定位机构和第二定位机构，所述夹具主体与所述连接架转动连接；所述第一定位机构包括沿第三方向相对设置的第一定位件和第二定位件，所述第一定位件与所述夹具主体固定连接，所述第二定位件与所述夹具主体滑动连接，所述第二定位件能够沿第一方向滑动以与所述第一定位件配合夹持待焊接工件或松开待焊接工件；所述第二定位机构包括沿第四方向间隔设置的第三定位件和第四定位件，所述第三定位件与所述夹具主体固定连接，所述第四定位件与所述夹具主体转动连接，所述第四定位件转动以与所述第三定位件配合夹持待焊接工件或松开待焊接工件；其中，所述第三方向与所述第四方向相互垂直。

可选地，所述第四定位件包括转轴和偏心轮，所述偏心轮套设于所述转轴的一端，所述偏心轮与所述第三定位件配合以夹持待焊接工件。

可选地，所述夹具主体上设置有锁止座，所述锁止座上开设有卡槽；所述第四定位件还包括锁止杆，所述锁止杆与所述转轴的另一端转动连接，所述锁止杆能够相对所述转轴转动以卡入所述卡槽内。

可选地，所述第二定位件包括滑台、连杆组件和定位块；所述滑台与所述夹具主体滑动连接，所述连杆组件的一端与所述滑台铰接，所述连杆组件的另一端与所述夹具主体铰接，所述连杆组件用于驱动所述滑台移动。

可选地，所述焊接机器人白包括送丝机，所述送丝机用于向所述焊枪输送焊丝。

可选地，所述定位夹具的数量为两个，两个所述定位夹具分设于所述焊接机械臂的两侧。

本实用新型技术方案中，焊接机器人以助力推车为载体，通过移动助力推车走行至平台车车体。焊接机械臂通过依靠内部的无刷伺服电机来实现精确灵活地转动各个关节的特定角度及活动位置。焊接机器人通过助力推车移动至车厢大致最近焊接位置，人工旋转放下定位夹具后，再移动定位夹具与待焊接工件进行定位，定位夹具与焊接机械臂相连，在拖动定位夹具对产品定位的同时，焊接机械臂也会随之移动，以此确保机械臂与待焊接工件相对位置有效。从而方便焊接机械臂进行后续焊接工作。即本实施例中由定位夹具对待焊接工件进行完全定位，降低定位前的精度要求，无需与视觉系统配合，简化定位结构、降低成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中焊接机器人的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中焊接机械臂与助力推车的连接示意图；

图3为本实用新型实施例中夹具处于工作位置的结构示意图；

图4为本实用新型实施例中夹具处于非工作位置的结构示意图；

图5为本实用新型实施例中第一定位机构、第二定位机构与夹具主体的连接结构示意图。

附图标号说明：

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型提出一种焊接机器人，旨在解决焊接设备结构复杂、成本高的问题。

如图1和图2所示，本实用新型一实施例中，焊接机器人100包括助力推车1、移动平台2、焊接机械臂3、定位夹具4和锁止机构5；移动平台2与助力推车1活动连接，移动平台2能够沿第一方向和第二方向相对助力推车1滑动，第一方向和第二方向垂直设置；焊接机械臂3设置于移动平台2上，焊接机械臂3的输出端设置焊枪31；定位夹具4与焊接机器人100的固定端转动连接；锁止机构5用于固定定位夹具4和移动平台2。

上述实施例中，焊接机器人100以助力推车1为载体，通过移动助力推车1走行至平台车车体。焊接机械臂3通过依靠内部的无刷伺服电机来实现精确灵活地转动各个关节的特定角度及活动位置。焊接机器人100通过助力推车1移动至车厢大致最近焊接位置，人工旋转放下定位夹具4后，再移动定位夹具4与待焊接工件进行定位，定位夹具4与焊接机械臂3相连，在拖动定位夹具4对产品定位的同时，焊接机械臂3也会随之移动，以此确保机械臂与待焊接工件相对位置有效。从而方便焊接机械臂3进行后续焊接工作。即本实施例中由定位夹具4对待焊接工件进行完全定位，降低定位前的精度要求，无需与视觉系统配合，简化定位结构、降低成本。

本实施例中，焊接机械臂3采用现有技术中的机械手，本实施例对焊接机械臂3的具体结构不做限定。本实施例中，焊接机械臂3底座安装有旋转轴4321承和X和Y方向直线导轨，可以轻松旋转和移动调整夹具装夹位置。

本实施例中，助力推车1通过操纵手柄使用电力控制电机驱动轮胎转动。在上坡路段，由于整机较沉，完全依靠人力拉动较为困难，因此设置助力推车1作为人力辅助，以此控制焊接机器人100的移动和作业。

