CN106624356B - 激光焊系统的自动下件装置及工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种激光焊系统的自动下件装置，该激光焊系统具有一光束方向与地面垂直的激光头，激光头下方设置有工作台，所述自动下件装置包括用于临时放置已完成焊接的焊件的下件台、用于收集完成焊接的焊件的下件料箱、用于将已完成焊接的焊件从工作台移送至下件台的取件抓手、用于将已完成焊接的焊件从下件台移送至下件料箱的下件抓手、用于辅助下件抓手移动的钢构，以及用于控制取件抓手和下件抓手移动的控制装置。工作台上的焊件完成焊接后，取件抓手抓取焊件后将焊件从工作台移送至下件台，下件抓手再抓取焊件后将焊件从下件台移到下件料箱，将焊件放入下件料箱。本发明实现了焊件下件的自动化，提高产能，保证设备和人员安全。

Description

激光焊系统的自动下件装置及工作方法

技术领域

本发明涉及激光焊领域，具体而言涉及一种激光焊系统的自动下件装置及自动下件方法。

背景技术

激光焊接是激光材料加工技术应用的重要方面之一。20世纪70年代主要用于焊接薄壁材料和低速焊接，焊接过程属热传导型，即激光辐射加热工件表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数，使工件熔化，形成特定的熔池。

完成焊接后的焊件重量很沉重，现阶段通常由工作人员使用工具来手动搬运，搬运耗时很长，若要与焊接工序的节拍衔接，需要安排更多工位和工作人员一起交叉工作，占地空间大，设备费用昂贵，工作人员的安全也得不到保证。

发明内容

本发明目的在于提供一种激光焊系统的自动下件装置及自动下件方法，该自动下件装置可以实现激光焊系统的自动下件，通过设定的程序将焊接好的焊件自动移送至下件台，再由下件台移送至下件料箱，占地空间小，产能得到提高；同时，由于是全自动操作，设备和人员的安全也得到了保证。

本发明的上述目的通过独立权利要求的技术特征实现，从属权利要求以另选或有利的方式发展独立权利要求的技术特征。

为达成上述目的，本发明提出一种激光焊系统的自动下件装置，该激光焊系统具有一光束方向与地面垂直的激光头，激光头下方设置有工作台，所述自动下件装置包括用于临时放置已完成焊接的焊件的下件台、用于收集完成焊接的焊件的下件料箱、用于将已完成焊接的焊件从工作台移送至下件台的取件抓手、用于将已完成焊接的焊件从下件台移送至下件料箱的下件抓手、用于辅助激光头移动的第一钢构、用于辅助下件抓手移动的第二钢构，以及用于控制取件抓手和下件抓手移动的控制装置；

所述第一钢构包括：

第一激光头行走轴支撑架，其包括垂直设置在地面上的第一立柱、第二立柱，以及架设连接在第一立柱顶端与第二立柱顶端的第一横梁，其中，第一立柱与第二立柱之间存在间隙，且第一立柱与第二立柱在竖直方向上的高度相同，第一横梁与地面平行；

第二激光头行走轴支撑架，其包括垂直设置在地面上的第三立柱、第四立柱，以及架设连接在第三立柱顶端与第四立柱顶端的第二横梁，其中，第三立柱与第四立柱之间存在间隙，且第三立柱、第四立柱在竖直方向上的高度相同，第二横梁与地面平行，第二横梁与第一横梁相互平行且离地高度相同；

激光头行走轴，其一端垂直地安装在所述第一横梁上，另一端垂直地安装在所述第二横梁上，该激光头行走轴与地面平行；

所述激光头安装在所述激光头行走轴上，被设置为沿激光头行走轴移动；

所述下件台穿过所述第一立柱与第二立柱之间的间隙，与所述工作台相邻放置，该下件台与工作台接触的端面被定义为第一端面，与第一端面相对的端面被定义为第二端面；

所述第二钢构包括：

第一抓手行走轴立柱，其垂直设置在地面上，位于下件台临近第一立柱的一侧；

第二抓手行走轴立柱，其垂直设置在地面上，位于下件台临近第二立柱的一侧，该第一抓手行走轴立柱与所述第一抓手行走轴立柱在竖直方向上的高度相同；

抓手行走轴，其平行于地面，一端垂直地固定在所述第一抓手行走轴立柱上，另一端垂直地固定在所述第二抓手行走轴立柱上，该抓手行走轴与所述激光头行走轴垂直；

所述取件抓手可移动地设置在所述下件台上，其移动方向与激光头行走方向一致，在第一端面与第二端面之间移动；

所述下件料箱位于所述抓手行走轴正下方，位于所述下件台第二端面的一侧，临近所述第一抓手行走轴立柱；

所述下件抓手可移动地设置在所述抓手行走轴上；

所述控制装置与所述取件抓手连接，被设置为响应于焊接完成，取件抓手将焊件从所述工作台移送至所述下件台；

所述控制装置与所述下件抓手连接，被设置为响应于所述取件抓手携带焊件移至所述下件台第二端面处，下件抓手将焊件从所述下件台移送至所述下件料箱。

进一步的实施例中，所述抓手行走轴上设置有第一齿条；

所述下件抓手包括：

第一支撑平台，其包括与地面平行的第一连接板以及垂直地设置在第一连接板一端的第二连接板；

下件抓手本体，其安装在第二连接板上；

第一齿轮，其固定设置在所述第一连接板上，且与所述第一齿条啮合；

第一电机，其固定设置在所述第一连接板上并与所述第一齿轮连接，该第一电机被设置成根据控制装置的控制信号而运行以驱动第一齿轮转动，使得第一齿轮携带第一支撑平台沿第一齿条移动。

