申请号：CN201810654039.3

申请日： 2018-06-22

公开（公告）号：CN108705231A

公开（公告）日：2018-10-26

发明人：马文红;唐海球;翁选

申请（专利权）人：广州徽一电子科技有限公司

代理机构：北京集智东方知识产权代理有限公司

代理人：张红

申请人地址：广东省广州市荔湾区柏瑞巷7号2405房

1.一种自动化焊接装配机械臂，其特征在于，包括滑动固定座(1)和安装固定于滑动固定座(1)上的全方位焊接工装；全方位焊接工装从下到上包括依次连接固定的定位筒(2)、第一关节座(3)、第二关节座(4)和第三关节座(5)；滑动固定座(1)包括两个相对设置的吸合条(11)，两个吸合条(11)的两端之间分别通过固定块(12)连接固定，两个吸合条(11)的底面均开有若干第一安装槽(111)，第一安装槽(111)中安装固定有电磁铁，整个焊接装配机械臂通过电磁铁吸合固定在焊接工件的表面，两个固定块(12)之间安装固定有第一传动螺杆(13)，第一传动螺杆(13)的一端穿过固定块(12)与第一减速电机相连接；定位筒(2)的侧壁底端贯穿开有与第一传动螺杆(13)螺纹配合的第一螺纹通孔(21)；第一关节座(3)包括支撑板(31)和固定于支撑板(31)底面中部的转动柱(32)，转动柱(32)的底面一体连接固定有第一转轴(33)，定位筒(2)的顶端套设有轴承，转动柱(32)安装固定于轴承中，同时第一转轴(33)底端与第二减速电机的动力输出端相连接，支撑板(31)的表面安装固定有两个相对设置的铰接板(34)，两个铰接板(34)的顶端安装有第一铰接杆(35)，第二关节座(4)铰接固定于第一铰接杆(35)上，同时第一铰接杆(35)上铰接安装有连杆拉动机构(6)，两个铰接板(34)的两侧壁对称固定有两个第一铰接轴(36)，两个第一铰接轴(36)上分别铰接有第一气缸(37)和第二气缸(38)；第二关节座(4)包括调节杆(41)和一体连接固定于调节杆(41)底端的两个相对设置的第一铰接块(42)，同时调节杆(41)的顶端一体连接固定有两个相对设置的第二铰接块(43)；两个第一铰接块(42)铰接固定于第一铰接杆(35)上，同时调节杆(41)的侧壁开有第一拉动孔(44)，第二气缸(38)的动力输出端设有与第一拉动孔(44)配合的第一拉动轴(381)；第三关节座(5)包括铰接固定柱(51)，铰接固定柱(51)的左右侧壁外表面一体连接固定有连接轴(58)，两个第二铰接块(43)分别铰接固定于连接轴(58)上，铰接固定柱(51)的后侧壁两侧一体连接固定有两个相对设置的连接块(52)，两个连接块(52)一端通过第三铰接块(53)相连接，第三铰接块(53)的侧壁一体连接固定有第三拉动轴(54)，铰接固定柱(51)的后侧壁开有安装槽(511)，安装槽(511)的槽底开有转动通孔(512)，转动通孔(512)中安装固定有第二传动螺杆(55)，第二传动螺杆(55)的一端穿过转动通孔与第三减速电机的动力输出端相连接，铰接固定柱(51)的前侧壁上端一体连接固定有万向连接杆(56)，万向连接杆(56)的一端安装有第四关节座(7)；连杆拉动机构(6)包括铰接固定于第一铰接杆(35)上的第一连杆(61)，第一连杆(61)的一端铰接有第二连杆(62)，第一连杆(61)位于两个第一铰接块(42)之间，第二连杆(62)的顶端铰接固定于第三拉动轴(54)上，第二连杆(62)的侧壁开有第二拉动孔(621)，第一气缸(37)的动力输出端设有与第二拉动孔(621)配合的第二拉动轴(371)；万向连接杆(56)的一端设有两个相对设置的第四铰接块(57)，第四关节座(7)包括铰接固定于两个第四铰接块(57)之间的万向连接头(71)和安装于第二传动螺杆(55)上的拉动调节座(72)，万向连接头(71)上铰接安装有焊接座(8)，焊接座(8)上安装有焊接枪。

