[发明专利]一种用于管件焊接的机器人系统

说明书

技术领域：

本发明涉及焊接设备技术领域，具体涉及一种用于管件焊接的机器人系统。

背景技术：

在船厂、石油、石化、化工、电厂等行业使用的机械设备中，往往存在大量的弯管、法兰等环状部件。在加工、制造、装配上述机械设备的过程中，往往需要对上述弯管、法兰等部件的内角、外角的两条环状焊缝进行焊接。传统的焊接方法是通过手工旋转焊接工件的方法来进行焊接。如此，不仅劳动强度大、操作不便，而且焊接质量难以得到保证。

为了解决上述问题，中国第200820032345.5号专利揭示了一种用在管管焊接机头上的导向结构，该导向结构解决了焊接工件自动旋转的问题。但是，在实际使用过程中，工人们发现焊接工件焊接好后，齿圈上的缺口与壳体上的开口往往会错位。为了取出焊好的焊接工件，工人们需要手动点击焊枪上的按钮来旋转齿圈，使得齿圈上的缺口与壳体上的开口重合，从而便于取出焊接工件。如此不仅给操作工带来了诸多不便，而且降低了焊接效率。

发明内容：

本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供一种用于管件焊接的机器人系统，该机器人系统的夹爪组件能够自动开合，实现管件的固定和取出，进而给操作工带来了便利，提高了焊接效率。

本发明的技术解决措施如下：

一种用于管件焊接的机器人系统，包括多自由度焊接夹具、多自由度焊接机械手、CCD相机以及控制箱，多自由度焊接夹具、多自由度焊接机械手、CCD相机均与控制箱电连接，多自由度焊接夹具和多自由度焊接机械手相对设置，CCD相机位于多自由度焊接机械手的上部，控制箱位于多自由度焊接机械手的侧面，控制箱包括上位机、PLC控制器和显示器，PLC控制器实时控制多自由度焊接夹具、多自由度焊接机械手的动作，CCD相机随着多自由度焊接机械手移动，并对焊接过程中的工件进行拍照，焊接过程中，工件被多自由度焊接夹具抓紧固定，多自由度焊接机械手对工件进行焊接操作，CCD相机每隔预设时间对工件拍摄一张照片，并将拍摄的照片传递给上位机，上位机对照片信息进行分析判断，如果分析判断出焊接质量合格，上位机将合格信号传递给PLC控制器，PLC控制器控制多自由度焊接机械手停止焊接，并控制多自由度焊接夹具转动一定角度将工件放置在工件收集处，随后进入下一工件的焊接过程；如果分析判断焊接质量不合格，上位机将不合格信号传递给PLC控制器，PLC控制器控制多自由度焊接机械手继续焊接直至焊接操作完成，显示器能够显示工件被拍下的照片，供操作人员随时调取查看。

作为上述技术方案的优选，PLC控制器包括PLC微处理器以及控制系统软件部分，控制系统软件部分包括I/O人机互动程序的开发和焊接主控程序编制，可通过手动/自动按钮转换操作模式。

作为上述技术方案的优选，多自由度焊接夹具包括固定底座，固定底座上焊接有旋转底座，旋转底座为圆盘状，旋转底座下部连接有旋转驱动机构，旋转底座上焊接固定有固定件，固定件端部设置有一对相对设置的连接耳板，连接耳板上通过铰接轴铰接有第一摆动臂，第一摆动臂的末端与第二摆动臂转动连接，第二摆动臂的末端通过转动件固定连接有夹爪组件。

作为上述技术方案的优选，固定底座为方形钢板制成，固定底座的四角通过第一固定螺栓固定在地面上，第一固定螺栓为六角螺栓。

作为上述技术方案的优选，多自由度焊接机械手包括支撑底座，支撑底座的上部焊接固定有机箱，机箱上转动连接有机械臂，机械臂的一端通过旋转轴与机箱连接，机械臂驱动机构位于机箱的另一侧并与旋转轴固定连接，机械臂上开设有升降滑槽，升降滑槽内滑动设置有升降臂，升降臂的升降滑动是通过升降齿轮齿条副完成的，升降臂的末端伸缩套接有伸缩臂，伸缩臂上固定有CCD相机，伸缩臂的末端万向铰接有焊接头。

作为上述技术方案的优选，支撑底座为长方形钢板制成，支撑底座的四角通过第二固定螺栓固定在地面上，第二固定螺栓为六角螺栓。

作为上述技术方案的优选，夹爪组件包括夹爪固定座，夹爪固定座两端均设置有铰接耳板，两侧的铰接耳板分别铰接有第一夹臂和第二夹臂，第一夹臂和第二夹臂的末端分别铰接有第一夹紧板和第二夹紧板，夹爪固定座上固定有伸缩油缸，第二夹紧板与伸缩油缸的活塞杆末端通过第三连接件铰接，第一夹紧板与伸缩油缸的活塞杆末端通过组合连接件铰接，组合连接件包括第一连接件和第二连接件，其中，第一连接件的一端与第二连接件铰接，第一连接件的另一端与第一夹紧板铰接，第二连接件与伸缩油缸的活塞杆末端铰接。

本发明的有益效果在于：该机器人系统的夹爪组件能够自动开合，实现管件的固定和取出，进而给操作工带来了便利，提高了焊接效率。

附图说明：