CN113458675A - 一种机器人焊机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人焊机，涉及加工领域，包括固定架，所述固定架上安装有焊接机械臂，还包括设置在固定架上的升降台，所述升降台上设置有夹持机构；所述夹持机构包括滑动连接在升降台上多个抵接组件以及多个驱动组件，所述驱动组件包括伸缩柱，所述升降台上升的过程使各所述伸缩柱被挤压以一一对应的驱动各所述抵接组件对工件进行抵接夹紧。在升级架向上移动的过程中，使伸缩柱对固定架进行抵接，使各个伸缩柱受力带动各个抵接组件在升降台滑动，进而对工件的径向方向和轴向方向上进行夹紧以及定位。

Description

一种机器人焊机

技术领域

本发明涉及加工技术，具体涉及一种机器人焊机。

背景技术

在隔离开关或者断路器的加工过程中，需要用到焊接机器人对电子元件器件进行焊接。

在专利号为“CN201210427359.8”，公告日为2016年5月25日公告的名称为《焊接机器人》的发明专利中，其包括具有焊钳，其具有夹钳驱动器和两个可借助于夹钳驱动器相对按压的焊接电极，这两个焊接电极在焊接机器人正常运行时相对于至少两个要通过电阻焊接进行焊接的物体进行按压；与焊接电极相连接的焊接电机，用于在电阻焊接期间向焊接电极提供电能；工业机器人，其具有机器人臂和用于使机器人臂运动的机器人控制装置，其中，机器人臂具有多个依次设置的节肢和与机器人控制装置相连接的驱动器，焊钳固定在机器人臂上，机器人控制装置与焊接电机和夹钳驱动器相连接，并且在机器人控制装置上运行运算程序，该运算程序控制机器人臂的驱动器，以使机器人臂运动，并可调节地控制夹钳驱动器，从而在电阻焊接期间在焊接电极上施加预先给定的额定焊接电阻，并控制焊接电机，使焊接电机向焊接电极提供规定的电能。

在包括上述专利的现有技术中，升降台或者说承载台运动到位后，利用液压缸驱动液压杆对工件进行夹紧以及定位，整个过程步骤较多。

发明内容

本发明的目的是提供一种机器人焊机，以解决现有技术中的上述不足之处。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种机器人焊机，包括固定架，所述固定架上安装有焊接机械臂，还包括设置在固定架上的升降台，所述升降台上设置有夹持机构；所述夹持机构包括滑动连接在升降台上多个抵接组件以及多个驱动组件，所述驱动组件包括伸缩柱，所述升降台上升的过程使各所述伸缩柱被挤压以一一对应的驱动各所述抵接组件对工件进行抵接夹紧。

优选的，所述驱动组件还包括传动杆，所述传动杆的两端分别与抵接组件和伸缩柱铰接。

优选的，所述伸缩柱包括内管和外管，所述内管套接于外管内，且内管和外管之间通过第一弹簧进行连接。

优选的，所述固定架的两端分别设置有进料机构和下料机构，所述进料机构包括两个传送轮以及套接在两个传送轮上的输送带。

所述进料机构上转动连接有间歇齿轮，其中一个所述传送轮的端部固定连接有从动齿轮，另一个所述传送轮的端部固定连接有带轮。

所述固定架、进料机构和下料机构之间通过一回转传动组件驱动，所述回转传动组件接受电机驱动。

优选的，所述间歇齿轮的周侧环绕有多个轮齿，且间歇齿轮与从动齿轮啮合，所述间歇齿轮接受电机驱动以实现间歇式送料。

优选的，所述回转传动组件包括多个带轮以及皮带，，其中两个带轮同轴转动连接在固定架上。

优选的，所述固定架上还安装有升降机构，所述升降机构驱动升降台在竖直方向上往复运动，且升降机构包括转动连接在固定架的凸轮。

优选的，所述升降台上转动连接有两个输送辊，其中一个所述输送辊位于升降台的进料端，另一个所述输送辊位于升降台的中部；

优选的，位于升降台的中部的所述输送辊的两端均固定连接有滚轮，所述滚轮在凸轮的运动轨迹上转动。

在上述技术方案中，本发明提供的一种机器人焊机，在升级架向上移动的过程中，使伸缩柱对固定架进行抵接，使各个伸缩柱受力带动各个抵接组件在升降台滑动，进而对工件的径向方向和轴向方向上进行夹紧以及定位。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的机器人焊接的整体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的从动齿轮的安装结构示意图；

