一种新型的柔性单面双点点焊焊接系统及工艺的制作方法

本发明涉及点焊技术领域，特别涉及一种新型的柔性单面双点点焊焊接系统及工艺。

背景技术：

传统的焊接系统采用串联式机器人移动单面双点点焊焊钳，串联机器人的刚性较差，焊接时焊接反作用力容易造成电极反向位移，造成焊接压力不稳定，影响焊点质量，另外，传统的焊接系统采用气缸调整电极间距，可调距离固定。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的在于提出一种新型的柔性单面双点点焊焊接系统及工艺，从整体上提高了点焊系统的工作效率和焊接质量。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种新型的柔性单面双点点焊焊接系统，包括：机器人机架、并联机器人、焊钳、电动缸、装焊夹具，其中，

所述机器人机架，包括矩形框架和四条支腿，所述矩形框架的四个下端角上垂直固定安装所述支腿，每条所述支腿固定安装于地面上；

所述并联机器人包括静平台、动平台及电动缸桁架臂，所述静平台与动平台通过所述电动缸桁架臂连接，所述静平台位于所述动平台的上方，所述静平台与所述机器人机架固定连接；

所述装焊夹具固定安装在地面上，位于所述矩形框架的正下方，所述装焊夹具包括铜垫板和夹头，所述铜垫板用于夹紧工件并传递焊接电流，所述夹头用于夹紧定位待加工工件；

所述并联机器人的动平台的法兰上连接有所述焊钳，所述焊钳为单面双点焊钳，所述焊钳包括：一组静电极、一组动电极、电动缸、焊接变压器、二次回路导体组件、动电极运动组件和钳体支架，所述静电极和焊接变压器分别固定安装在所述钳体支架上，所述焊接变压器的次级输出端连接所述二次回路导体组件的输入端，所述二次导体回路导体组件的输出端分别连接所述静电极和所述动电极，其中，

所述静电极和动电极结构相同，所述静电极和所述动电极可通过电动缸调节间距，均包括：串联气缸、电极臂、电极座、电极接杆、电极帽和防转部件，所述串联气缸、电极臂、电极座、电极接杆、电极帽依次固定连接，所述串联气缸用于驱动静电极和动电极上下往复运动，所述防转部件与所述串联气缸和电极臂固定连接，用于防止静电极和动电极绕自身轴线旋转；

所述动电极运动组件包括滑槽和滑块，用于驱动动电极相对于静电极运动，调整与静电极的间距，所述滑槽固定安装在所述钳体支架上，所述滑块滑动设置于所述滑槽中，所述动电极安装在所述滑块上，所述滑块的一端通过l型支架和一组连杆与电动缸连接；

所述电动缸固定安装在所述钳体支架上，用于驱动动电极运动组件，包括：伺服电机、同步带机构、滚珠丝杠、输出主轴，所述伺服电机垂直连接同步带机构的一端，所述同步带机构垂直连接所述滚珠丝杠，所述滚珠丝杠通过螺母连接所述输出主轴，所述输出主轴连接所述连杆，其中，所述滚珠丝杠与所述伺服电机平行，且位于所述同步带机构的同一侧。

进一步，所述电极臂、电极座、电极接杆及电极帽内分别设有通水孔，所述通水孔用于通入冷却水，对电极臂、电极座、电极接杆及电极帽进行强烈水冷却，带走焊接工作时产生的大量热量。

进一步，所述防转部件包括第一固定座、第二固定座，固定轴，所述第一固定座与气缸固定连接，所述第二固定座与转臂固定连接，所述第一固定座和第二固定座中设有通孔，所述转轴穿过所述第一固定座、第二固定座的通孔，所述转轴的两端采用螺栓进行固定。

