升降式手動(dòng)托盤(pán)車自動(dòng)化焊接裝置制造方法
【專利摘要】一種升降式手動(dòng)托盤(pán)車自動(dòng)化焊接裝置，包括底座，位于托盤(pán)車底座一側(cè)的變位機(jī)底座，以及位于托盤(pán)車底座另一側(cè)的焊接機(jī)器人，托盤(pán)車底座用于粗定為該手動(dòng)托盤(pán)車，變位機(jī)底座包括一將手動(dòng)托盤(pán)車精定位夾緊的托盤(pán)車工裝架，該托盤(pán)車工裝架為一在該托盤(pán)車工裝架前側(cè)沿y方向水平延伸的架體，并且該托盤(pán)車工裝架可帶動(dòng)該手動(dòng)托盤(pán)車沿變位機(jī)底座上下移動(dòng)以及旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明極大地減少了手動(dòng)托盤(pán)車焊接加工工序，有效節(jié)省加工場(chǎng)地面積；提高了手動(dòng)托盤(pán)車焊接加工的生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量；增加了手動(dòng)托盤(pán)車焊接加工的規(guī)格；減少了用工人數(shù)和勞動(dòng)強(qiáng)度，并從機(jī)電一體化設(shè)計(jì)思想出發(fā)，彌補(bǔ)或減少其局限性，為手動(dòng)托盤(pán)車自動(dòng)化柔性焊接加工提供了一方案。
【專利說(shuō)明】升降式手動(dòng)托盤(pán)車自動(dòng)化焊接裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種自動(dòng)化焊接裝置，特別是涉及一種升降式手動(dòng)托盤(pán)車自動(dòng)化焊接裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的焊接裝備的發(fā)展速度迅速，生產(chǎn)的自動(dòng)化焊接裝備已向柔性制造系統(tǒng)方向發(fā)展，采用了先進(jìn)的自動(dòng)控制系統(tǒng)、智能化控制系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)等，已廣泛采用焊接機(jī)器人作為操作單元，組成焊接中心、焊接生產(chǎn)線、柔性制造系統(tǒng)和集成制造系統(tǒng)。當(dāng)前，機(jī)器人焊接生產(chǎn)線的關(guān)鍵技術(shù)主要被日本、德國(guó)、美國(guó)的公司所壟斷。進(jìn)入80年代以后，我國(guó)的焊接裝備的成套性、自動(dòng)化程度、精度、制造質(zhì)量方面都有不同程度的提高，但普遍存在成套性較差，自動(dòng)化程度較低。焊接操作機(jī)與配套設(shè)備基本上不能聯(lián)動(dòng)控制，用戶必須自行改造。從整體水平來(lái)說(shuō)，與先進(jìn)國(guó)家相比，尚有較大的差距。
[0003]手動(dòng)托盤(pán)車是簡(jiǎn)便、有效的物流搬運(yùn)設(shè)備，廣泛應(yīng)用于車間、倉(cāng)庫(kù)、車站、港口、機(jī)場(chǎng)等國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)，是裝卸、短距離運(yùn)輸?shù)母咝гO(shè)備。隨著經(jīng)濟(jì)、物流的快速發(fā)展，手動(dòng)托盤(pán)車已出現(xiàn)持續(xù)的供不應(yīng)求的局面。
[0004]由于應(yīng)用場(chǎng)合的不同，手動(dòng)托盤(pán)車有多個(gè)規(guī)格，各種規(guī)格的高度基本一致，但長(zhǎng)度和寬度各不相同，重量一般為幾十公斤。同時(shí)，手動(dòng)托盤(pán)車由16個(gè)零部件構(gòu)成，絕大部分零部件為異型鈑金件，手動(dòng)托盤(pán)車的爆炸視圖如圖1所示，包括平行的兩個(gè)貨叉1’，位于兩個(gè)貨叉I’的一端之間的與貨車I’相垂直向上的三角2’，以及位于貨叉I’ 一端之間的中檔3’和分別位于貨叉I’一端的后蓋板4’，該三角2’的頂部還設(shè)有頂蓋5’，三角2’的兩側(cè)分別具有長(zhǎng)軸套孔插有長(zhǎng)軸套6’。
[0005]各零部件的焊接加工有嚴(yán)格的焊接次序。因此，目前手動(dòng)托盤(pán)車的焊接加工主要根據(jù)其零部件構(gòu)成的內(nèi)在邏輯關(guān)系，按照先后次序分多工序組織生產(chǎn)，如先進(jìn)行貨叉與中檔焊接，然后進(jìn)行三角與貨叉焊接、三角與頂蓋焊接，再進(jìn)行長(zhǎng)軸套焊接、貨叉蓋板焊接等等。同時(shí)，手動(dòng)托盤(pán)車的絕大部分零部件為異型鈑金件，三角內(nèi)部空間狹小，焊接加工時(shí)存在死區(qū)，因此，最后一般還需要幾道人工補(bǔ)焊工序，才能完成手動(dòng)托盤(pán)車所有的焊接加工。
