CN106425078B - 机器人超声波焊接机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种机器人超声波焊接机，其包括有工作台和复数个焊接机器人，该工作台包括机架、复数个胎具组件、驱动每个胎具组件翻转的复数个翻转机构、驱动机架水平转动的水平转动机构以及分别针对复数个胎具组件进行翻转限位的复数个限位机构；该焊接机器人具有可多方位移动的机械臂，于机械臂上安装有用于对待焊接产品进行焊接的单头式焊接单元或垂直式焊接单元。藉此，通过将工作台设置为可翻转及水平转动式，从而使胎具组件在翻转机构及水平转动机构驱动下，多个胎具组件依次转动至焊接机器人加工位置，进行焊接，节省了多次安装待加工产品的时间，减少了待焊接产品的移动距离，实现多个待焊接产品的快速焊接，从而，提高焊接效率。

Description

机器人超声波焊接机

技术领域

本发明涉及超声波焊接领域技术，尤其是指一种机器人超声波焊接机。

背景技术

目前，现有的汽车保险杠通常采用超声波焊接机进行焊接，但是现有应用于保险杠焊接的超声波焊接机之工作台一般不能进行翻转和水平转动或者只是小角度移位，必要时，还需要人工对待焊接产品进行角度调整，待焊接产品通常是于工作台上表面依次进行焊接，严重影响了焊接效率；并且，传统应用于汽车保险杠的超声波焊接机之焊接单元形式单一，角度调整范围有限，针对保险杠多个曲面造型的焊接，需要用到多个焊接单元，才能完成焊接，焊接成本高，灵活性不强。因此，应针对现有应用于汽车保险杠的超声波焊接机进行改进，以解决上述问题。

发明内容

有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种机器人超声波焊接机，其通过将工作台设置为可翻转及水平转动的形式，从而使胎具组件在翻转机构及水平转动机构驱动下，实现多个待焊接产品的快速焊接，提高焊接效率。

为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：

一种机器人超声波焊接机，包括有翻转工作台和设置于该翻转工作台侧旁的复数个焊接机器人，其中，

该翻转工作台包括机架、并排安装于机架上的复数个胎具组件、用于驱动每个胎具组件翻转的翻转机构、驱动机架水平转动的水平转动机构以及分别针对每个胎具组件进行翻转限位的限位机构，该机架具有复数个供胎具组件翻转的翻转空间，并于机架中部设有支撑梁；该复数个胎具组件分别对应安装于翻转空间中，每个胎具组件均包括底板、安装于底板上、下表面的胎膜和用于将待焊接产品压紧于胎膜上的压紧装置，该底板一端与机架枢接；该翻转机构设置于机架上，并与底板另一端相连；该水平转动机构竖直设置于支撑梁下方，并与支撑梁相连；该复数个限位机构设置于机架上，并朝向于底板端部；

该复数个焊接机器人均具有可多方位移动的机械臂，于机械臂上安装有用于对待焊接产品进行焊接的单头式焊接单元或垂直式焊接单元。

作为一种优选方案：所述压紧装置包括固定于底板上的支撑座和安装于支撑座上的驱动气缸、齿轮齿条机构及压紧件，该齿轮齿条机构连接于驱动气缸轴端和压紧件之间，驱动气缸推动齿轮齿条相对运动，使压紧件将待焊接产品压紧于胎膜上。

作为一种优选方案：所述限位机构包括限位气缸、安装于限位气缸轴端的限位块以及设置于底板对应端的限位槽，胎具组件翻转到位后，限位气缸推动限位块嵌入限位槽中。

作为一种优选方案：所述底板端部设置有用于和上述机架配合以对胎具组件固定的挡块。

作为一种优选方案：所述支撑梁的水平转动角度为360度；胎具组件的翻转角度为正反180度。

作为一种优选方案：所述单头式焊接单元包括快换盘、推力气缸及焊头部，该快换盘上设置有与上述机械臂相配合的连接部，并于快换盘底部设置有一L形支撑座，该L形支撑座包括固定板和垂直设置于固定板上的竖板，上述推力气缸安装于固定板上，于竖板外侧面上设置有导轨，于该导轨上可滑动式安装有一导向固定座，焊头部安装于该导向固定座上，并于导向固定座上向一侧设置有一延伸板，推力气缸轴端连接于该延伸板上。

