CN108247187A - 多角度回转弧焊设备及自动化多点焊接工作站 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车或摩托车制造技术领域，尤其是涉及一种多角度回转弧焊设备及自动化多点焊接工作站。该多角度回转弧焊设备包括：控制装置和大回转装置；大回转装置包括驱动机构、回转架以及回转固定座，回转架的中心通过转动轴设置于回转固定座上，用于形成焊接工位；驱动机构驱动连接回转架，以驱动回转架绕其中心旋转；控制装置控制连接驱动机构。该多角度回转弧焊设备能够形成范围更大的焊接工位，实现生产智能化的同时保证产品质量以及稳定性，满足不同的焊接需求；并且，能够360°旋转的回转架减小了整体设备的占地面积，提高了地面利用率，降低了工人的劳动强度，同时降低了企业的焊接成本。

Description

多角度回转弧焊设备及自动化多点焊接工作站

技术领域

本发明涉及汽车或摩托车制造技术领域，尤其是涉及一种多角度回转弧焊设备及自动化多点焊接工作站。

背景技术

现有技术中，在汽车或摩托车行业多采用双工位180°旋转弧焊设备，这种设备通过大回转180°旋转，实现产品焊接工作。此种形式具有一定的局限性，不能满足当前高度智能化及生产工艺多样化的要求，经常需要人工后序补焊，对人员来说劳动强度比较大，对于焊接工艺多的产品来说成本高。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种多角度回转弧焊设备，缓解了现有技术中旋转弧焊设备具有一定局限性，不能满足当前高度智能化及生产工艺多样化的要求，且劳动强度大、成本高的技术问题。

本发明的目的之二在于提供一种自动化多点焊接工作站，缓解了现有技术中旋转弧焊设备具有一定局限性，不能满足当前高度智能化及生产工艺多样化的要求，且劳动强度大、成本高的技术问题。

针对上述目的之一，本发明提供以下技术方案：

本发明提供的一种多角度回转弧焊设备，包括：控制装置和大回转装置；

所述大回转装置包括驱动机构、回转架以及回转固定座，所述回转架的中心通过转动轴设置于所述回转固定座上，用于形成焊接工位；所述驱动机构驱动连接所述回转架，以驱动所述回转架绕其中心旋转；

所述控制装置控制连接所述驱动机构。

作为一种进一步的技术方案，所述驱动机构包括依次传动连接的第一电机、传动齿轮和支撑轴承，所述控制装置控制连接所述第一电机；

所述支撑轴承的内圈固定于所述回转固定座，所述支撑轴承的外圈连接所述回转架；

且所述支撑轴承的与所述转动轴共轴。

作为一种进一步的技术方案，所述回转架的外周连接有多个翻转机构，所述翻转机构用于安装工件夹具以形成一个所述焊接工位。

作为一种进一步的技术方案，所述翻转机构包括翻转柱体和两个相互垂直的连接部，所述翻转柱体的一端转动连接于所述回转架，另一端连接两个所述连接部，所述连接部用于连接工件夹具。

作为一种进一步的技术方案，所述连接部形成有标准化连接位，以快速连接不同的工件夹具。

作为一种进一步的技术方案，所述回转架内设置有第二电机，所述第二电机用于驱动所述翻转柱体；所述控制装置控制连接所述第二电机。

作为一种进一步的技术方案，所述大回转装置还包括弧光遮挡围栏，所述弧光遮挡围栏设置于所述回转架上；

所述弧光遮挡围栏包括中心环以及阵列于所述中心环外的多个向外延伸的遮挡板，所述遮挡板与所述翻转机构一一对应设置，任意相邻的两个所述遮挡板之间形成一个焊接区域。

作为一种进一步的技术方案，所述转动轴为水银滑环，所述水银滑环用于导通气管和/或电气线路。

作为一种进一步的技术方案，所述控制装置包括控制柜以及与所述控制柜相连接的电气控制单元、伺服机，所述伺服机控制连接所述驱动机构。

针对上述目的之二，本发明提供以下技术方案：

本发明提供一种自动化多点焊接工作站，包括焊接机器人以及如上述技术方案提供的任一种所述的多角度回转弧焊设备；

所述控制装置控制所述焊接机器人与所述回转架形成的焊接工位对接进行焊接作业。

与现有技术相比，本发明所提供的多角度回转弧焊设备及自动化多点焊接工作站能够达到以下有益效果：

本发明提供一种多角度回转弧焊设备，包括控制装置和大回转装置，其中，大回转装置中的回转架转动设置于回转固定座上，控制装置通过驱动机构驱动回转架相对回转固定座绕其中心实现360°圆周转动，形成范围更大的焊接工位，实现生产智能化的同时保证产品质量以及稳定性，满足不同的焊接需求；并且，能够360°旋转的回转架减小了整体设备的占地面积，提高了地面利用率，降低了工人的劳动强度，同时降低了企业的焊接成本。

