一种金属波纹管自动焊接机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种金属波纹管自动焊接机器人，旨在克服由于金属波纹管焊缝形状的复杂性，金属波纹管焊接难以实现自动的难题，实现其自动焊接。所述金属波纹管自动焊接机器人由主回转装置、张紧旋转装置、推杆移动小车和焊接工作台和控制装置五部分组成，在焊接作业时，为焊枪提供动力，确保焊枪始终沿着焊缝的轨迹焊接，实现焊缝的自动焊接。

An automatic welding robot for metal bellows

【技术实现步骤摘要】
一种金属波纹管自动焊接机器人
本专利技术专利涉及波纹管自动焊接机器人，特别是金属波纹管自动焊接机器人。
技术介绍
金属波纹管在生产制造过程中，通过特定的涨形工装可以将金属薄板涨形出需要的波纹来，但由于板材宽度和涨形工装的限制，需要先将小尺寸的波纹管涨形成型，点焊在一起，然后再将他们焊接在一个整体。在当前的工业生产中，将需要焊接的波纹管点焊在一起后，采用手工焊接将这些环形焊缝焊接在一起。这种操作费时费力，而且焊接质量不高，容易造成材料浪费。由于金属波纹管焊缝形状的复杂性，在金属波纹管焊接自动焊接装置上，尚为空白。因此，设计一款能够实现根据焊缝的轨迹自动焊接的金属波纹管自动焊接机器人，具有重要的意义和应用价值。本专利技术专利通过对机械结构、控制方法的研究，借鉴国内外的相关先进产品，运用机械设计、自动控制技术、传感器技术等，设计专利技术了一种金属波纹管自动焊接机器人。该金属波纹管自动焊接机器人技术先进，生产成本低，具有较好的市场竞争优势和推广应用价值。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种金属波纹管自动焊接机器人，旨在克服由于金属波纹管焊缝形状的复杂性，金属波纹管焊接难以实现自动的难题，实现其自动焊接。本专利技术实施例是这样实现的，所述金属波纹管自动焊接机器人包括：主回转装置、张紧旋转装置、推杆移动小车、焊接工作台和控制装置五部分；主回转装置，由床身、主电机、主轴、主动齿轮、从动轴、左从动齿轮、右从动齿轮、主回转齿轮、主回转套、回转支撑轴承、回转支撑套、回转直线轴承、左电液推杆组成，带动张紧旋转装置回转以及右移收回波纹管支撑板；张紧旋转装置，由左滑动支撑套、左滑动直线轴承、支撑连杆、波纹管支撑板、连接连杆、右滑动支撑套、右滑动直线轴承、滑轴组成，在所述主回转装置的转动动力下带动金属波纹管旋转；推杆移动小车，由右电液推杆、推杆支撑立柱、推杆移动电机、推杆移动滚珠丝杠、推杆移动平台、推杆小车左滑轨、推杆小车右滑轨、推杆小车固定座组成，起到移动右电液推杆的作用；焊接工作台，由焊枪行走电机、焊枪行走滚珠丝杠、焊枪行走平台、焊枪支撑立柱、焊枪平台前滑轨、焊枪平台后滑轨、焊枪平台固定座、焊枪、焊枪随动平台、焊枪随动滚珠丝杠、焊枪支撑横梁、焊枪随动支架、焊枪随动轮组成，实现金属波纹管焊缝自动焊接；控制装置，由开关电源、信息处理单元、中央控制单元、人机界面单元、左推杆前进继电器、左推杆后退继电器、右推杆前进继电器、右推杆后退继电器、焊接工作台电机伺服器、推杆小车电机伺服器组成，用于控制所述金属波纹管自动焊接机器人实现自动焊接焊缝；床身，为所述主回转装置的本体，用于固定和支撑所述主回转装置的零部件；主电机，固定在所述床