九轴关节机器人全位置焊接系统的制作方法

[0001]
本申请涉及焊接机器人的领域，尤其是涉及一种九轴关节机器人全位置焊接系统。


背景技术：

[0002]
焊接机器人是一种用于焊接加工的自动化焊接设备，焊接机器人的焊质量高，焊接效率高，单个焊接机器人即可组成一个焊接系统。
[0003]
焊接机器人通常包括底座、旋转设置在底座上的基准座、旋转设置在基准座上的第一支撑臂以及旋转设置在第一支撑臂上的第二支撑臂，基准座的旋转中心线竖直，第一支撑臂的旋转中心线和第二支撑臂的旋转中心线均水平且相互平行。第二支撑臂用于和焊接设备固定，使用者可通过基准座、第一支撑臂以及第二支撑臂的旋转实现焊接位置的调节，进而实现自动化焊接。
[0004]
针对上述中的相关技术，发明人认为焊接机器人在焊接大规格的管状工件的外周时，焊接机器人的活动范围与工件规格不匹配，只有相对位移焊接机器人和工件才能完成工件外周的环绕焊接，存在焊接不便的缺陷。


技术实现要素：

[0005]
为了改善，本申请提供一种九轴关节机器人全位置焊接系统。
[0006]
本申请提供的一种九轴关节机器人全位置焊接系统采用如下的技术方案：九轴关节机器人全位置焊接系统，包括底座、旋转设置在底座上的基准座、旋转设置在基准座上的第一支撑臂以及旋转设置在第一支撑臂上的第二支撑臂，所述第二支撑臂上可拆卸式固定连接有扩展座，所述扩展座上旋转设置有换向座，所述换向座上旋转设置有扩展支撑臂，所述扩展支撑臂上旋转设置有摆动臂，所述摆动臂上旋转设置有转向座，所述转向座上旋转设置有操作臂，所述操作臂上旋转设置有装夹座；所述底座的旋转中心线竖直，所述底座的旋转中心线、扩展座的旋转中心线、摆动臂的旋转中心线、转向座的旋转中心线以及装夹座的旋转中心线均位于同一竖直面内，所述第一支撑臂、第二支撑臂、扩展支撑臂以及操作臂的旋转中心线均水平。
[0007]
通过采用上述技术方案，使用者可通过底座、基准座、第一支撑臂、第二支撑臂、换向座、扩展支撑臂、摆动臂、转向座、操作臂以及装夹座的旋转改变焊接枪的焊接位置，活动范围大且环绕焊接管状工件方便。
[0008]
可选的，所述第二支撑臂的一端与第一支撑臂旋转连接，所述第二支撑臂的另一端固设有延伸板，所述延伸板远离第二支撑臂的一端固设有定位块，所述扩展座固设有安装座，所述安装座上对应定位块设置有定位槽，所述定位槽用于供定位块插接，所述安装座上设置有用于将定位块固定在定位槽内的延伸机构。
[0009]
通过采用上述技术方案，使用者可通过定位块与定位槽的插接便捷定位第二支撑臂和延伸板，进而通过延伸机构固定定位块和安装座，从而实现第二支撑臂和延伸座的可
拆卸式固定连接，使用者可自由调节焊接位置的调节范围。
[0010]
可选的，所述延伸机构包括穿设在安装座上的延伸螺栓，所述延伸螺栓用于贯穿穿设在安装座和定位块上，所述延伸螺栓的栓体端部螺纹连接有用于将延伸螺栓固定在安装座上的延伸螺母。
[0011]
通过采用上述技术方案，使用者可通过延伸螺母和延伸螺栓实现安装座和定位块的便捷拆安，固定稳定性好且拆安操作简单。
[0012]
可选的，所述定位块的两相对内侧壁上对称固设有棘齿条，所述棘齿条的长度方向平行于定位块的长度方向，所述定位槽的内侧壁上对应棘齿条旋转连接有用于和棘齿条啮合的棘爪，所述定位槽内设置有用于驱动棘爪旋转至与棘齿条啮合的啮合弹性件，所述安装座上设置有用于驱动棘爪旋转至不与棘齿条啮合的拆分部件。
[0013]
通过采用上述技术方案，当定位块与定位槽插接时，棘爪与棘齿条啮合，定位块只能单向滑动至与定位槽完全嵌合，使用者穿设延伸螺栓时定位块不易随意位移，延伸螺栓穿设更方便需要拆分定位块和安装座时，通过拆分部件驱动棘爪旋转至不与棘齿条啮合并手动分离定位块和定位槽即可。
[0014]
