【技术实现步骤摘要】
本技术涉及焊接，具体涉及超声辅助自动焊接机器人。
技术介绍
1、超声波具有能够传递能量、方向不易改变、可以在各种介质中稳定传播等特点，常用于工业辅助流程以及实现各种能量处理技术。焊接作为一种常见工业加工方式，其原理是利用熔融材料将焊接对象重新连接起来，其中涉及了材料的熔融和冷却凝结，这两个因素受环境影响较大，故而焊接后的工件质量也容易出现较大的微观差别，而一定强度的超声波对于熔融的金属能够产生“空化”效应，当熔融后的金属连接工件后，超声工具头利用换能器转换后的超声波对焊缝进行超声处理，可以使焊缝材料结合的更加紧密，减少焊缝中的脆性金属化合物，并消除焊接过程出现的应力，增强焊缝的稳定性，同时显著降低气孔率，大大提高焊接质量。
2、由于在超声波辅助焊接作业中，需要焊头先将焊接金属熔融于焊缝处，接着再通过超声波对焊缝进行超声处理，在实际工作时，由于现有技术中的焊头往往与超声工具头的相对位置固定，在进行曲线焊缝的焊接时，在焊头转弯后，超声工具头立刻随之转弯，以至于不再紧沿着焊头的焊接轨迹进行超声处理，而是出现了位置上的偏移，出现超声处理不到位或处理不到的情况，导致焊接质量下降甚至不达标。
技术实现思路
1、本技术的目的是为了克服现有技术中的问题，提供超声辅助自动焊接机器人能够通过驱动部使超声工具头绕焊头转动，改变其相对位置，进而能够在焊头转弯后，仍沿着焊头刚刚焊接过的位置，继续对焊缝进行超声处理，从而避免出现超声处理不到位或处理不到的情况。
2、本技术提供了超声辅助
3、焊接作业台，设于所述平台上，所述焊接作业台与所述x轴平移机构连接，所述x轴平移机构用于使所述焊接作业台沿x轴方向移动，所述焊接作业台上设有工装夹具；
4、超声焊接部，包括焊头、超声工具头和驱动部，所述y轴平移机构上设有安装台，所述y轴平移机构用于使所述安装台在平台上沿y轴方向移动，所述焊头、超声工具头和驱动部均设于所述安装台上，所述驱动部用于使所述超声工具头绕焊头转动，转动平面与xy平面平行；
5、所述x轴平移机构、y轴平移机构和驱动部均与控制器信号连接，所述控制器还连接有图像采集模块，所述图像采集模块用于采集工件间的焊缝轨迹的图像，所述焊头和超声工具头均与电源电连接，所述超声工具头与超声波发生器电连接。
6、较佳地，所述驱动部包括第一电机，所述第一电机固定连接于所述安装台上，所述第一电机的输出轴与z轴平行，所述焊头与超声工具头均连接于所述第一电机的输出轴上，所述焊头与所述第一电机的输出轴同轴，所述第一电机与电源电连接，所述第一电机与控制器信号连接。
7、较佳地，所述第一电机的输出轴上连接有第一电动推杆，所述超声工具头连接于所述第一电动推杆的自由端，所述第一电动推杆与电源电连接，所述第一电动推杆与控制器信号连接。
8、较佳地，所述y轴平移机构上连接有升降机构，所述安装台连接于所述升降机构上，所述升降机构用于使所述安装台沿z轴方向移动。
9、较佳地，还包括第二电动推杆，所述第一电动推杆一端通过第一铰链铰接于所述第一电机的输出轴上，所述第二电动推杆的两端分别通过第二铰链和第三铰链铰接于所述第一电机的输出轴上和所述第一电动推杆的自由端，所述第一铰链、第二铰链和第三铰链互相平行，且均与xy平面平行，所述第二电动推杆与电源电连接，所述第二电动推杆与控制器信号连接。
10、较佳地，所述焊接作业台上设有多个安装孔，所述工装夹具可通过任意安装孔安装于所述焊接作业台上。
11、较佳地，所述工装夹具包括第一夹持块、第二夹持块和调节螺栓，所述调节螺栓一端可依次贯穿所述第一夹持块和第二夹持块，并螺纹连接于所述安装孔内，所述第一夹持块和第二夹持块与所述调节螺栓转动连接。
12、较佳地，所述工装夹具还包括限位块和顶块，所述调节螺栓的底端可依次贯穿所述限位块、第一夹持块和第二夹持块，并伸入所述安装孔内，所述调节螺栓通过外螺纹与所述限位块螺纹连接，所述第一夹持块靠近限位块的一端设有限位孔，所述限位块可滑入所述限位孔内，所述调节螺栓的底端设有第一内螺纹，顶端设有第二内螺纹，所述安装孔内设有螺纹柱，所述调节螺栓通过第一内螺纹与所述螺纹柱螺纹连接，所述顶块设于所述调节螺栓的顶端，所述调节螺栓通过第二内螺纹与所述顶块螺纹连接，所述顶块还可抵接于所述限位块的顶端，当顶块抵接于所述限位块的顶端，且所述第一夹持块抵接于被夹工件上时，所述第一夹持块固定于所述调节螺栓上。