[0006]從目前多工序焊接加工手動(dòng)托盤(pán)車的組織生產(chǎn)方式分析，存在著以下的局限性:
(I)定位基準(zhǔn)不統(tǒng)一，影響加工精度和加工質(zhì)量。手動(dòng)托盤(pán)車焊接加工需多道工序完成，每道工序的定位基準(zhǔn)難以與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)完全統(tǒng)一，且各道工序間存在一定的定位誤差。(2)生產(chǎn)效率低。多工序焊接加工手動(dòng)托盤(pán)車時(shí)，每道工序均需上下料、定位與裝夾、焊接加工等，輔助時(shí)間多，生產(chǎn)效率低。(3)勞動(dòng)力密集，勞動(dòng)強(qiáng)度大，工作環(huán)境差。多工序完成手動(dòng)托盤(pán)車焊接加工的生產(chǎn)方式，需較多的操作工人參與，操作人員每天需不斷搬運(yùn)、翻轉(zhuǎn)成千上百個(gè)手動(dòng)托盤(pán)車，勞動(dòng)強(qiáng)度十分巨大，同時(shí)，焊接加工產(chǎn)生的有害氣體對(duì)操作人員的身體健康構(gòu)成一定的危害。(4)焊接加工裝備的柔性不夠，用場(chǎng)地面積大。多工序手動(dòng)托盤(pán)車焊接加工需要較多的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，生產(chǎn)鏈長(zhǎng)，所需使用場(chǎng)地面積大。同時(shí)，現(xiàn)有的生產(chǎn)裝備往往只能完成單個(gè)規(guī)格的手動(dòng)托盤(pán)車的焊接加工，對(duì)使用場(chǎng)地面積的需求更加巨大。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種實(shí)現(xiàn)手動(dòng)托盤(pán)車空間精密變位，以滿足手動(dòng)托盤(pán)車的補(bǔ)焊空間位置需要進(jìn)行自動(dòng)焊接的升降式手動(dòng)托盤(pán)車自動(dòng)化焊接裝置。
[0008]本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為:一種升降式手動(dòng)托盤(pán)車自動(dòng)化焊接裝置，包括底座，位于托盤(pán)車底座一側(cè)的變位機(jī)底座，以及位于托盤(pán)車底座另一側(cè)的焊接機(jī)器人，該焊接機(jī)器人和變位機(jī)底座均豎直設(shè)置，該焊接機(jī)器人與變位機(jī)底座的延伸方向?yàn)閦方向，托盤(pán)車底座從變位機(jī)底座至焊接機(jī)機(jī)器人的方向?yàn)閥方向，底座的水平面上與該
1、z方向垂直的方向?yàn)閄方向，其特征在于:所述托盤(pán)車底座用于粗定為該手動(dòng)托盤(pán)車，所述變位機(jī)底座包括一將手動(dòng)托盤(pán)車精定位夾緊的托盤(pán)車工裝架，該托盤(pán)車工裝架為一在該托盤(pán)車工裝架前側(cè)沿y方向水平延伸的架體，并且該托盤(pán)車工裝架可帶動(dòng)該手動(dòng)托盤(pán)車沿變位機(jī)底座上下移動(dòng)以及旋轉(zhuǎn)。
[0009]優(yōu)選地，為了使托盤(pán)車工裝架以及定位在其上的手動(dòng)托盤(pán)車能夠轉(zhuǎn)動(dòng)并且上下移動(dòng)，所述變位機(jī)底座包括四個(gè)角落豎直設(shè)有的直線導(dǎo)軌副，該直線導(dǎo)軌副包括直線導(dǎo)軌和滑塊，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)支架通過(guò)與該四個(gè)直線導(dǎo)軌副的滑塊連接進(jìn)而連接在變位機(jī)底座上，并且該回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)支架可沿該直線導(dǎo)軌上下運(yùn)動(dòng)，回轉(zhuǎn)伺服電機(jī)機(jī)架安裝在回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)支架上，并且回轉(zhuǎn)伺服電機(jī)安裝在回轉(zhuǎn)伺服電機(jī)機(jī)架上，該回轉(zhuǎn)伺服電機(jī)連接至該回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)支架y方向前側(cè)位于XZ平面上的轉(zhuǎn)盤(pán)并驅(qū)動(dòng)該轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述轉(zhuǎn)盤(pán)的另一端連接安裝所述托盤(pán)車工裝架。
