CN210967676U - 一种焊接变位机及自动焊接系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种焊接变位机及自动焊接系统，包括机座、设置在所述机座上的主转轴和翻转架；在所述机座上设置有主轴驱动电机，所述主轴驱动电机的输出端与所述主转轴连接；所述翻转架安装在所述主转轴上；所述翻转架包括有两根副转轴，所述副转轴与所述主转轴平行，两根所述副转轴布置在所述主转轴的两侧；在所述翻转架上还设置有两台副轴驱动电机，每根所述副转轴分别与一台副轴驱动电机连接；在每根所述副转轴上还安装有能够随着所述副转轴一体转动的物料承载板，在所述物料承载板上安装有用于夹紧物料的夹具。其可以实现自动化运输、抓取、焊接、传送，提高了工作效率，提高了工件焊缝质量的稳定性。

Description

一种焊接变位机及自动焊接系统

技术领域

本实用新型涉及焊接技术领域，尤其涉及一种焊接变位机及自动焊接系统。

背景技术

带式输送机作为一种常用的运输设备，具备结构相对简单，稳定可靠，输送平稳等特点。皮带机结构件多由低碳钢、低合金钢或铁素体不锈钢等材料焊接而成，其焊缝形式多以角焊缝为主，焊脚大小一般在4-8mm之间，焊接位置不固定，需要上坡焊，甚至立向上焊。

传统的带式输送机结构件均由手工焊接而成，不仅焊接效率低下，而且焊接质量不稳定，严重制约了产品的制造周期和质量。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种焊接变位机及自动焊接系统，可以实现自动化焊接，提高了效率和焊接质量。

本实用新型技术方案提供一种焊接变位机，包括机座、设置在所述机座上的主转轴和翻转架；

在所述机座上设置有主轴驱动电机，所述主轴驱动电机的输出端与所述主转轴连接；

所述翻转架安装在所述主转轴上；

所述翻转架包括有两根副转轴，所述副转轴与所述主转轴平行，两根所述副转轴布置在所述主转轴的两侧；

在所述翻转架上还设置有两台副轴驱动电机，每根所述副转轴分别与一台副轴驱动电机连接；

在每根所述副转轴上还安装有能够随着所述副转轴一体转动的物料承载板，在所述物料承载板上安装有用于夹紧物料的夹具。

进一步地，两根所述副转轴对称地布置在所述主转轴的两侧。

进一步地，所述夹具包括顶紧油缸；

在所述物料承载板的两端分别设置有一个所述顶紧油缸；

两端的所述顶紧油缸的活塞杆分别朝向所述物料承载板的中部。

进一步地，在所述物料承载板上设置有物料探测传感器；

在所述物料承载板的端部上还设置有用于控制所述顶紧油缸开关的控制器；

所述物料探测传感器与所述控制器电连接，两个所述顶紧油缸分别与所述控制器电连接。

本实用新型技术方案还提供一种自动焊接系统，包括前述任一技术方案所述的焊接变位机；

该自动焊接系统包括用于传送待焊接工件的第一传送装置、用于将完成焊接的焊接件输送出的第二传送装置、能够将待焊接工件从所述第一传送装置移动到所述物料承载板及将所述物料承载板上完成焊接的焊接件移动到所述第二传送装置的搬运机器人和用于对所述物料承载板上的待焊接工件进行焊接的焊接机器人；