作为一种优选方案：所述垂直式焊接单元包括快换盘、支座、两推力气缸及两焊头部，该快换盘上设置有与上述机械臂相配合的连接部；该支座安装于快换盘底部，其呈倒梯形，于该支座两侧面上分别安装有一L形支撑座，该L形支撑座包括固定板和垂直安装于固定板上的竖板，并于竖板外侧设置有导轨，于该导轨上可滑动式安装有一导向固定座；该推力气缸安装于固定板上；该焊头部安装于导向固定座上，两焊头部夹角为90度，并于该导向固定座上向一侧设置有一延伸板，推力气缸轴端连接于该延伸板上。

作为一种优选方案：所述工作台上方设置有横梁，上述焊接机器人共有三个，其中两焊接机器人位于工作台正前方，另外一焊接机器人安装于横梁上，其机械臂由横梁上向下伸向于工作台。

作为一种优选方案：所述横梁一侧及工作台两侧分别设置有具备多个焊接单元以供焊接机器人更换的焊接库。

作为一种优选方案：所述焊接库包括有支座和可拆卸式安装于支座上的复数个焊接单元，该支座上并排设置有复数个安装位，每个安装位上具有一用于放置焊接单元的限位缺口，于限位缺口下方设置有两用于固定焊接单元的限位杆。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知，通过将工作台设置为可翻转及水平转动式，从而使胎具组件在翻转机构的驱动下，其上下两面均可加工产品，在水平转动机构驱动下，多个胎具组件依次转动至焊接机器人加工位置，进行焊接，节省了多次安装待加工产品的时间，减少了待焊接产品的移动距离，实现多个待焊接产品的快速焊接，从而，提高焊接效率，并且，该焊接机采用单头式或垂直式焊接单元进行加工，焊接角度广泛，灵活性强，可针对保险杠多个曲面造型进行焊接，减少焊接单元使用数量，节省焊接成本。

