一种带有灵活角度调整机构的弧焊切割型机器人的制作方法

1.本发明涉及弧焊切割技术领域，具体为一种带有灵活角度调整机构的弧焊切割型机器人。


背景技术：

2.随着科技的发展，工业的制造也越来越智能化。在零部件制造的过程中，对工件进行切割与焊接是必不可少的工序，现有的切割与焊接时，有些采用自动半自动电弧焊接机等金属切割及焊接设备，提高了切割及焊接的准确性，同时提高了切割及焊接的工作效率。但现有的弧焊切割型机器人在实际使用中存在一定的缺陷。一些弧焊切割型机器人在工作时无法灵活的调节角度，只能够简单的上下调节或左右调节，在切割及焊接过程中，为了使机器人能够找到合适的工作角度，通常需要人工对工件进行翻转，费时费力；且在对切割头与焊接头进行切换时，需要人工手动进行切换，同时需要停止设备，大大降低了工作效率，不利于实际生产使用。
3.为此，我们提出了一种带有灵活角度调整机构的弧焊切割型机器人以解决上述弊端。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种带有灵活角度调整机构的弧焊切割型机器人，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种带有灵活角度调整机构的弧焊切割型机器人，包括机器人工作臂，所述机器人工作臂的一端焊接有安装板，所述安装板的侧面通过螺栓连接有连接板，所述连接板的左右两侧对称焊接有侧面固定板，其中一个侧面固定板的侧面上下对称焊接有凹形板，所述连接板的侧面上下对称焊接有端部固定板，所述连接板的侧面在两个侧面固定板之间焊接有辅助曲面块，所述辅助曲面块的侧面开设有限位槽，左右对称分布的两个侧面固定板之间设置有球形座，所述球形座的侧面焊接有弧形锁止板，所述球形座的侧面左右对称焊接有圆轴，所述球形座的侧面开设有扇形槽，所述扇形槽的内侧上下对称开设有定位弧形槽，所述扇形槽内安装有连接机构，所述球形座的外侧设置有上下调节机构，所述侧面固定板的侧面设置有锁止机构，上下对称分布的两个端部固定板之间设置有左右调节机构，所述连接机构中延伸板的侧面焊接有转换底座，所述转换底座的上端贯穿开设有圆形通孔，所述转换底座的侧面开设有圆形槽，所述圆形槽的内侧上下对称开设有环形槽，所述圆形通孔的内侧左右对称开设有凹槽，所述圆形通孔内设置有转换调节机构，所述转换调节机构的上安装有激光切割头和焊接头。
6.优选的，所述限位槽和弧形锁止板的横截面均成凸形设置，所述弧形锁止板与限位槽滑动连接。
7.优选的，所述球形座为两个半球形体上下对称焊接有设置，所述球形座与辅助曲面块滑动配合。
8.优选的，所述连接机构包括有：摆动杆、弧形块、连接圆柱、第一扇形块、第二扇形块和延伸板，所述扇形槽内通过销杆转动连接有摆动杆，所述摆动杆的上下两侧对称焊接有弧形块，所述弧形块与定位弧形槽滑动连接，所述摆动杆的一端焊接有连接圆柱，所述连接圆柱的侧面上下对称焊接有第一扇形块，所述连接圆柱的侧面左右对称焊接有第二扇形块，所述连接圆柱远离摆动杆的一端焊接有延伸板。
9.优选的，所述上下调节机构包括有：第一半环形板、第一扇形槽和第一弧形槽，所述球形座的外侧安装有第一半环形板，所述第一半环形板与圆轴焊接，所述第一半环形板的侧面贯穿开设有第一扇形槽，所述第一扇形槽的内侧上下对称开设有第一弧形槽，所述连接圆柱贯穿第一扇形槽设置，所述第一扇形块与第一弧形槽滑动连接。
10.优选的，所述锁止机构包括有：定位圆杆、环形固定齿块、环形定位齿块、凸起块、定位耳板、第一气缸和定位环，所述圆轴的一端穿过侧面固定板与定位圆杆焊接，所述定位圆杆上焊接有环形固定齿块，所述环形固定齿块的侧面卡接有环形定位齿块，所述环形定位齿块套设有在定位圆杆上，所述环形定位齿块的侧面上下对称焊接有凸起块，所述环形定位齿块的侧面焊接有定位耳板，所述定位耳板的侧面安装有第一气缸，所述第一气缸安装在侧面固定板上，所述定位圆杆的端部焊接有定位环。
11.优选的，所述环形定位齿块与定位圆杆滑动连接，所述凸起块与凹形板滑动连接。
12.优选的，所述左右调节机构包括有：第二半环形板、第二扇形槽和第二弧形槽，所述球形座的侧面设置有第二半环形板，所述第二半环形板的上下两端通过销杆与端部固定板转动连接，所述第二半环形板的侧面贯穿开设有第二扇形槽，所述第二扇形槽的内侧左右对称开设有第二弧形槽，所述连接圆柱贯穿第二扇形槽设置，所述第二扇形块与第二弧形槽滑动连接。
