CN106736217B - 一种汽车钣金焊接六轴机械手用翻转操作台 - Google Patents

一种汽车钣金焊接六轴机械手用翻转操作台 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种汽车钣金焊接六轴机械手用翻转操作台，包括六轴焊接机械手本体和焊接底台，所述六轴焊接机械手本体位于焊接底台一侧，所述焊接底台上设置左右移动机构、所述左右移动机构上设有前后移动机构，所述前后移动机构上设置上下补偿进给机构，所述上下补偿进给机构上设有翻转机构，所述翻转机构是上设置夹紧机构。本发明的有益效果是，本技术方案在于六轴机器人六个自由度的基础上又在外部增加了多个补偿机构，相当于又增加了多个自由度，使整个装置大于六个自由度，这样可根据不同的使用需求来满足用户对各种复杂零件的焊接，它有效的填补了机器人自由度达不到的限制，同时提高了工作的效率。

Description

一种汽车钣金焊接六轴机械手用翻转操作台
技术领域
本发明涉及焊接设备领域，特别是一种汽车钣金焊接六轴机械手用翻转操作台。
背景技术
汽车车身通常由约300-500个冲压零件焊接而成，装夹定位点多达1700-2500个，焊点1500-2000个。汽车车身结构复杂、刚性差、易变形，制造偏差难以控制；精度要求在±1mm，重要的形面精度需要求达到±0 .8mm。汽车车身试制为一种多层次结构，若干零件焊装成分总成，分总成又变成下一层装配中的零件；焊接夹具保证所属装焊零件的相对位置和焊接件的尺寸精度，减少焊接过程中零件变形，焊接夹具的设计既要保证分总成的焊装要求，又要保证车身总体的焊接精度，通过调整分总成的匹配状态来满足整体的装配要求；所以焊接夹具在车身质量控制方面起着重要作用。汽车车身试制需焊接夹具大约30-50套。汽车车身试制焊接夹具有装配式与焊接式。装配式是指焊接夹具零件间的装配通过销子定位、螺栓连接的，这种夹具在定位方向是可调节的；焊接式是指焊接夹具零件间的装配是通过焊接实现的。试制焊接夹具一般为手动夹紧形式，由脚轮、平台、夹紧单元、起吊环、定位形块、定位销等组成，一套合格的焊接夹具，必须经过合理的设计、精确的制造、严格的检测阶段。
在现有技术中，焊接机械人在对汽车钣金件进行焊接时，由于不同钣金件的用途不同，所以形状也不一，而目前焊接机械人多采用固定安装，不能进行左右移动，所以很难完成整体焊接，这就可能导致后续需要人工焊接，而人工焊接很有可能出现失误，同时也降低了生产效率，如果采用人工进行翻转钣金件可能会对人身造成一定的威胁，所以需要一种配合六轴焊接机械手进行工作的翻转设备。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种汽车钣金焊接六轴机械手用翻转操作台。
实现上述目的本发明的技术方案为，一种汽车钣金焊接六轴机械手用翻转操作台，包括六轴焊接机械手本体和焊接底台，所述六轴焊接机械手本体位于焊接底台一侧，所述焊接底台上设置左右移动机构、所述左右移动机构上设有前后移动机构，所述前后移动机构上设置上下补偿进给机构，所述上下补偿进给机构上设有翻转机构，所述翻转机构是上设置夹紧机构，所述左右移动机构是由安装在焊接底台上表面；且沿其长度方向延伸的一对走向轨、配装在走向轨上的走向件、分别设置在一对走向轨一侧的无杆气缸、安装在走向件上的走向板、设置在走向板与无杆气缸移动端之间的连接机构共同构成的，所述连接机构是由开在走向板端面；且靠近其两边处的一对啮合孔、安装在走向板上；且覆盖啮合孔的n型件，插装在n型件上的螺栓、固定在n型件上的导杆、一端与导杆固定连接、且另一端与无杆气缸移动端连接的连接件，所述前后移动机构是由安装在走向板上的两对轴架、固定在轴架上的滚针轴承、插装在滚针轴承上的滚轴丝杠、套装在滚轴丝杠上的花键、安装在花键上的承重块、固定在承重块上的承重架和安装在承重架上的减震机构共同构成的，所述轴架上固定驱动件，所述驱动件通过联轴器与滚轴丝杠端面固定连接。
