机器人与人工结合的自动焊接系统与工作方法技术方案

本发明专利技术公开了一种机器人与人工结合的自动焊接系统，包括等待焊接换热片的换热管；还包括换热管夹具；所述换热管夹具包括水平的基座，所述水平的基座的中部上方分别左右对称设置有半圆弧状的左夹持片和右夹持片，还包括竖向的换热管，所述换热管的下端被所述左夹持片和右夹持片紧密夹持；所述换热管的下端人工焊接有两片环状散热片；本发明专利技术只需人工焊接二片环形换热翅片即可，其他的所有换热片均由机器人自动化焊接，而且机器人会自动攀爬，有效增加散热片的焊接一致性和效率。加散热片的焊接一致性和效率。加散热片的焊接一致性和效率。

【技术实现步骤摘要】
机器人与人工结合的自动焊接系统与工作方法


[0001]本专利技术属于焊接机器人领域。

技术介绍

[0002]大型换热管广泛应用与能源行业、核工业以及大型制冷制热等设备领域，为了增加大型换热管的换热效率，可以在换热管的外壁焊接多个环状换热翅片，从而增加大型换热管的换热效率；由于单个换热管上的换热片数量很多，全部人工焊接的工作量极大。

技术实现思路

[0003]专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种机器人与人工结合的自动焊接系统与工作方法。
[0004]技术方案：为实现上述目的，本专利技术的机器人与人工结合的自动焊接系统，包括等待焊接换热片的换热管；还包括换热管夹具；所述换热管夹具包括水平的基座，所述水平的基座的中部上方分别左右对称设置有半圆弧状的左夹持片和右夹持片，还包括竖向的换热管，所述换热管的下端被所述左夹持片和右夹持片紧密夹持；所述换热管的下端人工焊接有两片环状散热片；还包括焊接机器人，所述焊接机器人包括正方形框架，所述正方形框架的四个边梁的内侧分别安装有四个机器人驱动单元，四个机器人驱动单元分布于人工焊接的两片环状散热片的四周，还焊接单元，所述焊接单元安装在四个机器人驱动单元中的任意一个上。
[0005]进一步的，所述正方形框架由第一直角支架和第二直角支架可拆卸固定连接而成。
[0006]进一步的，所述第一直角支架的两个末端均一体化设置有第一连接板，所述第二直角支架的两个末端均一体化设置有第二连接板；两所述第一连接板分别与两所述第二连接板通过螺栓螺母可拆卸固定连接。
[0007]进一步的，所述基座的上侧还分别固定安装有左伸缩器和右伸缩器，所述左伸缩器的左伸缩杆末端固定连接所述左夹持片；所述右伸缩器的右伸缩杆末端固定连接所述右夹持片。
[0008]进一步的，四个所述机器人驱动单元的结构均相同，且四个机器人驱动单元均包括正方形框架的边梁内侧的驱动器支架，所述驱动器支架末端固定连接有斜竖向的连接架，所述连接架的下端固定安装有a电机，所述a电机的a输出轴沿竖向方向朝上延伸；还包括水平的a摇臂，所述a摇臂一端的竖向轴承孔通过轴承与所述a输出轴转动配合，所述a输出轴的顶端设置有转轴刹车器，转轴刹车器的机壳通过刹车器支架固定在所述a摇臂上侧，所述转轴刹车器在刹车状态下，转轴刹车器与a输出轴为同步状态，所述转轴刹车器在解除刹车状态下，所述转轴刹车器与a输出轴能自由相对回转；所述转轴刹车器的机壳外部四周通过环圈支架固定连接有环圈，所述环圈与所述a输出轴同轴心，所述连接架的上端固定连接有钳持器，所述钳持器的钳持端能钳持住所述环圈，使环圈与所述连接架同步；所述a输
