本發(fā)明涉及工業(yè)機(jī)器人的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種自動定位與焊接機(jī)器人。

背景技術(shù)：

自動化焊接技術(shù)及設(shè)備正以前所未有的速度發(fā)展。國家大型基礎(chǔ)工程的發(fā)展和國內(nèi)汽車工業(yè)的崛起，都有力地促進(jìn)了先進(jìn)焊接工藝特別是焊接自動化技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步。焊接機(jī)器人及智能型焊接也會在特定領(lǐng)域適當(dāng)發(fā)展，應(yīng)用廣泛，對其技術(shù)性能要求越來越高。而目前急需一種能實現(xiàn)對稱焊接的機(jī)器人，并能提高焊接精度，提高自動化和智能化程度。

焊接工藝內(nèi)容有電流、電壓、運(yùn)條方法、焊接層數(shù)和道數(shù)、焊縫坡口、間隙等內(nèi)容，是保證焊縫質(zhì)量的關(guān)鍵：焊接順序是指拼裝各行點之間的焊接，以控制構(gòu)件的變形量。結(jié)合上述，進(jìn)行焊接時的自動調(diào)整以提高焊接質(zhì)量，實現(xiàn)機(jī)器人的多功能和智能化，是目前需要解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明的目的：本發(fā)明公開了一種自動定位與焊接機(jī)器人，可以實現(xiàn)位置調(diào)整及定位、夾持固定、自動焊接、檢測與調(diào)整焊接一體化控制，焊接效率高，自動化和智能化程度高。

技術(shù)方案：為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明公開了一種自動定位與焊接機(jī)器人，包括控制模塊、驅(qū)動系統(tǒng)、本體以及設(shè)置在本體上的一對機(jī)械臂裝置；所述機(jī)械臂裝置包括與本體連接的主伸縮系統(tǒng)，以及設(shè)置在主伸縮系統(tǒng)上的夾持裝置、焊接裝置和檢測裝置；所述夾持裝置包括與主伸縮系統(tǒng)連接的伸縮夾持臂，以及設(shè)置在伸縮夾持臂端部的一對夾爪；所述伸縮夾持臂上設(shè)有夾持伸縮系統(tǒng)，所述伸縮夾持臂端部設(shè)有水平及傾斜位置微調(diào)系統(tǒng)；所述一對夾爪設(shè)有夾爪開合系統(tǒng)，并通過夾爪開合系統(tǒng)與水平及傾斜位置微調(diào)系統(tǒng)連接；所述夾持裝置上還設(shè)有位置檢測器。

進(jìn)一步的，上述一種自動定位與焊接機(jī)器人，所述焊接裝置包括與主伸縮系統(tǒng)連接的焊接伸縮系統(tǒng)、設(shè)置在焊接伸縮系統(tǒng)上的一對可開合運(yùn)動的焊接爪、設(shè)置在焊接爪端部的焊接頭；所述焊接頭與焊接爪通過焊接頭轉(zhuǎn)向系統(tǒng)轉(zhuǎn)動連接，所述焊接爪與焊接伸縮系統(tǒng)通過焊接爪開合系統(tǒng)連接；

進(jìn)一步的，上述一種自動定位與焊接機(jī)器人，所述檢測裝置包括與主伸縮系統(tǒng)連接的檢測伸縮系統(tǒng)、設(shè)置在檢測伸縮系統(tǒng)上的溫度檢測裝置和變形檢測裝置。

進(jìn)一步的，上述一種自動定位與焊接機(jī)器人，所述驅(qū)動系統(tǒng)包括與主伸縮系統(tǒng)連接的主伸縮驅(qū)動裝置、與焊接伸縮系統(tǒng)連接的焊接伸縮驅(qū)動裝置、與焊接爪開合系統(tǒng)連接的開合驅(qū)動裝置、與焊接頭轉(zhuǎn)向系統(tǒng)連接的焊接頭轉(zhuǎn)向驅(qū)動裝置、與夾持伸縮系統(tǒng)連接的夾持伸縮驅(qū)動裝置、與水平及傾斜位置微調(diào)系統(tǒng)連接的水平位置微調(diào)驅(qū)動裝置、與夾爪開合系統(tǒng)連接的夾爪開合驅(qū)動裝置、與檢測伸縮系統(tǒng)連接的檢測伸縮驅(qū)動裝置。

