CN108637444A - 一种助力机械手c型伺服焊钳总成 - Google Patents

一种助力机械手c型伺服焊钳总成 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种点焊设备。一种助力机械手C型伺服焊钳总成,包括上钳体和下钳体,在上钳体上固定有上电极,在下钳体上固定有下电极,在上钳体上同时还设有伺服下压机构,在上钳体上安装有连接支架,在连接支架上设有翻转机构,翻转机构包括减速构件和旋转支撑构件,减速构件固定在连接支架上,减速构件的输出端与上钳体相接,上钳体绕旋转支撑构件旋转。本发明提供了一种能够实现焊钳上下方向的微动调节,能够实现小角度曲面的稳定焊接,焊点温度场分布合理减少熔核偏移,成本低的一种助力机械手C型伺服焊钳总成;解决了现有技术中存在的只能焊接水平焊点,小角度手动加杆焊接容易产生椭圆形的不合格焊点,成本高的技术问题。

Description

一种助力机械手C型伺服焊钳总成
技术领域
本发明涉及一种点焊设备,尤其涉及一种对于轨道交通上的地铁车辆车身端墙的点焊作业的C型伺服焊钳。
背景技术
轨道交通伺服电阻点焊焊接系统主要应用于地铁车辆车身端墙的点焊作业。轨道交通行业中的车体采用不锈钢材料,具有良好的防火安全性、防腐蚀性、撞击吸能特性、轻量化和维护成本低等优点。随着电阻点焊技术的发展,电阻点焊技术广泛应用于轨道交通车辆不锈钢车体的制造。电阻点焊是将焊件装配成搭接接头,并压紧在两电极之间,通以电流,利用电阻热熔化母材金属,形成焊点的电阻焊的方法。目前轨道交通焊钳多为小型焊钳,轨道交通伺服电阻点焊焊接系统的主要部件是大型C型焊钳,为适应焊接工件较大的尺寸及焊钳整体牢固性,采用喉深为1.8米(机器人焊钳)及1.5米(助力机械手)焊钳,并在两电极之间施加1.2t压力,保证点焊效果。现有的公开文件中提到的相关内容有,中国专利:“一种电伺服自动焊钳 (CN201520383806.3)”,包括伺服电机、整流模块、静臂、动臂、冷却回路和钳体,伺服电机与动臂连接且驱动臂做直线运动,钳体两侧设置有固定铝板,伺服电机、整流模块、静臂、动臂、冷却回路均处于固定铝板之间,固定铝板之间设置有静臂固定板和动臂转动轴,钳体后端设置有机器人连接单元,机器人连接单元上设置有工具更换装置。但是这种结构的焊钳容易产生焊接局限性,只能焊接水平焊点,小角度手动加杆焊接容易产生椭圆形的不合格焊点。
发明内容
本发明提供了一种能够实现焊钳上下方向的微动调节,焊钳操作灵活,能够实现小角度曲面的稳定焊接,焊点温度场分布合理减少熔核偏移,成本低的一种助力机械手C型伺服焊钳总成;解决了现有技术中存在的只能焊接水平焊点,小角度手动加杆焊接容易产生椭圆形的不合格焊点,操作不方便及钳体翻转过快造成的点焊不合格,成本高的技术问题。
本发明同时还提供一种焊接的上下电极对中无偏斜,钳体的刚度大,焊接牢固的一种助力机械手C型伺服焊钳总成;解决了现有技术中存在的上下电极对中偏差,形成椭圆形焊点,降低焊接牢固性的技术问题。
本发明的上述技术问题是通过下述技术方案解决的:一种助力机械手C型伺服焊钳总成,包括C形的钳体,钳体包括位于钳体开口两侧的上钳体和下钳体,在上钳体上固定有上电极,在下钳体上固定有下电极,在上钳体上同时还设有伺服下压机构,在所述的上钳体上安装有用于与助力机械手相连的连接支架,在连接支架上设有翻转机构,所述翻转机构包括减速构件和旋转支撑构件,所述的减速构件固定在连接支架上,减速构件的输出端与上钳体相接,上钳体绕旋转支撑构件旋转。在焊接的过程中通过中频逆变电阻焊控制器控制焊接电流,控制焊接过程,提高焊点质量。水冷系统应用于多点焊接,明显降低了上下电极的温度,进一步提升焊接质量。焊钳通过连接支架固定在助力机械手上,助力机械手随动匹配,可实现焊钳水平方向360度旋转及上下方向的高度调节。助力机械手将焊钳先移至工件焊点附近,然后通过在焊钳上安装的翻转机构对焊钳进行微动调节,调整焊钳的焊接姿态,使得上下电极连线与焊接面垂直,按下焊接按钮,上下电极咬合点焊。翻转机构内的减速结构能使得总减速比达到7200,从而使得上钳体能绕着旋转支撑构件进行小角度的微动调节,上钳体的波动小,操作更为灵活,实现了曲面的稳定焊接,避免出现因为手动加杆焊接产生的椭圆形不合格焊点的问题,同时也避免了钳体翻转过快的危险,使得焊点温度场分布趋于合理并减少熔核的偏移。
作为优选,所述的减速构件包括固定在连接支架上的直角减速机和RV减速机,直角减速机的输出轴与RV减速机相连,RV减速机的输出法兰固定在上钳体的侧面。翻转机构运用二级减速,获得了超大的减速比,但是结构又很小巧。利用输出法兰与上钳体固定,带动上钳体旋转。
作为优选,所述的旋转支撑构件包括从动轴,从动轴通过轴承与轴承座连接,轴承座与连接支架相接,从动轴的一端与上钳体相接,上钳体绕从动轴旋转。所述的减速机构的输出法兰的轴线与旋转支撑构件的从动轴的轴线位于同一直线上。通过从动轴的设置,让上钳体有一个可以绕轴旋转的支点,同时输出法兰的轴线与从动轴的轴线位于同一直线上,让上钳体形成一个旋转轴。法兰连接实现了二级减速后的主动轴与从动轴的分开布置并且实现联动。
