专利名称：装载机驱动桥的机器人焊接设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及工程机械行业中的机器人焊接设备，尤其是涉及 配合物流的驱动桥的机器人焊接设备。
背景技术：
汽车生产线、工程机械等行业的焊接自动化水平由于焊接机器人 的应用得到极大的提高，尤其是汽车行业的焊接生产设备，已把焊接 机器人系统和物流有机的结合起来，实现焊接生产过程的全自动化。 但是工程机械行业的车桥焊接，还是普遍采用工作站的焊接形式，如图l所示的装载机驱动桥l，包括桥壳ll、左右两个刹车盘12、 13、 左右两个轮边轮边支撑轴14、 15，桥壳的左端设有台阶面16、 17，左 刹车盘12和左轮边轮边支撑轴14分别套置在两个台阶面16、 17上， 又如图2、 3所示，右刹车盘13 —面设凸环131，另一面凸设有台阶 面132，右刹车盘13通过凸环131套置在桥壳的右端孔18中，右轮 边轮边支撑轴15套置右刹车盘台阶面132上，然后通过焊接将左刹车 盘12、左轮边轮边支撑轴14和右刹车盘13、右轮边轮边支撑轴15固 定在桥壳11的两端，上述的焊接工艺是先人工把左右两个刹车盘 12、 13和左右两轮边轮边支撑轴14、 15点焊在桥壳11上，再人工吊装到焊接机器人的工装上，手动移动桥壳ll使之靠紧定位基准面，再 手动扣上工装压紧工件，焊接机器人开始焊接，焊接完成后，再人工将焊接好的驱动桥1吊装送入保温装置中进行回火保温。以上可见，上述的驱动桥焊接的物流转换更多依靠人工作业，这 就造成生产效率低且劳动强度大，并还存在安全隐患；而且将驱动桥 放置机器人焊接装置上是采用人工移动桥壳定位，往往通过工人的目 力来确定，在使用中得出定位常出现误差，焊接质量不稳定，所以使 机器人每次都得使用初始位置跟踪来寻找焊缝的位置，系统就变得很 复杂。因此传统的机器人焊接形式无论在生产效率和焊接质量、人力 成本上均不能满足现代高技术产品制造要求，所以促进发明人开发一 种新装载机驱动桥的机器人焊接设备。实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种装载机驱动桥的机器人焊接设 备，该焊接设备在保证焊接质量的前提下，将轮边轮边支撑轴热压装 工位、机器人焊接工位、焊后保温工位集合，实现自动化作业，减轻 焊接工人的劳动强度，减少安全事故，提高生产效率。本实用新型的通过以下技术方案实现一种装载机驱动桥的机器人焊接设备，包括驱动桥输送装置、轮 边支撑轴输送装置、轮边支撑轴热压紧装置、焊接机器人装置、保温 箱、电气控制单元；轮边支撑轴输送装置、轮边支撑轴热压紧装置、焊接机器人装置分别对称驱动桥输送装置的两侧，保温箱置于驱动桥输送装置末端；电气控制单元控制驱动桥输送装置、轮边支撑轴输送 装置、轮边支撑轴热压紧装置、焊接机器人装置、保温箱工作；所述 的驱动桥输送装置包括机架、行走小车、工作台、行走机构，定位机 构、传感器；工作台用于装卡驱动桥并安放在行走小车上，定位机构安放在行走小车上，行走小车通过行走机构装在机架上；所述的轮边 支撑轴输送装置包括支架、输送带、工装座、旋转机构、托料机构、行程开关；输送带绕在支架上并在旋转机构的带动下在支架上转动， 工装座固定在输送带上，行程开关和用于抓取轮边支撑轴托料机构放 置在支架的末端；所述的轮边支撑轴热压紧装置包括底座、移动架、 从动架、挤压机构、轮边支撑轴安放座、加热线圈、驱动机构、从动 架驱动机构，传感器；挤压机构、轮边支撑轴安放座依次设置在移动 架上，传感器设置在轮边支撑轴安放座上，加热线圈固定在从动架上， 从动架通过从动架驱动机构设置在移动架的上，移动架通过驱动机构 设置在底座上；所述的焊接机器人装置包括两个基座、两个移动座、 两个移动机构，两个焊接机器人、主动箱、旋转卡盘、转动机构、从 动箱、旋转顶锥，旋转卡盘通过转动机构联接在主动箱上，旋转顶锥 设置在从动箱上，主动箱和一个焊接机器人设置在同一移动座上，从 动箱和另一个焊接机器人均设置在另一-移动座上，两移动座分别通过 各自的移动机构设置在各自的基座上。