一种焊接工件的全位姿变换系统技术方案

本发明专利技术涉及一种焊接工件的全位姿变换系统，包括机架；第一转轴，水平设置，转动连接于机架；第一驱动装置，固接于机架，与第一转轴连接，驱动第一转轴旋转；翻转台，固接于第一转轴；第二转轴，转动连接于翻转台，与翻转台台面垂直；第二驱动装置，固接于翻转台，与第二转轴连接，驱动第二转轴旋转；安装板，用于安装焊接工件，固接于第二转轴。通过翻转台的摆动和安装板的转动，能够变换焊接工件的不同位置与位姿，为焊接机器人提供全方位的焊接位置，满足焊接工件在不同焊接情形下的位置和位姿要求，使得K‑TIG焊接试验能够从水平位置焊接推广到横焊、立焊位置，并且可以在焊接过程中改变位姿，达到使用平面板材模拟球罐全位置焊接的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种焊接工件的全位姿变换系统
本专利技术涉及材料焊接
，特别是涉及一种焊接工件的全位姿变换系统。
技术介绍
锁孔深熔TIG焊(K-TIG焊)是一种在焊接过程中利用锁孔(keyhole)效应实现大熔深的新型高效焊接方法，可以实现不开坡口一道焊透、单面焊双面成型并且双面焊缝成形好，焊接质量高，在中厚板材的焊接场景中有着很大的应用前景。但是为了维系锁孔的稳定需要表面张力、电弧压力与重力之间实现平衡，暂时仅在平焊和类平焊位置有稳定的应用且因焊枪较大及对钨针至工件表面距离的控制要求较高，一般用于自动焊接。现有技术公开了一种焊接工作站用翻转变位机，由地基基座、提升机构、翻转夹具、焊机机器人组成，其中提升机构和翻转夹具之间通过铰链连接，提升机构上升或者下降带动翻转夹具翻转，将焊接工件不同位置处的焊缝提供给焊接机器人。但其结构较为复杂，只能在0～90°内翻转，无法提供更多的焊接工件位置与位姿，用户体验不佳。
技术实现思路
针对现有技术中存在的技术问题，本专利技术的目的是：提供一种焊接工件的全位姿变换系统，能够在三维角度上变换焊接工件的不同位置与位姿，为焊接机器人提供更多的焊接位置，用户体验较好。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种焊接工件的全位姿变换系统，包括机架；第一转轴，水平设置，转动连接于机架；第一驱动装置，固接于机架，与第一转轴连接，驱动第一转轴旋转；翻转台，固接于第一转轴；第二转轴，转动连接于翻转台，与翻转台台面垂直；第二驱动装置，固接于翻转台，与第二转轴连接，驱动第二转轴旋转；安装板，用于安装焊接工件，固接于第二转轴。进一步，第一驱动装置包括第一电机和第一减速箱，第一减速箱的输入端与第一电机的电机轴连接，第一减速箱的输出端与第一转轴一端连接。进一步，第二驱动装置包括第二电机和第二减速箱，第二减速箱的输入端与第二电机的电机轴连接，第二减速箱的输出端与第二转轴一端连接。进一步，翻转台与安装板之间设有台板，台板固接于第二转轴，台板与安装板之间设有支柱，支柱两端分别连接于台板与安装板，台板上设有摄像头，安装板中部设有第一通孔，摄像头朝向第一通孔布置。进一步，摄像头滑动连接于台板。进一步，摄像头连接有角度转换装置，角度转换装置滑动连接于台板。进一步，角度转换装置包括第一手动角位台和第二手动角位台，第一手动角位台滑动连接于台板，第二手动角位台下端固接于第一手动角位台上端，第一手动角位台和第二手动角位台交错布置，摄像头固接于第二手动角位台上端。进一步，机架包括竖直设置的第一支架和第二支架，翻转台下方设有第一横支架和第二横支架，第一横支架设于第二横支架一侧，第一横支架平行于第二横支架，第一支架与第二支架通过第一横支架和第二横支架连接固定。进一步，安装板上设有对中装置，对中装置包括正反牙丝杠，设有底座、螺杆、第一螺母和第二螺母，底座的两端分别卡接于安装板两端，螺杆转动连接于底座，螺杆包括设有正螺纹的第一螺纹段和设有反螺纹的第二螺纹段，第一螺母螺纹连接于第一螺纹段，第二螺母螺纹连接于第二螺纹段；直线导轨，设于螺杆一侧，固接于底座，与螺杆平行；第一滑块，滑动连接于直线导轨，与第一螺母外壁固接；第二滑块，滑动连接于直线导轨，与第二螺母外壁固接；手轮，固接于螺杆；夹具，滑动连接于安装板，设有夹钳和固定装置，固定装置用于将夹具固定于安装板，夹钳用于固定焊接工件；其中，手轮沿第一转动方向转动时，驱动螺杆上的第一螺母和第二螺母同时相向移动，手轮沿第二转动方向转动时，驱动螺杆上的第一螺母和第二螺母同时背向移动，第一转动方向与第二转动方向的方向相反。进一步，底座两端分别设有卡槽，安装板外周设有骨架，卡槽宽度与骨架宽度匹配，卡槽卡接于骨架。总的说来，本专利技术具有如下优点：第一驱动装置驱动第一转轴旋转时，翻转台绕第一转轴转动，第二驱动装置驱动第二转轴旋转时，安装板绕第二转轴转动。通过翻转台大幅度的摆动和安装板的转动，能够在三维角度上变换焊接工件的不同位置与位姿，为焊接机器人提供全方位的焊接位置，满足不同实验情况下焊接工件的位置和位姿要求，使得K-TIG焊接试验能够从水平位置或近水平位置焊接推广到横焊、立焊位置，并且可以在焊接过程中改变位姿，达到使用平面板材模拟球罐全位置焊接的效果。附图说明图1为本专利技术实施例的立体结构示意图；图2为本专利技术实施例另一状态下的立体结构示意图(正反牙丝杠和摄像头未安装)；图3为本专利技术实施例的摄像头、第一手动角位台和第二手动角位台的立体结构示意图。图4为本专利技术实施例的机架、翻转台和台板的立体结构示意图。图5为正反牙丝杠的立体结构示意图。附图标记说明：11——第一支架、12——第二支架、13——第一横支架、14——第二横支架；21——翻转台、22——台板；31——第一电机、32——第一减速箱；41——第二电机、42——第二减速箱；51——第一手动角位台、52——第二手动角位台、53——卡板、54——摄像头；61——安装板、62——底板；7——正反牙丝杠、71——第一螺母、72——第二螺母、73——螺杆、74——底座；81——第一滑块、82——第二滑块、83——直线导轨、84——手轮；91——夹具、92——焊接工件。具体实施方式下面来对本专利技术做进一步详细的说明。如图1～图5所示，一种焊接工件的全位姿变换系统，包括机架；第一转轴，水平设置，转动连接于机架；第一驱动装置，固接于机架，与第一转轴连接，驱动第一转轴旋转；翻转台21，固接于第一转轴；第二转轴，转动连接于翻转台21，与翻转台21台面垂直；第二驱动装置，固接于翻转台21，与第二转轴连接，驱动第二转轴旋转；安装板61，用于安装焊接工件92，固接于第二转轴。第一驱动装置驱动第一转轴旋转时，翻转台21绕第一转轴转动，第二驱动装置驱动第二转轴旋转时，安装板61绕第二转轴转动。通过翻转台21大幅度的摆动和安装板61的转动，能够在三维角度上变换焊接工件92的不同位置与位姿，为焊接机器人提供全方位的焊接位置，满足不同焊接工件92在不同焊接情形下的位置和位姿要求，使得K-TIG焊接试验能够从水平位置或近水平位置焊接推广到横焊、立焊位置，并且可以在焊接过程中改变位姿，达到使用平面板材模拟球罐全位置焊接的效果。第一驱动装置包括第一电机31和第一减速箱32，第一减速箱32的输入端与第一电机31的电机轴连接，第一减速箱32的输出端与第一转轴一端连接。第二驱动装置包括第二电机41和第二减速箱42，第二减速箱42的输入端与第二电机41的电机轴连接，第二减速箱42的输出端与第二转轴一端连接。具体地，第一减速箱32和第二减速箱42均选用蜗轮蜗杆减速器，在精度要求不高的情况下，蜗轮蜗杆减速器提供了一定的自锁性和比较大的减速比，使翻转台21和安本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种焊接工件的全位姿变换系统，其特征在于：包括/n机架；/n第一转轴，水平设置，转动连接于机架；/n第一驱动装置，固接于机架，与第一转轴连接，驱动第一转轴旋转；/n翻转台，固接于第一转轴；/n第二转轴，转动连接于翻转台，与翻转台台面垂直；/n第二驱动装置，固接于翻转台，与第二转轴连接，驱动第二转轴旋转；/n安装板，用于安装焊接工件，固接于第二转轴。/n

