专利名称：交叉型精密四工位机器人焊接生产线的制作方法
技术领域：
交叉型精密四工位机器人焊接生产线技术领域：
本实用新型涉及一种机器人焊接生产线，特别是一种交叉型重复定位精度非常高 的四工位机器人焊接生产线。背景技术：
焊接机器人是目前工业机器人应用最大的领域，机器人焊接技术的发展使焊接质 量及焊接效率得到了显著提升，故其在焊接领域中被逐渐推广开来。在板金制造领域中，机 器人焊接技术的应用日渐普及，但是在整个作业过程中，怎样有效地将部品准确无误的送 入机器人工作区域内并进行焊接，且高效安全地从机器人工作区域返回到工件装夹位置， 这个过程直接影响到机器人焊接的品质、安全和制造成本，是机器人焊接技术应用中非常 关键的环节。目前，现有的机器人焊接方式分为两种，一种是固定式的，另一种是活动式的。 所谓固定式就是把工装夹具固定在机器人工作区域内，作业者原地安装工件，原地进行焊 接。活动式为通过安装一种轨道，一端为安装工件的作业区，另一端为机器人焊接区，工装 夹具在其轨道上于两个区域间来回循环搬运。固定式工装夹具的灵活性很差，工装夹具更 换非常不方便，且作业者距离焊接区域太近，焊接所发出的光线和气体容易对人体造成伤 害，由于焊接和装夹不能同时进行，故生产效率不高，而现有的活动式的机器人焊接生产线 采用双工位，它可分为两个工件安装工作的区域，每个安装区域的工装夹具可分别通过搬 运活动板滑动到机器人可焊接的区域交替进行作业，这种焊接线重复定位精度较差，最多 只能同时焊接两个工件，而且由于工位少在进行多品种焊接生产时会遇到频繁更换工装夹 具的问题，影响生产效率。
实用新型内容本实用新型的目的在于改进上述现有技术中的不足，提供一种交叉型精密四工 位机器人焊接生产线，该种生产线上各工位的工装夹具都可以交替通过搬运活动板运送到 完全相同的焊接工作区域内，使焊接更为方便，并且运动时非常平稳，振动更小，焊接的工 件品质更为稳定。本实用新型的技术方案是这样实现的它包括台面十字轨道架、直线导轨、搬运活 动板、驱动装置、传感器、定位装置、焊接机器人，台面十字轨道架的交叉区域处于焊接机器 人的共同工作区域内，台面十字轨道架的每一端均设置有搬运活动板，直线导轨固定于台 面十字轨道架上，搬运活动板的底面对称设置有与直线导轨滑动连接的导轨滑块，其改进 之处在于台面十字轨道架上设置有四组直线导轨，每个搬运活动板均安装于一组直线导 轨上，每组直线导轨包括平行设置的长边导轨和短边导轨，同组的长边导轨和短边导轨的 一端平齐，四组直线导轨于长边导轨的伸出部分交叉排列呈井字型，交叉围合的区域为中 心区域；在搬运活动板的底面与短边直线轨道相应的位置上靠近直线导轨的中心区域的一 端设置有双轮滑动块，双轮滑动块上的两个滚轮的连线与短边导轨相平行，滚轮的间距大 于同一直线上的长边导轨和短边导轨之间的间距，搬运活动板的底面设置有与长边导轨相扣接的稳固滑块；上述交叉型精密四工位机器人焊接生产线中，所述驱动装置为同步皮带传动装 置，同步皮带传动装置包括可控转速的电动机、皮带轮、传动带、紧带轮，皮带轮分别等高设 置于台面十字轨道架的各端以及所述中心区域的下方，传动带分别绕接于相应的皮带轮 上，台面十字轨道架下部固定安装有张紧传动带的紧带轮，电动机通过皮带轮与传动带传 动连接；传动带上安装有与搬运活动板相连接的传动缓冲器；上述交叉型精密四工位机器人焊接生产线中，所述传动缓冲器包括连接安装于传 动带结合处的传动带上缓冲板、弹簧和缓冲支撑块，弹簧套设于缓冲支撑块下端的轴杆上， 搬运活动板的底面固定有动力连接块，动力连接块通过螺丝与缓冲支撑块连接固定；上述交叉型精密四工位机器人焊接生产线中，所述搬运活动板的底面固定有定位 块，所述定位装置为可与定位块相压紧的气动定位装置，气动定位装置安装于靠近中心区 域的台面十字轨道架上；上述交叉型精密四工位机器人焊接生产线中，所述气动定位装置包括气缸、连接 杆、固定压块和安装固定板，气缸挂接于安装固定板上，连接杆分别与气缸的伸出轴和固定 压块相铰接，固定压块与安装固定板相铰接；上述交叉型精密四工位机器人焊接生产线中，所述搬运活动板的底面设置有止动 块，台面十字轨道架上安装有与止动块相配合的搬入缓冲器和搬出缓冲器；上述交叉型精密四工位机器人焊接生产线中，所述传感器包括加速传感器、减速 传感器和止动传感器；上述交叉型精密四工位机器人焊接生产线中，所述驱动装置为链条传动装置或无 杆气缸。