出轴上同轴心一体化设置有a齿轮；所述a摇臂远离a输出轴一端的竖向轴承孔内通过a轴承转动设置有回转筒，所述回转筒下端同轴心一体化设置有b齿轮，所述b齿轮与所述a齿轮啮合；所述b齿轮的下端同轴心一体化设置有滚筒，所述滚筒、b齿轮和回转筒所构成的一体化结构的轴心处设置有上下贯通的升降柱穿过通道；所述a摇臂的下方通过若干悬挂柱固定连接有升降器支撑台，所述升降器支撑台上固定安装有竖向的升降器，所述升降器的升降杆向上同轴心活动穿过所述升降柱穿过通道；所述升降杆的顶端固定连接有b摇臂，所述b摇臂的末端固定安装有b电机，所述b电机的b输出轴竖向朝上且与所述a输出轴同轴心；所述b输出轴的上端固定连接有水平的c摇臂，所述c摇臂另一端的竖向轴承孔内通过b轴承转动设置有回转轴，所述回转轴的下端一体化同轴心连接有环盘，所述环盘的下端同轴心一体化连接有滚轴；所述回转轴的顶部同轴心一体化连接有支撑盘；初始状态下所述滚筒与滚轴为同轴心状态，且a摇臂、b摇臂和c摇臂的长度延伸方向均与所述竖向的换热管的径向方向一致；
[0009]四所述c摇臂的上侧固定安装有c电机，所述s电机的c输出轴均竖向朝上且有所述b输出轴同轴心；所述c输出轴上固定连接有焊接器支架，所述焊接器支架的上端固定安装有焊接器所述焊接器的焊枪斜向下设置；
[0010]换热管的下端人工焊接的两片环状散热片从下到上分别记为第一环状散热片和第二环状散热片；将第二环状散热片上侧的环状散热片记为第三环状散热片；
[0011]第一环状散热片的外圈与四所述滚筒的外壁转动相切，且四所述b齿轮的下端面接触所述第一环状散热片的轮廓边缘上侧面；
[0012]第二环状散热片的外圈与四所述滚轴的外壁转动相切，且四所述环盘的下端面接触所述第二环状散热片的轮廓边缘上侧面；
[0013]四所述支撑盘的上侧面共同向上托起水平的所述第三环状散热片的轮廓边缘下侧面；
[0014]所述c输出轴的回转能带动所述焊接器的焊枪末端的喷向指向所述第三环状散热片的环体内轮廓。
[0015]进一步的，所述a电机、b电机和c电机均为刹车式电机。
[0016]进一步的，所述升降器上的升降杆无法沿自身轴线转动。
[0017]进一步的，机器人与人工结合的自动焊接系统与焊接方法，其特征在于：
[0018]准备过程：初始状态下换热管上已经人工焊接了第一环状散热片和第二环状散热片，第三环状散热片还未套在换热管上；初始状态下第一直角支架和第二直角支架已经固定连接组合成正方形框架，且四个机器人驱动单元分布于人工焊接的第一环状散热片和第二环状散热片的四周，这时第一环状散热片的外圈与四所述滚筒的外壁转动相切，且四所述b齿轮的下端面接触所述第一环状散热片的轮廓边缘上侧面；第二环状散热片的外圈与四所述滚轴的外壁转动相切，且四所述环盘的下端面接触所述第二环状散热片的轮廓边缘上侧面；且这时b电机和c电机均为刹车状态，且初始状态下钳持器的钳持端钳持住环圈；且初始状态下所述滚筒与滚轴为同轴心状态，且a摇臂、b摇臂和c摇臂的长度延伸方向均与所述竖向的换热管的径向方向一致；
[0019]除了第一环状散热片和第二环状散热片以外的若干环状散热片的焊接工作过程包括如下步骤：
[0020]步骤一，控制c电机，使焊接器支架沿c输出轴的轴线发生偏转，直至俯视状态下焊枪在第二环状散热片的轮廓外部；从而使后续第三环状散热片下降过程中不会发生运动干涉；然后将第三环状散热片套在换热管上端，随后套在换热管上端的第第三环状散热片在重力作用下沿换热管向下滑动，当第三环状散热片下降到下侧面接触到
[0021]四个支撑盘的上侧面，这时四个支撑盘共同向上托起水平的第三环状散热片的轮廓边缘下侧面；控制c电机，使焊接器支架沿c输出轴的轴线偏转，直至焊枪末端的喷焊端刚好指向第三环状散热片的环体内轮廓；
