四軸雙工位點(diǎn)焊機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】一種四軸雙工位點(diǎn)焊機(jī)器人，焊鉗支撐機(jī)構(gòu)的X方向齒條與X方向支撐板連接成由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)X方向支撐板沿X方向齒條移動(dòng)的機(jī)構(gòu)，Y方向齒條與Y方向支撐板連接成由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)Y方向支撐板沿Y方向齒條移動(dòng)的機(jī)構(gòu)，Z方向齒條與Z方向支撐板連接成由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)Z方向支撐板沿Z方向齒條移動(dòng)的機(jī)構(gòu)，Y方向齒條固定于X方向支撐機(jī)構(gòu)，Z方向齒條固定于Y方向支撐機(jī)構(gòu)。其優(yōu)點(diǎn)是點(diǎn)焊機(jī)器人采用旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)，提高了焊接效率和適用范圍，焊鉗與焊機(jī)分離，減輕了焊鉗工作時(shí)的重量，降低了焊鉗的運(yùn)動(dòng)慣量，提高了焊接穩(wěn)定性和精度，提高了焊接精度，保證了焊接質(zhì)量，可以保證機(jī)器不間斷工作，并且點(diǎn)焊機(jī)器人操作簡單，生產(chǎn)成本低，體積適宜。
【專利說明】四軸雙工位點(diǎn)焊機(jī)器人
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及機(jī)械加工機(jī)器人，特別涉及四軸雙工位點(diǎn)焊機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國近年汽車制造業(yè)的快速發(fā)展，汽車防撞梁作為車身的重要零部件，正朝著規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化的方向邁進(jìn)。在傳統(tǒng)的防撞梁生產(chǎn)工藝中，完成防撞梁的焊接工作主要采取手工點(diǎn)焊的方式，這樣產(chǎn)品質(zhì)量不僅不易控制，而且焊接效率低，不能滿足大批量生產(chǎn)的要求，此外，惡劣的焊接環(huán)境也會(huì)對人體造成傷害。因此，為滿足焊接制造工藝的復(fù)雜性、勞動(dòng)強(qiáng)度和產(chǎn)品質(zhì)量等要求，使得焊接工藝對于自動(dòng)化、機(jī)械化的要求極為迫切，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自動(dòng)焊接代替人工焊接的生產(chǎn)方式勢在必行。
[0003]現(xiàn)在國內(nèi)實(shí)現(xiàn)焊接自動(dòng)化生產(chǎn)主要有兩種方式，一種是高度智能化的多自由度焊接機(jī)器人，另一種則是針對特殊焊接件的專用焊接機(jī)床。焊接機(jī)器人作為標(biāo)準(zhǔn)的柔性系統(tǒng)具有廣泛的適用范圍以及焊接精度，但其具大的前期資金投入以及維護(hù)費(fèi)用，讓眾多中小型生產(chǎn)企業(yè)望而卻步；而專用焊接機(jī)床則適用于用戶的特殊生產(chǎn)需求，通用性較差，制約了焊接機(jī)床的生產(chǎn)推廣。因此，能夠在兼顧兩者有點(diǎn)的基礎(chǔ)上，一款性價(jià)比高、適用范圍廣的自動(dòng)化焊接機(jī)器人具有廣闊的市場前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的就是提供一種四軸雙工位點(diǎn)焊機(jī)器人，具有X、Y、Z三個(gè)直線軸與旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)的四軸自動(dòng)焊接機(jī)器人，通過更換工作臺(tái)的夾具，可完成不同型號汽車前防撞梁的自動(dòng)焊接工作。焊接機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制通過電腦編程軟件編寫程序式，傳送到PLC，經(jīng)過PLC處理后傳送到伺服器來實(shí)現(xiàn)四軸雙工位點(diǎn)焊機(jī)器人。
