CN110181220B - 一种翻转式焊接机器人及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种翻转式焊接机器人及其使用方法，该翻转式焊接机器人，包括：基础组件、翻转夹具组件和焊接组件，其中基础组件包括框架；翻转夹具组件包括与所述框架固定连接的翻转组件和固定组件，以及设置在所述翻转组件和固定组件之间的工件扣具；焊接组件包括与所述框架固定连接的固定板，设置在所述固定板上方的转台，以及设置在所述转台上方的焊枪。本发明设计工件扣具进行对焊接工件的夹紧，配合使用翻转组件，进而使得工件需要两面焊接时可以进行翻面，无需人工进行拆卸，进行翻面进行再次夹紧，且本发明的焊接机器人设计转台、旋转电机、转动气缸及旋转气缸配合使用，可以进行对焊枪枪头的位置进行调整，进而完成对工件的多位焊接。

Description

一种翻转式焊接机器人及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种焊接机器人，具体是一种翻转式焊接机器人，属于智能制造技术领域。

背景技术

焊接也称作熔接、镕接，是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术。

焊接通过下列三种途径达成接合的目的：熔焊：加热欲接合之工件使之局部熔化形成熔池，熔池冷却凝固后便接合，必要时可加入熔填物辅助，它是适合各种金属和合金的焊接加工，不需压力；压焊：焊接过程必须对焊件施加压力，属于各种金属材料和部分金属材料的加工；钎焊：采用比母材熔点低的金属材料做钎料，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙，并与母材互相扩散实现链接焊件。适合于各种材料的焊接加工，也适合于不同金属或异类材料的焊接加工。

但在现有的焊接设备中，往往夹具与焊接是分开的两个部分，且在夹具夹紧时无法自动进行翻转，使得工件需要两面焊接时，需要手动进行解除夹具，进行翻面再次夹紧，使得工件的另外一面向上，进而再次进行焊接，这样使得降低了工作效率，每个工件需要进行多次夹紧，且在刚刚焊接完成后的工件温度较高，手动进行拆卸翻转容易对人工进行灼伤。

发明内容

发明目的：提供一种翻转式焊接机器人，以解决现有技术存在的上述问题。

技术方案：一种翻转式焊接机器人，包括：

基础组件，包括框架；

翻转夹具组件，包括与所述框架固定连接的翻转组件和固定组件，以及设置在所述翻转组件和固定组件之间的工件扣具；

焊接组件，包括与所述框架固定连接的固定板，设置在所述固定板上方的转台，以及设置在所述转台上方的焊枪。

在进一步的实施例中，所述翻转组件包括与所述工件扣具固定连接的连接件，插接所述连接件的翻转轴，套接所述翻转轴的固定架，与所述翻转轴同轴转动的联轴器，以及与所述联轴器转动连接的翻转气缸；所述固定架与所述翻转气缸、框架固定连接，设计翻转组件，用以保证焊接工件需要在两面进行焊接时，可以进行翻转，且在翻转组件中设计联轴器，用来防止被翻转气缸承受过大的载荷，起到过载保护的作用。

在进一步的实施例中，所述固定组件包括与所述框架固定连接的连接架，插接所述连接架的转动轴，以及套接所述转动轴的稳固架；所述稳固架的一侧与所述工件扣具固定连接，所述固定组件设在所述工件扣具中点处；所述翻转组件与固定组件设置在同一直线上，设计固定组件主要为了用以固定工件扣具，且将固定组件于翻转组件设置在同一直线上，使得工件扣具翻转沿中心翻转，不会出现倾斜现象。

在进一步的实施例中，所述工件扣具包括与所述连接件固定连接的夹具，以及设置在所述夹具内部的多组镜像扣件，每组镜像扣件包括插接所述夹具的连接杆，与所述连接杆固定连接的连接弹簧，设置在所述连接弹簧端部的卡球；所述工件扣具内部开有矩形容纳腔；所述工件扣具为镂空扣具，设计扣式抵接的方式来进行对焊接工件的抵紧，使得焊接工件在夹紧过程中更加稳固。

在进一步的实施例中，所述卡球至少五分之三部分缩在夹具内部，且每组镜像扣件中的卡球之间设有预定间隙，设计卡球至少五分之三部分缩在夹具内部，使得卡球不会出现脱落，且在焊接工件插入过程中，卡球可以沿夹具内部进行收缩，进而完成焊接工件的扣紧。