[0010]優(yōu)選地，所述變位機(jī)底座的中間設(shè)有精密滾珠絲杠副，包括精密滾珠絲杠和滾珠螺母，精密滾珠絲桿兩端通過(guò)滾動(dòng)軸承在底座中間并且豎直設(shè)置，精密滾珠絲桿的底部連接有升降伺服電機(jī)，滾珠螺母安裝在回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)支架上，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)支架通過(guò)升降私服電機(jī)以及絲桿螺母副的驅(qū)動(dòng)沿所述直線導(dǎo)軌上下運(yùn)動(dòng)。
[0011]優(yōu)選地，為了將手動(dòng)托盤(pán)車與托盤(pán)車工裝架之間進(jìn)行粗定位，X方向粗定位氣缸安裝在托盤(pán)車底座上，與手動(dòng)托盤(pán)車的質(zhì)心在X方向保持在同一直線附近，2個(gè)y方向粗定位氣缸安裝在變位機(jī)底座的兩側(cè)，分別對(duì)應(yīng)手動(dòng)托盤(pán)車兩個(gè)貨叉的X方向中間位置附近，X、y方向粗定位擋塊分別安裝在托盤(pán)車底座的相應(yīng)位置上，X方向、y方向粗定位氣缸將手動(dòng)托盤(pán)車推至相應(yīng)的擋塊位置實(shí)現(xiàn)手動(dòng)托盤(pán)車的粗定位。
[0012]為了將手動(dòng)托盤(pán)車與托盤(pán)車工裝架之間進(jìn)行y方向精定位，兩個(gè)長(zhǎng)軸套定位氣缸安裝在托盤(pán)車工裝架上y方向前端兩側(cè)，其活塞端沿X方向設(shè)置，長(zhǎng)軸套定位壓桿固定在長(zhǎng)軸套定位氣缸的活塞端并且沿y方向設(shè)置，錐形銷固定在長(zhǎng)軸套定位壓桿的y方向前端，并且沿X方向相對(duì)設(shè)置。
[0013]為了將手動(dòng)托盤(pán)車與托盤(pán)車工裝架之間進(jìn)行X方向精定位，該托盤(pán)車工裝架為一沿I方向水平延伸的架體，具有兩片沿I方向延伸沿X方向相互平行并且與手動(dòng)托盤(pán)車的兩個(gè)貨叉分別匹配的架臂，X方向精定位氣缸安裝在托盤(pán)車工裝架一側(cè)的架臂的下方，沿y方向間隔設(shè)置有兩個(gè)，其活塞桿沿X方向延伸，X方向精定位擋塊安裝在托盤(pán)車工裝架另一側(cè)的架臂的右下方，在X方向上分別與該X方向精定位氣缸保持一直線，在y方向上與X方向精定位氣缸對(duì)應(yīng)設(shè)置有兩個(gè)，并且該X方向精定位擋塊的部分延伸位于另一側(cè)的臂架相對(duì)于一側(cè)的臂架的側(cè)面上。[0014]為了將手動(dòng)托盤(pán)車與托盤(pán)車工裝架之間進(jìn)行z方向精定位，z方向定位夾緊氣缸通過(guò)一支架安裝在托盤(pán)車工裝架前端的中間位置上方，z方向定位夾緊機(jī)構(gòu)安裝在托盤(pán)車工裝架下方沿X方向延伸設(shè)置，并且在托盤(pán)車工裝架的兩個(gè)架臂下方各有一個(gè)，并且z方向夾緊氣缸的活塞端連接至該z方向定位夾緊機(jī)構(gòu)，齒輪齒條副安裝在z方向定位夾緊氣缸的下方的支架上，y方向推拉氣缸沿托盤(pán)車工裝架的y方向延伸設(shè)置并且其活塞端連接至齒輪齒條副，該I向推拉氣缸和z方向定位夾緊氣缸使該z方向夾緊機(jī)構(gòu)沿X和Z方向運(yùn)動(dòng)。
[0015]優(yōu)選地，配重塊位于變位機(jī)底座的后側(cè)，鏈輪及鏈輪支架安裝在變位機(jī)底座頂部，配重鏈條一端與配重塊相連接，另一端通過(guò)鏈輪及鏈輪支架后與轉(zhuǎn)盤(pán)相連接。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明采用焊接機(jī)器人、伺服轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、伺服升降機(jī)構(gòu)、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、空間拓?fù)鋬?yōu)化等方法構(gòu)建升降式手動(dòng)托盤(pán)車自動(dòng)化焊接柔性變位機(jī)，極大地減少了手動(dòng)托盤(pán)車焊接加工工序，有效節(jié)省加工場(chǎng)地面積；極大地提高了手動(dòng)托盤(pán)車焊接加工的生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量；有效地增加了手動(dòng)托盤(pán)車焊接加工的規(guī)格；極大的減少了用工人數(shù)和勞動(dòng)強(qiáng)度，并從機(jī)電一體化設(shè)計(jì)思想出發(fā)，彌補(bǔ)或減少其局限性，為解決手動(dòng)托盤(pán)車自動(dòng)化柔性焊接加工提供了一方案。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中手動(dòng)托盤(pán)車的部件分解圖。
