CN108746972B - 自动化机器人点焊接设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了自动化机器人点焊接设备，包括底座、固定工装、设置在底座上的机械支架、以及与机械支架连接的焊接枪，固定工装包括基板、以及设置在基板正反两面的工件安装位，工件安装位连接第一旋转电机与直行气缸可带动工件安装位移动，基板通过变位机安装在底座上，机械支架包括多个由动力组件连接的机械臂，焊接枪包括可张开或夹持的上焊枪与下焊枪。通过机械结构去解决焊接困难的问题，实现产品各个角度、各个位置的焊接，保证焊接质量；设置焊接的多工位，实现在焊接的同时，工人能够同步取件装件，可进行无停顿焊接，大幅度提高了焊接效率；设计点焊枪头，通过夹持的方式进行焊接，提高焊接效率。

Description

自动化机器人点焊接设备

技术领域

本发明涉及一种机械化点焊设备，尤其是涉及一种自动化机器人点焊接设备。

背景技术

在现代工业中，焊接技术广泛应用在金属结构和非金属结构的制造，而针对薄板的焊接通常采用点焊方式。现有技术中，一般是工人手持焊枪对工件进行逐个焊接，待焊接好后再取下工件，这种方法存在的缺点是：工人的劳动强度大、生产效率低且焊接中的安全性能较差。因此，确有必要设计一种新型结构的机械化点焊装置。

机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化设备，其特点是可以通过编程来完成各种预期任务，在构造和性能上兼有人和机器的特点。

随着近年来劳动力资源紧张，产业升级，结构调整，加工企业不断涌现的需要，搬运及其人呈现供不应求的趋势，从传统制造业到物流、仓储、化工、食品等领域。正在这阶段，国内涌现了大量研发机器人的企业，且将各自的机器人应用到其推广应用中。

焊接位置主要分为平焊，横焊，立焊，仰焊等几种，通过对试件采用不同的焊接位置进行焊接，经焊后比较得知，平焊的焊缝成型外观最佳。那么在设计机械化焊接设备时，如何提高焊接效率、解决焊接位置的局限性，保证最终得到的焊缝成型质量，是工程师所要考虑的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种自动化机器人点焊接设备，通过机械结构去解决焊接困难的问题，实现产品各个角度、各个位置的焊接，保证焊接质量；设置焊接的多工位，实现在焊接的同时，工人能够同步取件装件，可进行无停顿焊接，大幅度提高了焊接效率；设计点焊枪头，通过夹持的方式进行焊接，提高焊接效率。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：自动化机器人点焊接设备，包括底座、固定工装、设置在底座上的机械支架、以及与机械支架连接的焊接枪，所述的固定工装包括基板、以及设置在基板正反两面的工件安装位，所述的工件安装位连接第一旋转电机与直行气缸可带动工件安装位移动，所述的基板通过变位机安装在底座上，所述的机械支架包括多个由动力组件连接的机械臂，所述的焊接枪包括可张开或夹持的上焊枪与下焊枪。

本发明进一步的优选方案：所述的机械支架、变位机均安装在底座上。

本发明进一步的优选方案：所述的机械支架包括竖立的第一机械臂与水平的第二机械臂，所述的第一机械臂通过水平设置的第二旋转电机、竖直设置的第三旋转电机与底座连接，所述的第一机械臂与第二机械臂之间通过竖立的第四旋转电机连接，所述的第二机械臂与焊接枪连接。

本发明进一步的优选方案：所述的焊接枪顶部通过水平设置的第五旋转电机、竖直设置的第六旋转电机与机械支架连接，所述的焊接枪与机械支架之间可实现水平方向以及竖直方向的相对旋转。

本发明进一步的优选方案：所述的上焊枪、下焊枪均为L型结构包括相互连接的上支杆与下支杆，所述的上焊枪、下焊枪一上一下无交点设置，所述的上焊枪下支杆的端部向下弯曲后设置上焊接头，所述的上焊接头垂直于下上焊枪下支杆。

本发明进一步的优选方案：所述的下焊枪下支杆的端部通过一个L型的附加杆后设置下焊接头，所述的下焊接头位于附加杆下端面的上方，所述的下焊接头与上焊接头相对设置。

本发明进一步的优选方案：所述的焊接枪还包括液压缸，所述的上焊枪的拐角处向下延伸出一段后通过转轴与下焊枪的拐角处活动连接，所述的上焊枪的上支杆与液压缸的活塞杆活动连接，所述的下焊枪的上支杆与液压缸的缸筒固定连接，所述的液压缸工作将带动上焊枪绕转轴旋转，从而带动上焊枪与下焊枪张开或夹持。