可选的，所述拆分部件包括设置在安装座上的拆分螺栓，所述拆分螺栓与安装座螺纹连接，所述棘爪固定连接有旋转杆，所述安装座上穿设有牵引绳，所述牵引绳的一端与拆分螺栓的栓体端部固定相连，所述牵引绳的另一端与旋转杆固定相连。
[0015]
通过采用上述技术方案，使用者旋转拆分螺栓时，拆分螺栓与棘爪的间距改变，牵引绳位移并带动旋转杆和棘爪旋转，从而可实现驱动棘爪旋转至不与棘齿条啮合。
[0016]
可选的，所述延伸板上沿定位块的长度方向滑动设置有位移板，所述位移板套设在定位块上，所述延伸板上设置有用于固定位移板和定位块相对位置的位移机构。
[0017]
通过采用上述技术方案，延伸板的滑动和位移机构使得定位块可与定位槽嵌合的部分的长度可变化，定位块与安装座固定连接时可与保留一部分活动空间，在棘爪旋转至不与棘齿条啮合，且棘爪带动定位块位移时，定位块有活动的空间，拆分定位块和安装座更顺畅。
[0018]
可选的，所述位移机构包括滑动设置在延伸板上的支撑楔形块，所述支撑楔形块的斜面靠近位移板设置，所述支撑楔形块的数量为若干个且环绕定位块的中心设置，所述延伸板上设置有用于控制支撑楔形块滑动的支撑装置。
[0019]
通过采用上述技术方案，使用者通过支撑装置控制支撑楔形块滑动，支撑楔形块间隔延伸板和位移板，通过支撑楔形块斜面与位移板外周边线的抵接和相对滑动时间延伸板和位移板之间的间距调节，从而实现位移板的滑动控制。
[0020]
可选的，所述支撑装置包括旋转设置在延伸板上的收卷轴，所述延伸板上对应支撑楔形块穿设有锁止绳，所述锁止绳的一端与收卷轴固定连接，所述锁止绳的另一端与支撑楔形块固定相连，所述延伸板上设置有用于驱动支撑楔形块远离延伸板中心滑动的移动弹簧，所述延伸板上设置有用于控制收卷轴旋转的收卷电机。
[0021]
通过采用上述技术方案，使用者通过收卷电机控制收卷轴正转或反转，从而释放或收卷锁止绳，移动弹簧的弹力使得锁止绳始终绷紧，使用者可通过锁止绳的位移带动支撑楔形块位移。
[0022]
可选的，所述支撑楔形块靠近位移板的端面上旋转连接有用于和位移板抵接的接
触辊。
[0023]
通过采用上述技术方案，接触辊随支撑楔形块的滑动而旋转，支撑楔形块在有效间隔位移板和延伸板时滑动顺畅。
[0024]
可选的，所述延伸螺栓的数量为两个，两所述延伸螺栓在定位槽内底面上的投影组合呈十字形。
[0025]
通过采用上述技术方案，定位块和安装座多点卡合限位，二者连接稳定性更佳。
[0026]
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：1.通过增设扩展座、换向座、扩展支撑臂、摆动臂、转向座、操作臂以及装夹座有效扩大焊接点位置的调节范围，使用者可在不改变该焊接系统与工件的相对位置的情况下，便捷环绕焊接管状工件；2.通过扩展座和第二支撑臂的便捷拆安实现焊接点位置调节范围的便捷调节。
附图说明
[0027]
图1是本申请实施例的整体结构示意图。
[0028]
图2是本申请实施例的针对定位槽内部结构的剖视图。
[0029]
图3是本申请实施例的针对牵引绳穿设结构的剖视图。
[0030]
图4是图3中a部分的局部放大示意图。
[0031]
图5是本申请实施例的延伸板的整体结构示意图。
[0032]
图6是本申请实施例的支撑装置的整体结构示意图。
[0033]
附图标记说明：1、底座；11、基准座；12、第一支撑臂；13、第二支撑臂；2、扩展座；21、换向座；22、扩展支撑臂；23、摆动臂；24、转向座；25、操作臂；26、装夹座；3、延伸板；31、定位块；311、穿移孔；312、棘齿条；32、位移板；33、支撑楔形块；331、接触辊；4、安装座；41、定位槽；42、棘爪；421、啮合弹性件；5、延伸机构；51、延伸螺栓；52、延伸螺母；6、拆分部件；61、拆分螺栓；62、旋转杆；63、牵引绳；7、支撑装置；71、收卷轴；72、锁止绳；73、收卷电机；74、移动弹簧。
具体实施方式
[0034]
