CN112296498A - 多电极翻转切换式打磨电阻焊机器人整机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多电极翻转切换式打磨电阻焊机器人整机，包括机床、传送支撑机构、机械手及打磨电阻焊电极头；打磨电阻焊电极头包括翻转架和切换基座，翻转架转动设于切换基座上，翻转架设有两个棘轮，翻转架设有焊接电极，棘轮的棘齿个数为焊接电极个数的两倍，切换基座设有两个浮动压料架，浮动压料架与切换基座之间设有压料弹簧；切换基座设有第一棘爪机构，第一棘爪机构与棘轮啮合、并与浮动压料架铰接，切换基座右侧的后壁上设有第二棘爪机构，第二棘爪机构与同一侧的棘轮啮合、并与同一侧浮动压料架铰接；本发明实现多种规格的焊接工作，机械化操作，提高焊接效率，降低成本，适应多规格渐变焊点密集排布的工况需求，且焊接品质统一。

Description

多电极翻转切换式打磨电阻焊机器人整机

技术领域

本发明涉及一种多电极翻转切换式打磨电阻焊机器人整机。

背景技术

电阻焊是指利用电流通过焊件及接触处产生的电阻热作为热源将焊件局部加热，同时加压进行焊接的方法。

而目前焊接电极均为单电极结构，对于多规格渐变焊点密集排布的工况应用适应性较差，往往需要多个电阻焊机构流水线式排布设置，导致焊接效率低下，焊接成本高。

发明内容

本发明的目的在于克服以上所述的缺点，提供一种多电极翻转切换式打磨电阻焊机器人整机。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下：

一种多电极翻转切换式打磨电阻焊机器人整机，包括有机床、设于机床上的传送支撑机构、设于传送支撑机构一侧的机械手以及设于机械手自由端上的打磨电阻焊电极头。

其中，所述打磨电阻焊电极头包括有翻转架和呈倒U形的切换基座，所述切换基座固定连接在机械手自由端上，所述翻转架的左右两侧分别对应转动连接在切换基座的左右两侧之间，所述翻转架的左右两侧分别固定套接有棘轮，两个所述棘轮的旋转方向相同、且两者的棘齿朝向相同，所述翻转架上呈圆周阵列设有多个焊接电极，所述棘轮的棘齿个数为焊接电极个数的两倍，所述切换基座的左右两侧分别滑动连接有浮动压料架，所述浮动压料架与切换基座之间还设有压料弹簧，所述压料弹簧的两端分别与浮动压料架和切换基座抵接；

所述切换基座左侧的前壁上滑动连接有第一棘爪机构，所述第一棘爪机构与位于左侧的棘轮啮合、并通过一个第一连杆与位于左侧的浮动压料架铰接，所述切换基座右侧的后壁上滑动连接有第二棘爪机构，所述第二棘爪机构与位于右侧的棘轮啮合、并通过一个第二连杆与位于右侧的浮动压料架铰接。

其中，在位于右侧的浮动压料架上设有柔性锁止机构，所述柔性锁止机构用于在翻转架带动焊接电极下探翻转完成后与位于右侧的棘轮啮合；所述柔性锁止机构包括弹性筒、锁止弹簧和锁止爪，所述弹性筒固定在浮动压料架上，所述锁止爪的一端活动伸入弹性筒内，所述锁止弹簧设于弹性筒内、且其两端分别与弹性筒和锁止爪抵接，所述锁止爪的另一端设有齿牙缺口，所述齿牙缺口可与棘轮的棘齿啮合。

其中，所述第一棘爪机构包括第一滑块、第一棘爪和第一弹簧，所述切换基座左侧的前壁上设有第一滑槽，所述第一滑块滑动连接在第一滑槽上，所述第一滑块通过第一连杆与浮动压料架铰接，所述第一棘爪的中部轴接在第一滑块上，所述第一棘爪的上端通过第一弹簧弹性连接在第一滑块上，所述第一棘爪的另一端啮合在棘轮的齿槽内。