进一步的实施例中，所述下件抓手本体包括：

第一悬臂，其安装在所述第二连接板上，与地面垂直，第一悬臂的一侧设置有第二齿条，第二齿条的延伸方向与地面垂直；

第二齿轮，其固定在所述第二连接板上，与所述第一悬臂的第二齿条啮合；

第二电机，其固定设置在所述第二连接板上并与所述第二齿轮连接，该第二电机被设置成根据控制装置的控制信号而运行以驱动第二齿轮转动，使得所述第二齿条携带所述第一悬臂升降；

第一抓手，其固定在所述第一悬臂底端，包括第一抓手框架、第一吸盘组以及第一气缸；

所述第一抓手框架与地面平行，固定连接在所述第一悬臂底端；

所述第一吸盘组，包括M个吸盘、M个支气管以及第一总气管，其中，该M个吸盘吸附面朝下，分布设置在所述第一抓手框架底端，每个吸盘后端对应连接设置有一个支气管，该M个支气管汇总连接到所述第一总气管上；

所述第一气缸，与所述第一总气管连接，与所述控制装置连接，被设置为用于调整所述M个吸盘的吸附状态；

M为正整数。

进一步的实施例中，所述下件台上设置有一贯穿整个下件台的凹槽，凹槽的一端位于所述第一端面，另一端位于所述第二端面，且凹槽与第一端面垂直；

所述凹槽底部固定安装一延伸方向与激光头行进方向一致的第三齿条，第三齿条不凸出下件台上表面，且部分地延伸出下件台；

所述取件抓手包括：

第二支撑平台，其包括与地面平行的第三连接板以及垂直地设置在第二连接板一端的第四连接板；

取件抓手本体，其安装在第四连接板上；

第三齿轮，其固定设置在所述第三连接板上，且与所述第三齿条啮合；

第三电机，其固定设置与所述第三连接板上，与所述第三齿轮连接，与所述控制装置连接，用于驱动第三齿轮转动以使得所述第三齿轮携带所述取件抓手本体沿所述第三齿条移动。

进一步的实施例中，所述取件抓手本体包括：

第二悬臂，平行于所述第三齿条，其一端连接在所述第四连接板上；

第二抓手，其包括第二框架、第二吸盘组以及第二气缸；

所述第二框架与地面平行，固定连接在所述第二悬臂不与第四连接板连接的一端上；

所述第二吸盘组，包括N个吸盘、N个支气管以及第二总气管，该N个吸盘吸附面朝下，分布设置在所述第二框架底端，每个吸盘后端对应连接设置有一个支气管，该N个支气管汇总连接到所述第二总气管上；

所述第二气缸，与所述第二总气管连接，与所述控制装置连接，被设置为用于调整所述N个吸盘的吸附状态；

N为正整数。

进一步的实施例中，所述下件台上分布设置有若干个万向滚轮，万向滚轮凸出下件台上表面。

进一步的实施例中，所述下件料箱边缘垂直地设置有若干个可拆卸的钢杆。

进一步的实施例中，所述下件料箱上设置有若干孔洞或者凹槽。

进一步的实施例中，所述第一齿条上设置有第一传感器、第二传感器，其中，第一传感器相比第二传感器距离下件台更近；

所述下件抓手由下件台上方水平移动至下件料箱上方时，下件抓手沿第一齿条的行进路径被划分成第一正常传送区、第一减速区、下件终点区，其中，第一传感器远离第二传感器的一侧被设定为第一正常传送区，第一传感器与第二传感器之间的区域被设定为第一减速区，第二传感器远离第一传感器的一侧被设定为下件终点区；

所述下件终点区位于所述下件料箱正上方；

所述控制装置被设置为通过调整所述第一电机的转速来调整第一齿轮的移速，从而调整下件抓手的移速；

所述第一传感器位于所述第一减速区临近第一正常传送区的一端，与所述控制装置连接，控制装置响应于所述第一传感器探测到所述下件抓手已到达第一减速区，降低所述第一电机的转速，从而降低下件抓手的移动速度；

所述第二传感器位于所述第一减速区临近下件终点区的一端，与所述控制装置连接，控制装置响应于第二传感器探测到所述下件抓手准备进入下件终点区，停止所述第一电机，从而控制下件抓手停止在所述下件终点区内；

所述第一传感器、第二传感器为位置传感器、红外传感器中的任意一种。

进一步的实施例中，所述第二齿条上由上至下设置有第三传感器、第四传感器；

所述第一悬臂下降时，第二齿轮在第二齿条上的行进路径被划分成第二正常传送区、第二减速区；其中，第二齿条位于第三传感器以下的区域被设定为第二正常传送区，第二齿条位于第三传感器以上的区域被设定为第二减速区；

所述控制装置被设置为通过调整所述第二电机的转速来调整第二齿轮的转动速度，从而调整第二齿条的下降速度；

所述第三传感器位于所述第二减速区临近第二正常传送区的一端，与所述控制装置连接，控制装置响应于所述第三传感器探测到所述第二齿轮已到达第二减速区，降低所述第二电机的转速，从而降低第二齿条的下降速度；

所述第四传感器位于所述第一悬臂下方，与所述控制装置连接，控制装置响应于第四传感器探测到所述下件料箱中摆放在最上层的焊件，停止所述第二电机，从而使第二齿条停止下降；