图3为本发明实施例提供的带轮的安装结构示意图；

图4为本发明实施例提供的传送轮的安装结构示意图；

图5为本发明实施例提供的工件的装夹结构示意图；

图5a为本发明实施例提供的固定座装夹的安装结构示意图；

图5b为本发明实施例提供的固定座的内部结构示意图；

图6为本发明实施例提供的输送辊的安装结构示意图；

图6a为本发明实施例提供的楔形插接块的安装结构示意图；

图7为本发明实施例提供的伸缩柱的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的第二弹簧的安装结构示意图；

图9为本发明实施例提供的夹块的结构示意图；

图9a为本发明实施例提供的扭簧的结构示意图。

附图标记说明：

1、固定架；1.1、升降台；1.10、伸缩柱；1.101、外管；1.102、内管；1.103、第一弹簧；1.11、凸轮；1.12、滚轮；1.13、输送辊；1.14、伸缩支撑杆；1.15、传动杆；1.16、限位块；1.170、夹块；1.171、楔形插接块；1.1701、扭簧；1.18、限位槽口；1.19、支撑管；1.20、第二弹簧；1.2、焊接机械臂；1.3、顶杆；2.1、进料机构；2.11、传送轮；2.12、输送带；2.2、下料机构；2.30、带轮；2.31、皮带；2.4、从动齿轮；2.5、间歇齿轮；2.6、电机；3、工件；4、固定座；4.1、吸盘；4.2、插接孔；4.3、进气口；4.4、第三弹簧；4.5、密封头。

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，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

参照图1-9a所示，一种机器人焊机，包括固定架1，固定架1上安装有焊接机械臂1.2，还包括设置在固定架1上的升降台1.1，升降台1.1上设置有夹持机构；夹持机构包括滑动连接在升降台1.1上多个抵接组件以及多个驱动组件，驱动组件包括伸缩柱1.10，升降台1.1上升的过程使各伸缩柱1.10被挤压以一一对应的驱动各抵接组件对工件3进行抵接夹紧。

进一步的，固定架1的顶端安装有焊接机械臂1.2，焊接机械臂1.2对待加工工件3进行焊接和驱动方式属于现有的已知技术手段，因此在本实施例中不做过多的赘述。在固定架1上安装有升降台1.1，现有技术中的升降台1.1一般采用液压缸进行驱动，升降台1.1能够在固定架1的竖直方向上直线往复运动。因此在本实施中不做过多的赘述。

在升降台1.1上安装有夹持机构，通过夹持机构对工件3的轴向和径向同时进行固定以实现对工件3进行夹紧和定位，夹持机构包括滑动连接在升降台1.1上多个抵接组件以及多个驱动组件，驱动组件包括伸缩柱1.10，伸缩柱1.10能够在固定架1的竖直方向上移动，通过控制伸缩柱1.10的伸缩控制抵接组件对工件3进行夹紧，使得工件3固定安装在升降台1.1上，在固定架1的内壁顶端固定连接有多个顶杆1.3，顶杆1.3的位置与伸缩柱1.10的位置一一对应设置，在升降台1.1上升的过程使各伸缩柱1.10分别与各个顶杆1.3相互抵接，使得各个伸缩柱1.10受力，伸缩柱1.10收缩，通过伸缩柱1.10收缩驱动驱动各个抵接组件同时在升降台1.1滑动，使得各个抵接件对工件3的径向和轴向进行固定使得工件3在夹紧的同时能够自适应进行定位，减少了操作步骤。

