CN108145370B - 一种基于自动焊接机器人的单机双变位焊接系统 - Google Patents

一种基于自动焊接机器人的单机双变位焊接系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于自动焊接机器人的单机双变位焊接系统，包括焊接机器人以及设于该焊接机器人两侧的第一变位机与第二变位机，在所述第一变位机上安装有第一焊接工装，在所述第二变位机上安装有第二焊接工装；所述第一焊接工装包括固定于所述第一变位机上的底座，在该底座上设置有工作台，在该工作台的任意两相邻侧边缘设置有第一活动定位机构与第二活动定位机构，在所述工作台的另外两侧边缘设置有第一固定定位机构与第二固定定位机构，在所述工作台的至少两侧边缘分别固定有至少一组压紧机构。其显著效果是：采用单机双变位模式，可应用于多款产品生产，设备使用率高，降低了企业成本，提高了生产效率。

Description

一种基于自动焊接机器人的单机双变位焊接系统
技术领域
本发明涉及到电池托盘自动焊接设备技术领域，具体地说，是一种基于自动焊接机器人的单机双变位焊接系统。
背景技术
在新能源汽车中，目前采用的一般做法是，将动力电池(模组或模块)安装在汽车托盘上；既节省了空间，又能够将动力电池的重量集中在汽车的底部，提高汽车的稳定性；同时也可以通过托盘底部外露的特点，能够利用汽车行驶过程中的自然风来冷却托盘底部，进而实现对设置在托盘上的动力电池的冷却。
由于动力电池极容易受到外部的水、灰尘或其他杂物的污染，污染后可能导致动力电池的损坏而使得电池的使用寿命缩短，从而进一步加大了对动力电池安装的难度；因此，要对动力电池进行更好的保护，托盘的质量就显得尤为重要，而焊接是生产中最关键的一环。
在目前的托盘加工中，焊接机器人的布局均采用单机单变位机的形式，能开发的产品单一，设备实用率低，生产效率较低。同时，现有的焊接工装存在设计缺陷，往往一种产品使用一套专用的焊接工装，不仅适应性差，而且更换产品时还需要更换工装，造成生产力浪费，而且需要制作不同的焊接工装，企业附加成本高。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于自动焊接机器人的单机双变位焊接系统，采用单机双变位模式，可以应用于多款产品生产，设备使用率高，可降低企业成本，提高生产效率。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种基于自动焊接机器人的单机双变位焊接系统，其关键在于：包括焊接机器人以及设于该焊接机器人两侧的第一变位机与第二变位机，在所述第一变位机上安装有第一焊接工装，在所述第二变位机上安装有第二焊接工装，所述第一焊接工装与第二焊接工装的结构一致；
其中，所述第一焊接工装包括固定于所述第一变位机上的底座，在该底座上设置有工作台，在该工作台的任意两相邻侧边缘设置有第一活动定位机构与第二活动定位机构，在所述工作台的另外两侧边缘设置有第一固定定位机构与第二固定定位机构，且所述第一活动定位机构与第一固定定位机构相配合，所述第二活动定位机构与第二固定定位机构相配合，在所述工作台的至少两侧边缘分别固定有至少一组压紧机构。
进一步的，所述第一活动定位机构包括伸缩气缸、滑轨、驱动板、定位块，所述伸缩气缸固设于所述工作台的下表面，所述滑轨分设于工作台上表面的两侧，所述驱动板分别通过两侧的滑块滑动支撑于滑轨上，在所述驱动板上固定至少两个所述定位块。
进一步的，所述第二活动定位机构包括固定连接于所述工作台上的气缸连接板、安装在该气缸连接板上的推料气缸以及与所述推料气缸的伸缩杆相连接的顶料板。
进一步的，所述压紧机构包括压紧气缸、压块、连接块、连接座，所述压紧气缸与所述工作台固定连接，所述压紧气缸的活塞杆向上连接至所述压块的一端，所述压块的中部通过连接块与所述连接座相铰接，所述连接座固定于工作台的上表面。