所述焊接机器人和所述搬运机器人相对地布置在所述焊接变位机的两侧；

所述第一传送装置、所述第二传送装置和所述搬运机器人位于所述焊接变位机的同一侧；

所述搬运机器人位于所述第一传送装置和所述第二传送装置之间。

进一步地，在所述焊接变位机的一侧布置有两台所述焊接机器人。

进一步地，所述搬运机器人包括有能够在水平面内做360°转动和在竖直面内做俯仰运动的搬运臂；

在所述搬运臂的端部上设置有吊臂；

在所述吊臂上设置有用于抓取和放下物料的抓手。

进一步地，所述搬运机器人还包括有机座，在所述机座内设置有竖直延伸的机座转轴，在所述机座内设置有用于驱动所述机座转轴转动的机座转轴驱动电机；

所述搬运臂连接在所述机座转轴上；

在所述机座与所述搬运臂之间还连接有用于驱动所述搬运臂俯仰摆动的搬运臂驱动油缸。

进一步地，所述焊接机器人包括有能够在水平面内做360°转动的转动臂、连接在所述转动臂上并能够在竖直面内做俯仰运动的摆动臂和连接在所述摆动臂上的焊枪。

进一步地，所述焊接机器人还包括机身，在所述机身内设置有竖直延伸的机身转轴，在所述机身内设置有用于驱动所述机身转轴转动的机身转轴驱动电机；

所述转动臂连接在所述机身转轴上，在所述转动臂与所述摆动臂之间设置有用于驱动所述摆动臂俯仰摆动的摆动臂驱动油缸；

在所述摆动臂与所述焊枪之间还连接有用于驱动所述焊枪俯仰摆动的焊枪驱动油缸。

采用上述技术方案，具有如下有益效果：

本实用新型提供的焊接变位机，其翻转架可以带动两侧的物料承载板绕着主转轴转动翻转，实现两侧的物料承载板换位，每个物料承载板还可以单独绕着副转轴转动，可以使得物料承载板上的零件朝上，用于焊接机器人焊接和搬运机器人抓取，方便实现后续的自动化作业。

本实用新型提供的自动焊接系统，可以实现自动化运输、抓取、焊接、传送，提高了工作效率，提高了工件焊缝质量的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型一实施例提供的焊接变位机的俯视图；

图2为图1所示的焊接变位机的侧视图；

图3为在物料承载板上设置有夹具的示意图；

图4为控制器、物料探测传感器和顶紧油缸之间电连的示意图；

图5为本实用新型一实施例提供的自动焊接系统的俯视图；

图6为图5所示的自动焊接系统的侧视图；

图7为第一传送装置的俯视图；

图8为第二传送装置的俯视图；

图9为搬运机器人的结构示意图；

图10为焊接机器人的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图来进一步说明本实用新型的具体实施方式。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

如图1-3所示，本实用新型一实施例提供的一种焊接变位机100，包括机座1、设置在机座1上的主转轴11和翻转架2。

在机座1上设置有主轴驱动电机12，主轴驱动电机12的输出端与主转轴11连接。

翻转架2安装在主转轴11上。翻转架2包括有两根副转轴21，副转轴21与主转轴11平行，两根副转轴21布置在主转轴11的两侧。

在翻转架2上还设置有两台副轴驱动电机23，每根副转轴21分别与一台副轴驱动电机23连接。

在每根副转轴21上还安装有能够随着副转轴21一体转动的物料承载板22，在物料承载板22上安装有用于夹紧物料的夹具3。

本实用新型提供的一种焊接变位机100主要用于焊接作业时，将物件夹住，在搬运机器人与焊接机器人之间翻转转换。

该焊接变位机100主要包括机座1、主转轴11、翻转架2、副转轴21、物料承载板22、主轴驱动电机12、副轴驱动电机23和夹具3。

主转轴11安装在机座1上，主轴驱动电机12安装在机座1的外侧。主轴驱动电机12的输出端与主转轴11连接，用于驱动主转轴11转动。

翻转架2安装在主转轴11上，其能够随着主转轴11的转动而翻转。

翻转架2的两侧分别设置有一根副转轴21，副转轴21与主转轴11平行。两根副转轴21布置在主转轴11的两侧。

物料承载板22固定安装在副转轴21上，其能够随着副转轴21的转动而转动。物料承载板22用于承载物料4(例如，待焊接工件41和焊接好的工件42)。

副轴驱动电机23安装在翻转架2上，其输出端与副转轴21连接，从而可以通过副轴驱动电机23驱动副转轴21转动。

两根副转轴21分别与两台副轴驱动电机23对应连接。

每台副轴驱动电机23单独驱动一根副转轴21转动。

夹具3安装在物料承载板22上，用于夹持住放置在物料承载板22上的物料4(例如，待焊接工件41和焊接好的工件42)。

本实用新型中所提到的电机的输出端可以为电机轴，也可以是电机轮；电机轴可以通过联轴器与相应的轴连接。电机轮可以通过齿轮与待传动的轴上的齿轮连接传动。电机轮也可以通过皮带与待传动的轴上的皮带轮连接传动。