所述第三传感器、第四传感器为位置传感器、红外传感器中的任意一种。

进一步的实施例中，所述第三齿条上依次设置有第五传感器、第六传感器、第七传感器，其中，第五传感器距离工作台最近，第七传感器距离工作台最远；

所述取件抓手由工作台上水平移动至下件台时，取件抓手沿第三齿条的行进路径被划分成第三正常传送区、第三减速区、焊件停止区、取件终点区，其中，第五传感器远离第六传感器的一侧被设定为第三正常传送区，第五传感器与第六传感器之间的区域被设定为第三减速区，第六传感器与第七传感器之间的区域被设定为焊件停止区，第七传感器远离第六传感器的一侧被设定为取件终点区；

所述焊件停止区位于所述下件台第二端面处，所述取件终点区位于所述第三齿条远离工作台的一端；

所述控制装置被设置为通过调整所述第三电机的转速来调整第三齿轮的移速，从而调整取件抓手的移速；

所述第五传感器位于所述第三减速区临近第三正常传送区的一端，与所述控制装置连接，控制装置响应于所述第五传感器探测到所述取件抓手已到达第三减速区，降低所述第三电机的转速，从而降低取件抓手的移动速度；

所述第六传感器位于所述第三减速区临近焊件停止区的一端，与所述控制装置连接，控制装置响应于第六传感器探测到所述取件抓手准备进入焊件停止区，控制第二气缸调整第二吸盘组吸气状态，松开焊件；

所述第七传感器位于所述焊件停止区临近取件终点区的一端，与所述控制装置连接，控制装置响应于第七传感器探测到所述取件抓手准备进入取件终点区，停止所述第三电机，从而控制取件抓手停止在第三齿条远离所述工作台的一端；

所述第五传感器、第六传感器、第七传感器为位置传感器、红外传感器中的任意一种。

进一步的，前述激光焊系统的自动下件装置的激光焊系统自动下件方法，包括：

工作台上的焊件完成焊接，控制装置控制取件抓手抓取焊件后将焊件从工作台移送至下件台；

取件抓手松开焊件，并移至下件台远离工作台的一端；

下件抓手移至下件台正上方，抓取焊件后将焊件从下件台移到下件料箱正上方；

下件抓手下降到设定高度，松开焊件，将焊件放入下件料箱。

由以上本发明的技术方案，与现有相比，其显著的有益效果在于：

1、焊接好的焊件通过该装置实现自动下件，提高产能。

2、提高了对设备和人员的安全保护。

应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的发明主题的一部分。

结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中：

图1是本发明的自动下件装置的结构示意图。

图2是本发明的钢构的结构示意图。

图3是本发明的缓冲台结构示意图。

图4是本发明的工作台的结构示意图。

图5是本发明的下件抓手的结构示意图。

图6是本发明的下件台的结构示意图。

图7是本发明的下件料箱的结构示意图。

图8是本发明的下件抓手的到位停止传感器的结构示意图。

图9是本发明的取件抓手的到位停止传感器的结构示意图。

具体实施方式

为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

在本公开中参照附图来描述本发明的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本发明的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本发明所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本发明公开的一些方面可以单独使用，或者与本发明公开的其他方面的任何适当组合来使用。

结合图1，本发明提供一种激光焊的自动下件装置，该激光焊系统具有一光束方向与地面垂直的激光头，激光头下方设置有工作台3，该自动下件装置包括用于临时放置已完成焊接的焊件的下件台4、用于收集完成焊接的焊件的下件料箱5、用于将已完成焊接的焊件从工作台3移送至下件台4的取件抓手6、用于将已完成焊接的焊件从下件台4移送至下件料箱5的下件抓手7、用于辅助下件抓手7移动的钢构1，以及用于控制取件抓手和下件抓手移动的控制装置。

本发明的主要目的是实现焊件下件的自动化，加快下件过程，使下件工序与焊件工序在时间上完全衔接，提高产能，另外，由于焊件普遍偏重，下件过程自动化后也可以减少事故发生，保证设备和人员安全。

该自动下件装置的工作方法，简述如下：

工作台上的焊件完成焊接，控制装置控制取件抓手抓取焊件后将焊件从工作台移送至下件台；

取件抓手松开焊件，并移至第一齿条远离工作台的一端；

下件抓手移至下件台正上方，抓取焊件后将焊件从下件台移到下件料箱正上方；

下件抓手下降到设定高度，松开焊件，将焊件放入下件料箱。

下面从结构上简单描述该发明，首先在地面上设置钢构1，钢构1分为两部分，一部分辅助完成焊接过程，另一部分辅助完成自动下件过程。

辅助完成焊接过程的钢构包括第一激光头行走轴支撑架、第二激光头行走轴支撑架以及激光头行走轴，该激光焊系统的激光头安装在激光头行走轴上，沿激光头行走轴移动，完成焊接。其中，第一激光头行走轴支撑架由垂直于地面第一立柱、第二立柱以及架设在第一立柱和第二立柱上的第一横梁构成，第一立柱与第二立柱之间具有空隙，该空隙宽度不小于下件台的宽度，下件台穿过该空隙与工作台相邻放置。

下件台与工作台相邻的一端设置有取件抓手，下件台上设置有第三齿条，第三齿条的延伸方向与激光头行进方向一致，取件抓手通过第三齿轮啮合在第三齿条上的方式以安装在第三齿条上，第三齿轮与第三电机连接，在第三电机的驱动下携带取件抓手沿第三齿条移动。

焊件完成焊接后，控制装置控制取件抓手抓取已完成焊接的焊件并携带焊件沿第三齿条移动，由于第三齿条被设置为部分地延伸出下件台，取件抓手将焊件放置在下件台设定位置，再移至第三齿条远离工作台的一端，此时取件抓手本体、第三电机和第三齿轮已经完全离开下件台，不影响焊件的下一步移送工序。

