CN115255780A - 一种工作效率高的自动焊接机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种工作效率高的自动焊接机器人，涉及智能焊接领域，包括万向机械臂、焊枪、一对固定支架、一对旋转托台以及支撑架，一对固定支架对立设置，一对旋转托台分别转动连接在两个固定支架上，且用于支撑支撑架，所述固定支架上设置有与旋转托台相连的电机一，所述支撑架上设置有用于夹持工件的夹具，所述万向机械臂可带动焊枪对工件实施焊接。该工作效率高的自动焊接机器人，当一个夹具上的工件处于焊接状态时，工人可对接驳区域的夹具上进行工件的卸下和重新安装，当焊接完成后，可通过AGV小车将工作区的支撑架取下，并将装载待焊接工件的支撑架装入旋转托台上，大大减少了焊接机器人的停摆时间，焊接效率大大提升。

Description

一种工作效率高的自动焊接机器人
技术领域
本发明涉及智能焊接技术领域，具体为一种工作效率高的自动焊接机器人。
背景技术
随着焊接技术的发展，尤其是随着焊接自动化的发展，焊接效率高、焊缝质量好的自动焊接机器人大量应用到工业生产中。
通常焊接机器人会配合夹具使用，诸如中国专利公开号为CN103008961B的一种配合焊接机器人用的自动焊接夹具，工作时，工件夹持在夹具上，通过夹具带动工件旋转配合焊接机器人焊接。
但是诸如上述配合焊接机器人使用的夹具存在以下问题：当一个工件焊接完成后，需要完成对夹具上完成焊接的工件进行拆卸和重新安装新的待焊接工件两个工序，拆卸和安装的时间为焊接空窗期，焊接机器人处于停摆状态，而当处于焊接过程中，工人又处于空闲状态，导致焊接效率较低。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种工作效率高的自动焊接机器人，解决了上述背景技术中提出的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种工作效率高的自动焊接机器人，包括万向机械臂、焊枪、一对固定支架、一对旋转托台以及支撑架，一对固定支架对立设置，一对旋转托台分别转动连接在两个固定支架上，且用于支撑支撑架，所述固定支架上设置有与旋转托台相连的电机一，所述支撑架上设置有用于夹持工件的夹具，所述万向机械臂可带动焊枪对工件实施焊接，所述支撑架与旋转托台之间为可拆卸式，所述旋转托台为L型，所述支撑架为凹形，所述旋转托台的底部横向支撑面上设置有居中调整机构，所述居中调整机构用于将支撑架调整至旋转托台的中间位置，所述旋转托台的竖立面上设置有用于锁紧支撑架的锁紧机构。
优选的，所述居中调整机构包括四个浮动对中单元和触发组件，四个浮动对中单元两两对称设置在两个旋转托台底部的横向支撑面上，当支撑架置于旋转托台的中间位置时，触发组件能够触发锁紧机构将支撑架锁紧。
优选的，所述触发组件包括一对球槽、球体、居中半球体、触发块、触发电路，一对球槽对称设置在旋转托台中线的两侧，所述球体竖向滑动适配在球槽内，且部分伸出球槽的顶部，一对居中半球体对称设置在支撑架底部中线的两侧，且与一对球体上下对应，一对球体的底部竖向连接有竖杆，所述旋转托台内横向设置有导向槽，所述导向槽内对称滑动适配有一对串联在触发电路上的触发块，触发块的背部横向设置有横杆，所述横杆通过连杆与竖杆铰接，所述横杆上位于触发块与导向槽端部之间套设有弹簧一，所述触发块为导电体且相互对应。
优选的，所述锁紧机构包括若干组磁性的卡块、电磁铁以及弹簧二，所述旋转托台的竖立面上横向开设有伸缩腔，所述支撑架侧部的竖立面上横向开设有与伸缩腔相对应的卡槽，所述卡块伸缩连接在伸缩腔内，且可伸入卡槽内，所述电磁铁设置在伸缩腔的底部且与卡块相对应，所述卡块与电磁铁之间连接弹簧二，电磁铁通电状态时与卡块对应的一面磁极相同，所述电磁铁串联在触发电路上。