操作时，主轴驱动电机12可以驱动主转轴11转动，进而带动翻转架2翻转，使得一个的物料承载板22位于搬运机器人侧，另一个物料承载板22位于焊接机器人侧。

可以通过副轴驱动电机23驱动副转轴21带动物料承载板22翻转，使其能够承载物料的一面向上。

可以通过搬运机器人将待焊接工件41放置在靠近搬运机器人侧的物料承载板22上，并通过夹具3夹住。

然后通过主轴驱动电机12带动主转轴11和翻转架2翻转，使得两侧的物料承载板22调换位置，同时通过副轴驱动电机23驱动副转轴21带动物料承载板22翻转，使其能够承载物料的一面向上。

翻转到焊接机器人侧的物料承载板22上的待焊接工件41，可以通过焊接机器人进行焊接，形成焊接好的工件42。翻转到搬运机器人侧的物料承载板22，可以通过搬运机器人放置待焊接工件41。

然后，再通过主轴驱动电机12带动主转轴11和翻转架2翻转，使得两侧的物料承载板22调换位置，同时通过副轴驱动电机23驱动副转轴21带动物料承载板22翻转，使其能够承载物料的一面向上。焊接好的工件42被转动至搬运机器人侧，通过搬运机器人将焊接好的工件42移动到输出机构。待焊接工件41的被翻转至焊接机器人侧，通过焊接机器人进行焊接，形成焊接好的工件42，依次类推直至完成全部焊接。

由此，本实用新型提供的焊接变位机，其翻转架可以带动两侧的物料承载板绕着主转轴转动翻转，实现两侧的物料承载板换位，每个物料承载板还可以单独绕着副转轴转动，可以使得物料承载板上的零件朝上，用于焊接机器人焊接和搬运机器人抓取，方便实现后续的自动化作业。

优选地，两根副转轴21对称地布置在主转轴11的两侧，方便布置。

较佳地，如图3所示，夹具3包括顶紧油缸31。在物料承载板22的两端分别设置有一个顶紧油缸31，两端的顶紧油缸31的活塞杆分别朝向物料承载板22的中部。在物料被移动到位后，两端的顶紧油缸31的活塞杆分别向物料承载板22的中部伸出顶紧物料。

较佳地，如图3-4所示，在物料承载板22上设置有物料探测传感器24。在物料承载板24的端部上还设置有用于控制顶紧油缸31开关的控制器30。物料探测传感器24与控制器30电连接，两个顶紧油缸31分别与控制器30电连接。

如此设置，可以实现自动化控制，方便操作。

控制器30可以为单片机、芯片等。物料探测传感器24为传感器的一种，其可以为压力传感器。物料探测传感器24安装在物料承载板22的承载面上，当接受到来自物料的压力后会发出第一信号给控制器30。控制器30根据物料探测传感器24传来的信号，开启顶紧油缸31，促使顶紧油缸31的活塞杆伸出。当物料移走后，物料探测传感器24上的压力消失或减少，物料探测传感器24发出第二信号给控制器30，控制器30根据物料探测传感器24传来的信号，关闭顶紧油缸31，使顶紧油缸31的活塞杆缩回。

物料探测传感器24与控制器30通过导线连接或无线连接，实现信号传输。控制器30与两个顶紧油缸31通过导线连接或无线连接，实现信号传输。

如图5-6所示，本实用新型一实施例提供的自动焊接系统，包括前述任一实施例所述的焊接变位机100。

该自动焊接系统包括用于传送待焊接工件41的第一传送装置5、用于将完成焊接的焊接件输送出的第二传送装置6、能够将待焊接工件从第一传送装置5移动到物料承载板22及将物料承载板22上完成焊接的焊接件(焊接好的工件42)移动到第二传送装置6的搬运机器人7和用于对物料承载板22上的待焊接工件41进行焊接的焊接机器人8。

