CN108436350A - 一种自动焊接机械手*** - Google Patents

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Abstract

一种自动焊接机械手***属于机械手技术领域；本发明为了解决现有技术中的焊接机械手结构复杂，生产效率低的问题；本发明的架体左右两侧安装有结构相同的焊接机械手部分，架体中部安装有转移机械手组件，右侧焊接机械手包括并行设置且结构相同的第一焊接组件和第二焊接组件，第一焊接组件包括连接架、升降部、旋转部和抓取部；本发明结构紧凑，生产效率高。

Description

一种自动焊接机械手***
技术领域
一种焊接装置，属于机械手***技术领域，主要涉及一种自动焊接机械手***。
背景技术
焊接操作是汽车生产过程非常重要的环节，一些形状比较复杂的小型焊接件的焊接过程中通常只能采取手工焊接，操作者手持焊枪，通过眼睛观察得到工件的接头型式、坡口的大小等信息，然后操作者的主观判断，做出反应确定焊接参数和操作手法，焊接过程中需要操作人员根据其自身具有的操作经验进行焊接操作调整，对于焊缝不规则的焊接件的生产会大大降低其工作效率，并且不同的操作人员具有不同的实操经验，焊接件的质量很难得到保证，现有技术中采用焊接机械手，焊接机械手具有高重复率，大大提高了生产效率，但对于复杂焊接件的焊接***结构复杂，需要精密的程序开发，生产效率低，限制高质量批量生产需要。
发明内容
为了解决上述问题，本发明公开了一种自动焊接机械手***，结构简单、生产效率高，满足企业高质量批量生产的需要。
本发明的目的是这样实现的：
一种自动焊接机械手***，包括架体，架体左右两侧安装有结构相同的焊接机械手部分，架体中部安装有转移机械手组件，所述焊接机械手部分包括并行设置且结构相同的第一焊接组件和第二焊接组件，第一焊接组件包括连接架、升降部、旋转部和抓取部，抓取部的一侧铰接在连接架上，连接架的上端通过升降部与架体顶端建立连接，旋转部的一端固定在连接架上，旋转部的运动端与抓取部建立连接，所述转移机械手组件的顶端通过前后延伸的转移轨道与架体顶端建立连接，转移机械手组件的顶端与转移轨道之间转动连接。
进一步的，所述升降部包括上升电机，上升电机的输出端连接转轴的一端，转轴的另一端套设有主动齿轮，架体上安装有从动齿轮，主动齿轮和从动齿轮通过同步链条建立连接。
进一步的，所述旋转部包括伸缩油缸，伸缩油缸的固定端安装在连接架上，伸缩油缸的运动端与抓取部铰接连接。
进一步的，所述抓取部包括连接臂和夹持爪，连接臂的一端与旋转部的输出端铰接连接，连接臂的下端通过转盘与夹持爪铰接连接。
进一步的，转盘与夹持爪之间安装有微调组件，微调组件包括第一微调电机、第二微调电机和调节块，夹持爪的上端固定在调节块上，调节块上开有两条共面垂直的条形凹槽，第一微调电机的输出端连接第一微调块，第二微调电机的输出端连接第二微调块，第一微调块和第二微调块分别在两条条形凹槽内滑动移动。
进一步的，所述夹持爪包括液压***，液压***包括油缸、定量泵、溢流阀、减压阀、四通电磁阀和顺序阀，油缸通过定量泵与四通电磁阀建立连接，四通电磁阀分别连接第一液压缸和第二液压缸，顺序阀安装在第一液压缸和第二液压缸之间。
进一步的，所述连接臂为空心结构，连接臂的侧壁上安装有若干定位组件。
进一步的，所述转移机械手组件包括滑块、转动臂和转移机械手，滑块通过滑轮与转移轨道建立滑动连接，转动臂与滑块建立转动连接，所述转动臂和转移机械手之间通过微调齿轮结构建立转动连接。
进一步的，滑块与转动臂之间通过调节结构建立连接，调节结构包括转动电机、水平转盘、第一调节电机、第二调节电机和连接座，转动臂的上端固定在连接座上，连接座具有两条共面垂直的导轨，第一调节电机的输出端连接第一滑块，第二调节电机的输出端连接第二滑块，第一滑块和第二滑块分别与两条导轨滑动连接。