2.根据权利要求1所述的一种自动化焊接装配机械臂，其特征在于，定位筒(2)位于两个吸合条(11)之间，定位筒(2)相对的两侧壁与两个吸合条(11)的侧壁压紧相接。

3.根据权利要求1所述的一种自动化焊接装配机械臂，其特征在于，拉动调节座(72)包括调节环(721)和一体连接固定于调节环(721)相对两侧壁的连接杆(722)，调节环(721)的侧壁内表面开有与第二传动螺杆(55)螺纹配合的内螺纹，两个连接杆(722)的一端垂直固定有第一调节杆(723)，两个第一调节杆(723)的一端铰接固定有第二调节杆(724)，两个第二调节杆(724)的一端铰接固定于焊接座(8)上。

4.根据权利要求3所述的一种自动化焊接装配机械臂，其特征在于，焊接座(8)包括限位固定框(81)，限位固定框(81)的后侧壁外表面一体连接固定有两个第五铰接块(82)，万向连接头(71)包括两个相互垂直设置的转轴，其中一个转轴两端铰接固定于两个第四铰接块(57)之间，另一个转轴的两端铰接固定于两个第五铰接块(82)之间；限位固定框(81)左右侧壁均安装有第三传动螺杆(83)，第三传动螺杆(83)上通过螺纹连接固定有夹紧筒(84)，夹紧筒(84)的侧壁内表面开有与第三传动螺杆(83)螺纹配合的内螺纹，夹紧筒(84)的一端一体连接固定有弧形夹紧垫(85)，焊接枪夹紧固定于两个弧形夹紧垫(85)之间。

5.根据权利要求4所述的一种自动化焊接装配机械臂，其特征在于，限位固定框(81)的前后侧壁内表面相对开有两个限位槽(811)，两个弧形夹紧垫(85)的两端均卡接于两个限位槽(811)中，同时限位固定框(81)的左右侧壁外表面均连接固定有第四拉动轴(812)，第二调节杆(724)的一端铰接固定于第四拉动轴(812)上。

技术领域

 本发明属于焊接领域，涉及一种自动化焊接装配机械臂。

背景技术

 在焊接过程中，对于表面不平整的工件，在焊接过程中很难实现精准焊接，并且在对工件不同为止焊接时无法实现完全自动化，需要移动工件的位置，不仅降低焊接效率，同时通过移动工件进行焊接无法实现自动化微调整，使得改变工件位置后焊接的精准度降低。

发明内容

 本发明的目的在于提供一种自动化焊接装配机械臂，该机械臂通过滑动固定座吸合在工件表面，可以通过滑动固定座的调节作用实现工件不同位置的焊接，无需移动工件或者焊接工装，同时对于工件表面不平整是通过第一关节座、第二关节座、第三关节座和第四关节座的调节实现焊接枪全方位无死角转动焊接，使得焊接更加精准。

 本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

 一种自动化焊接装配机械臂，包括滑动固定座和安装固定于滑动固定座上的全方位焊接工装；

 全方位焊接工装从下到上包括依次连接固定的定位筒、第一关节座、第二关节座和第三关节座；

 滑动固定座包括两个相对设置的吸合条，两个吸合条的两端之间分别通过固定块连接固定，两个吸合条的底面均开有若干第一安装槽，第一安装槽中安装固定有电磁铁，整个焊接装配机械臂通过电磁铁吸合固定在焊接工件的表面，两个固定块之间安装固定有第一传动螺杆，第一传动螺杆的一端穿过固定块与第一减速电机相连接；

 定位筒的侧壁底端贯穿开有与第一传动螺杆螺纹配合的第一螺纹通孔；

 第一关节座包括支撑板和固定于支撑板底面中部的转动柱，转动柱的底面一体连接固定有第一转轴，定位筒的顶端套设有轴承，转动柱安装固定于轴承中，同时第一转轴底端与第二减速电机的动力输出端相连接，支撑板的表面安装固定有两个相对设置的铰接板，两个铰接板的顶端安装有第一铰接杆，第二关节座铰接固定于第一铰接杆上，同时第一铰接杆上铰接安装有连杆拉动机构，两个铰接板的两侧壁对称固定有两个第一铰接轴，两个第一铰接轴上分别铰接有第一气缸和第二气缸；