[0018]圖2為本發(fā)明升降式手動(dòng)托盤(pán)車自動(dòng)化焊接裝置的立體示意圖。
[0019]圖3為本發(fā)明升降式手動(dòng)托盤(pán)車自動(dòng)化焊接裝置的側(cè)視圖。
[0020]圖4為本發(fā)明升降式手動(dòng)托盤(pán)車自動(dòng)化焊接裝置的托盤(pán)車工裝架的部分結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0022]本發(fā)明的升降式手動(dòng)托盤(pán)車自動(dòng)化焊接裝置，如圖2-4所示，包括焊接機(jī)器人13、托盤(pán)車14、托盤(pán)車工裝架11、托盤(pán)車底座1、變位機(jī)底座2、X方向粗定位氣缸15、X方向粗定位擋塊4、y方向粗定位擋塊5、y方向粗定位氣缸6、x方向精定位氣缸、x方向精定位擋塊25、長(zhǎng)軸套定位氣缸30、長(zhǎng)軸套定位壓桿21、錐形銷22、z方向定位夾緊氣缸12、y方向推拉氣缸26、z方向夾緊機(jī)構(gòu)23、齒輪齒條副24、升降伺服電機(jī)3、精密滾珠絲杠副16、直線導(dǎo)軌副8、回轉(zhuǎn)伺服電機(jī)19、回轉(zhuǎn)伺服電機(jī)機(jī)架17、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)支架18、轉(zhuǎn)盤(pán)10、配重塊7、配重鏈條9、鏈輪及鏈輪支架10及相關(guān)附件等。
[0023]該升降式手動(dòng)托盤(pán)車自動(dòng)化焊接裝置包括底座1，位于托盤(pán)車底座I 一側(cè)的變位機(jī)底座2，以及位于托盤(pán)車底座I另一側(cè)的焊接機(jī)器人13，該焊接機(jī)器人13和變位機(jī)底座2均豎直設(shè)置，如圖2所示，該焊接機(jī)器人13與變位機(jī)底座2的延伸方向?yàn)閦方向，托盤(pán)車底座I從變位機(jī)底座2至焊接機(jī)機(jī)器人13的方向?yàn)閥方向，底座I的水平面上與該y、z方向垂直的方向?yàn)閄方向。
[0024]該變位機(jī)底座2包括四個(gè)角落豎直設(shè)有的直線導(dǎo)軌副8，該直線導(dǎo)軌副8包括直線導(dǎo)軌和滑塊，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)支架18通過(guò)與該四個(gè)直線導(dǎo)軌副8的滑塊連接進(jìn)而連接在變?yōu)榧吹鬃?上，并且該回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)支架18可沿該直線導(dǎo)軌上下運(yùn)動(dòng)。該變位機(jī)底座2的中間設(shè)有精密滾珠絲杠副16，包括精密滾珠絲杠和滾珠螺母，精密滾珠絲桿兩端通過(guò)滾動(dòng)軸承在底座2中間并且豎直設(shè)置，精密滾珠絲桿的底部連接有升降伺服電機(jī)3，滾珠螺母安裝在回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)支架18上，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)支架18通過(guò)升降私服電機(jī)3以及絲桿螺母副16的驅(qū)動(dòng)沿該直線導(dǎo)軌上下運(yùn)動(dòng)?；剞D(zhuǎn)伺服電機(jī)機(jī)架17安裝在回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)支架18上，并且回轉(zhuǎn)伺服電機(jī)19安裝在回轉(zhuǎn)伺服電機(jī)機(jī)架17上，該回轉(zhuǎn)伺服電機(jī)19連接至該回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)支架18y方向前側(cè)安裝的轉(zhuǎn)盤(pán)20并驅(qū)動(dòng)該轉(zhuǎn)盤(pán)20轉(zhuǎn)動(dòng)，該轉(zhuǎn)盤(pán)20安裝在變位機(jī)底座2的y方向前側(cè)并且位于Xz平面上。