以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。
[0035]
本申请实施例公开一种九轴关节机器人全位置焊接系统。参照图1，一种九轴关节机器人全位置焊接系统包括顺次相连的底座1、基准座11、第一支撑臂12、第二支撑臂13、扩展座2、换向座21、扩展支撑臂22、摆动臂23、转向座24、操作臂25以及装夹座26，底座1用于固设在地面上。基准座11的底端与底座1的顶端旋转连接，基准座11的旋转中心线竖直。第一支撑臂12的一端与基准座11的顶端旋转连接，第一支撑臂12的另一端与第二支撑臂13的一端旋转连接，第二支撑臂13远离第一支撑臂12的端部与扩展座2可拆卸式固定相连。
[0036]
参考图1，换向座21的一端与扩展座2旋转连接，换向座21的另一端与扩展支撑臂22的一端旋转连接。扩展支撑臂22远离换向座21的一端与摆动臂23的一端旋转连接，摆动臂23远离扩展支撑臂22的一端与转向座24旋转连接。转向座24远离摆动臂23的一端与操作臂25的一端旋转连接，操作臂25的另一端与装夹座26旋转连接，装夹座26用于与可焊接加工的焊接枪固定相连。
[0037]
参考图1，底座1的旋转中心线、换向座21的旋转中心线以及转向座24的旋转中心线均位于同一竖直面内，第一支撑臂12、第二支撑臂13、扩展支撑臂22、摆动臂23以及操作臂25的旋转中心线相互平行且均水平。底座1、基准座11、第一支撑臂12、第二支撑臂13、换向座21、扩展支撑臂22、摆动臂23、转向座24、操作臂25以及装夹座26的旋转动力源均为电机，使用者可通过底座1、基准座11、第一支撑臂12、第二支撑臂13、换向座21、扩展支撑臂22、摆动臂23、转向座24、操作臂25以及装夹座26的旋转改变焊接枪的焊接位置，活动范围大且环绕焊接管状工件方便。
[0038]
参考图1和2，第二支撑臂13远离第一支撑臂12的端部上固设有延伸板3，延伸板3远离第二支撑臂13的一端固设有定位块31。扩展座2靠近第二支撑臂13的一端固设有安装座4，安装座4上对应定位块31设置有方形定位槽41。定位槽41用于供定位块31插接，安装座4上设置有用于将定位块31固定在定位槽41内的延伸机构5。
[0039]
参考图2，延伸机构5包括穿设在安装座4上的两个延伸螺栓51，定位块31上对应延伸螺栓51贯穿设置有穿移孔311，穿移孔311用于供延伸螺栓51贯穿穿设。两穿移孔311的轴线完全错开，两穿移孔311的轴线在定位块31端面上的投影呈十字形相交设置。延伸螺栓51同时贯穿穿移孔311和安装座4，安装座4的外侧壁上设置有与延伸螺栓51螺纹连接的延伸螺母52。
[0040]
使用者手动插接定位块31和定位槽41，穿设延伸螺栓51并螺纹连接延伸螺栓51和延伸螺母52，即可完成第二支撑臂13和扩展座2的可拆卸式固定连接，反向操作即可拆分第二支撑臂13和扩展座2。两个延伸螺栓51在不同方向上卡合限位，限位的接触面积大，第二支撑臂13和扩展座2的连接稳定性好。第二支撑臂13和扩展座2拆安方便，使用者可便捷调节焊接点位置的调节范围，使用方便。
[0041]
参考图3和4，为了方便使用者穿设延伸螺栓51，定位块31的两相对内侧壁上对称固设有棘齿条312，棘齿条312的长度方向平行于定位块31的长度方向。定位槽41内对应棘齿条312旋转设置有棘爪42，棘爪42的旋转中心线垂直于定位槽41的深度方向。定位槽41内对应棘爪42设置有啮合弹性件421，啮合弹性件421的一端与棘爪42固定相连，啮合弹性件421的另一端与定位槽41内壁固定相连。啮合弹性件421的弹力驱动棘爪42旋转至与棘齿条312啮合，啮合弹性件421可以为弹性绳，也可以为螺旋弹簧，但凡是可以起到保持棘爪42和棘齿条312啮合状态的弹性元件即可，本实施例中选用扭簧。
[0042]
