一种管板焊接机器人

摘要

本发明公开了一种管板焊接机器人，属于焊接设备领域，包括焊接机器人、焊枪组件以及承载所述焊枪组件的焊枪平台，所述焊枪平台包括：焊枪盒、U形支架以及弹性悬挂器，所述弹性悬挂器包括上套筒、下套筒以及拉簧，所述定位杆抵触在待焊接圆孔边缘所产生的较劲的应力，通过焊枪盒传递至所述弹性悬挂器上，使得拉簧产生能够消除定位偏差所产生的较劲的应力的形变；本发明通过弹性悬挂器以及牛眼轮，能够实现对焊枪的纠偏定位功能，能够让焊接机器人在定位误差小于中心孔半径值的情况下进行准确的焊接工作，较之现有技术中采用激光扫描仪或工业相机视觉拍照定位的方式，操作更方便，成本更低。

权利要求

1.一种管板焊接机器人，包括焊接机器人、焊枪组件以及承载所述焊枪组件的焊枪平台，其特征在于，所述焊枪平台包括：焊枪盒，其前端设置有定位杆，所述焊枪组件安装在所述焊枪盒上；

U形支架，其罩在所述焊枪盒外；以及弹性悬挂器，所述弹性悬挂器用于连接所述焊枪盒以及所述U形支架；

所述弹性悬挂器包括滑动设置在所述U形支架上的上套筒、滑动设置在所述焊枪盒上的下套筒以及设置在所述上套筒和所述下套筒内的拉簧，所述上套筒内还设有用于调节所述焊枪盒水平位置的调节件；

所述定位杆抵触在待焊接圆孔边缘所产生的应力，通过焊枪盒传递至所述弹性悬挂器上，使得拉簧产生能够消除应力的形变；

所述焊枪盒与所述U形支架之间还设有一连接盒，所述连接盒固定设置在所述U形支架上；

所述焊枪盒与所述连接盒相对的一侧上固定设置有一牛眼轮；

所述连接盒内固定设置有一滚动平面座，所述连接盒上开设有用于给所述牛眼轮让位的让位孔，所述牛眼轮能够在所述滚动平面座上滚动。

2.如权利要求1所述的一种管板焊接机器人，其特征在于，所述焊枪盒和所述U形支架上均开设有用于给所述弹性悬挂器让位的让位槽；

所述U形支架的顶部固定设置有外滑轨，所述外滑轨上滑动设置有外滑块，所述上套筒与所述外滑块固定连接；

所述焊枪盒内固定设置有内滑轨，所述内滑轨上滑动设置有内滑块，所述下套筒与所述内滑块固定连接。

3.如权利要求1或2所述的一种管板焊接机器人，其特征在于，所述调节件为内六角螺杆，其螺纹连接在所述上套筒内，所述下套筒内设有与所述拉簧连接的套筒销，所述拉簧的一端连接在所述内六角螺杆的底端、另一端与所述套筒销连接。

4.如权利要求1所述的一种管板焊接机器人，其特征在于，所述焊枪盒的前端还固定设置有支撑杆。

说明书

一种管板焊接机器人

技术领域

[0001] 本发明涉及焊接设备领域，特别涉及一种管板焊接机器人。

背景技术

[0002] 现阶段在锅炉、热交换器行业生产中，压力容器端面板需要与管子焊接，接头较多，焊接工作量大，目前生产企业主要靠人工拿管板自动焊枪，需要逐个插入管板中心孔进
行管板焊接。个人高强度劳动，作业环境差，工人焊接时间长时，体力难以承受，致使产品存
在许多质量问题，焊缝重现性差，无法保证产品的高品质和工期。