在进一步的实施例中，所述转台包括设置在所述固定板上方的台面电机，设置在所述台面电机端部的转动台面，设计台面电机带动转动台面，用以保证焊枪的位置旋转。

在进一步的实施例中，所述焊枪包括设置在转动台面上方的旋转电机，与所述旋转电机转动连接的支架，设置在所述支架端部的转动气缸，设置在所述转动气缸上方的旋转气缸，与所述旋转气缸转动连接的延伸架，以及设置在所述延伸架端部的枪头，设计旋转电机、转动气缸和旋转气缸，与转台配合使用，可以进行对焊枪枪头的位置进行调整，进而完成对工件的多位焊接。

在进一步的实施例中，旋转气缸套接齿轮轴；所述齿轮轴插接大齿轮；所述大齿轮啮合小齿轮；所述小齿轮套接连接轴；所述连接轴与所述延伸架固定连接，设计大齿轮带动小齿轮进行转动，完成一个减速的机组运行，进而使得增加扭矩，防止旋转气缸力矩不足，出现倒转现象。

一种翻转式焊接机器人的使用方法，包括：

S1：当工件需要翻转焊接时，此时将工件经容纳腔插入工件扣具中，此时由工件抵住卡球，使得卡球沿连接弹簧进行压缩，当工件达到预定位置后，停止工件移动，此时连接弹簧将抵住卡球，使得卡球与工件进行抵接，使得工件进行扣紧；

S2：此时由转台带动焊枪进行转动，进而完成对工件的一面焊接，转台的具体工作过程由台面电机转动进而带动与所述台面电机相连的转动台面进行转动，进而带动焊枪进行转动，进而调整焊枪的左右位置；

S3：此时焊枪中旋转电机将带动支架进行转动，进而调整枪头的高低位置，再由转动气缸进行转动进一步调整枪头的在焊接工件时的移动位置，此时再由旋转气缸带动齿轮轴进行转动，进而带动套接所述齿轮轴的大齿轮进行转动，进而带动与所述大齿轮啮合的小齿轮进行转动，进而带动插接所述小齿轮的连接轴进行转动，进而带动与所述连接轴固定连接的延伸架进行转动，进而调整枪头在焊接工件时的左右位置的精度，进而使得设置在所述延伸架端部的枪头到达预定位置进行焊接，当工件的一面焊接完成后，此时翻转组件将运动，带动工件进行翻转，使得工件另一面向上，由焊枪进一步进行焊接；

S4：此时由翻转组件带动工件进行翻转，由翻转气缸带动联轴器进行转动，进而带动与所述联轴器同轴转动的翻转轴进行转动，进而带动连接件进行转动，进而带与所述连接件固定连接的工件扣具进行翻转，进而带动插接所述工件扣具工件进行翻转，进而由焊枪进行对工件再次进行焊接。

有益效果：本发明公开了一种翻转式焊接机器人，设计工件扣件进行对焊接工件的夹紧，进而配合使用翻转组件，进而使得工件需要两面焊接时可以进行翻面，进而无需人工进行拆卸，进行翻面进行再次夹紧，且本发明的焊接机器人设计转台、旋转电机、转动气缸及旋转气缸配合使用，可以进行对焊枪枪头的位置进行调整，进而完成对工件的多位焊接。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的焊枪结构示意图。

图3是本发明的工件扣具剖面示意图。

图4是本发明的翻转组件结构示意图。

图5是本发明的固定组件结构示意图。

图6是本发明的转台结构示意图。

图7是本发明的焊枪内部旋转气缸传动结构示意图。

附图标记为：焊枪1、固定板101、转台102、转动台面102a、台面电机102b、旋转电机103、支架104、转动气缸105、旋转气缸106、小齿轮106a、大齿轮106b、齿轮轴106c、延伸架107、枪头108、翻转组件2、翻转气缸201、联轴器202、固定架203、连接件204、翻转轴205、工件扣具3、夹具301、连接杆302、连接弹簧303、卡球304、容纳腔305、固定组件4、稳固架401、连接架402、转动轴403、框架5。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