优选的，所述旋转托台底部的横向支撑面前后两端设置有限位块，两个限位块之间的距离略大于支撑架的纵向宽度。
优选的，所述夹具包括转盘、十字槽、电机二、四组丝杠模组，所述十字槽的中心处设置在转盘上，所述转盘转动连接在支撑架的中心处，所述电机二设置在支撑架的底部且与转盘同轴相连，四组所述丝杠模组分别设置在十字槽的四个槽内，每个丝杠模组的移动体上竖向设置有固定柱，所述工件的底部开设有四个可供固定柱穿过的通孔。
(三)有益效果
本发明提供了一种工作效率高的自动焊接机器人。具备以下有益效果：
1、该工作效率高的自动焊接机器人，当一个夹具上的工件处于焊接状态时，工人可对接驳区域的夹具上进行工件的卸下和重新安装，当焊接完成后，可通过AGV小车将工作区的支撑架取下，并将装载待焊接工件的支撑架装入旋转托台上，大大减少了焊接机器人的停摆时间，焊接效率大大提升。
附图说明
图1为本发明的轴测图；
图2为本发明的AGV小车装载支撑架示意图；
图3为本发明的AGV小车卸下支撑架示意图；
图4为本发明的支撑架底部示意图；
图5为本发明的工件与夹具对应图；
图6为本发明的旋转托台侧剖示意图。
图7为本发明的支撑架未居中置于旋转托台示意图；
图8为本发明的支撑架居中置于旋转托台示意图；
图9为本发明的支撑架与旋转托台正面剖视图。
图中：1固定支架、2旋转托台、3电机一、4支撑架、5居中调整机构、6锁紧机构、7转盘、8十字槽、9电机二、10丝杠模组、11固定柱、12工件、13通孔、14万向机械臂、15焊枪、16限位块、17AGV小车、51浮动对中单元、52球槽、53球体、54居中半球体、55导向槽、56竖杆、57触发块、58横杆、59连杆、60弹簧一、61卡块、62伸缩腔、63电磁铁、64卡槽、65弹簧二。
具体实施方式
本发明实施例提供一种工作效率高的自动焊接机器人，如图1-9所示，包括万向机械臂14、焊枪15、一对固定支架1、一对旋转托台2以及支撑架4。
一对固定支架1对立设置在地面上。一对旋转托台2分别转动连接在两个固定支架1上，且用于支撑支撑架4，两个旋转托台2之间的间距略大于支撑架4的横向宽度。固定支架1上设置有与旋转托台2相连的电机一3，电机一3用于驱动旋转托台2旋转。
如图1和图5所示，支撑架4上设置有用于夹持工件12的夹具，夹具包括转盘7、十字槽8、电机二9、四组丝杠模组10，十字槽8的中心处设置在转盘7上，转盘7用于带动十字槽8旋转。转盘7转动连接在支撑架4的中心处，电机二9设置在支撑架4的底部且与转盘7同轴相连，电机二9用于驱动转盘7转动。四组丝杠模组10分别设置在十字槽8的四个槽内，本实施例中的工件12为塔脚板，其底部具有四个用于装地脚螺栓的通孔13。为了根据塔脚板的自身形状特性将其夹紧，在每个丝杠模组10的移动体上竖向设置有固定柱11，丝杠模组10用于带动固定柱11沿着槽的长度方向移动。丝杠模组10为现有的市售产品，具体不再赘述。当工件12底部的四个通孔13挂在四个固定柱11上后，通过四个丝杠模组10带动四个固定柱11往外拉，利用张力将工件12夹持在四个固定柱11上。
万向机械臂14可带动焊枪15对工件12实施焊接，万向机械臂14为现有的市售产品，能够带动焊枪15灵活移动。
如图1-2所示，支撑架4与旋转托台2之间为可拆卸式，旋转托台2为L型，支撑架4为凹形，两个旋转托台2的底面用于承载支撑架4。
当一个夹具上的工件12处于焊接状态时，工人可对接驳区域的夹具上进行工件12的卸下和重新安装，当焊接完成后，可通过AGV小车17将工作区的支撑架4取下，并将装载待焊接工件12的支撑架4装入旋转托台2上，大大减少了焊接机器人的停摆时间，焊接效率大大提升。
由于支撑架4反复的装卸会引起支撑架4在旋转托台2上的位置出现偏差。为了将支撑架4的位置调整至中心位置。旋转托台2的底部横向支撑面上设置有居中调整机构5，居中调整机构5用于将支撑架4调整至旋转托台2的中间位置。