所述上下进给补偿机构是由固定在减震机构上的底座、固定在底座上的补偿液压缸、安装在补偿液压缸活塞端的进给板和固定在底座与进给板之间的辅助支撑机构共同构成的。
所述翻转机构是由设置在进给板上的轴承架、嵌裝在轴承架上的滚珠轴承、插装在滚珠轴承上的翻转杆、配装在翻转杆上的承载板、固定在翻转杆上的从动齿轮、安装在进给板上的伺服电机和固定在伺服电机驱动端的主动齿轮共同构成的，所述从动齿轮与主动齿轮啮合。
所述夹紧机构是由连接在承载板外上表面；且其靠近一端处的竖置一号夹紧板、开在一号夹紧板中心部的限位孔、开在底座外上表面中心部；且延其长度方向延伸的滑槽、设置在滑槽内的滑台、安装在滑台上的气缸和套装在气缸活塞杆上且位于其机身前端面上的二号夹紧板共同构成的，所述气缸活塞端穿过限位孔外连接有固定件。
所述减震机构是由安装在承重架上的承重板、固定在承重板上的多根伸缩件和套装在伸缩件上的减震弹簧共同构成的，所述伸缩件与减震弹簧上端均与底座底面固定。
所述辅助支撑机构是由销轴连接在底座上的一号杆、销轴连接在一号杆上的二号杆和销轴连接在二号杆上的三号杆共同构成的，所述三号杆与进给板销轴连接。
所述螺栓上啮合锁紧螺母，所述锁紧螺母上配装旋转手。
所述焊接底台内为中空机构；且外部呈矩形机构，所述焊接底台内部设有液压泵，所述液压泵通过导油管与液压缸的进油口连接。
所述伸缩件和减震弹簧两端分别通过焊接方式固定在承重架和走向板上。
所述焊接底台外下表面四角部位固定螺纹杆，所述螺纹杆上啮合支撑台。
利用本发明的技术方案制作的一种汽车钣金焊接六轴机械手用翻转操作台，本技术方案在于六轴机器人六个自由度的基础上又在外部增加了多个补偿机构，相当于又增加了多个自由度，使整个装置大于六个自由度，这样可根据不同的使用需求来满足用户对各种复杂零件的焊接，它有效的填补了机器人自由度达不到的限制，同时提高了工作的效率。
附图说明
图1是本发明所述一种汽车钣金焊接六轴机械手用翻转操作台的结构示意图；
图2是本发明所述一种汽车钣金焊接六轴机械手用翻转操作台的侧视图；
图3是本发明所述一种汽车钣金焊接六轴机械手用翻转操作台的局部放大图；
图4是本发明所述一种汽车钣金焊接六轴机械手用翻转操作台的局部放大图；
图5是本发明所述一种汽车钣金焊接六轴机械手用翻转操作台的局部放大图；
图6是本发明所述一种汽车钣金焊接六轴机械手用翻转操作台的局部放大图；
图7是本发明所述夹紧机构的俯视图；
图中，1、六轴焊接机械手本体；2、焊接底台；3、走向轨；4、走向件；5、无杆气缸；6、走向板；7、n型件；8、螺栓；9、导杆；10、连接件；11、轴架；12、滚针轴承；13、滚轴丝杠；14、花键；15、承重块；16、承重架；17、驱动件；18、联轴器；19、底座；20、补偿液压缸；21、进给板；22、轴承架；23、滚珠轴承；24、翻转杆；25、承载板；26、从动齿轮；27、伺服电机；28、主动齿轮；29、一号夹紧板；30、滑槽；31、滑台；32、气缸；33、二号夹紧板；34、固定件；35、承重板；36、伸缩件；37、减震弹簧；38、一号杆；39、二号杆；40、三号杆；41、锁紧螺母；42、螺纹杆；43、支撑台。