CN106736141B - 机器人焊接承载台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机器人焊接技术领域，提供了一种机器人焊接承载台，用于两块被焊接板之间的焊接。该机器人焊接承载台包括底座、升降台、轴承支座以及夹具基板；该焊接承载台在底座与夹具基板之间，通过底座与升降台之间的伸缩机构实现高度的调节，通过升降台上铰支座与轴承支座的转动连接而实现角度的调节，通过轴承支座与夹具基板之间的转动连接而实现夹具基板的旋转。由此，工人在进行被焊接板的装卸操作使，仅需对焊机承载台的操作即可，无需令焊机机器人去执行任何配合安装的动作，即焊接机器人在安装完毕后只需进行焊接的动作即可，这样极大的方便了操作，且降低了装卸操作的难度，提高了被焊接板安装的准确性，降低了废品率。

Description

机器人焊接承载台

技术领域

本发明涉及机器人焊接技术领域，特别提供了一种机器人焊接承载台。

背景技术

焊接机器人是一种多用途的、可重复编程的自动控制操作机，具有三个或更多可编程的轴，用于工业自动化领域。为了适应不同的用途，机器人最后一个轴的机械接口，通常是一个连接法兰，可接装不同工具或称末端执行器。焊接机器人就是在工业机器人的末轴法兰装接焊钳或焊(割)枪的，使之能进行焊接，切割或热喷涂。

在使用焊接机器人执行焊接作业时，还需要有相应的承载台，用于将被焊接件承载、固定在焊接机器人的工作位上，这样焊接机器人就可以进行后续的焊接作业。

但由于焊接作业通常都是大批量相同零件的反复焊接操作，这就需要在焊接完一组被焊接件将其从焊接承载台上卸下，然后再将下一组被焊接件安装到承载台上，这就需要使焊接机器人的机械臂再去执行一个抬起的动作，以让出拆卸被焊接件的空间，然后将下一组被焊接件安装到承载台后，焊接机器人再执行下放机械臂的动作，然后再执行焊接程序。

在上述过程中，由于承载台一般具有一定的高度，且面积通常较大，而且在装卸被焊接件时还需要去操作焊接机器人去执行机械臂的抬升和下降工作，所以通常需要两个人配合执行，操作十分麻烦；而如果将焊接机器人的机械臂的上抬和下放动作写入其焊接编程程序，在被焊接件安装完成后、焊接机器人焊接程序开始运行之前，就不便再令其中途停止，以在机械臂下放后检查其焊接枪是否对照焊缝，而如果不停机检查，往往又会使废品率提升；而若停机检查，又需要把握好停机的时机，即等待焊枪无限接近于焊缝、且在焊接操作前进行停机检查，操作难度较大，且增加了人工的劳动。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的是在焊接机器人焊接作业中，于现有的焊接承载台上装卸被焊接件的操作麻烦的技术问题。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供了一种机器人焊接承载台，用于两块被焊接板之间的焊接，该焊接承载台包括底座、升降台、轴承支座以及夹具基板；所述底座设置在焊接机器人的工作位的下方；所述升降台设置在所述底座的上方、并通过升降机构与所述底座连接；所述升降台的顶部设有铰支座，所述轴承支座的轴承外圈通过转轴与所述铰支座转动连接，以使所述轴承支座的轴承内圈在纵向上做回转运动，所述轴承内圈与所述夹具基板转动连接；所述夹具基板上设有两个夹持部，两个所述夹持部分别用于夹持两块所述被焊接板，以使两块所述被焊接板对接在一起；在所述夹具基板上、并位于两块所述被焊接板的对接缝隙的下方设有衬垫，所述衬垫与所述夹具基板可拆卸连接。

优选的，所述升降机构为剪叉机构。

优选的，所述剪叉机构的至少一组相互铰接的剪叉臂之间通过伸缩油缸连接。

优选的，所述底座的下方设有多个滚轮，所述滚轮具有刹车机构。

优选的，所述轴承外圈上设有第一齿轮，所述铰支座上驱动机构，所述驱动机构包括第二齿轮，所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合。