本发明提供一种自动化多点焊接工作站，包括焊接机器人以及上述技术方案提供的任一种多角度回转弧焊设备，能够取得该多角度回转弧焊设备的所有有益效果，有效提高焊接生产效率，降低企业的生产成本。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一提供的其中一种多角度回转弧焊设备的结构示意图；

图2为本发明实施例一提供的其中一种多角度回转弧焊设备的仰视图；

图3为本发明实施例一提供的其中一种多角度回转弧焊设备的局部结构示意图；

图4为本发明实施例一提供的其中一种多角度回转弧焊设备的结构分解示意图；

图5为本发明实施例二提供的其中一种自动化多点焊接工作站的结构示意图。

图标：11－回转架；111－翻转柱体；112－连接部；12－回转固定座；131－第一电机；132－传动齿轮；133－支撑轴承；14－弧光遮挡围栏；15－水银滑环；21－控制柜；22－电气控制单元；3－底部基座；31－物流滑台；32－外围护栏；33－支撑立柱；34－卷帘门；4－顶部盖板；41－安全围栏。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

实施例一

参照图1－4，本发明实施例提供一种多角度回转弧焊设备，包括：控制装置和大回转装置；大回转装置包括驱动机构、回转架11以及回转固定座12，回转架11的中心通过转动轴设置于回转固定座12上，用于形成焊接工位；驱动机构驱动连接回转架11，以驱动回转架11绕其中心旋转；控制装置控制连接驱动机构。

使用中，大回转装置与焊接机器人相互配合进行焊接作业，其中，大回转装置用于形成焊接工位，焊接机器人在其形成的焊接工作实施焊接作业。

其中，大回转装置包括驱动机构、回转架11以及回转固定座12。回转架11转动设置于回转固定座12，回转固定座12为回转架11的转动提供稳定的支撑。具体地，回转架11的转动轴穿过回转架11的几何中心，且回转架11的旋转平面平行于水平面。回转架11能够相对回转固定座12做圆周运动，则回转架11能够在水平面实现360°旋转，能够形成范围更大的焊接工位，方便与焊接机器人对接配合，大大提高生产效率，更能适应当今市场追求。

此外，能够360°旋转的回转架11减小了整体设备的占地面积，提高了地面利用率，按照具体实验数据，该多角度回转弧焊设备的占地面积约等于工作站点类设备的1/2～2/3左右。

回转架11的转动由驱动机构驱动，而驱动机构的启动则由控制装置控制，实现了生产智能化，能够在保证生产的产品质量的可靠性及稳定性的情况下降低人员劳动强度。

可以看出，本发明实施例提供一种多角度回转弧焊设备，能够形成范围更大的焊接工位，实现生产智能化的同时保证产品质量以及稳定性，满足不同的焊接需求；并且，能够360°旋转的回转架11减小了整体设备的占地面积，提高了地面利用率，降低了工人的劳动强度，同时降低焊接成本，应用到汽车或摩托车行业时，可以降低企业的生产成本。

本发明实施例中，驱动机构包括依次传动连接的第一电机131、传动齿轮132和支撑轴承133，控制装置控制连接第一电机131；支撑轴承133的内圈固定于回转固定座12，支撑轴承133的外圈连接回转架11；且支撑轴承133的与转动轴共轴。

驱动机构用于执行控制装置的指令以驱动回转架11转动或停止，其中，第一电机131是整个驱动机构的动力源。第一电机131的动力输出端同轴连接传动齿轮132，将动力传递到传动齿轮132。

支撑轴承133用于实现回转架11的转动，其中，支撑轴承133包括同轴心的内圈和外圈。外圈的外周形成有与传动齿轮132外齿啮合的齿形，且外圈的顶面与回转架11固定连接，当外圈在传动齿轮132的驱动下做圆周转动，回转架11在外圈的带动实现360°旋转。支撑轴承133的内圈的底面与回转固定座12固定连接。