进一步的，所述架体包括支架和安装在支架下端的底架，底架上设有焊接卡架。
所述焊接卡架包括若干随形布置的气动卡柱，卡柱顶端安装有按压电机，按压电机的输出端安装有按爪。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
1、本发明的焊接机械手***具有左右两组焊接机械手部分互为冗余，在其中一侧进行检修或维护过程中另一侧焊接机械手部分正常工作，当产能不饱满时，双侧焊接机械手部分可以轮换工作，当产能饱满时，双侧焊接机械手部分同时工作，提高生产效率；
2、每侧焊接机械手部分具有前后并行布置的第一焊接组件和第二焊接组件构成，相对独立的两个焊接组件可以根据实际情况编辑行走路线，焊接完成后的工件通过转移机械手组件转移收集；
3、所述转移机械手组件通过转移轨道进行前后移动，转移机械手组件上的转轴使转移机械手组件收集不同位置处的成品工件，提高生产效率和装置的紧凑性。
附图说明
图1是本发明实施例的整体结构示意图；
图2是本发明实施例的焊接机械手部分的结构示意图；
图3是本实施例的夹持爪液压***原理图；
图4是本发明实施例夹持爪的纵截面示意图；
图5本发明连接臂的结构示意图；
图6是本发明实施例中夹持爪微调组件的结构示意；
图7是本发明实施例转移机械手组件的整体结构示意图；
图8是图7中E部分的内部结构示意图；
图9是本发明实施例焊接卡架和焊件的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明具体实施方式作进一步详细描述。
本实施例的一种自动焊接机械手***，包括架体1，架体1左右两侧安装有结构相同的焊接机械手部分A、B，架体1中部安装有转移机械手组件C，所述右侧焊接机械手包括并行设置且结构相同的第一焊接组件2和第二焊接组件3，第一焊接组件2包括连接架、升降部、旋转部和抓取部，抓取部的一侧铰接在连接架上，连接架的上端通过升降部与架体1顶端建立连接，旋转部的一端固定在连接架上，旋转部的运动端与抓取部建立连接，所述转移机械手组件C的顶端通过前后延伸的转移轨道6与架体1顶端建立连接，转移机械手组件C的顶端与转移轨道之间通过旋转结构建立转动连接。
所述升降部包括上升电机5，上升电机5的输出端连接转轴7的一端，转轴7的另一端套设有主动齿轮8，架体1上安装有从动齿轮9，主动齿轮8和从动齿轮9通过同步链条10建立连接，如图2所示，本实施例中的上升电机5固定安装在架体1顶端，第一焊接组件和第二焊接组件的行走轨迹相同，因此第一焊接组件的连接轴和第二焊接组件的转轴通过联轴器11与上升电机5的输出端建立连接，连接架12的上端安装主导杆13，主导杆13的两侧对称布置有从导杆14，架体1上安装有三个导套15，三个导套15的位置与导杆的位置匹配对应，从动齿轮9的中心轴穿过主导杆13的导套15内与主导杆13通过齿轮结构建立连接，工作过程中，上升电机5旋转带动连接轴转动，主动齿轮8转动后与同步链条10啮合进而带动从动齿轮9转动，从动齿轮9通过齿轮结构带动主导杆13向上或向下运动，运动过程中间减小机械的振动，调节精度高。
所述旋转部包括伸缩油缸16，伸缩油缸16的固定端安装在连接架12上，伸缩油缸16的运动端与抓取部铰接连接，通过伸缩油缸16本身的结构特点带动抓取部的在竖直平面上成一定角度旋转，对于框架等带角度工件的焊接也能使用自如，在本实施例中为了更好的实现无障碍精确旋转调节，伸缩油缸16的固定端通过旋转板与连接架12铰接连接，并且伸缩杆与抓取部的位置位于抓取部的上半部分处。