[0022]步骤二，维持钳持器的钳持端钳持住环圈的状态，使转轴刹车器的机壳、刹车器支架以及a摇臂均与正方形框架保持相对静止状态；且控制转轴刹车器解除刹车状态，这时同时控制四个a电机，使四个a输出轴分别带动四个a齿轮回转，从而在啮合的作用下带动四个b齿轮以及四个滚筒回转，从而使四个滚筒沿第一环状散热片的外轮廓滚动，从而四个滚筒做环绕第一环状散热片的环绕运动，进而使正方形框架以及焊接机器人整体跟着做沿换热管轴线的回转运动，与此本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.机器人与人工结合的自动焊接系统，其特征在于：包括等待焊接换热片的换热管(1)；还包括换热管夹具；所述换热管夹具包括水平的基座(146)，所述水平的基座(146)的中部上方分别左右对称设置有半圆弧状的左夹持片(142)和右夹持片(143)，还包括竖向的换热管(1)，所述换热管(1)的下端被所述左夹持片(142)和右夹持片(143)紧密夹持；所述换热管(1)的下端人工焊接有两片环状散热片(2)；还包括焊接机器人(2)，所述焊接机器人(2)包括正方形框架(148)，所述正方形框架(148)的四个边梁的内侧分别安装有四个机器人驱动单元(155)，四个机器人驱动单元(155)分布于人工焊接的两片环状散热片(2)的四周，还焊接单元，所述焊接单元安装在四个机器人驱动单元(155)中的任意一个上。2.根据权利要求1所述的机器人与人工结合的自动焊接系统，其特征在于：所述正方形框架(148)由第一直角支架(148.1)和第二直角支架(148.2)可拆卸固定连接而成。3.根据权利要求2所述的机器人与人工结合的自动焊接系统，其特征在于：所述第一直角支架(148.1)的两个末端均一体化设置有第一连接板(151)，所述第二直角支架(148.2)的两个末端均一体化设置有第二连接板(152)；两所述第一连接板(151)分别与两所述第二连接板(152)通过螺栓螺母可拆卸固定连接。4.根据权利要求2所述的机器人与人工结合的自动焊接系统，其特征在于：所述基座(146)的上侧还分别固定安装有左伸缩器(140)和右伸缩器(145)，所述左伸缩器(140)的左伸缩杆(141)末端固定连接所述左夹持片(142)；所述右伸缩器(145)的右伸缩杆(144)末端固定连接所述右夹持片(143)。5.根据权利要求4所述的机器人与人工结合的自动焊接系统，其特征在于：四个所述机器人驱动单元(155)的结构均相同，且四个机器人驱动单元(155)均包括正方形框架(148)的边梁内侧的驱动器支架(111)，所述驱动器支架(111)末端固定连接有斜竖向的连接架(112)，所述连接架(112)的下端固定安装有a电机(113)，所述a电机(113)的a输出轴(114)沿竖向方向朝上延伸；还包括水平的a摇臂(121)，所述a摇臂(121)一端的竖向轴承孔通过轴承与所述a输出轴(114)转动配合，所述a输出轴(114)的顶端设置有转轴刹车器(106)，转轴刹车器(106)的机壳通过刹车器支架(172)固定在所述a摇臂(121)上侧，所述转轴刹车器(106)在刹车状态下，转轴刹车器(106)与a输出轴(114)为同步状态，所述转轴刹车器(106)在解除刹车状态下，所述转轴刹车器(106)与a输出轴(114)能自由相对回转；所述转轴刹车器(106)的机壳外部四周通过环圈支架(173)固定连接有环圈(109)，所述环圈(109)与所述a输出轴(114)同轴心，所述连接架(112)的上端固定连接有钳持器(108)，所述钳持器(108)的钳持端(107)能钳持住所述环圈(109)，使环圈(109)与所述连接架(112)同步；所述a输出轴(114)上同轴心一体化设置有a齿轮(110)；所述a摇臂(121)远离a输出轴(114)一端的竖向轴承孔内通过a轴承(171)转动设置有回转筒(174)，所述回转筒(174)下端同轴心一体化设置有b齿轮(120)，所述b齿轮(120)与所述a齿轮