上述驱动桥输送装置的行走机构包括伺服电机、齿轮、齿条、导 轨、导槽，齿轮设置在伺服电机的主轴上，伺服电机和导槽设在行走 小车上，导轨和齿条设在机架上、行走小车通过齿轮、齿条之间啮合 和导槽与导轨的配合实现在机架上的行走移动。上述驱动桥输送装置的工作台通过升降机构设置行走小车上。 上述驱动桥输送装置的行走小车为两台， 一台用运送未焊接的驱 动桥，另一台用于运送焊接好的驱动桥。上述轮边支撑轴输送装置的托料机构包括两个托架、支撑架、安 装座、上下移动组件、平移组件；托架上设有V字型开口用于抓取轮 边支撑轴，两托架对称设置在支撑架上，托架通过上下移动组件在支撑架上做上下移动，支撑架通过平移组件在安装座上移动。上述托料机构上下移动机构包括升降用气缸、移动用气缸、设在 托架上的滑槽，设在支撑架上的滑轨、设在支撑架上的导槽，设在安 装座上的导轨，托架在升降用气缸的作用下通过滑槽与滑轨的配合实 现在支撑架上做上下移动，支撑架在移动用气缸的作用下通过导槽与 导轨的配合在安装座上移动。上述轮边支撑轴输送装置的输送带为链条。上述轮边支撑轴热压紧装置的挤压机构包括气缸和顶轴，气缸固 定在移动架上，顶轴固定在气缸活塞杆上。上述保温箱包括箱壳、加热源、送料机构，加热源、送料机构设 在箱壳的内腔中。上述焊接机器人装置上方还设烟尘吸收排放装置。 本实用新型采用以上技术方案，重点是将轮边支撑轴输送装置、 轮边支撑轴热压紧装置、焊接机器人装置分别对称驱动桥输送装置的 两侧，保温箱设置在驱动桥输送装置末端；电气控制单元控制驱动桥 输送装置、轮边支撑轴输送装置、轮边支撑轴热压紧装置、焊接机器 人装置、保温箱工作；这使得装载机驱动桥的焊接工艺的几个独立的 工位通过驱动桥输送装置有机结合在一起，由此可见，本实用新型焊 接工艺中的几个工位之间的物流输入均由行动小车来完成，省去人工 将驱动桥在这几个工位之间的吊装，效率大大提高，消除物流转换中 可能对工人造成的安全隐患，并且驱动桥的焊接工位的固定通过主动 箱和从动箱自动完成，定位准确，确保了焊接质量。
图l是驱动桥立体图；图2是驱动桥俯视图；图3是图2中驱动桥的半剖视图；图4是本实用新型实施例一的立体图；图5是本实用新型实施例一的俯视图；图6是本实用新型实施例二的立体图；图7是驱动桥输送装置输送驱动桥的主视图；图8是驱动桥输送装置输送驱动桥的俯视图；图9是驱动桥输送装置输送驱动桥的局部剖视图；图IO是行走小车主视图；图11是图10的行走小车剖视图；图12是轮边支撑轴输送装置和轮边支撑轴热压紧装置组装主视图；图13是图12是轮边支撑轴输送装置和轮边支撑轴热压紧装置组 装的左视图；图14是图12是轮边支撑轴输送装置和轮边支撑轴热压紧装置组 装的俯视图；图15是托料机构的立体图；图16是轮边支撑轴热压紧装置立体图；图17是图16是轮边支撑轴热压紧装置主视图；图18是图16是轮边支撑轴热压紧装置仰视图；图19是图16是轮边支撑轴热压紧装置俯视图；图20是焊接机器人装置装卡驱动桥的主视图；图21是图20的焊接机器人装置装卡驱动桥的俯视图；图22是主动箱的立体图；图23是图22的主动箱的俯视图；图24是图23的主动箱的剖视图；图25是保温箱保温驱动桥的主视图；图26是图25的保温箱保温驱动桥的俯视图；图27是图6的烟尘吸收排放装置与围栏俯视图。
具体实施方式