具体的，驱动组件还包括传动杆1.15，传动杆1.15的两端分别与抵接组件和伸缩柱1.10铰接，伸缩柱1.10包括内管1.102和外管1.101，内管1.102套接于外管1.101内，且内管1.102和外管1.101之间通过第一弹簧1.103进行连接。

通过升降台1.1向上运动，直至各个内管1.102与各个顶杆1.3相互抵接，使得内管1.102受力向下运动，使内管1.102压缩第一弹簧1.103，第一弹簧1.103受力压缩，使内管1.102带动传动杆1.15运动，进而在传动杆1.15的作用下使传动杆1.15驱动各个抵接组件在升降台1.1上滑动，使得各个抵接组件同时对工件3的径向和轴向进行固定，使得工件3在夹紧的同时能够自适应进行定位，减少了操作步骤。

本发明的提供一个实施例中，如图5、6、8和9所示，抵接组件包括滑动连接在升降台1.1上的限位块1.16以及设置在限位块1.16上的弹性单元。

具体的，如图5所示，升降台1.1的上端开设有与限位块1.16相适配的限位槽口1.18，弹性单元包括套接于限位块1.16的上的支撑管1.19、设置在限位块1.16与支撑管1.19之间的第二弹簧1.20、以及铰接在支撑管1.19端部的夹块1.170，其中夹块1.170为与工件3相适配的L状，如图9所示，夹块1.170的通过铰接轴铰接在支撑管1.19的端部，在铰接轴内套接有一扭簧1.1701，扭簧1.1701的两个支脚分别与铰接轴和支撑管1.19固定连接。

通过升降台1.1向上运动，如图1所示，使各个内管1.102与各个顶杆1.3相互抵接，使得各个内管1.102受力向下运动，进而使内管1.102压缩第一弹簧1.103，使各个内管1.102带动传动杆1.15运动，进而使各个传动杆1.15的分别驱动各个限位块1.16在升降台1.1上滑动，使各个限位块1.16分别带动各个支撑管1.19在升降台1.1的上端滑动，当各个夹块1.170与工件3相互抵接后，各个夹块1.170发生转动，使夹块1.170的内侧壁与工件3相互垂直的两个侧壁相贴合，此时使各个夹块1.170受力，使得各个夹块1.170分别推动与之相对应的支撑管1.19在各个限位块1.16内滑动，使得各个第二弹簧1.20受力压缩，在第二弹簧1.20受力压缩的过程中，进而使各个夹块1.170能够自适应对工件3的四角进行分别固定，使得工件3在径向和轴向的方向不会发生移动，如图5所示。

本发明的提供另一个实施例中，如图5a、5b、6a和9a所示，抵接组件包括滑动连接在升降台1.1上的限位块1.16以及设置在限位块1.16上的弹性单元。

其中，如图5a所示，升降台1.1的上端开设有与限位块1.16相适配的限位槽口1.18，弹性单元包括套接于限位块1.16的上的支撑管1.19、设置在限位块1.16与支撑管1.19之间的第二弹簧1.20、以及铰接在支撑管1.19端部的楔形插接块1.171。在升降台1.1与工件3之间设置有固定座4。

具体的，如图9a所示，楔块插接块通过转轴转动连接在支撑管1.19的端部，在转轴的外部套接有一扭簧1.1701，扭簧1.1701的两个支脚分别与转轴与支撑管1.19固定连接。

如图5a所示，固定座4的轴向方向上和径向方向上均固定固定连接有多个吸盘4.1，如图5b所示，固定座4为一内部中空的矩形结构，各个吸盘4.1分别与固定座4贯通连接，在固定座4的其中一个侧壁贯通连接有进气口4.3，进气口4.3内的套接有一密封头4.5，且进气口4.3与密封头4.5之间通过第三弹簧4.4进行连接，且在固定座4相对的两侧壁均分别开设有四个与楔形插接块1.171相适配的插接孔4.2。