所述抓取部包括连接臂17和夹持爪18，连接臂17的一端与旋转部的输出端铰接连接，连接臂17的下端通过转盘与夹持爪18建立连接，所述夹持爪18包括夹块20和挡杆21，夹块20通过第一液压缸24实现压紧操作，档杆通过第二液压缸25实现拉紧操作，第一液压缸24的伸缩端通过挤压夹块20使夹块20相对运动实现初步夹紧操作，挡杆21一侧向外突出形成楔形固定块22，相应的夹块20的侧面向内凹陷形成固定槽23，第二液压缸25的伸缩端通过拉动挡杆21使固定块22嵌***固定槽23内，夹块20和挡杆21配合不仅能够实现夹紧操作，并且具有定位效果，利用第一液压缸24和第二液压缸25配合，实现夹块20的精确夹紧操作。
为了适应不同坡度、不同角度焊缝的焊接，需要根据焊缝对焊接角度进行微调，转盘与夹持爪18之间安装有微调组件，微调组件包括第一微调电机26、第二微调电机27和调节块27-1，夹持爪18的上端固定在调节块27-1上，调节块27-1上开有两条共面垂直的条形凹凸30，第一微调电机26的输出端连接第一微调块28，第二微调电机27的输出端连接第二微调块29，第一微调块28和第二微调块29分别在两条条形凹凸30内滑动移动，利用转盘的转动调整夹持爪18内的焊枪位置，利用微调组件对焊枪位置进行精确定位，确保焊接质量。
如图3所示，所述夹持爪18包括液压***，液压***包括油箱31、定量泵32、溢流阀33、减压阀34、四通电磁阀35和顺序阀36，启动定量泵32，油从油箱31中吸出，入定量泵32，出油进入三位四通电磁阀35四通电磁阀35分别连接第一液压缸24和第二液压缸25，顺序阀36安装在第一液压缸24和第二液压缸25之间。
本实施例中的第一液压缸24和第二液压缸25均为双作用液压油缸，通过顺序阀实现第一液压缸24和第二液压缸25动作的先后，第一液压缸24达到指定位置后，油压升高，达到顺序阀的打开压力，第二液压缸25动作，回程时，顺序阀单向阀打开，第一液压缸24和第二液压缸25同时卸油。
在焊接操作之前需要对抓取部件进行筛选，焊接操作之后要对成品进行抽查，尺寸检验通常需要人为筛选，这种方式耗费人力较大，并且在筛选过程中人为因素很可能造成工件的偏差，因此所述连接臂17为空心结构，连接臂17的侧壁上安装有若干定位组件，本申请中连接臂17的安装的定位组件围合成的区域为检验区域，工件或产品嵌入定位组件围合而成的监测区域内进行初步筛选，由于连接臂17本身是空心结构，所以工件可以非常方便的嵌入其内部进行测量，并且连接臂17在旋转部的带动下可以调节角度，对于不同侧面要求的工件尤其是汽车的钣金部件等，都可以进行测量。本实施例所述定位组件结构相同，个数为四个，均包括安装板36、电动缸37、滑杆38和型板39，电动缸37本体通过安装板36安装在连接臂17上，电动缸37的伸缩端连接型板39，型板39通过滑杆38与安装板36建立滑动连接，每个定位组件的型板39结构根据工件的形状不同而具有形状差异，四个型板39对合而成形成检验区域。
所述转移机械手组件包括滑块40、转动臂49和转移机械手50，滑块40通过滑轮与转移轨道51建立滑动连接，滑块40安装在同步带40-1上，同步带40-1套设在由主动轮40-2和从动轮40-3外侧，主动轮40-2通过转移电机40-4带动转动，转动臂49与滑块40建立转动连接，所述转动臂49和转移机械手50之间通过微调齿轮结构建立转动连接，利用转移轨道51确定转移机械手50位置，转移过程中共振少，转移过程平稳。