13、较佳地，所述第一夹持块和第二夹持块上均设有齿口，所述齿口位于所述第一夹持块与第二夹持块之间。
14、较佳地，所述y轴平移机构包括第一底板、两个同步带轮、同步带和第二电机，所述第一底板固定连接于所述平台上，位于所述焊接作业台的上方，所述同步带轮均转动连接于所述第一底板上，两同步带轮的中心连线与y轴平行，所述同步带轮的轴心均与x轴平行，所述同步带套设于两同步带轮上，所述安装台连接于所述同步带上，所述第一底板上还设有滑轨，所述滑轨与y轴平行，所述安装台还与滑轨连接，所述第二电机的输出轴与任一同步带轮同轴固定连接，第二电机与电源电连接，第二电机与控制器信号连接。
15、与现有技术相比，本技术具有以下优点：
16、本技术的超声辅助自动焊接机器人通过在平台上设置焊接作业台和超声焊接部，并使x轴平移机构、y轴平移机构和驱动部均与控制器信号连接，在焊接平面上曲线时，能够通过控制器控制驱动部使超声工具头绕焊头转动，改变其相对位置，进而能够在焊头转弯后，仍沿着焊头刚刚焊接过的位置，继续对焊缝进行超声处理，从而避免出现超声处理不到位或处理不到的情况。
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1.超声辅助自动焊接机器人，包括平台(1)，所述平台(1)上设有X轴平移机构和Y轴平移机构，其特征在于，还包括：
2.如权利要求1所述的超声辅助自动焊接机器人，其特征在于，所述驱动部包括第一电机(4)，所述第一电机(4)固定连接于所述安装台(11)上，所述第一电机(4)的输出轴与Z轴平行，所述焊头(31)与超声工具头(32)均连接于所述第一电机(4)的输出轴上，所述焊头(31)与所述第一电机(4)的输出轴同轴，所述第一电机(4)与电源电连接，所述第一电机(4)与控制器信号连接。
3.如权利要求2所述的超声辅助自动焊接机器人，其特征在于，所述第一电机(4)的输出轴上连接有第一电动推杆(41)，所述超声工具头(32)连接于所述第一电动推杆(41)的自由端，所述第一电动推杆(41)与电源电连接，所述第一电动推杆(41)与控制器信号连接。
4.如权利要求1所述的超声辅助自动焊接机器人，其特征在于，所述Y轴平移机构上连接有升降机构，所述安装台(11)连接于所述升降机构上，所述升降机构用于使所述安装台(11)沿Z轴方向移动。
5.如权利要求3所
6.如权利要求1所述的超声辅助自动焊接机器人，其特征在于，所述焊接作业台(2)上设有多个安装孔(22)，所述工装夹具(21)可通过任意安装孔(22)安装于所述焊接作业台(2)上。
7.如权利要求6所述的超声辅助自动焊接机器人，其特征在于，所述工装夹具(21)包括第一夹持块(211)、第二夹持块(212)和调节螺栓(213)，所述调节螺栓(213)一端可依次贯穿所述第一夹持块(211)和第二夹持块(212)，并螺纹连接于所述安装孔(22)内，所述第一夹持块(211)和第二夹持块(212)与所述调节螺栓(213)转动连接。
8.如权利要求7所述的超声辅助自动焊接机器人，其特征在于，所述工装夹具(21)还包括限位块(214)和顶块(215)，所述调节螺栓(213)的底端可依次贯穿所述限位块(214)、第一夹持块(211)和第二夹持块(212)，并伸入所述安装孔(22)内，所述调节螺栓(213)通过外螺纹与所述限位块(214)螺纹连接，所述第一夹持块(211)靠近限位块(214)的一端设有限位孔，所述限位块(214)可滑入所述限位孔内，所述调节螺栓(213)的底端设有第一内螺纹，顶端设有第二内螺纹，所述安装孔(22)内设有螺纹柱(221)，所述调节螺栓(213)通过第一内螺纹与所述螺纹柱(221)螺纹连接，所述顶块(215)设于所述调节螺栓(213)的顶端，所述调节螺栓(213)通过第二内螺纹与所述顶块(215)螺纹连接，所述顶块(215)还可抵接于所述限位块(214)的顶端，当顶块(215)抵接于所述限位块(214)的顶端，且所述第一夹持块(211)抵接于被夹工件上时，所述第一夹持块(211)固定于所述调节螺栓(213)上。
