CN107378355B - 机器人焊接自动流水线的箱体三维定位系统及定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种机器人焊接自动流水线的箱体三维定位系统及定位方法，包括输送装置、顶升定位装置、前挡定位装置、后推夹紧定位装置、同步夹紧对中装置；所述顶升定位装置的上端设有前挡定位装置、后推夹紧定位装置和同步夹紧对中装置；在自动流水线上能够有效实现被焊箱体的三维精确定位，自动化程度高，可控性强，提高机器人焊接过程的稳定性和可靠性。

Description

机器人焊接自动流水线的箱体三维定位系统及定位方法

技术领域

本发明属于机器人焊接加工技术领域，具体涉及机器人焊接自动流水线的箱体三维定位系统及定位方法。

背景技术

目前保险柜的箱体制造大多数是通过人工进行加工，保险柜制造过程中需要人力进行运输，焊接过程中的定位也是由人力进行操作，导致保险柜的加工过程存在以下技术问题：1、自动化程度较低，生产成本较高；2、生产速度慢，生产效率较低。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供机器人焊接自动流水线的箱体三维定位系统及定位方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：机器人焊接自动流水线的箱体三维定位系统，包括输送装置、顶升定位装置、前挡定位装置、后推夹紧定位装置、同步夹紧对中装置；所述顶升定位装置的上端设有前挡定位装置、后推夹紧定位装置和同步夹紧对中装置。

作为优选的，所述顶升定位装置包括底座、提升板、气缸；所述底座上设有提升板，所述底座和提升板通过直线光轴连接；所述提升板的下方设有气缸，所述气缸上设有顶杆；所述顶杆可将提升板向上顶升；

所述提升板上端横向一侧设有前挡定位装置，横向另一侧设有后推夹紧定位装置；所述提升板上端竖向两侧设有同步夹紧对中装置；所述提升板上端的横向两侧均设有基准台。

作为优选的，所述基准台设于前挡定位装置与后推夹紧定位装置之间。

作为优选的，所述前挡定位装置包括前挡底座、前挡杆、推轮；所述前挡底座上设有前挡轴承座，所述前挡轴承座上设有前挡转轴，所述前挡杆设在前挡转轴上，所述前挡杆的尾端设有挡板；所述前挡底座上设有推轮驱动、推轮支撑板，所述推轮支撑板上开有滑槽，所述推轮设在推轮支撑板上，所述推轮由推轮驱动进行驱动。

作为优选的，所述后推夹紧定位装置包括沉座、后挡杆、后推驱动；所述沉座上设有后挡轴承座，所述后挡轴承座上端设有后挡转轴，所述后挡杆设在后挡转轴上，所述后挡杆的尾端设有连接棒；所述后推驱动设于沉座内，后推驱动的气缸头与后挡转轴连接。

作为优选的，所述同步夹紧对中装置包括对中座、对中驱动、双齿条同步运动机构；所述双齿条同步运动机构的两端均设有对中座，所述对中座上设有对中夹紧板，所述对中夹紧板上设有对中位置传感器；所述双齿条同步运动机构由对中驱动进行驱动。

作为更优选的，所述双齿条同步运动机构包导条一、齿条一、导条二、齿条二、齿轮、对中芯轴；

所述对中驱动包括对中驱动气缸，所述对中驱动气缸上设有活塞杆；所述导条一和齿条一的端头处设对中座，导条二和齿条二端头处设对中座；

所述对中芯轴上设有齿轮，齿轮的两端设有齿条一、齿条二；所述齿条一的外侧设导条一，所述齿条二的外侧设导条二；所述导条一与活塞杆通过导条连接板连接；

所述导条一的底部设有导轨一，齿条一的底部设有导轨二，导条二的底部设有导轨三，齿条二的底部设有导轨四；所述导轨一、导轨二、导轨三、导轨四上均设有滑块；所述滑块固定设在提升板上。