优选的，所述驱动机构还包括电机，所述电机与所述铰支座连接，所述第二齿轮设置在所述电机的输出轴上。

优选的，所述驱动机构还包括手轮，所述手轮转动连接在所述铰支座上，所述手轮用于通过旋转带动所述第二齿轮转动。

优选的，所述转轴上设有指针，在所述铰支座上设有与所述指针相对应的角度标尺。

优选的，所述夹具基板上还设有第一推块和第二推块，所述第一推块和第二推块分别沿所述夹具基本上的第一导槽和第二导槽移动、并分别抵设在所述被焊接板的相邻的两侧。

优选的，所述夹具基板上还设有第一直线标尺和第二直线标尺，所述第一直线标尺和第二直线标尺分别沿所述第一推块和第二推块的移动方向延伸设置。

优选的，所述夹持部包括压板，所述压板压设在所述被焊接板的上方，所述焊接基本上设有穿孔，所述压板的下方延伸出有插杆，所述插杆的底端穿过所述穿孔，所述插杆的底端还设有销孔，所述销孔内活动插接有销杆；在所述插杆外，并位于所述销杆与所述夹具基板之间压缩设置有弹簧。

(三)有益效果

本发明提供的一种机器人焊接承载台，该焊接承载台在底座与夹具基板之间，通过底座与升降台之间的伸缩机构实现高度的调节，通过升降台上铰支座与轴承支座的转动连接而实现角度的调节，通过轴承支座与夹具基板之间的转动连接而实现夹具基板的旋转。由此，工人在进行被焊接板的装卸操作使，仅需对焊机承载台的操作即可，无需令焊机机器人去执行任何配合安装的动作，即焊接机器人在安装完毕后只需进行焊接的动作即可，这样极大的方便了操作，且降低了装卸操作的难度，提高了被焊接板安装的准确性，降低了废品率。

附图说明

图1是本发明实施例的一种机器人焊接承载台的示意图；

图2是本发明实施例的夹具基板的示意图；

图3是本发明实施例的压板与插杆配合的示意图；

图4是本发明实施例的剪叉机构的示意图。

附图标记：

1、底座；11、滚轮；2、伸缩机构；21、第一剪叉臂；22、第二剪叉臂；23、第三剪叉臂；24、第四剪叉臂；25、连接杆；26、伸缩油缸；3、升降台；4、铰支座；41、角度标尺；42、指针；5、轴承支座；51、转轴；52、第一齿轮；53、手轮；6、夹具基板；61、压板；62、插杆；621、销孔；63、第一推块；64、第二推块；65、衬板；66、被焊接板；67、第一直线标尺；68、第二直线标尺。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1所示，本发明提供的一种机器人焊接承载台，用于两块被焊接板之间的焊接，该承载台包括底座、升降台、轴承支座以及夹具基板；底座设置在焊接机器人的工作位的下方；升降台设置在底座的上方、并通过升降机构与底座连接；升降台的顶部设有铰支座，轴承支座的轴承外圈连接有一个转轴，该转轴的两端分别与铰支座转动连接，由此使使轴承支座的轴承内圈在纵向上做回转运动，轴承内圈与夹具基板转动连接，以使夹具基板可相对于轴承内圈所在平面做平面回转运动；夹具基板上设有两个夹持部，两个夹持部分别用于夹持两块被焊接板，以使两块被焊接板对接在一起；在夹具基板上、并位于两块被焊接板的对接缝隙的下方设有衬垫，该衬垫材质可采用金属、焊剂、纤维、陶瓷等，且衬垫与夹具基板可拆卸连接，以在焊接不同类型的板材时更换不同材质的衬垫。

由上可知，该机器人焊接承载台可通过伸缩机构实现夹具基板的升降操作，由此焊接机器人的焊枪无需执行避让动作，即可在夹具基板的上方让出一个用于装卸被焊接板的空间，且通过夹具基板高度的降低，装卸工人也更方便装卸操作；通过轴承支座的轴承内圈在纵向上做回转运动，可实现夹具基板角度的调节，从而使夹具基板上的被焊接板朝向焊接工人，由此使装卸操作更方便；而通过夹具基板与轴承内圈支架的转动连接，可实现夹具基板的旋转，装卸工人不仅可以通过夹具基板的旋转而选择一个放装卸的位置，还可以在被焊接板安装到夹具基板上后通过夹具基板的旋转而从各个角度观察被焊接板是否安装在了夹具基板上的指定位置。

在完成被焊接板的安装操作后，由于焊接机器人的焊枪位置并未发生改变，而本焊接承载台夹具基板的升降、角度变化以及旋转操作都是可控的，即，可以通过自动控制的方式使焊接承载台执行复位操作，以使夹具基板上的被焊接板恰好位于工作位上；当然也可以是通过手动的方式去控制夹具基板的升降、角度变化和旋转操作，以实现夹具基板的复位，这样也可以将被焊接板精确的调节至工作位上，因为焊接承载台的各个动作都是通过确定的机械配合实现的，而手动操作只不过是对调节量的一个把握，而由于焊接机器人的焊枪位置不变，因此可以通过焊枪与被焊接板的相对位置来调节和验证夹具基板的调节量是否准确。

