CN111922577B - 基于六轴机器人的封接体极针与桥带焊接机械手 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于六轴机器人的封接体极针与桥带焊接机械手，解决现有极针与桥带焊接过程中存在桥带合格性误判、焊接后质量无法保证的问题。该机械手包括六轴机器人、焊接治具连接板以及连接在该连接板上桥带吸取治具、封接体抓取治具、焊针抓取治具及视觉系统，焊接治具连接板通过连接法兰与六轴机器人输出轴连接；桥带吸取治具包括沿设在焊接治具连接板下表面中部的治具轴和设在治具轴下端的吸盘；封接体抓取治具包括设在焊接治具连接板上且下端向外倾斜的封接体气缸及2个封接体夹头；焊针抓取治具包括设在焊接治具连接板上且下端向外倾斜的焊针气缸及2个焊针夹头；视觉系统包括设在焊接治具连接板上的相机，相机轴线与治具轴的轴线平行。

Description

基于六轴机器人的封接体极针与桥带焊接机械手

技术领域

本发明涉及一种封接体极针与桥带焊接技术，具体涉及一种基于六轴机器人的封接体极针与桥带焊接机械手。

背景技术

点火器是发动机、火箭等器件的重要组成部分，对发动机及火箭是否能够点火起着决定性作用。点火器的制备过程为：先制作封接体，再在封接体的极针上安装并焊接桥带，最终获得点火器。

目前，极针和桥带的焊接过程为，首先人工在显微镜下对桥带质量进行检测，然后人工用镊子夹取桥带放进封接体，用牙签拨动桥带使桥带覆盖极针，然后人工进行焊点定位及焊接；该过程为全人工操作，对焊接人员的操作水平要求很高，操作人员易疲劳，易造成误操作；以及桥带的合格性是操作人员凭经验进行判断，易造成误判；使得焊接后的点火器质量无法得到保证。

发明内容

为了解决现有极针与桥带焊接过程中存在桥带合格性误判、焊接后质量无法得到保证的技术问题，本发明提供了一种基于六轴机器人的封接体极针与桥带焊接机械手。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种基于六轴机器人的封接体极针与桥带焊接机械手，其特殊之处在于：包括六轴机器人和设置在六轴机器人输出轴上的焊接治具组件；

所述焊接治具组件包括焊接治具连接板以及连接在焊接治具连接板上的连接法兰、桥带吸取治具、封接体抓取治具、焊针抓取治具及视觉系统，所述焊接治具连接板通过连接法兰与六轴机器人的输出轴连接；

所述封接体抓取治具、焊针抓取治具和视觉系统以桥带吸取治具为中心圆周均布；

所述桥带吸取治具包括沿焊接治具连接板下表面中心轴设置的治具轴设置在治具轴下端的吸盘；

所述封接体抓取治具包括设置在焊接治具连接板上且下端向外倾斜设置的封接体气缸以及封接体气缸驱动的2个封接体夹头；

所述焊针抓取治具包括设置在焊接治具连接板上且下端向外倾斜设置的焊针气缸以及焊针气缸驱动的2个焊针夹头；

所述视觉系统包括设置在焊接治具连接板上的相机，相机的轴线与治具轴的轴线平行。

进一步地，所述2个封接体夹头的内侧面均开设有用于夹紧封接体的第一V型槽；

所述2个焊针夹头的其中一个焊针夹头内侧面开设有用于夹紧焊针的第二V型槽。进一步地，所述吸盘的材质为聚四氟乙烯。

进一步地，所述封接体抓取治具还包括倾斜设置在焊接治具连接板上的第一安装板，封接体气缸设置在第一安装板上。

进一步地，所述焊针抓取治具还包括倾斜设置在焊接治具连接板上的第二安装板，焊针气缸设置在第二安装板上。

进一步地，所述焊接治具连接板与第一安装板之间、焊接治具连接板与第二安装板之间均设有定位块。

进一步地，所述视觉系统还包括设置在焊接治具连接板上的相机安装板，相机设置在相机安装板上。

进一步地，所述治具轴上端通过法兰与焊接治具连接板连接。

与现有技术相比，本发明的优点是：

1、本发明机械手集成有桥带吸取治具、封接体抓取治具、焊针抓取治具及视觉系统，在焊接前，视觉系统对封接体极针进行拍照，检测封接体极针质量，检测精度、准确度高；将桥带吸取治具布置于焊接治具连接板中部，便于桥带吸取治具的转动，进而使吸取的桥带进行转动，转动至桥带上的桥区刚好与封接体极针位置相对应；相机轴线与治具轴轴线相平行，在相机对极针拍完照后，吸盘吸取桥带并自转到适当位置后，通过平移(旋转)吸盘上的桥带，桥带与极针安装位置不会产生误差，安装精度高；将封接体抓取治具和焊针抓取治具位于焊接治具连接板外侧且倾斜设置，便于对封接体和极针的抓取，同时倾斜设置是为了在抓取过程中，防止治具对料盘中其余零件的损伤；本发明机械手通过一个六轴机器人可实现桥带吸取、封接体抓取、焊针抓取、封接体极针质量检测过程，实现操作的自动化，同时工作效率高、减少人为操作所带来的误差。