焊接机器人8和搬运机器人7相对地布置在焊接变位机100的两侧。

第一传送装置5、第二传送装置6和搬运机器人7位于焊接变位机100的同一侧。

搬运机器人7位于第一传送装置5和第二传送装置6之间。

本实用新型实施例提供的自动焊接系统主要包括焊接变位机100、第一传送装置5、第二传送装置6、搬运机器人7和焊接机器人8组成。

有关焊接变位机100的结构、构造及工作原理，请参照前面对焊接变位机100的描述部分，在此不再赘述。

布置时，将焊接机器人8和搬运机器人7布置在焊接变位机100的相对两侧。将第一传送装置5、第二传送装置6和搬运机器人7布置在焊接变位机100的同一侧。将搬运机器人7布置在第一传送装置5和第二传送装置6之间。

第一传送装置5，可以为传送带机构，其用于向搬运机器人7传送待焊接工件41。

第二传送装置6，可以为传送带机构，用于将完成焊接的焊接件(焊接好的工件42)输送到指定位置。

搬运机器人7，是可以进行自动化搬运作业的工业机器人，用于将待焊接工件4从第一传送装置5移动或搬动到物料承载板22上，还能够将物料承载板22上完成焊接的焊接件(焊接好的工件42)移动或搬动到第二传送装置6上。

焊接机器人8，是从事焊接(包括切割与喷涂)的工业机器人，其用于对物料承载板22上的待焊接工件41进行焊接。

操作时，第一传送装置5向搬运机器人7侧输送待焊接工件4。主轴驱动电机12驱动主转轴11转动，进而带动翻转架2翻转，使得一个的物料承载板22位于搬运机器人7侧，另一个物料承载板22位于焊接机器人8侧。

通过副轴驱动电机23驱动副转轴21带动物料承载板22翻转，使其能够承载物料的一面向上。

通过搬运机器人7将待焊接工件41放置在靠近搬运机器人7侧的物料承载板22上，并通过夹具3夹住。

再通过主轴驱动电机12带动主转轴11和翻转架2翻转，使得两侧的物料承载板22调换位置，同时通过副轴驱动电机23驱动副转轴21带动物料承载板22翻转，使其能够承载物料的一面向上。

翻转到焊接机器人8侧的物料承载板22上的待焊接工件41，可以通过焊接机器人8进行焊接，形成焊接好的工件42。翻转到搬运机器7人侧的物料承载板22，可以通过搬运机器人放置待焊接工件41。

然后，再通过主轴驱动电机12带动主转轴11和翻转架2翻转，使得两侧的物料承载板22调换位置，同时通过副轴驱动电机23驱动副转轴21带动物料承载板22翻转，使其能够承载物料的一面向上。焊接好的工件42被转动至搬运机器人7侧，通过搬运机器人7将焊接好的工件42移动到第二传送装置6。待焊接工件41的被翻转至焊接机器人8侧，通过焊接机器人8进行焊接，形成焊接好的工件42，依次类推直至完成全部焊接。

如图7-8所示，本实用新型中第一传送装置5具有传送链条51，第二传送装置6具有传送链条61，通过链条传送，可以实现传送的稳定性。

传送链条51、传送链条61可以分别套在对应的主动轮和从动轮上，通过电机驱动主动轮转动，即可带动传送链条51、传送链条61转动传送。

优选地，如图5所示，在焊接变位机100的一侧布置有两台焊接机器人8。两台焊接机器人8到位后，根据预先设定的程序开始协同焊接，提高了焊接效率和焊接质量。

较佳地，如图6和图9所示，搬运机器人7包括有能够在水平面内做360°转动和在竖直面内做俯仰运动的搬运臂72。

在搬运臂72的端部上设置有吊臂73。在吊臂73上设置有用于抓取和放下物料的抓手74。

搬运臂72能够在水平面内做360°转动，其还能够在竖直面内做俯仰运动，从而可以吊臂73和抓手74也做转动或俯仰运动，以实现在第一传送装置5、物料承载板22、第二传送装置6之间的转换。