其中，所述第二棘爪机构包括第二滑块、第二棘爪和第二弹簧，所述切换基座右侧的后壁上设有第二滑槽，所述第二滑块滑动连接在第二滑槽上，所述第二滑块通过第二连杆与浮动压料架铰接，所述第二棘爪的中部轴接在第二滑块上，所述第二棘爪的下端通过第二弹簧弹性连接在第二滑块上，所述第二棘爪的上端啮合在棘轮的齿槽内。

其中，还包括电极打磨机构，所述电极打磨机构设于切换基座的顶部、并用于对处于竖直向上状态的焊接电极进行打磨处理。

其中，所述电极打磨机构包括打磨电机、电磁升降件和打磨头，所述切换基座的顶部设有通孔，所述电磁升降件固定在切换基座的顶部，所述打磨电机固定在电磁升降件上，所述打磨头位于通孔内、并与打磨电机的输出端连接。

其中，所述电极打磨机构还包括压电微动片，所述压电微动片设于电磁升降件与打磨电机之间。

本发明的有益效果为：与现有技术相比，本发明巧妙地应用第一棘爪机构、第二棘爪机构的上下交替驱动，实现电阻焊电极在每一次下探和上升周期中切换一个电极位置，实现多种规格的焊接电极的循环顺序翻转切换，达到同一工位上实现多种规格的焊接工作，大大提高焊接效率，降低焊接工作的成本，适应多规格渐变焊点密集排布的工况需求。

本发明机械化操作，提高板材的焊接效率，降低用工成本，且焊接品质统一。

附图说明

图1是本发明的正视图；

图2是本发明的打磨电阻焊电极头第一视角的立体图；

图3是本发明的打磨电阻焊电极头的剖视图；

图4是本发明的打磨电阻焊电极头第二视角的立体图；

图5是本发明的打磨电阻焊电极头部分结构的立体图；

图6是本发明的柔性锁止机构的剖视图；

图7是本发明的第一棘爪机构的结构示意图；

图8是本发明的第二棘爪机构的额结构示意图；

附图标记说明：机床-a1；传送支撑机构-a2；机械手-a3；打磨电阻焊电极头-a4；

翻转架-1；切换基座-2；棘轮-3；焊接电极-4；浮动压料架-5；压料弹簧-6；第一棘爪机构-7；第一滑块-71；第一棘爪-72；第一弹簧-73；第一连杆-8；第二棘爪机构-9；第二滑块-91；第二棘爪-92；第二弹簧-93；第二连杆-10；柔性锁止机构-20；弹性筒-201；锁止弹簧-202；锁止爪-203；齿牙缺口-2031；压料垫-30；电极打磨机构-40；打磨电机-401；电磁升降件-402；打磨头-403；压电微动片-404。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明，并不是把本发明的实施范围局限于此。

如图1至图8所示，本实施例所述的一种多电极翻转切换式打磨电阻焊机器人整机，包括有机床a1、设于机床a1上的传送支撑机构a2、设于传送支撑机构a2一侧的机械手a3以及设于机械手a3自由端上的打磨电阻焊电极头a4。

实际使用时，传送支撑机构a2将外界待焊接的板材传送至与打磨电阻焊电极头a4对应，并为外界待焊接的板材提供刚性支撑，然后机械手a3带动打磨电阻焊电极头a4对外界待焊接的板材进行焊接打磨作业，如此随着传送支撑机构a2不断传送外界待焊接的板材，可以连续进行板材的焊接作业，机械化操作，提高板材的焊接效率，降低用工成本，且焊接品质统一。

