一種U型鋼管和直線型鋼管焊接機器人的制作方法

本發明涉及機器人領域，特別涉及一種U型鋼管和直線型鋼管焊接機器人。

背景技術：

鋼管焊接是工業上不可缺少的一部分，U形鋼管和直線鋼管也占有較大比例，為了鋼管焊接更精確，焊接速度更快，因此需要一種U型鋼管和直線型鋼管焊接機器人。

技術實現要素：

針對上述問題，本發明提供一種U型鋼管和直線型鋼管焊接機器人，其通過多部分協作來完成焊接工作。

本發明所使用的技術方案是：一種U型鋼管和直線型鋼管焊接機器人，包括一個底板、一個U形鋼管儲存倉、一個直形鋼管安放槽、一個焊接機械臂、一個移動機械臂、兩個機械爪和四個驅動單元，其特征在于：所述的U形鋼管儲存倉底面固定安裝在第一支柱的上端面，第一支柱的下端面固定安裝在底板左上角部分；所述的直形鋼管安放槽底面固定安裝在四個第二支柱的上面，四個第二支柱的下面固定安裝在底板的上半部分中間位置；所述的焊接機械臂安裝在底板上面；所述的移動機械臂安裝在底板上面的右下角；所述的四個驅動單元安裝在底板的下面的四個角上，四個驅動單元前后兩兩對稱；

所述的底板1上設有豎直安放的伺服電機，在伺服電機上面設有固定底盤，所述的固定底盤包括U形鋼管固定圓板和旋轉軸，所述的旋轉軸位于U形鋼管固定圓板的中心位置并固定安裝在伺服電機的電機軸上，在固定底盤的上表面均布有十二個U形鋼管固定圓孔和六個U形鋼管固定底盤分割槽；

所述的U形鋼管儲存倉固定安裝在第一支柱上，第一支柱上安裝在底板上，U形鋼管儲存倉包括U形鋼管儲存倉外殼、光軸支架、兩個第一光軸、兩個彈簧、兩個彈簧卡子、U形鋼管安放架、第二光軸、第三光軸、U形鋼管擠壓頭、第一液壓缸、液壓缸固定板，所述的兩個第一光軸穿過U形鋼管儲存倉外殼的后面的孔，外面部分的頂端與光軸支架固定連接，里面部分頂端與彈簧卡子固定連接，彈簧安裝在第一光軸里面部分，彈簧和光軸同心；所述的U形鋼管安放架安裝固定在U形鋼管儲存倉外殼里面的底板上；所述的兩個鋼管護板固定安裝在U形鋼管儲存倉外殼的下面的前端位置；所述的第二光軸和第三光軸的一端固定安裝在U形鋼管儲存倉外殼的突出支架上，另一端穿過U形鋼管擠壓頭兩側的孔固定安裝在液壓缸固定板下面；所述的第一液壓缸活塞桿端部固定安裝在U形鋼管擠壓頭的上面，缸體后端固定安裝在液壓缸固定板的中間位置；

所述的直形鋼管安放槽通過四個第二支柱固定在底板上，直形鋼管安放槽包括直形鋼管安放槽外殼、第二液壓缸支撐板、兩個第二液壓缸、兩個直形鋼管夾板固定架、兩個直形鋼管夾板、推壓桿、第三液壓缸、推壓桿固定板，所述的直形鋼管安放槽外殼底部是一個斜面，在斜面的最低處有一個方孔與鋼管安放槽外殼的下面的圓筒相通；所述的第二液壓缸支撐板的側面固定安裝在直形鋼管安放槽外殼的右側；所述的第二液壓缸缸體后端固定安裝在第二液壓缸支撐板的支架上，第二液壓缸活塞桿端部固定安裝在直形鋼管夾板固定架上面，所述的直形鋼管夾板固定架固定安裝在直形鋼管夾板上；所述的第三液壓缸活塞桿端部固定安裝在推壓桿固定板上面，第三液壓缸缸體后端固定安裝在直形鋼管安放槽外殼左側面，所述的推壓桿一端固定安裝在推壓桿固定板右側面，另一端滑動安裝在直形鋼管安放槽外殼的下面的圓筒部分；