轉(zhuǎn)盤(pán)20的另一端連接安裝有托盤(pán)車工裝架11，該托盤(pán)車工裝架11上用于精定位以及夾緊手動(dòng)托盤(pán)車14，因此，該轉(zhuǎn)盤(pán)20可帶動(dòng)該手動(dòng)托盤(pán)車14轉(zhuǎn)動(dòng)。如圖4所示，該托盤(pán)車工裝架11為一沿y方向水平延伸的架體，具有兩片沿y方向延伸沿X方向相互平行并且與手動(dòng)托盤(pán)車14的兩個(gè)貨叉分別匹配的架臂111。手動(dòng)托盤(pán)車14精定位與夾緊后升至一定高度，由回轉(zhuǎn)伺服電機(jī)19將手動(dòng)托盤(pán)車精密轉(zhuǎn)動(dòng)至各個(gè)最佳焊接空間位置，實(shí)現(xiàn)多工位的精密焊接。
[0025]X方向粗定位氣缸15、2個(gè)y方向粗定位氣缸6、相應(yīng)的x、y方向粗定位擋塊4、5等構(gòu)成手動(dòng)托盤(pán)車的粗定位系統(tǒng)，X方向粗定位氣缸15安裝在托盤(pán)車底座I上，與手動(dòng)托盤(pán)車14的質(zhì)心在X方向大致保持在同一直線附近，2個(gè)y方向粗定位氣缸6安裝在變位機(jī)底座2的兩側(cè)，分別對(duì)應(yīng)手動(dòng)托盤(pán)車兩個(gè)貨叉的X方向中間位置附近，x、y方向粗定位擋塊4、5安裝在托盤(pán)車底座I的相應(yīng)位置上，分別在X和y方向的外側(cè)方向上與手動(dòng)托盤(pán)車相抵。當(dāng)手動(dòng)托盤(pán)車14傳送或放置至托盤(pán)車底座I上時(shí)，X方向、y方向粗定位氣缸將手動(dòng)托盤(pán)車14推至相應(yīng)的擋塊位置，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)托盤(pán)車的粗定位，便于后續(xù)手動(dòng)托盤(pán)車的精密定位。
[0026]精定位系統(tǒng)由X方向、y方向和z方向三個(gè)精定位夾緊單元組成:兩個(gè)長(zhǎng)軸套定位氣缸29、長(zhǎng)軸套定位壓桿21、錐形銷22等構(gòu)成y方向精定位夾緊單元，兩個(gè)長(zhǎng)軸套定位氣缸29安裝在托盤(pán)車工裝架11上y方向前端兩側(cè)各一個(gè)，其活塞端沿X方向設(shè)置，長(zhǎng)軸套定位壓桿21固定在長(zhǎng)軸套定位氣缸29的活塞端并且沿y方向設(shè)置，錐形銷22固定在長(zhǎng)軸套定位壓桿21的y方向前端，并且沿X方向相對(duì)設(shè)置。
[0027]手動(dòng)托盤(pán)車14粗定位后，X方向、y方向粗定位氣缸15、6松開(kāi)，升降伺服電機(jī)3帶動(dòng)托盤(pán)車工裝架11下降，使其底平面與兩個(gè)貨叉的上表面微接觸，然后啟動(dòng)兩個(gè)長(zhǎng)軸套定位氣缸29，帶動(dòng)長(zhǎng)軸套定位壓桿21沿X方向運(yùn)動(dòng)，并將錐形銷22插入手動(dòng)托盤(pán)車14上的兩個(gè)長(zhǎng)軸套內(nèi)，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)托盤(pán)車14y方向的精定位。
[0028]X方向精定位氣缸28、x方向精定位擋塊25等構(gòu)成的X方向精定位夾緊單元。如圖2所示，X方向精定位氣缸28安裝在托盤(pán)車工裝架11的X方向一側(cè)的架臂111的下方，沿I方向間隔設(shè)置有兩個(gè)，其活塞桿281沿X方向延伸，X方向精定位擋塊25安裝在托盤(pán)車工裝架11的X方向另一側(cè)的架臂111的右下方，并且，沿X方向分別與該X方向精定位氣缸28保持一直線，也在y方向上與X方向精定位氣缸28對(duì)應(yīng)設(shè)置有兩個(gè)，并且該x方向精定位擋塊25的部分延伸位于另一側(cè)的臂架111相對(duì)于一側(cè)的臂架111的側(cè)面上。手動(dòng)托盤(pán)車14在y方向精定位后,啟動(dòng)X方向精定位氣缸28,X方向精定位氣缸28的輸出軸x方向設(shè)置驅(qū)動(dòng)手動(dòng)托盤(pán)車14的一側(cè)貨叉表面，使手動(dòng)托盤(pán)車14沿一個(gè)X方向運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而將手動(dòng)托盤(pán)車14另一側(cè)貨叉的一側(cè)表面與X方向精定位擋塊25夾緊,實(shí)現(xiàn)X方向的精定位與夾緊。