由上可知，工人在进行被焊接板的装卸操作时，仅需对焊机承载台的操作即可，无需令焊机机器人去执行任何配合安装的动作，只需在安装完毕后只需焊接的动作，即焊接机器人在安装完毕后只需进行焊接的动作即可，这样极大的方便了操作，且降低了装卸操作的难度，提高了被焊接板安装的准确性，降低了废品率。

其中，升降机构优选为剪叉机构，剪叉机构是由至少一组相互铰接的剪叉臂组成的机构，具体的，本实施例的剪叉机构包括第一剪叉臂、第二剪叉臂、第三剪叉臂和第四剪叉臂；第一剪叉臂的中部与第二剪叉臂的中部铰接，第三剪叉臂在水平方向上与第一剪叉臂对应设置，第四剪叉臂在水平方向上与第二剪叉臂对应设置；第三剪叉臂的中部与第四剪叉臂的中部铰接；第一剪叉臂的两端与第二剪叉臂的两端之间还分别连接有一根连接杆，第二剪叉臂的两端与第四剪叉臂的两端之间也分别连接有一根连接杆；这样四根剪叉臂就跟车了一个稳定的剪叉机构。

第一剪叉臂的两端分别与底座和升降台铰接，第二剪叉臂的两端分别与底座和升降台滑动配合连接，第三剪叉臂的两端分别与底座和升降台铰接，第四剪叉臂的两端分别与底座和升降台滑动配合连接。另外，剪叉机构的至少一组相互铰接的剪叉臂之间通过伸缩油缸连接，该伸缩油缸的一端可以连接在第一剪叉臂的底端与第三剪叉臂的底端之间连接的连接杆上，而伸缩油缸的另一端可以连接在第二剪叉臂的底端与第四剪叉臂的底端之间连接的连接杆上。由此，当伸缩油缸发生伸缩时，第一剪叉臂与第二剪叉臂以及第三剪叉臂与第四剪叉臂之间均做剪叉运动，由此使升降台相对于底座做升降运动。

底座的下方设有多个滚轮，滚轮具有刹车机构，底座通过多个滚轮实现移动，因此可以在需要时通过移动而与不同的焊接机器人相配合。具体的，在初次焊接前，将承载台移动到相应的焊接机器人的工作位的下方，调整其位置后通过刹车机构将滚轮刹停、并锁止，由此使承载台保持在该位置不动，以备后续重复的焊接操作。

轴承外圈上优选设有第一齿轮，铰支座上驱动机构，驱动机构包括第二齿轮，第二齿轮与第一齿轮啮合，由此，可通过第二齿轮的动力输出，将扭矩传递给第一齿轮，带动第一齿轮转动，而第一齿轮在转动的同时，会带动与轴承外圈连接的转轴一同旋转，进而带动轴承内圈在纵向上发生摆动，由此实现对夹具基板角度的调节，达到改变夹具基板上被焊接板的朝向的目的。

其中，驱动机构还可以包括电机，电机与铰支座连接，优选为固定在铰支座上，第二齿轮设置在电机的输出轴上，即第二齿轮由电机带动转动，具体可以通过PLC程序控制电机旋转固定的角度，以实现夹具基板的角度变化及复位动作，这样对夹具基板的调节既高效，又准确。

另外，驱动机构还包括手轮，手轮转动连接在铰支座上，手轮用于通过旋转带动第二齿轮转动，即夹具基板角度的调节由手动控制来实现，这样相比于电机控制，可以降低设备的成本；而至于角度调节的精确度的保证，可以在与轴承外圈连接的转轴上设置指针，并在铰支座上设有与指针相对应的角度标尺，这样对第一齿轮的旋转角度可以直接通过指针与角度标尺来读取，根据指针与角度标尺的反馈来调节第一齿轮的旋转角度，可保证对夹具基板角度复位的精确性。

另外，还可以在夹具基板上设置第一推块和第二推块，第一推块和第二推块分别沿夹具基本上的第一导槽和第二导槽移动、并分别抵设在被焊接板的相邻的两侧，两块被焊接板均可对应设置一组第一推块和第二推块，通过第一推块和第二推块来推动两块被焊接板在夹具基板上移动，由此可以将两被焊接板调整至待焊接位置。

