CN115625411B - 一种自动点焊机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动点焊机器人，涉及焊接加工领域，解决了现有自动点焊机器人使用时难以根据焊接的次数间歇性切换焊接头，从而避免单个焊接头长时间处于高温工作状态影响使用寿命的问题，包括机体、操作机构、切换机构、保温机构和两组焊接头，切换机构包括固定盘，固定盘上转动连接有转动盘，两组焊接头均匀安装于转动盘上，此自动点焊机器人，通过操作机构带动焊接头进行自动化点焊，同时在操作机构运行时联动切换机构进行蓄力，并在蓄力到达设定值后自动解除对转动盘的限位，使得转动盘带动焊接头转动180°，从而实现两组焊接头的位置与工作状态的切换，通过保温机构对未工作状态的焊接头进行设定温度的保温。

Description

一种自动点焊机器人

技术领域

本发明涉及焊接加工技术领域，具体为一种自动点焊机器人。

背景技术

点焊，是指焊接时利用柱状电极，在两块搭接工件接触面之间形成焊点的焊接方法。点焊时，先加压使工件紧密接触，随后接通电流，在电阻热的作用下工件接触处熔化，冷却后形成焊点。点焊主要用于厚度4mm以下的薄板构件冲压件焊接，特别适合汽车车身和车厢、飞机机身的焊接。但不能焊接有密封要求的容器，点焊是电阻焊的一种，主要用于薄板结构及钢筋等的焊接，随着生活水平的提高，市场上一些焊接设备都普遍趋于自动化，因此自动点焊机器人也逐渐受到普及。

现有的自动点焊机器人多采用机械臂上安装一组焊接头，通过控制机械臂的转动伸缩来不断的对工件进行焊接，而焊接头长时间处于高温工作状态会导致其损耗严重，进行适当程度的间歇使用会更加有利于延长焊接头的使用寿命，现有的焊接头持续进行焊接工作，导致工作温度的持续上升，在一定程度上降低了焊接头的使用寿命，增加了使用成本。为此，我们提出一种自动点焊机器人。

发明内容

本发明的目的在于提供一种便于自动切换焊接头避免单组焊接头长时间联续工作的自动点焊机器人，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种自动点焊机器人，包括机体、操作机构、切换机构、保温机构和两组焊接头，所述机体上固定连接有控制面板，所述操作机构安装于所述机体上，用于带动所述焊接头进行自动化点焊，所述切换机构包括安装于所述操作机构上的固定盘，所述固定盘上转动连接有转动盘，两组所述焊接头均匀安装于所述转动盘上，所述切换机构用于在所述操作机构运行伸缩时进行蓄力，并在蓄力到达设定值后自动解除对所述转动盘的限位，使得所述转动盘带动所述焊接头转动180°，从而实现两组所述焊接头的位置与工作状态的切换，所述保温机构安装于所述固定盘上，用于对未工作状态的所述焊接头进行设定温度的保温，避免其降温过低，导致切换到工作状态时所需的加热时间过长，影响工作效率，便于自动切换焊接头避免单组焊接头长时间联续工作。

优选的，所述操作机构包括转动连接于所述机体上的转动座，所述转动座上设有机械臂，所述机械臂的一端转动连接有能够通过电机带动进行转动的操作杆，所述操作杆的一端转动连接有能够通过电机带动进行转动的安装杆，所述固定盘固定安装于所述安装杆的一端，所述固定盘上固定连接有与所述转动盘侧面转动连接的安装架，便于带动焊接头进行自动化焊接。

优选的，所述切换机构包括与所述固定盘外壁转动连接的转动环，所述转动环的外壁固定连接有与所述转动盘固定连接的发条弹簧，所述安装架上固定连接有第一接头，所述转动盘的侧面固定连接有两组分别与两组所述焊接头电性连接的第二接头，所述第一接头与所述第二接头和所述转动盘的侧面均滑动连接，所述机械臂上设有用于在带动所述操作杆转动时联动所述发条弹簧压缩蓄力的蓄力件，便于切换两组焊接头的工作状态。

优选的，所述蓄力件包括同轴固定安装于所述转动环侧面的锥齿环，所述安装杆的侧面转动连接有驱动轴，所述驱动轴上同轴固定连接有与所述锥齿环相啮合的锥齿轮，所述固定盘上设有用于保证所述转动环进行单向转动的限位件，所述安装架上设有用于对所述转动盘进行固定并在所述转动环转动到设定位置后解除固定的固定件，所述机械臂上设有用于在所述操作杆摆动时联动所述驱动轴进行单向转动的驱动件，便于在带动操作杆转动时联动发条弹簧压缩蓄力。