基于上述实施例的基础上，进一步地，所述打磨电阻焊电极头a4包括有翻转架1和呈倒U形的切换基座2，所述切换基座2固定连接在机械手a3自由端上，所述翻转架1的左右两侧分别对应转动连接在切换基座2的左右两侧之间，所述翻转架1的左右两侧分别固定套接有棘轮3，两个所述棘轮3的旋转方向相同、且两者的棘齿朝向相同，所述翻转架1上呈圆周阵列设有多个焊接电极4，所述棘轮3的棘齿个数为焊接电极4个数的两倍，所述切换基座2的左右两侧分别滑动连接有浮动压料架5，所述浮动压料架5与切换基座2之间还设有压料弹簧6，所述压料弹簧6的两端分别与浮动压料架5和切换基座2抵接；

所述切换基座2左侧的前壁上滑动连接有第一棘爪机构7，所述第一棘爪机构7与位于左侧的棘轮3啮合、并通过一个第一连杆8与位于左侧的浮动压料架5铰接，所述切换基座2右侧的后壁上滑动连接有第二棘爪机构9，所述第二棘爪机构9与位于右侧的棘轮3啮合、并通过一个第二连杆10与位于右侧的浮动压料架5铰接。

本实施例中，翻转架1上呈圆周阵列设有六个焊接电极4，相应地，两个棘轮3的棘齿数均设置为十二个；两个浮动压料架5上均间隔延伸有两个导向杆，导向杆活动伸入切换基座2内，每个导向杆均套设有压料弹簧6，如此设置，使得浮动压料架5移动更稳定、平稳，压料弹簧6对浮动压料架5施加向下的弹力，使得浮动压料架5在未受到挤压时，处于伸出状态。

本实施例的工作方式是：通过切换基座2将整个打磨电阻焊电极头a4安装在机械手a3上，然后切换基座2在机械手a3驱动下下探，下探过程中，浮动压料架5率先与外界待焊接的板材接触，随着切换基座2的继续下探，浮动压料架5将板材压紧贴合，浮动压料架5受到挤压，并压缩压料弹簧6，使得浮动压料架5与切换基座2之间产生相对运动，两个浮动压料架5各自对应通过第一连杆8、第二连杆10来推动第一棘爪机构7、第二棘爪机构9相对切换基座2向上滑动，此时，第二棘爪机构9驱动位于右侧的棘轮3旋转一个棘齿的角度，第一棘爪机构7不工作，位于右侧的棘轮3带动翻转架1和位于左侧的棘轮3同步旋转一个棘齿的角度，将所需的焊接电极4转位至处于竖直向下状态的工作位，然后切换基座2继续下移后，然后该焊接电极4工作，对板材进行焊接工作；焊接完成后，切换基座2上移复位，此时由于压料弹簧6的弹力作用，浮动压料架5保持压紧贴合在板材上，第一棘爪机构7、第二棘爪机构9分别相对切换基座2滑动，此时，第一棘爪机构7推动位于左侧的棘轮3转动，而第二棘爪机构9处于不工作状态，位于左侧的棘轮3带动翻转架1再次同向旋转一个棘齿的角度，然后切换基座2再次下探，使得第二棘爪机构9驱动翻转架1再次同向旋转一个棘齿的角度，使得另一规格的焊接电极4转位至处于竖直向下状态的工作位，即两个棘齿的角度等于一个焊接电极4间隔翻转角度，然后另一规格的焊接电极4对板材进行焊接工作；如此重复上述过程，可以依次完成多种规格的焊接电极4顺序翻转切换至工作位来完成焊接工作，

本实施例巧妙地应用第一棘爪机构7、第二棘爪机构9的上下交替驱动，实现电阻焊电极在每一次下探和上升周期中切换一个电极位置，实现多种规格的焊接电极4的循环顺序翻转切换，达到同一工位上实现多种规格的焊接工作，大大提高焊接效率，降低焊接工作的成本，适应多规格渐变焊点密集排布的工况需求。

同时，现有的电阻通过电极与板材接触，将板材搭接处局部加热，在承受高温的同时，还需要传递机械手a3对板材的正压力，造成对电极的轴向负载过大，易于损坏电极，而本实施例通过设置浮动压料架5与压料弹簧6配合对板材进行压紧贴合，大大减轻了焊接电极4的轴向负载，延长焊接电极4的使用寿命。