旋转托台2的竖立面上设置有用于锁紧支撑架4的锁紧机构6。旋转托台2上设置有一个触发电路，当居中调整机构5将支撑架4调整至旋转托台2的中心处时，触发电路能够触发锁紧机构6将支撑架4锁紧。
如图3所示，居中调整机构5包括四个浮动对中单元51和触发组件，四个浮动对中单元51两两对称设置在两个旋转托台2底部的横向支撑面上，通过四个浮动对中单元51调整支撑架4在旋转托台2上的位置，使支撑架4居中置于两个旋转托台2上。浮动对中单元51为市售产品，浮动对中单元51可用型号为MACM4-20PV-X115。浮动对中单元51能够根据设定的程序将支撑架4调整至旋转托台2的中心处。当支撑架4置于旋转托台2的中间位置时，触发组件能够触发锁紧机构6将支撑架4锁紧。
如图3和图6所示，触发组件包括一对球槽52、球体53、居中半球体54、触发块16、触发电路，一对球槽52对称设置在旋转托台2中线的两侧，球体53竖向滑动适配在球槽52内，且部分伸出球槽52的顶部，球槽52的宽度略大于球体53宽度，两者间隙配合，球体53只能在球槽52内竖向滑动。一对居中半球体54对称设置在支撑架4底部中线的两侧，且与一对球体53上下对应，由于球体53与居中半球体54对应的一面均为球面，两者为点接触式，只有当两者的最低点和最高点接触时，球体53才能下降至最低点。一对球体53的底部竖向连接有竖杆56，竖杆56能随着球体53的竖向位移而联动。旋转托台2内横向设置有导向槽55，导向槽55内对称滑动适配有一对串联在触发电路上的触发块57，触发块57的背部横向设置有横杆58，触发块57能够联动横杆58横向位移，横杆58通过连杆59与竖杆56铰接。当球体53带动竖杆56竖向下降时，竖杆56通过连杆59带动横杆58与触发块57横向移动。
如图8所示，即当居中半球体54的最低点与球体53的最高点接触时，两个触发块57相互接触；如图7所示，当居中半球体54的最低点未与球体53的最高点接触时，两个触发块57脱离。
横杆58上位于触发块57与导向槽55端部之间套设有弹簧一60，常态下触发块57在弹簧一60的作用下相互脱离。触发块57为导电体且相互对应。当两个触发块57相互接触时，接通触发电路。
如图3和图9所示，锁紧机构6包括若干组磁性的卡块61、电磁铁63以及弹簧二65，旋转托台2的竖立面上横向开设有伸缩腔62，支撑架4侧部的竖立面上横向开设有与伸缩腔62相对应的卡槽64，当支撑架4居中置于旋转托台2上时，卡槽64与伸缩腔62相对应连通。卡块61伸缩连接在伸缩腔62内，且可伸入卡槽64内。当卡块61卡入卡槽64时，卡块61仍有部分位于伸缩腔62内，使旋转托台2和支撑架4连成一体。电磁铁63设置在伸缩腔62的底部且与卡块61相对应，卡块61与电磁铁63之间连接弹簧二65，常态下卡块61在弹簧二65的作用下完全收纳在伸缩腔62内，电磁铁63通电状态时与卡块61对应的一面磁极相同，电磁铁63串联在触发电路上。当电磁铁63通电时，能够驱动卡块61卡入卡槽64内。触发电路上还串联有一个手动控制开关。
旋转托台2底部的横向支撑面前后两端设置有限位块16，两个限位块16之间的距离略大于支撑架4的纵向宽度。限位块16用于支撑架4初始安装至旋转托台2上时的对照，防止支撑架4在安装时移出旋转托台2外。
工作原理：步骤一：初始状态为支撑架4装载在旋转托台2上，处于焊接工作状态。当焊接结束后，利用手动控制开关断开触发电路，使电磁铁63断电，卡块61脱离卡槽64。
步骤二：利用AGV小车将支撑架4运离旋转托台2，并将装载有待焊接工件12的支撑架4托运至旋转托台2上。
步骤三：闭合手动控制开关，然后利用浮动对中单元51调整支撑架4至居中位置。
步骤四：此时居中半球体54的最低点与球体53的最高点接触，通过竖杆56、连杆59、横杆58的联动使两个触发块57相互接触，并导通触发电路。