优选的，所述驱动件包括固定安装于所述操作杆上的固定轴，所述固定轴与所述机械臂转动连接，所述固定轴上通过发条转轴均匀转动连接有多组弧形块，所述机械臂上转动连接有与所述固定轴外壁转动连接的驱动盘，所述驱动盘内均匀开设有多组能够与所述弧形块相卡接的驱动槽，所述安装杆上转动连接有与所述操作杆转动连接的连接轴，所述驱动盘上传动连接有与所述连接轴传动连接的第一传动带，所述连接轴上传动连接有与所述驱动轴传动连接的第二传动带，便于在操作杆摆动时联动驱动轴进行单向转动。

优选的，所述固定件包括与所述安装架外壁滑动连接的安装环，所述安装环上固定连接有插接块，所述转动盘的外壁均匀开设有两组能够与所述插接块相插接的插接槽，两组所述插接槽的位置与两组所述焊接头的位置相对应，所述插接块上固定连接有与所述安装架固定连接的第一弹簧，所述转动环上设有用于在所述转动环转动到设定位置后联动所述插接块解除对所述插接槽插接的解除件，便于对转动盘进行固定并在转动环转动到设定位置后解除固定。

优选的，所述解除件包括多组均匀固定安装于所述转动环上的齿块，所述安装架上转动连接有与所述齿块相啮合的第一齿轮，所述第一齿轮的齿数与所述齿块的数量相同，所述第一齿轮上同轴固定连接有转动块，所述转动块的外壁均匀开设有多组第一斜齿槽，所述安装架上的滑槽内滑动连接有与所述第一斜齿槽相插接的第一卡块，所述第一卡块的一端固定连接有与所述安装架固定连接的第二弹簧，所述转动块上同轴固定连接有凸轮，所述安装环的底部固定连接有凸块，便于在转动环转动到设定位置后联动插接块解除对插接槽插接。

优选的，所述限位件包括与所述固定盘上的滑槽滑动连接的第二卡块，所述第二卡块的一端固定连接有与所述固定盘固定连接的第三弹簧，所述转动盘的内壁均匀开设有多组能够与所述第二卡块相卡接的第二斜齿槽，便于保证所述转动环进行单向转动。

优选的，所述保温机构包括固定安装于所述安装架上的保温盒，所述保温盒的两侧均铰接有箱门，便于对未工作状态的焊接头进行设定温度的保温，避免其降温过低，导致切换到工作状态时所需的加热时间过长，影响工作效率。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明提供的一种自动点焊机器人，通过控制面板控制转动座的转动、机械臂的运行以及焊接头的工作参数，同时操作杆和安装杆均可以通过电机驱动进行转动实现与机械臂的一体化，机械臂用于带动操作杆进行全方位的转动操作，在焊接时操作杆相对机械臂进行顺时针转动打开，即可将安装杆抬起进行焊接，反之可将安装杆降下停止焊接，此过程中固定轴相对于驱动盘转动，通过弧形块与驱动槽的单向配合，即可在每一次的操作杆抬起与收回时，带动驱动盘进行单向转动，从而带动第一传动带传动连接轴转动，再通过第二传动带带动驱动轴使得锥齿轮和锥齿环转动，锥齿环带动转动环转动使得发条弹簧的一端被带动进行压缩，此时插接块与插接槽相插接对转动盘进行限位，即可完成蓄力的操作，该过程无需电机控制，在操作杆每一次相对于机械臂进行转动抬起与降下时实现自动蓄力，机械传动更加稳定，同时不影响操作杆和安装杆的自身转动运行。

2.本发明提供的一种自动点焊机器人，通过转动环转动带动齿块转动带动第一齿轮转动，从而带动转动块和凸轮的转动，由于齿块的数量为第一齿轮的齿数的两倍，从而保证了在转动环转动半圈时第一齿轮带动凸轮转动一圈将凸块顶起，压缩了半圈的发条弹簧带动转动盘转动半圈后此时凸轮的顶端解除对凸块的顶起，插接块对另一组插接槽进行插接，保证转动盘转动180°，实现两组焊接头的切换，在切换时第二接头会在第一接头的外壁滑动，稳定状态时位于下侧的第二接头会与第一接头相连接贴合实现通电，从而控制下侧的焊接头进行工作，而此时上侧的焊接头处于断电状态，转动过程中会推动箱门进入到保温盒内进行保温，从而避免其降温过快，使其保持在一个合适的温度进行储存，且有利于下次切换到工作状态时的快速升温进行焊接操作。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明操作机构结构示意图；