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1-7所示，一种汽车钣金焊接六轴机械手用翻转操作台，包括六轴焊接机械手本体1和焊接底台2，其特征在于，所述六轴焊接机械手本体1位于焊接底台2一侧，所述焊接底台2上设置左右移动机构、所述左右移动机构上设有前后移动机构，所述前后移动机构上设置上下补偿进给机构，所述上下补偿进给机构上设有翻转机构，所述翻转机构是上设置夹紧机构，所述左右移动机构是由安装在焊接底台2上表面；且沿其长度方向延伸的一对走向轨3、配装在走向轨3上的走向件4、分别设置在一对走向轨3一侧的无杆气缸5、安装在走向件4上的走向板6、设置在走向板6与无杆气缸5移动端之间的连接机构共同构成的，所述连接机构是由开在走向板6端面；且靠近其两边处的一对啮合孔、安装在走向板6上；且覆盖啮合孔的n型件7，插装在n型件7上的螺栓8、固定在n型件7上的导杆9、一端与导杆9固定连接、且另一端与无杆气缸5移动端连接的连接件10，所述前后移动机构是由安装在走向板6上的两对轴架11、固定在轴架11上的滚针轴承12、插装在滚针轴承12上的滚轴丝杠13、套装在滚轴丝杠13上的花键14、安装在花键14上的承重块15、固定在承重块15上的承重架16和安装在承重架16上的减震机构共同构成的，所述轴架11上固定驱动件17，所述驱动件17通过联轴器18与滚轴丝杠13端面固定连接；所述上下进给补偿机构是由固定在减震机构上的底座19、固定在底座19上的补偿液压缸20、安装在补偿液压缸20活塞端的进给板21和固定在底座19与进给板21之间的辅助支撑机构共同构成的；所述翻转机构是由设置在进给板21上的轴承架22、嵌裝在轴承架22上的滚珠轴承23、插装在滚珠轴承23上的翻转杆24、配装在翻转杆24上的承载板25、固定在翻转杆24上的从动齿轮26、安装在进给板21上的伺服电机27和固定在伺服电机27驱动端的主动齿轮28共同构成的，所述从动齿轮26与主动齿轮28啮合；所述夹紧机构是由连接在承载板25外上表面；且其靠近一端处的竖置一号夹紧板29、开在一号夹紧板29中心部的限位孔、开在底座19外上表面中心部；且延其长度方向延伸的滑槽30、设置在滑槽30内的滑台31、安装在滑台31上的气缸32和套装在气缸32活塞杆上且位于其机身前端面上的二号夹紧板33共同构成的，所述气缸32活塞端穿过限位孔外连接有固定件34；所述减震机构是由安装在承重架16上的承重板35、固定在承重板35上的多根伸缩件36和套装在伸缩件36上的减震弹簧37共同构成的，所述伸缩件36与减震弹簧37上端均与底座19底面固定；所述辅助支撑机构是由销轴连接在底座19上的一号杆38、销轴连接在一号杆38上的二号杆39和销轴连接在二号杆39上的三号杆40共同构成的，所述三号杆40与进给板21销轴连接；所述螺栓8上啮合锁紧螺母41，所述锁紧螺母41上配装旋转手；所述焊接底台2内为中空机构；且外部呈矩形机构，所述焊接底台2内部设有液压泵，所述液压泵通过导油管与液压缸的进油口连接；所述伸缩件36和减震弹簧37两端分别通过焊接方式固定在承重架16和走向板6上；所述焊接底台2外下表面四角部位固定螺纹杆42，所述螺纹杆42上啮合支撑台43。
本实施方案的特点为，六轴焊接机械手本体位于焊接底台一侧，焊接底台上设置左右移动机构、左右移动机构上设有前后移动机构，前后移动机构上设置上下补偿进给机构，上下补偿进给机构上设有翻转机构，翻转机构是上设置夹紧机构，左右移动机构是由安装在焊接底台上表面；且沿其长度方向延伸的一对走向轨、配装在走向轨上的走向件、分别设置在一对走向轨一侧的无杆气缸、安装在走向件上的走向板、设置在走向板与无杆气缸移动端之间的连接机构共同构成的，连接机构是由开在走向板端面；且靠近其两边处的一对啮合孔、安装在走向板上；且覆盖啮合孔的n型件，插装在n型件上的螺栓、固定在n型件上的导