其中，支撑轴承133的与转动轴共轴。回转架11绕其转动轴转动，支撑轴承133则与回转架11实现了同轴心转动，保证了回转架11回转的精确性以及平稳性。

需要说明的是，本发明实施例中的传动齿轮132的直径小于支撑轴承133的直径，在传动过程中达到了减速的效果。优选地，传动齿轮132为直齿传动齿轮。

本发明至少一个实施例中，回转架11的外周连接有多个翻转机构，翻转机构用于安装工件夹具以形成一个焊接工位。

使用中，用于夹装工件的夹具设置于翻转机构上，翻转机构用于配合焊接机器人相对回转架11旋转。

具体地，该翻转机构包括翻转柱体111和两个相互垂直的连接部112，翻转柱体111的一端转动连接于回转架11，另一端连接两个连接部112，连接部112用于连接工件夹具。

整个翻转机构的翻转动作实现是通过翻转柱体111与回转架11之间的转动连接实现的。

其中，翻转柱体111的一端转动连接于回转架11，翻转柱体111的旋转轴线与翻转柱体111的轴线共线。由上述实施例可知，回转架11能够实现水平面的旋转，翻转柱体111的轴线垂直于回转架11的外周面，即其轴线垂直于回转架11的转动轴，焊接中，工件的位置状态是回转架11与翻转柱体111的两种旋转状态决定，进一步增大了焊接工位范围，能够满足焊接的多样化需求。

需要说明的是，翻转机构的连接部112形成有标准化连接位，能够快速连接活切换不同规格、型号的工件夹具，以生产不同的产品，达到生产产品多样化。

具体的，本实施例中，用于连接工件夹具的连接部112设置有两个，两个连接部112相互垂直，一个翻转机构就能连接位于两个面的工件夹具，即一个焊接工位具有两种焊接状态。

本发明至少一种实施例中，回转架11内设置有第二电机，第二电机用于驱动翻转柱体111；控制装置控制连接第二电机。

翻转柱体111的转动通过第二电机驱动，第二电机的启动或停止通过控制装置控制。需要强调的是，本实施例中的翻转机构设置有多个，则翻转柱体111也有多个，且翻转柱体111与翻转机构的数量一一对应，可以采用一个第二电机驱动所有的翻转柱体111，也可以第二电机也设置有多个，使得每个翻转柱体111对应一个第二电机。

本发明至少一种实施例中提供的大回转装置还包括弧光遮挡围栏14，弧光遮挡围栏14设置于回转架11上；弧光遮挡围栏14包括中心环以及阵列于中心环外的多个向外延伸的遮挡板，遮挡板与翻转机构一一对应设置，任意相邻的两个遮挡板之间形成一个焊接区域。

其中，遮挡板的延伸方向沿其连接点与中心环中心之间的连接线。

弧光遮挡围栏14设置于回转架11上，与回转架11的结构相匹配，作用至少有以下两方面，第一方面，防止外界杂物进入设备内，影响设备正常工作，第二方面，遮挡焊接过程中的焊接弧光防止其暴露于焊接区域外。

作为一种优选的实施例，本发明实施例中的回转架11包括空心四方柱体连接形成的正方形框架，在正方形框架的四角连接有上述翻转机构。相应地，弧光遮挡围栏14包括围城正方形的中心环，该中心环与回转架11的正方形相互对应连接，中心环的四角连接有上述遮挡板，任意相邻的两个遮挡板之间形成一个焊接区域，方便焊接机器人对接。

本发明至少一种实施例中，回转架11通过水银滑环15转动设置于回转固定座12上。

滑环主要是指两个零部件之间的连接方式，在主动部件和固定部件之间，采用电刷作为信号传递连接的一种精密零部件，它实现了两个相对旋转部件之间的电流、功率、温度信号等传递。水银滑环15主要是指传输介质主要以水银为主的滑环，它和传统的集电环有着很大的区别，优点是使用可靠，精度高，支持高环道，高电流。

本实施例中，回转架11与回转固定座12之间的转动连接通过水银滑环15连接，一则实现了回转架11的360°水平旋转，二则水银滑环15实现了设备中气管和/或电气线路的导通，避免了传统线路连接因旋转过度导致绕线的问题。

本发明至少一种实施例中，控制装置包括控制柜21以及与控制柜21相连接的电气控制单元22、伺服机，伺服机控制连接驱动机构。

控制柜21为PLC控制柜21，PLC控制柜21内设定有焊接程序，电气控制单元22用于向PLC控制柜21输入控制指令，PLC控制柜21将指令传递到伺服机，伺服机驱动第一电机131、第二电机，实现工件的旋转，以配合焊接机器人进行焊接作业。