[0003] 平面自动管板焊接主要痛点是机器人难以精准找到众多管板孔中心点的坐标位置，现阶段其他试制的平面管板自动焊接机器人，其通过激光扫描仪或工业相机视觉拍照
定位两种手段确定平面管板孔中心点的坐标，这种方案技术要求高，软件算法复杂，容易受
到外部环境的干扰，如环境光照反光干扰、焊管端面金属反射光线干扰等，对该方案能精准
找到管板孔中心点的坐标，带来很多不确定性的因素，难以保证100%的准确度，若出现几毫
米的误差，自动焊接就不能实现，难以保证生产的顺利进行，影响产品焊接质量，因此需要
设计一种能够在定位误差小于中心孔半径值的情况下，精准定位管板孔中心坐标的管板焊
接机器人。

发明内容

[0004] 本发明提供一种管板焊接机器人，可以解决现有的焊接设备需要100%的精确度才能够进行自动焊接工作的问题。

[0005] 一种管板焊接机器人，包括焊接机器人、焊枪组件以及承载所述焊枪组件的焊枪平台，所述焊枪平台包括：

[0006] 焊枪盒，其前端设置有定位杆，所述焊枪组件安装在所述焊枪盒上；

[0007] U形支架，其罩在所述焊枪盒外；以及

[0008] 弹性悬挂器，所述弹性悬挂器用于连接所述焊枪盒以及所述U形支架；

[0009] 所述弹性悬挂器包括滑动设置在所述U形支架上的上套筒、滑动设置在所述焊枪盒上的下套筒以及设置在所述上套筒和所述下套筒内的拉簧，所述上套筒内还设有用于调
节所述焊枪盒水平位置的调节件。

[0010] 所述定位杆抵触在待焊接圆孔边缘所产生的较劲的应力，通过焊枪盒传递至所述弹性悬挂器上，使得拉簧产生能够消除定位偏差所产生的较劲的应力的形变；

[0011] 所述焊枪盒与所述U形支架之间还设有一连接盒，所述连接盒固定设置在所述U形支架上。

[0012] 所述焊枪盒与所述连接盒相对的一侧上固定设置有一牛眼轮。

[0013] 所述连接盒内固定设置有一滚动平面座，所述连接盒上开设有用于给所述牛眼轮让位的让位孔，所述牛眼轮能够在所述滚动平面座上滚动。

[0014] 较佳的，所述焊枪盒和所述U形支架上均开设有用于给所述弹性悬挂器让位的让位槽。

[0015] 所述U形支架的顶部固定设置有外滑轨，所述外滑轨上滑动设置有外滑块，所述上套筒与所述外滑块固定连接。

[0016] 所述焊枪盒内固定设置有内滑轨，所述内滑轨上滑动设置有内滑块，所述下套筒与所述内滑块固定连接。

[0017] 较佳的，所述调节件为内六角螺杆，其螺纹连接在所述上套筒内，所述下套筒内设有与所述拉簧连接的套筒销，所述拉簧的一端连接在所述内六角螺杆的底端、另一端与所
述套筒销连接。

[0018] 较佳的，所述焊枪盒的前端还固定设置有支撑杆。

[0019] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过弹性悬挂器以及牛眼轮，能够实现对焊枪的纠偏定位功能，能够让焊接机器人在定位误差小于中心孔半径值的情况下进
行准确的焊接工作，较之现有技术中采用激光扫描仪或工业相机视觉拍照定位的方式，操
作更方便，成本更低。

附图说明

[0020] 图1为本发明的结构示意。

[0021] 图2为本发明的局部剖视图。

[0022] 图3为本发明的图2的A处局部放大图。

[0023] 图4为本发明的图2的B处局部放大图。

[0024] 附图标记说明：1、焊枪盒，2、U形支架，3、上套筒，4、下套筒，5、拉簧，6、定位杆，7、外滑轨，8、外滑块，9、内滑轨，10、内滑块，11、内六角螺杆，12、套筒销，21、连接盒，22、牛眼
轮，23、滚动平面座，24、支撑杆。

