直角坐标式埋弧焊接机器人制造技术

直角坐标式埋弧焊接机器人，包括：控制器，所述控制器用于传输控制指令，接收检测信号数据和设置焊接参数，以实现自动化焊接；直角坐标运动装置，所述直角坐标运动装置用于调节焊接位置，焊接回路装置，所述焊接回路装置用于形成焊接回路以进行自动焊接，所述焊接回路装置包括焊接电源、送丝组件和焊枪，焊剂回收装置，所述焊剂回收装置用于将多余的焊剂进行回收，焊丝检测装置，所述焊丝检测装置用于检测焊丝是否消耗殆尽，激光跟踪装置，所述激光跟踪装置用于实现焊缝特征的检测，所述激光跟踪装置包括激光传感器、激光传感驱动器和焊接组件。件。件。

【技术实现步骤摘要】
直角坐标式埋弧焊接机器人

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[0001]本技术涉及直角坐标式埋弧焊接机器人。

技术介绍
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[0002]焊接，也称作熔接，是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术。
[0003]现代焊接的能量来源有很多种，包括气体焰、电弧、激光、电子束、摩擦和超声波等；除了在工厂中使用外，焊接还可以在多种环境下进行，如野外、水下和太空；无论在何处，焊接都可能给操作者带来危险，所以在进行焊接时必须采取适当的防护措施。
[0004]目前钢构行业长直焊缝焊接需求量极大，其工件特点是焊缝长、类型多、下料偏差和组对偏差难以保证以及焊接过程会发生热变形，以上特点导致难以实施自动化焊接方式，因此主要以人工手持焊接为主，但是人工焊接生产效率低、焊缝一致性差并且对焊工焊接技术甚至体力要求较高，现存的焊接专机操作复杂、针对性较单一，自动化智能化程度低；同时，现有的工业用焊接机器人多为关节式结构，由旋转自由度构成，焊枪空间姿态灵活，适合形状复杂、空间曲线面较多的工件，但其焊接范围较小，末端承重能力一般为6Kg,机械臂刚度相对较弱，较适合气体保护焊这种轻型焊枪的安装，针对埋弧焊则难以承载焊枪、送丝机以及焊剂漏斗等的重量，另外关节式机器人运动控制较困难，不适合大范围、大空间内使用，成本也较高，难以解决焊缝偏差和焊接过程热变形的焊缝焊接。