滑块40与转动臂49之间通过调节结构建立连接，调节结构包括转动电机41、水平转盘42、第一调节电机43、第二调节电机44和连接座45，转动臂49的上端固定在连接座45上，与所述微调组件结构相似，所述连接座45具有两条共面垂直的导轨46，第一调节电机43的输出端连接第一滑块47，第二调节电机44的输出端连接第二滑块48，第一滑块47和第二滑块48分别与两条导轨46滑动连接，在使用过程中，转移机械手50需要抓取成品工件，通过所述转移轨道51和滚轮构建成粗定位，利用水平转盘42和由第一调节电机43、第二调节电机44和连接座45配合形成精确调节组件，转动电机41带动水平转盘42转动，使转移机械手50对准工件下端的插孔方向，利用精确调节组件对转移机械手50进行精调整，适应不同焊接零件的抓取孔洞，防止在***转移过程中造成工件的损坏。
所述架体1包括底架52，底架52上设有焊接卡架，所述焊接卡架包括若干随焊件56外形布置的气动卡柱53，卡柱53顶端安装有按压电机54，按压电机的输出端安装有按爪55。
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种自动焊接机械手***，包括架体，其特征在于：架体左右两侧安装有结构相同的焊接机械手部分，架体中部安装有转移机械手组件，所述焊接机械手部分包括并行设置且结构相同的第一焊接组件和第二焊接组件，第一焊接组件包括连接架、升降部、旋转部和抓取部，抓取部的一侧铰接在连接架上，连接架的上端通过升降部与架体顶端建立连接，旋转部的一端固定在连接架上，旋转部的运动端与抓取部建立连接，所述转移机械手组件的顶端通过前后延伸的转移轨道与架体顶端建立连接，转移机械手组件的顶端与转移轨道之间转动连接。
2.根据权利要求1所述一种自动焊接机械手***，其特征在于：所述升降部包括上升电机，上升电机的输出端连接转轴的一端，转轴的另一端套设有主动齿轮，架体上安装有从动齿轮，主动齿轮和从动齿轮通过同步链条建立连接。
3.根据权利要求1所述一种自动焊接机械手***，其特征在于：所述旋转部包括伸缩油缸，伸缩油缸的固定端安装在连接架上，伸缩油缸的运动端与抓取部铰接连接。
4.根据权利要求3所述一种自动焊接机械手***，其特征在于：所述抓取部包括连接臂和夹持爪，连接臂的一端与旋转部的输出端铰接连接，连接臂的下端通过转盘与夹持爪建立连接。
5.根据权利要求4所述一种自动焊接机械手***，其特征在于：转盘与夹持爪之间安装有微调组件，微调组件包括第一微调电机、第二微调电机和调节块，夹持爪的上端固定在调节块上，调节块上开有两条共面垂直的条形凹槽，第一微调电机的输出端连接第一微调块，第二微调电机的输出端连接第二微调块，第一微调块和第二微调块分别在两条条形凹槽内滑动移动。
6.根据权利要求4所述一种自动焊接机械手***，其特征在于：所述夹持爪包括液压***，液压***包括油缸、定量泵、溢流阀、减压阀、四通电磁阀和顺序阀，油缸通过定量泵与四通电磁阀建立连接，四通电磁阀分别连接第一液压缸和第二液压缸，顺序阀安装在第一液压缸和第二液压缸之间。
7.根据权利要求3所述一种自动焊接机械手***，其特征在于：所述连接臂为空心结构，连接臂的侧壁上安装有若干定位组件。
8.根据权利要求1所述一种自动焊接机械手***，其特征在于：所述转移机械手组件包括滑块、转动臂和转移机械手，滑块通过滑轮与转移轨道建立滑动连接，转动臂与滑块建立转动连接，所述转动臂和转移机械手之间通过微调齿轮结构建立转动连接。
9.根据权利要求8所述一种自动焊接机械手***，其特征在于：滑块与转动臂之间通过调节结构建立连接，调节结构包括转动电机、水平转盘、第一调节电机、第二调节电机和连接座，转动臂的上端固定在连接座上，连接座具有两条共面垂直的导轨，第一调节电机的输出端连接第一滑块，第二调节电机的输出端连接第二滑块，第一滑块和第二滑块分别与两条导轨滑动连接。
10.根据权利要求1所述一种自动焊接机械手***，其特征在于：所述架体包括支架和安装在支架下端的底架，底架上设有焊接卡架。
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