经过申请人的研究分析，出现这一问题（每个工件需要进行多次夹紧，手动进行拆卸翻转容易对人工进行灼伤）的原因在于，现有的焊接设备中，往往夹具与焊接是分开的两个部分，且在夹具夹紧时无法自动进行翻转，使得工件需要两面焊接时，需要手动进行解除夹具，进行翻面再次夹紧，使得工件的另外一面向上，进而再次进行焊接，这样使得降低了工作效率，每个工件需要进行多次夹紧，且在刚刚焊接完成后的工件 温度较高，手动进行拆卸翻转容易对人工进行灼伤，而本发明设计工件扣件进行对焊接工件的夹紧，进而配合使用翻转组件，进而使得工件需要两面焊接时可以进行翻面，进而无需人工进行拆卸，进行翻面进行再次夹紧，且本发明的焊接机器人设计转台、旋转电机、转动气缸及旋转气缸配合使用，可以进行对焊枪枪头的位置进行调整，进而完成对工件的多位焊接。

一种翻转式焊接机器人包括：焊枪1、固定板101、转台102、转动台面102a、台面电机102b、旋转电机103、支架104、转动气缸105、旋转气缸106、小齿轮106a、大齿轮106b、齿轮轴106c、延伸架107、枪头108、翻转组件2、翻转气缸201、联轴器202、固定架203、连接件204、翻转轴205、工件扣具3、夹具301、连接杆302、连接弹簧303、卡球304、容纳腔305、固定组件4、稳固架401、连接架402、转动轴403、框架5。

其中，所述框架5的一侧设有翻转组件2，所述框架5的另外一侧设有固定组件4，所述翻转组件2与固定组件4之间设有工件扣具3，所述框架5的侧部设有固定板101，所述固定板101的上方设有转台102，所述转台102的上方设有焊枪1，所述台面电机102b为Y280M-2电机，所述旋转电机103为Y80M1-2电机。

所述翻转组件2包括与所述工件扣具3固定连接的连接件204，插接所述连接件204的翻转轴205，套接所述翻转轴205的固定架203，与所述翻转轴205同轴转动的联轴器202，以及与所述联轴器202转动连接的翻转气缸201；所述固定架203与所述翻转气缸201、框架5固定连接，设计翻转组件2，用以保证焊接工件需要在两面进行焊接时，可以进行翻转，且在翻转组件2中设计联轴器202，用来防止被翻转气缸201承受过大的载荷，起到过载保护的作用，所述翻转组件2的工作过程为翻转气缸201带动联轴器202进行转动，进而带动与所述联轴器202同轴转动的翻转轴205进行转动，进而带动连接件204进行转动，进而带与所述连接件204固定连接的工件扣具3进行翻转，进而带动插接所述工件扣具3工件进行翻转，进而由焊枪1进行对工件再次进行焊接。

所述固定组件4包括与所述框架5固定连接的连接架402，插接所述连接架402的转动轴403，以及套接所述转动轴403的稳固架401；所述稳固架401的一侧与所述工件扣具3固定连接，所述固定组件4设在所述工件扣具3中点处；所述翻转组件2与固定组件4设置在同一直线上，设计固定组件4主要为了用以固定工件扣具3，且将固定组件4于翻转组件2设置在同一直线上，使得工件扣具3翻转沿中心翻转，不会出现倾斜现象。

所述工件扣具3包括与所述连接件204固定连接的夹具301，以及设置在所述夹具301内部的多组镜像扣件，每组镜像扣件包括插接所述夹具301的连接杆302，与所述连接杆302固定连接的连接弹簧303，设置在所述连接弹簧303端部的卡球304；所述工件扣具3内部开有矩形容纳腔305；所述工件扣具3为镂空扣具，设计扣式抵接的方式来进行对焊接工件的抵紧，使得焊接工件在夹紧过程中更加稳固，此时将工件经容纳腔305插入工件扣具3中，此时由工件抵住卡球304，使得卡球304沿连接弹簧303进行压缩，当工件达到预定位置后，停止工件移动，此时连接弹簧303将抵住卡球304，使得卡球304与工件进行抵接，使得工件进行扣紧，由连接弹簧303的张力推动卡球304进行对焊接工件的抵紧，当工件越厚连接弹簧303的张力越大，工件越薄连接弹簧303的张力越小，进而减少了对焊接工件的夹紧损坏。