技术实现思路
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[0005]本技术实施例提供了直角坐标式埋弧焊接机器人，结构设计合理，基于控制器的集成控制原理，配合多类型的电气元件和机械结构，采用单臂式结构，由三个直线轴组成，机械强度好，承载能力强，响应速度快，定位精度高，焊枪位置调整灵活，直线轴行程可随工件大小延长，实现不同长度、高度工件的大范围焊接需求；同时，采用机器人控制器作为主控制中心，智能化程度高，接口丰富，功能齐全，可实现个性化定制，能够有效消除焊接过程中的焊缝偏差，解决了现有技术中存在的问题。
[0006]本技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
[0007]直角坐标式埋弧焊接机器人，包括：
[0008]控制器，所述控制器用于传输控制指令，接收检测信号数据和设置焊接参数，以实现自动化焊接；
[0009]直角坐标运动装置，所述直角坐标运动装置用于调节焊接位置，所述直角坐标运动装置包括相配合设置的Y轴行走下平台、Y轴行走上平台、X轴本体和 Z轴本体，在Y轴行走下平台上通过传动组件连接有Y轴行走导轨，所述Y轴行走导轨用于带动Y轴行走下平台移动，在X轴本体和Z轴本体上分别设有传动组件，以带动X轴本体和Z轴本体运动；
[0010]焊接回路装置，所述焊接回路装置用于形成焊接回路以进行自动焊接，所述焊接回路装置包括焊接电源、送丝组件和焊枪，所述焊接电源设置在Y轴行走下平台，通过焊接
电缆与焊枪相连，所述送丝组件安装在Z轴本体中间位置，所述焊枪设置在Z轴本体的底部；
[0011]焊剂回收装置，所述焊剂回收装置用于将多余的焊剂进行回收，所述焊剂回收装置包括通过焊剂输送管路连接的焊剂回收机、焊剂大料桶和焊剂漏斗；
[0012]焊丝检测装置，所述焊丝检测装置用于检测焊丝是否消耗殆尽，所述焊丝检测装置包括相连的检测开关、继电器、电源和报警器，所述检测开关包括两个配合设置的检测组件，两个检测组件分别与继电器和电源相连以能够形成通路；
[0013]激光跟踪装置，所述激光跟踪装置用于实现焊缝特征的检测，所述激光跟踪装置包括激光传感器、激光传感驱动器和焊接组件。
[0014]在控制器上设有数字IO单元和模拟量输出单元，所述控制器通过数字IO 单元与焊接电源相连，以向焊接电源发送起弧、停弧、送丝和退丝数字量信号，所述控制器通过模拟量输出单元与焊接电源相连，以向焊接电源发送焊接电流和焊接电压的模拟量信号，从而调整焊接电流和焊接电压；所述控制器通过通讯线与上位机相连，以设置焊接组件的焊接参数和传动组件的运动参数并向控制器传输控制指令；所述控制器通过触发器与传动组件相连，所述触发器用于控制传动组件的启停；在控制器上还连接有散热器，所述散热器用于降低控制器的温升。
[0015]所述焊接组件包括焊接机器人末端轴，在焊接机器人末端轴上连接有安装支架，在安装支架上设有焊枪，在安装支架上设有与焊枪相配合的焊剂送料管和焊剂回收管，在安装支架上沿焊接机器人焊接方向的前端安装有激光传感器，所述激光传感器用于识别焊缝的激光位置坐标；所述控制器通过RS232串口和通讯线缆与激光传感驱动器相连，以将激光传感器识别的激光位置坐标传输到控制器，所述激光传感驱动器通过RS485串口和控制线缆与激光传感器相连；在控制器上连接有存储器，所述存储器用于储存焊丝指向焊缝时的激光位置坐标；所述控制器通过电磁继电器与焊接机器人相连，以驱动焊接机器人控制焊枪的偏移动作。
[0016]所述控制器的型号为STM32F103C8T6，在控制器上设有64个引脚，所述控制器通过十三号号引脚、十四号引脚、十五号引脚和十六号引脚与数字IO单元相连，所述控制器通过二十号引脚和二十一号引脚与散热器相连，所述控制器通过三十三号引脚、三十四号引脚和三十五号引脚与模拟输出单元相连，所述控制器通过四十四号引脚和四十五号引脚与触发器相连，所述控制器通过三十八号引脚、三十九号引脚和四十号引脚与RS485串口相连。
[0017]在控制器和焊接电源之间设有焊机控制航插，在焊机控制航插上设有多个接口，所述数字IO单元与焊机控制航插上的第十一、第十二、第十三和第十四号接口对应相连；所述模拟量输出单元与焊机控制航插的第二、第四和第八号接口对应相连。