杆、一端与导杆固定连接、且另一端与无杆气缸移动端连接的连接件，前后移动机构是由安装在走向板上的两对轴架、固定在轴架上的滚针轴承、插装在滚针轴承上的滚轴丝杠、套装在滚轴丝杠上的花键、安装在花键上的承重块、固定在承重块上的承重架和安装在承重架上的减震机构共同构成的，轴架上固定驱动件，驱动件通过联轴器与滚轴丝杠端面固定连接,本技术方案在于六轴机器人六个自由度的基础上又在外部增加了多个补偿机构，相当于又增加了多个自由度，使整个装置大于六个自由度，这样可根据不同的使用需求来满足用户对各种复杂零件的焊接，它有效的填补了机器人自由度达不到的限制，同时提高了工作的效率。
在本实施方案中，首先在本装置空闲处安装3台电机驱动器和3台继电器，同时将3台电机驱动器、3台继电器和一对液压泵的接线端通过导线与六轴焊接机械手本体1的总机控制系统的多个输出端连接，通过本领域人员将3台电机驱动器通过导线分别与一对驱动件17和伺服电机27的接线端连接，在将3台继电器通过导线分别与一对无杆气缸5和气缸32自带的电磁阀连接，具体工作原理如下；首先当气缸32活塞端伸缩后，滑台31带着位于气缸32的二号夹紧板33在滑槽30运动，靠近一号夹紧板29，直至把钣金件夹紧，因为气缸32的活塞端通过固定件34固定在了一号夹紧板29上，当气缸32回缩就会一号夹紧板29就会靠近二号夹紧板33，这时六轴焊接机械手本体1工作，无杆气缸5的移动端移动后，走向件4带着走向板6在走向轨上进行左右移动，因为n型件7通过螺栓8与锁紧螺母41的配合固定在了走向板6上，n型件7又通过连接件10和导杆9连接无杆气缸5的移动端，所以会出现上述动作，那么钣金件可左右移动，且当伺服电机27驱动位于轴架11上的滚轴丝杠13时，花键14移动,花键14上的承重块15前后移动，位于其上承重架16移动，钣金件可前后移动，又因为驱动件17工作后，驱动主动齿轮28与从动齿轮26啮合，位于从动齿轮26上的翻转杆24带着承载板25转动，那么钣金件可翻转，同时本技术方案还设置了上下进给补偿机构，其工作原理为：首先通过位于底座19的补偿液压缸20的活塞端上升，位于补偿液压缸20活塞端的进给板21就会上升或者下降，这样钣金件可做上下运动，为了稳固进给板21的稳定性，一号杆38、二号杆39和三号杆40之间形成联动，可有效的稳定走向板6，同时防止焊接时出现震动，在承重架16上设置了承重板35、在承重板35与底座19之间固定了多根伸缩件36和减震弹簧37，可消除一部分震动，同时可通过螺纹杆42与支撑台43之间的啮合，可有效的对整体装置进行高度的调节。
上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种汽车钣金焊接六轴机械手用翻转操作台，包括六轴焊接机械手本体(1)和焊接底台(2)，其特征在于，所述六轴焊接机械手本体(1)位于焊接底台(2)一侧，所述焊接底台(2)上设置左右移动机构、所述左右移动机构上设有前后移动机构，所述前后移动机构上设置上下补偿进给机构，所述上下补偿进给机构上设有翻转机构，所述翻转机构是上设置夹紧机构，所述左右移动机构是由安装在焊接底台(2)上表面；且沿其长度方向延伸的一对走向轨(3)、配装在走向轨(3)上的走向件(4)、分别设置在一对走向轨(3)一侧的无杆气缸(5)、安装在走向件(4)上的走向板(6)、设置在走向板(6)与无杆气缸(5)移动端之间的连接机构共同构成的，所述连接机构是由开在走向板(6)端面；且靠近其两边处的一对啮合孔、安装在走向板(6)上；且覆盖啮合孔的n型件(7)，插装在n型件(7)上的螺栓(8)、固定在n型件(7)上的导杆(9)、一端与导杆(9)固定连接、且另一端与无杆气