进一步的，所述第一固定定位机构与第二固定定位机构结构一致，其中第一固定定位机构包括L形固定座，该L形固定座的横向部分与所述工作台固定连接，所述L形固定座的竖向部分朝向工作台的内侧设置，且在该L形固定座的竖向部分固定有定位垫块。
通过上述结构的所述第一活动定位机构与第一固定定位机构相配合，所述第二活动定位机构与第二固定定位机构相配合，能够实现长度方向与宽度方向上活动定位，从而可以适应与不同尺寸的电池托盘产品，大大增强了焊接工装的适用性，使得一个工装可以对应多个产品，降低了企业对工装的投入成本，且更换产品时可实现不停机生产，大大提高了生产力的使用率。
进一步的，为了对待焊接的电池托盘工件是否装配到位进行检测，以避免出现错焊漏焊现象，优选的在所述工作台上安装有多个到位检测机构，该到位检测机构的设置位置与待焊接工件上预设的检测点相适应。
进一步的，所述第一焊接工装与第一变位机之间以及第二焊接工装与第二变位机之间均通过连接机构相连接，该连接机构包括安装座、连接螺栓、安装板，所述安装座与第一变位机或第二变位机相连接，在该安装座上开设有安装槽，所述连接螺栓的一端枢接于该安装槽内，在该连接螺栓的另一端螺纹连接有锁紧螺母，所述安装板固定于安装座与锁紧螺母之间，所述安装板与所述第一焊接工装或第二焊接工装固定连接。
通过上述结构的连接机构，可以在工装出现损坏后方便快速的更换，大大降低了后期维护的难度，从而有助于提高生产节奏，降低时间成本的浪费。
进一步的，在所述第一焊接工装与第二焊接工装的周侧设置有围栏护板，且该围栏护板留有三个分别连通至焊接机器人、第一焊接工装、第二焊接工装的通道。通过围栏护板可将加工区域进行隔离保护，避免不相干人或物影响正常的安全生产，可提高生产安全性，降低危险系数；同时设备通道可便于加工的进行与后期维护等。
进一步的，在所述围栏护板的外侧设置有控制柜，在靠近所述第一变位机的围栏护板上设置有第一操作箱，在靠近所述第二变位机的围栏护板上设置有第二操作箱。
通过上述的控制柜与操作箱以对变位机和焊接机器人实现控制，可实现自动化生产，以进一步的节省人力，提高焊接生产效率，同时减少人为因素对生产的影响，保证焊接质量。
本发明的显著效果是：在工作站中间放置机器人，左右两边各安装一个变位机，可以实现左右一边一个工装，实现开发多款产品焊接，一个变位机进行装件，另外一个进行焊接，两边的工装运作互不干涉；设备使用率得到了提升，能够适应于多样化产品，节省设备和人力的投入；同时，通过活动定位机构与固定定位机构相配合，大大增强了焊接工装的适用性，使得一个工装可以对应多个产品，降低了企业对工装的投入成本，且更换产品时可实现不停机生产，大大提高了生产力的使用率。
附图说明
图1是本发明一个视角的结构示意图；
图2是本发明一个视角的结构示意图；
图3是本发明的俯视图；
图4是所述第一焊接工位的结构示意图；
图5是图4中A的放大示意图；
图6是所述第一焊接工位的俯视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式以及工作原理作进一步详细说明。
如图1～图3所示，一种基于自动焊接机器人的单机双变位焊接系统，包括焊接机器人1以及设于该焊接机器人1两侧的第一变位机2与第二变位机3，在所述第一变位机2上安装有第一焊接工装4，在所述第二变位机3上安装有第二焊接工装5，所述第一焊接工装4与第二焊接工装5的结构一致；
从图1～图3中还可以看出，在所述第一焊接工装4与第二焊接工装5的周侧设置有围栏护板7，且该围栏护板7留有三个分别连通至焊接机器人1、第一焊接工装4、第二焊接工装5的通道，在所述围栏护板7的外侧设置有控制柜8，在靠近所述第一变位机2的围栏护板7上设置有第一操作箱9，在靠近所述第二变位机3的围栏护板7上设置有第二操作箱10。