另外，本实施例通过浮动压料架5驱动第一棘爪机构7、第二棘爪机构9实现翻转架1翻转转位，无需单独设置驱动机构，简化了整体结构，提高整体可靠性。

基于上述实施例的基础上行，进一步地，所述第一棘爪机构7包括第一滑块71、第一棘爪72和第一弹簧73，所述切换基座2左侧的前壁上设有第一滑槽，所述第一滑块71滑动连接在第一滑槽上，所述第一滑块71通过第一连杆8与浮动压料架5铰接，所述第一棘爪72的中部轴接在第一滑块71上，所述第一棘爪72的上端通过第一弹簧73弹性连接在第一滑块71上，所述第一棘爪72的另一端啮合在棘轮3的齿槽内。

基于上述实施例的基础上行，进一步地，所述第二棘爪机构9包括第二滑块91、第二棘爪92和第二弹簧93，所述切换基座2右侧的后壁上设有第二滑槽，所述第二滑块91滑动连接在第二滑槽上，所述第二滑块91通过第二连杆10与浮动压料架5铰接，所述第二棘爪92的中部轴接在第二滑块91上，所述第二棘爪92的下端通过第二弹簧93弹性连接在第二滑块91上，所述第二棘爪92的上端啮合在棘轮3的齿槽内。

实际使用时，第一滑块71、第二滑块91分别同步沿着第一滑槽、第二滑槽滑动，由于两个棘轮3的棘齿朝向相同设置，从而在下探过程中，第一棘爪72的滑动方向与棘轮3的棘齿朝向相同，而第二棘爪92的滑动方向与棘轮3的棘齿朝向相反，从而第二棘爪92随着第二滑块91移动来推动位于右侧的棘轮3旋转一个棘齿的角度，第一棘爪72不工作，同时第一弹簧73使得第一棘爪72始终保持嵌入棘轮3的齿槽内的趋势；而上升过程中，则第一棘爪72的滑动方向与棘轮3的棘齿朝向相反，第二棘爪92的滑动方向与棘轮3的棘齿的朝向相同，因此，第一棘爪72推动位于左侧的棘轮3同向旋转一个棘齿的角度，第二棘齿不工作；如此实现第一棘轮3机构、第二棘轮3机构在上下移动过程中交替驱动翻转架1同向旋转，达到更换焊接电极4的目的。

基于上述实施例的基础上行，进一步地，在位于右侧的浮动压料架5上设有柔性锁止机构20，所述柔性锁止机构20用于在翻转架1带动焊接电极4下探翻转完成后与位于右侧的棘轮3啮合，实现锁止定位的目的，以使焊接电极4获得较高的定位精度。

本实施例中，具体地，所述柔性锁止机构20包括弹性筒201、锁止弹簧202和锁止爪203，所述弹性筒201固定在浮动压料架5上，所述锁止爪203的一端活动伸入弹性筒201内，所述锁止弹簧202设于弹性筒201内、且其两端分别与弹性筒201和锁止爪203抵接，所述锁止爪203的另一端设有齿牙缺口2031，所述齿牙缺口2031可与棘轮3的棘齿啮合；

实际使用时，在浮动压料架5与切换基座2产生相对运动后，切换基座2相对浮动压料架5下探，下探过程中通过第二棘爪机构9驱动翻转架1带动焊接电极4翻转，翻转到位后，在锁止弹簧202的弹力支撑下，锁止爪203的齿牙缺口2031与位于右侧的棘轮3的棘齿啮合，进而达到锁止棘轮3的目的，实现焊接电极4的定位；而在切换基座2上升过程中，由于压料弹簧6的弹力作用，浮动压料架5与切换基座2之间产生相对滑动，使得锁止爪203的齿牙缺口2031与棘轮3的棘齿脱离，从而松开棘轮3。