图3为本发明结构示意图；

图4为本发明驱动件结构示意图；

图5为图4中A区域放大图；

图6为本发明切换机构结构示意图；

图7为本发明保温机构结构示意图；

图8为图7中B区域放大图；

图9为本发明解除件结构示意图；

图10为图9中C区域放大图；

图11为本发明限位件结构示意图；

图12为本发明固定件结构示意图。

图中：1-机体；2-焊接头；3-控制面板；4-操作机构；5-切换机构；6-固定盘；7-转动盘；8-保温机构；9-转动座；10-机械臂；11-操作杆；12-安装杆；13-安装架；14-转动环；15-发条弹簧；16-第一接头；17-第二接头；18-蓄力件；19-锥齿环；20-驱动轴；21-锥齿轮；22-限位件；23-固定件；24-驱动件；25-固定轴；26-弧形块；27-驱动盘；28-驱动槽；29-连接轴；30-第一传动带；31-第二传动带；32-安装环；33-插接块；34-插接槽；35-第一弹簧；36-解除件；37-齿块；38-第一齿轮；39-转动块；40-第一斜齿槽；41-第一卡块；42-第二弹簧；43-凸轮；44-凸块；45-第二卡块；46-第三弹簧；47-第二斜齿槽；48-保温盒；49-箱门。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-12，本发明提供一种技术方案：一种自动点焊机器人，包括机体1、操作机构4、切换机构5、保温机构8和两组焊接头2，机体1上固定连接有控制面板3，控制面板3用于控制操作机构4、切换机构5和保温机构8的运行状态，操作机构4安装于机体1上，用于带动焊接头2进行自动化点焊，切换机构5包括安装于操作机构4上的固定盘6，固定盘6上转动连接有转动盘7，两组焊接头2均匀安装于转动盘7上，切换机构5用于在操作机构4运行伸缩时进行蓄力，并在蓄力到达设定值后自动解除对转动盘7的限位，使得转动盘7带动焊接头2转动180°，从而实现两组焊接头2的位置与工作状态的切换，保温机构8安装于固定盘6上，用于对未工作状态的焊接头2进行设定温度的保温，避免其降温过低，导致切换到工作状态时所需的加热时间过长，影响工作效率。

操作机构4包括转动连接于机体1上的转动座9，转动座9上设有机械臂10，机械臂10的一端转动连接有能够通过电机带动进行转动的操作杆11，操作杆11的一端转动连接有能够通过电机带动进行转动的安装杆12，固定盘6固定安装于安装杆12的一端，固定盘6上固定连接有与转动盘7侧面转动连接的安装架13，保温机构8包括固定安装于安装架13上的保温盒48，保温盒48的两侧均铰接有箱门49。

切换机构5包括与固定盘6外壁转动连接的转动环14，转动环14的外壁固定连接有与转动盘7固定连接的发条弹簧15，安装架13上固定连接有第一接头16，转动盘7的侧面固定连接有两组分别与两组焊接头2电性连接的第二接头17，第一接头16与第二接头17和转动盘7的侧面均滑动连接，机械臂10上设有用于在带动操作杆11转动时联动发条弹簧15压缩蓄力的蓄力件18。

蓄力件18包括同轴固定安装于转动环14侧面的锥齿环19，安装杆12的侧面转动连接有驱动轴20，驱动轴20上同轴固定连接有与锥齿环19相啮合的锥齿轮21，固定盘6上设有用于保证转动环14进行单向转动的限位件22，安装架13上设有用于对转动盘7进行固定并在转动环14转动到设定位置后解除固定的固定件23，机械臂10上设有用于在操作杆11摆动时联动驱动轴20进行单向转动的驱动件24，限位件22包括与固定盘6上的滑槽滑动连接的第二卡块45，第二卡块45的一端固定连接有与固定盘6固定连接的第三弹簧46，转动盘7的内壁均匀开设有多组能够与第二卡块45相卡接的第二斜齿槽47。

驱动件24包括固定安装于操作杆11上的固定轴25，固定轴25与机械臂10转动连接，固定轴25上通过发条转轴均匀转动连接有多组弧形块26，机械臂10上转动连接有与固定轴25外壁转动连接的驱动盘27，驱动盘27内均匀开设有多组能够与弧形块26相卡接的驱动槽28，安装杆12上转动连接有与操作杆11转动连接的连接轴29，驱动盘27上传动连接有与连接轴29传动连接的第一传动带30，连接轴29上传动连接有与驱动轴20传动连接的第二传动带31。

