CN108857214A - 一种焊接台车夹具切换系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种焊接台车夹具切换系统，其包括台车、夹具、机器人和存储库；夹具包括底板和固设于底板的夹紧单元，夹紧单元用于定位并夹紧焊接零件，底板分别通过零点定位器与台车和机器人可拆卸连接；存储库用于放置夹具；机器人用于在台车和存储库之间搬运夹具。该焊接台车夹具切换系统可有效降低焊接台车夹具切换的成本，简化切换操作工艺并提高切换效率。

Description

一种焊接台车夹具切换系统

技术领域

本发明涉及焊接设备技术领域，具体涉及一种焊接台车夹具切换系统。

背景技术

由于产品的数模设计不同，导致产品生产时的焊接定位点、夹紧位置都不相同。为保证焊接的质量，经工艺分析，确定GD&T图，分工序进行焊接，每到工序都需要设置不同的定位点及夹紧点，并使焊枪可达，再匹配上对应的焊接参数，才能最终生产出合格的产品。

产品生产过程中不同的定位点及夹紧位置设计，导致其对应的焊接夹具的夹紧单元是不同的。

现有技术中，焊接夹具与台车为一体式结构，若要切换夹具，则需连通台车一同切换，此种结构需要设置较多数量的台车，成本较高，同时，由于台车重量较大，切换时操作不便、效率较低。目前，对夹具的切换往往有三种方式，人工切换方式、机械切换方式和自动化切换方式，由于台车重量较大，因此，需要通过移动小车或专用吊具对其进行更换，即增加了更换成本。

因此，如何降低焊接台车夹具切换的成本，简化切换操作工艺并提高切换效率是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种焊接台车夹具切换系统，可有效降低焊接台车夹具切换的成本，简化切换操作工艺并提高切换效率。

为解决上述技术问题，本发明提供一种焊接台车夹具切换系统，其包括台车、夹具、机器人和存储库；所述夹具包括底板和固设于所述底板的夹紧单元，所述夹紧单元用于定位并夹紧焊接零件，所述底板分别通过零点定位器与所述台车和所述机器人可拆卸连接；所述存储库用于放置所述夹具；所述机器人用于在所述台车和所述存储库之间搬运所述夹具。

夹具与台车为相互独立的结构，夹具的底板和台车通过零点定位器实现固定，当需要对夹具进行更换时，无需更换台车，仅需将夹具取下并更换新的夹具即可。也就是说，台车可以与多种夹具配合使用，兼容性好，仅需一个批量的台车在高速辊床上循环运行即可，可大大减少台车的使用数量，降低成本。同时，台车在高速辊床上快速平稳地循环运行，无需对其进行搬离或起吊等操作，台车对高速辊床不会造成冲击，稳定性好。

夹具分别通过零点定位器实现与台车以及机器人之间的可拆卸连接，定位精确、快速且可靠。另外，在对夹具进行切换时，仅需更换夹具，重量较轻，因此不需再借助专用起吊设备而是通过机器人即可实现切换，无需人工操作，节省人力且可有效提高夹具的切换效率。

可选地，所述夹具包括两个夹具部，所述夹具部包括所述底板和所述夹紧单元。

可选地，所述底板的下表面设有两个所述零点定位器的公接头，所述台车设有两个所述零点定位器的母接头；所述底板的上表面设有一个所述零点定位器的公接头，所述机器人设有一个所述零点定位器的母接头。

可选地，所述台车的上表面还设有基板，所述台车的两个零点定位器的母接头设于所述基板的上表面。

可选地，所述底板设有镂空孔。

可选地，所述台车分别通过气电快接头与高速辊床和所述底板连接，所述台车设有电磁阀岛，当所述台车和所述高速辊床通过气电快接头连接时，所述电磁阀岛通电并用于控制通断压缩空气。