身左侧地面上，给金属波纹管旋转提供初始动力；主轴，所述主回转装置的一级传动轴，与所述主电机机械连接，左端通过轴承固定在所述床身上；主动齿轮，所述主回转装置的一级传动齿轮，与所述主轴机械过盈配合连接；从动轴，所述主回转装置的二级传动轴，两端通过轴承支撑固定在所述床身上；左从动齿轮，与所述从动轴机械过盈配合连接，在所述主动齿轮的传动动力下，为所述主回转装置后续传动部件提供旋转动力；右从动齿轮，与所述从动轴机械过盈配合连接，为后面的主回转齿轮提供旋转动力；主回转齿轮，在所述右从动齿轮的啮合传动下为所述张紧旋转装置提供直接旋转动力；主回转套，与所述主回转齿轮焊接在一起，其上环形90度方向分别开设4个槽，4个波纹管支撑板左端2cm均嵌入到4个槽内，在所述主回转齿轮的旋转带动下，带动所述张紧旋转装置的4根波纹管支撑板旋转；回转支撑轴承，其外圈与所述主回转齿轮和所述主回转套机械过盈配合连接，内圈与回转支撑套机械过盈配合连接，实现所述主回转齿轮、主回转套回转，其内部零部件不随之转动；回转支撑套，与所述床身机械过盈配合，起到支撑所述主回转齿轮和主回转套的作用，其自身及其内部零部件不旋转；回转直线轴承，外圈与所述回转支撑套过盈配合，内圈滚珠与左电液推杆的推杆部分滚动摩擦，保证左电液推杆的推杆部分能够左、右移动；左电液推杆，其缸体部分固定在所述床身上，推杆部分向右移动带动4根波纹管支撑板收回，为金属波纹管手工上料做准备；左滑动支撑套，所述张紧旋转装置的左侧滑动支撑部件，与右滑动支撑套一起联动，起到支撑4根波纹管支撑板的作用；左滑动直线轴承，连接左滑动支撑套和滑轴，确保所述左滑动支撑套在滑轴上移动；支撑连杆，8根支撑连杆每4根分别与左滑动支撑套和右滑动支撑套环形分布连接，用于支撑波纹管支撑板；波纹管支撑板，4根波纹管支撑板90度环形分布，左端嵌入到所述主回转套的4个槽内，由8根所述支撑连杆支撑，在所述主回转套的回转动力下带动所述张紧旋转装置旋转，在所述左电液推杆推动下向里收回，在所述右电液推杆推动下向外展开；连接连杆，4根连接连杆固定连接左滑动支撑套和右滑动支撑套，使两者成为一个整体；右滑动支撑套，所述张紧旋转装置的右侧滑动支撑部件，与左滑动支撑套一起联动，起到支撑4根波纹管支撑板的作用；右滑动直线轴承，连接所述右滑动支撑套和滑轴，确保所述右滑动支撑套在滑轴上移动；滑轴，所述左滑动支撑套和所述右滑动支撑套的导向轴，在所述左滑动直线轴承和所述右滑动直线轴承的作用下，分别确保所述左滑动支撑套和所述右滑动支撑套在其上左、右移动；右电液推杆，其缸体部分固定在推杆支撑立柱上，推杆部分用以支撑和推动所述张紧旋转装置左移，从而使4根波纹管支撑板向外展开；推杆支撑立柱，固定在推杆移动平台上，用以固定和支撑所述右电液推杆；推杆移动电机，所述推杆移动小车的移动动力部件，当金属波纹管手工上料时，推杆移动电机正转，带动所述推杆移动小车向后行驶，离开所述张紧旋转装置的滑轴，为金属波纹管上料提供作业空间，当焊接作业时，推杆移动电机反转，带动所述推杆移动小车向外行驶，从而使所述右电液推杆接近所述滑轴；推杆移动滚珠丝杠，一端与所述推杆移动电机机械连接，另一端通过支撑轴承固定在推杆小车固定座上，在所述推杆移动电机的动力下带动所述推杆移动小车向前或向后移动；推杆移动平台，与所述推杆移动滚珠丝杠的螺母连接，在所述推杆移动滚珠丝杠的旋转动力下带动所述右电液推杆向前或