主支管机器人焊接系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种主支管机器人焊接系统，它涉及焊接自动化技术。它包括伺服变位机、弧焊机器人、托料机构、上料机构、下料机构、防弧光卷帘，弧焊机器人的两侧均设置有伺服变位机，伺服变位机上均设置有两个托料机构，托料机构的外侧设置有上料机构和下料机构，下料机构位于上料机构下方，所述的伺服变位机包括可移动主动箱、可移动从动箱和底座，底座的两端分别滑动设置有可移动主动箱和可移动从动箱，可移动主动箱、可移动从动箱均装有齿轮齿条行走机构和齿条锁紧机构。本实用新型能满足一套工装适应工件不同长度变化的需求，且能实现工件的自动上下料，主支管的焊接质量高，降低了传统焊接主支管使用的安全风险。
【专利说明】主支管机器人焊接系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及的是焊接自动化技术，具体涉及主支管机器人焊接系统，尤其涉及一种在空间立体曲面上多道直焊缝的自动焊接技术。
【背景技术】
[0002]随着现代工业的发展，焊接自动化水平由于机器人的应用得到了极大的提高，如在汽车生产线、工程机械等相关行业，运用机器人进行焊接已经成为趋势，但是对其中主支管的焊接，还是以传统的手工焊接为主，这就造成了在焊接质量上无法满足现代高技术产品制造的要求，同时对主支管使用的安全性也存在很大隐患。
[0003]传统的手工焊接其主要缺点是:首先工件尺寸较大，重量较重，人工搬运不方便；其次，人工焊接时工件不可自动翻转，需人工手动翻转，增大了工作强度，浪费了时间；再次，人工焊接一致性较差，影响外观，而且，在拼接标准节时，易发生偏差，造成标准节歪斜，多层标准节安装后会出现倾斜现象，有严重的安全隐患。
[0004]为了更大程度的提高焊接自动化水平，国内外针对这种缺陷也进行了大量的研究，其中一种方法是工件采用伺服电机旋转，从而使工件达到自动翻转，可这一方法还是无法达到工件的自动上下料，且无法满足一套工装适应工件不同长度的变化，基于此，设计一种主支管机器人焊接系统还是很有必要的。
【发明内容】
[0005]针对现有技术上存在的不足，本实用新型目的是在于提供一种主支管机器人焊接系统，结构设计合理，能满足一套工装适应工件不同长度变化的需求，且能够实现工件的自动上下料，主支管的焊接质量高，降低了传统焊接主支管使用的安全风险。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现:主支管机器人焊接系统，包括伺服变位机、弧焊机器人、托料机构、上料机构、下料机构、防弧光卷帘，弧焊机器人的两侧均设置有伺服变位机和防弧光卷帘，伺服变位机上均设置有两个托料机构，托料机构的外侧设置有上料机构和下料机构，下料机构位于上料机构下方，下料机构下方设置有运料小车，所述的伺服变位机包括可移动主动箱、可移动从动箱和底座，底座的两端分别滑动设置有可移动主动箱和可移动从动箱，所述的可移动主动箱、可移动从动箱均装有齿轮齿条行走机构和齿条锁紧机构；所述的伺服变位机的两侧设置有支架，支架上设置有全数字脉冲焊机和ABB控制柜，支架的周围设置有外部围栏。
[0007]作为优选，所述的齿轮齿条行走机构包括行走手轮、转轴、轴承套、锥齿轮、转动轴、轴承盖和正齿轮，行走手轮与转轴连接，转轴穿过第一深沟球轴承与锥齿轮连接，第一深沟球轴承外部设置有轴承套，锥齿轮还与转动轴连接，转动轴穿过第二深沟球轴承后与正齿轮连接，第二深沟球轴承外部设置有轴承盖。
[0008]作为优选，所述的齿条锁紧机构包括锁紧手轮、梯形螺杆、套筒、第三深沟球轴承、导向螺钉、梯形螺母、齿条安装架和齿条，锁紧手轮与梯形螺杆连接，梯形螺杆穿过第三深沟球轴承与梯形螺母连接，梯形螺杆、第三深沟球轴承均设置在套筒内，套筒上还设置有导向螺钉，所述的齿条安装架上安装有齿条。
