一种基于埋弧焊接的机器人工作站制造技术

一种基于埋弧焊接的机器人工作站，包括龙门式的支撑平台、焊接装置、激光跟踪装置和控制器；该支撑平台一侧滑动设有支撑架，该支撑架上沿竖直方向滑动设有滑杆，该滑杆底部沿第一旋转方向安装第一旋转机构，该第一旋转机构底部沿第二旋转方向转动安装有第二旋转机构，该第二旋转机构中的第二旋转轴平行于第一方向设置，该焊接装置安装在第二旋转轴上，该激光跟踪装置设置在该焊接装置上。本发明专利技术实施例提供的一种基于埋弧焊接的机器人工作站，操作简单，成本低，体积小，设计合理，机械强度高。

【技术实现步骤摘要】
一种基于埋弧焊接的机器人工作站
本专利技术涉及一种机器人工作站，尤其涉及一种基于埋弧焊接的机器人工作站。
技术介绍
埋弧焊是一种电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法。埋弧焊固有的焊接质量稳定、焊接生产率高、无弧光及烟尘很少等优点，使其成为压力容器、管段制造、箱型梁柱等重要钢结构制作中的主要焊接方法。当焊接大型工件时，通常会用到机器人工作站，目前用于埋弧焊接的机器人工作站应用较少，基本为关节机器人倒挂的型式。由于埋弧机头较重，这种型式的关节机器人要选择末端承载大的型号，机器人成本较高，再加上机器人倒挂需要重载悬臂架或龙门架，使得机器人工作站整体庞大，配置复杂，姿态调整不直观，操作不便，成本较高，且行走易出现晃动，焊接精度难以保证。
技术实现思路
本专利技术提供了一种基于埋弧焊接的机器人工作站，在简化了机器人工作站的结构的同时提高了机器人工作站的焊接精度，减小了机器人工作站的体积，简化操作过程，降低了成本，解决了现有技术中存在的问题。本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种基于埋弧焊接的机器人工作站，包括龙门式的支撑平台、焊接装置、激光跟踪装置和控制器；该支撑平台沿第一方向水平运动，该支撑平台一侧滑动设有支撑架，该支撑架沿第二方向水平滑动，该第一方向与第二方向相互垂直；该支撑架上沿竖直方向滑动设有滑杆，该滑杆底部沿第一旋转方向安装第一旋转机构，该第一旋转机构中的第一旋转轴竖直设置，该第一旋转机构底部沿第二旋转方向转动安装有第二旋转机构，该第二旋转机构中的第二旋转轴平行于第一方向设置，该焊接装置安装在第二旋转轴上，该激光跟踪装置设置在该焊接装置上，该激光跟踪装置采集焊接工件的图像信息，并根据该图像信息确定该焊接工件的待焊接位置的坐标，以及将该待焊接位置的坐标发送给该控制器，该控制器根据该焊接位置坐标控制焊接装置在第一方向、第二方向、竖直方向、第一旋转方向和第二旋转方向上的运动。优选的，该激光跟踪装置包括激光传感器和上位机，该激光传感器与上位机相连；该激光传感器随焊接装置的运动而获取焊接工件的图像信息，并将该焊接工件的图像信息，传送给上位机；该上位机根据该焊接工件的图像进行图像处理，以得到该焊接工件的焊接位置，以及计算得到该焊接位置的坐标，并将该坐标传送给控制器。优选的，该第一旋转机构包括第一固定座和转动的第一旋转轴，该第一固定座固定安装在滑杆底部，该第一旋转轴竖直活动设置在第一固定座内。优选的，该第二旋转机构包括固定在第一旋转轴底部的第二旋转座，该第二旋转座内转动设有第二旋转轴，该第二旋转轴沿第一方向水平设置，该焊接装置设置在第二旋转轴上。优选的，该焊接装置包括固定在第二旋转轴上的安置台，该安置台上安装有焊枪、焊剂输送嘴和焊剂回收嘴，该焊枪与送丝机构相连，该焊剂输送嘴和焊剂回收嘴通过送料管与焊剂回收输送一体机相连；该安置台上还安装有激光传感器。优选的，该送丝机构包括设置在支撑架上的焊丝盘和送丝机，该焊丝盘内的焊丝通过送丝机连入焊枪内。