以下结合附图，举出本实用新型具体最佳两个实施例 实施例一如图4、 5所示， 一种装载机驱动桥的机器人焊接设备， 包括驱动桥输送装置2、轮边支撑轴输送装置3、轮边支撑轴热压紧装 置4、焊接机器人装置5、保温箱6、电气控制单元7;轮边支撑轴输 送装置3、轮边支撑轴热压紧装置4、焊接机器人装置5分别对称驱动 桥输送装置2的两侧，保温箱6置于驱动桥输送装置2末端；电气控 制单元7控制驱动桥输送装置2、轮边支撑轴输送装置3、轮边支撑轴 热压紧装置4、焊接机器人装置5、保温箱6工作。如图7、 8、 9、 10、 ll所示，所述的驱动桥输送装置2包括直线 型机架21、两台行走小车22、 26、工作台23、行走机构24，定位机 构27、传感器(未示出)；传感器包括定位传感器(未示出)、压装 位置传感器(未示出)，焊接位置传感器(未示出)，行走小车22用 来运送未焊接的驱动桥，用于装卡驱动桥1的工作台23安放在行走小 车22上，定位机构27、定位传感器亦安放行走小车上行走小车22， 定位机构27为定位气缸271、压紧气缸272分别安装在行走小车22 上工作台23两侧，行走小车26用于运送焊接好的驱动桥，两台行走 小车22、 26分别通过行走机构24装在机架21上。上述行走机构24包括伺服电机241、齿轮242、齿条243、两条 导轨244、两条导槽245，蜗轮减速机246、伺服电机241通过蜗轮减 速机246与齿轮242相联，伺服电机241和两条导槽245设在行走小 车22的底部上，两条导轨244和齿条243对应设在机架21上、伺服 电机241的转动通过齿轮242、齿条243之间啮合和导槽245与导轨 244的配合实现行走小车22在机架21上的行走移动。上述的工作台23用于装卡驱动桥1并通过升降机构25设置行走 小车22上，所述的升降机构25固定在工作台下方，升降机构25包括 升降气缸251、导杆252和导套253,升降气缸251的本体设置在行走 小车22的空腔221中，活塞杆伸出行走小车22的顶端与工作台23的 底部相联接，导杆252亦联接在工作台23的底部，导套253设置有行 走小车22的顶部，导杆252穿置在导套253中，升降气缸251动作， 活塞杆推动工作台上升或下降，导杆252导套253滑动起到导向作用。如图12、 13、 14所示，轮边支撑轴输送装置3包括支架31、输 送带32、工装座33、旋转机构34、托料机构35、行程开关38，上述 的支架31呈倾斜状，输送带32为链条并环绕在支架31的斜边，输送 带32在旋转机构的34带动下在支架31上转动，工装座33为若干个 并列固定在输送带32上、每个工装座33上均有四个万向球36作用在 支架31的滑道37上，工装座33的上端呈V字型开口，用于放置轮边 支撑轴14、 15，行程开关38设在支架31的末端。上述的旋转机构34包括三相交流电机341、通过蜗轮减速机342、 驱动轮343、三相交流电机341通过蜗轮减速机342传动于驱动轮343 带动输送带32上工装座33沿斜坡方向运动。如图12、 15所示，上述托料机构35放置在支架31的末端用于抓 取左右轮边支撑轴14、 15，托料机构35包括两个呈悬臂状的托架351、支撑架352、升降用气缸353、移动用气缸354、安装座355，设在托 架351上的滑槽356，设在支撑架352上的滑轨357、设在支撑架上 352的导槽(未示出)、设在安装座的上导轨358、传感器(未示出)； 其中升降用气缸353、滑槽356，滑轨357构成上下移动组件，移动用 气缸354、导槽359、导轨358构成平移组件，托架351上设有V字型 开口用于抓取轮边支撑轴14、 15，两托架351对称设置在支撑架上352， 托架351通过上下移动机构在支撑架上352做上下移动，支撑架352 通过移动机构在安装座356上左右移动。