下件台上分布设置有多个万向滚轮，支撑焊件并辅助焊件移动。

下件料箱放置在地面上，位于下件台第二端面一侧，被用作放置已经焊接好的焊件，下件料箱四周设置有多个钢杆，这些钢杆的作用是为了锁位，防止焊件滑落。下件料箱上还设置有多个凹槽或者孔洞，减轻下件料箱的重量，节省钢材。

辅助完成自动下件过程的钢构包括第一抓手行走轴立柱、第二抓手行走轴立柱以及抓手行走轴，抓手行走轴上安装有下件抓手，下件抓手被设置为可以沿抓手行走轴水平移动以及完成垂直于地面的升降运动，从而将焊件从下件台移送至下件料箱。

下件抓手实现水平移动的方式如下：

抓手行走轴朝上的一侧设置有第一齿条，下件抓手固定安装在第一支撑平台上，第一支撑平台上固定安装有第一齿轮和第一电机，我们通过将第一齿轮啮合在第一齿条上的方式以使得下件抓手安装在抓手行走轴上，第一齿轮被设置为在第一电机的驱动下沿第一齿条移动，从而使得下件抓手能够沿抓手行走轴水平移动。

下件抓手实现垂直于地面方向移动的方式如下：

前述第一支撑平台由与地面平行的第一连接板和垂直地设置在第一连接板一端的第二连接板构成，下件抓手通过另一组齿轮齿条啮合的方式安装在第二连接板上，具体的，下件抓手的悬臂上固定设置有第二齿条，第二齿条的延伸方向垂直于地面，第二连接板上另外设置有第二齿轮以及用于驱动第二齿轮的第二电机，第二齿轮啮合在第二齿条上，第二电机驱动第二齿轮转动，由于第一支撑平台被固定在抓手行走轴上，因此在相对力的作用下，第二齿条携带下件抓手沿垂直于地面的方向移动。

关于下件抓手和取件抓手的到位停止，我们通过三组到位停止传感器来实现，每组到位停止传感器均包括两个传感器，分布在移动路径上，其中被探测物在移动路径上遇到的第一个传感器用来告知控制装置发出降速指令，在移动路径上遇到的第二个传感器用来告知控制装置发出停止指令，为了防止误操作，还可以设置第三个传感器，放置在第一个传感器之前，将控制装置设置为只有被探测物同时被第一个传感器和第三个传感器探测到，控制装置发出降速指令。该到位停止传感器组涉及的传感器可以使用位置传感器或者红外传感器中的任意一种。另外，由于取件抓手在停止之前需要先放开焊件，比之另外两种，需要多设置一个传感器，具体的：

下件抓手由下件台向下件料箱运动时，第一传感器线探测到下件抓手，将结果反馈给控制装置，控制装置发出指令控制第一电机降低转速，从而下件抓手降低速度逐渐接近下件料箱，等到下件料箱上方的第二传感器探测到下件抓手时，控制装置控制第一电机停止工作，下件抓手停止在下件料箱正上方。

下件抓手由下件料箱向下件台运动时，考虑到此时下件抓手通常不携带焊件，且精度要求较低，我们将下件料箱置于第一齿条临近第一抓手行走轴立柱一端的正下方，再给第一传感器到下件台正上方这一段的形成设定成一固定流程，例如，第一传感器探测到下件抓手时，下件抓手以正常速度行驶X秒后，再以设定低速行驶Y秒，随后停止，X和Y的时间由这一段的距离决定。当然，也可以设置同样的一组到位停止传感器来控制下件抓手的这一段行程。

下件抓手的垂直运动控制类似于水平运动控制，在下件抓手的悬臂上从上至下分布设置了第二组到位停止传感器，将第一支撑平台或者第二电机作为位于上方的第三传感器的探测物，第三传感器探测到第一支撑平台或者第二电机时，第二电机降低转速，第一悬臂开始以低速逐渐下降；将下件料箱中摆放在最上层的焊件作为位于第一悬臂下方的第四传感器的探测物，第四传感器探测到焊件时，第二电机停止工作，悬臂停止在下件料箱上方，第一气缸控制第一吸盘组松开焊件，将焊件放置进下件料箱。

而下件抓手升至最高点则类似于下件抓手由下件料箱向下件台运动，以固定的程式控制第三传感器探测到第二电机或者第一支撑平台后第一悬臂的行进既可，或者设置同样一组传感器来辅助控制。

下面结合附图所示并根据本发明的目的，示例性地描述前述自动下件装置的实现。

结合图1、图2，本发明提供一种激光焊系统的自动下件装置，该激光焊系统具有一光束方向与地面垂直的激光头，激光头下方设置有工作台3，自动下件装置包括用于临时放置已完成焊接的焊件的下件台4、用于收集完成焊接的焊件的下件料箱5、用于将已完成焊接的焊件从工作台3移送至下件台4的取件抓手6、用于将已完成焊接的焊件从下件台4移送至下件料箱5的下件抓手7、用于辅助下件抓手7移动的钢构，以及用于控制取件抓手6和下件抓手7移动的控制装置。