进一步的，夹具基板上还设有第一直线标尺和第二直线标尺，第一直线标尺和第二直线标尺分别沿第一推块和第二推块的移动方向延伸设置，这样可以先将上一组被焊接板所对应的第一推块和第二推块的位置记录，进而在安装下一组被焊接板时根据记录来调整第一推块和第二推块的位置，由此使每次焊接时被焊接板的位置保持不变，保证了焊接的准确性和一致性。

另外，夹持部可以包括压板，压板压设在被焊接板的上方，焊接基本上设有穿孔，压板的下方延伸出有插杆，插杆的底端穿过穿孔，插杆的底端还设有销孔，销孔内活动插接有销杆；在插杆外，并位于销杆与夹具基板之间压缩设置有弹簧。由于本焊接承载台在安装被焊接板时，夹具基板是具有一定的倾斜角度，且夹具基板还有可能在调节被焊接板的过程中被转动，因此，利用弹簧持续的弹力作用，可使压板具有对被焊接板持续的下压力，即无论夹具基板以怎样的姿态设置，被焊接板都与夹具基板之间实质存在着一定的摩擦力，这一摩擦力可防止被焊接板在重力的作用下在夹具基板上发生滑动，而由于第一推块和第二推块对焊接板的推力大小是可控的，即第一推块和第二推块的推力可打破被焊接板与夹具基板之间的摩擦作用，也就是说，被焊接板只有在第一推块或第二推块的推力作用下才会移动，在经过一次第一推块和第二推块的微调后、在下一次微调之前，即便是旋转夹具基板或改变夹具基板的角度，被焊接板的位置也不会发生变化，由此极大的方便了操作。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种机器人焊接承载台，用于两块被焊接板之间的焊接，其特征在于，包括底座、升降台、轴承支座以及夹具基板；所述底座设置在焊接机器人的工作位的下方；所述升降台设置在所述底座的上方、并通过升降机构与所述底座连接；所述升降台的顶部设有铰支座，所述轴承支座的轴承外圈通过转轴与所述铰支座转动连接，以使所述轴承支座的轴承内圈在纵向上做回转运动，所述轴承内圈与所述夹具基板转动连接；所述夹具基板上设有两个夹持部，两个所述夹持部分别用于夹持两块所述被焊接板，以使两块所述被焊接板对接在一起；在所述夹具基板上、并位于两块所述被焊接板的对接缝隙的下方设有衬垫，所述衬垫与所述夹具基板可拆卸连接；

所述夹持部包括压板，所述压板压设在所述被焊接板的上方，所述夹具基板上设有穿孔，所述压板的下方延伸出有插杆，所述插杆的底端穿过所述穿孔，所述插杆的底端还设有销孔，所述销孔内活动插接有销杆；在所述插杆外，并位于所述销杆与所述夹具基板之间压缩设置有弹簧。

2.根据权利要求1所述的机器人焊接承载台，其特征在于，所述升降机构为剪叉机构。

3.根据权利要求2所述的机器人焊接承载台，其特征在于，所述剪叉机构的至少一组相互铰接的剪叉臂之间通过伸缩油缸连接。

4.根据权利要求1所述的机器人焊接承载台，其特征在于，所述底座的下方设有多个滚轮，所述滚轮具有刹车机构。

5.根据权利要求1所述的机器人焊接承载台，其特征在于，所述轴承外圈上设有第一齿轮，所述铰支座上设有驱动机构，所述驱动机构包括第二齿轮，所述第二齿轮与所述第一齿轮啮合。

6.根据权利要求5所述的机器人焊接承载台，其特征在于，所述驱动机构还包括电机，所述电机与所述铰支座连接，所述第二齿轮设置在所述电机的输出轴上。

7.根据权利要求5所述的机器人焊接承载台，其特征在于，所述驱动机构还包括手轮，所述手轮转动连接在所述铰支座上，所述手轮用于通过旋转带动所述第二齿轮转动。

8.根据权利要求7所述的机器人焊接承载台，其特征在于，所述转轴上设有指针，在所述铰支座上设有与所述指针相对应的角度标尺。

9.根据权利要求1所述的机器人焊接承载台，其特征在于，所述夹具基板上还设有第一推块和第二推块，所述第一推块和第二推块分别沿所述夹具基板上的第一导槽和第二导槽移动、并分别抵设在所述被焊接板的相邻的两侧。