向后移动；推杆小车左滑轨，所述推杆移动平台的左侧支撑滑轨，通过两端的支撑轴承固定在推杆小车固定座上，与推杆小车右滑轨一起，当所述推杆移动平台移动时起到支撑导向的作用；推杆小车右滑轨，所述推杆移动平台的右侧支撑滑轨，通过两端的支撑轴承固定在推杆小车固定座上，与推杆小车左滑轨一起，当所述推杆移动平台移动时起到支撑导向的作用推杆小车固定座，所述推杆移动小车的固定金属底座，固定所述推杆移动滚珠丝杠、所述推杆小车左滑轨和所述推杆小车右滑轨；焊枪行走电机，所述焊接工作台的行走动力部件，为所述焊接工作台提供左、右平移的动力；焊枪行走滚珠丝杠，一端与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属波纹管自动焊接机器人，其特征在于：所述金属波纹管自动焊接机器人包括：主回转装置、张紧旋转装置、推杆移动小车、焊接工作台和控制装置五部分；/n主回转装置，由床身、主电机、主轴、主动齿轮、从动轴、左从动齿轮、右从动齿轮、主回转齿轮、主回转套、回转支撑轴承、回转支撑套、回转直线轴承、左电液推杆组成，带动张紧旋转装置回转以及右移收回波纹管支撑板；/n张紧旋转装置，由左滑动支撑套、左滑动直线轴承、支撑连杆、波纹管支撑板、连接连杆、右滑动支撑套、右滑动直线轴承、滑轴组成，在所述主回转装置的转动动力下带动金属波纹管旋转；/n推杆移动小车，由右电液推杆、推杆支撑立柱、推杆移动电机、推杆移动滚珠丝杠、推杆移动平台、推杆小车左滑轨、推杆小车右滑轨、推杆小车固定座组成，起到移动右电液推杆的作用；/n焊接工作台，由焊枪行走电机、焊枪行走滚珠丝杠、焊枪行走平台、焊枪支撑立柱、焊枪平台前滑轨、焊枪平台后滑轨、焊枪平台固定座、焊枪、焊枪随动平台、焊枪随动滚珠丝杠、焊枪支撑横梁、焊枪随动支架、焊枪随动轮组成，实现金属波纹管焊缝自动焊接；/n控制装置，由开关电源、信息处理单元、中央控制单元、人机界面单元、左推杆前进继电器、左推杆后退继电器、右推杆前进继电器、右推杆后退继电器、焊接工作台电机伺服器、推杆小车电机伺服器组成，用于控制所述金属波纹管自动焊接机器人实现自动焊接焊缝；/n床身，为所述主回转装置的本体，用于固定和支撑所述主回转装置的零部件；/n主电机，固定在所述床身左侧地面上，给金属波纹管旋转提供初始动力；/n主轴，所述主回转装置的一级传动轴，与所述主电机机械连接，左端通过轴承固定在所述床身上；/n主动齿轮，所述主回转装置的一级传动齿轮，与所述主轴机械过盈配合连接；/n从动轴，所述主回转装置的二级传动轴，两端通过轴承支撑固定在所述床身上；/n左从动齿轮，与所述从动轴机械过盈配合连接，在所述主动齿轮的传动动力下，为所述主回转装置后续传动部件提供旋转动力；/n右从动齿轮，与所述从动轴机械过盈配合连接，为后面的主回转齿轮提供旋转动力；/n主回转齿轮，在所述右从动齿轮的啮合传动下为所述张紧旋转装置提供直接旋转动力；/n主回转套，与所述主回转齿轮焊接在一起，其上环形90度方向分别开设4个槽，4个波纹管支撑板左端2cm均嵌入到4个槽内，在所述主回转齿轮的旋转带动下，带动所述张紧旋转装置的4根波纹管支撑板旋转；/n回转支撑轴承，其外圈与所述主回转齿轮和所述主回转套机械过盈配合连接，内圈与回转支撑套机械过盈配合连接，实现所述主回转齿轮、主回转套回转，其内部零部件不随之转动；/n回转支撑套，与所述床身机械过盈配合