所述的焊接機械臂包括焊接機械臂底座、第一步進電機、第二步進電機、第一機械臂桿、第三步進電機、兩個第二機械臂桿、焊機頭、焊條、機械臂支座、兩個旋轉板，所述的焊接機械臂固定安裝在底板上；所述的焊接機械臂底座固定安裝在底板上面；所述的第一步進電機豎直安放，其固定安裝在焊接機械臂底座的凹槽里，第一步進電機的電機軸與機械臂支座固定連接；所述的第二步進電機水平安放，其側面固定安裝在機械臂支座的上面，第二步進電機的電機軸與第一機械臂桿固定連接，第二步進電機的電機軸轉動安裝在機械臂支座的上面支架上；所述的旋轉板固定安裝在第一機械臂桿的上端的兩側；所述的第三步進電機水平放置，其固定安裝在旋轉板的左側，第三步進電機的電機軸穿過旋轉板上面的孔與第二機械臂桿固定連接；所述的焊機頭固定安裝在第二機械臂桿的前端，所述的焊條固定安裝在焊機頭的前面；

所述的移動機械臂包括第四步進電機、第一伸縮臂、第四液壓缸、第一擺臂、第五液壓缸、第二擺臂、第二伸縮臂、第六液壓缸、機械爪底板、機械爪固定板、舵機，所述的第四步進電機豎直向上固定安裝在底板上面，第四步進電機的電機軸與第一伸縮臂的前端相連，所述的第一伸縮臂滑動安裝在第一擺臂的里面，所述的第四液壓缸缸體后端固定安裝在第一擺臂側面的支架上，活塞桿端部固定安裝在第一伸縮臂側面的支架上；所述的第五液壓缸活塞桿端部鉸接安裝在第二擺臂的側面，缸體后端鉸接安裝在第一擺臂的側面；所述的第二擺臂鉸接安裝在第一擺臂一側；所述的第二伸縮臂滑動安裝在第二擺臂里面，所述的第六液壓缸活塞桿端部固定安在第二伸縮臂的上面的支架上，第六液壓缸缸體后端固定安裝在第二擺臂的上面的支架上；所述的機械爪底板固定安裝在第二伸縮臂的前端，所述的機械爪固定板一側固定安裝在機械爪底板的上面，所述的舵機固定在械爪底板前部；

所述的個機械爪對稱安裝在機械爪固定板上面，每個機械爪包括機械爪半齒輪、機械爪軸、機械爪臂，所述的機械爪半齒輪固定安裝在機械爪臂上，所述的機械爪軸固定安裝在機械爪半齒輪的孔上，其中右側機械爪的機械爪軸與舵機的舵機軸連接；

所述驅動單元、四個輪子、四個輪子固定架、四個軸、四個輪子固定軸，所述的四個驅動單元固定安裝在底板的下面；所述的軸固定安裝在輪子固定架上的小孔里；所述的輪子轉動安裝在在軸上；所述的輪子固定軸一端固定安裝在輪子固定架的上面，另一端固定安裝在底板的下面四個角上的圓孔里。

本發明有益效果：本發明可以通過焊接機械臂和移動機械臂自動把U形鋼管和直鋼管焊接在一起，焊接精度和自動化程度都比手工要高。

附圖說明

圖1為本發明的安裝完成后的結構示意圖。

圖2、圖3為本發明的U形鋼管儲存倉的結構示意圖。

圖4為本發明的U形鋼管固定底盤的結構示意圖。

圖5為本發明的直形鋼管安放槽的結構示意圖。

圖6為本發明的焊接機械臂的結構示意圖。

圖7為本發明的移動機械臂和第二機械爪的結構示意圖。

圖8為本發明的機械爪的結構示意圖。

圖9為本發明的驅動單元的結構示意圖。

圖10為本發明焊接出來結構的結構示意圖。

附圖標號：1-底板、2-第一支柱、3-U形鋼管儲存倉、301-U形鋼管儲存倉外殼、302-光軸支架、303-第一光軸、304-彈簧、305-彈簧卡子、306-U形鋼管安放架、307-第二光軸、308-第三光軸、309-U形鋼管擠壓頭、310-第一液壓缸、311-液壓缸固定板、4-鋼管護板、5-伺服電機、6-U形鋼管固定底盤、601-U形鋼管固定圓孔、602-U形鋼管固定底盤分割槽、603-旋轉軸、604-U形鋼管固定圓板、7-第二支柱、8-直形鋼管安放槽、801-直形鋼管安放槽外殼、802-第二液壓缸支撐板、803-第二液壓缸、804-直形鋼管夾板固定架、805-直形鋼管夾板、806-第三液壓缸、807-推壓桿固定板、808-推壓桿、9-焊接機械臂、901-焊接機械臂底座、902-第一步進電機、903-第二步進電機、904-第一機械臂桿、905-第三步進電機、906-第二機械臂桿、907-焊機頭、908-焊條、機械臂支座909、旋轉板910、10-移動機械臂、1001-第四步進電機、1002-第一伸縮臂、1003-第四液壓缸、1004-第一擺臂、1005-第五液壓缸、1006-第二擺臂、1007-第二伸縮臂、1008-第六液壓缸、1009-機械爪底板、1010-機械爪固定板、1011-舵機、11-機械爪、1101-機械爪半齒輪、1102-機械爪軸、1104-機械爪臂、13驅動單元、1301輪子、1302-輪子固定架、1303-軸、1304-輪子固定軸。