在对工件3焊接之前先将焊接的工件3放在固定座4上，按压工件3，通过吸盘4.1内的空气排出将工件3固定安装在固定座4上，然后在将固定座4和工件3放在升降台1.1上，此时升降台1.1向上运动，直至各个内管1.102与顶杆1.3相互抵接，使得各个内管1.102受力向下运动，使的各个内管1.102分别对第一弹簧1.103施力，使第一弹簧1.103受力压缩，在各个内管1.102向下移动的过程分别带动与会对应的传动杆1.15运动，使各个传动杆1.15分别驱动各个限位块1.16在升降台1.1上滑动，直至楔形插接块1.171插入固定座4侧壁开设的插接孔4.2内，在插接的过程中，由于楔块插接块与支撑管1.19之间是铰接的，因此使楔块插接块能够自适应的插入插接孔4.2内，对固定座4进行固定，同时由于支撑管1.19与限位块1.16之间滑动连接，楔块插接块插入插接孔4.2内使支撑管1.19受力，进而使支撑管1.19相对与限位块1.16滑动，使支撑管1.19在滑动的过程中压缩第二弹簧1.20，使得楔形插接块1.171能够根据固定座4进行自适应调节，对固定座4进行固定和定位，当工件3焊接好之后，需要将固定座4与工件3进行拆卸时，此时手动按压密封头4.5，使密封头4.5在工作座的进气口4.3内移动，将进气口4.3打开，使气体进入固定座4内部，同时密封头4.5压缩第三弹簧4.4，使吸盘4.1内进入空气，进而即可对工件3进行拆除，放开密封头4.5在第三弹簧4.4的作用下使密封头4.5进行复位，使固定座4的进气口4.3关闭。

参照图1-4所示，固定架1的两端分别设置有进料机构2.1和下料机构2.2，进料机构2.1包括两个传送轮2.11以及套接在两个传送轮2.11上的输送带2.12。

其中，固定架1、进料机构2.1和下料机构2.2之间通过一回转传动组件驱动，回转传动组件接受电机2.6驱动。

进一步的，回转传动组件包括多个带轮2.30以及皮带2.31，其中两个带轮2.30同轴转动连接在固定架1上。

具体的，转动连接在固定架1上的两个带轮2.30之间通过一个连接轴进行连接，进料机构2.1上转动连接有间歇齿轮2.5，位于进料机构2.1的进料端的传送轮2.11的端部固定连接有从动齿轮2.4，位于进料机构2.1的下料端的传送轮2.11的端部固定连接有带轮2.30。

具体的，如图4所示，间歇齿轮2.5的周侧环绕有多个轮齿，且间歇齿轮2.5与从动齿轮2.4啮合，轮齿的个数至少为一个，间歇齿轮2.5接受电机2.6驱动以实现间歇式送料。所属领域的技术人员可以根据有限的实验进行合理推测，即可得出，使得升降台1.1上升至最高位置处时，使夹持机构能够对工件3进行固定，此时从动齿轮2.4停止转动，使焊接机械臂1.2对工件3进行焊接。

通过电机2.6带动间歇齿轮2.5转动，使得间歇齿轮2.5与从动齿轮2.4聂耳和带动从动齿轮2.4转动，使得从动齿轮2.4带动传动轮做间歇式转动，进而使得输送带2.12做间歇回转往复运动以实现送料和下料。