相比于现有的四工位机器人焊接生产线，本实用新型的有益效果在于长短边导 轨的交叉排列及双轮滑动块的设置，使焊接生产线上的各个搬运活动板都能够分别运动到 台面十字轨道的中央，这样机器人在焊接四个工位上的零件时都有相同且充足的焊接范 围；滑块内有滚珠传动，且为无间隙配合所以整个搬运活动板运动当中相对平稳不会产生 较大的震动，而且保证足够的重复定位精度，重复定位精度可达0. 02mm以内，加上可控转 速的电机传动，可大幅度提高了工作效率；传动带的接合处设置了缓冲器不会出现很强的 冲击力，治具夹具可以平稳准确的进行自动化搬运作业，由于没有冲击力和震动对焊接出 来产品变形量大大减小，提高了产品的精度。以下结合附图详述本实用新型的具体结构
图1是本实用新型交叉型精密四工位机器人焊接生产线的结构示意图图2是如
图1所示视图的俯视图图3是直线导轨交叉排列的示意图图4是搬运活动板的结构示意图图5是如图4所示视图的仰视图图6是如图4所示视图的左视图图7是传动缓冲器的结构示意图[0021]图8是如图7所示视图的俯视图图9是气动定位装置松开状态的示意图
图10是气动定位装置压紧状态的示意图图中1、可调支撑脚；2、固定脚架；3、台面十字轨道架；4、传动带；5、电动机；6、 紧带轮；7、传动缓冲器；7-1、缓冲支撑块；7-2、弹簧；7-3、缓冲板；8、搬运活动板；8_1、双 轮滑动块；8-2、止动块；8-3、导轨滑块；8-4、动力连接块；8-5、定位块；8_6、稳固滑块；9、 控制系统按钮；10、搬出缓冲器；11、传感器；12、短边导轨；13、长边导轨；14、气动定位装 置；14-1、安装固定板；14-2、气缸；14-3、连接杆；14_4、固定压块；15、搬入缓冲器；16、焊 接机器人；17、安全防护罩；18、控制系统。
具体实施方式
如
图1至图6所示，本实用新型的交叉型精密四工位机器人焊接生产线主要包括 台面十字轨道架3、直线导轨、两台焊接机器人16、搬运活动板8、气动定位装置14、皮带轮 传动装置、传感器11和动作控制系统。台面十字轨道架3的交叉区域处于焊接机器人16的 共同工作区域内，两台焊接机器人16相对设置于轨道架3相交的斜角位置处。台面十字轨 道架3上设置有四组直线导轨，每组直线导轨包括平行设置的长边导轨13和短边导轨12， 同组的长边导轨13和短边导轨12的一端平齐，四组直线导轨于长边导轨13的伸出部分交 叉排列呈井字型，即每一个长边导轨13的直线方向上都置有短边导轨12，而同一直线上的 长边导轨13和短边导轨12之间的断口处置有垂直相交的另一长边导轨，各长边导轨13伸 出部分所围合的区域即为中心区域。台面十字轨道架3的底端布设有固定脚架2和可调支 撑脚1，通过可调支撑脚1来调节轨道架，使各组的直线导轨处在同一水平面上。每组直线 导轨上均设置有一个用于安装工装夹具的搬运活动板8，搬运活动板8的底面靠外的一端 对称设置有一对与直线导轨滑动连接的导轨滑块8-3，在其底面靠近中心区域的一端于短 边导轨12的相应位置处设置有双轮滑动块8-1，双轮滑动块8-1上的两个滚轮的连线与短 边导轨12相平行，滚轮之间的间距大于同一直线上的长边导轨13和短边导轨12之间的间 距，以保证滚轮不会被卡阻于导轨相交位置处形成的间隙内。为了使搬运活动板8在运动 过程中不左右晃动，在搬运活动板8的底面设置有与长边导轨13相扣接的稳固滑块8-6， 稳固滑块8-6偏向板边缘的中间位置，优选的，当搬运活动板8运动至中心区域的正上方 时，稳固滑块8-6恰好处于长边导轨13上与短边导轨12尽头相平齐的位置上。