13.优选的，所述转换调节机构包括有：调节柱、螺旋槽、限位滑块、第二气缸、锁止环、限位环、导向柱和对接座，所述圆形通孔内滑槽连接有调节柱，所述调节柱上成圆周阵列开设有两个螺旋槽，所述调节柱的下端左右对称焊接有限位滑块，所述限位滑块与凹槽滑动连接，所述调节柱的下端安装有第二气缸，所述第二气缸安装在转换底座上，所述调节柱上套设有锁止环，所述锁止环的上下两侧对称焊接有限位环，所述锁止环的内侧左右对称焊接有导向柱，所述锁止环的侧面焊接有两个对接座，两个对接座成九十度夹角设置，所述激光切割头和焊接头分布安装在两个对接座上。
14.优选的，所述锁止环与圆形槽转动连接，所述限位环与环形槽转动连接，所述导向柱与螺旋槽滑动连接。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明结构设置合理，功能性强，具有以下优点：
16.1.通过设置的球形座、连接机构和上下调节机构配合，可以灵活的对机器人的弧焊切割方向进行上下调节，通过设置的锁止机构，当调节完成后，锁止机构能够对上下调节机构进行锁紧固定，防止在工作时激光切割头和焊接头上下晃动，保证工作的稳定性；
17.2.通过设置的连接机构和左右调节机构配合，可以灵活的对机器人的弧焊切割方向进行左右调节，通过球形座、连接机构、上下调节机构和左右调节机构配合，可以灵活的对机器人的弧焊切割方向进行多角度调节，解决了现有弧焊切割机器人角度不便于调节的弊端，大大提高了弧焊切割机器人的使用范围，同时提高了工作效率；
18.3.当需要对弧焊与切割操作之间进行转换时，通过第二气缸带动调节柱沿着圆形通孔滑动，调节柱带动限位滑块沿着凹槽滑动，锁止环内侧的导向柱沿着调节柱的螺旋槽滑动，同时推动导向柱转动，导向柱带动锁止环转动，锁止环带动两个对接座转动，两个对接座带动激光切割头和焊接头转动，从而实现对激光切割头和焊接头的转换，转换过程简单方便，大大提高了工作效率。
附图说明
19.图1为本发明的弧焊切割角度调节装置结构示意图；
20.图2为本发明的弧焊切割角度调节装置结构剖视示意图；
21.图3为图2中a处结构放大示意图；
22.图4为本发明的连接板和辅助曲面块结构示意图；
23.图5为本发明的球形座、弧形锁止板和连接机构结构示意图；
24.图6为本发明的上下调节机构和环形固定齿块结构示意图
25.图7为本发明的环形定位齿块结构示意图；
26.图8为本发明的左右调节机构结构示意图；
27.图9为本发明的连接机构和转换调节机构结构示意图；
28.图10为本发明的转换底座结构剖视示意图；
29.图11为本发明的调节柱、螺旋槽和限位滑块结构示意图；
30.图12为本发明的锁止环、限位环、导向柱和对接座结构示意图。
31.图中：1、机器人工作臂；11、安装板；2、连接板；21、侧面固定板；22、端部固定板；23、辅助曲面块；24、限位槽；25、凹形板；3、球形座；31、弧形锁止板；32、圆轴；33、扇形槽；34、定位弧形槽；4、摆动杆；41、弧形块；42、连接圆柱；43、第一扇形块；44、第二扇形块；45、延伸板；5、第一半环形板；51、第一扇形槽；52、第一弧形槽；53、定位圆杆；54、环形固定齿块；55、环形定位齿块；56、凸起块；57、定位耳板；58、第一气缸；59、定位环；6、第二半环形板；61、第二扇形槽；62、第二弧形槽；7、转换底座；71、圆形通孔；72、圆形槽；73、环形槽；74、凹槽；75、调节柱；76、螺旋槽；77、限位滑块；78、第二气缸；8、锁止环；81、限位环；82、导向柱；83、对接座；9、激光切割头；91、焊接头。
具体实施方式
32.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