[0005]本實(shí)用新型的解決方案是這樣的:
[0006]本實(shí)用新型包括焊機(jī)吊架、焊鉗、焊鉗支撐機(jī)構(gòu)、工件支撐機(jī)構(gòu)，所述焊鉗支撐機(jī)構(gòu)包括X方向齒條、Y方向齒條、Z方向齒條，所述X方向齒條與X方向支撐板連接成由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)X方向支撐板沿X方向齒條移動(dòng)的機(jī)構(gòu)，所述Y方向齒條與Y方向支撐板連接成由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)Y方向支撐板沿Y方向齒條移動(dòng)的機(jī)構(gòu)，所述Z方向齒條與Z方向支撐板連接成由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)Z方向支撐板沿Z方向齒條移動(dòng)的機(jī)構(gòu)，所述Y方向齒條固定于X方向支撐機(jī)構(gòu)，所述Z方向齒條固定于Y方向支撐機(jī)構(gòu)；所述工件支撐機(jī)構(gòu)為繞Y方向進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，包括用于夾持工件的夾具體、定位機(jī)構(gòu)和夾緊裝置，所述夾具體與所述工件支撐機(jī)構(gòu)鉸接，其鉸接軸的軸線為與支撐機(jī)構(gòu)的Y方向同向，所述定位機(jī)構(gòu)為通過定位銷固定工件位置，所述夾緊機(jī)構(gòu)通過伸縮氣缸采用氣動(dòng)加緊工件；所述工件支撐機(jī)構(gòu)采用雙工位，用于同時(shí)夾持兩個(gè)工件。
[0007]更具體的技術(shù)方案還包括:所述焊機(jī)吊架為框架結(jié)構(gòu)，在框架上方固定焊機(jī)，所述焊機(jī)通過焊接連線連接到焊鉗。
[0008]進(jìn)一步的:所述焊鉗支撐機(jī)構(gòu)設(shè)置有X方向機(jī)械限位塊，用于限制X方向支撐板的移動(dòng)范圍。
[0009]進(jìn)一步的:所述焊鉗支撐機(jī)構(gòu)設(shè)置有Y方向機(jī)械限位塊，用于限制Y方向支撐板的移動(dòng)范圍。
[0010]進(jìn)一步的:所述焊鉗支撐機(jī)構(gòu)設(shè)置有Z方向機(jī)械限位塊，用于限制Z方向支撐板的移動(dòng)范圍。
[0011]進(jìn)一步的:所述夾具體與翻轉(zhuǎn)氣缸連接，由翻轉(zhuǎn)氣缸帶動(dòng)夾具翻轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)氣缸通過減速器和變頻調(diào)速機(jī)控制。
[0012]進(jìn)一步的:所述定位機(jī)構(gòu)通過工件定位銷，采用一面兩銷方式定位工件。
[0013]進(jìn)一步的:所述夾緊機(jī)構(gòu)通過操控手動(dòng)閥，使伸縮氣缸將調(diào)整墊板定位，夾緊工件。
[0014]進(jìn)一步的:所述夾具體翻轉(zhuǎn)角度為+100°?-100°。
[0015]進(jìn)一步的:所述焊鉗與所述Z方向支撐板鉸接。
[0016]進(jìn)一步的:所述工件支撐機(jī)構(gòu)下端連接傳送帶，所述傳送帶的傳送方向與夾具翻轉(zhuǎn)軸的軸線方向一致。
[0017]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:
[0018](I)此專利設(shè)計(jì)了回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的機(jī)械結(jié)構(gòu)及控制系統(tǒng)，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)采用減速器和變頻調(diào)速機(jī)驅(qū)動(dòng)，PLC控制，工作臺(tái)可以在+100° '100°內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，焊接精度局;
[0019](2)此專利設(shè)計(jì)的焊鉗與焊機(jī)采用分離式結(jié)構(gòu)，減輕了焊鉗工作時(shí)的重量，降低了焊鉗的運(yùn)動(dòng)慣量，提高了焊接穩(wěn)定性和精度；