固定件23包括与安装架13外壁滑动连接的安装环32，安装环32上固定连接有插接块33，转动盘7的外壁均匀开设有两组能够与插接块33相插接的插接槽34，两组插接槽34的位置与两组焊接头2的位置相对应，插接块33上固定连接有与安装架13固定连接的第一弹簧35，转动环14上设有用于在转动环14转动到设定位置后联动插接块33解除对插接槽34插接的解除件36。

解除件36包括多组均匀固定安装于转动环14上的齿块37，安装架13上转动连接有与齿块37相啮合的第一齿轮38，第一齿轮38的齿数为齿块37数量一半，第一齿轮38上同轴固定连接有转动块39，转动块39的外壁均匀开设有多组第一斜齿槽40，安装架13上的滑槽内滑动连接有与第一斜齿槽40相插接的第一卡块41，第一卡块41的一端固定连接有与安装架13固定连接的第二弹簧42，转动块39上同轴固定连接有凸轮43，安装环32的底部固定连接有凸块44。

通过控制面板3控制转动座9的转动、机械臂10的运行以及焊接头2的工作参数，同时操作杆11和安装杆12均可以通过电机驱动进行转动实现与机械臂10的一体化，机械臂10用于带动操作杆11进行全方位的转动操作，在焊接时操作杆11相对机械臂10进行顺时针转动打开，即可将安装杆12抬起进行焊接，反之可将安装杆12降下停止焊接，此过程中固定轴25相对于驱动盘27转动，通过弧形块26与驱动槽28的单向配合，即可在每一次的操作杆11抬起与收回时，带动驱动盘27进行单向转动，从而带动第一传动带30传动连接轴29转动，再通过第二传动带31带动驱动轴20使得锥齿轮21和锥齿环19转动，锥齿环19带动转动环14转动使得发条弹簧15的一端被带动进行压缩，此时插接块33与插接槽34相插接对转动盘7进行限位，即可完成蓄力的操作，该过程无需电机控制，在操作杆11每一次相对于机械臂10进行转动抬起与降下时实现自动蓄力，机械传动更加稳定，同时不影响操作杆11和安装杆12的自身转动运行。

通过转动环14转动带动齿块37转动带动第一齿轮38转动，从而带动转动块39和凸轮43的转动，由于齿块37的数量为第一齿轮38的齿数的两倍，从而保证了在转动环14转动半圈时第一齿轮38带动凸轮43转动一圈将凸块44顶起，压缩了半圈的发条弹簧15带动转动盘7转动半圈后此时凸轮43的顶端解除对凸块44的顶起，插接块33对另一组插接槽34进行插接，保证转动盘7转动180°，实现两组焊接头2的切换，在切换时第二接头17会在第一接头16的外壁滑动，稳定状态时位于下侧的第二接头17会与第一接头16相连接贴合实现通电，从而控制下侧的焊接头2进行工作，而此时上侧的焊接头2处于断电状态，转动过程中会推动箱门49进入到保温盒48内进行保温，从而避免其降温过快，使其保持在一个合适的温度进行储存，且有利于下次切换到工作状态时的快速升温进行焊接操作。

值得注意的是：通过第一卡块41对第一斜齿槽40的限位，保证了转动块39仅可进行单向转动，且每当齿块37推动第一齿轮38转动一格时都可进行卡接限位，防止脱离啮合状态下第一齿轮38反向转动，通过第二卡块45对第二斜齿槽47的限位，保证了转动环14仅可进行单向转动，实现发条弹簧15的不断单向压缩和释放功能。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

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 (7)

1.一种自动点焊机器人，其特征在于，包括：

机体（1）和两组焊接头（2），所述机体（1）上固定连接有控制面板（3）；

还包括：

操作机构（4），所述操作机构（4）安装于所述机体（1）上，用于带动所述焊接头（2）进行自动化点焊；

切换机构（5），所述切换机构（5）包括安装于所述操作机构（4）上的固定盘（6），所述固定盘（6）上转动连接有转动盘（7），两组所述焊接头（2）均匀安装于所述转动盘（7）上，所述切换机构（5）用于在所述操作机构（4）运行伸缩时进行蓄力，并在蓄力到达设定值后自动解除对所述转动盘（7）的限位，使得所述转动盘（7）带动所述焊接头（2）转动180°，从而实现两组所述焊接头（2）的位置与工作状态的切换；