可选地，所述台车还设有推拉气缸和推拉杆，所述推拉杆能够在所述推拉气缸的作用下使所述台车和所述底板之间的气电快接头连接和脱离。

可选地，还包括轨道，所述机器人为六轴机器人，所述六轴机器人可沿所述轨道移动。

可选地，所述机器人还设有视觉系统。

可选地，所述存储库包括至少两个并排设置的放置架，各所述放置架包括至少两层用于放置所述夹具的存储区。

可选地，所述底板的下表面设有两个所述零点定位器的公接头，所述台车设有两个所述零点定位器的母接头，各所述存储区均设有与所述底板的零点定位器的公接头相适配的定位孔。

可选地，各所述存储区还设有用于支撑所述底板的托块。

可选地，所述放置架的底端还设有高度可调的支撑腿。

附图说明

图1是本发明实施例中的台车安装夹具的结构示意图；

图2是图1中夹具部的结构示意图；

图3是图1中台车的结构示意图；

图4是本发明实施例中的机器人和存储库的结构示意图；

图5是图4中放置架的结构示意图。

附图1-5中，附图标记说明如下：

1-台车，11-基板，12-连接梁，13-电磁阀岛，14-推拉气缸，15-推拉杆；

2-夹具，21-夹具部，22-底板，221-镂空孔，23-夹紧单元；

3-机器人；

4-存储库，41-放置架，42-存储区，421-定位孔，422-托块，43-支撑腿；

51-零点定位器的公接头，52-零点定位器的母接头；

6-气电快接头；

7-轨道。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1-5，图1是本发明实施例中的台车安装夹具的结构示意图；图2是图1中夹具部的结构示意图；图3是图1中台车的结构示意图；图4是本发明实施例中的机器人和存储库的结构示意图；图5是图4中放置架的结构示意图。

本发明实施例提供了一种焊接台车夹具切换系统，其包括台车1、夹具2、机器人3和存储库4，其中，如图1和图2所示，夹具2包括底板22和固设于底板22的夹紧单元23，夹紧单元23用于定位并夹紧焊接零件，底板22分别通过零点定位器与台车1和机器人3可拆卸连接；存储库4用于放置夹具2，机器人3用于在上述台车1和存储库4之间搬运夹具2。

具体的，高速辊床的输送线中，除了焊接工位外还设有用于切换夹具2的切换工位。若初始状态的台车1未安装有夹具2，则当台车1移动至高速辊床的切换工位时，机器人3通过零点定位器与夹具2连接并将夹具2搬运至台车1，解锁机器人3和夹具2之间的零点定位器使二者脱离，台车1通过零点定位器和夹具2连接，即可完成夹具2的安装操作。若初始状态为台车1安装有第一种夹具2，并且需要更换为第二种夹具2时，则台车1带动第一种夹具2位于高速辊床上运行至高速辊床的切换工位，解锁台车1和第一种夹具2之间的零点定位器，使二者脱离，机器人3通过零点定位器和夹具2连接，并按设定好的运动轨迹将第一种夹具2移动至存储库4的适当位置，解锁机器人3和第一种夹具2之间的零点定位器，即可完成第一种夹具2的拆卸操作，然后按照上述安装操作的流程将第二种夹具2安装于台车1即可完成夹具2的更换操作。

换好夹具2的台车1通过高速辊床的拖动进入生产线补焊工位，启用，在补焊作业的初始工位，通过夹紧单元23定位并夹紧焊接零件，点焊焊接机器人持焊钳对焊接零件进行焊接作业。焊接完成后，生产线控制系统根据获得的确认信号，再次使高速辊床上的摩擦滚轮运动，将台车1输送到下一工位并减速准确定位，进行其他焊点的补焊作业。

夹具2与台车1为相互独立的结构，夹具2的底板22和台车1通过零点定位器实现固定，当需要对夹具2进行更换时，无需更换台车1，仅需将夹具2取下并更换新的夹具2即可。也就是说，本实施例中，台车1可以与多种夹具2配合使用，兼容性好，仅需一个批量的台车1在高速辊床上循环运行即可，可大大减少台车1的使用数量，降低成本。同时，台车1在高速辊床上快速平稳地循环运行，无需对其进行搬离或起吊等操作，台车1对高速辊床不会造成冲击，稳定性好。

夹具2分别通过零点定位器实现与台车1以及机器人3之间的可拆卸连接，定位精确、快速且可靠。另外，在对夹具2进行切换时，仅需更换夹具2，重量较轻，因此不需再借助专用起吊设备而是通过机器人3即可实现切换，无需人工操作，节省人力且可有效提高夹具2的切换效率。

由于点焊焊接补焊工艺所需夹具2的结构较为简单，因此，本实施例中的夹具2包括两个夹具部21，其中，夹具部21包括底板22和夹紧单元23。对于同样大小的焊接零件，将夹具2设计为分体式结构，两个底板22间隔设置，可在满足夹紧焊接零件的情况下，简化整体结构，同时，可减轻该夹具2的整体重量、降低成本。夹具2包括两个夹具部21时，机器人3对两个夹具部21依次进行搬运，由于各夹具部21的重量较轻，便于机器人3灵活、快速的搬运，提高夹具2的切换效率、增加有效工作时间、提高单位时间内的产量。当然，在本实施例中，还可以将夹具2设置为四个夹具部21，此时，机器人3对四个夹具部21分别一一搬运，而两个夹具部21的方案相对于四个夹具部21的方案来说，可在满足机器人3能够承受的搬运载荷的情况下，减少搬运频次，提升夹具2的切换效率。