为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对其进行详细说明。

附图说明

图1为本发明之焊接机整体示意图；

图2为本发明之工作台立体示意图；

图3为本发明之工作台底部结构示意图；

图4为本发明之工作台俯视示意图；

图5为本发明之单头式焊接单元立体示意图；

图6为本发明之垂直式焊接单元立体示意图；

图7为本发明之焊接库之支座立体示意图；

图8为图2之M处放大示意图；

图9为图2之N处放大示意图。

附图标识说明：

10、工作台 11、机架

111、翻转空间 112、支撑梁

12、胎具组件 121、底板

122、胎膜 123、压紧装置

1231、支撑座 1232、驱动气缸

1233、齿轮齿条机构 1234、压紧件

13、翻转机构 14、水平转动机构

15、限位机构 151、限位气缸

152、限位块 153、限位槽

16、挡块 20、焊接机器人

21、机械臂 22、单头式焊接单元

221、快换盘 2211、连接部

222、推力气缸 223、焊头部

224、L形支撑座 2241、固定板

2242、竖板 2243、导轨

2244、导向固定座 2245、延伸板

23、垂直式焊接单元 231、快换盘

2311、连接部 232、支座

233、推力气缸 234、焊头部

235、L形支撑座 2351、固定板

2352、竖板 2353、导轨

2354、导向固定座 2355、延伸板

30、横梁 40、焊接库

41、支座 411、安装位

412、限位缺口 413、限位杆

42、焊接单元。

具体实施方式

本发明如图1至图9所示，一种机器人超声波焊接机，包括有工作台10和设于该工作台10侧旁的复数个焊接机器人20，其中：

该工作台10包括机架11、并排安装于机架11上的两胎具组件12、驱动两胎具组件12翻转的两翻转机构13、驱动机架11水平转动的水平转动机构14以及分别针对两胎具组件12进行翻转限位的两限位机构15，该机架11具有两个供胎具组件12翻转的翻转空间111，并于机架11中部设有支撑梁112；该两胎具组件12分别对应安装于两翻转空间111中，该胎具组件12包括底板121、安装于底板121上下表面的胎膜122和用于将待焊接产品压紧于胎膜122上的压紧装置123，该底板121一端与机架11枢接，该压紧装置123包括固定于底板121上的支撑座1231和安装于支撑座1231上的驱动气缸1232、齿轮齿条机构1233及压紧件1234，该齿轮齿条机构1233连接于驱动气缸1232轴端和压紧件1234之间，驱动气缸1232推动齿轮齿条相对运动，使压紧件1234将待焊接产品压紧于胎膜122上；该翻转机构13设置于机架11上，并与胎具组件12另一端相连，驱动胎具组件12翻转。该水平转动机构14竖直设置于支撑梁112下方，且与支撑梁112相连，驱动支撑梁112及整个机架11水平转动，该翻转机构13和水平转动机构14均为电机和减速机构的组合，并支撑梁112的水平转动角度为360度；胎具组件12的翻转角度为正反180度；该两限位机构15设置于机架11上，并分别朝向于底板121端部，该限位机构15包括限位气缸151、安装于限位气缸151轴端的限位块152以及设置于胎具组件12对应端的限位槽153，胎具组件12翻转到位后，限位气缸151推动限位块152嵌入限位槽153中；另外，于胎具组件12端部设置有用于和上述机架11配合以对胎具组件12翻转固定的挡块16。需要说明的是，机架11可以做成多种形状（如环形）焊接机器人20数量可以适当增加，以满足焊接需求。

该焊接机器人20具有可多方位移动的机械臂21，于机械臂21上安装有用于对待焊接产品进行焊接的单头式焊接单元22或垂直式焊接单元23；于本实施例中，于工作台10上方设置有横梁30，上述焊接机器人20共有三个，其中两焊接机器人20位于工作台10正前方，另外一焊接机器人20安装于横梁30上，其机械臂21由横梁30上向下伸向于工作台10，并于横梁30上及工作台10两侧分别设置有具备多个焊接单元以供焊接机器人20更换的焊接库40，该焊接库40包括有支座41和可拆卸式安装于支座41上的复数个焊接单元42，该支座41上并排设置有复数个安装位411，每个安装位411上具有一用于放置焊接单元42的限位缺口412，于限位缺口412下方设置有两用于固定焊接单元42的限位杆413。

该单头式焊接单元22包括快换盘221、推力气缸222及焊头部223，该快换盘221上设置有与上述机械臂21相配合的连接部2211，并于快换盘221底部设置有一L形支撑座224，该L形支撑座224包括固定板2241和垂直设置于固定板2241上的竖板2242，上述推力气缸222安装于固定板2241上，于竖板2242外侧面上设置有导轨2243，于该导轨2243上可滑动式安装有一导向固定座2244，焊头部223安装于该导向固定座2244上，并于导向固定座2244上向一侧设置有一延伸板2245，推力气缸222轴端连接于该延伸板2245上。

该垂直式焊接单元23包括快换盘231、支座232、两推力气缸233及两焊头部234，该快换盘231上设置有与上述机械臂21相配合的连接部2311；该支座232安装于快换盘231底部，其呈倒梯形，于该支座232两侧面上分别安装有一L形支撑座235，该L形支撑座235包括固定板2351和垂直安装于固定板2351上的竖板2352，并于竖板2352外侧设置有导轨2353，于该导轨2353上可滑动式安装有一导向固定座2354；该推力气缸233安装于固定板2351上；该焊头部234安装于导向固定座2354上，两焊头部夹角为90度，并于该导向固定座2354上向一侧设置有一延伸板2355，推力气缸233轴端连接于该延伸板2355上。

此外，于工作台10及焊接机器人20外围可设置防护栏，提高工作安全性。

本发明的工作原理如下：将每个胎具组件12之上下胎膜中均通过压紧装置123固定待焊接产品，焊接机器人20对位于其侧旁的胎具组件12上的待焊接产品焊接完成后，可以通过翻转机构13实现胎具组件12的翻转，使位于底板121之下表面上的待焊接产品面向焊接机器人20，进行焊接，当底板121上下两面上的待焊接产品均完成焊接后，水平转动机构14带动机架11转动一定角度，使未进行焊接的胎具组件12转动至焊接机器人20处，进行焊接，依次循环；焊接机器人20采用的单头式焊接单元22或垂直式焊接单元23能够针对产品不同位置曲面进行焊接。

本发明的设计重点在于，通过将工作台设置为可翻转及水平转动式，从而使胎具组件在翻转机构的驱动下，其上下两面均可加工产品，在水平转动机构驱动下，多个胎具组件依次转动至焊接机器人加工位置，进行焊接，节省了多次安装待加工产品的时间，减少了待焊接产品的移动距离，实现多个待焊接产品的快速焊接，从而，提高焊接效率，并且，该焊接机采用单头式或垂直式焊接单元进行加工，焊接角度广泛，灵活性强，可针对保险杠多个曲面造型进行焊接，减少焊接单元使用数量，节省焊接成本。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种机器人超声波焊接机，其特征在于：包括有翻转工作台和设置于该翻转工作台侧旁的复数个焊接机器人，其中，