作为优选,所述的连接支架成U形,上钳体位于U形连接支架的开口内,U形连接支架的其中一个垂直的连接板上固定有减速构件,U形连接支架的另外一个垂直的连接板上固定有旋转支撑构件。连接支架的水平连接板与助力机械手连接,两个相互平行的垂直连接板分别连接减速构件和旋转支撑构件。连接直接实现了助力机械手与钳体的连接,同时还提供了减速电机的固定安装位置,实现了钳体的微动旋转。
作为优选,所述的翻转机构还包括限位构件,所述的限位构件包括限位开关和旋转角度显示部件。所述的限位开关固定在连接支架上,所述的旋转角度显示部件包括与从动轴相连的角度刻度盘,在角度刻度盘上方设有指针,所述的限位开关位于角度刻度盘的两侧。在从动轴一侧安装限位构件,从动轴的旋转带动角度刻度盘进行旋转,从而能够显示出从动轴旋转了多少角度,也就是钳体绕从动轴旋转了多少度。当角度旋转到一定角度,就触发限位开关,从而减速电机停机。防止减速电机过载运行,损坏电机。
作为优选,在所述的钳体的臂弯部位设有暗螺钉。臂弯处因受1.2t的焊接压力引起微小变形,此变形通过杠杆效应,在电极头端形成放大效应,导致上下电极头对中偏差,形成椭圆形焊点,降低焊接牢固性。暗螺钉有效解决对中偏差的问题。
作为优选,所述的钳体上连接有操作机构,操作机构上设置有操作手柄,操作手柄控制翻转机构和伺服下压机构内的伺服电动缸。操作员通过操作助力机械手将焊钳移至工件焊点附近,通过调节手柄,起动翻转电机调整焊钳焊接姿态,使上下电极连线与焊接面垂直。按下焊接扭钮,上下电极咬合点焊。
因此,本发明的一种助力机械手C型伺服焊钳总成具备下述优点:结构简单,成本低,在上钳体上安装二级减速电机,获得超大减速比并实现结构紧凑小巧,通过减速电机带动上钳体实现微动调节和翻转,能人性化的操作实现了曲面稳定焊接,避免出现因为操作问题导致的点焊不合格及焊钳翻转过快危险,使焊点温度场分布趋于合理并减少熔核偏移;同时通过在C形的臂弯处打入暗螺钉,增加刚度,有效解决对中偏差的问题,在连接支架上安装限位机构,防止电机过载,安全姓高,使用寿命长。
附图说明
图1是本发明的一种助力机械手C型伺服焊钳总成的立体示意图。
图2是图1内的翻转机构的放大示意图。
图3是图1内的翻转机构的剖视图。
图4是图2的B向视图。
具体实施方式
下面通过实施例,并结合附图,对发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例:
如图1所示,一种助力机械手C型伺服焊钳总成,包括C形的钳体3,钳体3采用7075航空铝进行轻量化设计,具有900mm的喉深。钳体3包括上钳体11、下钳体6和连接体5,上、下钳体通过连接体5连接。在上钳体11上安装有上电极8,在下钳体6上安装有下电极7。在上电极6上方安装有伺服下压机构9,通过伺服下压机构9实现上电极8的下伸动作。在上钳体11的后方连接有操作机构1,操作机构1上连接有操作手柄2。在上钳体1的中部固定有U形的连接支架10。上钳体11位于U形连接支架10的开口内,在U形连接支架10的其中一个垂直的连接板13上固定有减速构件4,在U形连接支架的另外一个垂直的连接板13上固定有旋转支撑构件。通过U形连接支架的水平连接板12实现钳体与助力机械手的固定连接。
如图2和3和4所示,在U形连接支架10的其中一个垂直的连接板13上固定有直角减速电机16和RV减速机15,直角减速机16的输出轴17与RV减速机15相连,RV减速机15的输出法兰14固定在上钳体11的侧面。通过输出法兰14的转动带动上钳体11的转动。在U形连接支架的另一个垂直连接板上固定有轴承座18,轴承座18内安装有轴承19,通过轴承19支撑从动轴20,从动轴20与上钳体11相连。输出法兰14、上钳体11和从动轴20同步旋转,输出法兰14的轴线和从动轴20的轴线位于同一直线上,上钳体11绕该直线进行旋转。在从动轴20上连接有角度刻度盘23,在连接支架10上固定有指针21,指针21与角度刻度盘23对应。初始状态时,指针21位于刻度盘中心。随着从动轴的旋转,角度刻度盘旋转,从而通过指针读取旋转的角度。在角度刻度盘的两侧各安装有一个限位开关22,限位开关固定在连接支架上。当旋转角度达到一定角度时,触发限位开关,从而将信号传递给减速电机,让减速电机停机,防止过载。
在上钳体和连接体相接处24,以及下钳体和连接体的相接处24,均打入多枚暗螺钉,增加钳体的刚度,防止钳体的变形后在电机头端形成放大效应,导致的上下电机头对中偏差,形成椭圆形焊点,降低焊接牢固性。
使用时,助力机械手随动匹配,实现焊钳水平方向360度旋转及上下方向的高度调节。操作员通过操作助力机械手将焊钳移至工件焊点附近,通过调节操作手柄,起动减速电机调整焊钳焊接姿态,使上下电极连线与焊接面垂直。按下焊接扭钮,上下电极咬合点焊。