参见附图4，所述第一焊接工装4包括固定于所述第一变位机2上的底座41，在该底座41上设置有工作台42，在该工作台42的宽度方向上的两侧边缘分别设置有第一活动定位机构43与第一固定定位机构45，在工作台42的长度方向上的两侧边缘分别设置有第二活动定位机构44与第二固定定位机构46，且所述第一活动定位机构43与第一固定定位机构45相配合，所述第二活动定位机构44与第二固定定位机构46相配合，在所述工作台42的长度方向上的两侧边缘分别固定有三组压紧机构47，所述工作台42上安装有多个到位检测机构48，该到位检测机构48的设置位置与待焊接工件上预设的检测点相适应。
实施时，相互配合的所述第一活动定位机构43与第一固定定位机构45对电池托盘工件的宽度方向进行固定定位，相互配合的多组第二活动定位机构44与第二固定定位机构46对电池托盘工件的长度方向进行固定定位，加之对电池托盘工件的端面进行压紧固定的压紧机构47，实现了电池托盘多自由度多方向上的庄家固定，从而有效避免了工件在焊接过程中出现位移的现象，确保了产品焊接品质。同时通过到位检测机构48对工件是否装夹正确、到位进行检测，提高了焊接点的准确率，能够有助于避免错焊、漏焊现象。
参见附图4，所述第一活动定位机构43包括伸缩气缸431、滑轨432、驱动板433、定位块434，所述伸缩气缸431固设于所述工作台42的下表面，所述滑轨432分设于工作台42上表面的两侧，所述驱动板433分别通过两侧的滑块435滑动支撑于滑轨432上，在所述驱动板433上固定至少两个所述定位块434。
参见附图6，所述第二活动定位机构44包括固定连接于所述工作台42上的气缸连接板441、安装在该气缸连接板441上的推料气缸442以及与所述推料气缸442的伸缩杆相连接的顶料板443。
参见附图4，所述压紧机构47包括压紧气缸471、压块472、连接块473、连接座474，所述压紧气缸471与所述工作台42固定连接，所述压紧气缸471的活塞杆向上连接至所述压块472的一端，所述压块472的中部通过连接块473与所述连接座474相铰接，所述连接座474固定于工作台42的上表面。
参见附图4，所述第一固定定位机构45与第二固定定位机构46结构一致，其中第一固定定位机构45包括L形固定座451，该L形固定座451的横向部分与所述工作台42固定连接，所述L形固定座451的竖向部分朝向工作台42的内侧设置，且在该L形固定座451的竖向部分固定有定位垫块452。
如图5所示，所述第一焊接工装4与第一变位机2之间以及第二焊接工装5与第二变位机3之间均通过连接机构6相连接，该连接机构6包括安装座61、连接螺栓62、安装板63，所述安装座61与第一变位机2或第二变位机3相连接，在该安装座61上开设有安装槽64，所述连接螺栓62的一端枢接于该安装槽64内，在该连接螺栓62的另一端螺纹连接有锁紧螺母65，所述安装板63固定于安装座61与锁紧螺母65之间，所述安装板63与所述第一焊接工装4或第二焊接工装5固定连接。
生产时，将待焊接电池托盘工件置于第一焊接工装4的工作台42上，并通过第一固定定位机构45与第二固定定位机构46对其进行初定位，然后通过第一活动定位机构43与第二活动定位机构45对待焊接电池托盘工件进行精确定位，之后通过压紧机构47对待焊接电池托盘工件上端面进行压紧固定，最后到位检测机构48检测待焊接电池托盘工件是否固定到位，若是则通过第一操作箱8控制焊接机器人1进行焊接加工；
在焊接加工的同时，可在第二焊接工装5上进行装件，使得两侧工装运作互不干涉，在第一焊接工装4上的工件焊接完成后，可直接进行第二焊接工装5上弓箭的焊接，从而有效的提高了设备的使用率。

Claims (5)

1.一种基于自动焊接机器人的单机双变位焊接系统，其特征在于：包括焊接机器人(1)以及设于该焊接机器人(1)两侧的第一变位机(2)与第二变位机(3)，在所述第一变位机(2)上安装有第一焊接工装(4)，在所述第二变位机(3)上安装有第二焊接工装(5)，所述第一焊接工装(4)与第二焊接工装(5)的结构一致；