对于点焊补焊生产线，不同的产品对应不同的夹具2，产品切换时夹具2分部快速地切换，这样不仅可以降低成本，而且效率较高。

在上述实施例中，如图2所示，底板22的下表面设有两个零点定位器的公接头51，台车1设有两个零点定位器的母接头52，即底板22和台车1之间通过两个零点定位器实现固定。由于夹具2固定于台车1后，需要对夹具2所夹紧的焊接零件进行焊接操作，因此，夹具2与台车1之间的固定需要稳定，通过两个零点定位器实现固定可避免夹具2相对于台车1之间发生旋转，确保定位精度，从而提升焊接质量。

同时，本实施例中，底板22的下表面还设有活动块(图中未示出)，该活动块能够带动一个零点定位器的公接头51相对于另一个零点定位器的公接头51移动，该活动块的设置便于适应夹具2在制造过程中的微小偏差，以使底板22的两个零点定位器的公接头51能够顺利与台车1的两个零点定位器的母接头52插接实现固定，降低夹具2在制造过程中零点定位器的公接头51的位置精度要求。具体的，对于该活动块的结构不做限制，如可在底板22的下表面设有与活动块相适配的滑槽或通孔，活动块能够带动零点定位器的公接头51沿该滑槽或通孔内滑动即可，或者，零点定位器的公接头51通过安装板与台车1固定，该安装板设有滑槽，零点定位器的公接头51与活动块固定并可沿该滑槽滑动。

底板22的上表面设有一个零点定位器的公接头51，机器人3设有一个零点定位器的母接头52，即机器人3搬运夹具2时是通过一个零点定位器实现连接。也就是说，机器人3搬运夹具2时仅需将二者实现连接即可，通过一个零点定位器实现机器人3和夹具2之间的连接，相较于通过两个或多个零点定位器实现连接的方案来说，在满足使用需求的情况下，可简化整体结构，减少零点定位器的使用数量，并无需考虑两个零点定位器之间的位置精度问题，经济性好。

当然，在本实施例中，也可以将零点定位器的母接头52设于底板22，将零点定位器的公接头51设于台车1和机器人3，而零点定位器的母接头52在解锁时需要对其充气，需要设置相应的充气装置，因此，将零点定位器的母接头52设于台车1和机器人3的方案可减少充气装置的数量，经济性好。

在上述实施例中，如图3所示，台车1的上表面还设有基板11，台车1的两个零点定位器的母接头52设于该基板11的上表面，具体的说，该基板11设于台车1的连接梁12的顶端，当将夹具2通过零点定位器与台车1安装后，该夹具2位于基板11的上表面，基板11用于支撑夹具2，相对于通过连接梁12支撑夹具2的方案来说，该基板11的设置可增大对夹具2的支撑面积，使得支撑作用稳定、可靠，并降低对底板22的结构强度要求。因此，进一步的，本实施例中的底板22还设有镂空孔221，在保证底板22强度的同时，可减轻底板22的重量，经济性好。

在上述实施例中，台车1分别通过气电快接头6与高速辊床和底板22连接，台车1设有电磁阀岛13，当台车1和高速辊床通过气电快接头6连接时，电磁阀岛13通电并用于控制通气。也就是说，台车1和高速辊床之间通过气电快接头6实现气、电的连通，其中，通电使得电磁阀岛13工作，该电磁阀岛13用于控制通气，进而控制台车1的零点定位器的母接头52的解锁或锁紧状态，同时，台车1和底板22之间也通过气电快接头6连接，电磁阀岛13还用于控制夹紧单元23的气缸的作用，进而控制该夹具2夹紧或释放焊接零件。

在上述实施例中，可以将气电快接公头端固设于台车1、气电快接母头端设于高速辊床和底板22，也可以将气电快接母头端固设于台车1、气电快接公头端设于高速辊床和底板22，在此不做要求。

另外，台车1还设有推拉气缸14和推拉杆15，推拉杆15能够在上述推拉气缸14的作用下使台车1和底板22之间的气电快接头6连接和脱离。其中，上述电磁阀岛13控制通气以控制该推拉气缸14，使其通过推拉杆15推拉设于台车1的气电快接公头端或气电快接母头端使其与设于底板22的气电快接母头端或气电快接公头端脱离，以解除在竖直方向的阻碍，机器人3即可提取该夹具2。

在上述实施例中，机器人3选用六轴机器人，同时，还配有轨道7，该六轴机器人能够沿该轨道7移动，本实施例中，如图4所示，轨道7与存储库4平行设置，即六轴机器人能够沿该轨道7移动并从存储库4取放夹具2。六轴机器人运行更为灵活，且轨道7的设置便于实现机器人3的稳定运行，保证与存储库4之间的距离稳定，便于取放夹具2。