[0029]z方向定位夾緊氣缸12、y方向推拉氣缸26、齒輪齒條副24及z方向夾緊機(jī)構(gòu)23等構(gòu)成z方向精定位夾緊單元。z方向定位夾緊氣缸12通過(guò)一支架安裝在托盤(pán)車工裝架11前端的中間位置上方，z方向定位夾緊機(jī)構(gòu)23安裝在托盤(pán)車工裝架11下方沿X方向延伸設(shè)置，并且在托盤(pán)車工裝架11的兩個(gè)架臂111下方各有一個(gè)，并且z方向夾緊氣缸12的活塞端連接至該z方向定位夾緊機(jī)構(gòu)。齒輪齒條副24安裝在z方向定位夾緊氣缸12的下方的支架上，y方向推拉氣缸26沿托盤(pán)車工裝架Ily方向延伸設(shè)置并且其活塞端連接至齒輪齒條副24，該y向推拉氣缸26和z方向定位夾緊氣缸12可以使該z方向夾緊機(jī)構(gòu)23沿X和z方向運(yùn)動(dòng)。X、y方向精定位后，由z方向定位夾緊氣缸12帶動(dòng)z方向定位夾緊機(jī)構(gòu)23下降至一定高度，然后y方向推拉氣缸26推動(dòng)齒輪齒條副24，使z方向夾緊機(jī)構(gòu)23位于兩個(gè)貨叉X方向中間位置正下方，最后拉緊Z方向夾緊氣缸12,使Z方向夾緊機(jī)構(gòu)23向上與兩個(gè)貨叉下表面緊密接觸，從而實(shí)現(xiàn)z方向的精定位與夾緊。
[0030]配重塊7、配重鏈條9、鏈輪及鏈輪支架10等構(gòu)成配重模塊，配重塊7位于變位機(jī)底座2的后側(cè)，鏈輪及鏈輪支架10安裝在變位機(jī)底座2頂部，配重鏈條9 一端與配重塊7相連接，另一端通過(guò)鏈輪及鏈輪支架10后與轉(zhuǎn)盤(pán)20相連接。配重模塊保障變位機(jī)底座2承受主要負(fù)載，優(yōu)化了變位機(jī)的動(dòng)態(tài)性能，保障變位機(jī)的穩(wěn)定性、可靠性和使用壽命。
[0031]綜上所述，本發(fā)明采用手動(dòng)托盤(pán)車精密夾裝模塊、精密升降機(jī)構(gòu)、精密回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)托盤(pán)車在空間內(nèi)的精密變位，以滿足手動(dòng)托盤(pán)車的補(bǔ)焊空間位置需要。該變位機(jī)既可采用焊接機(jī)器人進(jìn)行自動(dòng)化焊接，也可采用人工焊接，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。
[0032]該升降式手動(dòng)托盤(pán)車的自動(dòng)化焊接裝置設(shè)計(jì)了手動(dòng)托盤(pán)車的精密夾裝模塊，確保焊接機(jī)器人焊接時(shí)與各焊縫有正確的相對(duì)空間位置。手動(dòng)托盤(pán)車的零部件均為異型鈑金件，各零部件塑性加工時(shí)不可避免地存在回彈現(xiàn)象等引起的加工誤差；同時(shí)前面的焊接加工工序必然存在熱變形引起的加工誤差。為消除回彈、焊接變形等帶來(lái)的定位困難，選取左右兩個(gè)貨叉中間位置各2點(diǎn)，共4點(diǎn)作為定位水平面，同時(shí)利用兩個(gè)錐形銷與手動(dòng)托盤(pán)車兩端的長(zhǎng)軸套孔精密配合定位，保障了手動(dòng)托盤(pán)車的定位與夾緊的精密性、穩(wěn)定性和可靠性。
[0033]為了消除手動(dòng)托盤(pán)車的焊接死區(qū)以及保障最優(yōu)的焊接位置，必須將手動(dòng)托盤(pán)車提升至一定高度并轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度后進(jìn)行焊接加工。本發(fā)明采用伺服電機(jī)加精密滾珠絲杠的傳動(dòng)方法解決高度方向的精密定位問(wèn)題，為了改善的受力狀況和減少反向間隙誤差，對(duì)精密滾珠絲杠前后兩側(cè)進(jìn)行優(yōu)化配重，并采用機(jī)電一體化技術(shù)優(yōu)化升降過(guò)程，保障升降過(guò)程的高效、平穩(wěn)。
[0034]為了消除手動(dòng)托盤(pán)車的焊接死區(qū)以及保障最優(yōu)的焊接位置，必須將手動(dòng)托盤(pán)車提升至一定高度并轉(zhuǎn)動(dòng)一定的角度后進(jìn)行焊接，其中精密回轉(zhuǎn)技術(shù)是保障焊縫質(zhì)量的關(guān)鍵之一。本發(fā)明采用伺服電機(jī)、先進(jìn)控制策略、制動(dòng)系統(tǒng)解決精密回轉(zhuǎn)問(wèn)題。設(shè)計(jì)了對(duì)模型攝動(dòng)具有穩(wěn)定性及抗擾動(dòng)的魯棒控制策略，可現(xiàn)實(shí)不同規(guī)格的手動(dòng)托盤(pán)車的精密回轉(zhuǎn)定位控制。同時(shí)采用輕量化設(shè)計(jì)和空間拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)，優(yōu)化的質(zhì)心空間位置、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量以及回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能。