所述卡球304至少五分之三部分缩在夹具301内部，且每组镜像扣件中的卡球304之间设有预定间隙，设计卡球304至少五分之三部分缩在夹具301内部，使得卡球304不会出现脱落，且在焊接工件插入过程中，卡球304可以沿夹具301内部进行收缩，进而完成焊接工件的扣紧。

所述转台102包括设置在所述固定板101上方的台面电机102b，设置在所述台面电机102b端部的转动台面102a，设计台面电机102b带动转动台面102a，用以保证焊枪1的位置旋转，由台面电机102b转动进而带动与所述台面电机102b相连的转动台面102a进行转动，进而带动焊枪1进行转动，进而调整焊枪1的左右位置。

旋转气缸106套接齿轮轴106c；所述齿轮轴106c插接大齿轮106b；所述大齿轮106b啮合小齿轮106a；所述小齿轮106a套接连接轴；所述连接轴与所述延伸架107固定连接，设计大齿轮106b带动小齿轮106a进行转动，完成一个减速的机组运行，进而使得增加扭矩，防止旋转气缸106力矩不足，出现倒转现象。

所述焊枪1包括设置在所述转动台面102a上方的旋转电机103，与所述旋转电机103转动连接的支架104，设置在所述支架104端部的转动气缸105，设置在所述转动气缸105上方的旋转气缸106，与所述旋转气缸106转动连接的延伸架107，以及设置在所述延伸架107端部的枪头108，设计旋转电机103、转动气缸105和旋转气缸106，与转台102配合使用，可以进行对焊枪1枪头108的位置进行调整，进而完成对工件的多位焊接，此时焊枪1中旋转电机103将带动支架104进行转动，进而调整枪头108的高低位置，再由转动气缸105进行转动进一步调整枪头108的在焊接工件时的移动位置，此时再由旋转气缸106带动齿轮轴106c进行转动，进而带动套接所述齿轮轴106c的大齿轮106b进行转动，进而带动与所述大齿轮106b啮合的小齿轮106a进行转动，进而带动插接所述小齿轮106a的连接轴进行转动，进而带动与所述连接轴固定连接的延伸架107进行转动，进而调整枪头108在焊接工件时的左右位置的精度，进而使得设置在所述延伸架107端部的枪头108到达预定位置进行焊接。

所述转动气缸105的上方设有固架，所述固架与所述转动气缸105固定连接，所述转动气缸105转动时，将带动固架沿支架104进行转动，所述工件向下表层设有与所述卡球304适配的球形凹槽。

工作原理说明：当工件需要翻转焊接时，此时将工件经容纳腔305插入工件扣具3中，此时由工件抵住卡球304，使得卡球304沿连接弹簧303进行压缩，当工件达到预定位置后，停止工件移动，此时连接弹簧303将抵住卡球304，使得卡球304与工件进行抵接，使得工件进行扣紧；此时由转台102带动焊枪1进行转动，进而完成对工件的一面焊接，转台102的具体工作过程由台面电机102b转动进而带动与所述台面电机102b相连的转动台面102a进行转动，进而带动焊枪1进行转动，进而调整焊枪1的左右位置；此时焊枪1中旋转电机103将带动支架104进行转动，进而调整枪头108的高低位置，再由转动气缸105进行转动进一步调整枪头108的在焊接工件时的移动位置，此时再由旋转气缸106带动齿轮轴106c进行转动，进而带动套接所述齿轮轴106c的大齿轮106b进行转动，进而带动与所述大齿轮106b啮合的小齿轮106a进行转动，进而带动插接所述小齿轮106a的连接轴进行转动，进而带动与所述连接轴固定连接的延伸架107进行转动，进而调整枪头108在焊接工件时的左右位置的精度，进而使得设置在所述延伸架107端部的枪头108到达预定位置进行焊接，当工件的一面焊接完成后，此时翻转组件2将运动，带动工件进行翻转，使得工件另一面向上，由焊枪1进一步进行焊接；此时由翻转组件2带动工件进行翻转，由翻转气缸201带动联轴器202进行转动，进而带动与所述联轴器202同轴转动的翻转轴205进行转动，进而带动连接件204进行转动，进而带与所述连接件204固定连接的工件扣具3进行翻转，进而带动插接所述工件扣具3工件进行翻转，进而由焊枪1进行对工件再次进行焊接。