作为优选的，所述前挡位置传感器、对中位置传感器为接近传感器、接近开关或位移传感器。

所述输送装置为链条输送，板链输送、辊道或滚筒输送装置。

所述气缸、推轮驱动、后推驱动、对中驱动以压缩空气、液压或电机为驱动源。

采用所述的机器人焊接自动流水线的箱体三维定位系统，定位方法如下：

步骤一：当输送装置上有待焊箱体时，此时前挡定位装置升起，输送装置自动将箱体以20m/min速度送进；

步骤二：箱体到达接近前挡定位装置的前档杆的位置时，输送装置减速然后停止；

步骤三：同步夹紧对中装置动作，将被焊箱体进行预对中；

步骤四：被焊箱体预对中后，同步夹紧对中装置回位；

步骤五：输送装置慢速运行，0.3m/min；将被焊箱体继续送进至贴近前挡定位装置的挡板的位置后，输送装置停止；

步骤六：顶升定位装置将箱体脱离输送装置表面，以顶升定位装置的上表面为基准对被焊箱体的下平面进行定位；

步骤七：后推夹紧定位装置动作，推动被焊箱体顶紧并紧密贴合在前挡定位装置的前档杆的位置；

步骤八：同步夹紧对中装置动作，将被焊箱体进行对中定位；

步骤九：箱体的侧面、前后和上下等三个方向均夹持定位，由相应位置传感器判定后，机器人按设定程序、轨迹和焊接参数，进行相应的焊接；

步骤十：焊接完成后，后推夹紧定位装置、前挡定位装置、同步夹紧对中装置和顶升定位装置依次回位，箱体回落到输送装置表面，输送装置运转，将焊后箱体送出本系统。

现有技术相比，本发明的一种机器人焊接自动流水线的箱体三维定位系统及定位方法，在自动流水线上能够有效实现被焊箱体的三维精确定位，自动化程度高，可控性强，提高机器人焊接过程的稳定性和可靠性。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2为实施例中顶升定位装置的结构示意图；

图3为实施例中顶升定位装置、前挡定位装置、后推夹紧定位装置、同步夹紧对中装置的连接结构示意图；

图4为前挡定位装置的结构示意图；

图5为后推夹紧定位装置的结构示意图；

图6为同步夹紧对中装置的结构示意图；

图7为双齿条同步运动机构的结构示意图；

图8为双齿条同步运动机构的导轨示意图；

图9为实施例输送装置的结构示意图；

图10为本实施例操作运行示意图。

其中，1、输送装置，2、顶升定位装置，3、前挡定位装置，4、后推夹紧定位装置，5、同步夹紧对中装置，6、基准台，7、待焊箱体

21、底座，22、提升板，23、直线光轴，24、气缸，25、顶杆；

31、前挡底座，32、前挡轴承座，33、前挡转轴，34、前挡杆，35、挡板，36、推轮，37、推轮驱动，38、推轮支撑板，381、滑槽，39、前挡位置传感器；

41、沉座，42、后挡轴承座，43、后挡杆，44、后挡转轴，45、连接棒，46、后推驱动，461、气缸头；

51、对中座，52、对中夹紧板，53、对中驱动，54、双齿条同步运动机构，55、对中位置传感器；

531、活塞杆，532、导条连接板，541、导条一，542、齿条一，543、导条二，544、齿条二，545、齿轮，546、对中芯轴；

a、导轨一，b、导轨二， c、导轨三，d、导轨四，e、滑块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

如图1所示，机器人焊接自动流水线的箱体三维定位系统，包括输送装置1、顶升定位装置2、前挡定位装置3、后推夹紧定位装置4、同步夹紧对中装置5；所述顶升定位装置5的上端设有前挡定位装置2、后推夹紧定位装置3和同步夹紧对中装置4。

如图2、3所示，本实施例中，所述顶升定位装置2包括底座21、提升板22、气缸24；所述底座21上设有提升板22，所述底座21和提升板22通过直线光轴23连接；所述提升板22的下方设有气缸24，所述气缸24上设有顶杆25；所述顶杆25可将提升板22向上顶升。

所述提升板22上端横向一侧设有前挡定位装置3，横向另一侧设有后推夹紧定位装置4；所述提升板22上端竖向两侧设有同步夹紧对中装置5；所述提升板22上端的横向两侧均设有基准台6。

作为优选的，所述基准台6设于前挡定位装置3与后推夹紧定位装置4之间。

如图4所示，本实施例中，所述前挡定位装置3包括前挡底座31、前挡杆34、推轮36；所述前挡底座31上设有前挡轴承座32，所述前挡轴承座32上设有前挡转轴33，所述前挡杆34设在前挡转轴33上，所述前挡杆34的尾端设有挡板35；所述前挡底座31上设有推轮驱动37、推轮支撑板38，所述推轮支撑板38上开有滑槽381，所述推轮36设在推轮支撑板38上，所述推轮36由推轮驱动37进行驱动。