基于上述实施例的基础上行，进一步地，两个所述浮动压料架5的下端均固定有压料垫30。具体地，每个浮动压料架5的下端间隔固定有两个压料垫30，使得浮动压料架5支撑更平稳，同时设置压料垫30，能够避免压坏板材表面，减轻对板材表面的损伤。

为了解决电极拆卸打磨而导致停线作业、影响生产效率的问题，基于上述实施例的基础上行，进一步地，还包括电极打磨机构40，所述电极打磨机构40设于切换基座2的顶部、并用于对处于竖直向上状态的焊接电极4进行打磨处理。

实际使用时，在翻转架1带动某一个焊接电极4翻转至工作位时（即处于竖直向下状态），此时，与该焊接电极4相对的另一个焊接电极4则处于竖直向上状态（打磨工位），从而在该焊接电极4处于焊接状态时，电极打磨机构40则对另一个焊接电极4进行修磨处理，清除焊接电极4表面的积碳以及粗糙表面，保证焊接电极4的焊接效果、焊接质量，从而无需停线作业来拆卸电极进行打磨，进一步提高生产效率。

基于上述实施例的基础上行，进一步地，所述电极打磨机构40包括打磨电机401、电磁升降件402和打磨头403，所述切换基座2的顶部设有通孔，所述电磁升降件402固定在切换基座2的顶部，所述打磨电机401固定在电磁升降件402上，所述打磨头403位于通孔内、并与打磨电机401的输出端连接。

工作时，首先电磁升降件402调整打磨头403与焊接电极4的距离，使得打磨头403与焊接电极4与接触，然后打磨电机401带动打磨头403转动，打磨头403对焊接电极4的工作面进行修磨处理，保证焊接电极4的焊接质量。

基于上述实施例的基础上行，进一步地，所述电极打磨机构40还包括压电微动片404，所述压电微动片404设于电磁升降件402与打磨电机401之间。实际使用时，电磁升降件402调整打磨头403至焊接电极4的工作面上方，实现粗略进给，然后压电微动片404进行微调打磨头403的位置，进而精确控制打磨头403对焊接电极4的修磨量，提高修磨尺寸精度，能最大限度降低焊接电极4的损耗，延长电极使用寿命。

本实施例中，浮动压料架5保留了上下方向运动自由度，使得焊接过程中浮动压料架5能够通过压料弹簧6自动对焊接电极4的长度进行补偿，保证焊接电极4在累计修磨量比较大的情况下仍然能稳定焊接，可靠性更高。

以上所述仅是本发明的一个较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，包含在本发明专利申请的保护范围内。

Claims (9)

1.一种多电极翻转切换式打磨电阻焊机器人整机，其特征在于：包括有机床（a1）、设于机床（a1）上的传送支撑机构（a2）、设于传送支撑机构（a2）一侧的机械手（a3）以及设于机械手（a3）自由端上的打磨电阻焊电极头（a4）。

2.根据权利要求1所述的多电极翻转切换式打磨电阻焊机器人整机，其特征在于：所述打磨电阻焊电极头（a4）包括有翻转架（1）和呈倒U形的切换基座（2），所述切换基座（2）固定连接在机械手（a3）自由端上，所述翻转架（1）的左右两侧分别对应转动连接在切换基座（2）的左右两侧之间，所述翻转架（1）的左右两侧分别固定套接有棘轮（3），两个所述棘轮（3）的旋转方向相同、且两者的棘齿朝向相同，所述翻转架（1）上呈圆周阵列设有多个焊接电极（4），所述棘轮（3）的棘齿个数为焊接电极（4）个数的两倍，所述切换基座（2）的左右两侧分别滑动连接有浮动压料架（5），所述浮动压料架（5）与切换基座（2）之间还设有压料弹簧（6），所述压料弹簧（6）的两端分别与浮动压料架（5）和切换基座（2）抵接；