[0020](3)此專利設(shè)計(jì)的工作臺(tái)夾緊機(jī)構(gòu)通過伸縮氣缸，采用氣動(dòng)夾緊，可靠性高，操作方便；
[0021 ] (4)此專利采用PLC控制機(jī)器的整體運(yùn)動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)焊接工藝范圍內(nèi)任意精準(zhǔn)定位，提高了焊接精度，保證了焊接質(zhì)量；
[0022](5)此專利設(shè)計(jì)為工作臺(tái)雙工位焊接，可以保證機(jī)器不間斷工作，提高了工作效率；
[0023](6)此專利設(shè)計(jì)的焊接機(jī)器人操作簡單，生產(chǎn)成本低，體積適宜，適合一般的中小型企業(yè)安裝使用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖2是工件支撐機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖3是圖1的左視圖。
[0027]圖4是焊接工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖5是圖4的俯視圖。
[0029]圖6是焊接工作臺(tái)的三維結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]附圖中，包括I焊機(jī)吊架、2拖鏈、3X方向拖鏈連接架、4焊槍X方向行位底板、5焊槍座大拖鏈連接架、6Z方向刀軌、7Z方向刀軌副拖板、8焊槍Z方向移動(dòng)拼臺(tái)、9伺服電機(jī)、10焊具前夾支撐座、11氣缸、12焊具中夾支撐座、13電池閥板、14焊具翻轉(zhuǎn)臺(tái)底座、15焊機(jī)、16翻轉(zhuǎn)臺(tái)法蘭墊板、17焊具翻轉(zhuǎn)臺(tái)支架、18焊具后夾支撐座、19翻轉(zhuǎn)臺(tái)底座支撐方管、20翻轉(zhuǎn)臺(tái)限位塊、21傳送帶、22焊具底座、23底座方管架、24自動(dòng)焊底座、25自動(dòng)焊底座固定塊、26傳送帶支架、27減速器、28翻轉(zhuǎn)臺(tái)氣缸、29翻轉(zhuǎn)臺(tái)大齒輪、30翻轉(zhuǎn)臺(tái)大齒條、31齒輪支撐底座、32X方向齒條、33刀軌沉頭螺釘、34齒條沉頭螺釘、35導(dǎo)軌、36Y方向齒條、37X方向機(jī)械限位塊、38線性導(dǎo)軌滑塊、39工件定位銷、40Y方向機(jī)械限位塊、41防塵罩、42翻轉(zhuǎn)臺(tái)基準(zhǔn)塊、43傳送帶滑柱、44焊具翻轉(zhuǎn)臺(tái)法蘭、45法蘭軸承、46焊鉗、47焊鉗Z方向梁柱、48X方向拖鏈連接架、49自動(dòng)焊底架支撐腳、50伸縮氣缸、51夾具體。
【具體實(shí)施方式】
[0031]本實(shí)用新型包括焊機(jī)吊架1、焊鉗46、焊鉗支撐機(jī)構(gòu)、工件支撐機(jī)構(gòu)，所述焊鉗支撐機(jī)構(gòu)包括X方向齒條32、Y方向齒條36、Ζ方向齒條，所述X方向齒條32與X方向支撐板連接成由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)X方向支撐板沿X方向齒條32移動(dòng)的機(jī)構(gòu)，所述Y方向齒條36與Y方向支撐板連接成由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)Y方向支撐板沿Y方向齒條36移動(dòng)的機(jī)構(gòu)，所述Z方向齒條與Z方向支撐板連接成由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)Z方向支撐板沿Z方向齒條移動(dòng)的機(jī)構(gòu)，Z方向齒條固定于焊鉗Z方向梁柱47，所述Y方向齒條36固定于X方向支撐機(jī)構(gòu)，跟隨X方向支撐機(jī)構(gòu)沿X方向移動(dòng)，所述Z方向齒條固定于Y方向支撐機(jī)構(gòu)，跟隨Y方向支撐機(jī)構(gòu)沿Y方向移動(dòng)；所述工件支撐機(jī)構(gòu)為繞Y方向進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，包括用于夾持工件的夾具體51、定位機(jī)構(gòu)39和夾緊裝置50，所述夾具體51與翻轉(zhuǎn)大齒輪16的轉(zhuǎn)軸鉸接，構(gòu)成與所述工件支撐機(jī)構(gòu)鉸接的結(jié)構(gòu)，其鉸接軸的軸線為與支撐機(jī)構(gòu)的Y方向同向，所述定位機(jī)構(gòu)為通過定位銷39固定工件位置，所述夾緊機(jī)構(gòu)通過伸縮氣缸50采用氣動(dòng)加緊工件；所述工件支撐機(jī)構(gòu)采用雙工位，用于同時(shí)夾持兩個(gè)工件。
