一种用于焊接汽车零部件的焊接机器人

技术领域

本发明属于焊接机器人技术领域，具体涉及一种用于焊接汽车零部件的焊接机器人。

背景技术

汽车配件加工(autospareparts)是构成汽车配件加工整体的各单元及服务于汽车配件加工的产品，现有的汽车配件在加工时，需要使用到焊接机器人对其进行焊接处理。但它在实际使用中仍存在以下弊端：

现有的焊接机器人，在使用时，机器不能多角度旋转，不便于对汽车零部件进行全方位的焊接，而现有焊接加工流水线采用的是直线式传输方式，无法使得待焊接工件本身旋转，从而对焊接作业造成了影响，需要使用多个焊接机器人，多个作业工位才能对某些汽车零部件进行全方位焊接；

并且现有的焊接流水线，由于使用多个焊接机器人，直线流水线设置的更长，占用的空间面积更大，且购置多个焊接机器人的成本更高，从而增加了生产的成本，降低了产品的价格竞争力。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于焊接汽车零部件的焊接机器人，用以解决现有技术中存在的待焊接工件无法全方位焊接、焊接流水线过长、焊接机器人过多增大了空间占用面积和使用成本的问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于焊接汽车零部件的焊接机器人，包括旋转台，所述旋转台中部设置有呈圆形的固定板，所述固定板上设置有多轴焊接机械臂，所述多轴焊接机械臂自由端部设置有三个电焊枪，所述旋转台下端面设置有具有内齿圈的环形齿轮，所述固定板下方连接有支撑座，所述支撑座上端设置有圆柱状的支撑柱，所述支撑柱上端与固定板连接，所述旋转台转动设置在支撑柱上，所述支撑座上设置有第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出端设置有主动齿轮，所述主动齿轮与环形齿轮的内齿圈相啮合；

所述旋转台上表面设置有圆周分布有若干工件夹具，所述工件夹具下端设置有第二驱动电机，所述工件夹具转动设置在旋转台上，所述旋转台内部空心且下端面贯通，所述旋转台内侧设置有安装板，所述第二驱动电机设置在安装板上；

所述环形齿轮的下表面设置有电滑环，所述支撑座上设置有电刷与电滑环相接触，所述电滑环与第二驱动电机电连接。

上述结构的工作过程及原理如下：

在工作时，将多个工件固定在每一个工件夹具上，第一驱动电机运行带动主动齿轮转动，在主动齿轮和环形齿轮的协同下带动旋转台围绕固定板转动，多轴焊接机械臂对位于其加工区的待加工件进行焊接作业，三个电焊枪一起进行焊接，提高了焊接的效率，并且一次性同步多点位焊接，提高了焊接的稳定性和焊接质量，并且焊接完第一同步点位以后，第二驱动电机带动工件夹具旋转，方便电焊枪进行第二同步点位的焊接，根据设定焊接点位数，实现一个工位全方位焊接，并且采用圆台式焊接生产线，减少了焊接机器人的使用量，减少了空间占用，降低了生产成本；而电滑环和电刷的设置，便于电源为第二驱动电机供电，保证第二驱动电机的稳定供电，使得供电不受旋转作业的限制。

进一步的，所述电焊枪中部铰接在多轴焊接机械臂端部，所述电焊枪与多轴焊接机械臂的自由端的侧壁之间连接有直线驱动装置，所述直线驱动装置的一端与多轴焊接机械臂相铰接，另一端与电焊枪的尾部相铰接。

通过直线驱动装置的设置，便于对每个电焊枪的角度进行调节，提高了电焊枪的焊接精度，同时能够适用于多个点位，提高焊接作业的多样性。

进一步的，所述旋转台与支撑柱连接处成型有转动套筒，所述转动套筒转动套设在支撑柱上，所述转动套筒内壁设置有轴承，所述轴承与支撑柱转动连接，所述支撑柱与支撑座之间形成台阶状结构，所述转动套筒底部与支撑座顶面相抵接，所述支撑座顶面嵌设有若干滚动钢珠，所述滚动钢珠与转动套筒下表面相抵接。

通过转动套筒的设置，便于旋转台与支撑柱之间的转动连接，采用台阶状的布置结构，保证旋转台受到稳定的支撑，减少旋转处的应力过载，保证使用寿命，同时轴承以及滚动钢珠的设置，减少了转动套筒与支撑柱以及支撑座之间的摩擦力，保证旋转运动的稳定性。