钢构1包括第一激光头行走轴支撑架、第二激光头行走轴支撑架、激光头行走轴107、第一抓手行走轴立柱101、第二抓手行走轴立柱102以及抓手行走轴103，其中：

第一激光头行走轴支撑架，其包括垂直设置在地面上的第一立柱104、第二立柱105，以及架设连接第一立柱顶端与第二立柱顶端的第一横梁106。

第二激光头行走轴支撑架，其包括垂直设置在地面上的第三立柱108、第四立柱109，以及架设连接第三立柱顶端与第四立柱顶端的第二横梁110。

激光头行走轴107，其一端安装在第一横梁106上，另一端安装在第二横梁110上，该激光头行走轴107与地面平行。

第一抓手行走轴立柱101，其垂直设置在地面上。

第二抓手行走轴立柱102，其垂直设置在地面上。

抓手行走轴103，其平行于地面，一端垂直地固定在第一抓手行走轴立柱101上，另一端垂直地固定在第二抓手行走轴立柱102上，抓手行走轴上设置有第一齿条103a。

激光头安装在激光头行走轴107上，被设置为沿激光头行走轴107移动。

第一立柱104和第二立柱105之间存在间隙，下件台4穿过该间隙与工作台3相邻放置，其与工作台3接触的端面被定义为第一端面，与第一端面相对的端面被定义为第二端面。

取件抓手6可移动地设置在下件台4上，其移动方向与激光头行走方向一致，在第一端面与第二端面之间移动。

下件料箱5位于抓手行走轴103正下方，位于下件台4第二端面的一侧，临近第一抓手行走轴立柱101。

下件抓手7可移动地设置在抓手行走轴103上。

控制装置9与取件抓手6连接，被设置为响应于焊接完成，取件抓手6将焊件从工作台3移送至下件台4。

控制装置9与下件抓手7连接，被设置为响应于取件抓手6携带焊件移至下件台第二端面处，下件抓手7将焊件从下件台4移送至下件料箱5。

结合图1、图2、图3，通常工作台3宽度较小，不足以完全放下两个焊件，为了解决该问题，我们在工作台两侧再另外设置两个缓冲台201、202，缓冲台201、202上设置有万向滚轮，例如图2中缓冲台201上设置有若干个万向滚轮201a，这种结构设计便于焊件从侧面移送到工作台3，也便于焊件从工作台3移送至下件台4。

结合图5，下件抓手7包括第一支撑平台702、下件抓手本体、第一齿轮703和第一电机，其中：

第一支撑平台702，其包括与地面平行的第一连接板以及垂直地设置在第一连接板一端的第二连接板。

下件抓手本体，其安装在第二连接板上。

第一齿轮，其固定设置在第一连接板上，且与第一齿条103a啮合。

第一电机703，其固定设置与第一连接板上，与第一齿轮连接，与控制装置9连接，用于驱动第一齿轮转动以使得第一齿轮携带下件抓手本体沿抓手行走轴103移动。

下件抓手本体包括第一悬臂701、第二齿轮、第二电机704以及第一抓手，其中：

第一悬臂701，其安装在第二连接板上，与地面垂直，一侧设置有第二齿条701a，第二齿条701a的延伸方向与地面垂直。

第二齿轮，其固定在第二连接板上，啮合在第一悬臂701的第二齿条701a上。

第二电机704，其固定在第二连接板上，与第二齿轮连接，与控制装置9连接，被设置为用于驱动第二齿轮转动以使得第二齿条701a携带第一悬臂701升降。

第一抓手，其固定在第一悬臂701底端，包括第一抓手框架705、第一吸盘组706以及第一气缸707。

第一抓手框架705与地面平行，固定连接在第一悬臂701底端。

第一吸盘组706，包括M个吸盘、M个支气管以及第一总气管，其中，该M个吸盘吸附面朝下，分布设置在第一抓手框架705底端，每个吸盘后端对应连接设置有一个支气管，该M个支气管汇总连接到第一总气管上。

第一气缸707，与第一总气管连接，与控制装置9连接，被设置为用于调整M个吸盘的吸附状态。

M为正整数。

结合图6，下件台4上设置有一贯穿整个下件台4的凹槽，凹槽的一端位于第一端面，另一端位于第二端面，且凹槽与第一端面垂直。

凹槽底部固定安装一延伸方向与激光头行进方向一致的第三齿条4d，第三齿条4d不凸出下件台4上表面，且部分地延伸出下件台4，延伸出来的距离足以放下整个取件抓手6。

取件抓手6包括第二支撑平台4c、取件抓手本体、第三齿轮(未标识)以及第三电机4b，其中：

第二支撑平台4c，其包括与地面平行的第三连接板以及垂直地设置在第二连接板一端的第四连接板。

取件抓手本体，其安装在第四连接板上。

第三齿轮，其固定设置在第三连接板上，且与第三齿条4d啮合。

第三电机4b，其固定设置与第三连接板上，与第三齿轮4c连接，与控制装置9连接，用于驱动第三齿轮4c转动以使得第三齿轮携带取件抓手本体沿第三齿条4d移动。

取件抓手本体包括第二悬臂6d和第二抓手，其中，第二悬臂6d平行于第三齿条4d，其一端连接在第四连接板上；第二抓手包括第二框架6a、第二吸盘组6b以及第二气缸6c。

第二框架6a与地面平行，固定连接在第二悬臂6d不与第四连接板连接的一端上。

第二吸盘组6b，包括N个吸盘、N个支气管以及第二总气管，该N个吸盘吸附面朝下，分布设置在第二框架6a底端，每个吸盘后端对应连接设置有一个支气管，该N个支气管汇总连接到第二总气管上。