另外，机器人3还设有视觉系统，以便于其能够精确取放夹具2，同时，该视觉系统还可以帮助该机器人3发现存储库4内的空位。

在上述实施例中，如图4所示，存储库4包括至少两个并排设置的放置架41，各放置架41包括至少两层用于放置夹具2的存储区42。也就是说，该存储库4是由多个单独设置的放置架41组成，各放置架41并排设置，相较于设置一个整体结构的存储库4来说，多个并排设置的放置架41的结构使用更灵活，具体可根据夹具2的数量进行设置。至少两层存储区42便于放置较多数量的夹具2，如图5所示，本实施例中，放置架41设有三层存储区42，当然，也可以设置为两层、四层等。

在上述实施例中，当底板22的下表面设有零点定位器的公接头51时，存储区42设有与该零点定位器公接头相适配的定位孔421，使得当将夹具2放置于存储区42后位置稳定。同时，如图5所示，本实施例中的存储区42还设有相应的托块422，以从底部支撑底板22，进一步保证夹具2能够平稳的放置。

在上述实施例中，该放置架41的底部还设有高度可调的支撑腿43，具体可根据机器人3、轨道7等的高度位置调节该支撑腿43，使得各放置架41与机器人3的工作能力配合，保证机器人3能够将夹具2精确的放置于各存储区42内。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种焊接台车夹具切换系统，其特征在于，包括台车(1)、夹具(2)、机器人(3)和存储库(4)；

所述夹具(2)包括底板(22)和固设于所述底板(22)的夹紧单元(23)，所述夹紧单元(23)用于定位并夹紧焊接零件，所述底板(22)分别通过零点定位器与所述台车(1)和所述机器人(3)可拆卸连接；

所述存储库(4)用于放置所述夹具(2)；

所述机器人(3)用于在所述台车(1)和所述存储库(4)之间搬运所述夹具(2)。

2.根据权利要求1所述的焊接台车夹具切换系统，其特征在于，所述夹具(2)包括两个夹具部(21)，所述夹具部(21)包括所述底板(22)和所述夹紧单元(23)。

3.根据权利要求1或2所述的焊接台车夹具切换系统，其特征在于，所述底板(22)的下表面设有两个所述零点定位器的公接头(51)，所述台车(1)设有两个所述零点定位器的母接头(52)；

所述底板(22)的上表面设有一个所述零点定位器的公接头(51)，所述机器人(3)设有一个所述零点定位器的母接头(52)。

4.根据权利要求3所述的焊接台车夹具切换系统，其特征在于，所述台车(1)的上表面还设有基板(11)，所述台车(1)的两个零点定位器的母接头(52)设于所述基板(11)的上表面。

5.根据权利要求4所述的焊接台车夹具切换系统，其特征在于，所述底板(22)设有镂空孔(221)。

6.根据权利要求1或2所述的焊接台车夹具切换系统，其特征在于，所述台车(1)分别通过气电快接头(6)与高速辊床和所述底板(22)连接，所述台车(1)设有电磁阀岛(13)，当所述台车(1)和所述高速辊床通过气电快接头(6)连接时，所述电磁阀岛(13)通电并用于控制通断压缩空气。

7.根据权利要求6所述的焊接台车夹具切换系统，其特征在于，所述台车(1)还设有推拉气缸(14)和推拉杆(15)，所述推拉杆(15)能够在所述推拉气缸(14)的作用下使所述台车(1)和所述底板(22)之间的气电快接头(6)连接和脱离。

8.根据权利要求1或2所述的焊接台车夹具切换系统，其特征在于，还包括轨道(7)，所述机器人(3)为六轴机器人，所述六轴机器人可沿所述轨道(7)移动。

9.根据权利要求1或2所述的焊接台车夹具切换系统，其特征在于，所述机器人(3)还设有视觉系统。

10.根据权利要求1或2所述的焊接台车夹具切换系统，其特征在于，所述存储库(4)包括至少两个并排设置的放置架(41)，各所述放置架(41)包括至少两层用于放置所述夹具(2)的存储区(42)。

11.根据权利要求10所述的焊接台车夹具切换系统，其特征在于，所述底板(22)的下表面设有两个所述零点定位器的公接头(51)，所述台车(1)设有两个所述零点定位器的母接头(52)，各所述存储区(42)均设有与所述底板(22)的零点定位器的公接头(51)相适配的定位孔(421)。

12.根据权利要求10所述的焊接台车夹具切换系统，其特征在于，各所述存储区(42)还设有用于支撑所述底板(22)的托块(422)。

13.根据权利要求10所述的焊接台车夹具切换系统，其特征在于，所述放置架(41)的底端还设有高度可调的支撑腿(43)。