CN206105235U - 一种机器人自动焊接平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机器人自动焊接平台，该机器人自动焊接平台采用电机和变速箱作为焊接平台的旋转驱动机构，并通过如下技术措施实现工件的安装和固定：第一、在焊接平台上设置气缸压紧机构，从垂直于焊接平台的方向上压紧工件；第二、在焊接平台上设置气缸顶紧机构，从平行于焊接平台的方向上顶紧工件；第三、在焊接平台上设置夹块，从各个不同维度夹紧工件的不同部位，限制工件在平台上的活动自由度。本实用新型提供的焊接平台，工件的安装和固定精确、可靠，劳动强度低，生产效率高，焊接质量有保证。在本实用新型改进的技术方案中，还可以采用锁定气缸实现焊接平台的锁定，进一步提高焊接平台的稳定性及焊接质量的可靠性。

Description

一种机器人自动焊接平台

技术领域

本实用新型属于自动化焊接技术领域，具体涉及一种机器人自动焊接平台。

背景技术

随着电控技术及焊接技术的快速发展，焊接机器人被越来越广泛地应用在现代工业中。由机械作业取代人工作业，不但可以降低一线工作人员的劳动强度，将操作工从繁忙的体力劳动中解放出来，还可以明显改善焊接质量，使焊接效果更稳定、更理想。

机器人焊接线一般包括焊接机器人、取放件机器人以及自动焊接平台。生产时，先由取放件机器人将工件放置在焊接平台的焊接位上，然后由焊接机器人按照预定设定的程序自动完成焊接，焊好后再由取放件机器人将工件取下焊接平台。现有的焊接平台只适合夹持结构简单的工件，无法完成工件的翻转，也无法快速、准确的安装和固定结构复杂、体积大或重量大的工件，当工件需要从多方位、多角度进行焊接或者安装难度较大时，往往需要借助人力的协助才能完成工件的安装、固定或翻转，工人劳动强度大，安装、固定精度不够，焊接效率和焊接质量有待进一步提高。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供了一种改进型机器人自动焊接平台，该机器人自动焊接平台采用电机、变速箱作为驱动机构实现焊接平台的自动旋转，并通过如下技术措施中的一种或几种的组合实现工件的安装和固定：第一、在焊接平台上设置压紧机构，采用气缸从垂直于焊接平台的方向上压紧工件；第二、在焊接平台上设置顶紧机构，采用气缸从平行于焊接平台的方向上顶紧工件；第三、在焊接平台上设置夹块，从各个角度夹紧工件的不同部位，限制工件在平台上的运动自由度。

具体地，本实用新型为解决其技术问题而提供的焊接平台为：

一种机器人自动焊接平台，包括旋转框架、设置于旋转框架两侧的两个旋转驱动机构及控制器；旋转驱动机构包括电机和与电机配套使用的变速箱，变速箱的动力输出轴紧固连接到旋转框架上；旋转框架包括边框及设置于边框中间的支撑梁，支撑梁用于支撑待焊接的工件；控制器用于实现平台控制功能，其特征在于：旋转框架上还设置有压紧机构及夹块；压紧机构包括压紧气缸和压块，压紧气缸安装在旋转框架上且气缸伸缩杆的运动方向垂直于旋转框架；压块紧固连接在压紧气缸伸缩杆的端部，用于从垂直于旋转框架的方向上压紧待焊接的工件；夹块包括一体成型的安装板和垂直于安装板的两块夹板，安装板用于将夹块紧固到旋转框架上，两块夹板相对设置且中间留置有用于容纳工件的工件放置位。

焊接时，先用若干个夹块将待焊接的工件从各个不同的部位夹紧，然后启动压紧气缸，在垂直于旋转框架的方向上用压块将工件压紧。

优选地，本实用新型机器人自动焊接平台中的旋转框架上还设置有顶紧机构，顶紧机构包括顶紧气缸及顶块；顶紧气缸安装在旋转框架上且气缸伸缩杆的运动方向平行于旋转框架；顶块紧固在顶紧气缸伸缩杆的端部，用于从平行于旋转框架的方向上顶紧待焊接的工件。

优选地，本实用新型机器人自动焊接平台中的边框和/或支撑梁上还设置有溜槽；压紧气缸、顶紧气缸和夹块通过螺丝、螺母的配合可拆卸安装在溜槽上；使用时，可根据待焊接工件的实际情况适当调整压紧气缸、顶紧气缸或夹块的位置，或者旋转压紧气缸、顶紧气缸和夹块的角度。