[0032]所述焊機(jī)吊架I為框架結(jié)構(gòu)，在框架上方固定焊機(jī)15，所述焊機(jī)15通過焊接連線連接到焊鉗46。
[0033]所述焊鉗支撐機(jī)構(gòu)設(shè)置有X方向機(jī)械限位塊37，用于限制X方向支撐板的移動(dòng)范圍。
[0034]所述焊鉗支撐機(jī)構(gòu)設(shè)置有Y方向機(jī)械限位塊40，用于限制Y方向支撐板的移動(dòng)范圍。
[0035]所述焊鉗支撐機(jī)構(gòu)設(shè)置有Z方向機(jī)械限位塊，用于限制Z方向支撐板的移動(dòng)范圍。
[0036]所述夾具體與翻轉(zhuǎn)氣缸28連接，由翻轉(zhuǎn)氣缸帶動(dòng)夾具翻轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)氣缸通過減速器27和變頻調(diào)速機(jī)27控制。
[0037]所述定位機(jī)構(gòu)通過工件定位銷39，采用一面兩銷方式定位工件。
[0038]所述夾緊機(jī)構(gòu)通過操控手動(dòng)閥，使伸縮氣缸50將調(diào)整墊板定位，夾緊工件。
[0039]所述夾具體翻轉(zhuǎn)角度為+100°?-100°。
[0040]所述焊鉗46與所述Z方向支撐板鉸接，用于調(diào)節(jié)焊鉗46的工作角度。
[0041]所述工件支撐機(jī)構(gòu)下端連接傳送帶，所述傳送帶的傳送方向與夾具翻轉(zhuǎn)軸的軸線方向一致，由傳送帶滑柱43支撐傳送帶將工件支撐機(jī)構(gòu)送到相應(yīng)的工位。
[0042]所述翻轉(zhuǎn)氣缸28連接翻轉(zhuǎn)大齒條30，所述翻轉(zhuǎn)大齒條30與翻轉(zhuǎn)大齒輪29嚙合，將翻轉(zhuǎn)氣缸28的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為翻轉(zhuǎn)大齒輪29的轉(zhuǎn)動(dòng)，翻轉(zhuǎn)大齒輪26的轉(zhuǎn)軸為所述夾具體與工件支撐機(jī)構(gòu)的鉸接軸，固定于翻轉(zhuǎn)大齒輪26的夾具體跟隨翻轉(zhuǎn)大齒輪26的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)用于翻轉(zhuǎn)工件到不同的工位。
[0043]本實(shí)用新型的工作流程為:焊鉗運(yùn)動(dòng)到焊接工件的第一個(gè)面的第一個(gè)焊點(diǎn)，開始焊接，在程序的控制下進(jìn)行焊接，當(dāng)焊完此面上的焊點(diǎn)后，焊鉗運(yùn)動(dòng)到安全位置，第一工位的旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)自動(dòng)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)一定角度，然后焊鉗運(yùn)動(dòng)到第2個(gè)焊接面進(jìn)行其余點(diǎn)的焊接。焊接此面后，焊鉗運(yùn)動(dòng)到第二個(gè)工位進(jìn)行重復(fù)第一個(gè)工位的焊接工作，與此同時(shí)，裝夾工人在裝夾第一個(gè)工位的零件。一個(gè)工位的焊接時(shí)間大概在2分鐘左右，在這段時(shí)間內(nèi)工人可以裝夾好另一個(gè)工位的零件，從而保持機(jī)床一直保持在工作中。
【權(quán)利要求】