進(jìn)一步的，上述一種自動定位與焊接機(jī)器人，所述主伸縮系統(tǒng)、檢測伸縮系統(tǒng)、焊接伸縮系統(tǒng)、夾持伸縮系統(tǒng)為絲杠裝置；所述焊接爪開合系統(tǒng)、夾爪開合系統(tǒng)為齒輪齒條裝置。

進(jìn)一步的，上述一種自動定位與焊接機(jī)器人，所述本體下方設(shè)有底座，所述本體通過本體轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與底座連接。

進(jìn)一步的，上述一種自動定位與焊接機(jī)器人，所述夾爪為扇形夾爪。

進(jìn)一步的，上述一種自動定位與焊接機(jī)器人的工作方法，包括以下步驟：a）一對機(jī)械臂裝置通過主伸縮系統(tǒng)伸長至焊接工位；b）控制模塊控制機(jī)械臂裝置上的一對夾持裝置移動至所需位置，并通過夾爪分別夾緊主焊接工件兩側(cè)的焊接板；c）位置檢測器檢測焊接板與焊接工件之間的垂直度以及焊縫大小，并將結(jié)果反饋給控制模塊；d）控制模塊控制水平及傾斜位置微調(diào)系統(tǒng)動作，將調(diào)節(jié)垂直度與焊縫大小至設(shè)定范圍后，保持焊接板的固定；e）焊接頭位置調(diào)整；f）控制模塊控制焊接系統(tǒng)運(yùn)行，焊接頭進(jìn)入焊接狀態(tài)；g）控制模塊控制焊接伸縮系統(tǒng)運(yùn)行，一對焊接裝置移動；其各自的一對焊接頭實現(xiàn)各自焊接板的對稱焊接；并實現(xiàn)兩側(cè)的焊接板與主焊接工件的對稱焊接；h）焊接過程中，檢測裝置運(yùn)行：控制模塊控制檢測伸縮系統(tǒng)按設(shè)定的間隔時間伸縮；溫度檢測裝置和變形檢測裝置定時監(jiān)控焊接處的溫度和變形方向，并將結(jié)果傳遞給控制模塊；i）控制模塊經(jīng)過運(yùn)算，發(fā)出指令調(diào)整焊接順序；j）焊接完成后，焊接裝置和檢測裝置復(fù)位。

進(jìn)一步的，上述一種自動定位與焊接機(jī)器人的工作方法，所述步驟e中具體步驟包括：控制模塊控制焊接伸縮系統(tǒng)運(yùn)行，帶動一對焊接裝置移動至所需位置；控制模塊控制焊接頭轉(zhuǎn)向系統(tǒng)運(yùn)行，使焊接頭轉(zhuǎn)動至所需位置；控制模塊控制焊接爪開合系統(tǒng)運(yùn)行，帶動焊接裝置上的一對焊接爪上下微調(diào)整，直至焊接頭到達(dá)焊接起始位置；所述焊接頭位置調(diào)整后分別對準(zhǔn)兩側(cè)焊接板的上、下焊縫。

進(jìn)一步的，上述一種自動定位與焊接機(jī)器人的工作方法，焊接完成后還包括以下步驟：k）夾持裝置夾住焊接后的整體工件，一對機(jī)械臂裝置通過主伸縮系統(tǒng)收縮，從焊接工位取下整體工件；l）本體轉(zhuǎn)向系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)，本體帶動整體工件旋轉(zhuǎn)至下一工位；m）主伸縮系統(tǒng)伸長，機(jī)械臂裝置將整體工件移動至所需位置；n）夾爪松開，夾持裝置復(fù)位；主伸縮系統(tǒng)收縮，一對機(jī)械臂裝置復(fù)位。

上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有如下有益效果：

（1）本發(fā)明所述的一種自動定位與焊接機(jī)器人，可以實現(xiàn)位置調(diào)整及定位、夾持固定、自動焊接、檢測與調(diào)整焊接一體化控制，焊接效率高，自動化和智能化程度高。