2、本发明机械手使用一个六轴机器人可实现桥带吸取、封接体抓取、焊针抓取、封接体极针质量检测多个功能，使得成本较低且占用空间小。

3、本发明封接体夹头的内侧面均设有V型槽，便于封接体的夹紧；由于焊针直径较小，只需要将2个焊针夹头中其中一个焊针夹头内侧面设有V型槽，便于焊针的夹紧。

4、由于桥带很轻，传统树脂吸盘在吸附到位后存在桥带与吸盘粘连的情况，造成桥带安装不到位，本发明吸盘的材质为聚四氟乙烯，避免了粘连的问题。

5、为了便于安装，封接体气缸可通过第一安装板设置在焊接治具连接板上，焊针气缸可通过第二安装板设置在焊接治具连接板上。

6、为了提高第一安装板和第二安装板的稳定性，在焊接治具连接板上分别设有用于定位第一安装板和第二安装板的定位块。

附图说明

图1是本发明基于六轴机器人的封接体极针与桥带焊接机械手结构示意图；

图2是本发明基于六轴机器人的封接体极针与桥带焊接机械手中焊接治具组件结构示意图一；

图3是本发明基于六轴机器人的封接体极针与桥带焊接机械手中焊接治具组件结构示意图二；

其中，附图标记如下：

1-六轴机器人，11-第一轴，12-第二轴，13-第三轴，14-第四轴，15-第五轴，16-输出轴；

2-焊接治具组件，21-焊接治具连接板，22-连接法兰，23-桥带吸取治具，231-治具轴，232-吸盘，24-封接体抓取治具，241-封接体气缸，242-封接体夹头，243-第一安装板，25-焊针抓取治具，251-焊针气缸，252-焊针夹头，253-第二安装板，26-视觉系统，261-相机，262-相机安装板，27-定位块。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明的内容作进一步详细描述。

如图1所示，一种基于六轴机器人的封接体极针与桥带焊接机械手，包括六轴机器人1和设置在六轴机器人1输出轴16上的焊接治具组件2；六轴机器人1的六个轴分别为依次设置的第一轴11、第二轴12、第三轴13、第四轴14、第五轴15及输出轴16。

如图2和图3所示，焊接治具组件2包括焊接治具连接板21、连接法兰22、桥带吸取治具23、封接体抓取治具24、焊针抓取治具25及视觉系统26，连接法兰22位于焊接治具连接板21上表面中部，桥带吸取治具23位于焊接治具连接板21下表面中部，封接体抓取治具24、焊针抓取治具25和视觉系统26以桥带吸取治具23为中心圆周均布；吸盘位置应该最低，避免吸取桥带时其他治具与工作台干涉，焊接治具组件2可实现桥带吸取、封接体抓取、焊针抓取、封接体极针检测工作，提高工作效率。

连接法兰22用于将焊接治具连接板21与六轴机器人1输出轴16连接，具体为连接法兰22一端设置在焊接治具连接板21上表面中部，另一端与六轴机器人1的输出轴16连接。

桥带吸取治具23包括垂直设置在焊接治具连接板21下表面中部的治具轴231和设置在治具轴231下端的吸盘232，治具轴231上端通过法兰与焊接治具连接板21连接，吸盘232的材质可采用聚四氟乙烯，由于桥带很轻，传统树脂吸盘在吸附到位后存在桥带与吸盘粘连的情况，造成桥带安装不到位，同时树脂吸盘较软，重复定位精度较低，不能满足装配质量及装配精度的要求，因此采用聚四氟乙烯自制的吸盘，避免了粘连和重复定位精度低的问题。

封接体抓取治具24包括第一安装板243、封接体气缸241、封接体夹头支架及相对设置的2个封接体夹头242，第一安装板243倾斜设置在焊接治具连接板21上，封接体气缸241设置在第一安装板243上，封接体夹头支架设置在封接体气缸241下端面，封接体夹头支架下端面设有滑动导轨，2个封接体夹头242设置在滑动导轨内，且2个封接体夹头242在外部气源的驱动下可在滑动导轨内相向运动或相背运动，用于夹紧或松开封接体，为了进一步夹紧封接体，2个封接体夹头242的内侧面均开设有用于夹紧封接体的第一V型槽。