该翻转工作台包括机架、并排安装于机架上的复数个胎具组件、用于驱动每个胎具组件翻转的翻转机构、驱动机架水平转动的水平转动机构以及分别针对每个胎具组件进行翻转限位的限位机构，该机架具有复数个供胎具组件翻转的翻转空间，并于机架中部设有支撑梁；该复数个胎具组件分别对应安装于翻转空间中，每个胎具组件均包括底板、安装于底板上、下表面的胎膜和用于将待焊接产品压紧于胎膜上的压紧装置，该底板一端与机架枢接；该翻转机构设置于机架上，并与底板另一端相连；该水平转动机构竖直设置于支撑梁下方，并与支撑梁相连；该复数个限位机构设置于机架上，并朝向于底板端部；

该复数个焊接机器人均具有可多方位移动的机械臂，于机械臂上安装有用于对待焊接产品进行焊接的单头式焊接单元或垂直式焊接单元。

2.根据权利要求1所述的机器人超声波焊接机，其特征在于：所述压紧装置包括固定于底板上的支撑座和安装于支撑座上的驱动气缸、齿轮齿条机构及压紧件，该齿轮齿条机构连接于驱动气缸轴端和压紧件之间，驱动气缸推动齿轮齿条相对运动，使压紧件将待焊接产品压紧于胎膜上。

3.根据权利要求1所述的机器人超声波焊接机，其特征在于：所述限位机构包括限位气缸、安装于限位气缸轴端的限位块以及设置于底板对应端的限位槽，胎具组件翻转到位后，限位气缸推动限位块嵌入限位槽中。

4.根据权利要求1所述的机器人超声波焊接机，其特征在于：所述底板端部设置有用于和上述机架配合以对胎具组件固定的挡块。

5.根据权利要求1所述的机器人超声波焊接机，其特征在于：所述支撑梁的水平转动角度为360度；胎具组件的翻转角度为正反180度。

6.根据权利要求1所述的机器人超声波焊接机，其特征在于：所述单头式焊接单元包括快换盘、推力气缸及焊头部，该快换盘上设置有与上述机械臂相配合的连接部，并于快换盘底部设置有一L形支撑座，该L形支撑座包括固定板和垂直设置于固定板上的竖板，上述推力气缸安装于固定板上，于竖板外侧面上设置有导轨，于该导轨上可滑动式安装有一导向固定座，焊头部安装于该导向固定座上，并于导向固定座上向一侧设置有一延伸板，推力气缸轴端连接于该延伸板上。

7.根据权利要求1所述的机器人超声波焊接机，其特征在于：所述垂直式焊接单元包括快换盘、支座、两推力气缸及两焊头部，该快换盘上设置有与上述机械臂相配合的连接部；该支座安装于快换盘底部，其呈倒梯形，于该支座两侧面上分别安装有一L形支撑座，该L形支撑座包括固定板和垂直安装于固定板上的竖板，并于竖板外侧设置有导轨，于该导轨上可滑动式安装有一导向固定座；该推力气缸安装于固定板上；该焊头部安装于导向固定座上，两焊头部夹角为90度，并于该导向固定座上向一侧设置有一延伸板，推力气缸轴端连接于该延伸板上。

8.根据权利要求1所述的机器人超声波焊接机，其特征在于：所述工作台上方设置有横梁，上述焊接机器人共有三个，其中两焊接机器人位于工作台正前方，另外一焊接机器人安装于横梁上，其机械臂由横梁上向下伸向于工作台。

9.根据权利要求8所述的机器人超声波焊接机，其特征在于：所述横梁一侧及工作台两侧分别设置有具备多个焊接单元以供焊接机器人更换的焊接库。

10.根据权利要求9所述的机器人超声波焊接机，其特征在于：所述焊接库包括有支座和可拆卸式安装于支座上的复数个焊接单元，该支座上并排设置有复数个安装位，每个安装位上具有一用于放置焊接单元的限位缺口，于限位缺口下方设置有两用于固定焊接单元的限位杆。