33.请参阅图1至图12，本发明提供一种技术方案：一种带有灵活角度调整机构的弧焊切割型机器人，包括机器人工作臂1，机器人工作臂1的一端焊接有安装板11，安装板11的侧面通过螺栓连接有连接板2，连接板2的左右两侧对称焊接有侧面固定板21，其中一个侧面固定板21的侧面上下对称焊接有凹形板25，连接板2的侧面上下对称焊接有端部固定板22，连接板2的侧面在两个侧面固定板21之间焊接有辅助曲面块23，辅助曲面块23的侧面开设有限位槽24，左右对称分布的两个侧面固定板21之间设置有球形座3，球形座3的侧面焊接
有弧形锁止板31，限位槽24和弧形锁止板31的横截面均成凸形设置，弧形锁止板31与限位槽24滑动连接，球形座3为两个半球形体上下对称焊接有设置，球形座3与辅助曲面块23滑动配合，侧面固定板21上安装的电机，侧面固定板21上电机的输出轴与球形座3依次的圆轴32卡接或焊接，球形座3转动使带动弧形锁止板31沿着限位槽24转动，通过弧形锁止板31和限位槽24配合，对球形座3起到导向移动的作用，保证球形座3能够稳定的转动。
34.球形座3的侧面左右对称焊接有圆轴32，球形座3的侧面开设有扇形槽33，扇形槽33的内侧上下对称开设有定位弧形槽34，扇形槽33内安装有连接机构，连接机构包括有：摆动杆4、弧形块41、连接圆柱42、第一扇形块43、第二扇形块44和延伸板45，扇形槽33内通过销杆转动连接有摆动杆4，摆动杆4的上下两侧对称焊接有弧形块41，弧形块41与定位弧形槽34滑动连接，摆动杆4的一端焊接有连接圆柱42，连接圆柱42的侧面上下对称焊接有第一扇形块43，连接圆柱42的侧面左右对称焊接有第二扇形块44，连接圆柱42远离摆动杆4的一端焊接有延伸板45，当摆动杆4沿着扇形槽33转动时，摆动杆4带动弧形块41沿着定位弧形槽34滑动，弧形块41对摆动杆4起到限制的作用，使摆动杆4只能沿着球形座3左右摆动。
35.球形座3的外侧设置有上下调节机构，上下调节机构包括有：第一半环形板5、第一扇形槽51和第一弧形槽52，球形座3的外侧安装有第一半环形板5，第一半环形板5与圆轴32焊接，第一半环形板5的侧面贯穿开设有第一扇形槽51，第一扇形槽51的内侧上下对称开设有第一弧形槽52，连接圆柱42贯穿第一扇形槽51设置，第一扇形块43与第一弧形槽52滑动连接，调节使，圆轴32带动球形座3和第一半环形板5转动，第一半环形板5带动连接圆柱42转动。
36.侧面固定板21的侧面设置有锁止机构，锁止机构包括有：定位圆杆53、环形固定齿块54、环形定位齿块55、凸起块56、定位耳板57、第一气缸58和定位环59，圆轴32的一端穿过侧面固定板21与定位圆杆53焊接，定位圆杆53上焊接有环形固定齿块54，环形固定齿块54的侧面卡接有环形定位齿块55，环形定位齿块55套设有在定位圆杆53上，环形定位齿块55的侧面上下对称焊接有凸起块56，环形定位齿块55的侧面焊接有定位耳板57，定位耳板57的侧面安装有第一气缸58，第一气缸58安装在侧面固定板21上，定位圆杆53的端部焊接有定位环59，环形定位齿块55与定位圆杆53滑动连接，凸起块56与凹形板25滑动连接，通过第一气缸58带动定位耳板57移动，定位耳板57带动环形定位齿块55沿着定位圆杆53滑动，使环形定位齿块55与环形固定齿块54分离，环形定位齿块55带动凸起块56沿着凹形板25滑动，通过锁止机构对上下调节机构进行固定，防止在工作时激光切割头9和焊接头91上下晃动。
37.上下对称分布的两个端部固定板22之间设置有左右调节机构，左右调节机构包括有：第二半环形板6、第二扇形槽61和第二弧形槽62，球形座3的侧面设置有第二半环形板6，第二半环形板6的上下两端通过销杆与端部固定板22转动连接，第二半环形板6的侧面贯穿开设有第二扇形槽61，第二扇形槽61的内侧左右对称开设有第二弧形槽62，连接圆柱42贯穿第二扇形槽61设置，第二扇形块44与第二弧形槽62滑动连接，端部固定板22的侧面安装有电机，端部固定板22侧面的电机的电机轴与第二半环形板6卡接或焊接，第二半环形板6带动连接圆柱42沿着第一扇形槽51转动，连接圆柱42带动摆动杆4以球形座3的球心为中心转动，同时连接圆柱42带动第一扇形块43沿着第一半环形板5的第一弧形槽52滑动。
38.连接机构中延伸板45的侧面焊接有转换底座7，转换底座7的上端贯穿开设有圆形
通孔71，转换底座7的侧面开设有圆形槽72，圆形槽72与圆形通孔71相连通。