如图5所示，本实施例中，所述后推夹紧定位装置4包括沉座41、后挡杆43、后推驱动46；所述沉座41上设有后挡轴承座42，所述后挡轴承座42上端设有后挡转轴44，所述后挡杆43设在后挡转轴44上，所述后挡杆43的尾端设有连接棒45；所述后推驱动46设于沉座41内，后推驱动46的气缸头461与后挡转轴44连接。

如图6所示，本实施例中，所述同步夹紧对中装置5包括对中座51、对中驱动53、双齿条同步运动机构54；所述双齿条同步运动机构54的两端均设有对中座51，所述对中座51上设有对中夹紧板52，所述对中夹紧板52上设有对中位置传感器55；所述双齿条同步运动机构54由对中驱动53进行驱动。

如图7、8所示，作为优选的，所述双齿条同步运动机构54包导条一541、齿条一542、导条二543、齿条二544、齿轮545、对中芯轴546；

所述对中驱动53包括对中驱动气缸53，所述对中驱动气缸53上设有活塞杆531；所述导条一541和齿条一542的端头处设对中座51，导条二543和齿条二544端头处设对中座51；

所述对中芯轴546上设有齿轮545，齿轮545的两端设有齿条一542、齿条二544；所述齿条一542的外侧设导条一541，所述齿条二544的外侧设导条二543；所述导条一541与活塞杆531通过导条连接板532连接；

所述导条一541的底部设有导轨一a，齿条一542的底部设有导轨二b，导条二的底部设有导轨三c，齿条二的底部设有导轨四d；所述导轨一a、导轨二b、导轨三c、导轨四d上均设有滑块e；所述滑块e固定设在提升板22上。

作为优选的，所述前挡位置传感器39、对中位置传感器55为接近传感器、接近开关或位移传感器。

所述输送装置1为链条输送，板链输送、辊道或滚筒输送装置。

所述气缸24、推轮驱动37、后推驱动46、对中驱动53以压缩空气、液压或电机为驱动源。

采用所述的机器人焊接自动流水线的箱体三维定位系统，定位方法如下：

步骤一：当输送装置1上有待焊箱体7时，此时前挡定位装置3升起，输送装置1自动将箱体7以20m/min速度送进；

步骤二：箱体7到达接近前挡定位装置3的前档杆34的位置时，输送装置1减速然后停止；

步骤三：同步夹紧对中装置5动作，将被焊箱体7进行预对中；

步骤四：被焊箱体7预对中后，同步夹紧对中装置5回位；

步骤五：输送装置1慢速运行，0.3m/min；将被焊箱体7继续送进至贴近前挡定位装置3的挡板35的位置后，输送装置1停止；

步骤六：顶升定位装置5将箱体7脱离输送装置1表面，以顶升定位装置5的上表面为基准对被焊箱体7的下平面进行定位；

步骤七：后推夹紧定位装置4动作，推动被焊箱体7顶紧并紧密贴合在前挡定位装置3的前档杆34的位置；

步骤八：同步夹紧对中装置5动作，将被焊箱体7进行对中定位；

步骤九：箱体7的侧面、前后和上下等三个方向均夹持定位，由相应位置传感器判定后，机器人按设定程序、轨迹和焊接参数，进行相应的焊接；

步骤十：焊接完成后，后推夹紧定位装置4、前挡定位装置3、同步夹紧对中装置5和顶升定位装置1依次回位，箱体7回落到输送装置表面1，输送装置1运转，将焊后箱体7送出本系统。

本发明并不局限于所述的实施例，本领域的技术人员在不脱离本发明的精神即公开范围内，仍可作一些修正或改变，故本发明的权利保护范围以权利要求书限定的范围为准。

Claims (5)

1.机器人焊接自动流水线的箱体三维定位系统，其特征在于：包括输送装置、顶升定位装置、前挡定位装置、后推夹紧定位装置、同步夹紧对中装置；所述顶升定位装置的上端设有前挡定位装置、后推夹紧定位装置和同步夹紧对中装置；