其中，所述第一焊接工装(4)包括固定于所述第一变位机(2)上的底座(41)，在该底座(41)上设置有工作台(42)，在该工作台(42)的任意两相邻侧边缘设置有第一活动定位机构(43)与第二活动定位机构(44)，在所述工作台(42)的另外两侧边缘设置有第一固定定位机构(45)与第二固定定位机构(46)，且所述第一活动定位机构(43)与第一固定定位机构(45)相配合，所述第二活动定位机构(44)与第二固定定位机构(46)相配合，在所述工作台(42)的至少两侧边缘分别固定有至少一组压紧机构(47)；
所述第一活动定位机构(43)包括伸缩气缸(431)、滑轨(432)、驱动板(433)、定位块(434)，所述伸缩气缸(431)固设于所述工作台(42)的下表面，所述滑轨(432)分设于工作台(42)上表面的两侧，所述驱动板(433)分别通过两侧的滑块(435)滑动支撑于滑轨(432)上，在所述驱动板(433)上固定至少两个所述定位块(434)；
所述第一焊接工装(4)与第一变位机(2)之间以及第二焊接工装(5)与第二变位机(3)之间均通过连接机构(6)相连接，该连接机构(6)包括安装座(61)、连接螺栓(62)、安装板(63)，所述安装座(61)与第一变位机(2)或第二变位机(3)相连接，在该安装座(61)上开设有安装槽(64)，所述连接螺栓(62)的一端枢接于该安装槽(64)内，在该连接螺栓(62)的另一端螺纹连接有锁紧螺母(65)，所述安装板(63)固定于安装座(61)与锁紧螺母(65)之间，所述安装板(63)与所述第一焊接工装(4)或第二焊接工装(5)固定连接；
所述第二活动定位机构(44)包括固定连接于所述工作台(42)上的气缸连接板(441)、安装在该气缸连接板(441)上的推料气缸(442)以及与所述推料气缸(442)的伸缩杆相连接的顶料板(443)；
所述压紧机构(47)包括压紧气缸(471)、压块(472)、连接块(473)、连接座(474)，所述压紧气缸(471)与所述工作台(42)固定连接，所述压紧气缸(471)的活塞杆向上连接至所述压块(472)的一端，所述压块(472)的中部通过连接块(473)与所述连接座(474)相铰接，所述连接座(474)固定于工作台(42)的上表面。
2.根据权利要求1所述的基于自动焊接机器人的单机双变位焊接系统，其特征在于：所述第一固定定位机构(45)与第二固定定位机构(46)结构一致，其中第一固定定位机构(45)包括L形固定座(451)，该L形固定座(451)的横向部分与所述工作台(42)固定连接，所述L形固定座(451)的竖向部分朝向工作台(42)的内侧设置，且在该L形固定座(451)的竖向部分固定有定位垫块(452)。
3.根据权利要求1所述的基于自动焊接机器人的单机双变位焊接系统，其特征在于：所述工作台(42)上安装有多个到位检测机构(48)，该到位检测机构(48)的设置位置与待焊接工件上预设的检测点相适应。
4.根据权利要求1所述的基于自动焊接机器人的单机双变位焊接系统，其特征在于：在所述第一焊接工装(4)与第二焊接工装(5)的周侧设置有围栏护板(7)，且该围栏护板(7)留有三个分别连通至焊接机器人(1)、第一焊接工装(4)、第二焊接工装(5)的通道。
5.根据权利要求4所述的基于自动焊接机器人的单机双变位焊接系统，其特征在于：在所述围栏护板(7)的外侧设置有控制柜(8)，在靠近所述第一变位机(2)的围栏护板(7)上设置有第一操作箱(9)，在靠近所述第二变位机(3)的围栏护板(7)上设置有第二操作箱(10)。
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