如图16、 17、 18、 19所示，上述的轮边支撑轴热压紧装置4包括 底座41、移动架42、从动架43、挤压机构44、轮边支撑轴安放座45、 加热线圈46、驱动机构47、从动架驱动机构48、传感器(未示出)； 挤压机构44、轮边支撑轴安放座45依次设置在移动架42上，加热线 圈46固定在从动架43上，从动架43通过从动架驱动机构48设置在 移动架42的上，移动架42通过驱动机构47设置在底座上41;加热 线圈46用于加热预套装的轮边支撑轴14、 15，挤压机构44包括气缸 441和顶轴442、气缸架443，气缸441通过气缸架443固定在移动架 42上，顶轴442固定在气缸441活塞杆上，气缸441动作推动顶轴442 抵靠已加热的轮边支撑轴14、 15，并挤压已加热的轮边支撑轴14、 15 套装有桥壳11的两端，加热线圈46为中频加热电源，驱动机构47为 工程中常用的常见的螺杆传动机构，从动架驱动机构48均工程中常用 的常见的气缸传动机构，传感器包括安放座用传感器(未示出)、驱 动机构用传感器(未示出)、从动架驱动机构用传感器(未示出)。如图20、 21所示，上述的焊接机器人装置5包括两个基座51、两 个移动座52、两个移动机构53，两个焊接机器人54、主动箱55、旋 转卡盘56、转动机构57、从动箱58、旋转顶锥59、传感器(未示出)；焊接机器人54为焊接行业常用的ABB机器人，包括焊抢541 ，悬臂542， 底座543，旋转卡盘56为工程中常用的三爪卡盘用于装卡轮边支撑轴 14,旋转卡盘56通过转动机构57联接在主动箱55上，旋转顶锥59 用于顶靠轮边支撑轴15，旋转顶锥59转动设置在从动箱58的上端， 主动箱55和一个焊接机器人54设置在同一移动座52上，从动箱58 和另一个焊接机器人54均设置在另一移动座53上，两移动座52分别 通过各自的移动机构53联接在各自的基座51上。上述的移动机构53包括连接在基座51和移动座52之间滑槽滑规 531、气缸532组成，气缸532本体固定在基座51上，气缸532活塞 杆连接在移动座52上，气缸532动作带动主动箱55和焊接机器人54 在基座51上移动。如图22、 23、 24所示，转动机构57包括伺服电机571，减速齿 轮组572;伺服电机571固定在主动箱55的内部空腔551中，伺服电 机571主轴从主动箱55侧壁的轴孔552中穿出并与设置在主动箱55 侧壁的减速齿轮组572联接，减速齿轮组572再联接旋转卡盘56，伺 服电机571转动通过减速齿轮组572减速带动旋转卡盘56转动。如图4、 25、 26所示，上述保温箱6包括箱壳61、加热源(图未 示出，提升门62、气缸63、送料机构63，箱壳61中空且两端分别设 为进料口 611和出料口 612，提升门62设置进料口61处，气缸63用 于控制提升门62的升降，驱动桥输送装置2末端对应箱体61的进料 口处611，加热源、送料机构62设在箱壳61的内腔613中。上述的送料机构63包括支架631、支座632、链条633、电机634、 减速器635、链轮636;链条633环绕在支架631上，若干个支座632 并列固定在链条633上，支座632设有V型开口用于承纳轮边支撑轴 14、 15，电机634通过减速器635传动链轮636，链轮636带动链条633在支架631上转动。本实施例二如图6、图27所示，在焊接设备的上方上述烟尘吸 收排放装置8和围栏9，围栏9罩在焊接机器人装置5的上方，上述 的烟尘吸收排放装置8包括主机81、管道82，吸尘罩83，吸尘罩83 罩在围栏9顶部，吸尘罩83通过管道82与主机81相联，主机81工 作将焊接机器人装置5工作时在围栏9产生焊接烟尘吸收并过滤，后 直接排入大气，减少废气对工作人员的伤害。