抓手74用于抓取和放下物料4，其可以为普通的夹具，采用气缸驱动夹具的开合。

吊臂73安装在搬运臂72的末端上，并向下延伸。抓手74安装在吊臂73的末端上。

较佳地，如图6和图9所示，搬运机器人7还包括有机座71，在机座71内设置有竖直延伸的机座转轴711，在机座71内设置有用于驱动机座转轴711转动的机座转轴驱动电机712。

搬运臂72连接在机座转轴711上。在机座71与搬运臂72之间还连接有用于驱动搬运臂72俯仰摆动的搬运臂驱动油缸75。

搬运臂72通过轴721与机座转轴711连接，轴721沿着水平方向延伸。

在机座转轴驱动电机712驱动机座转轴711做360°转动时，搬运臂72随着机座转轴711转动，进而带动抓手74在水平面内位置调节。

搬运臂72能够还能够绕着轴721相对于机座转轴711上下俯仰摆动。搬运臂驱动油缸75连接在机座71与搬运臂72之间，用于驱动搬运臂72的上下俯仰摆动，进而带动抓手74在高度上调节，以拾取和放下不同位置的工件。

机座转轴驱动电机712的输出端与机座转轴711连接，两者可以通过联轴器传动、齿轮传动或皮带传动。

搬运臂驱动油缸75的缸体铰接在机座71上，其活塞杆与搬运臂72铰接。

较佳地，如图6和图10所示，焊接机器人8包括有能够在水平面内做360°转动的转动臂82、连接在转动臂82上并能够在竖直面内做俯仰运动的摆动臂83和连接在摆动臂83上的焊枪84。

焊枪84用于对待焊接工件41进行焊接，其安装在摆动臂83上，摆动臂83安装在转动臂82上。

转动臂82能够在水平面内做360°转动，从而带动摆动臂83和焊枪84在水平面内调节位置。

摆动臂83通过轴831与转动臂82连接，轴831水平延伸。摆动臂83可以绕着轴831转动，以相对于转动臂82上下俯仰摆动，进而带动焊枪84上下摆动，进行高度位置的调节，以焊接不同位置的工件。

较佳地，如图6和图10所示，焊接机器人8还包括机身81，在机身81内设置有竖直延伸的机身转轴811，在机身81内设置有用于驱动机身转轴812转动的机身转轴驱动电机812。

转动臂82连接在机身转轴811上，在转动臂82与摆动臂83之间设置有用于驱动摆动臂83俯仰摆动的摆动臂驱动油缸85。

在摆动臂83与焊枪84之间还连接有用于驱动焊枪84俯仰摆动的焊枪驱动油缸86。

焊枪84通过轴832连接在摆动臂83的末端上，轴832水平延伸。焊枪84可以相对于轴832转动，以调节焊枪84的枪头的角度。

机身转轴驱动电机812的输出端与机身转轴811连接，两者可以通过联轴器传动、齿轮传动或皮带传动。

转动臂82通过连轴器与机身转轴811连接，在机身转轴驱动电机812驱动机身转轴811做360°转动时，转动臂82随着机身转轴811转动，进而带动摆动臂83和焊枪84在水平面内位置调节。

摆动臂驱动油缸85连接在转动臂82与摆动臂83之间，其缸体铰接在转动臂82上，其活塞杆与摆动臂83铰接，用于驱动摆动臂83俯仰运动，调节焊枪84高度。

焊枪驱动油缸86连接在摆动臂83与焊枪84之间，其缸体铰接在摆动臂83上，其活塞杆与焊枪84铰接，用于驱动焊枪84俯仰运动，调节角度。

综上所述，本实用新型提供的自动焊接系统，可以实现自动化运输、抓取、焊接、传送，提高了工作效率，提高了工件焊缝质量的稳定性。

根据需要，可以将上述各技术方案进行结合，以达到最佳技术效果。

以上所述的仅是本实用新型的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本实用新型原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种焊接变位机，其特征在于，包括机座、设置在所述机座上的主转轴和翻转架；