在一实施例中，焊接机械臂3的固定端设置有连接架32，定位夹具4与连接架32转动连接；锁止机构5包括棘轮51和拨片52，棘轮51与连接架32固定连接，拨片52与定位夹具4转动连接，拨片52的端部能够卡入棘轮51的齿槽内以锁紧定位夹具4与连接架32。定位夹具4能够相对连接架32进行转动，在非工作状态下，定位夹具4能够翻折至竖直放置，位于焊接机械臂3的一侧，从而节省空间。并且在工作位置和非工作位置均能够通过锁止机构5进行锁紧固定，保证连接的稳定性。

具体地，拨片52能够卡入任一齿槽内实现锁止，工作位置和非工作位置仅为其中的两个点位。当然也可以根据实际需求调整工作位置和非工作位置。本实施例中，工作位置和非工作位置根据实际需求确定，工作位置为夹具对待焊接工件进行定位夹紧的位置，非工作位置为收纳折叠位置。

在一实施例中，焊接机器人100还包括连接板，连接板设置于助力推车1与移动平台2之间；且连接板的两侧分别设置有第一滑块62和第二滑块63；助力推车1上设置有第一滑轨64，第一滑块62与第一滑轨64沿第一方向滑动连接；移动平台2上设置有第二滑轨65，第二滑块63与第二滑轨65沿第二方向滑动连接。第一滑块62和第一滑轨64构成X向直线导轨，第二滑块63和第二滑轨65构成Y向直线导轨，由此实现移动平台2能够相对助力推车1进行前后方向和左右方向的滑动。

基于上述实施例，助力推车1上沿第一方向间隔设置有两个第一限位挡片66，第一限位挡片66用于限位止挡连接板以限制移动平台2沿第一方向的行程；移动平台2上连接有第二限位挡片67，助力推车1上设置挡块68，第二限位挡片67限位于挡块68与连接板之间以限制移动平台2沿第二方向的行程。通过设置第一限位挡片66、以及第二限位挡片67和挡块68的配合，限制移动平台2前后方向和左右方向的行程，避免滑块(第一滑块62、第二滑块63)和滑轨(第一滑轨64、第二滑轨65)脱出。

在一实施例中，请结合参见图3至图5，定位夹具4包括夹具主体41、第一定位机构42和第二定位机构43，夹具主体41与连接架32转动连接；第一定位机构42包括沿第三方向相对设置的第一定位件421和第二定位件422，第一定位件421与夹具主体41固定连接，第二定位件422与夹具主体41滑动连接，第二定位件422能够沿第一方向滑动以与第一定位件421配合夹持待焊接工件或松开待焊接工件；第二定位机构43包括沿第四方向间隔设置的第三定位件431和第四定位件432，第三定位件431与夹具主体41固定连接，第四定位件432与夹具主体41转动连接，第四定位件432转动以与第三定位件431配合夹持待焊接工件或松开待焊接工件；其中，第三方向与第四方向相互垂直。

第一定位件421和第二定位件422沿左右方向分布，第二定位件422能够向左移动至与第一定位件421配合夹紧待焊接工件；第三定位件431和第四定位件432沿前后方向分布，第四定位件432转动能够与第三定位件431配合夹紧待焊接工件，从而实现待焊接工件的完全定位。

本实施例中，夹具与外部的焊接机械臂3安装在同一基准上，即夹具和焊接机械臂3构成一个整体，在移动夹具对产品定位时，焊接机械臂3也随之移动，以此确保机械臂与待焊接附加板相对位置有效。待焊接工件通过夹具固定好后，在开始焊装工作之前焊接机械臂3会先自动寻位，焊枪31头移动触碰多个待焊接工件表面上标记点，得到各个点的空间位置坐标信息后，经过机器人计算得出设定焊缝路线的轨迹，再由机器人机械臂操控焊枪31进行走行焊接。

本实施例中，第一定位机构42和第二定位机构43在进行定位时，第二定位件422和第四定位件432能够推动待焊接工件进行一定范围的移动，即第一/第二定位机构43能够在移动过程中进行对位，降低在定位前对待焊接工件的位置精度要求；待焊接工件被第一定位机构42和第二定位机构43夹紧后，待焊接工件与夹具的位置关系具有高度一致性，从而方便焊接机械臂3进行后续焊接工作。即本实施例中由第一定位机构42和第二定位机构43对待焊接工件进行完全定位，降低定位前的精度要求，无须与视觉系统配合，简化定位结构、降低成本。

可选地，第四定位件432包括转轴4321和偏心轮4322，偏心轮4322套设于转轴4321的一端，偏心轮4322与第三定位件431配合以夹持待焊接工件。即前后方向采用可旋转的偏心轮4322，通过转动偏心轮4322，能够改变偏心轮4322的旋转中心点至偏心轮4322靠近待焊接工件一侧的直径。