本实用新型的工作过程是，1、 预备阶段；当桥壳11和轮边支撑轴14、 15经前道工序加工后， 桥壳11放置在行走小车22的工作台23上，定位气缸271动作，定位 传感器检测到为后，压紧气缸27动作推动桥壳11定位，定位好桥壳 11后，人工装夹刹车盘12、 13并点焊在桥壳11上；启动行走小车22 行走到轮边支撑轴热压紧装置4中间(压装工位)，进入压装准备。另，加工好轮边支撑轴14、 15放置在轮边支撑轴输送装置3的输 送带32的工装座33上，当放置有轮边轮边支撑轴14、 15的工装座 33到达行程开关38处时，行程开关38处检测到轮边轮边支撑轴14、 15后，控制三相交流电机341停止；托料机构35开始工作，由升降 用气缸353推动托架351托起轮边支撑轴14、 15，检测升降用气缸353 到位后再由移动用气缸354推动支撑架352把轮边支撑轴14、 15输送 到轮边支撑轴热压紧装置4中间，升降用气缸353检测移动用气缸354 到位后，升降用气缸353下降回位并把轮边支撑轴14、 15放在轮边支 撑轴安放座45上，轮边支撑轴安放座45传感器检测到轮边支撑轴14、 15后，移动用气缸354复位回到初始位置等待下一个循环。2、 压装工位当轮边支撑轴安放座45传感器检测到轮边支撑轴 14、 15后，轮边支撑轴热压紧装置4的从动架驱动机构48移动加热线圈46对轮边支撑轴14、 15进行加热，同时，驱动机构47驱动移动 架42向轮边支撑轴14、 15近，加热线圈46到达设定时间后，由挤压 机构44推动轮边支撑轴14、 15压入到桥壳11两端上，之后保压一个 周期。3、 焊接工位当桥壳11和轮边支撑轴14、 15热压装完成后，行 走小车22托起热压装完成的驱动桥1继续行走到焊接机器人装置5(焊 接工位)中间，升降气缸251动作推动工作台23上升把热压装完成的 驱动桥1托起，主动箱55移动到指定位置，接着从动箱58移动到指 定位置，主动箱55的旋转卡盘56夹紧轮边支撑轴14 一端，从动箱 58的旋转顶锥59顶靠轮边支撑轴15 —端，驱动桥1定位好后行走小 车22回到初始位置，焊接机器人54控制焊枪541开始起弧焊接，同 时转动机构57开动作带动驱动桥旋转，完成环缝的焊接。4、 保温工位当驱动桥l焊接完成后，行走小车26行走到焊接 机器人装置5 (焊接工位)中间，升降气缸251动作推动工作台23上 升把焊接完成的驱动桥1托住，主动箱55的旋转卡盘56松开轮边支 撑轴14，同时主动箱55和从动箱复位。行走小车26继续行走把焊接 完成的驱动桥1送入保温箱8中进行回火。由此可见，本实用新型把焊接工艺中的几个工位之间的物流转换 均由行动小车来完成，省去人工将驱动桥在这几个工位之间的吊装， 效率大大提高，消除物流转换中可能对工人造成的安全隐患，并且驱 动桥的焊接工位的固定通过主动箱和从动箱自动完成，定位准确，确 保了焊接质量。
权利要求1、一种装载机驱动桥的机器人焊接设备，其特征在于，该焊接设备包括驱动桥输送装置、轮边支撑轴输送装置、轮边支撑轴热压紧装置、焊接机器人装置、保温箱、电气控制单元；轮边支撑轴输送装置、轮边支撑轴热压紧装置、焊接机器人装置分别对称驱动桥输送装置的两侧，保温箱置于驱动桥输送装置末端；电气控制单元控制驱动桥输送装置、轮边支撑轴输送装置、轮边支撑轴热压紧装置、焊接机器人装置、保温箱工作；所述的驱动桥输送装置包括机架、行走小车、工作台、行走机构，定位机构、传感器；工作台用于装卡驱动桥并安放在行走小车上，定位机构安放在行走小车上，行走小车通过行走机构装在机架上；所述的轮边支撑轴输送装置包括支架、输送带、工装座、旋转机构、托料机构、行程开关；输送带绕在支架上并在旋转机构的带动下在支架上转动，工装座固定在输送带上，行程开关和用于抓取轮边支撑轴托料机构放置在支架的末端；所述的轮边支撑轴热压紧装置包