[0035]針對(duì)手動(dòng)托盤(pán)車多規(guī)格特點(diǎn)，本發(fā)明采用綜合柔性設(shè)計(jì)技術(shù)解決多規(guī)格手動(dòng)托盤(pán)車的焊接加工:采用可調(diào)位定位塊，伺服氣缸實(shí)現(xiàn)多規(guī)格手動(dòng)托盤(pán)車柔性精密定位與裝夾；采用伺服電機(jī)+數(shù)控技術(shù)解決高度方向的柔性精密定位問(wèn)題；采用伺服電機(jī)、先進(jìn)控制策略、制動(dòng)系統(tǒng)解決多角度精密回轉(zhuǎn)定位問(wèn)題等。用戶可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要，調(diào)整相關(guān)定位塊的物理位置、切換相應(yīng)的控制軟件，便可方便、快速地實(shí)現(xiàn)多種手動(dòng)托盤(pán)車的焊接加工，因此，本發(fā)明使用方便，應(yīng)用場(chǎng)合廣。
[0036]最后，為了提高安全性，升降式手動(dòng)托盤(pán)車自動(dòng)化焊接柔性變位機(jī)的運(yùn)動(dòng)部件均設(shè)置行程開(kāi)關(guān)和機(jī)械擋塊，各種伺服氣缸、運(yùn)動(dòng)部件等有防護(hù)罩等，確保工作人員及財(cái)產(chǎn)安全。
【權(quán)利要求】
1.一種升降式手動(dòng)托盤(pán)車自動(dòng)化焊接裝置，包括底座(1)，位于托盤(pán)車底座(1) 一側(cè)的變位機(jī)底座(2 )，以及位于托盤(pán)車底座(1)另一側(cè)的焊接機(jī)器人(13 )，該焊接機(jī)器人(13 )和變位機(jī)底座(2 )均豎直設(shè)置，該焊接機(jī)器人(13 )與變位機(jī)底座(2 )的延伸方向?yàn)閦方向，托盤(pán)車底座(1)從變位機(jī)底座(2)至焊接機(jī)機(jī)器人(13)的方向?yàn)镮方向，底座(1)的水平面上與該y、z方向垂直的方向?yàn)閄方向，其特征在于:所述托盤(pán)車底座(1)用于粗定為該手動(dòng)托盤(pán)車(14)，所述變位機(jī)底座(2)包括一將手動(dòng)托盤(pán)車(14)精定位夾緊的托盤(pán)車工裝架(11)，該托盤(pán)車工裝架(11)為一在該托盤(pán)車工裝架(11)前側(cè)沿y方向水平延伸的架體，并且該托盤(pán)車工裝架(11)可帶動(dòng)該手動(dòng)托盤(pán)車(14 )沿變位機(jī)底座(2 )上下移動(dòng)以及旋轉(zhuǎn)。
2.如權(quán)利要求1所述的升降式手動(dòng)托盤(pán)車自動(dòng)化焊接裝置，其特征在于:所述變位機(jī)底座(2)包括四個(gè)角落豎直設(shè)有的直線導(dǎo)軌副(8)，該直線導(dǎo)軌副(8)包括直線導(dǎo)軌和滑塊，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)支架(18)通過(guò)與該四個(gè)直線導(dǎo)軌副(8)的滑塊連接進(jìn)而連接在變位機(jī)底座(2)上，并且該回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)支架(18)可沿該直線導(dǎo)軌上下運(yùn)動(dòng)，回轉(zhuǎn)伺服電機(jī)機(jī)架(17)安裝在回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)支架(18)上，并且回轉(zhuǎn)伺服電機(jī)(19)安裝在回轉(zhuǎn)伺服電機(jī)機(jī)架(17)上，該回轉(zhuǎn)伺服電機(jī)(19)連接至該回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)支架(18) y方向前側(cè)位于XZ平面上的轉(zhuǎn)盤(pán)(20)并驅(qū)動(dòng)該轉(zhuǎn)盤(pán)(20 )轉(zhuǎn)動(dòng)，所述轉(zhuǎn)盤(pán)(20 )的另一端連接安裝所述托盤(pán)車工裝架(11)。