在所述机座上设置有主轴驱动电机，所述主轴驱动电机的输出端与所述主转轴连接；

所述翻转架安装在所述主转轴上；

所述翻转架包括有两根副转轴，所述副转轴与所述主转轴平行，两根所述副转轴布置在所述主转轴的两侧；

在所述翻转架上还设置有两台副轴驱动电机，每根所述副转轴分别与一台副轴驱动电机连接；

在每根所述副转轴上还安装有能够随着所述副转轴一体转动的物料承载板，在所述物料承载板上安装有用于夹紧物料的夹具。

2.根据权利要求1所述的焊接变位机，其特征在于，两根所述副转轴对称地布置在所述主转轴的两侧。

3.根据权利要求1所述的焊接变位机，其特征在于，所述夹具包括顶紧油缸；

在所述物料承载板的两端分别设置有一个所述顶紧油缸；

两端的所述顶紧油缸的活塞杆分别朝向所述物料承载板的中部。

4.根据权利要求3所述的焊接变位机，其特征在于，在所述物料承载板上设置有物料探测传感器；

在所述物料承载板的端部上还设置有用于控制所述顶紧油缸开关的控制器；

所述物料探测传感器与所述控制器电连接，两个所述顶紧油缸分别与所述控制器电连接。

5.一种自动焊接系统，其特征在于，包括权利要求1-4中任一项所述的焊接变位机；

该自动焊接系统包括用于传送待焊接工件的第一传送装置、用于将完成焊接的焊接件输送出的第二传送装置、能够将待焊接工件从所述第一传送装置移动到所述物料承载板及将所述物料承载板上完成焊接的焊接件移动到所述第二传送装置的搬运机器人和用于对所述物料承载板上的待焊接工件进行焊接的焊接机器人；

所述焊接机器人和所述搬运机器人相对地布置在所述焊接变位机的两侧；

所述第一传送装置、所述第二传送装置和所述搬运机器人位于所述焊接变位机的同一侧；

所述搬运机器人位于所述第一传送装置和所述第二传送装置之间。

6.根据权利要求5所述的自动焊接系统，其特征在于，在所述焊接变位机的一侧布置有两台所述焊接机器人。

7.根据权利要求5所述的自动焊接系统，其特征在于，所述搬运机器人包括有能够在水平面内做360°转动和在竖直面内做俯仰运动的搬运臂；

在所述搬运臂的端部上设置有吊臂；

在所述吊臂上设置有用于抓取和放下物料的抓手。

8.根据权利要求7所述的自动焊接系统，其特征在于，所述搬运机器人还包括有机座，在所述机座内设置有竖直延伸的机座转轴，在所述机座内设置有用于驱动所述机座转轴转动的机座转轴驱动电机；

所述搬运臂连接在所述机座转轴上；

在所述机座与所述搬运臂之间还连接有用于驱动所述搬运臂俯仰摆动的搬运臂驱动油缸。

9.根据权利要求5所述的自动焊接系统，其特征在于，所述焊接机器人包括有能够在水平面内做360°转动的转动臂、连接在所述转动臂上并能够在竖直面内做俯仰运动的摆动臂和连接在所述摆动臂上的焊枪。

10.根据权利要求9所述的自动焊接系统，其特征在于，所述焊接机器人还包括机身，在所述机身内设置有竖直延伸的机身转轴，在所述机身内设置有用于驱动所述机身转轴转动的机身转轴驱动电机；

所述转动臂连接在所述机身转轴上，在所述转动臂与所述摆动臂之间设置有用于驱动所述摆动臂俯仰摆动的摆动臂驱动油缸；

在所述摆动臂与所述焊枪之间还连接有用于驱动所述焊枪俯仰摆动的焊枪驱动油缸。

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