[0009]作为优选，所述的托料机构包括托料架、阻尼机构、第一连接板、纵向导柱、第二连接板、气缸、矩形钢、第三连接板，第一连接板上固定有托料架、阻尼机构，阻尼机构位于两个托料架中间，托料架的托料面设置有万向球，第一连接板通过纵向导柱、线性轴承配合与第二连接板连接，第二连接板上固定有气缸，第二连接板通过矩形钢与第三连接板连接。
[0010]本实用新型的有益效果:能满足一套工装适应工件不同长度变化的需求，且能够实现工件的自动上下料，焊接质量高，降低了传统焊接主支管使用的安全风险。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]下面结合附图和【具体实施方式】来详细说明本实用新型；
[0012]图1为本实用新型的结构示意图；
[0013]图2为本实用新型伺服变位机的结构示意图；
[0014]图3为本实用新型齿轮齿条行走机构的结构示意图；
[0015]图4为图3的A-A向剖视图；
[0016]图5为图3的B-B向剖视图；
[0017]图6为本实用新型齿条锁紧机构的结构示意图；
[0018]图7为本实用新型齿条锁紧机构的侧视图；
[0019]图8为图7的A-A向剖视图；
[0020]图9为本实用新型托料机构的立体结构示意图；
[0021]图10为本实用新型托料机构的平面结构示意图；
[0022]图11为本实用新型工件在托料机构上的结构示意图；
[0023]图12为本实用新型托料机构收回，卡紧工件时的结构示意图；
[0024]图13为本实用新型弧焊机器人焊接的结构示意图。
【具体实施方式】
[0025]为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合【具体实施方式】，进一步阐述本实用新型。
[0026]参照图1-13，本【具体实施方式】采用以下技术方案:主支管机器人焊接系统，包括伺服变位机1、弧焊机器人2、托料机构3、上料机构4、下料机构5、防弧光卷帘6，弧焊机器人2的两侧均设置有伺服变位机1和防弧光卷帘6，伺服变位机1上均设置有两个托料机构3，托料机构3的外侧设置有上料机构4和下料机构5，下料机构5位于上料机构4下方，下料机构5下方设置有运料小车，所述的伺服变位机1包括可移动主动箱7、可移动从动箱8和底座9，底座9的两端分别滑动设置有可移动主动箱7和可移动从动箱8，所述的托料机构3固定在底座9上，且托料机构3位于可移动主动箱7与可移动从动箱8之间，所述的可移动主动箱7、可移动从动箱8均装有齿轮齿条行走机构和齿条锁紧机构。
[0027]值得注意的是，所述的伺服变位机1的两侧设置有支架10，支架10上设置有全数字脉冲焊机和ABB控制柜，支架10的周围设置有外部围栏11。
[0028]值得注意的是，所述的齿轮齿条行走机构包括行走手轮101、转轴102、轴承套103、锥齿轮104、转动轴105、轴承盖106和正齿轮107，行走手轮101与转轴102连接，转轴102穿过第一深沟球轴承108与锥齿轮104连接，第一深沟球轴承108外部设置有轴承套103，锥齿轮104还与转动轴105连接，转动轴105穿过第二深沟球轴承109后与正齿轮107连接，第二深沟球轴承109外部设置有轴承盖106。
[0029]值得注意的是，所述的齿条锁紧机构包括锁紧手轮201、梯形螺杆202、套筒203、第三深沟球轴承204、导向螺钉205、梯形螺母206、齿条安装架207和齿条208，锁紧手轮201与梯形螺杆202连接，梯形螺杆202穿过第三深沟球轴承204与梯形螺母206连接，梯形螺杆202、第三深沟球轴承204均设置在套筒203内，套筒203上还设置有导向螺钉205，所述的齿条安装架207上安装有齿条208。