所述切换基座（2）左侧的前壁上滑动连接有第一棘爪机构（7），所述第一棘爪机构（7）与位于左侧的棘轮（3）啮合、并通过一个第一连杆（8）与位于左侧的浮动压料架（5）铰接，所述切换基座（2）右侧的后壁上滑动连接有第二棘爪机构（9），所述第二棘爪机构（9）与位于右侧的棘轮（3）啮合、并通过一个第二连杆（10）与位于右侧的浮动压料架（5）铰接。

3.根据权利要求2所述的多电极翻转切换式打磨电阻焊机器人整机，其特征在于：在位于右侧的浮动压料架（5）上设有柔性锁止机构（20），所述柔性锁止机构（20）用于在翻转架（1）带动焊接电极（4）下探翻转完成后与位于右侧的棘轮（3）啮合；所述柔性锁止机构（20）包括弹性筒（201）、锁止弹簧（202）和锁止爪（203），所述弹性筒（201）固定在浮动压料架（5）上，所述锁止爪（203）的一端活动伸入弹性筒（201）内，所述锁止弹簧（202）设于弹性筒（201）内、且其两端分别与弹性筒（201）和锁止爪（203）抵接，所述锁止爪（203）的另一端设有齿牙缺口（2031），所述齿牙缺口（2031）可与棘轮（3）的棘齿啮合。

4.根据权利要求2所述的多电极翻转切换式打磨电阻焊机器人整机，其特征在于：所述第一棘爪机构（7）包括第一滑块（71）、第一棘爪（72）和第一弹簧（73），所述切换基座（2）左侧的前壁上设有第一滑槽，所述第一滑块（71）滑动连接在第一滑槽上，所述第一滑块（71）通过第一连杆（8）与浮动压料架（5）铰接，所述第一棘爪（72）的中部轴接在第一滑块（71）上，所述第一棘爪（72）的上端通过第一弹簧（73）弹性连接在第一滑块（71）上，所述第一棘爪（72）的另一端啮合在棘轮（3）的齿槽内。

5.根据权利要求2所述的多电极翻转切换式打磨电阻焊机器人整机，其特征在于：所述第二棘爪机构（9）包括第二滑块（91）、第二棘爪（92）和第二弹簧（93），所述切换基座（2）右侧的后壁上设有第二滑槽，所述第二滑块（91）滑动连接在第二滑槽上，所述第二滑块（91）通过第二连杆（10）与浮动压料架（5）铰接，所述第二棘爪（92）的中部轴接在第二滑块（91）上，所述第二棘爪（92）的下端通过第二弹簧（93）弹性连接在第二滑块（91）上，所述第二棘爪（92）的上端啮合在棘轮（3）的齿槽内。

6.根据权利要求2至5所述的多电极翻转切换式打磨电阻焊机器人整机，其特征在于：还包括电极打磨机构（40），所述电极打磨机构（40）设于切换基座（2）的顶部、并用于对处于竖直向上状态的焊接电极（4）进行打磨处理。

7.根据权利要求6所述的多电极翻转切换式打磨电阻焊机器人整机，其特征在于：所述电极打磨机构（40）包括打磨电机（401）、电磁升降件（402）和打磨头（403），所述切换基座（2）的顶部设有通孔，所述电磁升降件（402）固定在切换基座（2）的顶部，所述打磨电机（401）固定在电磁升降件（402）上，所述打磨头（403）位于通孔内、并与打磨电机（401）的输出端连接。

8.根据权利要求7所述的多电极翻转切换式打磨电阻焊机器人整机，其特征在于：所述电极打磨机构（40）还包括压电微动片（404），所述压电微动片（404）设于电磁升降件（402）与打磨电机（401）之间。

9.根据权利要求1-7所述的多电极翻转切换式打磨电阻焊机器人整机，其特征在于：所述电极打磨机构（40）还包括压电微动片（404），所述压电微动片（404）设于电磁升降件（402）与打磨电机（401）之间。

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