9.如权利要求7所述的超声辅助自动焊接机器人，其特征在于，所述第一夹持块(211)和第二夹持块(212)上均设有齿口(216)，所述齿口(216)位于所述第一夹持块(211)与第二夹持块(212)之间。
10.如权利要求1所述的超声辅助自动焊接机器人，其特征在于，所述Y轴平移机构包括第一底板(12)、两个同步带轮(13)、同步带(14)和第二电机(15)，所述第一底板(12)固定连接于所述平台(1)上，位于所述焊接作业台(2)的上方，所述同步带轮(13)均转动连接于所述第一底板(12)上，两同步带轮(13)的中心连线与Y轴平行，所述同步带轮(13)的轴心均与X轴平行，所述同步带(14)套设于两同步带轮(13)上，所述安装台(11)连接于所述同步带(14)上，所述第一底板(12)上还设有滑轨(121)，所述滑轨(121)与Y轴平行，所述安装台(11)还与滑轨(121)连接，所述第二电机(15)的输出轴与任一同步带轮(13)同轴固定连接，第二电机(15)与电源电连接，第二电机(15)与控制器信号连接。
...【技术特征摘要】
1.超声辅助自动焊接机器人，包括平台(1)，所述平台(1)上设有x轴平移机构和y轴平移机构，其特征在于，还包括：
2.如权利要求1所述的超声辅助自动焊接机器人，其特征在于，所述驱动部包括第一电机(4)，所述第一电机(4)固定连接于所述安装台(11)上，所述第一电机(4)的输出轴与z轴平行，所述焊头(31)与超声工具头(32)均连接于所述第一电机(4)的输出轴上，所述焊头(31)与所述第一电机(4)的输出轴同轴，所述第一电机(4)与电源电连接，所述第一电机(4)与控制器信号连接。
3.如权利要求2所述的超声辅助自动焊接机器人，其特征在于，所述第一电机(4)的输出轴上连接有第一电动推杆(41)，所述超声工具头(32)连接于所述第一电动推杆(41)的自由端，所述第一电动推杆(41)与电源电连接，所述第一电动推杆(41)与控制器信号连接。
4.如权利要求1所述的超声辅助自动焊接机器人，其特征在于，所述y轴平移机构上连接有升降机构，所述安装台(11)连接于所述升降机构上，所述升降机构用于使所述安装台(11)沿z轴方向移动。
5.如权利要求3所述的超声辅助自动焊接机器人，其特征在于，还包括第二电动推杆(42)，所述第一电动推杆(41)一端通过第一铰链铰接于所述第一电机(4)的输出轴上，所述第二电动推杆(42)的两端分别通过第二铰链和第三铰链铰接于所述第一电机(4)的输出轴上和所述第一电动推杆(41)的自由端，所述第一铰链、第二铰链和第三铰链互相平行，且均与xy平面平行，所述第二电动推杆(42)与电源电连接，所述第二电动推杆(42)与控制器信号连接。
6.如权利要求1所述的超声辅助自动焊接机器人，其特征在于，所述焊接作业台(2)上设有多个安装孔(22)，所述工装夹具(21)可通过任意安装孔(22)安装于所述焊接作业台(2)上。
7.如权利要求6所述的超声辅助自动焊接机器人，其特征在于，所述工装夹具(21)包括第一夹持块(211)、第二夹持块(212)和调节螺栓(213)，所述调节螺栓(213)一端可依次贯穿所述第一夹持块(211)和第二夹持块(212)，并螺纹连接于所述安装孔(22)内，所述第一夹持块(211)和第二夹持块...
【专利技术属性】
技术研发人员：王作城，李云峰，王赜，李琦，姜广君，孙洪华，梅秀庄，巩勇智，马少瑛，呼伦呼，宝音贺西，
申请(专利权)人：内蒙古工业大学，
类型：新型
国别省市：
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