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。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种翻转式焊接机器人，其特征是，包括：

基础组件，包括框架；

翻转夹具组件，包括与所述框架固定连接的翻转组件和固定组件，以及设置在所述翻转组件和固定组件之间的工件扣具；

焊接组件，包括与所述框架固定连接的固定板，设置在所述固定板上方的转台，以及设置在所述转台上方的焊枪；

所述翻转组件包括与所述工件扣具固定连接的连接件，插接所述连接件的翻转轴，套接所述翻转轴的固定架，与所述翻转轴同轴转动的联轴器，以及与所述联轴器转动连接的翻转气缸；所述固定架与所述翻转气缸、框架固定连接；

所述固定组件包括与所述框架固定连接的连接架，插接所述连接架的转动轴，以及套接所述转动轴的稳固架；所述稳固架的一侧与所述工件扣具固定连接，所述固定组件设在所述工件扣具中点处；所述翻转组件与固定组件设置在同一直线上；

所述工件扣具包括与所述连接件固定连接的夹具，以及设置在所述夹具内部的多组镜像扣件，每组镜像扣件包括插接所述夹具的连接杆，与所述连接杆固定连接的连接弹簧，设置在所述连接弹簧端部的卡球；所述工件扣具内部开有矩形容纳腔；所述工件扣具为镂空扣具；

所述卡球至少五分之三部分缩在夹具内部，且每组镜像扣件中的卡球之间设有预定间隙。

2.根据权利要求1所述的一种翻转式焊接机器人，其特征是：所述转台包括设置在所述固定板上方的台面电机，设置在所述台面电机端部的转动台面。

3.根据权利要求1所述的一种翻转式焊接机器人，其特征是：所述焊枪包括设置在转动台面上方的旋转电机，与所述旋转电机转动连接的支架，设置在所述支架端部的转动气缸，设置在所述转动气缸上方的旋转气缸，与所述旋转气缸转动连接的延伸架，以及设置在所述延伸架端部的枪头。

4.根据权利要求3所述的一种翻转式焊接机器人，其特征是：所述旋转气缸套接齿轮轴；所述齿轮轴插接大齿轮；所述大齿轮啮合小齿轮；所述小齿轮套接连接轴；所述连接轴与所述延伸架固定连接。

5.一种翻转式焊接机器人的使用方法，其特征是，包括：

S1：当工件需要翻转焊接时，此时将工件经容纳腔插入工件扣具中，此时由工件抵住卡球，使得卡球沿连接弹簧进行压缩，当工件达到预定位置后，停止工件移动，此时连接弹簧将抵住卡球，使得卡球与工件进行抵接，使得工件进行扣紧；

S2：此时由转台带动焊枪进行转动，进而完成对工件的一面焊接，转台的具体工作过程由台面电机转动进而带动与所述台面电机相连的转动台面进行转动，进而带动焊枪进行转动，进而调整焊枪的左右位置；

S3：此时焊枪中旋转电机将带动支架进行转动，进而调整枪头的高低位置，再由转动气缸进行转动进一步调整枪头的在焊接工件时的移动位置，此时再由旋转气缸带动齿轮轴进行转动，进而带动套接所述齿轮轴的大齿轮进行转动，进而带动与所述大齿轮啮合的小齿轮进行转动，进而带动插接所述小齿轮的连接轴进行转动，进而带动与所述连接轴固定连接的延伸架进行转动，进而调整枪头在焊接工件时的左右位置的精度，进而使得设置在所述延伸架端部的枪头到达预定位置进行焊接，当工件的一面焊接完成后，此时翻转组件将运动，带动工件进行翻转，使得工件另一面向上，由焊枪进一步进行焊接；

S4：此时由翻转组件带动工件进行翻转，由翻转气缸带动联轴器进行转动，进而带动与所述联轴器同轴转动的翻转轴进行转动，进而带动连接件进行转动，进而带与所述连接件固定连接的工件扣具进行翻转，进而带动插接所述工件扣具工件进行翻转，进而由焊枪进行对工件再次进行焊接。

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