所述顶升定位装置包括底座、提升板、气缸；所述底座上设有提升板，所述底座和提升板通过直线光轴连接；所述提升板的下方设有气缸，所述气缸上设有顶杆；所述顶杆可将提升板向上顶升；

所述提升板上端横向一侧设有前挡定位装置，横向另一侧设有后推夹紧定位装置；所述提升板上端竖向两侧设有同步夹紧对中装置；所述提升板上端的横向两侧均设有基准台；

所述前挡定位装置包括前挡底座、前挡杆、推轮；所述前挡底座上设有前挡轴承座，所述前挡轴承座上设有前挡转轴，所述前挡杆设在前挡转轴上，所述前挡杆的尾端设有挡板；所述前挡底座上设有推轮驱动、推轮支撑板，所述推轮支撑板上开有滑槽，所述推轮设在推轮支撑板上，所述推轮由推轮驱动进行驱动；

所述后推夹紧定位装置包括沉座、后挡杆、后推驱动；所述沉座上设有后挡轴承座，所述后挡轴承座上端设有后挡转轴，所述后挡杆设在后挡转轴上，所述后挡杆的尾端设有连接棒；所述后推驱动设于沉座内，后推驱动的气缸头与后挡转轴连接；

所述同步夹紧对中装置包括对中座、对中驱动、双齿条同步运动机构；所述双齿条同步运动机构的两端均设有对中座，所述对中座上设有对中夹紧板，所述对中夹紧板上设有对中位置传感器；所述双齿条同步运动机构由对中驱动进行驱动。

2.根据权利要求1所述的机器人焊接自动流水线的箱体三维定位系统，其特征在于：所述基准台设于前挡定位装置与后推夹紧定位装置之间。

3.根据权利要求1所述的机器人焊接自动流水线的箱体三维定位系统，其特征在于：所述双齿条同步运动机构包导条一、齿条一、导条二、齿条二、齿轮、对中芯轴；所述对中驱动包括对中驱动气缸，所述对中驱动气缸上设有活塞杆；所述导条一和齿条一的端头处设对中座，导条二和齿条二端头处设对中座；

所述对中芯轴上设有齿轮，齿轮的两端设有齿条一、齿条二；所述齿条一的外侧设导条一，所述齿条二的外侧设导条二；所述导条一与活塞杆通过导条连接板连接；

所述导条一的底部设有导轨一，齿条一的底部设有导轨二，导条二的底部设有导轨三，齿条二的底部设有导轨四；所述导轨一、导轨二、导轨三、导轨四上均设有滑块；所述滑块固定设在提升板上。

4.根据权利要求1所述的机器人焊接自动流水线的箱体三维定位系统，其特征在于：所述输送装置为链条输送，板链输送、辊道或滚筒输送装置。

5.机器人焊接自动流水线的箱体三维定位方法，采用权利要求1至4任意一项所述的机器人焊接自动流水线的箱体三维定位系统，具体步骤如下：

步骤一：当输送装置上有待焊箱体时，此时前挡定位装置升起，输送装置自动将箱体以20m/min速度送进；

步骤二：箱体到达接近前挡定位装置的前档杆的位置时，输送装置减速然后停止；

步骤三：同步夹紧对中装置动作，将被焊箱体进行预对中；

步骤四：被焊箱体预对中后，同步夹紧对中装置回位；

步骤五：输送装置慢速运行，0.3m/min；将被焊箱体继续送进至贴近前挡定位装置的挡板的位置后，输送装置停止；

步骤六：顶升定位装置将箱体脱离输送装置表面，以顶升定位装置的上表面为基准对被焊箱体的下平面进行定位；

步骤七：后推夹紧定位装置动作，推动被焊箱体顶紧并紧密贴合在前挡定位装置的前档杆的位置；

步骤八：同步夹紧对中装置动作，将被焊箱体进行对中定位；

步骤九：箱体的侧面、前后和上下三个方向均夹持定位，由相应位置传感器判定后，机器人按设定程序、轨迹和焊接参数，进行相应的焊接；

步骤十：焊接完成后，后推夹紧定位装置、前挡定位装置、同步夹紧对中装置和顶升定位装置依次回位，箱体回落到输送装置表面，输送装置运转，将焊后箱体送出本系统。