第二气缸6c，与第二总气管连接，与控制装置9连接，被设置为用于调整N个吸盘的吸附状态。

N为正整数。

下件台4上分布设置有若干个万向滚轮4a，滚轮4a凸出下件台上表面，支撑焊件，辅助焊件在下件台4上移动。

结合图7，下件料箱5边缘垂直地设置有若干个可拆卸的钢杆，防止焊件从下件料箱边缘脱落，保护焊件和人员安全。

下件料箱5上还设置有若干孔洞或者凹槽，用于减轻下件料箱5的重量，节约钢材。

结合图8说明下件抓手的到位停止控制，其中，对于水平方向移动时的到位停止，第一齿条103a上可移动地设置有第一传感器801、第二传感器802。

下件抓手7由下件台4上方水平移动至下件料箱5上方时，下件抓手7沿第一齿条103a的行进路径被划分成第一正常传送区、第一减速区、下件终点区，其中，第一齿条103a位于第一传感器801与第二传感器802之间的区域被可调节的设置为第一减速区，下件终点区位于下件料箱5正上方。

控制装置9被设置为通过调整第一电机703的转速来调整第一齿轮的移速，从而调整下件抓手7的移速。

第一传感器801位于第一减速区临近第一正常传送区的一端，与控制装置9连接，控制装置9响应于第一传感器801探测到下件抓手7已到达第一减速区，降低第一电机703的转速，从而降低下件抓手7的移动速度。

第二传感器802位于第一减速区临近下件终点区的一端，与控制装置9连接，控制装置9响应于第二传感器802探测到下件抓手7准备进入下件终点区，停止第一电机703，从而控制下件抓手7停止在下件终点区内。

在第一传感器801临近下件台的一侧还设置有第八传感器808，控制装置9同时响应于第八传感器808和第一传感器801的反馈信号，降低第一电机703转速，防止误操作。

第一传感器801、第二传感器802、第八传感器808为位置传感器、红外传感器中的任意一种。

对于下件抓手7垂直方向上的到位停止，第二齿条701a上由上至下可移动地设置有第三传感器803、第四传感器804。

第一悬臂701下降时，第二齿轮在第二齿条701a上的行进路径被划分成第二正常传送区、第二减速区；其中，第二齿条701a位于第三传感器803以下的区域被设定为第二正常传送区，第二齿条701a位于第三传感器803以上的区域被设定为第二减速区。

控制装置9被设置为通过调整第二电机704的转速来调整第二齿轮的转动速度，从而调整第二齿条701a的下降速度。

第三传感器802位于第二减速区临近第二正常传送区的一端，与控制装置9连接，控制装置9响应于第三传感器803探测到第二齿轮已到达第二减速区，降低第二电机704的转速，从而降低第二齿条701a的下降速度。

第四传感器804位于第一悬臂701下方，与控制装置9连接，控制装置9响应于第四传感器804探测到下件料箱5中摆放在最上层的焊件，停止第二电机704，从而使第二齿条701a停止下降。

在第三传感器803临近第四传感器804的一侧还设置有第九传感器809，控制装置9同时响应于第三传感器803和第九传感器809的反馈信号，降低第二电机704转速，防止误操作。

第三传感器803、第四传感器804、第九传感器809为位置传感器、红外传感器中的任意一种。

结合图9说明取件抓手6的到位停止控制，第三齿条4d上可移动地设置有第五传感器805、第六传感器806、第七传感器807。

取件抓手6由工作台3上水平移动至下件台4时，取件抓手6沿第三齿条4d的行进路径被划分成第三正常传送区、第三减速区、焊件停止区、取件终点区，其中，第三齿条4d位于第五传感器与第六传感器之间的区域被可调节的设置为第三减速区，焊件停止区位于下件台4第二端面处，取件终点区位于第三齿条4d远离工作台3的一端。

控制装置9被设置为通过调整第三电机4b的转速来调整第三齿轮的移速，从而调整取件抓手6的移速。

第五传感器805位于第三减速区临近第三正常传送区的一端，与控制装置9连接，控制装置响应于第五传感器805探测到取件抓手6已到达第三减速区，降低第三电机4b的转速，从而降低取件抓手6的移动速度。

第六传感器806位于第三减速区临近焊件停止区的一端，与控制装置9连接，控制装置9响应于第六传感器806探测到取件抓手准备进入焊件停止区，控制第二气缸6c调整第二吸盘组6b吸气状态，松开焊件。

第七传感器807位于焊件停止区临近取件终点区的一端，与控制装置9连接，控制装置9响应于第七传感器807探测到取件抓手6准备进入取件终点区，停止第三电机4b，从而控制取件抓手6停止在第三齿条4d远离工作台的一端。

在第五传感器805临近工作台3的一侧还设置有第十传感器810，控制装置9同时响应于第五传感器805和第十传感器810的反馈信号，降低第三电机4b转速，防止误操作。

第五传感器805、第六传感器806、第七传感器807、第十传感器810为位置传感器、红外传感器中的任意一种。

从而，本发明实现了激光焊系统的自动下件，通过设定的程序将焊接好的焊件自动移送至下件台，再由下件台移送至下件料箱，占地空间小，产能得到提高；同时，由于是全自动操作，设备和人员的安全也得到了保证。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (12)

1.一种激光焊系统的自动下件装置，该激光焊系统具有一光束方向与地面垂直的激光头，激光头下方设置有工作台，其特征在于，所述自动下件装置包括用于临时放置已完成焊接的焊件的下件台、用于收集完成焊接的焊件的下件料箱、用于将已完成焊接的焊件从工作台移送至下件台的取件抓手、用于将已完成焊接的焊件从下件台移送至下件料箱的下件抓手、用于辅助激光头移动的第一钢构、用于辅助下件抓手移动的第二钢构，以及用于控制取件抓手和下件抓手移动的控制装置；