（2）本發(fā)明所述的一種自動定位與焊接機(jī)器人，完成焊接后將工件送至下一工位，自動化程度高，提高生產(chǎn)效率。

（3）本發(fā)明所述的一種自動定位與焊接機(jī)器人，焊接前，實現(xiàn)定位前的自動調(diào)整，調(diào)整垂直度和焊縫大小，以保證焊接質(zhì)量。

（4）本發(fā)明所述的一種自動定位與焊接機(jī)器人，通過對焊接過程的監(jiān)控，通過溫度檢測和變形方向檢測，自動調(diào)整焊接順序，嚴(yán)格控制變形量，提高焊接質(zhì)量。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述的一種自動定位與焊接機(jī)器人的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明所述的一種自動定位與焊接機(jī)器人的整體結(jié)構(gòu)的俯視圖；

圖3為本發(fā)明所述的一種自動定位與焊接機(jī)器人中焊接頭工作時的示意圖；

圖中：1-本體，2-機(jī)械臂裝置，3-主伸縮系統(tǒng)，4-夾持裝置，41-伸縮夾持臂，42-夾爪，43-夾持伸縮系統(tǒng)，44-水平及傾斜位置微調(diào)系統(tǒng)，45-夾爪開合系統(tǒng)，46-位置檢測器，5-焊接裝置，51-焊接伸縮系統(tǒng)，52-焊接爪，53-焊接頭，54-焊接頭轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，55-焊接爪開合系統(tǒng)，6-檢測裝置，61-檢測伸縮系統(tǒng)，62-溫度檢測裝置，63-變形檢測裝置，7-底座，71-本體轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，8-主焊接工件，9-焊接板。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明具體實施方式進(jìn)行詳細(xì)的描述。

實施例

本發(fā)明公開了一種自動定位與焊接機(jī)器人，如圖1至圖3所示，包括控制模塊、驅(qū)動系統(tǒng)、本體1以及設(shè)置在本體1上的一對機(jī)械臂裝置2；所述機(jī)械臂裝置2包括與本體1連接的主伸縮系統(tǒng)3，以及設(shè)置在主伸縮系統(tǒng)3上的夾持裝置4、焊接裝置5和檢測裝置6；所述夾持裝置4包括與主伸縮系統(tǒng)3連接的伸縮夾持臂41，以及設(shè)置在伸縮夾持臂41端部的一對夾爪42，所述夾爪42為扇形夾爪；所述伸縮夾持臂41上設(shè)有夾持伸縮系統(tǒng)43，所述伸縮夾持臂41端部設(shè)有水平及傾斜位置微調(diào)系統(tǒng)44；所述一對夾爪42設(shè)有夾爪開合系統(tǒng)45，并通過夾爪開合系統(tǒng)45與水平及傾斜位置微調(diào)系統(tǒng)44連接；所述夾持裝置4上還設(shè)有位置檢測器46。

所述焊接裝置5包括與主伸縮系統(tǒng)3連接的焊接伸縮系統(tǒng)51、設(shè)置在焊接伸縮系統(tǒng)51上的一對可開合運(yùn)動的焊接爪52、設(shè)置在焊接爪52端部的焊接頭53；所述焊接頭53與焊接爪52通過焊接頭轉(zhuǎn)向系統(tǒng)54轉(zhuǎn)動連接，所述焊接爪52與焊接伸縮系統(tǒng)51通過焊接爪開合系統(tǒng)55連接；所述檢測裝置6包括與主伸縮系統(tǒng)3連接的檢測伸縮系統(tǒng)61、設(shè)置在檢測伸縮系統(tǒng)61上的溫度檢測裝置62和變形檢測裝置63。所述驅(qū)動系統(tǒng)包括與主伸縮系統(tǒng)3連接的主伸縮驅(qū)動裝置、與焊接伸縮系統(tǒng)51連接的焊接伸縮驅(qū)動裝置、與焊接爪開合系統(tǒng)55連接的開合驅(qū)動裝置、與焊接頭轉(zhuǎn)向系統(tǒng)54連接的焊接頭轉(zhuǎn)向驅(qū)動裝置、與夾持伸縮系統(tǒng)43連接的夾持伸縮驅(qū)動裝置、與水平及傾斜位置微調(diào)系統(tǒng)44連接的水平位置微調(diào)驅(qū)動裝置、與夾爪開合系統(tǒng)45連接的夾爪開合驅(qū)動裝置、與檢測伸縮系統(tǒng)61連接的檢測伸縮驅(qū)動裝置。