Claims (9)

1.一种助力机械手C型伺服焊钳总成,包括C形的钳体,钳体包括位于钳体开口两侧的上钳体和下钳体,在上钳体上固定有上电极,在下钳体上固定有下电极,在上钳体上同时还设有伺服下压机构,其特征在于:在所述的上钳体上安装有用于与助力机械手相连的连接支架,在连接支架上设有翻转机构,所述翻转机构包括减速构件和旋转支撑构件,所述的减速构件固定在连接支架上,减速构件的输出端与上钳体相接,上钳体绕旋转支撑构件旋转。
2.根据权利要求1所述的一种助力机械手C型伺服焊钳总成,其特征在于:所述的减速构件包括固定在连接支架上的直角减速机和RV减速机,直角减速机的输出轴与RV减速机相连,RV减速机的输出法兰固定在上钳体的侧面。
3.根据权利要求1所述的一种助力机械手C型伺服焊钳总成,其特征在于:所述的旋转支撑构件包括从动轴,从动轴通过轴承与轴承座连接,轴承座与连接支架相接,从动轴的一端与上钳体相接,上钳体绕从动轴旋转。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种助力机械手C型伺服焊钳总成,其特征在于:所述的减速机构的输出法兰的轴线与旋转支撑构件的从动轴的轴线位于同一直线上。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种助力机械手C型伺服焊钳总成,其特征在于:所述的连接支架成U形,上钳体位于U形连接支架的开口内,U形连接支架的其中一个垂直的连接板上固定有减速构件,U形连接支架的另外一个垂直的连接板上固定有旋转支撑构件。
6.根据权利要求1或2或3所述的一种助力机械手C型伺服焊钳总成,其特征在于:所述的翻转机构还包括限位构件,所述的限位构件包括限位开关和旋转角度显示部件。
7.根据权利要求5所述的一种助力机械手C型伺服焊钳总成,其特征在于:所述的限位开关固定在连接支架上,所述的旋转角度显示部件包括与从动轴相连的角度刻度盘,在角度刻度盘上方设有指针,所述的限位开关位于角度刻度盘的两侧。
8.根据权利要求1或2或3所述的一种助力机械手C型伺服焊钳总成,其特征在于:在所述的钳体的臂弯部位设有暗螺钉。
9.根据权利要求1或2或3所述的一种助力机械手C型伺服焊钳总成,其特征在于:所述的钳体上连接有操作机构,操作机构上设置有操作手柄,操作手柄控制翻转机构和伺服下压机构内的伺服电动缸。
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