优选的，该安置台上设有调节焊剂回收嘴方向的微调十字拖板，该微调十字拖板包括固定在安置台上的第一调节板，第一调节板内安装有第一丝杠，第一调节板外侧滑动设有第一滑座，该第一滑座与第一丝杠上的螺母固连；该第一滑座上固定安装有第二调节板，该第二调节板内安装有第二丝杠，第二调节板外侧滑动设有第二滑座，该第二滑座与第二丝杠上的螺母固连；该焊剂回收嘴固定在第二滑座上。优选的，该第一调节板与第二调节板之间相互垂直，该第二调节板与焊剂回收嘴平行设置。优选的，该支撑平台下方沿第一方向平行设有两条导轨，该支撑平台两端分别滑动设置在两条导轨上。优选的，该支撑平台通过传动机构与第一伺服电机相连，该支撑架通过传动机构与第二伺服电机相连，该滑杆通过传动机构与第三伺服电机相连，该第一旋转轴通过传动机构与第四伺服电机相连，该第二旋转轴通过传动机构与第五伺服电机相连，该第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机、第四伺服电机和第五伺服电机均与控制器相连。本专利技术实施例提供的一种基于埋弧焊接的机器人工作站，操作简单，成本低，体积小，设计合理，机械强度高。直角坐标式的机器人工作站设计，有效避免了机器人行走过程中发生晃动的情况，提高了机器人工作站的焊接精度；第二旋转轴的设计，增强了埋弧机头的灵活度，实现半球面范围内无盲点焊接；激光跟踪装置，可实现同一位置的多次或多层焊接，提高焊接质量。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种基于埋弧焊接的机器人工作站示意图；图2为图1中A处的局部放大图；图3为图1中B处的局部放大图；图4为本专利技术实施例提供的焊接装置使用状态图。图中，01、支撑平台，02、焊接装置，021、安置台，022、焊枪，023、焊剂输送嘴，024、焊剂回收嘴，025、送料管，026、焊剂回收输送一体机，027、焊丝盘，028、送丝机，03、激光跟踪装置，031、激光传感器，032、上位机，04、控制器，05、第一方向，06、第二方向，07、竖直方向，08、第一旋转方向，09、第二旋转方向，10、支撑架，11、滑杆，12、第一旋转机构，121、第一固定座，122、第一旋转轴，13、第二旋转机构，131、第二旋转座，132、第二旋转轴，14、微调十字拖板，141、第一调节板，142、第一丝杠，143、第一滑座，144、第二调节板，145、第二丝杠，146、第二滑座，15、导轨，16、工件。具体实施方式为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本专利技术进行详细阐述。如图1-3所示，该工作站包括龙门式的支撑平台01、焊接装置02、激光跟踪装置03和控制器04。龙门式的支撑平台01设计，有效降低了操作平台的整体高度，易于更换焊丝和焊剂，维护方便，维护成本低。该支撑平台01沿第一方向05水平运动，该支撑平台01下方沿第一方向05平行设有两条导轨15，该支撑平台01两端分别滑动设置在两条导轨15上。该支撑平台01一侧滑动设有支撑架10，该支撑架10沿第二方向06水平滑动，该支撑架10上沿竖直方向07滑动设有滑杆11，该滑杆11底部沿第一旋转方向08转动安装第一旋转机构12，该第一旋转机构12底部沿第二旋转方向09转动安装有第二旋转机构13，该焊接装置02安装在第二旋转机构13上，该控制器04控制焊接装置02在第一方向05、第二方向06、竖直方向07、第一旋转方向08和第二旋转方向09上的运动。第一旋转机构12和第二旋转机构13的设置，在保证焊接装置02灵活性的基础上，焊接装置02较现有的关节机器人，有效提高了焊接装置02的机械强度。