本发明进一步的优选方案：所述的基板两侧固定侧板，所述的侧板与变位机通过螺栓固定连接，所述的变位机竖立在底座上，变位机将带动侧板在垂直面上翻转。

本发明进一步的优选方案：所述的工件安装位包括活动设置在基板上的基座、以及用于安装待焊接工件的托盘，所述的托盘底部与基座之间通过第一旋转电机连接，所述的直行气缸与基座连接并可带动基座沿基板的长度方向移动。

与现有技术相比，本发明的优点在于首先对于待焊接的工件而言，其是安装在固定工装上的。固定工装包括基板、以及设置在基板正反两面的工件安装位，工件安装位连接第一旋转电机与直行气缸可带动工件安装位移动。此时的工件位置，是可以沿着基板左右移动，且在第一旋转电机的带动下绕中心轴旋转，从而将工件不同的面朝向焊接枪。此外，基板通过变位机安装在底座上，在实际工作工程中，基板可以将空间分隔成焊接区域与工件更换区域。基板在变位机的作用下，将安装好工件的一面旋转至朝向焊接枪，便于焊接枪进行焊接；同时会将未安装工件的另一面、或者说已焊接好的工件的那一面，旋转至背向于焊接枪，此时操作人员就可以在焊接枪工作的同时，将未焊接的工件装到基板的另一面。由此，实现在焊接的同时，工人能够同步取件装件，可进行无停顿焊接，大幅度提高了焊接效率。机械支架包括多个由动力组件连接的机械臂，并且配合固定工装的结构设置，解决焊接困难的问题，实现产品各个角度、各个位置的焊接，保证焊接质量。焊接枪包括可张开或夹持的上焊枪与下焊枪，此时进行焊接，仅需要上焊枪、下焊枪相对夹一下，即可以完成工件的点焊，相比较于传统的单枪头设置。设计点焊枪头，通过夹持的方式进行焊接，提高焊接效率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为焊接枪的局部分解结构示意图；

图3为固定工装的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1至图3所示：自动化机器人点焊接设备，包括底座1、固定工装、设置在底座1上的机械支架、以及与机械支架连接的焊接枪2，固定工装包括基板3、以及设置在基板3正反两面的工件安装位4，工件安装位4连接第一旋转电机5与直行气缸6可带动工件安装位4移动，基板3通过变位机7安装在底座1上，机械支架包括多个由动力组件连接的机械臂，焊接枪2包括可张开或夹持的上焊枪8与下焊枪9。

机械支架、变位机7均安装在底座1上。通过机械结构去进行焊接工序，那么设备运行后动作位置的精准度，是非常影响最终产品的成品精度。对于本设备而言，虽然看起来焊接部分与固定工装部分可以单独拎出来使用。但是为了保证其工作的精度，特别是对于一些工厂环境而言，其地面并非完全平整的水平面。那么设置一整块的底座1，确保固定工装与机械支架相对位置上的统一性是非常有必要的。

机械支架包括竖立的第一机械臂21与水平的第二机械臂22，第一机械臂21通过水平设置的第二旋转电机、竖直设置的第三旋转电机与底座1连接，第一机械臂21与第二机械臂22之间通过竖立的第四旋转电机连接，第二机械臂22与焊接枪2连接。机械支架的灵活性将决定了焊接枪2是否能以最佳角度到达待焊接工件的任一位置。因此，本发明的机械支架在与底座1连接时就通过两个旋转电机来实现灵活性。再加上机械支架其内部连接时使用的旋转电机，以及与焊接枪2连接时用到两个旋转电机，都非常好的确保了焊接枪2运动的灵活性。

焊接枪2顶部通过水平设置的第五旋转电机、竖直设置的第六旋转电机与机械支架连接，焊接枪2与机械支架之间可实现水平方向以及竖直方向的相对旋转。

上焊枪8、下焊枪9均为L型结构包括相互连接的上支杆与下支杆，上焊枪8、下焊枪9一上一下无交点设置，上焊枪8的下支杆的端部向下弯曲后设置上焊接头31，上焊接头31垂直于下上焊枪8的下支杆。