步骤五，电磁铁63通电将卡块61送入卡槽64内，使支撑架4锁紧在旋转托台2上。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种工作效率高的自动焊接机器人，包括万向机械臂(14)、焊枪(15)、一对固定支架(1)、一对旋转托台(2)以及支撑架(4)，一对固定支架(1)对立设置，一对旋转托台(2)分别转动连接在两个固定支架(1)上，且用于支撑支撑架(4)，所述固定支架(1)上设置有与旋转托台(2)相连的电机一(3)，所述支撑架(4)上设置有用于夹持工件(12)的夹具，所述万向机械臂(14)可带动焊枪(15)对工件(12)实施焊接，其特征在于：所述支撑架(4)与旋转托台(2)之间为可拆卸式，所述旋转托台(2)为L型，所述支撑架(4)为凹形，所述旋转托台(2)的底部横向支撑面上设置有居中调整机构(5)，所述居中调整机构(5)用于将支撑架(4)调整至旋转托台(2)的中间位置，所述旋转托台(2)的竖立面上设置有用于锁紧支撑架(4)的锁紧机构(6)。
2.根据权利要求1所述的一种工作效率高的自动焊接机器人，其特征在于：所述居中调整机构(5)包括四个浮动对中单元(51)和触发组件，四个浮动对中单元(51)两两对称设置在两个旋转托台(2)底部的横向支撑面上，当支撑架(4)置于旋转托台(2)的中间位置时，触发组件能够触发锁紧机构(6)将支撑架(4)锁紧。
3.根据权利要求2所述的一种工作效率高的自动焊接机器人，其特征在于：所述触发组件包括一对球槽(52)、球体(53)、居中半球体(54)、触发块(16)、触发电路，一对球槽(52)对称设置在旋转托台(2)中线的两侧，所述球体(53)竖向滑动适配在球槽(52)内，且部分伸出球槽(52)的顶部，一对居中半球体(54)对称设置在支撑架(4)底部中线的两侧，且与一对球体(53)上下对应，一对球体(53)的底部竖向连接有竖杆(56)，所述旋转托台(2)内横向设置有导向槽(55)，所述导向槽(55)内对称滑动适配有一对串联在触发电路上的触发块(57)，触发块(57)的背部横向设置有横杆(58)，所述横杆(58)通过连杆(59)与竖杆(56)铰接，所述横杆(58)上位于触发块(57)与导向槽(55)端部之间套设有弹簧一(60)，所述触发块(57)为导电体且相互对应。
4.根据权利要求3所述的一种工作效率高的自动焊接机器人，其特征在于：所述锁紧机构(6)包括若干组磁性的卡块(61)、电磁铁(63)以及弹簧二(65)，所述旋转托台(2)的竖立面上横向开设有伸缩腔(62)，所述支撑架(4)侧部的竖立面上横向开设有与伸缩腔(62)相对应的卡槽(64)，所述卡块(61)伸缩连接在伸缩腔(62)内，且可伸入卡槽(64)内，所述电磁铁(63)设置在伸缩腔(62)的底部且与卡块(61)相对应，所述卡块(61)与电磁铁(63)之间连接弹簧二(65)，电磁铁(63)通电状态时与卡块(61)对应的一面磁极相同，所述电磁铁(63)串联在触发电路上。
5.根据权利要求1所述的一种工作效率高的自动焊接机器人，其特征在于：所述旋转托台(2)底部的横向支撑面前后两端设置有限位块(16)，两个限位块(16)之间的距离略大于支撑架(4)的纵向宽度。
6.根据权利要求1所述的一种工作效率高的自动焊接机器人，其特征在于：所述夹具包括转盘(7)、十字槽(8)、电机二(9)、四组丝杠模组(10)，所述十字槽(8)的中心处设置在转盘(7)上，所述转盘(7)转动连接在支撑架(4)的中心处，所述电机二(9)设置在支撑架(4)的底部且与转盘(7)同轴相连，四组所述丝杠模组(10)分别设置在十字槽(8)的四个槽内，每个丝杠模组(10)的移动体上竖向设置有固定柱(11)，所述工件(12)的底部开设有四个可供固定柱(11)穿过的通孔(13)。
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