3.如權(quán)利要求2所述的升降式手動(dòng)托盤(pán)車自動(dòng)化焊接裝置，其特征在于:所述變位機(jī)底座(2)的中間設(shè)有精密滾珠絲杠副(16)，包括精密滾珠絲杠和滾珠螺母，精密滾珠絲桿兩端通過(guò)滾動(dòng)軸承在底座(2)中間并且豎直設(shè)置，精密滾珠絲桿的底部連接有升降伺服電機(jī)(3)，滾珠螺母安裝在回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)支架(18)上，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)支架(18)通過(guò)升降私服電機(jī)(3)以及絲桿螺母副(16)的驅(qū)動(dòng)沿所述直線導(dǎo)軌上下運(yùn)動(dòng)。
4.如權(quán)利要求2所述的升降式手動(dòng)托盤(pán)車自動(dòng)化焊接裝置，其特征在于:X方向粗定位氣缸(15)安裝在托盤(pán)車底座(1)上,與手動(dòng)托盤(pán)車(14)的質(zhì)心在X方向保持在同一直線附近，2個(gè)y方向粗定位氣缸(6 )安裝在變位機(jī)底座(2)的兩側(cè)，分別對(duì)應(yīng)手動(dòng)托盤(pán)車兩個(gè)貨叉的X方向中間位置附近，X、y方向粗定位擋塊(4、5)分別安裝在托盤(pán)車底座(1)的相應(yīng)位置上，X方向、y方向粗定位氣缸將手動(dòng)托盤(pán)車(14)推至相應(yīng)的擋塊位置實(shí)現(xiàn)手動(dòng)托盤(pán)車(14)的粗定位。
5.如權(quán)利要求4所述的升降式手動(dòng)托盤(pán)車自動(dòng)化焊接裝置，其特征在于:兩個(gè)長(zhǎng)軸套定位氣缸(29)安裝在托盤(pán)車工裝架(11)上y方向前端兩側(cè)，其活塞端沿X方向設(shè)置，長(zhǎng)軸套定位壓桿(21)固定在長(zhǎng)軸套定位氣缸(29)的活塞端并且沿y方向設(shè)置，錐形銷(22)固定在長(zhǎng)軸套定位壓桿(21)的y方向前端，并且沿X方向相對(duì)設(shè)置。
6.如權(quán)利要求5所述的升降式手動(dòng)托盤(pán)車自動(dòng)化焊接裝置，其特征在于:該托盤(pán)車工裝架(11)為一沿y方向水平延伸的架體，具有兩片沿I方向延伸沿X方向相互平行并且與手動(dòng)托盤(pán)車(14 )的兩個(gè)貨叉分別匹配的架臂(111)，X方向精定位氣缸(28 )安裝在托盤(pán)車工裝架(11) 一側(cè)的架臂(111)的下方，沿y方向間隔設(shè)置有兩個(gè)，其活塞桿(281)沿X方向延伸，X方向精定位擋塊(25)安裝在托盤(pán)車工裝架(11)另一側(cè)的架臂(111)的右下方，在X方向上分別與該X方向精定位氣缸(28)保持一直線,在y方向上與X方向精定位氣缸(28)對(duì)應(yīng)設(shè)置有兩個(gè)，并且該X方向精定位擋塊(25)的部分延伸位于另一側(cè)的臂架(111)相對(duì)于一側(cè)的臂架(111)的側(cè)面上。
7.如權(quán)利要求6所述的升降式手動(dòng)托盤(pán)車自動(dòng)化焊接裝置，其特征在于:z方向定位夾緊氣缸(12 )通過(guò)一支架安裝在托盤(pán)車工裝架(I I)前端的中間位置上方，Z方向定位夾緊機(jī)構(gòu)(23 )安裝在托盤(pán)車工裝架(11)下方沿X方向延伸設(shè)置，并且在托盤(pán)車工裝架(11)的兩個(gè)架臂(111)下方各有一個(gè)，并且z方向夾緊氣缸(12)的活塞端連接至該z方向定位夾緊機(jī)構(gòu)(23)，齒輪齒條副(24)安裝在z方向定位夾緊氣缸(12)的下方的支架上，y方向推拉氣缸(26 )沿托盤(pán)車工裝架(11)的y方向延伸設(shè)置并且其活塞端連接至齒輪齒條副(24 )，該y向推拉氣缸(26)和z方向定位夾緊氣缸(12)使該z方向夾緊機(jī)構(gòu)(23)沿X和z方向運(yùn)動(dòng)。
8.如權(quán)利要求2所述的升降式手動(dòng)托盤(pán)車自動(dòng)化焊接裝置，其特征在于:配重塊(7)位于變位機(jī)底座(2)的后側(cè)，鏈輪及鏈輪支架(10)安裝在變位機(jī)底座(2)頂部，配重鏈條(9)一端與配重塊(7)相連 接，另一端通過(guò)鏈輪及鏈輪支架(10)后與轉(zhuǎn)盤(pán)(20)相連接。
【文檔編號(hào)】B23K37/047GK103801888SQ201210448026
【公開(kāi)日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2012年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月12日
【發(fā)明者】馮振禮 申請(qǐng)人:寧波如意股份有限公司