 第二关节座包括调节杆和一体连接固定于调节杆底端的两个相对设置的第一铰接块，同时调节杆的顶端一体连接固定有两个相对设置的第二铰接块；两个第一铰接块铰接固定于第一铰接杆上，同时调节杆的侧壁开有第一拉动孔，第二气缸的动力输出端设有与第一拉动孔配合的第一拉动轴；

 第三关节座包括铰接固定柱，铰接固定柱的左右侧壁外表面一体连接固定有连接轴，两个第二铰接块分别铰接固定于连接轴上，铰接固定柱的后侧壁两侧一体连接固定有两个相对设置的连接块，两个连接块一端通过第三铰接块相连接，第三铰接块的侧壁一体连接固定有第三拉动轴，铰接固定柱的后侧壁开有安装槽，安装槽的槽底开有转动通孔，转动通孔中安装固定有第二传动螺杆，第二传动螺杆的一端穿过转动通孔与第三减速电机的动力输出端相连接，铰接固定柱的前侧壁上端一体连接固定有万向连接杆，万向连接杆的一端安装有第四关节座；

 连杆拉动机构包括铰接固定于第一铰接杆上的第一连杆，第一连杆的一端铰接有第二连杆，第一连杆位于两个第一铰接块之间，第二连杆的顶端铰接固定于第三拉动轴上，第二连杆的侧壁开有第二拉动孔，第一气缸的动力输出端设有与第二拉动孔配合的第二拉动轴；

 万向连接杆的一端设有两个相对设置的第四铰接块，第四关节座包括铰接固定于两个第四铰接块之间的万向连接头和安装于第二传动螺杆上的拉动调节座，万向连接头上铰接安装有焊接座，焊接座上安装有焊接枪。

 进一步地，定位筒位于两个吸合条之间，定位筒相对的两侧壁与两个吸合条的侧壁压紧相接。

 进一步地，拉动调节座包括调节环和一体连接固定于调节环相对两侧壁的连接杆，调节环的侧壁内表面开有与第二传动螺杆螺纹配合的内螺纹，两个连接杆的一端垂直固定有第一调节杆，两个第一调节杆的一端铰接固定有第二调节杆，两个第二调节杆的一端铰接固定于焊接座上。

 进一步地，焊接座包括限位固定框，限位固定框的后侧壁外表面一体连接固定有两个第五铰接块，万向连接头包括两个相互垂直设置的转轴，其中一个转轴两端铰接固定于两个第四铰接块之间，另一个转轴的两端铰接固定于两个第五铰接块之间；限位固定框左右侧壁均安装有第三传动螺杆，第三传动螺杆上通过螺纹连接固定有夹紧筒，夹紧筒的侧壁内表面开有与第三传动螺杆螺纹配合的内螺纹，夹紧筒的一端一体连接固定有弧形夹紧垫，焊接枪夹紧固定于两个弧形夹紧垫之间。

 进一步地，限位固定框的前后侧壁内表面相对开有两个限位槽，两个弧形夹紧垫的两端均卡接于两个限位槽中，同时限位固定框的左右侧壁外表面均连接固定有第四拉动轴，第二调节杆的一端铰接固定于第四拉动轴上。

 本发明的有益效果：

 本发明的焊接机械臂体积小，便于移动，同时能够吸合在工件表面进行焊接，实现焊接自动化过程。

 本发明的机械臂设有第一关节座、第二关节座、第三关节座和第四关节座以及滑动固定座，通过四个活动关节和一个位置调节座的同时作用可以实现机械臂在不同形状工件表面的全方位无死角焊接，解决了现有焊接机械臂无法实现弧面和凹凸不平面焊接的问题，进而实现了自动化焊接过程，提高焊接效率。

 本发明通过滑动固定座吸合在工件表面，可以通过滑动固定座的调节作用实现工件不同位置的焊接，无需移动工件或者焊接工装，实现自动化焊接。

 本发明通过第三传动螺杆带动调节环移动，实现第二调节杆带动焊接座位置角度的轻微调节，使得焊接枪能够轻微调节，进而实现焊接过程中对于焊接位置细微变化时焊接枪的位置轻微调节，进而实现焊接精准度的提高。