可选地，夹具主体41上设置有锁止座411，锁止座411上开设有卡槽4111；第四定位件432还包括锁止杆4323，锁止杆4323与转轴4321的另一端转动连接，锁止杆4323能够相对转轴4321转动以卡入卡槽4111内。偏心轮4322存在一个直径最大点，一般情况下，选用直径最大点作为与第三定位件431配合夹紧待焊接工件的点位，当转轴4321旋转至偏心轮4322的直径最大点与待焊接工件抵紧时，转动锁止杆4323使其卡入卡槽4111内，防止偏心轮4322在压力下转动，保证定位夹紧的可靠性。

并且，锁止杆4323还可以用于工作人员握持，工作人员可以通过操作锁止杆4323来转动转轴4321。

在其他的实施例中，转轴4321也可以采用气缸推动连杆的方式进行驱动。

可选地，第二定位件422包括滑台4221、连杆组件4222和定位块4223；滑台4221与夹具主体41滑动连接，连杆组件4222的一端与滑台4221铰接，连杆组件4222的另一端与夹具主体41铰接，连杆组件4222用于驱动滑台4221移动。即左右方向采用滑动方式调节第二定位件422与第一定位件421之间的距离从而夹持锁紧待焊接工件。

连杆组件4222一般存在一个死点，第二定位件422与第一定位件421配合夹紧的点与连杆组件4222的死点位置对应。从而第二定位件422与第一定位件421配合夹紧待焊接工件时能够自动锁止。

基于上述实施例，连杆机构的具体结构及连接关系如下：夹具主体41上设置有第一铰接座412，滑台4221上设置有第二铰接座42211；连杆组件4222包括操作杆42221和第一连杆42222，操作杆42221包括操作端和两个连接端，其中一个连接端与第一铰接座412铰接，另一个连接端与第一连杆42222铰接，第一连杆42222远离操作杆42221的一端与第二铰接座42211铰接。操作杆42221与第一铰接座412铰接的连接端为第一连接端，与第一连杆42222连接的连接端为第二连接端，第一连接端与操作端之间呈直线延伸，形成操作杆42221的主体，第二连接端沿垂直主体的方向形成凸出结构，由此第一连接端和第二连接端之间的连线与滑块的移动方向(即左右方向)一致时，连杆组件4222处于死点位置。

本实施例中，操作杆42221的操作端用于工作人员握持操作。

上述实施例一示例中，滑台4221与夹具主体41通过导轨滑块结构44滑动连接。通过导轨滑块结构44对滑台4221的移动方向进行导向，保证滑台4221移动的平滑性。并且减少滑台4221和夹具主体41之间的磨损。

导轨滑块结构44的数量为两个，两个导轨滑块结构44沿前后方向分设于连杆组件4222的两侧，从而保证受力均匀性。

在一实施例中，锁止机构5包括棘轮51和拨片52，棘轮51与连接架32固定连接，拨片52与夹具主体41转动连接，拨片52的端部能够卡入棘轮51的齿槽内以锁紧夹具主体41与连接架32。拨片52能够卡入任一齿槽内实现锁止，工作位置和非工作位置仅为其中的两个点位。当然也可以根据实际需求调整工作位置和非工作位置。

在一实施例中，第一定位件421、第二定位件422、第三定位件431和第四定位件432与待焊接工件接触的部分均设置有柔性块451。避免定位件(第一定位件421、第二定位件422、第三定位件431和第四定位件432)与待焊接工件之间刚性接触，对待焊接工件造成变形和刮伤。当然，偏心轮4322可以由柔性材料制成。

第一定位件421的数量为两个，两个第一定位件421沿前后方向间隔设置；第二定位件422的数量也为两个，两个第二定位件422沿前后方向间隔设置。由此避免第一定位件421和第二定位件422对待焊接工件施加的夹持力不在同一直线造成待焊接工件的偏转。当然，第一定位件421和第二定位件422的数量也可以为个、个甚至更多，本说明书实施例对其不做限定。

在一实施例中，夹具主体41倾斜设置。即夹具在水平方向上存在一定倾斜角度，从而使夹具主体41转动至工作位置后可以紧贴待焊接工件的倾斜表面。

在其他的实施例中，夹具主体41底面形状与待焊接工件的形状相匹配。或者夹具主体41底部设置几个定位销，仅有定位销与待焊接工件顶面接触。

在一实施例中，夹具还包括把手452，把手452与夹具主体41连接。在进行夹具主体41的翻转时，工作人员可以握持把手452操作。

夹具主体41整体呈L型，夹具主体41由框架和安装板构成，安装板为第一定位机构42和第二定位机构43提供安装基础，拨片52安装在框架上。通过使用框架和安装板结构降低夹具的重量。