[0018]每个检测组件包括绝缘座、设于绝缘座上的导电碳刷和信号连接端头，所述导电碳刷的一端用于与焊丝接触设置，其中一个检测组件的导电碳刷另一端通过信号连接端头与继电器相连，另一个检测组件的导电碳刷另一端通过信号连接端头与电源相连，所述继电器与所述控制器的输入端相连，所述报警器与所述控制器的输出端相连。
[0019]所述传动组件包括相配合设置的伺服电机、减速机和齿轮齿条。
[0020]所述散热器的型号为TC4427，在散热器上设有8个引脚，所述散热器的二号引脚与控制器的二十号引脚相连，所述散热器的四号引脚与控制器的二十一号引脚相连，在控制器的五号引脚上设有相并联的第十一电阻和第十二电阻，在第十二电阻上设有MOS管，在
MOS管上连接有散热风扇。
[0021]所述触发器的型号为FDS4495，在触发器上设有8个引脚，在触发器的一号引脚和二号引脚之间设有第一电阻，在触发器的三号引脚和四号引脚之间设有第二电阻，所述触发器的二号引脚与控制器的四十五号引脚相连，所述触发器的三号引脚与控制器的四十四号引脚相连，所述触发器的五号引脚和八号引脚与传动组件相连。
[0022]所述RS485串口的型号为SP3485，在RS485串口上设有8个引脚，所述RS485 串口的一号引脚与控制器的四十号引脚相连，所述RS485串口的二号引脚和三号引脚相短接与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.直角坐标式埋弧焊接机器人，其特征在于，包括：控制器，所述控制器用于传输控制指令，接收检测信号数据和设置焊接参数，以实现自动化焊接；直角坐标运动装置，所述直角坐标运动装置用于调节焊接位置，所述直角坐标运动装置包括相配合设置的Y轴行走下平台、Y轴行走上平台、X轴本体和Z轴本体，在Y轴行走下平台上通过传动组件连接有Y轴行走导轨，所述Y轴行走导轨用于带动Y轴行走下平台移动，在X轴本体和Z轴本体上分别设有传动组件，以带动X轴本体和Z轴本体运动；焊接回路装置，所述焊接回路装置用于形成焊接回路以进行自动焊接，所述焊接回路装置包括焊接电源、送丝组件和焊枪，所述焊接电源设置在Y轴行走下平台，通过焊接电缆与焊枪相连，所述送丝组件安装在Z轴本体中间位置，所述焊枪设置在Z轴本体的底部；焊剂回收装置，所述焊剂回收装置用于将多余的焊剂进行回收，所述焊剂回收装置包括通过焊剂输送管路连接的焊剂回收机、焊剂大料桶和焊剂漏斗；焊丝检测装置，所述焊丝检测装置用于检测焊丝是否消耗殆尽，所述焊丝检测装置包括相连的检测开关、继电器、电源和报警器，所述检测开关包括两个配合设置的检测组件，两个检测组件分别与继电器和电源相连以能够形成通路；激光跟踪装置，所述激光跟踪装置用于实现焊缝特征的检测，所述激光跟踪装置包括激光传感器、激光传感驱动器和焊接组件。2.根据权利要求1所述的直角坐标式埋弧焊接机器人，其特征在于：在控制器上设有数字IO单元和模拟量输出单元，所述控制器通过数字IO单元与焊接电源相连，以向焊接电源发送起弧、停弧、送丝和退丝数字量信号，所述控制器通过模拟量输出单元与焊接电源相连，以向焊接电源发送焊接电流和焊接电压的模拟量信号，从而调整焊接电流和焊接电压；所述控制器通过通讯线与上位机相连，以设置焊接组件的焊接参数和传动组件的运动参数并向控制器传输控制指令；所述控制器通过触发器与传动组件相连，所述触发器用于控制传动组件的启停；在控制器上还连接有散热器，所述散热器用于降低控制器的温升。3.根据权利要求2所述的直角坐标式埋弧焊接机器人，其特征在于：所述焊接组件包括焊接机器人末端轴，在焊接机器人末端轴上连接有安装支架，在安装支架上设有焊枪，在安装支架上设有与焊枪相配合的焊剂送料管和焊剂回收管，在安装支架上沿焊接机器人焊接方向的前端安装有激光传感器，所述激光传感器用于识别焊缝的激光位置坐标；所述控制器通过RS232串口和通讯线缆与激光传感驱动器相连，以将激光传感器识别的激光位置坐标传输到控制器，所述激光传感驱动器通过RS485串口和控制线缆与激光传感器相连；在控制器上连接有存储器，所述存储器用于储存焊丝指向焊缝时的激光位置坐标；所述控制器通过电磁继电器与焊接机器人相连，以驱动焊...

【专利技术属性】
技术研发人员：王继龙，付玉俭，李新建，王洪建，王睿智，高广，
申请(专利权)人：济南时代新纪元科技有限公司，
类型：新型
国别省市：