 本发明的焊接枪通过传动螺杆和夹紧筒的螺纹传动作用实现对焊接枪的夹紧固定，方便焊接枪的安装和拆卸。

附图说明

 为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

 图1为本发明自动化焊接装配机械臂结构示意图；

 图2为本发明自动化焊接装配机械臂结构示意图；

 图3为全方位焊接工装结构示意图；

 图4为图3的结构爆炸示意图；

 图5为图3的结构爆炸示意图；

 图6为第三关节座的结构示意图；

 图7为焊接座的结构示意图；

 图8为图7的结构爆炸示意图。

具体实施方式

 一种自动化焊接装配机械臂，如图1、图2所示，包括滑动固定座1和安装固定于滑动固定座1上的全方位焊接工装；

 如图3所示，全方位焊接工装从下到上包括依次连接固定的定位筒2、第一关节座3、第二关节座4和第三关节座5；

 如图4和图5所示，滑动固定座1包括两个相对设置的吸合条11，两个吸合条11的两端之间分别通过固定块12连接固定，两个吸合条11的底面均开有若干第一安装槽111，第一安装槽111中安装固定有电磁铁，整个焊接装配机械臂通过电磁铁吸合固定在焊接工件的表面，两个固定块12之间安装固定有第一传动螺杆13，第一传动螺杆13的一端穿过固定块12与第一减速电机相连接；

 定位筒2的侧壁底端贯穿开有与第一传动螺杆13螺纹配合的第一螺纹通孔21，定位筒2通过第一螺纹通孔21穿过第一传动螺杆13安装固定于滑动固定座1上，同时定位筒2位于两个吸合条11之间，定位筒2相对的两侧壁与两个吸合条11的侧壁压紧相接，在焊接过程中，需要移动焊接工装时，控制第一减速电机转动带动第一传动螺杆13转动，第一传动螺杆13转动过程中通过螺纹作用为定位筒2提供沿第一传动螺杆13方向的力和围绕第一传动螺杆13方向的力，由于两个吸合条11对定位筒2的限位作用，使得定位筒2只有沿第一传动螺杆13方向的力，使得定位筒2在第一传动螺杆13的作用下进行移动，进而能够方便对工件不同部位的焊接；

 第一关节座3包括支撑板31和固定于支撑板31底面中部的转动柱32，转动柱32的底面一体连接固定有第一转轴33，定位筒2的顶端套设有轴承，转动柱32安装固定于轴承中，同时第一转轴33底端与第二减速电机的动力输出端相连接，第二减速电机安装固定于定位筒2中，支撑板31的表面安装固定有两个相对设置的铰接板34，两个铰接板34的顶端安装有第一铰接杆35，第二关节座铰接固定于第一铰接杆35上，同时第一铰接杆35上铰接安装有连杆拉动机构6，两个铰接板34的两侧壁对称固定有两个第一铰接轴36，两个第一铰接轴36上分别铰接有第一气缸37和第二气缸38；

 第二关节座4包括调节杆41和一体连接固定于调节杆41底端的两个相对设置的第一铰接块42，同时调节杆41的顶端一体连接固定有两个相对设置的第二铰接块43；两个第一铰接块42铰接固定于第一铰接杆35上，同时调节杆41的侧壁开有第一拉动孔44，第二气缸38的动力输出端设有与第一拉动孔44配合的第一拉动轴381，第二气缸38通过第一拉动轴381拉动第二关节座围绕第一铰接杆35转动调节位置；

 如图6所示，第三关节座5包括铰接固定柱51，铰接固定柱51的左右侧壁外表面一体连接固定有连接轴58，两个第二铰接块43分别铰接固定于连接轴58上，铰接固定柱51的后侧壁两侧一体连接固定有两个相对设置的连接块52，两个连接块52一端通过第三铰接块53相连接，第三铰接块53的侧壁一体连接固定有第三拉动轴54，铰接固定柱51的后侧壁开有安装槽511，安装槽511的槽底开有转动通孔512，转动通孔512中安装固定有第二传动螺杆55，第二传动螺杆55的一端穿过转动通孔与第三减速电机的动力输出端相连接，铰接固定柱51的前侧壁上端一体连接固定有万向连接杆56，万向连接杆56的一端安装有第四关节座7；