导轨滑块 8-3和稳固滑块8-6都设有导轨连接槽，导轨连接槽为下方收扣的倒U形槽，该结构可使滑 块扣接于直线导轨上。在导轨滑块8-3和稳固滑块8-6的导轨连接槽内均设有与直线导轨 无间隙传动配合的滚珠，避免滑动过程中产生较大的震动，使搬运活动板8运动更为平稳。 搬运活动板8的行走由皮带轮传动装置驱动，同步皮带传动装置包括可控转速的电动机5、 皮带轮、传动带4、紧带轮6，皮带轮分别等高设置于台面十字轨道架3的各端以及所述中心 区域的下方，传动带4分别绕接于相应的皮带轮上，传动带4的结合处安装有与搬运活动板 8相连接的传动缓冲器7 ；电动机5通过外部的皮带轮与传动带4传动连接，在台面十字轨 道架3下部还固定安装有张紧传动带4的紧带轮6。搬运活动板8的底面固定有动力连接 块8-4，传动缓冲器7与动力连接块连接8-4，以达到驱动的目的。搬运活动板5的底面还 固定有定位块8-5和止动块8-2，在靠近中心区域的位置处设置有可与定位块8-5相压紧定位的气动定位装置14，而台面十字轨道架3上则安装有与止动块8-2相配合的搬入缓冲 器15和搬出缓冲器10，搬入缓冲器15安装于中心区域内，搬出缓冲器10安装于轨道架靠 外一端的位置处，搬入缓冲器15和搬出缓冲器10可以采用弹簧缓冲机构或者气缸缓冲机 构。传感器11安装于台面十字轨道架3的侧边，且位于搬运活动板8所运动轨迹的两端， 以便感应到搬运活动板8所处的位置，控制系统可以根据传感器11给定的位置来判断什么 时候定位、起动、减速、加速等动作。为便于操作，在台面十字轨道架3的各端上均设置有控 制系统按钮9。在焊接生产线的中段位置可设置包围焊接区域的安全防护罩17，以隔离焊 接时产生的弧光和有害气体，焊接机器人16均置于安全防护罩17内，而生产线的控制系统 18则置于安全防护罩17外。在安全防护罩17上还设有可自动开合的闸门，便于生产线上 各搬运活动板8顺畅搬运。如图7和图8所示，传动缓冲器7包括连接安装于传动带4结合处的缓冲板7-3、 弹簧7-2和缓冲支撑块7-1，缓冲支撑块7-1的上方为连接块，连接块通过螺丝与动力连接 块8-4相连接，缓冲支撑块7-1的下部架设有轴杆，轴杆中间设置有挡块，在轴杆上于挡块 两边套设有弹簧7-2。传动带4运转过程出现较大的冲击力时，缓冲器7上的弹簧7-2被压 缩，然后缓慢复位，从而抵消掉大部分冲击力，使与之连接的搬运活动板8能够平稳准确地 进行搬运作业。如图9和
图10所示，气动定位装置14包括安装固定板14-1、气缸14_2、连接杆 14-3和固定压块14-4，气缸14-2挂接于安装固定板14_1上，安装固定板14_1通过螺丝固 定于轨道架上，而连接杆14-3分别与气缸14-2的伸出轴和固定压块14-4相铰接，固定压 块14-4与安装固定板14-1相铰接。当搬运活动板8运动到中心区域正上方时，传感器11 发出相应的信号，气缸14-2的伸出轴伸出推动连接杆14-3运动，固定压块14-4在连接杆 14-3的带动下绕着安装固定板14-1上的铰接点压紧搬运活动板8上的定位块8-5，从而实 现搬运活动板8在焊接工作区域的定位。本新型的交叉型精密四工位机器人焊接生产线中，长短导轨的井字型交叉排列方 式可以使搬动活动板8不受任何阻碍的滑行到焊接机器人16工作区域的中央位置。优选 的，传感器11包括设置在运动轨迹适当位置处加速传感器、减速传感器和止动传感器。作 业时，把所须要焊接的部品装夹完成后发出焊接指令，驱动电动机5开始工作，传动带4带 动搬运活动板8向台面十字轨道架3的中央移动，此时起动速度慢，当接触到第一个传感器 11时电动机5开始加速，当运动到接近中央时会接触到减速传感器，电动机5速度减小，最 终运动到井字型交叉处的中央位置，接触到停止传感器，电动机5停止，此时气动定位装置 14工作，把搬运活动板8紧紧地固定在十字轨道的中央，随后，控制系统向焊接机器人16发 出焊接指令开始焊接，焊接完成后所有动作反向运动最终完成整个焊接过程。以上所描述的仅为本实用新型的较佳实施例，上述具体实施例不是对本实用新型 的限制。在本实用新型的技术思想范畴内，可以出现各种变形及修改，凡本领域的普通技术 人员根据以上描述所做的润饰、修改或等同替换，均属于本实用新型所保护的范围。