进一步的，所述转动套筒顶部对应固定板的位置成型有一圈圆盘形空腔，所述空腔内嵌设有若干滚动球，所述滚动球与固定板下表面相抵接。

圆盘形空腔的设置，主要为了减少固定板与转动套筒之间的摩擦力，而通过滚动球的设置，同样是减少两者之间的摩擦力，保证效果。

进一步的，所述工件夹具包括呈圆型的夹具座，所述夹具座下表面中央位置与第二驱动电机的输出端相连接，所述夹具座与旋转台转动连接，所述夹具座上圆周阵列分布有四个活动夹具。

四个活动夹具均布在夹具座上，便于将工件固定的更加稳定，夹具座跟随第二驱动电机旋转，实现待加工的工件自动旋转，方便能够更好的进行焊接作业，并配合三个电焊枪，快速将工件焊接完毕。

进一步的，所述活动夹具包括滑动座，所述滑动座设置在夹具座上，所述滑动座上开设有截面呈凸字形的滑槽，所述滑槽一端封闭，另一端贯通，所述滑槽内滑动设置有顶块，所述顶块滑动设置在滑槽内，所述顶块与滑槽的封闭端之间连接有压缩弹簧。

采用顶块与压缩弹簧的配合，顶块在滑槽内滑动伸缩，实现对工件的限位和卡紧，结构简单，不易出现故障，并且工件拆装方便。

进一步的，所述工件夹具共有八个且圆周分布在旋转台上，所述工件夹具距离固定板轴线的距离小于多轴焊接机械臂神展开后的长度的三分之二。

八个工件夹具能够尽可能的固定更多的待加工工件，方便旋转一周加工的工件更多，距离的限制，能够更适用于三个电焊枪一起工作，便于提供机械臂更大的加工活动空间。

进一步的，所述顶块的端部设置有摩擦齿。

摩擦齿的设置，提高了顶块的摩擦力，紧固工件更加方便。

有益效果：本发明通过在工作时，将多个工件固定在每一个工件夹具上，第一驱动电机运行带动主动齿轮转动，在主动齿轮和环形齿轮的协同下带动旋转台围绕固定板转动，多轴焊接机械臂对位于其加工区的待加工件进行焊接作业，三个电焊枪一起进行焊接，提高了焊接的效率，并且一次性同步多点位焊接，提高了焊接的稳定性和焊接质量，并且焊接完第一同步点位以后，第二驱动电机带动工件夹具旋转，方便电焊枪进行第二同步点位的焊接，根据设定焊接点位数，实现一个工位全方位焊接，并且采用圆台式焊接生产线，减少了焊接机器人的使用量，减少了空间占用，降低了生产成本；而电滑环和电刷的设置，便于电源为第二驱动电机供电，保证第二驱动电机的稳定供电，使得供电不受旋转作业的限制。

附图说明

图1为本发明的整体结构主视图；

图2为本发明的整体结构俯视图；

图3为本发明中多轴焊接机械臂自由端的结构示意图；

图4为本发明中旋转台的剖视图；

图5为图4中A的结构放大图。

附图标记：1、旋转台；2、固定板；3、多轴焊接机械臂；4、电焊枪；5、环形齿轮；6、支撑座；7、支撑柱；8、第一驱动电机；9、主动齿轮；10、工件夹具；11、第二驱动电机；12、安装板；13、电滑环；14、直线驱动装置；15、转动套筒；16、轴承；17、滚动钢珠；18、空腔；19、滚动球；20、夹具座；21、滑动座；22、滑槽；23、顶块；24、压缩弹簧；25、摩擦齿。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图和实施例或现有技术的描述对本发明作简单地介绍，显而易见地，下面关于附图结构的描述仅仅是本发明的一些实施例，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。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。

实施例：

如图1-图5所示，本实施例提供了一种用于焊接汽车零部件的焊接机器人，包括旋转台1，旋转台1中部设置有呈圆形的固定板2，固定板2上设置有多轴焊接机械臂3，多轴焊接机械臂3自由端部设置有三个电焊枪4，旋转台1下端面设置有具有内齿圈的环形齿轮5，固定板2下方连接有支撑座6，支撑座6上端设置有圆柱状的支撑柱7，支撑柱7上端与固定板2连接，旋转台1转动设置在支撑柱7上，支撑座6上设置有第一驱动电机8，第一驱动电机8的输出端设置有主动齿轮9，主动齿轮9与环形齿轮5的内齿圈相啮合；

旋转台1上表面设置有圆周分布有若干工件夹具10，工件夹具10下端设置有第二驱动电机11，工件夹具10转动设置在旋转台1上，旋转台1内部空心且下端面贯通，旋转台1内侧设置有安装板12，第二驱动电机11设置在安装板12上；