具體實施方式

下面通過實施例，并結合附圖，對本發明的技術方案作進一步具體的說明。

實施例

如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9、圖10所示，一種U型鋼管和直線型鋼管焊接機器人，包括一個底板1、一個U形鋼管儲存倉3、一個直形鋼管安放槽8、一個焊接機械臂9、一個移動機械臂10、兩個機械爪11和四個驅動單元13，其特征在于：所述的U形鋼管儲存倉3底面固定安裝在第一支柱2的上端面，第一支柱2的下端面固定安裝在底板1左上角部分；所述的直形鋼管安放槽8底面固定安裝在四個第二支柱7的上面，四個第二支柱7的下面固定安裝在底板1的上半部分中間位置；所述的焊接機械臂9安裝在底板1上面；所述的移動機械臂10安裝在底板1上面的右下角；所述的四個驅動單元13安裝在底板1的下面的四個角上，四個驅動單元13前后兩兩對稱；

所述的底板1上設有豎直安放的伺服電機5，在伺服電機5上面設有固定底盤6，所述的固定底盤6包括U形鋼管固定圓板604和旋轉軸603，所述的旋轉軸603位于U形鋼管固定圓板604的中心位置并固定安裝在伺服電機5的電機軸上，在固定底盤6的上表面均布有十二個U形鋼管固定圓孔601和六個U形鋼管固定底盤分割槽602；

所述的U形鋼管儲存倉3固定安裝在第一支柱2上，第一支柱2上安裝在底板1上，U形鋼管儲存倉3包括U形鋼管儲存倉外殼301、光軸支架302、兩個第一光軸303、兩個彈簧304、兩個彈簧卡子305、U形鋼管安放架306、第二光軸307、第三光軸308、U形鋼管擠壓頭309、第一液壓缸310、液壓缸固定板311，所述的兩個第一光軸303穿過U形鋼管儲存倉外殼301的后面的孔，外面部分的頂端與光軸支架302固定連接，里面部分頂端與彈簧卡子305固定連接，彈簧304安裝在第一光軸303里面部分，彈簧304和光軸303同心；所述的U形鋼管安放架306安裝固定在U形鋼管儲存倉外殼301里面的底板上；所述的兩個鋼管護板4固定安裝在U形鋼管儲存倉外殼301的下面的前端位置；所述的第二光軸307和第三光軸308的一端固定安裝在U形鋼管儲存倉外殼301的突出支架上，另一端穿過U形鋼管擠壓頭309兩側的孔固定安裝在液壓缸固定板311下面；所述的第一液壓缸310活塞桿端部固定安裝在U形鋼管擠壓頭309的上面，缸體后端固定安裝在液壓缸固定板311的中間位置；

所述的直形鋼管安放槽8通過四個第二支柱7固定在底板1上，直形鋼管安放槽8包括直形鋼管安放槽外殼801、第二液壓缸支撐板802、兩個第二液壓缸803、兩個直形鋼管夾板固定架804、兩個直形鋼管夾板805、推壓桿808、第三液壓缸806、推壓桿固定板807，所述的直形鋼管安放槽外殼801底部是一個斜面，在斜面的最低處有一個方孔與鋼管安放槽外殼801的下面的圓筒相通；所述的第二液壓缸支撐板802的側面固定安裝在直形鋼管安放槽外殼801的右側；所述的第二液壓缸803缸體后端固定安裝在第二液壓缸支撐板802的支架上，第二液壓缸803活塞桿端部固定安裝在直形鋼管夾板固定架804上面，所述的直形鋼管夾板固定架804固定安裝在直形鋼管夾板805上；所述的第三液壓缸806活塞桿端部固定安裝在推壓桿固定板807上面，第三液壓缸806缸體后端固定安裝在直形鋼管安放槽外殼801左側面，所述的推壓桿808一端固定安裝在推壓桿固定板807右側面，另一端滑動安裝在直形鋼管安放槽外殼801的下面的圓筒部分；