所述主伸縮系統(tǒng)3、檢測伸縮系統(tǒng)61、焊接伸縮系統(tǒng)51、夾持伸縮系統(tǒng)43為絲杠裝置；所述焊接爪開合系統(tǒng)55、夾爪開合系統(tǒng)45為齒輪齒條裝置。

本實施例中所述本體1下方設(shè)有底座7，所述本體1通過本體轉(zhuǎn)向系統(tǒng)71與底座7連接。

本實施例中所述的一種自動定位與焊接機(jī)器人的工作方法，包括以下步驟：

a）一對機(jī)械臂裝置2通過主伸縮系統(tǒng)3伸長至焊接工位；

b）控制模塊控制機(jī)械臂裝置2上的一對夾持裝置4移動至所需位置，并通過夾爪42分別夾緊主焊接工件8兩側(cè)的焊接板9；

c）位置檢測器46檢測焊接板9與焊接工件8之間的垂直度以及焊縫大小，并將結(jié)果反饋給控制模塊；

d）控制模塊控制水平及傾斜位置微調(diào)系統(tǒng)44動作，將調(diào)節(jié)垂直度與焊縫大小至設(shè)定范圍后，保持焊接板9的固定；

e）焊接頭53位置調(diào)整；

f）控制模塊控制焊接系統(tǒng)運(yùn)行，焊接頭53進(jìn)入焊接狀態(tài)；

g）控制模塊控制焊接伸縮系統(tǒng)51運(yùn)行，一對焊接裝置5移動；其各自的一對焊接頭53實現(xiàn)各自焊接板9的對稱焊接；并實現(xiàn)兩側(cè)的焊接板9與主焊接工件8的對稱焊接；

h）焊接過程中，檢測裝置6運(yùn)行：控制模塊控制檢測伸縮系統(tǒng)61按設(shè)定的間隔時間伸縮；溫度檢測裝置62和變形檢測裝置63定時監(jiān)控焊接處的溫度和變形方向，并將結(jié)果傳遞給控制模塊；

i）控制模塊經(jīng)過運(yùn)算，發(fā)出指令調(diào)整焊接順序；

j）焊接完成后，焊接裝置5和檢測裝置6復(fù)位；

k）夾持裝置4夾住焊接后的整體工件，一對機(jī)械臂裝置2通過主伸縮系統(tǒng)3收縮，從焊接工位取下整體工件；

l）本體轉(zhuǎn)向系統(tǒng)71運(yùn)轉(zhuǎn)，本體1帶動整體工件旋轉(zhuǎn)至下一工位；

m）主伸縮系統(tǒng)3伸長，機(jī)械臂裝置2將整體工件移動至所需位置；

n）夾爪42松開，夾持裝置4復(fù)位；主伸縮系統(tǒng)3收縮，一對機(jī)械臂裝置2復(fù)位。

本實施例中所述步驟e中具體步驟包括：控制模塊控制焊接伸縮系統(tǒng)51運(yùn)行，帶動一對焊接裝置5移動至所需位置；控制模塊控制焊接頭轉(zhuǎn)向系統(tǒng)54運(yùn)行，使焊接頭53轉(zhuǎn)動至所需位置；控制模塊控制焊接爪開合系統(tǒng)55運(yùn)行，帶動焊接裝置5上的一對焊接爪52上下微調(diào)整，直至焊接頭53到達(dá)焊接起始位置；所述焊接頭53位置調(diào)整后分別對準(zhǔn)兩側(cè)焊接板9的上、下焊縫。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)，這些改進(jìn)也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。