下焊枪9的下支杆的端部通过一个L型的附加杆33后设置下焊接头32，下焊接头32位于附加杆33下端面的上方，下焊接头32与上焊接头31相对设置。对于上焊枪8、下焊枪9的结构设置，需要保证上焊接头31、下焊接头32在伸入工件的情况下，上焊枪8、下焊枪9并容易触碰到工件，影响焊接。那么直接采用两个L型结构的上焊枪8、下焊枪9就存在这样的问题，上焊枪8、下焊枪9靠的太近，容易影响到工件焊接。因此在下焊枪9下支杆的端部加设一个L型的附加杆33，从而解决上焊枪8下支杆、下焊枪9下支杆距离太近的问题。

焊接枪2还包括液压缸41，上焊枪8的拐角处向下延伸出一段后通过转轴42与下焊枪9的拐角处活动连接，上焊枪8的上支杆与液压缸41的活塞杆活动连接，下焊枪9的上支杆与液压缸41的缸筒固定连接，液压缸41工作将带动上焊枪8绕转轴42旋转，从而带动上焊枪8与下焊枪9张开或夹持。通过液压缸41去拉动上焊枪8，上焊枪8绕轴旋转，从而实现上焊枪8与下焊枪9之间的夹持与分开。

基板3两侧固定侧板，侧板与变位机7通过螺栓固定连接，变位机7竖立在底座1上，变位机7将带动侧板在垂直面上翻转。对于通过螺栓来实现固定安装，在必要时候，可以将基板3从变位机7上拆卸，再安装上其他固定工装，去配合特殊工件的焊接加工。

工件安装位4包括活动设置在基板3上的基座51、以及用于安装待焊接工件的托盘52，托盘52底部与基座51之间通过第一旋转电机连接5，直行气缸6与基座51连接并可带动基座51沿基板3的长度方向移动。工件安装在托盘上，可以实现自转与直线方向上移动。配合焊接枪2的工作。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.自动化机器人点焊接设备，其特征在于包括底座、固定工装、设置在底座上的机械支架、以及与机械支架连接的焊接枪，所述的固定工装包括基板、以及设置在基板正反两面的工件安装位，所述的工件安装位连接第一旋转电机与直行气缸可带动工件安装位移动，所述的基板通过变位机安装在底座上，所述的机械支架包括多个由动力组件连接的机械臂，所述的焊接枪包括可张开或夹持的上焊枪与下焊枪；

所述的机械支架、变位机均安装在底座上；所述的基板两侧固定侧板，所述的侧板与变位机通过螺栓固定连接，所述的变位机竖立在底座上，变位机将带动侧板在垂直面上翻转；

所述的工件安装位包括活动设置在基板上的基座、以及用于安装待焊接工件的托盘，所述的托盘底部与基座之间通过第一旋转电机连接，所述的直行气缸与基座连接并可带动基座沿基板的长度方向移动。

2.根据权利要求1所述的自动化机器人点焊接设备，其特征在于所述的机械支架包括竖立的第一机械臂与水平的第二机械臂，所述的第一机械臂通过水平设置的第二旋转电机、竖直设置的第三旋转电机与底座连接，所述的第一机械臂与第二机械臂之间通过竖立的第四旋转电机连接，所述的第二机械臂与焊接枪连接。

3.根据权利要求1所述的自动化机器人点焊接设备，其特征在于所述的焊接枪顶部通过水平设置的第五旋转电机、竖直设置的第六旋转电机与机械支架连接，所述的焊接枪与机械支架之间可实现水平方向以及竖直方向的相对旋转。

4.根据权利要求1所述的自动化机器人点焊接设备，其特征在于所述的上焊枪、下焊枪均为L型结构包括相互连接的上支杆与下支杆，所述的上焊枪、下焊枪一上一下无交点设置，所述的上焊枪的下支杆的端部向下弯曲后设置上焊接头，所述的上焊接头垂直于下上焊枪的下支杆。

5.根据权利要求4所述的自动化机器人点焊接设备，其特征在于所述的下焊枪的下支杆的端部通过一个L型的附加杆后设置下焊接头，所述的下焊接头位于附加杆下端面的上方，所述的下焊接头与上焊接头相对设置。

6.根据权利要求4所述的自动化机器人点焊接设备，其特征在于所述的焊接枪还包括液压缸，所述的上焊枪的拐角处向下延伸出一段后通过转轴与下焊枪的拐角处活动连接，所述的上焊枪的上支杆与液压缸的活塞杆活动连接，所述的下焊枪的上支杆与液压缸的缸筒固定连接，所述的液压缸工作将带动上焊枪绕转轴旋转，从而带动上焊枪与下焊枪张开或夹持。