[0030]此外，所述的托料机构3包括托料架301、阻尼机构302、第一连接板303、纵向导柱304、第二连接板305、气缸306、矩形钢307、第三连接板308，第一连接板303上固定有托料架301、阻尼机构302，阻尼机构302位于两个托料架301中间，托料架301的托料面设置有万向球309，第一连接板303通过纵向导柱304、线性轴承310配合与第二连接板305连接，第二连接板305上固定有气缸306，第二连接板305通过矩形钢307与第三连接板308连接。
[0031]本【具体实施方式】提供一种满足一套工装适应工件不同长度变化的装置，它能够实现工件的自动上下料，设备采用双工位，可单人操作，也可双人操作。
[0032]本【具体实施方式】的目的是这样实现的:系统使用伺服变位机1、弧焊机器人2，伺服变位机1可在180度范围内任意定位，确保每条焊缝处，弧焊机器人2挟持焊枪与工件均形成最佳焊接姿势；伺服变位机1的可移动主动箱7与可移动从动箱8均装有齿轮齿条式行走机构，人工可根据工件长短的变化，摇动行走手轮101来移动箱体，且采用齿条与齿条锁紧机构，当箱体移动到指定位置后，人工摇动锁紧手轮201，将箱体锁死；同时配有托料机构3、上料机构4、下料机构5，工件通过上料机构4滚动到托料机构3上，焊接完成后，工件再通过托料机构3传送到下料机构5上，工件通过下料机构5下料到指定位置；工作站同时配有微电脑波型控制逆变焊机以及自动清枪器，电弧稳定、飞溅小、成形美观，确保最佳焊接效果，提高机器人工作效率并可靠保证了焊接质量。
[0033]本【具体实施方式】的主要配置及特点如下:(1)、配置两套伺服变位系统，整套系统提高生产效率和产品质量。
[0034](2)、主动箱与从动箱均可调整:为适应工件不同长短的生产需要，采用齿轮、齿条和手轮调整的方式，变位机箱体可以横向调整，调整后有相应的固定装置。
[0035](3)、托料机构:为了便于工件的上料，下料实现自动化，本次托料机构采用的是气动式升降，同时，为了减小工件落入托料机构时对系统造成的震动，在其V型卡槽中间加有阻尼机构，可有效减小工件对系统造成的震动。
[0036](4)、网格式围栏:既起到了防护不相关人员随意进入设备区域的隐患，又便于操作人员实时观察，检测焊接情况。
[0037](5)、ABB机器人系统:平均无故障工作时间不小于80000小时，运行稳定可靠；结构合理，电机功率小，比其他电机能耗低30%以上；模块化结构，维护、检修方便快捷；采用动态自动优化运动控制技术，令各轴总是以最大加速度运行，运行速度提高25% ;六轴智能防碰撞技术将碰撞力减小到30%，且可快速恢复；全彩触摸屏式示教器，操作方便快捷；机器人工作半径1440mm，重复定位精度高。
[0038]本【具体实施方式】的工作过程:(1)、首先根据主支管的长短，分别调整好可移动主动箱7与可移动从动箱8的位置,通过转动行走手轮101,带动齿轮转动，从而带动箱体横向移动，当箱体移动到指定位置时，通过锁紧机构锁紧箱体，人工转动锁紧手轮201，带动齿条移动，使得齿条与齿条啮合，实现箱体的锁紧；
[0039](2)、人工将预先准备好的多根主支管整排的放在上料机构4上，手动推动主支管，送入托料机构3上，工件落入托料机构中(如图11)；
[0040](3)、人工按下预约按钮，设备自动卡紧主支管，托料机构3下降(如图12)；
[0041](4)、人工手动将小支管装入定位机构，按下顶紧按钮；
[0042](5)、人工装夹完成小支管后，按下启动按钮，系统开始工作，防弧光卷帘6升起，弧焊机器人2进入焊接工位开始焊接(如图13)；
[0043](6)、焊完两端主支管与小支管后，弧焊机器人2焊接完成后，退出焊接工位，托料机构3升起，托料机构3托住工件，卡紧机构缩回；
[0044](7)、托料机构3带动工件下降，工件经过下料机构5时，脱离托料机构3，通过下料机构5滚入运料小车工件；
[0045](8)、开始安装下一个工件(在下料的同时另一工位在焊接)。