优选地，本实用新型机器人自动焊接平台中可以为特定的工件适配工件放置位尺寸固定的夹块，也可以采用通用的、工件放置位尺寸可调的夹块实现工件的夹紧。前一方案中需要为待焊接的工件定做专用的夹块，后一方案中可以采用如下结构实现工件放置位尺寸的调节：夹块中至少一个夹板上设置有紧定螺纹孔以及与紧定螺纹孔互相配合的紧定螺丝，当工件的尺寸小于工件放置位的尺寸时，紧定螺丝可以顶紧放置在工件放置位里的工件。

优选地，上述各种技术方案中，旋转框架的至少一侧还设置有用于锁定旋转框架的锁定装置，锁定装置用于实现旋转框架的固定，避免在焊接时出现晃动或震动，影响焊接效果。锁定装置包括锁定气缸和锁定块；锁定块设置在旋转框架上，其上设置有锁定孔；锁定气缸设置在旋转框架的侧部空间，位置与锁定块相对应；旋转框架旋转到位后，锁定气缸的伸缩杆可插入锁定孔中实现旋转框架的锁定或自锁定孔中退出以允许旋转框架继续旋转。进一步地，旋转气缸可以通过锁定气缸安装座直接固定在旋转驱动机构上，也可以采用独立的支撑结构，安装在旋转框架的侧部。

优选地，本实用新型提供的机器人自动焊接平台中还包括至少一个限位装置，该限位装置用于检测旋转框架是否已经旋转到位并将判断结果反馈给控制器。限位装置包括限位开关和限位块；限位开关设置在旋转框架的侧部空间，限位块设置在旋转框架上且与限位开关的位置相对应；限位块触发限位开关时，控制器可以停止旋转框架的旋转。进一步地，限位开关可以通过限位开关安装座直接固定在旋转驱动机构上，也可以采用独立的支撑结构，安装在旋转框架的侧部。

优选地，本实用新型机器人自动焊接平台中边框和支撑梁的材质均为铝合金型材，铝合金型材的内部设置有型腔，压紧气缸和顶紧气缸的管线安装在铝合金型材内部的型腔中。

本实用新型相比现有技术有益的技术效果：

1、将待焊接的工件放置到旋转框架上，先用夹块从工件的各个部位夹紧工件，然后启动压紧气缸驱动压块从垂直于旋转框架的方向上压紧工件即可实现工件的固定，上件非常方便，且安装和固定的精确性和可靠性都有保证。当需要从多个角度焊接工件时，先由机器人完成一个角度的焊接，然后驱动旋转框架旋转，再焊接另一面。

2、在本实用新型包括顶紧机构的实施例中，顶紧气缸可以从平行于旋转框架的方向上限制工件的运动自由度，进一步提高工件安装和固定的精确性和可靠性。

3、在本实用新型包括锁定装置的实施例中，可以避免焊接时旋转框架出现晃动或震动，影响焊接效果。

4、在本实用新型包括限位装置的实施例中，限位开关通过和限位块之间的配合，可以检测旋转框架是否已经旋转到位，辅助控制器实现旋转角度的控制，进一步提高工件旋转和焊接的精度。

5、旋转框架和支撑梁的材质均为铝合金型材，型材内部设置有用于安放气缸管线的型腔，在保证机构强度的基础上降低平台重量，可以减轻电机转轴的负荷，延长设备的使用寿命；同时，将气缸管线内置，不仅可以提高机器人自动焊接平台的美观性，还可以降低气缸管线和焊接机器人之间的相互影响，提高管线的使用寿命。

为使本实用新型的发明目的、技术方案及技术效果更加清楚、明确，以下结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型公开的机器人自动焊接平台做详细说明。