括底座、移动架、从动架、挤压机构、轮边支撑轴安放座、加热线圈、驱动机构、从动架驱动机构，传感器；挤压机构、轮边支撑轴安放座依次设置在移动架上，传感器设置在轮边支撑轴安放座上，加热线圈固定在从动架上，从动架通过从动架驱动机构设置在移动架的上，移动架通过驱动机构设置在底座上；所述的焊接机器人装置包括两个基座、两个移动座、两个移动机构，两个焊接机器人、主动箱、旋转卡盘、转动机构、从动箱、旋转顶锥，旋转卡盘通过转动机构联接在主动箱上，旋转顶锥设置在从动箱上，主动箱和一个焊接机器人设置在同一移动座上，从动箱和另一个焊接机器人均设置在另一移动座上，两移动座分别通过各自的移动机构设置在各自的基座上。
2、如权利要求1所述一种装载机驱动桥的机器人焊接设备，其 特征在于驱动桥输送装置的行走机构包括伺服电机、齿轮、齿条、 导轨、导槽，齿轮设置在伺服电机的主轴上，伺服电机和导槽设在行 走小车上，导轨和齿条设在机架上、行走小车通过齿轮、齿条之间啮 合和导槽与导轨的配合实现在机架上的行走移动。
3、 如权利要求1所述一种装载机驱动桥的机器人焊接设备，其 特征在于驱动桥输送装置的工作台通过升降机构设置行走小车上。
4、 如权利要求1所述一种装载机驱动桥的机器人焊接设备，其 特征在于驱动桥输送装置的行走小车为两台， 一台用运送未焊接的 驱动桥，另一台用于运送焊接好的驱动桥。
5、 如权利要求1所述一种装载机驱动桥的机器人焊接设备，其 特征在于轮边支撑轴输送装置的托料机构包括两个托架、支撑架、 安装座、上下移动组件、平移组件；托架上设有V字型开口用于抓取 轮边支撑轴，两托架对称设置在支撑架上，托架通过上下移动组件在 支撑架上做上下移动，支撑架通过平移组件在安装座上移动。
6、 如权利要求5所述一种装载机驱动桥的机器人焊接设备，其特征在于上述上下移动机构包括升降用气缸、移动用气缸、设在托 架上的滑槽，设在支撑架上的滑轨、设在支撑架上的导槽，设在安装 座上的导轨，托架在升降用气缸的作用下通过滑槽与滑轨的配合实现 在支撑架上做上下移动，支撑架在移动用气缸的作用下通过导槽与导 轨的配合在安装座上移动。
7、 如权利要求1所述一种装载机驱动桥的机器人焊接设备，其特征在于轮边支撑轴输送装置的输送带为链条。
8、 如权利要求1所述一种装载机驱动桥的机器人焊接设备，其特征在于上述轮边支撑轴热压紧装置的挤压机构包括气缸和顶轴， 气缸固定在移动架上，顶轴固定在气缸活塞杆上。
9、 如权利要求1所述一种装载机驱动桥的机器人焊接设备，其 特征在于保温箱包括箱壳、加热源、送料机构，加热源、送料机构 设在箱壳的内腔中。
10、 如权利要求1所述一种装载机驱动桥的机器人焊接设备，其 特征在于在焊接机器人装置上方还设烟尘吸收排放装置。
专利摘要本实用新型装载机驱动桥的机器人焊接设备，该设备将轮边支撑轴输送装置、轮边支撑轴热压紧装置、焊接机器人装置分别对称驱动桥输送装置的两侧，保温箱设在驱动桥输送装置末端；电气控制单元控制驱动桥输送装置、轮边支撑轴输送装置、轮边支撑轴热压紧装置、焊接机器人装置、保温箱工作；这使得装载机驱动桥的焊接工艺的几个独立的工位通过驱动桥输送装置有机结合在一起，由此可见，本实用新型焊接工艺中的几个工位之间的物流输入均由行动小车来完成，省去人工将驱动桥在这几个工位之间的吊装，效率大大提高，消除物流转换中可能对工人造成的安全隐患，并且驱动桥的焊接工位的固定通过主动箱和从动箱自动完成，定位准确，确保了焊接质量。
文档编号B23K37/04GK201346675SQ20092013652
公开日2009年11月18日 申请日期2009年1月20日 优先权日2009年1月20日
发明者刘兵华, 孔令康, 李金铎, 蒋炳翔, 谢传禄, 陆祖攀 申请人:厦门思尔特机器人系统有限公司