保温机构（8），所述保温机构（8）安装于所述固定盘（6）上，用于对未工作状态的所述焊接头（2）进行设定温度的保温，避免其降温过低，导致切换到工作状态时所需的加热时间过长，影响工作效率，所述操作机构（4）包括转动连接于所述机体（1）上的转动座（9），所述转动座（9）上设有机械臂（10），所述机械臂（10）的一端转动连接有能够通过电机带动进行转动的操作杆（11），所述操作杆（11）的一端转动连接有能够通过电机带动进行转动的安装杆（12），所述固定盘（6）固定安装于所述安装杆（12）的一端，所述固定盘（6）上固定连接有与所述转动盘（7）侧面转动连接的安装架（13），所述切换机构（5）包括与所述固定盘（6）外壁转动连接的转动环（14），所述转动环（14）的外壁固定连接有与所述转动盘（7）固定连接的发条弹簧（15），所述安装架（13）上固定连接有第一接头（16），所述转动盘（7）的侧面固定连接有两组分别与两组所述焊接头（2）电性连接的第二接头（17），所述第一接头（16）与所述第二接头（17）和所述转动盘（7）的侧面均滑动连接，所述机械臂（10）上设有用于在带动所述操作杆（11）转动时联动所述发条弹簧（15）压缩蓄力的蓄力件（18）。

2.根据权利要求1所述的一种自动点焊机器人，其特征在于：所述蓄力件（18）包括同轴固定安装于所述转动环（14）侧面的锥齿环（19），所述安装杆（12）的侧面转动连接有驱动轴（20），所述驱动轴（20）上同轴固定连接有与所述锥齿环（19）相啮合的锥齿轮（21），所述固定盘（6）上设有用于保证所述转动环（14）进行单向转动的限位件（22），所述安装架（13）上设有用于对所述转动盘（7）进行固定并在所述转动环（14）转动到设定位置后解除固定的固定件（23），所述机械臂（10）上设有用于在所述操作杆（11）摆动时联动所述驱动轴（20）进行单向转动的驱动件（24）。

3.根据权利要求2所述的一种自动点焊机器人，其特征在于：所述驱动件（24）包括固定安装于所述操作杆（11）上的固定轴（25），所述固定轴（25）与所述机械臂（10）转动连接，所述固定轴（25）上通过发条转轴均匀转动连接有多组弧形块（26），所述机械臂（10）上转动连接有与所述固定轴（25）外壁转动连接的驱动盘（27），所述驱动盘（27）内均匀开设有多组能够与所述弧形块（26）相卡接的驱动槽（28），所述安装杆（12）上转动连接有与所述操作杆（11）转动连接的连接轴（29），所述驱动盘（27）上传动连接有与所述连接轴（29）传动连接的第一传动带（30），所述连接轴（29）上传动连接有与所述驱动轴（20）传动连接的第二传动带（31）。

4.根据权利要求3所述的一种自动点焊机器人，其特征在于：所述固定件（23）包括与所述安装架（13）外壁滑动连接的安装环（32），所述安装环（32）上固定连接有插接块（33），所述转动盘（7）的外壁均匀开设有两组能够与所述插接块（33）相插接的插接槽（34），两组所述插接槽（34）的位置与两组所述焊接头（2）的位置相对应，所述插接块（33）上固定连接有与所述安装架（13）固定连接的第一弹簧（35），所述转动环（14）上设有用于在所述转动环（14）转动到设定位置后联动所述插接块（33）解除对所述插接槽（34）插接的解除件（36）。

5.根据权利要求4所述的一种自动点焊机器人，其特征在于：所述解除件（36）包括多组均匀固定安装于所述转动环（14）上的齿块（37），所述安装架（13）上转动连接有与所述齿块（37）相啮合的第一齿轮（38），所述第一齿轮（38）的齿数与所述齿块（37）的数量相同，所述第一齿轮（38）上同轴固定连接有转动块（39），所述转动块（39）的外壁均匀开设有多组第一斜齿槽（40），所述安装架（13）上的滑槽内滑动连接有与所述第一斜齿槽（40）相插接的第一卡块（41），所述第一卡块（41）的一端固定连接有与所述安装架（13）固定连接的第二弹簧（42），所述转动块（39）上同轴固定连接有凸轮（43），所述安装环（32）的底部固定连接有凸块（44）。

6.根据权利要求5所述的一种自动点焊机器人，其特征在于：所述限位件（22）包括与所述固定盘（6）上的滑槽滑动连接的第二卡块（45），所述第二卡块（45）的一端固定连接有与所述固定盘（6）固定连接的第三弹簧（46），所述转动盘（7）的内壁均匀开设有多组能够与所述第二卡块（45）相卡接的第二斜齿槽（47）。

7.根据权利要求1所述的一种自动点焊机器人，其特征在于：所述保温机构（8）包括固定安装于所述安装架（13）上的保温盒（48），所述保温盒（48）的两侧均铰接有箱门（49）。

Images