具体实施方式

[0025] 下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

[0026] 如图1至图4所示，本发明实施例提供的一种管板焊接机器人，包括焊接机器人、焊枪组件以及承载所述焊枪组件的焊枪平台，所述焊枪平台包括：

[0027] 焊枪盒1，其前端设置有定位杆6，所述焊枪组件安装在所述焊枪盒1上；

[0028] U形支架2，其罩在所述焊枪盒1外；以及

[0029] 弹性悬挂器，所述弹性悬挂器用于连接所述焊枪盒1以及所述U形支架2。

[0030] 所述弹性悬挂器包括滑动设置在所述U形支架2上的上套筒3、滑动设置在所述焊枪盒1上的下套筒4以及设置在所述上套筒3和所述下套筒4内拉簧5，所述上套筒3内还设有
用于调节所述焊枪盒1水平位置的调节件。

[0031] 所述定位杆6抵触在待焊接圆孔边缘所产生的较劲的应力，通过焊枪盒1传递至所述弹性悬挂器上，使得拉簧5产生能够消除定位偏差所产生的较劲的应力的形变。

[0032] 所述焊枪盒1和所述U形支架2上均开设有用于给所述弹性悬挂器让位的让位槽。

[0033] 由于误差的存在，当焊接机器人推动焊枪盒1移动时，存在定位杆6不能正好插入管板孔内的情况，即定位杆6会抵触在管板孔边缘，由于定位杆6的端部形状为子弹头，因此
定位杆6能够插入管板上的孔中，但是这样会产生一个较劲的应力，应力经由焊枪盒1本体
传递至弹性悬挂器上，使得拉簧5产生形变，且在这过程中，牛眼轮22会在滚动平面座23上
移动来释放较劲的应力。

[0034] 所述U形支架2的顶部固定设置有外滑轨7，所述外滑轨7上滑动设置有外滑块8，所述上套筒3与所述外滑块8固定连接。

[0035] 所述焊枪盒1内固定设置有内滑轨9，所述内滑轨9上滑动设置有内滑块10，所述下套筒4与所述内滑块10固定连接。

[0036] 焊枪盒1、U形支架2、外滑块8、内滑轨9上均开设有长孔，便于内滑块10前后滑动调整焊枪水平平衡时，拧动内六角螺杆11不受阻挡。

[0037] 所述调节件为内六角螺杆11，其螺纹连接在所述上套筒3内，所述下套筒4内设有与所述拉簧5连接的套筒销12，所述拉簧5的一端连接在所述内六角螺杆11的底端、另一端
与所述套筒销12连接。

[0038] 所述焊枪盒1与所述U形支架2之间还设有一连接盒21，所述连接盒21固定设置在所述U形支架2上。

[0039] 所述焊枪盒1与所述连接盒21相对的一侧上固定设置有一牛眼轮22。

[0040] 牛眼轮22通过螺栓固定在焊枪盒1的侧面上，滚动平面座23通过螺栓固定在U形支架2上。

[0041] 所述连接盒21内固定设置有一滚动平面座23，所述连接盒21上开设有用于给所述牛眼轮22让位的让位孔，所述牛眼轮22能够在所述滚动平面座23上滚动。

[0042] 让位孔的存在使得牛眼轮22在滚动平面座23上移动。

[0043] 所述焊枪盒1的前端还固定设置有支撑杆24。

[0044] 工作原理：U形支架2固定在机器人上，并跟随机器人移动，通过移动外滑块8，来调整焊枪盒1保持水平平衡状态，通过转动内六角螺杆11来调整焊枪盒1在垂直方向上的位
置，机器人推动U形支架2至合适位置，定位杆6自动滑入管板圆孔中心，支撑杆24抵触在管
板内壁上，机器人停止推动，在这过程中，牛眼轮22顺势在滚动平面座23上滚动，调整焊枪
在垂直面的位置，释放因机器人定位偏差所产生的较劲的应力，其表面滚动移动调整焊枪
位置，机器人定位偏差自动调整消除，开始自动焊接作业。

[0045] 对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神和基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论
从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权
利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有
变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

[0046] 此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅为清楚起见，本领域技术人员应当将
说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可
以理解的其他实施方式。