参考图3和4，安装座4上设置有用于驱动棘爪42旋转至不与棘齿条312啮合的拆分部件6，拆分部件6包括与棘爪42固定连接的旋转杆62。旋转杆62与棘爪42靠近棘爪42的旋转中心线的端部固定相连，安装座4上对应旋转杆62固设有牵引绳63和拆分螺栓61。牵引绳63穿设在安装座4上，牵引绳63的一端与旋转杆62固定相连，牵引绳63的另一端与拆分螺栓61的栓体端部固定相连，拆分螺栓61的栓体部分与安装座4螺纹连接。
[0043]
使用者手动插接定位槽41和定位块31时，棘齿条312和棘爪42啮合，定位块31只能朝向定位槽41的内底面滑动。使用者穿设延伸螺栓51时，定位块31不易随意位移。需要拆分定位块31和定位槽41时，旋转拆分螺栓61，带动牵引绳63位移，牵引绳63拉动旋转杆62旋转，棘爪42被带动旋转至不与棘齿条312啮合，进而可手动拆分定位块31和定位槽41。
[0044]
参考图5和6，为了进一步方便棘爪42旋转至不与棘齿条312啮合，延伸板3上沿定位块31的长度方向滑动设置有位移板32，位移板32呈套设在定位块31上的回形设置，延伸
板3上设置有用于固定位移板32和定位块31相对位置的位移机构。位移机构包括滑动设置在延伸板3上的多个支撑楔形块33，支撑楔形块33的斜面靠近位移板32设置，支撑楔形块33环绕定位块31的中心设置。支撑楔形块33的数量可以为四个，也可以为六个，但凡是可以起到架设位移板32的作用的数量即可，本实施例中选用八个。
[0045]
参考图5和6，延伸板3上设置有用于控制支撑楔形块33滑动的支撑装置7，支撑装置7包括旋转设置在延伸板3上的收卷轴71。收卷轴71的旋转轴线平行于定位柱的长度方向，延伸板3上固设有输出轴与收卷轴71传动相连的收卷电机73。延伸板3上对应支撑楔形块33穿设有锁止绳72，锁止绳72的一端与收卷轴71固定相连，锁止绳72的另一端与支撑楔形块33固定相连。延伸板3上对应支撑楔形块33嵌设有移动弹簧74，移动弹簧74的一端与延伸板3固定相连，移动弹簧74的另一端与支撑楔形块33固定相连，移动弹簧74的弹力驱动支撑楔形块33远离延伸板3中心滑动。
[0046]
常态下，支撑楔形块33靠近位移板32的端面与位移板32抵接，定位块31因位移板32的套设而无法完全插入定位槽41内。需要驱动棘爪42反向旋转时，通过收卷电机73驱动收卷轴71旋转至释放锁止绳72，移动弹簧74的弹力驱动支撑楔形块33远离定位块31的中心滑动至位移板32可相对于定位块31滑动，进而定位块31可相对于定位槽41位移，棘爪42在旋转至与棘齿条312分离时不易因定位块31无法相对定位槽41位移而不顺畅，使用更方便。
[0047]
参考图6，为了进一步方便支撑楔形块33滑动，支撑楔形块33靠近位移板32的端面上旋转设置有接触辊331，接触辊331的旋转中心线垂直于支撑楔形块33的滑动方向，接触辊331的旋转中心线平行于定位块31远离位移板32的端面。接触辊331随支撑楔形块33的滑动而滚动，有效减少支撑楔形块33与位移板32端面之间的相互磨损，减小支撑楔形块33的滑动阻力。
[0048]
本申请实施例一种九轴关节机器人全位置焊接系统的实施原理为：使用者可通过底座1、基准座11、第一支撑臂12、第二支撑臂13、换向座21、扩展支撑臂22、摆动臂23、转向座24、操作臂25以及装夹座26的旋转改变焊接枪的焊接位置，活动范围大且环绕焊接管状工件方便，当工件的规格或形状变化时，使用者可手动拆卸延伸螺母52和延伸螺栓51，通过收卷电机73驱动收卷轴71旋转至位移板32可活动，旋转拆分螺栓61至棘爪42与棘齿条312分离，手动拆分定位块31和安装座4，从而实现活动范围的调节，使用方便。
[0049]
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

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