焊针抓取治具25包括第二安装板253、焊针气缸251、焊针夹头支架及相对设置的2个焊针夹头252，第二安装板253倾斜设置在焊接治具连接板21上，焊针气缸251设置在第二安装板253上，焊针夹头支架设置在焊针气缸251下端面，焊针夹头支架下端面设有滑动导轨，2个焊针夹头252设置在滑动导轨内，且2个焊针夹头252在焊针气缸251驱动下可在滑动导轨内相向运动或相背运动，用于夹紧或松开焊针，为了进一步夹紧焊针，2个焊针夹头252的其中一个焊针夹头252内侧面开设有第二V型槽；在其它实施例中，2个焊针夹头252的内侧面均可开设第二V型槽。

焊针抓取治具25与封接体抓取治具24结构相同，但由于焊针形状比封接体形状比要小些，因此焊针抓取治具25尺寸规格比封接体抓取治具24要小，相应地焊针夹头252比封接体夹头242要小，则第二V型槽也应该比第一V型槽小。

为了提高第一安装板243和第二安装板253的稳定性，在焊接治具连接板21上设有定位块27，用于对第一安装板243和第二安装板253进行定位。

视觉系统26包括设置在焊接治具连接板21上相机安装板262和设置在相机安装板262上的相机261，且相机261的轴线与治具轴231的轴线平行，在相机261对极针拍完照后，吸盘232吸取桥带并自转到适当位置后，六轴机器人将焊接治具组件2平移，进而使吸盘232上的桥带平移至封接体焊针位置，桥带与极针安装位置不会产生误差，安装精度高。

本实施例机械手还包括气源，用于给封接体抓取治具24、焊针抓取治具25、桥带吸取治具23等需要动力源的部件提供动力源，实现抓取、吸取零件等的功能。

以上仅是对本发明的优选实施方式进行了描述，并不将本发明的技术方案限制于此，本领域技术人员在本发明主要技术构思的基础上所作的任何公知变形都属于本发明所要保护的技术范畴。

Claims (8)

1.一种基于六轴机器人的封接体极针与桥带焊接机械手，其特征在于：包括六轴机器人(1)和设置在六轴机器人(1)输出轴(16)上的焊接治具组件(2)；

所述焊接治具组件(2)包括焊接治具连接板(21)以及连接在焊接治具连接板(21)上的连接法兰(22)、桥带吸取治具(23)、封接体抓取治具(24)、焊针抓取治具(25)及视觉系统(26)；

所述焊接治具连接板(21)通过连接法兰(22)与六轴机器人(1)的输出轴(16)连接；

所述封接体抓取治具(24)、焊针抓取治具(25)和视觉系统(26)以桥带吸取治具(23)为中心圆周均布；

所述桥带吸取治具(23)包括沿焊接治具连接板(21)中心轴设置的治具轴(231)和设置在治具轴(231)下端的吸盘(232)；

所述封接体抓取治具(24)包括设置在焊接治具连接板(21)上且下端向外倾斜设置的封接体气缸(241)以及封接体气缸(241)驱动的2个封接体夹头(242)；

所述焊针抓取治具(25)包括设置在焊接治具连接板(21)上且下端向外倾斜设置的焊针气缸(251)以及焊针气缸(251)驱动的2个焊针夹头(252)；

所述视觉系统(26)包括设置在焊接治具连接板(21)上的相机(261)，相机(261)的轴线与治具轴(231)的轴线平行。

2.根据权利要求1所述基于六轴机器人的封接体极针与桥带焊接机械手，其特征在于：所述2个封接体夹头(242)的内侧面均开设有用于夹紧封接体的第一V型槽；

所述2个焊针夹头(252)的其中一个焊针夹头(252)内侧面开设有用于夹紧焊针的第二V型槽。

3.根据权利要求2所述基于六轴机器人的封接体极针与桥带焊接机械手，其特征在于：所述吸盘(232)的材质为聚四氟乙烯。

4.根据权利要求1或2或3所述基于六轴机器人的封接体极针与桥带焊接机械手，其特征在于：所述封接体抓取治具(24)还包括倾斜设置在焊接治具连接板(21)上的第一安装板(243)，封接体气缸(241)设置在第一安装板(243)上。

5.根据权利要求4所述基于六轴机器人的封接体极针与桥带焊接机械手，其特征在于：所述焊针抓取治具(25)还包括倾斜设置在焊接治具连接板(21)上的第二安装板(253)，焊针气缸(251)设置在第二安装板(253)上。

6.根据权利要求5所述基于六轴机器人的封接体极针与桥带焊接机械手，其特征在于：所述焊接治具连接板(21)与第一安装板(243)之间、焊接治具连接板(21)与第二安装板(253)之间均设有定位块(27)。

7.根据权利要求6所述基于六轴机器人的封接体极针与桥带焊接机械手，其特征在于：所述视觉系统(26)还包括设置在焊接治具连接板(21)上的相机安装板(262)，相机(261)设置在相机安装板(262)上。

8.根据权利要求7所述基于六轴机器人的封接体极针与桥带焊接机械手，其特征在于：所述治具轴(231)上端通过法兰与焊接治具连接板(21)连接。

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