所述第一钢构包括：

第一激光头行走轴支撑架，其包括垂直设置在地面上的第一立柱、第二立柱，以及架设连接在第一立柱顶端与第二立柱顶端的第一横梁，其中，第一立柱与第二立柱之间存在间隙，且第一立柱与第二立柱在竖直方向上的高度相同，第一横梁与地面平行；

第二激光头行走轴支撑架，其包括垂直设置在地面上的第三立柱、第四立柱，以及架设连接在第三立柱顶端与第四立柱顶端的第二横梁，其中，第三立柱与第四立柱之间存在间隙，且第三立柱、第四立柱在竖直方向上的高度相同，第二横梁与地面平行，第二横梁与第一横梁相互平行且离地高度相同；

激光头行走轴，其一端垂直地安装在所述第一横梁上，另一端垂直地安装在所述第二横梁上，该激光头行走轴与地面平行；

所述激光头安装在所述激光头行走轴上，被设置为沿激光头行走轴移动；

所述下件台穿过所述第一立柱与第二立柱之间的间隙，与所述工作台相邻放置，该下件台与工作台接触的端面被定义为第一端面，与第一端面相对的端面被定义为第二端面；

所述第二钢构包括：

第一抓手行走轴立柱，其垂直设置在地面上，位于下件台临近第一立柱的一侧；

第二抓手行走轴立柱，其垂直设置在地面上，位于下件台临近第二立柱的一侧，该第一抓手行走轴立柱与所述第一抓手行走轴立柱在竖直方向上的高度相同；

抓手行走轴，其平行于地面，一端垂直地固定在所述第一抓手行走轴立柱上，另一端垂直地固定在所述第二抓手行走轴立柱上，该抓手行走轴与所述激光头行走轴垂直；

所述取件抓手可移动地设置在所述下件台上，其移动方向与激光头行走方向一致，在第一端面与第二端面之间移动；

所述下件料箱位于所述抓手行走轴正下方，位于所述下件台第二端面的一侧，临近所述第一抓手行走轴立柱；

所述下件抓手可移动地设置在所述抓手行走轴上；

所述控制装置与所述取件抓手连接，被设置为响应于焊接完成，取件抓手将焊件从所述工作台移送至所述下件台；

所述控制装置与所述下件抓手连接，被设置为响应于所述取件抓手携带焊件移至所述下件台第二端面处，下件抓手将焊件从所述下件台移送至所述下件料箱。

2.根据权利要求1所述的激光焊系统的自动下件装置，其特征在于，所述抓手行走轴上设置有第一齿条；

所述下件抓手包括：

第一支撑平台，其包括与地面平行的第一连接板以及垂直地设置在第一连接板一端的第二连接板；

下件抓手本体，其安装在第二连接板上；

第一齿轮，其固定设置在所述第一连接板上，且与所述第一齿条啮合；

第一电机，其固定设置在所述第一连接板上并与所述第一齿轮连接，该第一电机被设置成根据控制装置的控制信号而运行以驱动第一齿轮转动，使得第一齿轮携带第一支撑平台沿第一齿条移动。

3.根据权利要求2所述的激光焊系统的自动下件装置，其特征在于，所述下件抓手本体包括：

第一悬臂，其安装在所述第二连接板上，与地面垂直，第一悬臂的一侧设置有第二齿条，第二齿条的延伸方向与地面垂直；

第二齿轮，其固定在所述第二连接板上，与所述第一悬臂的第二齿条啮合；

第二电机，其固定设置在所述第二连接板上并与所述第二齿轮连接，该第二电机被设置成根据控制装置的控制信号而运行以驱动第二齿轮转动，使得所述第二齿条携带所述第一悬臂升降；

第一抓手，其固定在所述第一悬臂底端，包括第一抓手框架、第一吸盘组以及第一气缸；

所述第一抓手框架与地面平行，固定连接在所述第一悬臂底端；

所述第一吸盘组，包括M个吸盘、M个支气管以及第一总气管，其中，该M个吸盘吸附面朝下，分布设置在所述第一抓手框架底端，每个吸盘后端对应连接设置有一个支气管，该M个支气管汇总连接到所述第一总气管上；

所述第一气缸，与所述第一总气管连接，与所述控制装置连接，被设置为用于调整所述M个吸盘的吸附状态；

M为正整数。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的激光焊系统的自动下件装置，其特征在于，所述下件台上设置有一贯穿整个下件台的凹槽，凹槽的一端位于所述第一端面，另一端位于所述第二端面，且凹槽与第一端面垂直；

所述凹槽底部固定安装一延伸方向与激光头行进方向一致的第三齿条，第三齿条不凸出下件台上表面，且部分地延伸出下件台；

所述取件抓手包括：

第二支撑平台，其包括与地面平行的第三连接板以及垂直地设置在第二连接板一端的第四连接板；

取件抓手本体，其安装在第四连接板上；

第三齿轮，其固定设置在所述第三连接板上，且与所述第三齿条啮合；

第三电机，其固定设置与所述第三连接板上，与所述第三齿轮连接，与所述控制装置连接，用于驱动第三齿轮转动以使得所述第三齿轮携带所述取件抓手本体沿所述第三齿条移动。

5.根据权利要求4所述的激光焊系统的自动下件装置，其特征在于，所述取件抓手本体包括：

第二悬臂，平行于所述第三齿条，其一端连接在所述第四连接板上；

第二抓手，其包括第二框架、第二吸盘组以及第二气缸；

所述第二框架与地面平行，固定连接在所述第二悬臂不与第四连接板连接的一端上；

所述第二吸盘组，包括N个吸盘、N个支气管以及第二总气管，该N个吸盘吸附面朝下，分布设置在所述第二框架底端，每个吸盘后端对应连接设置有一个支气管，该N个支气管汇总连接到所述第二总气管上；