进一步，所述静电极和动电极还包括接近开关元件，用于检测电极位置。

进一步，所述动电极与所述二次回路导体组件之间设有柔性导体零件，所述柔性导体零件由铜箔叠制而成，随动电极的运动而变形。

进一步，所述静电极和动电极平行。

进一步，所述铜垫板的材质采用铬锆铜。

一种新型的柔性单面双点点焊焊接工艺，包括如下步骤：

步骤s1：机器人和焊钳在等待位置进行等待，将待加工工件固定在装焊夹具上，夹头和铜垫板夹紧固定待加工工件；

步骤s2：工件固定后，每个机器人带动与其连接的焊钳运动到其中一个工作位置，使静电极和动电极对准待加工工件上的其中一组焊点，一组焊点包括两个焊点；

步骤s3：电动缸驱动所述动电极运动组件中的滑块运动，滑块带动动电极运动，使动电极和静电极之间的距离达到预设位置；

步骤s4：静电极和动电极的串联气缸内的压缩空气换向，串联气缸内的活塞同时带动静电极和动电极向待加工工件运动，运动至待加工工件的焊接点；

步骤s5：控制系统向焊接变压器输入焊接电流，焊接电流从变压器的正极流出，经过动电极、工件、铜垫板和静电极后返回负极，一次完成两个焊点的焊接；

步骤s6：焊接完成后，串联气缸内的压缩空气再次换向，串联气缸内的活塞反向运动，带动静电极和动电极离开待加工工件，并回到等待位置；

步骤s7：控制系统接收到两个电极到位的信号后按照预设的路径移动至下一工作位置。如此循环，直至工件上的所有焊点都完成后，焊钳返回等待位置，操作者更换下一工件再开始新的焊接工作。

进一步，所述静电极和动电极平行。

进一步，所述铜垫板的材质采用铬锆铜。

本发明的优点在于：本发明的机器人采用并联结构，具有3～6个自由度，整机结构刚性很高，可以承受很大的焊接反作用力，有效防止电机反向位移，电机位置稳定，焊接压力稳定；采用电动缸驱动动电极，调整动电极和静电极之间的间距，可在有限范围内做无级调整，能够适应多种焊点电距要求；动电极与二次回路导体组件之间设有柔性导体零件，柔性导体零件由铜箔叠制而成，随动电极的运动而变形，增加了动电极与工件之间的缓冲作用力，提高了焊接稳定性，进而提高了焊点质量，本发明从整体上提高了点焊系统的工作效率和焊接质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的新型的柔性单面双点点焊焊接系统及工艺的整体结构示意图；

图2为本发明的新型的柔性单面双点点焊焊接系统及工艺的焊钳结构示意图；

图3为本发明的新型的柔性单面双点点焊焊接系统及工艺的静电极和动电极的结构示意图；

图4为本发明的新型的柔性单面双点点焊焊接系统及工艺的动电极运动组件的结构示意图；

图5为本发明的新型的柔性单面双点点焊焊接系统及工艺的电动缸的结构示意图。

其中：1、机器人；2、机器人支架；3、焊钳；4、待加工工件；5、装焊夹具；6、动电极；7、静电极；8、焊接变压器；9、二次回路导体组件；10、动电极运动组件；11、钳体支架；12、串联气缸；13、电极臂；14、电极座；15、电极接杆；16、电极帽；17、防转部件；18、滑块；19、滑槽；20、l型支架；21、连杆；22、电动缸；23、伺服电机；24、同步带机构；25、滚珠丝杠；26、螺母；27、输出主轴。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1所示，本发明一方面的实施例提供一种新型的柔性单面双点点焊焊接系统，包括：机器人1机架、并联机器人1、焊钳3、装焊夹具5，其中，

所述机器人1机架，包括矩形框架和四条支腿，所述矩形框架的四个下端角上垂直固定安装所述支腿，每条所述支腿固定安装于地面上；

所述并联机器人1包括静平台、动平台及电动缸桁架臂，所述静平台与动平台通过所述电动缸桁架臂连接，所述静平台位于所述动平台的上方，所述静平台与所述机器人机架1固定连接；

所述装焊夹具5固定安装在地面上，位于所述矩形框架的正下方，所述装焊夹具5包括铜垫板和夹头，所述铜垫板用于夹紧工件并传递焊接电流，所述夹头用于夹紧定位待加工工件4；

所述并联机器人1的动平台的法兰上连接有焊钳3，如图2所示，所述焊钳3包括：一组静电极7、一组动电极6、电动缸22、焊接变压器8、二次回路导体组件9、动电极6运动组件和钳体支架11，所述静电极7和焊接变压器8分别固定安装在所述钳体支架11上，所述焊接变压器8的次级输出端连接所述二次回路导体组件9的输入端，所述二次导体回路导体组件的输出端分别连接所述静电极7和所述动电极6，其中，