参照图1-6a所示，固定架1上还安装有升降机构，升降机构驱动升降台1.1在竖直方向上往复运动，且升降机构包括转动连接在固定架1的凸轮1.11。

其中，如图1所示升降台1.1和固定件之间通过两个伸缩支撑杆1.14连接，使得升降台1.1能够在固定架1的竖直方向上座往复直线运动。

如图6或图6a所示，升降台1.1上转动连接有两个输送辊1.13，其中一个输送辊1.13位于升降台1.1的进料端，另一个输送辊1.13位于升降台1.1的中部；

位于升降台1.1的进料端的输送辊1.13在工件3从进料机构2.1上滑动至升降台1.1上，由于工件3刚从进料机构2.1滑出，具有一个向前的惯性，使工件3在惯性的作用下向前，通过将工件3与升降台1.1之间的滑动摩擦转化为滚动摩擦，使得工件3能够滑动至升降台1.1的中部，位于升降台1.1的输送辊1.13的两端均固定连接滚轮1.12，使滚轮1.12在凸轮1.11的运动轨迹上与凸轮1.11相互作用而发生转动，进而使在工件3从升降台1.1的中部通过位于升降台1.1中部的输送辊1.13输送至下料机构2.2上，由于当工件3在焊接之前，夹持机构对工件3或者工作座进行夹持，使得位于升降台1.1中部的输送辊1.13与工件3或者工件3之间发生打滑，直至焊接完成后升降台1.1向下运动使升降台1.1上的夹持机构对工件3或者固定座4之间没有夹持力，此时才会使工件3或者固定座4在位于升降台1.1中部的输送辊1.13的作用下使工件3或者工件3运动至升降台1.1的下料端，将工件3输送至下料机构2.2上进行卸料。

如图3和4所示，回转传动组件包括多个带轮2.30以及皮带2.31，其中两个带轮2.30同轴转动连接在固定架1上，且各转动连接在固定架1上带轮2.30上均同轴固定连接有已凸轮1.11，另一个带轮2.30固定连接在传送轮2.11的端部，固定连接有带轮2.30的传送轮2.11设置有两个，分别位于上料机构的出料端和下料机构2.2的进料端。

如图6或图6a所示，位于升降台1.1的输送辊1.13的两端均固定连接滚轮1.12，使滚轮1.12在凸轮1.11的运动轨迹上与凸轮1.11相互作用而发生转动，且凸轮1.11上设置有圆弧端和椭圆端。

通过电机2.6带动内能够间歇齿轮2.5转动，使得间歇齿轮2.5带动从动齿轮2.4转动至一定角度后停止一端时间直至间歇齿轮2.5上的另一个轮齿与从动轮齿轮啮合带动从动齿轮2.4转动，所属领域的技术人员根据有限的实验数据进行进行合理的分析和推导，使得工件3从进料机构2.1上运动至升降台1.1上时，使滚轮1.12从凸轮1.11的圆弧端运动至凸轮1.11的椭圆端，当滚轮1.12运动至凸轮1.11的椭圆端的长轴端点时，使从动齿轮2.4与间歇齿轮2.5处于不啮合的状态，如图1所示，此时升降台1.1是升高至最高点，凸轮1.11停止转动，使夹持机构对工件3或者固定座4进行夹紧，焊接机械臂1.2对工件3进行焊接工作，焊接完成后，使凸轮1.11从椭圆端的长轴端点向凸轮1.11圆弧端运动，如图2所示，进而以实现工件3的上料、夹紧、焊接、松开、下料的一个工作冲程；

从图2状态运动至图3状态时，此时工件3完成焊接流程，使工件3从升降台1.1运动下料机构2.2上，即保证在工件3下料的过程中使滚轮1.12在凸轮1.11的圆弧端轨迹上运动；