所述第二气缸，与所述第二总气管连接，与所述控制装置连接，被设置为用于调整所述N个吸盘的吸附状态；

N为正整数。

6.根据权利要求1所述的激光焊系统的自动下件装置，其特征在于，所述下件台上分布设置有若干个万向滚轮，万向滚轮凸出下件台上表面。

7.根据权利要求1所述的激光焊系统的自动下件装置，其特征在于，所述下件料箱边缘垂直地设置有若干个可拆卸的钢杆。

8.根据权利要求1所述的激光焊系统的自动下件装置，其特征在于，所述下件料箱上设置有若干孔洞或者凹槽。

9.根据权利要求2所述的激光焊系统的自动下件装置，其特征在于，所述第一齿条上设置有第一传感器、第二传感器，其中，第一传感器相比第二传感器距离下件台更近；

所述下件抓手由下件台上方水平移动至下件料箱上方时，下件抓手沿第一齿条的行进路径被划分成第一正常传送区、第一减速区、下件终点区，其中，第一传感器远离第二传感器的一侧被设定为第一正常传送区，第一传感器与第二传感器之间的区域被设定为第一减速区，第二传感器远离第一传感器的一侧被设定为下件终点区；

所述下件终点区位于所述下件料箱正上方；

所述控制装置被设置为通过调整所述第一电机的转速来调整第一齿轮的移速，从而调整下件抓手的移速；

所述第一传感器位于所述第一减速区临近第一正常传送区的一端，与所述控制装置连接，控制装置被设置成响应于所述第一传感器探测到所述下件抓手已到达第一减速区，降低所述第一电机的转速，从而降低下件抓手的移动速度；

所述第二传感器位于所述第一减速区临近下件终点区的一端，与所述控制装置连接，控制装置被设置成响应于第二传感器探测到所述下件抓手准备进入下件终点区，停止所述第一电机，从而控制下件抓手停止在所述下件终点区内；

所述第一传感器、第二传感器为位置传感器、红外传感器中的任意一种。

10.根据权利要求3所述的激光焊系统的自动下件装置，其特征在于，所述第二齿条上由上至下设置有第三传感器、第四传感器；

所述第一悬臂下降时，第二齿轮在第二齿条上的行进路径被划分成第二正常传送区、第二减速区；其中，第二齿条位于第三传感器以下的区域被设定为第二正常传送区，第二齿条位于第三传感器以上的区域被设定为第二减速区；

所述控制装置被设置为通过调整所述第二电机的转速来调整第二齿轮的转动速度，从而调整第二齿条的下降速度；

所述第三传感器位于所述第二减速区临近第二正常传送区的一端，与所述控制装置连接，控制装置被设置成响应于所述第三传感器探测到所述第二齿轮已到达第二减速区，降低所述第二电机的转速，从而降低第二齿条的下降速度；

所述第四传感器位于所述第一悬臂下方，与所述控制装置连接，控制装置被设置成响应于第四传感器探测到所述下件料箱中摆放在最上层的焊件，停止所述第二电机，从而使第二齿条停止下降；

所述第三传感器、第四传感器为位置传感器、红外传感器中的任意一种。

11.根据权利要求4所述的激光焊系统的自动下件装置，其特征在于，所述第三齿条上依次设置有第五传感器、第六传感器、第七传感器，其中，第五传感器距离工作台最近，第七传感器距离工作台最远；

所述取件抓手由工作台上水平移动至下件台时，取件抓手沿第三齿条的行进路径被划分成第三正常传送区、第三减速区、焊件停止区、取件终点区，其中，第五传感器远离第六传感器的一侧被设定为第三正常传送区，第五传感器与第六传感器之间的区域被设定为第三减速区，第六传感器与第七传感器之间的区域被设定为焊件停止区，第七传感器远离第六传感器的一侧被设定为取件终点区；

所述焊件停止区位于所述下件台第二端面处，所述取件终点区位于所述第三齿条远离工作台的一端；

所述控制装置被设置为通过调整所述第三电机的转速来调整第三齿轮的移速，从而调整取件抓手的移速；

所述第五传感器位于所述第三减速区临近第三正常传送区的一端，与所述控制装置连接，控制装置被设置成响应于所述第五传感器探测到所述取件抓手已到达第三减速区，降低所述第三电机的转速，从而降低取件抓手的移动速度；

所述第六传感器位于所述第三减速区临近焊件停止区的一端，与所述控制装置连接，控制装置被设置成响应于第六传感器探测到所述取件抓手准备进入焊件停止区，控制第二气缸调整第二吸盘组吸气状态，松开焊件；

所述第七传感器位于所述焊件停止区临近取件终点区的一端，与所述控制装置连接，控制装置被设置成响应于第七传感器探测到所述取件抓手准备进入取件终点区，停止所述第三电机，从而控制取件抓手停止在第三齿条远离所述工作台的一端；

所述第五传感器、第六传感器、第七传感器为位置传感器、红外传感器中的任意一种。

12.一种使用权利要求1所述激光焊系统的自动下件装置的激光焊系统自动下件方法，其特征在于，包括：

工作台上的焊件完成焊接，控制装置控制取件抓手抓取焊件后将焊件从工作台移送至下件台；

取件抓手松开焊件，并移至下件台远离工作台的一端；

下件抓手移至下件台正上方，抓取焊件后将焊件从下件台移到下件料箱正上方；

下件抓手下降到设定高度，松开焊件，将焊件放入下件料箱。