附图说明

图1：本实用新型机器人自动焊接平台俯视图。

图2：本实用新型机器人自动焊接平台正视图。

图3：本实用新型机器人自动焊接平台锁定机构和限位机构的局部放大图。

图4：本实用新型机器人自动焊接平台上固定有梯形工件时的示意图。

其中：

1-旋转框架，2-旋转驱动机构，3-压紧机构，4-夹块，5-顶紧机构，6-锁定机构，7-限位机构；

11-旋转框架边框，12-旋转框架横梁，13-旋转框架纵梁，14-横梁和纵梁上的溜槽；

31-压紧气缸，32-压块，33-气缸座板；

41-夹块安装板，42-夹块夹板，43-紧定螺丝；

51-顶紧气缸，52-顶块；

61-锁定气缸，62-锁定块，63-锁定气缸安装座；

71-限位开关，72-限位块，73-限位开关安装座。

具体实施方式

见图1-图3，本实用新型优选实施例中公开的机器人自动焊接平台包括旋转框架1、旋转驱动机构2及控制器。旋转框架1用于固定工件和带动工件旋转，旋转驱动机构2用于驱动旋转框架1，控制器用于实现机器人自动焊接平台的系统控制功能。旋转框架1包括长方形边框11及设置于边框11中间的支撑梁，支撑梁包括横梁12和纵梁13；横梁12包括两根长横梁和四根短横梁；两根长横梁对称设置在边框11的两侧位置；其间设置有两条纵梁13，四根短横梁设置在纵梁13之间。旋转驱动机构2包括电机和与电机配套使用的变速箱，电机和变速箱被封装在一个支撑壳体内，变速箱的动力输出轴紧固连接在旋转框架1的边框11上，电机的控制端电性连接到控制器。边框11、横梁12和纵梁13上设置有用于安装其他组成部件的溜槽14。

旋转框架1上设置有压紧机构3、夹块4及顶紧机构5。压紧机构3用于从垂直于旋转框架1的方向压紧待焊接的工件，夹块4用于从工件的不同部位和不同维度夹紧工件，顶紧机构5用于从平行于旋转框架1的方向上顶紧待焊接的工件。压紧机构3包括压紧气缸31、压块32及气缸座板33。气缸座板33上设置有装配孔，气缸座板33通过通过装配孔与螺丝、螺母的配合可拆卸安装在溜槽14上。压紧气缸31紧固在气缸座板33上，压块32紧固连接在压紧气缸31的伸缩杆上，压紧气缸31伸缩杆的伸缩方向垂直于旋转框架1所在的平面。夹块4包括安装板41及垂直于安装板41的两块夹板42，两块夹板42相对设置，其间留置有用于容纳待焊接工件的工件放置位。其中一块夹板42上还设置有紧定螺纹孔，紧定螺纹孔内装配有紧定螺丝43；当待焊接的工件尺寸小于工件放置位时，紧定螺丝43可以顶紧工件放置位里的工件。顶紧机构5包括顶紧气缸51及设置于顶紧气缸51伸缩杆端部的顶块52，顶紧气缸51通过螺丝、螺母的配合可拆卸安装在溜槽14上，顶紧气缸51的伸缩杆伸缩方向平行于旋转框架1所在的平面。压紧机构3、夹块4和顶紧机构5的数量、具体位置以及朝向可根据待焊接工件的具体情况灵活调整，图4所示为加工梯形工件时的安装示意图，该图中所示的自动焊接平台上共固定有两个梯形工件，可以一次完成两个工件的焊接。读图4可知，本实用新型提供的机器人自动焊接平台上共采用了五个夹块4、三个压紧气缸31以及一个顶紧气缸51实现每个梯形工件的固定。三个压紧气缸31分别从梯形工件的杆部和腿部压紧工件，五个夹块4分别夹紧工件的不同部位，顶紧气缸51顶紧梯形工件的杆部。夹块4的工件放置位尺寸固定，可以完美实现工件的安装和固定；为改善夹紧效果，在其他的一些实施例中，还可以使用工件放置位尺寸可调的夹块，工件放置到位之后，旋转紧定螺丝实现工件的紧定。

旋转框架1上设置有锁定机构6和限位机构7。锁定机构6用于当旋转框架1旋转到位后锁定旋转框架1，避免焊接时因旋转框架1的颤动而影响到焊接精度。限位机构7用于检测旋转框架1是否已经旋转到位，并将旋转框架1旋转到位的信号发送给控制器以停止旋转框架1继续旋转。见图3，锁定机构6包括锁定气缸61及锁定块62；锁定气缸61通过锁定气缸安装座63紧固连接在旋转驱动机构的壳体上，锁定块62安装在旋转框架1的边框11上，锁定块62和锁定气缸61的位置相对应，锁定气缸63的控制端电性连接到控制器。锁定块62上设置有锁定孔，当旋转框架1旋转到位后，锁定气缸61的伸缩杆可以深入锁定块62上的锁定孔以实现旋转框架1的锁定，避免其在焊接时颤抖或晃动。限位机构7包括限位开关71及限位块72；限位开关71通过限位开关安装座73紧固在锁定气缸安装座63上，并朝向旋转框架1伸出；限位块72紧固在旋转框架1的边框上，且位置与限位开关71相对应；旋转框架1旋转到位时，限位块72可以触发限位开关71，进而引发控制器发出停止旋转的指令。

本优选实施例涉及的机器人自动焊接平台的运转机理：

1、将工件放置在旋转框架1上，先由夹块4夹紧工件，再启动压紧气缸31使压块32在垂直于旋转框架1的方向上压紧工件；同时，启动顶紧气缸51令顶块52顶紧工件的杆部；