在其他的实施例中，夹具主体41也可以一体结构，通过在其上开设减重孔来降低夹具的重量。

在一实施例中，焊接机器人100白包括送丝机7，送丝机7用于向焊枪31输送焊丝。送丝机7上能够装载焊丝卷料，从而向焊枪31连续送丝，降低换丝频率。

在一实施例中，定位夹具4的数量为两个，两个定位夹具4分设于焊接机械臂3的两侧。当待焊接工件对称设置时，可以利用两个定位夹具4对对称的两个待焊接工件同时定位，从而一次定位实现两个待焊接工件的焊接，提高焊接效率。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种焊接机器人，其特征在于，所述焊接机器人包括：

助力推车；

移动平台，所述移动平台与所述助力推车活动连接，所述移动平台能够沿第一方向和第二方向相对所述助力推车滑动，所述第一方向和所述第二方向垂直设置；

焊接机械臂，所述焊接机械臂设置于所述移动平台上，所述焊接机械臂的输出端设置焊枪；

定位夹具，所述定位夹具与所述焊接机器人的固定端转动连接；

锁止机构，所述锁止机构用于固定所述定位夹具和所述移动平台。

2.如权利要求1所述的焊接机器人，其特征在于，所述焊接机械臂的固定端设置有连接架，所述定位夹具与所述连接架转动连接；

所述锁止机构包括棘轮和拨片，所述棘轮与所述连接架固定连接，所述拨片与所述定位夹具转动连接，所述拨片的端部能够卡入所述棘轮的齿槽内以锁紧所述定位夹具与所述连接架。

3.如权利要求2所述的焊接机器人，其特征在于，所述焊接机器人还包括连接板，所述连接板设置于所述助力推车与所述移动平台之间；且所述连接板的两侧分别设置有第一滑块和第二滑块；

所述助力推车上设置有第一滑轨，所述第一滑块与所述第一滑轨沿第一方向滑动连接；

所述移动平台上设置有第二滑轨，所述第二滑块与所述第二滑轨沿第二方向滑动连接。

4.如权利要求3所述的焊接机器人，其特征在于，所述助力推车上沿第一方向间隔设置有两个第一限位挡片，所述第一限位挡片用于限位止挡所述连接板以限制所述移动平台沿第一方向的行程；和/或，

所述移动平台上连接有第二限位挡片，所述助力推车上设置挡块，所述第二限位挡片限位于所述挡块与所述连接板之间以限制所述移动平台沿第二方向的行程。

5.如权利要求2至4中任一项所述的焊接机器人，其特征在于，所述定位夹具包括：

夹具主体，所述夹具主体与所述连接架转动连接；

第一定位机构，所述第一定位机构包括沿第三方向相对设置的第一定位件和第二定位件，所述第一定位件与所述夹具主体固定连接，所述第二定位件与所述夹具主体滑动连接，所述第二定位件能够沿第一方向滑动以与所述第一定位件配合夹持待焊接工件或松开待焊接工件；

第二定位机构，所述第二定位机构包括沿第四方向间隔设置的第三定位件和第四定位件，所述第三定位件与所述夹具主体固定连接，所述第四定位件与所述夹具主体转动连接，所述第四定位件转动以与所述第三定位件配合夹持待焊接工件或松开待焊接工件；

其中，所述第三方向与所述第四方向相互垂直。

6.如权利要求5所述的焊接机器人，其特征在于，所述第四定位件包括转轴和偏心轮，所述偏心轮套设于所述转轴的一端，所述偏心轮与所述第三定位件配合以夹持待焊接工件。

7.如权利要求6所述的焊接机器人，其特征在于，所述夹具主体上设置有锁止座，所述锁止座上开设有卡槽；

所述第四定位件还包括锁止杆，所述锁止杆与所述转轴的另一端转动连接，所述锁止杆能够相对所述转轴转动以卡入所述卡槽内。

8.如权利要求5所述的焊接机器人，其特征在于，所述第二定位件包括滑台、连杆组件和定位块；所述滑台与所述夹具主体滑动连接，所述连杆组件的一端与所述滑台铰接，所述连杆组件的另一端与所述夹具主体铰接，所述连杆组件用于驱动所述滑台移动。

9.如权利要求1至4中任一项所述的焊接机器人，其特征在于，所述焊接机器人白包括送丝机，所述送丝机用于向所述焊枪输送焊丝。

10.如权利要求1至4中任一项所述的焊接机器人，其特征在于，所述定位夹具的数量为两个，两个所述定位夹具分设于所述焊接机械臂的两侧。