，起到支撑所述主回转齿轮和主回转套的作用，其自身及其内部零部件不旋转；/n回转直线轴承，外圈与所述回转支撑套过盈配合，内圈滚珠与左电液推杆的推杆部分滚动摩擦，保证左电液推杆的推杆部分能够左、右移动；/n左电液推杆，其缸体部分固定在所述床身上，推杆部分向右移动带动4根波纹管支撑板收回，为金属波纹管手工上料做准备；/n左滑动支撑套，所述张紧旋转装置的左侧滑动支撑部件，与右滑动支撑套一起联动，起到支撑4根波纹管支撑板的作用；/n左滑动直线轴承，连接左滑动支撑套和滑轴，确保所述左滑动支撑套在滑轴上移动；/n支撑连杆，8根支撑连杆每4根分别与左滑动支撑套和右滑动支撑套环形分布连接，用于支撑波纹管支撑板；/n波纹管支撑板，4根波纹管支撑板90度环形分布，左端嵌入到所述主回转套的4个槽内，由8根所述支撑连杆支撑，在所述主回转套的回转动力下带动所述张紧旋转装置旋转，在所述左电液推杆推动下向里收回，在所述右电液推杆推动下向外展开；/n连接连杆，4根连接连杆固定连接左滑动支撑套和右滑动支撑套，使两者成为一个整体；/n右滑动支撑套，所述张紧旋转装置的右侧滑动支撑部件，与左滑动支撑套一起联动，起到支撑4根波纹管支撑板的作用；/n右滑动直线轴承，连接所述右滑动支撑套和滑轴，确保所述右滑动支撑套在滑轴上移动；/n滑轴，所述左滑动支撑套和所述右滑动支撑套的导向轴，在所述左滑动直线轴承和所述右滑动直线轴承的作用下，分别确保所述左滑动支撑套和所述右滑动支撑套在其上左、右移动；/n右电液推杆，其缸体部分固定在推杆支撑立柱上，推杆部分用以支撑和推动所述张紧旋转装置左移，从而使4根波纹管支撑板向外展开；/n推杆支撑立柱，固定在推杆移动平台上，用以固定和支撑所述右电液推杆；/n推杆移动电机，所述推杆移动小车的移动动力部件，当金属波纹管手工上料时，推杆移动电机正转，带动所述推杆移动小车向后行驶，离开所述张紧旋转装置的滑轴，为金属波纹管上料提供作业空间，当焊接作业时，推杆移动电机反转，带动所述推杆移动小车向外行驶，从而使所述右电液推杆接近所述滑轴；/n推杆移动滚珠丝杠，一端与所述推杆移动电机机械连接...

【技术特征摘要】
1.一种金属波纹管自动焊接机器人，其特征在于：所述金属波纹管自动焊接机器人包括：主回转装置、张紧旋转装置、推杆移动小车、焊接工作台和控制装置五部分；
主回转装置，由床身、主电机、主轴、主动齿轮、从动轴、左从动齿轮、右从动齿轮、主回转齿轮、主回转套、回转支撑轴承、回转支撑套、回转直线轴承、左电液推杆组成，带动张紧旋转装置回转以及右移收回波纹管支撑板；
张紧旋转装置，由左滑动支撑套、左滑动直线轴承、支撑连杆、波纹管支撑板、连接连杆、右滑动支撑套、右滑动直线轴承、滑轴组成，在所述主回转装置的转动动力下带动金属波纹管旋转；
推杆移动小车，由右电液推杆、推杆支撑立柱、推杆移动电机、推杆移动滚珠丝杠、推杆移动平台、推杆小车左滑轨、推杆小车右滑轨、推杆小车固定座组成，起到移动右电液推杆的作用；
焊接工作台，由焊枪行走电机、焊枪行走滚珠丝杠、焊枪行走平台、焊枪支撑立柱、焊枪平台前滑轨、焊枪平台后滑轨、焊枪平台固定座、焊枪、焊枪随动平台、焊枪随动滚珠丝杠、焊枪支撑横梁、焊枪随动支架、焊枪随动轮组成，实现金属波纹管焊缝自动焊接；