权利要求1.一种交叉型精密四工位机器人焊接生产线，它包括台面十字轨道架、直线导轨、搬运 活动板、驱动装置、传感器、定位装置、焊接机器人，台面十字轨道架的交叉区域处于焊接机 器人的共同工作区域内，台面十字轨道架的每一端均设置有搬运活动板，直线导轨固定于 台面十字轨道架上，搬运活动板的底面对称设置有与直线导轨滑动连接的导轨滑块，其特 征在于台面十字轨道架上设置有四组直线导轨，每个搬运活动板均安装于一组直线导轨 上，每组直线导轨包括平行设置的长边导轨和短边导轨，同组的长边导轨和短边导轨的一 端平齐，四组直线导轨于长边导轨的伸出部分交叉排列呈井字型，交叉围合的区域为中心 区域；在搬运活动板的底面与短边直线轨道相应的位置上靠近直线导轨的中心区域的一端 设置有双轮滑动块，双轮滑动块上的两个滚轮的连线与短边导轨相平行，滚轮的间距大于 同一直线上的长边导轨和短边导轨之间的间距，搬运活动板的底面设置有与长边导轨相扣 接的稳固滑块。
2.根据权利要求1所述的交叉型精密四工位机器人焊接生产线，其特征在于驱动装 置为同步皮带传动装置，同步皮带传动装置包括可控转速的电动机、皮带轮、传动带、紧带 轮，皮带轮分别等高设置于台面十字轨道架的各端以及所述中心区域的下方，传动带分别 绕接于相应的皮带轮上，台面十字轨道架下部固定安装有张紧传动带的紧带轮。
3.根据权利要求3所述的交叉型精密四工位机器人焊接生产线，其特征在于传动缓 冲器包括连接安装于传动带结合处的缓冲板、弹簧和缓冲支撑块，弹簧套设于缓冲支撑块 下端的轴杆上，搬运活动板的底面固定有动力连接块，动力连接块通过螺丝与缓冲支撑块 连接固定。
4.根据权利要求1所述的交叉型精密四工位机器人焊接生产线，其特征在于搬运活 动板的底面固定有定位块，所述定位装置为可与定位块相压紧的气动定位装置，气动定位 装置安装于靠近中心区域的台面十字轨道架上。
5.根据权利要求5所述的交叉型精密四工位机器人焊接生产线，其特征在于气动定 位装置包括气缸、连接杆、固定压块和安装固定板，气缸挂接于安装固定板上，连接杆分别 与气缸的伸出轴和固定压块相铰接，固定压块与安装固定板相铰接。
6.根据权利要求1或3所述的交叉型精密四工位机器人焊接生产线，其特征在于搬 运活动板的底面设置有止动块，台面十字轨道架上安装有与止动块相配合的搬入缓冲器和 搬出缓冲器。
7.根据权利要求1所述的交叉型精密四工位机器人焊接生产线，其特征在于传感器 包括加速传感器、减速传感器和止动传感器。
8.根据权利要求1所述的交叉型精密四工位机器人焊接生产线，其特征在于驱动装 置为链条传动装置或无杆气缸。
专利摘要本实用新型公开了一种交叉型精密四工位机器人焊接生产线，生产线的台面十字轨道架上设置有四组直线导轨，每个搬运活动板均安装于一组直线导轨上，每组直线导轨包括平行设置的长边导轨和短边导轨，同组的长边导轨和短边导轨的一端平齐，四组直线导轨于长边导轨的伸出部分交叉排列呈井字型；在搬运活动板的底面与短边直线轨道相应的位置上靠近直线导轨的中心区域的一端设置有双轮滑动块，滚轮的间距大于同一直线上的长边导轨和短边导轨之间的间距，搬运活动板的底面设置有与长边导轨相扣接的稳固滑块。本实用新型焊接生产线上的各个搬运活动板都能够分别运动到台面十字轨道的中央，这样机器人在焊接四个工位上的零件时都有相同且充足的焊接范围；滑块内有滚珠传动，且为无间隙配合所以整个搬运活动板运动当中相对平稳不会产生较大的震动，重复定位精度可达0.02mm以内。
文档编号B23K9/12GK201833098SQ20102055784
公开日2011年5月18日 申请日期2010年10月9日 优先权日2010年10月9日
发明者张勇, 张文兵 申请人:亿和精密金属制品(深圳)有限公司