39.圆形槽72的内侧上下对称开设有环形槽73，圆形通孔71的内侧左右对称开设有凹槽74，圆形通孔71内设置有转换调节机构，转换调节机构的上安装有激光切割头9和焊接头91，转换调节机构包括有：调节柱75、螺旋槽76、限位滑块77、第二气缸78、锁止环8、限位环81、导向柱82和对接座83，圆形通孔71内滑槽连接有调节柱75，调节柱75上成圆周阵列开设有两个螺旋槽76，调节柱75的下端左右对称焊接有限位滑块77，限位滑块77与凹槽74滑动连接，调节柱75的下端安装有第二气缸78，第二气缸78安装在转换底座7上，通过第二气缸78带动调节柱75沿着转换底座7的圆形通孔71滑动，调节柱75带动限位滑块77沿着凹槽74滑动，通过限位滑块77和凹槽74配合，保证调节柱75只能沿着圆形通孔71上下滑动。
40.调节柱75上套设有锁止环8，锁止环8的上下两侧对称焊接有限位环81，锁止环8的内侧左右对称焊接有导向柱82，锁止环8的侧面焊接有两个对接座83，两个对接座83成九十度夹角设置，激光切割头9和焊接头91分布安装在两个对接座83上，锁止环8与圆形槽72转动连接，限位环81与环形槽73转动连接，导向柱82与螺旋槽76滑动连接，为了便于实际使用，螺旋槽76的旋转角度设置为九十度，当锁止环8带动两个对接座83转动时，两个对接座83转动的角度均为九十度，因此两个对接座83带动激光切割头9和焊接头91转动九十度，完成对激光切割头9和焊接头91的转换完成后，不行影响弧焊或切割的正常工作。
41.使用时：当需要对机器人的弧焊切割方向进行上下调节时，先通过第一气缸58带动定位耳板57移动，定位耳板57带动环形定位齿块55与环形固定齿块54分离，环形定位齿块55带动凸起块56沿着凹形板25滑动，使锁止机构松开对上下调节机构的固定，通过侧面固定板21上的电机带动圆轴32转动，圆轴32带动球形座3和第一半环形板5转动，球形座3通过另一侧的圆轴32带动定位圆杆53和环形固定齿块54转动，同时球形座3带动弧形锁止板31沿着限位槽24转动，对球形座3起到辅助移动的作用，通过球形座3带动摆动杆4转动，通过摆动杆4和第一半环形板5带动连接圆柱42沿着第二扇形槽61转动，连接圆柱42带动第二扇形块44沿着第二半环形板6的第二弧形槽62滑动，对连接圆柱42起到辅助转动的作用，保证调节时的稳定，同时连接圆柱42带动延伸板45转动，延伸板45带动转换调节机构转动，通过转换机构带动激光切割头9和焊接头91转动，从而完成对机器人的弧焊切割方向进行上下调节，通过设置的锁止机构，当调节完成后，第一气缸58带动定位耳板57向回移动，使环形定位齿块55与环形固定齿块54卡接，通过锁止机构对上下调节机构进行锁紧固定，防止在工作时激光切割头9和焊接头91上下晃动，保证工作的稳定性。
42.当需要对机器人的弧焊切割方向进行左右调节时，通过端部固定板22上的电机带动第二半环形板6转动，第二半环形板6带动连接圆柱42沿着第一扇形槽51转动，连接圆柱42带动摆动杆4以球形座3的球心为中心转动，同时连接圆柱42带动第一扇形块43沿着第一半环形板5的第一弧形槽52滑动，通过连接圆柱42带动延伸板45转动，延伸板45带动转换调节机构转动，通过转换机构带动激光切割头9和焊接头91转动，从而完成对机器人的弧焊切割方向进行左右调节；通过球形座3、连接机构、上下调节机构和左右调节机构配合，可以灵活的对机器人的弧焊切割方向进行多角度调节，解决了现有弧焊切割机器人角度不便于调节的弊端，大大提高了弧焊切割机器人的使用范围，同时提高了工作效率。
43.当弧焊切割型机器人需要对弧焊与切割操作之间进行转换时，通过第二气缸78带动调节柱75沿着转换底座7的圆形通孔71滑动，调节柱75带动限位滑块77沿着凹槽74滑动，
锁止环8内侧的导向柱82沿着调节柱75的螺旋槽76滑动，同时导向柱82带动导向柱82转动，导向柱82带动锁止环8转动，锁止环8带动限位环81沿着环形槽73转动，同时锁止环8带动两个对接座83转动，通过两个对接座83带动激光切割头9和焊接头91转动，从而实现对激光切割头9和焊接头91的转换，转换过程简单方便，大大提高了工作效率。
44.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。