当工件3滑动至升降架上时，此时工件3会在惯性的作用下向前，通过将工件3与升降台1.1之间的滑动摩擦转化为滚动摩擦，当工件3滑动至升降台1.1上时，此时滚轮1.12从凸轮1.11的圆弧端运动至凸轮1.11的椭圆端的长轴端点的位置处，使升降台1.1逐渐升高，直至使各个内管1.102与各个顶杆1.3相互抵接，使得各个内管1.102受力向下运动，使第一弹簧1.103受力压缩，使各个内管1.102在各个传动杆1.15的作用下带动各个限位块1.16在升降台1.1上同时滑动，使夹块1.170与工件3相互抵接后，直至升降台1.1上升至最高点后，如图1所示，传送轮2.11停止转动，此时夹持机构对工件3进行夹紧和定位，此时焊接机械机臂对工件3进行工件3进行焊接，焊接完成后，如图3所示，此时传送轮2.11转动使得凸轮1.11带动升降台1.1向下运动，使内管1.102受到的抵接力组件减小，在第一弹簧1.103的作用下使内管1.102向上运动，使夹块1.170与工件3逐渐脱离，使得滚轮1.12带动位于升降台1.1中部的输送辊1.13转动，将工件3输送下料机构2.2上进行下料即可。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (10)

1.一种机器人焊机，包括固定架(1)，所述固定架(1)上安装有焊接机械臂(1.2)，其特征在于，还包括设置在固定架(1)上的升降台(1.1)，所述升降台(1.1)上设置有夹持机构；所述夹持机构包括滑动连接在升降台(1.1)上多个抵接组件以及多个驱动组件，所述驱动组件包括伸缩柱(1.10)，所述升降台(1.1)上升的过程使各所述伸缩柱(1.10)被挤压以一一对应的驱动各所述抵接组件对工件进行抵接夹紧。

2.根据权利要求1所述的一种机器人焊机，其特征在于，所述驱动组件还包括传动杆(1.15)，所述传动杆(1.15)的两端分别与抵接组件和伸缩柱(1.10)铰接。

3.根据权利要求1所述的一种机器人焊机，其特征在于，所述伸缩柱(1.10)包括内管(1.102)和外管(1.101)，所述内管(1.102)套接于外管(1.101)内，且内管(1.102)和外管(1.101)之间通过第一弹簧(1.103)进行连接。

4.根据权利要求1所述的一种机器人焊机，其特征在于，所述固定架(1)的两端分别设置有进料机构(2.1)和下料机构(2.2)，所述进料机构(2.1)包括两个传送轮(2.11)以及套接在两个传送轮(2.11)上的输送带(2.12)。

5.根据权利要求4所述的一种机器人焊机，其特征在于，所述进料机构(2.1)上转动连接有间歇齿轮(2.5)，其中一个所述传送轮(2.11)的端部固定连接有从动齿轮(2.4)，另一个所述传送轮(2.11)的端部固定连接有带轮(2.30)。

6.根据权利要求4所述的一种机器人焊机，其特征在于，所述固定架(1)、进料机构(2.1)和下料机构(2.2)之间通过一回转传动组件驱动，所述回转传动组件接受电机(2.6)驱动。

7.根据权利要求5所述的一种机器人焊机，其特征在于，所述间歇齿轮(2.5)的周侧环绕有多个轮齿，且间歇齿轮(2.5)与从动齿轮(2.4)啮合，所述间歇齿轮(2.5)接受电机(2.6)驱动以实现间歇式送料。

8.根据权利要求6所述的一种机器人焊机，其特征在于，所述回转传动组件包括多个带轮(2.30)以及套接在多个带轮(2.30)上的皮带(2.31)，其中两个所述带轮(2.30)同轴转动连接在固定架(1)上。

9.根据权利要求1所述的一种机器人焊机，其特征在于，所述固定架(1)上还安装有升降机构，所述升降机构驱动升降台(1.1)在竖直方向上往复运动，且升降机构包括转动连接在固定架(1)的凸轮(1.11)。

10.根据权利要求9所述的一种机器人焊机，其特征在于，所述升降台(1.1)上转动连接有两个输送辊(1.13)，其中一个所述输送辊(1.13)位于升降台(1.1)的进料端，另一个所述输送辊(1.13)位于升降台(1.1)的中部；

位于升降台(1.1)的中部的所述输送辊(1.13)的两端均固定连接有滚轮(1.12)，所述滚轮(1.12)在凸轮(1.11)的运动轨迹上转动。

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