【技术特征摘要】
1.一种焊接工件的全位姿变换系统，其特征在于：包括
机架；
第一转轴，水平设置，转动连接于机架；
第一驱动装置，固接于机架，与第一转轴连接，驱动第一转轴旋转；
翻转台，固接于第一转轴；
第二转轴，转动连接于翻转台，与翻转台台面垂直；
第二驱动装置，固接于翻转台，与第二转轴连接，驱动第二转轴旋转；
安装板，用于安装焊接工件，固接于第二转轴。


2.按照权利要求1所述的一种焊接工件的全位姿变换系统，其特征在于：第一驱动装置包括第一电机和第一减速箱，第一减速箱的输入端与第一电机的电机轴连接，第一减速箱的输出端与第一转轴一端连接。


3.按照权利要求2所述的一种焊接工件的全位姿变换系统，其特征在于：第二驱动装置包括第二电机和第二减速箱，第二减速箱的输入端与第二电机的电机轴连接，第二减速箱的输出端与第二转轴一端连接。


4.按照权利要求1所述的一种焊接工件的全位姿变换系统，其特征在于：翻转台与安装板之间设有台板，台板固接于第二转轴，台板与安装板之间设有支柱，支柱两端分别连接于台板与安装板，台板上设有摄像头，安装板中部设有第一通孔，摄像头朝向第一通孔布置。


5.按照权利要求4所述的一种焊接工件的全位姿变换系统，其特征在于：摄像头滑动连接于台板。


6.按照权利要求4所述的一种焊接工件的全位姿变换系统，其特征在于：摄像头连接有角度转换装置，角度转换装置滑动连接于台板。


7.按照权利要求6所述的一种焊接工件的全位姿变换系统，其特征在于：角度转换装置包括第一手动角位台和第二手动角位台，...

【专利技术属性】
技术研发人员：石永华，王劲一，崔延鑫，王子顺，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44