2、机器人开始焊接工件的正面，焊接完成后，锁定气缸61的伸缩杆退出锁定块62上的锁定孔，旋转框架1做360°翻转，当限位块72触发限位开关71后，控制器发出停止旋转框架1继续旋转的指令，旋转框架1静止；此时，锁定气缸61的伸缩杆伸入锁定块62上的锁定孔将旋转框架1锁定；机器人开始焊接工件的背面；

3、背面焊接完成后，工件被取下旋转框架1，平台再次上件。

Claims (10)

1.一种机器人自动焊接平台，包括旋转框架、控制器及设置于所述旋转框架两侧的两个旋转驱动机构；所述旋转驱动机构包括电机和与所述电机配套使用的变速箱，所述变速箱的动力输出轴紧固连接到所述旋转框架上；所述旋转框架包括边框及设置于所述边框中间的支撑梁，所述支撑梁用于支撑待焊接的工件；所述控制器用于实现平台控制功能，其特征在于：所述旋转框架上还设置有压紧机构及夹块；所述压紧机构包括压紧气缸和压块，所述压紧气缸安装在所述旋转框架上且气缸伸缩杆的伸缩方向垂直于所述旋转框架；所述压块紧固连接在所述压紧气缸伸缩杆的端部，用于从垂直于所述旋转框架的方向上压紧待焊接的工件；所述夹块包括一体成型的安装板和垂直于所述安装板的两块夹板，所述安装板用于将所述夹块紧固到所述旋转框架上，所述两块夹板相对设置且中间留置有用于容纳工件的工件放置位。

2.根据权利要求1所述的机器人自动焊接平台，其特征在于：所述旋转框架上还设置有顶紧机构，所述顶紧机构包括顶紧气缸及顶块；所述顶紧气缸安装在所述旋转框架上且气缸伸缩杆的运动方向平行于所述旋转框架；所述顶块紧固在所述顶紧气缸伸缩杆的端部，用于从平行于所述旋转框架的方向上顶紧待焊接的工件。

3.根据权利要求1所述的机器人自动焊接平台，其特征在于：所述压紧机构还包括气缸座板，所述气缸座板安装在所述旋转框架上，所述压紧气缸紧固连接在所述气缸座板上。

4.根据权利要求1所述的机器人自动焊接平台，其特征在于：所述夹板中至少一个夹板上设置有紧定螺纹孔以及与所述紧定螺纹孔互相配合的紧定螺丝，所述紧定螺丝用于顶紧放置在所述工件放置位里的工件。

5.根据权利要求2或3所述的机器人自动焊接平台，其特征在于：所述支撑梁包括横梁和纵梁；所述横梁和纵梁上还设置有溜槽；所述压紧气缸、顶紧气缸和夹块通过螺丝、螺母的配合可拆卸安装在所述溜槽上；使用时，能够根据待焊接工件的实际情况适当调整压紧气缸、顶紧气缸或夹块的位置和/或角度。

6.根据权利要求1-4中任一项权利要求所述的机器人自动焊接平台，其特征在于：所述旋转框架的至少一侧还设置有锁定装置；所述锁定装置包括锁定气缸和锁定块；所述锁定气缸设置在所述旋转框架的侧部空间，所述锁定块设置在所述旋转框架上且与所述锁定气缸的位置相对应；所述锁定块上设置有锁定孔，所述锁定气缸的伸缩杆可插入所述锁定孔中实现旋转框架的锁定或自锁定孔中退出。

7.根据权利要求6所述的机器人自动焊接平台，其特征在于：所述锁定装置还包括锁定气缸安装座，所述锁定气缸安装座紧固连接在所述旋转驱动机构上，所述锁定气缸紧固连接在所述锁定气缸安装座上。

8.根据权利要求1-4中任一项权利要求所述的机器人自动焊接平台，其特征在于：所述旋转 框架上还设置有至少一个限位装置，所述限位装置包括限位开关和限位块；所述限位开关设置在所述旋转框架的侧部空间，所述限位块设置在所述旋转框架上且与所述限位开关的位置相对应；所述限位块触发所述限位开关时，所述控制器停止所述旋转框架的旋转。

9.根据权利要求8所述的机器人自动焊接平台，其特征在于：所述限位装置还包括一个限位开关安装座，所述限位开关安装座紧固连接在所述旋转驱动机构上，所述限位开关紧固连接在所述限位开关安装座上。

10.根据权利要求1-4中任一项权利要求所述的机器人自动焊接平台，其特征在于：所述边框和支撑梁的材质均为铝合金型材，所述铝合金型材的内部设置有型腔，所述压紧气缸和顶紧气缸的管线安装在所述铝合金型材内部的型腔中。