控制装置，由开关电源、信息处理单元、中央控制单元、人机界面单元、左推杆前进继电器、左推杆后退继电器、右推杆前进继电器、右推杆后退继电器、焊接工作台电机伺服器、推杆小车电机伺服器组成，用于控制所述金属波纹管自动焊接机器人实现自动焊接焊缝；
床身，为所述主回转装置的本体，用于固定和支撑所述主回转装置的零部件；
主电机，固定在所述床身左侧地面上，给金属波纹管旋转提供初始动力；
主轴，所述主回转装置的一级传动轴，与所述主电机机械连接，左端通过轴承固定在所述床身上；
主动齿轮，所述主回转装置的一级传动齿轮，与所述主轴机械过盈配合连接；
从动轴，所述主回转装置的二级传动轴，两端通过轴承支撑固定在所述床身上；
左从动齿轮，与所述从动轴机械过盈配合连接，在所述主动齿轮的传动动力下，为所述主回转装置后续传动部件提供旋转动力；
右从动齿轮，与所述从动轴机械过盈配合连接，为后面的主回转齿轮提供旋转动力；
主回转齿轮，在所述右从动齿轮的啮合传动下为所述张紧旋转装置提供直接旋转动力；
主回转套，与所述主回转齿轮焊接在一起，其上环形90度方向分别开设4个槽，4个波纹管支撑板左端2cm均嵌入到4个槽内，在所述主回转齿轮的旋转带动下，带动所述张紧旋转装置的4根波纹管支撑板旋转；
回转支撑轴承，其外圈与所述主回转齿轮和所述主回转套机械过盈配合连接，内圈与回转支撑套机械过盈配合连接，实现所述主回转齿轮、主回转套回转，其内部零部件不随之转动；
回转支撑套，与所述床身机械过盈配合，起到支撑所述主回转齿轮和主回转套的作用，其自身及其内部零部件不旋转；
回转直线轴承，外圈与所述回转支撑套过盈配合，内圈滚珠与左电液推杆的推杆部分滚动摩擦，保证左电液推杆的推杆部分能够左、右移动；
左电液推杆，其缸体部分固定在所述床身上，推杆部分向右移动带动4根波纹管支撑板收回，为金属波纹管手工上料做准备；
左滑动支撑套，所述张紧旋转装置的左侧滑动支撑部件，与右滑动支撑套一起联动，起到支撑4根波纹管支撑板的作用；
左滑动直线轴承，连接左滑动支撑套和滑轴，确保所述左滑动支撑套在滑轴上移动；
支撑连杆，8根支撑连杆每4根分别与左滑动支撑套和右滑动支撑套环形分布连接，用于支撑波纹管支撑板；
波纹管支撑板，4根波纹管支撑板90度环形分布，左端嵌入到所述主回转套的4个槽内，由8根所述支撑连杆支撑，在所述主回转套的回转动力下带动所述张紧旋转装置旋转，在所述左电液推杆推动下向里收回，在所述右电液推杆推动下向外展开；
连接连杆，4根连接连杆固定连接左滑动支撑套和右滑动支撑套，使两者成为一个整体；
右滑动支撑套，所述张紧旋转装置的右侧滑动支撑部件，与左滑动支撑套一起联动，起到支撑4根波纹管支撑板的作用；
右滑动直线轴承，连接所述右滑动支撑套和滑轴，确保所述右滑动支撑套在滑轴上移动；
滑轴，所述左滑动支撑套和所述右滑动支撑套的导向轴，在所述左滑动直线轴承和所述右滑动直线轴承的作用下，分别确保所述左滑动支撑套和所述右滑动支撑套在其上左、右移动；
右电液推杆，其缸体部分固定在推杆支撑立柱上，推杆部分用以支撑和推动所述张紧旋转装置左移，从而使4根波纹管支撑板向外展开；
推杆支撑立柱，固定在推...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋庆军，姜海燕，赵协广，宋庆辉，王忠勇，蔡玉秋，
申请(专利权)人：山东科技大学，山东华辉自动化设备有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37