1.一種四軸雙工位點(diǎn)焊機(jī)器人，包括焊機(jī)吊架、焊鉗、焊鉗支撐機(jī)構(gòu)、工件支撐機(jī)構(gòu)，其特征在于:所述焊鉗支撐機(jī)構(gòu)包括X方向齒條、Y方向齒條、Z方向齒條，所述X方向齒條與X方向支撐板連接成由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)X方向支撐板沿X方向齒條移動(dòng)的機(jī)構(gòu)，所述Y方向齒條與Y方向支撐板連接成由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)Y方向支撐板沿Y方向齒條移動(dòng)的機(jī)構(gòu)，所述Z方向齒條與Z方向支撐板連接成由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)Z方向支撐板沿Z方向齒條移動(dòng)的機(jī)構(gòu)，所述Y方向齒條固定于X方向支撐機(jī)構(gòu)，所述Z方向齒條固定于Y方向支撐機(jī)構(gòu)；所述工件支撐機(jī)構(gòu)為繞Y方向進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，包括用于夾持工件的夾具體、定位機(jī)構(gòu)和夾緊裝置，所述夾具體與所述工件支撐機(jī)構(gòu)鉸接，其鉸接軸的軸線為與支撐機(jī)構(gòu)的Y方向同向，所述定位機(jī)構(gòu)為通過定位銷固定工件位置，所述夾緊機(jī)構(gòu)通過伸縮氣缸采用氣動(dòng)加緊工件；所述工件支撐機(jī)構(gòu)采用雙工位，用于同時(shí)夾持兩個(gè)工件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四軸雙工位點(diǎn)焊機(jī)器人，其特征在于:所述焊機(jī)吊架為框架結(jié)構(gòu)，在框架上方固定焊機(jī)，所述焊機(jī)通過焊接連線連接到焊鉗。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四軸雙工位點(diǎn)焊機(jī)器人，其特征在于:所述焊鉗支撐機(jī)構(gòu)設(shè)置有X方向機(jī)械限位塊，用于限制X方向支撐板的移動(dòng)范圍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四軸雙工位點(diǎn)焊機(jī)器人，其特征在于:所述焊鉗支撐機(jī)構(gòu)設(shè)置有Y方向機(jī)械限位塊，用于限制Y方向支撐板的移動(dòng)范圍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四軸雙工位點(diǎn)焊機(jī)器人，其特征在于:所述焊鉗支撐機(jī)構(gòu)設(shè)置有Z方向機(jī)械限位塊，用于限制Z方向支撐板的移動(dòng)范圍。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四軸雙工位點(diǎn)焊機(jī)器人，其特征在于:所述夾具體與翻轉(zhuǎn)氣缸連接，由翻轉(zhuǎn)氣缸帶動(dòng)夾具翻轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)氣缸通過減速機(jī)和變頻調(diào)速機(jī)控制。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四軸雙工位點(diǎn)焊機(jī)器人，其特征在于:所述定位機(jī)構(gòu)通過工件定位銷，采用一面兩銷方式定位工件。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的四軸雙工位點(diǎn)焊機(jī)器人，其特征在于:所述夾具體翻轉(zhuǎn)角度為+100°?-100。。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四軸雙工位點(diǎn)焊機(jī)器人，其特征在于:所述焊鉗與所述Z方向支撐板鉸接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四軸雙工位點(diǎn)焊機(jī)器人，其特征在于:所述工件支撐機(jī)構(gòu)下端連接傳送帶，所述傳送帶的傳送方向與夾具翻轉(zhuǎn)軸的軸線方向一致。
【文檔編號】B23K37/00GK203599742SQ201320836941
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月18日
【發(fā)明者】唐清春, 劉謙, 馬仲亮, 張健, 黎國強(qiáng), 閆欣然 申請人:廣西科技大學(xué)