环形齿轮5的下表面设置有电滑环13，支撑座6上设置有电刷与电滑环13相接触，电滑环13与第二驱动电机11电连接。

上述结构的工作过程及原理如下：

在工作时，将多个工件固定在每一个工件夹具10上，第一驱动电机8运行带动主动齿轮9转动，在主动齿轮9和环形齿轮5的协同下带动旋转台1围绕固定板2转动，多轴焊接机械臂3对位于其加工区的待加工件进行焊接作业，三个电焊枪4一起进行焊接，提高了焊接的效率，并且一次性同步多点位焊接，提高了焊接的稳定性和焊接质量，并且焊接完第一同步点位以后，第二驱动电机11带动工件夹具10旋转，方便电焊枪4进行第二同步点位的焊接，根据设定焊接点位数，实现一个工位全方位焊接，并且采用圆台式焊接生产线，减少了焊接机器人的使用量，减少了空间占用，降低了生产成本；而电滑环13和电刷的设置，便于电源为第二驱动电机11供电，保证第二驱动电机11的稳定供电，使得供电不受旋转作业的限制。

在本发明的另一个实施例中，如图3所示，电焊枪4中部铰接在多轴焊接机械臂3端部，电焊枪4与多轴焊接机械臂3的自由端的侧壁之间连接有直线驱动装置14，直线驱动装置14的一端与多轴焊接机械臂3相铰接，另一端与电焊枪4的尾部相铰接。

通过直线驱动装置14的设置，便于对每个电焊枪4的角度进行调节，提高了电焊枪4的焊接精度，同时能够适用于多个点位，提高焊接作业的多样性。

在本发明的另一个实施例中，如图4所示，旋转台1与支撑柱7连接处成型有转动套筒15，转动套筒15转动套设在支撑柱7上，转动套筒15内壁设置有轴承16，轴承16与支撑柱7转动连接，支撑柱7与支撑座6之间形成台阶状结构，转动套筒15底部与支撑座6顶面相抵接，支撑座6顶面嵌设有若干滚动钢珠17，滚动钢珠17与转动套筒15下表面相抵接。

通过转动套筒15的设置，便于旋转台1与支撑柱7之间的转动连接，采用台阶状的布置结构，保证旋转台1受到稳定的支撑，减少旋转处的应力过载，保证使用寿命，同时轴承16以及滚动钢珠17的设置，减少了转动套筒15与支撑柱7以及支撑座6之间的摩擦力，保证旋转运动的稳定性。

在本发明的另一个实施例中，如图4所示，转动套筒15顶部对应固定板2的位置成型有一圈圆盘形空腔18，空腔18内嵌设有若干滚动球19，滚动球19与固定板2下表面相抵接。

圆盘形空腔18的设置，主要为了减少固定板2与转动套筒15之间的摩擦力，而通过滚动球19的设置，同样是减少两者之间的摩擦力，保证效果。

在本发明的另一个实施例中，如图1-图5所示，工件夹具10包括呈圆型的夹具座20，夹具座20下表面中央位置与第二驱动电机11的输出端相连接，夹具座20与旋转台1转动连接，夹具座20上圆周阵列分布有四个活动夹具。

四个活动夹具均布在夹具座20上，便于将工件固定的更加稳定，夹具座20跟随第二驱动电机11旋转，实现待加工的工件自动旋转，方便能够更好的进行焊接作业，并配合三个电焊枪4，快速将工件焊接完毕。

在本发明的另一个实施例中，如图1-图5所示，活动夹具包括滑动座21，滑动座21设置在夹具座20上，滑动座21上开设有截面呈凸字形的滑槽22，滑槽22一端封闭，另一端贯通，滑槽22内滑动设置有顶块23，顶块23滑动设置在滑槽22内，顶块23与滑槽22的封闭端之间连接有压缩弹簧24。

采用顶块23与压缩弹簧24的配合，顶块23在滑槽22内滑动伸缩，实现对工件的限位和卡紧，结构简单，不易出现故障，并且工件拆装方便。

在本发明的另一个实施例中，如图1-图4所示，工件夹具10共有八个且圆周分布在旋转台1上，工件夹具10距离固定板2轴线的距离小于多轴焊接机械臂3神展开后的长度的三分之二。

八个工件夹具10能够尽可能的固定更多的待加工工件，方便旋转一周加工的工件更多，距离的限制，能够更适用于三个电焊枪4一起工作，便于提供机械臂更大的加工活动空间。

在本发明的另一个实施例中，如图5所示，顶块23的自由伸缩端的端部设置有摩擦齿25。

摩擦齿25的设置，提高了顶块23的摩擦力，紧固工件更加方便。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。