且现有的关节机器人埋弧焊接工作站需要8-9个轴，本申请中焊接只有三个直线轴，两个旋转轴，即沿第一方向05、第二方向06或竖直方向07的直线轴和沿第一旋转方向08和第二旋转方向09的旋转轴，就可以满足埋弧焊接要求，有效简化了结构，节省制造成本，更减少了使用过程中的耗能。该第一方向05与第二方向06相互垂直。图2为图1中A处的局部放大图。该第一旋转机构12包括第一固定座121和转动的第一旋转轴122，该第一固定座121固定安装在滑杆11底部，该第一旋转轴122竖直活动设置在第一固定座121内。该第二旋转机构13包括固定在第一旋转轴122底部的第二旋转座131，该第二旋转座131内转本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于埋弧焊接的机器人工作站，其特征在于：包括龙门式的支撑平台、焊接装置、激光跟踪装置和控制器；所述支撑平台沿第一方向水平运动，所述支撑平台一侧滑动设有支撑架，所述支撑架沿第二方向水平滑动，所述第一方向与第二方向相互垂直；所述支撑架上沿竖直方向滑动设有滑杆，所述滑杆底部沿第一旋转方向安装第一旋转机构，所述第一旋转机构中的第一旋转轴竖直设置，所述第一旋转机构底部沿第二旋转方向转动安装有第二旋转机构，所述第二旋转机构中的第二旋转轴平行于第一方向设置，所述焊接装置安装在第二旋转轴上，所述激光跟踪装置设置在所述焊接装置上，所述激光跟踪装置采集焊接工件的图像信息，并根据所述图像信息确定所述焊接工件的待焊接位置的坐标，以及将所述待焊接位置的坐标发送给所述控制器，所述控制器根据所述焊接位置坐标控制焊接装置在第一方向、第二方向、竖直方向、第一旋转方向和第二旋转方向上的运动。

【技术特征摘要】
1.一种基于埋弧焊接的机器人工作站，其特征在于：包括龙门式的支撑平台、焊接装置、激光跟踪装置和控制器；所述支撑平台沿第一方向水平运动，所述支撑平台一侧滑动设有支撑架，所述支撑架沿第二方向水平滑动，所述第一方向与第二方向相互垂直；所述支撑架上沿竖直方向滑动设有滑杆，所述滑杆底部沿第一旋转方向安装第一旋转机构，所述第一旋转机构中的第一旋转轴竖直设置，所述第一旋转机构底部沿第二旋转方向转动安装有第二旋转机构，所述第二旋转机构中的第二旋转轴平行于第一方向设置，所述焊接装置安装在第二旋转轴上，所述激光跟踪装置设置在所述焊接装置上，所述激光跟踪装置采集焊接工件的图像信息，并根据所述图像信息确定所述焊接工件的待焊接位置的坐标，以及将所述待焊接位置的坐标发送给所述控制器，所述控制器根据所述焊接位置坐标控制焊接装置在第一方向、第二方向、竖直方向、第一旋转方向和第二旋转方向上的运动。2.根据权利要求1所述的一种基于埋弧焊接的机器人工作站，其特征在于：所述激光跟踪装置包括激光传感器和上位机，所述激光传感器与上位机相连；所述激光传感器随焊接装置的运动而获取焊接工件的图像信息，并将所述焊接工件的图像信息，传送给上位机；所述上位机根据所述焊接工件的图像进行图像处理，以得到所述焊接工件的焊接位置，以及计算得到所述焊接位置的坐标，并将所述坐标传送给控制器。3.根据权利要求2所述的一种基于埋弧焊接的机器人工作站，其特征在于：所述第一旋转机构包括第一固定座和转动的第一旋转轴，所述第一固定座固定安装在滑杆底部，所述第一旋转轴竖直活动设置在第一固定座内。4.根据权利要求3所述的一种基于埋弧焊接的机器人工作站，其特征在于：所述第二旋转机构包括固定在第一旋转轴底部的第二旋转座，所述第二旋转座内转动设有第二旋转轴，所述第二旋转轴沿第一方向水平设置，所述焊接装置设置在第...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍云杰，王继龙，华爱兵，付玉俭，
申请(专利权)人：北京时代科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11