如图3所示，所述静电极7和动电极6结构相同，均包括：串联气缸12、电极臂13、电极座14、电极接杆15、电极帽16和防转部件17，所述串联气缸12、电极臂13、电极座14、电极接杆15、电极帽16依次固定连接，所述串联气缸12用于驱动静电极7和动电极6上下往复运动，所述防转部件17与所述串联气缸12和电极臂13固定连接，用于防止静电极7和动电极6绕自身轴线旋转；

如图4所示，所述动电极6运动组件包括滑槽19和滑块18，用于驱动动电极6相对于静电极7运动，调整与静电极7的间距，所述滑槽19固定安装在所述钳体支架11上，所述滑块18滑动设置于所述滑槽19中，所述动电极6安装在所述滑块18上，所述滑块18的一端通过l型支架20和一组连杆21与电动缸22连接；

如图5所示，所述电动缸22固定安装在所述钳体支架11上，用于驱动动电极6运动组件，包括：伺服电机23、同步带机构24、滚珠丝杠25、输出主轴27，所述伺服电机23垂直连接同步带机构24的一端，所述同步带机构24垂直连接所述滚珠丝杠25，所述滚珠丝杠25通过螺母26连接所述输出主轴27，所述输出主轴27连接所述连杆21，其中，所述滚珠丝杠25与所述伺服电机23平行，且位于所述同步带机构24的同一侧。滚珠丝杠25将伺服电机23的回转运动转换为输出主轴27的折返直线运动。

进一步，所述电极臂13、电极座14、电极接杆15及电极帽16内分别设有通水孔，所述通水孔用于通入冷却水，对电极臂13、电极座14、电极接杆15及电极帽16进行强烈水冷却，带走焊接工作时产生的大量热量。

进一步，所述防转部件17包括第一固定座、第二固定座，固定轴，所述第一固定座与气缸固定连接，所述第二固定座与转臂固定连接，所述第一固定座和第二固定座中设有通孔，所述转轴穿过所述第一固定座、第二固定座的通孔，所述转轴的两端采用螺栓进行固定。

进一步，所述静电极7和动电极6还包括接近开关元件，用于检测电极位置。

进一步，所述动电极6与所述二次回路导体组件9之间设有柔性导体零件，所述柔性导体零件由铜箔叠制而成，随动电极6的运动而变形。

进一步，所述静电极7和动电极6平行。

进一步，所述铜垫板的材质采用铬锆铜，导电性能优良。

本发明另一方面实施例提供一种新型的柔性单面双点点焊焊接工艺，包括如下步骤：

步骤s1：机器人1和焊钳3在等待位置进行等待，将待加工工件4固定在装焊夹具5上，夹头和铜垫板夹紧固定待加工工件4；

步骤s2：工件固定后，每个机器人1带动与其连接的焊钳3运动到其中一个工作位置，使静电极7和动电极6对准待加工工件4上的其中一组焊点，一组焊点包括两个焊点；

步骤s3：电动缸22驱动所述动电极6运动组件中的滑块18运动，滑块18带动动电极6运动，使动电极6和静电极7之间的距离达到预设位置；

步骤s4：静电极7和动电极6的串联气缸12内的压缩空气换向，串联气缸12内的活塞同时带动静电极7和动电极6向待加工工件4运动，运动至待加工工件4的焊接点；

步骤s5：控制系统向焊接变压器8输入焊接电流，焊接电流从变压器的正极流出，经过动电极6、工件、铜垫板和静电极7后返回负极，一次完成两个焊点的焊接；

步骤s6：焊接完成后，串联气缸12内的压缩空气再次换向，串联气缸12内的活塞反向运动，带动静电极7和动电极6离开待加工工件4，并回到等待位置。

步骤s7：控制系统接收到两个电极到位的信号后按照预设的路径移动至下一工作位置。如此循环，直至工件上的所有焊点都完成后，焊钳3返回等待位置，操作者更换下一工件再开始新的焊接工作。

进一步，所述静电极7和动电极6平行。

进一步，所述铜垫板的材质采用铬锆铜。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。