缸(5)移动端连接的连接件(10)，所述前后移动机构是由安装在走向板(6)上的两对轴架(11)、固定在轴架(11)上的滚针轴承(12)、插装在滚针轴承(12)上的滚轴丝杠(13)、套装在滚轴丝杠(13)上的花键(14)、安装在花键(14)上的承重块(15)、固定在承重块(15)上的承重架(16)和安装在承重架(16)上的减震机构共同构成的，所述轴架(11)上固定驱动件(17)，所述驱动件(17)通过联轴器(18)与滚轴丝杠(13)端面固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种汽车钣金焊接六轴机械手用翻转操作台，其特征在于，所述上下补偿进给机构是由固定在减震机构上的底座(19)、固定在底座(19)上的补偿液压缸(20)、安装在补偿液压缸(20)活塞端的进给板(21)和固定在底座(19)与进给板(21)之间的辅助支撑机构共同构成的。
3.根据权利要求2所述的一种汽车钣金焊接六轴机械手用翻转操作台，其特征在于，所述翻转机构是由设置在进给板(21)上的轴承架(22)、嵌裝在轴承架(22)上的滚珠轴承(23)、插装在滚珠轴承(23)上的翻转杆(24)、配装在翻转杆(24)上的承载板(25)、固定在翻转杆(24)上的从动齿轮(26)、安装在进给板(21)上的伺服电机(27)和固定在伺服电机(27)驱动端的主动齿轮(28)共同构成的，所述从动齿轮(26)与主动齿轮(28)啮合。
4.根据权利要求3所述的一种汽车钣金焊接六轴机械手用翻转操作台，其特征在于，所述夹紧机构是由连接在承载板(25)外上表面；且其靠近一端处的竖置一号夹紧板(29)、开在一号夹紧板(29)中心部的限位孔、开在底座(19)外上表面中心部；且沿其长度方向延伸的滑槽(30)、设置在滑槽(30)内的滑台(31)、安装在滑台(31)上的气缸(32)和套装在气缸(32)活塞杆上且位于其机身前端面上的二号夹紧板(33)共同构成的，所述气缸(32)活塞端穿过限位孔外连接有固定件(34)。
5.根据权利要求1所述的一种汽车钣金焊接六轴机械手用翻转操作台，其特征在于，所述减震机构是由安装在承重架(16)上的承重板(35)、固定在承重板(35)上的多根伸缩件(36)和套装在伸缩件(36)上的减震弹簧(37)共同构成的，所述伸缩件(36)与减震弹簧(37)上端均与底座(19)底面固定。
6.根据权利要求2所述的一种汽车钣金焊接六轴机械手用翻转操作台，其特征在于，所述辅助支撑机构是由销轴连接在底座(19)上的一号杆(38)、销轴连接在一号杆(38)上的二号杆(39)和销轴连接在二号杆(39)上的三号杆(40)共同构成的，所述三号杆(40)与进给板(21)销轴连接。
7.根据权利要求1所述的一种汽车钣金焊接六轴机械手用翻转操作台，其特征在于，所述螺栓(8)上啮合锁紧螺母(41)，所述锁紧螺母(41)上配装旋转手。
8.根据权利要求1所述的一种汽车钣金焊接六轴机械手用翻转操作台，其特征在于，所述焊接底台(2)内为中空机构；且外部呈矩形结构，所述焊接底台(2)内部设有液压泵，所述液压泵通过导油管与液压缸的进油口连接。
9.根据权利要求5所述的一种汽车钣金焊接六轴机械手用翻转操作台，其特征在于，所述伸缩件(36)和减震弹簧(37)两端分别通过焊接方式固定在承重架(16)和走向板(6)上。
10.根据权利要求1所述的一种汽车钣金焊接六轴机械手用翻转操作台，其特征在于，所述焊接底台(2)外下表面四角部位固定螺纹杆(42)，所述螺纹杆(42)上啮合支撑台(43)。
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