(110)啮合；所述b齿轮(120)的下端同轴心一体化设置有滚筒(119)，所述滚筒(119)、b齿轮(120)和回转筒(174)所构成的一体化结构的轴心处设置有上下贯通的升降柱穿过通道(0000)；所述a摇臂(121)的下方通过若干悬挂柱(115)固定连接有升降器支撑台(116)，所述升降器支撑台(116)上固定安装有竖向的升降器(117)，所述升降器(117)的升降杆(118)向上同轴心活动穿过所述升降柱穿过通道(0000)；所述升降杆(118)的顶端固定连接有b摇臂(122)，所述b摇臂的末端固定安装有b电机(105)，所述b电机(105)的b输出轴(104)竖向朝上且与所述a输出轴(114)同轴心；所述b
输出轴(104)的上端固定连接有水平的c摇臂(103)，所述c摇臂(103)另一端的竖向轴承孔内通过b轴承(130)转动设置有回转轴(125)，所述回转轴(125)的下端一体化同轴心连接有环盘(124)，所述环盘(124)的下端同轴心一体化连接有滚轴(123)；所述回转轴(125)的顶部同轴心一体化连接有支撑盘(126)；初始状态下所述滚筒(119)与滚轴(123)为同轴心状态，且a摇臂(121)、b摇臂(122)和c摇臂(103)的长度延伸方向均与所述竖向的换热管(1)的径向方向一致；四所述c摇臂(103)的上侧固定安装有c电机(101)，所述s电机(101)的c输出轴(102)均竖向朝上且有所述b输出轴(104)同轴心；所述c输出轴(102)上固定连接有焊接器支架(100)，所述焊接器支架(100)的上端固定安装有焊接器(8)所述焊接器(8)的焊枪(9)斜向下设置；换热管(1)的下端人工焊接的两片环状散热片(2)从下到上分别记为第一环状散热片(2.1)和第二环状散热片(2.2)；将第二环状散热片(2.2)上侧的环状散热片(2)记为第三环状散热片(2.3)；第一环状散热片(2.1)的外圈与四所述滚筒(119)的外壁转动相切，且四所述b齿轮(120)的下端面接触所述第一环状散热片(2.1)的轮廓边缘上侧面；第二环状散热片(2.2)的外圈与四所述滚轴(123)的外壁转动相切，且四所述环盘(124)的下端面接触所述第二环状散热片(2.2)的轮廓边缘上侧面；四所述支撑盘(126)的上侧面共同向上托起水平的所述第三环状散热片(2.3)的轮廓边缘下侧面；所述c输出轴(102)的回转能带动所述焊接器(8)的焊枪(9)末端的喷向指向所述第三环状散热片(2.3)的环体内轮廓(4)。6.根据权利要求5的机器人与人工结合的自动焊接系统，其特征在于：所述a电机(113)、b电机(105)和c电机(101)均为刹车式电机。7.根据权利要求6的机器人与人工结合的自动焊接系统，其特征在于：所述升降器(117)上的升降杆(118)无法沿自身轴线转动。8.根据权利要求7的机器人与人工结合的自动焊接系统与焊接方法，其特征在于：准备过程：初始状态下换热管(1)上已经人工焊接了第一环状散热片(2.1)和第二环状散热片(2.2)，第三环状散热片(2.3)还未套在换热管(1)上；初始状态下第一直角支架(148.1)和第二直角支架(148.2)已经固定连接组合成正方形框架(148)，且四个机器人驱动单元(155)分布于人工焊接的第一环状散热片(2.1)和第二环状散热片(2.2)的四周，这时第一环状散热片(2.1)的外圈与四所述滚筒(119)的外壁转动相切，且四所述b齿轮(120)的下端面接触所述第一环状散热片(2.1)的轮廓边缘上侧面；第二环状散热片(2.2)的外圈与四所述滚轴(123)的外壁转动相切，且四所述环盘(...

【专利技术属性】
技术研发人员：杭涛，
申请(专利权)人：杭涛，
类型：发明
国别省市：