 连杆拉动机构6包括铰接固定于第一铰接杆35上的第一连杆61，第一连杆61的一端铰接有第二连杆62，第一连杆61位于两个第一铰接块42之间，第二连杆62的顶端铰接固定于第三拉动轴54上，第二连杆62的侧壁开有第二拉动孔621，第一气缸37的动力输出端设有与第二拉动孔621配合的第二拉动轴371，由于第二连杆62的顶端铰接于第三拉动轴54上，第一气缸37通过第二拉动轴371拉动第二连杆62底端围绕第三拉动轴54旋转，实现第二连杆62底端的上下移动；

 万向连接杆56的一端设有两个相对设置的第四铰接块57，第四关节座7包括铰接固定于两个第四铰接块57之间的万向连接头71和安装于第二传动螺杆55上的拉动调节座72，万向连接头71上铰接安装有焊接座8，焊接座8上安装有焊接枪，拉动调节座72包括调节环721和一体连接固定于调节环721相对两侧壁的连接杆722，调节环721的侧壁内表面开有与第二传动螺杆55螺纹配合的内螺纹，两个连接杆722的一端垂直固定有第一调节杆723，两个第一调节杆723的一端铰接固定有第二调节杆724，两个第二调节杆724的一端铰接固定于焊接座8上；控制第三减速电机工作带动第二传动螺杆55转动，第二传动螺杆55转动过程中通过螺纹作用带动调节环721转动，调节环721通过第一调节杆723和第二调节杆724之间的配合作用实现第二调节杆724的限位固定，进而使得调节环721不能围绕第二传动螺杆55转动，只能沿第二传动螺杆55移动，调节环721通过第一调节杆723拉动第二调节杆724前后移动；

 如图7和图8所示，焊接座8包括限位固定框81，限位固定框81的后侧壁外表面一体连接固定有两个第五铰接块82，万向连接头71包括两个相互垂直设置的转轴，其中一个转轴两端铰接固定于两个第四铰接块57之间，另一个转轴的两端铰接固定于两个第五铰接块82之间，使得焊接座8可以通过万向连接头71连接固定于万向连接杆56上；限位固定框81左右侧壁均安装有第三传动螺杆83，第三传动螺杆83上通过螺纹连接固定有夹紧筒84，夹紧筒84的侧壁内表面开有与第三传动螺杆83螺纹配合的内螺纹，夹紧筒84的一端一体连接固定有弧形夹紧垫85，焊接枪夹紧固定于两个弧形夹紧垫85之间；限位固定框81的前后侧壁内表面相对开有两个限位槽811，两个弧形夹紧垫85的两端均卡接于两个限位槽811中，在安装焊接枪时，通过旋转两端的第三传动螺杆83带动夹紧筒84旋转，由于夹紧筒84两侧设有弧形夹紧垫85，通过弧形夹紧垫85限位卡接于限位槽811中使得夹紧筒84不能旋转只能沿第三传动螺杆83移动，直到两个花型夹紧垫85将焊接枪夹紧固定为止；同时限位固定框81的左右侧壁外表面均连接固定有第四拉动轴812，第二调节杆724的一端铰接固定于第四拉动轴812上；第二调节杆724前后移动过程中通过第四拉动轴812拉动限位固定框81围绕万向连接头旋转，实现焊接座8带动焊接枪围绕万向连接头旋转，进而实现不同位置的焊接固定。

 该焊接装配机械臂的具体工作过程如下：

 第一步，将整个焊接装配机械臂通过电磁铁吸合固定在焊接工件的表面；

 第二步，根据焊接位置的不同，控制第一减速电机转动带动第一传动螺杆13转动，第一传动螺杆13通过螺纹作用带动，定位筒2沿第一传动螺杆13移动；

 第三步，根据焊接角度的不同控制第二减速电机转动带动第一关节座3在定位筒2中转动，实现不同角度的焊接；

 第四步，根据焊接前后位置的不同，调节第二气缸38带动第二关节座3围绕第一铰接杆35先后转动；同时可以通过控制第一气缸37通过第二拉动轴371拉动第二连杆62底端围绕第三拉动轴54旋转实现对第三关节座4的调节作用，使得第三关节座4围绕连接轴58转动，实现第三关节座4的调节；

 第五步，通过控制第三减速电机转动带动第三传动螺杆转动，实现调节环沿第三传动螺杆移动，进而实现焊接座8的上下调节，实现焊接过程中焊接枪的微调节，使得焊接定位更准确。

 以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。