所述的焊接機械臂9包括焊接機械臂底座901、第一步進電機902、第二步進電機903、第一機械臂桿904、第三步進電機905、兩個第二機械臂桿906、焊機頭907、焊條908、機械臂支座909、兩個旋轉板910，所述的焊接機械臂9固定安裝在底板1上；所述的焊接機械臂底座901固定安裝在底板1上面；所述的第一步進電機902豎直安放，其固定安裝在焊接機械臂底座901的凹槽里，第一步進電機902的電機軸與機械臂支座909固定連接；所述的第二步進電機903水平安放，其側面固定安裝在機械臂支座909的上面，第二步進電機903的電機軸與第一機械臂桿904固定連接，第二步進電機903的電機軸轉動安裝在機械臂支座909的上面支架上；所述的旋轉板910固定安裝在第一機械臂桿904的上端的兩側；所述的第三步進電機905水平放置，其固定安裝在旋轉板910的左側，第三步進電機905的電機軸穿過旋轉板910上面的孔與第二機械臂桿906固定連接；所述的焊機頭907固定安裝在第二機械臂桿906的前端，所述的焊條908固定安裝在焊機頭907的前面；

所述的移動機械臂10包括第四步進電機1001、第一伸縮臂1002、第四液壓缸1003、第一擺臂1004、第五液壓缸1005、第二擺臂1006、第二伸縮臂1007、第六液壓缸1008、機械爪底板1009、機械爪固定板1010、舵機1011，所述的第四步進電機1001豎直向上固定安裝在底板1上面，第四步進電機1001的電機軸與第一伸縮臂1002的前端相連，所述的第一伸縮臂1002滑動安裝在第一擺臂1004的里面，所述的第四液壓缸1003缸體后端固定安裝在第一擺臂1004側面的支架上，活塞桿端部固定安裝在第一伸縮臂1002側面的支架上；所述的第五液壓缸1005活塞桿端部鉸接安裝在第二擺臂1006的側面，缸體后端鉸接安裝在第一擺臂1004的側面；所述的第二擺臂1006鉸接安裝在第一擺臂1004一側；所述的第二伸縮臂1007滑動安裝在第二擺臂1006里面，所述的第六液壓缸1008活塞桿端部固定安在第二伸縮臂1007的上面的支架上，第六液壓缸1008缸體后端固定安裝在第二擺臂1006的上面的支架上；所述的機械爪底板1009固定安裝在第二伸縮臂1007的前端，所述的機械爪固定板1010一側固定安裝在機械爪底板1009的上面，所述的舵機1011固定在械爪底板1009前部；

所述的2個機械爪11對稱安裝在機械爪固定板1010上面，每個機械爪11包括機械爪半齒輪1101、機械爪軸1102、機械爪臂1104，所述的機械爪半齒輪1101固定安裝在機械爪臂1104上，所述的機械爪軸1102固定安裝在機械爪半齒輪1101的孔上，其中右側機械爪的機械爪軸1102與舵機1011的舵機軸連接；

所述驅動單元13、四個輪子1301、四個輪子固定架1302、四個軸1303、四個輪子固定軸1304，所述的四個驅動單元13固定安裝在底板1的下面；所述的軸1303固定安裝在輪子固定架1302上的小孔里；所述的輪子1301轉動安裝在在軸1303上；所述的輪子固定軸1304一端固定安裝在輪子固定架1302的上面，另一端固定安裝在底板1的下面四個角上的圓孔里。

以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。

本發明工作原理：本發明在使用時首先將機器放到工作場地，然后把U形鋼管放到U形鋼管儲存倉3里面，把直形鋼管放到直形鋼管安放槽8里面，通過第一液壓缸310工作帶動U形鋼管擠壓頭309把U形鋼管出去，U形鋼管掉到U形鋼管固定底盤6里，通過U形鋼管固定圓孔601固定，同時直形鋼管通過第三液壓缸806工作帶動推壓桿808運動，把直形鋼管帶到直形鋼管夾板805里面夾住，然后伺服電機5轉動帶動U形鋼管固定底盤6轉動一定角度，U形鋼管被U形鋼管固定底盤6帶到直形鋼管下方，通過驅動焊接機械臂9，把鋼管焊在一起，然后底盤6繼續轉動，通過驅動移動機械臂10把焊接好的鋼管取下來。

在本發明的描述中，需要說明的是，術語“上”、“下”、 “前”、“后”、

“左”、“右”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，或者是該發明產品使用時慣常擺放的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”等僅用于區分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。