[0046]本【具体实施方式】结构合理，能满足一套工装适应工件不同长度变化的需求，且能够实现工件的自动上下料，主支管的焊接质量高，降低了传统焊接主支管使用的安全风险，具有广阔的市场应用前景。
[0047]以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1.主支管机器人焊接系统，其特征在于，包括伺服变位机(1)、弧焊机器人(2)、托料机构(3)、上料机构(4)、下料机构(5)、防弧光卷帘(6)，弧焊机器人(2)的两侧均设置有伺服变位机(1)和防弧光卷帘￠)，伺服变位机(1)上均设置有两个托料机构(3)，托料机构(3)的外侧设置有上料机构(4)和下料机构(5)，下料机构(5)位于上料机构(4)下方，下料机构(5)下方设置有运料小车，所述的伺服变位机(1)包括可移动主动箱(7)、可移动从动箱(8)和底座(9)，底座(9)的两端分别滑动设置有可移动主动箱(7)和可移动从动箱⑶，所述的可移动主动箱(7)、可移动从动箱(8)均装有齿轮齿条行走机构和齿条锁紧机构。
2.根据权利要求1所述的主支管机器人焊接系统，其特征在于，所述的托料机构(3)固定在底座(9)上，且托料机构(3)位于可移动主动箱(7)与可移动从动箱(8)之间。
3.根据权利要求1所述的主支管机器人焊接系统，其特征在于，所述的伺服变位机(1)的两侧设置有支架(10)，支架(10)上设置有全数字脉冲焊机和ABB控制柜，支架(10)的周围设置有外部围栏(11)。
4.根据权利要求1所述的主支管机器人焊接系统，其特征在于，所述的齿轮齿条行走机构包括行走手轮(101)、转轴(102)、轴承套(103)、锥齿轮(104)、转动轴(105)、轴承盖(106)和正齿轮(107)，行走手轮(101)与转轴(102)连接，转轴(102)穿过第一深沟球轴承(108)与锥齿轮(104)连接，第一深沟球轴承(108)外部设置有轴承套(103)，锥齿轮(104)还与转动轴(105)连接，转动轴(105)穿过第二深沟球轴承(109)后与正齿轮(107)连接，第二深沟球轴承(109)外部设置有轴承盖(106)。
5.根据权利要求1所述的主支管机器人焊接系统，其特征在于，所述的齿条锁紧机构包括锁紧手轮(201)、梯形螺杆(202)、套筒(203)、第三深沟球轴承(204)、导向螺钉(205)、梯形螺母(206)、齿条安装架(207)和齿条(208)，锁紧手轮(201)与梯形螺杆(202)连接，梯形螺杆(202)穿过第三深沟球轴承(204)与梯形螺母(206)连接，梯形螺杆(202)、第三深沟球轴承(204)均设置在套筒(203)内，套筒(203)上还设置有导向螺钉(205)，所述的齿条安装架(207)上安装有齿条(208)。
6.根据权利要求1所述的主支管机器人焊接系统，其特征在于，所述的托料机构(3)包括托料架(301)、阻尼机构(302)、第一连接板(303)、纵向导柱(304)、第二连接板(305)、气缸(306)、矩形钢(307)、第三连接板(308)，第一连接板(303)上固定有托料架(301)、阻尼机构(302)，阻尼机构(302)位于两个托料架(301)中间，托料架(301)的托料面设置有万向球(309)，第一连接板(303)通过纵向导柱(304)、线性轴承(310)配合与第二连接板(305)连接，第二连接板(305)上固定有气缸(306)，第二连接板(305)通过矩形钢(307)与第三连接板(308)连接。
【文档编号】B23K9/00GK204195042SQ201420606647
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年10月21日 优先权日:2014年10月21日
【发明者】邹辉, 付文斌, 陈向长 申请人:上海思尔特机器人科技有限公司