综上，本发明实施例提供的多角度回转弧焊设备具有以下技术优势：

1.达到生产智能化：尽可能地保证生产的产品质量的可靠性及稳定性的情况下降低人员劳动强度；

2.焊接产品类型多样化：通过在翻转机构快速切换派生产品或者其他产品的夹具达到生产产品多元化；

3.设备占地面积小型化：此设备通过大回转装置的360°回转提高地面利用率、快速切换等机构的合理化之后最大程度的减小了设备的使用的占地面，约等于工作站点类设备的1/2～2/3左右；

4.降低成本：此设备将以往2工位增加到4工位，大大提高生产效率，更能适应当今市场追求。

实施例二

参照图5，本发明实施例提供一种自动化多点焊接工作站，包括焊接机器人以及如上述实施例一提供的任一种多角度回转弧焊设备；控制装置控制焊接机器人用于与回转架11形成的焊接工位对接进行焊接作业。

其中，多角度回转弧焊设备的具体结构已在上文中做了详细介绍，此处不再赘述。

该自动化多点焊接工作站，包括焊接机器人以及上述多角度回转弧焊设备，能够取得该多角度回转弧焊设备的所有有益效果，有效提高焊接生产效率，降低企业的生产成本。

此外，该自动化多点焊接工作站还包括底部基座3、物流滑台31等。

具体的，焊接机器人、物流滑台31以及大回转装置都设置于底部基座3上。整个结构的顶部设置有顶部盖板4，PLC控制柜21安装在顶部盖板4上，且顶部盖板4的周围围设有安全围栏41。其中，物流滑台31用于将焊接完成的工件输送至下一工位。

整个工作站外部设置有外围护栏32，电气控制单元22安装于外围护栏32上。外围护栏32上开设有卷帘门34，方便工作人员进出，卷帘门34的两侧通过支撑立柱33固定。外围护栏32内还设置有用于储存焊丝的焊丝桶。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种多角度回转弧焊设备，其特征在于，包括：控制装置和大回转装置；

所述大回转装置包括驱动机构、回转架以及回转固定座，所述回转架的中心通过转动轴设置于所述回转固定座上，用于形成焊接工位；所述驱动机构驱动连接所述回转架，以驱动所述回转架绕其中心旋转；

所述控制装置控制连接所述驱动机构。

2.根据权利要求1所述的多角度回转弧焊设备，其特征在于，所述驱动机构包括依次传动连接的第一电机、传动齿轮和支撑轴承，所述控制装置控制连接所述第一电机；

所述支撑轴承的内圈固定于所述回转固定座，所述支撑轴承的外圈连接所述回转架；

且所述支撑轴承的与所述转动轴共轴。

3.根据权利要求1所述的多角度回转弧焊设备，其特征在于，所述回转架的外周连接有多个翻转机构，所述翻转机构用于安装工件夹具以形成一个所述焊接工位。

4.根据权利要求3所述的多角度回转弧焊设备，其特征在于，所述翻转机构包括翻转柱体和两个相互垂直的连接部，所述翻转柱体的一端转动连接于所述回转架，另一端连接两个所述连接部，所述连接部用于连接工件夹具。

5.根据权利要求4所述的多角度回转弧焊设备，其特征在于，所述连接部形成有标准化连接位，以快速连接不同的工件夹具。

6.根据权利要求4所述的多角度回转弧焊设备，其特征在于，所述回转架内设置有第二电机，所述第二电机用于驱动所述翻转柱体；所述控制装置控制连接所述第二电机。

7.根据权利要求3所述的多角度回转弧焊设备，其特征在于，所述大回转装置还包括弧光遮挡围栏，所述弧光遮挡围栏设置于所述回转架上；

所述弧光遮挡围栏包括中心环以及阵列于所述中心环外的多个向外延伸的遮挡板，所述遮挡板与所述翻转机构一一对应设置，任意相邻的两个所述遮挡板之间形成一个焊接区域。

8.根据权利要求1－7中任一项所述的多角度回转弧焊设备，其特征在于，所述转动轴为水银滑环，所述水银滑环用于导通气管和/或电气线路。

9.根据权利要求1－7中任一项所述的多角度回转弧焊设备，其特征在于，所述控制装置包括控制柜以及与所述控制柜相连接的电气控制单元、伺服机，所述伺服机控制连接所述驱动机构。

10.一种自动化多点焊接工作站，其特征在于，包括焊接机器人以及如权利要求1－9中任一项所述的多角度回转弧焊设备；

所述控制装置控制所述焊接机器人与所述回转架形成的焊接工位对接进行焊接作业。