一种机器人加工制造用焊接机的制作方法

1.本实用新型涉及机焊接设备技术领域，具体为一种机器人加工制造用焊接机。


背景技术：

2.焊接也称作熔接，是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术；现代焊接的能量来源有很多种，包括气体焰、电弧、激光、电子束、摩擦和超声波等；除了在工厂中使用外，焊接还可以在多种环境下进行，如野外、水下和太空；无论在何处，焊接都可能给操作者带来危险，所以在进行焊接时必须采取适当的防护措施；焊接给人体可能造成的伤害包括烧伤、触电、视力损害、吸入有毒气体、紫外线照射过度等；
3.现有的机器人加工制造用焊接机，待焊接件夹装和拆卸过程时间长，大大降低了焊接机的工作效率，此外，机械臂带动焊接头进行焊接，机械臂运动的过程中定位精度较低，并且在焊接过程中会产生振动，导致加工精度大幅度降低。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种机器人加工制造用焊接机，以至少解决现有技术焊接头运动不稳定、由于待焊接件夹装和拆卸过程复杂，时间长，造成焊接机工作效率低的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种机器人加工制造用焊接机，包括：箱体；主轴，可旋转地安装于所述箱体的顶部中间位置；工作平台，固定安装于所述箱体的顶端；第二支撑座，设置于所述箱体的顶部左端；夹具，数量为两个，分别固定安装于工作平台的左右两侧；支撑组件，数量为两个，分别固定安装于所述工作平台的顶部左右两侧，且均对所述工作平台底部进行支撑；工位转换机构，设置于所述箱体的内腔底部，且与所述主轴固定连接；焊接机构，固定安装于所述第二支撑座的顶端；plc控制器，固定安装于所述箱体的前侧右端，且所述工位转换机构和焊接机构均与plc控制器电性连接；挡板，固定安装于所述工作平台的顶部中间位置；
6.所述工位转换机构包括：电机，固定安装于所述箱体的内腔底部，且与plc 控制器电性连接；传动轴，可旋转地安装于所述箱体的内腔顶部左侧；槽轮组件，所述传动轴与电机的输出端通过槽轮组件进行连接；齿轮组件，所述传动轴与主轴的底端通过齿轮组件进行连接；
7.所述焊接机构包括：第一滑动组件，固定安装于所述第二支撑座的顶端，且与所述plc控制器电性连接；第二滑动组件，安装于所述第一滑动组件的顶端，且与所述plc控制器电性连接；升降组件，固定安装于所述第二滑动组件的前侧，且与所述plc控制器电性连接；焊接头，固定安装于所述升降组件的底部，且与所述plc控制器电性连接。
8.优选的，所述支撑组件包括：调整片，两个所述支撑组件的调整片分别设置于所述箱体的顶部左右两侧；第一支撑座，固定安装于所述调整片的顶端；支撑轴，相适配插接于
所述第一支撑座的顶部，所述支撑轴的一端设置有轴肩，所述轴肩对支撑轴进行限位；弹簧片，卡接于所述支撑轴的另一端；滚轮，可旋转地安装于所述支撑轴的外壁，且所述滚轮对工作平台底部进行支撑。
9.优选的，所述槽轮组件包括：拨盘，安装于所述电机的输出端；槽轮，安装于所述传动轴的底端，且所述拨盘与槽轮相匹配。
10.优选的，所述拨盘的顶端设置有驱动杆，所述槽轮的顶端设置有锁止弧，且所述槽轮的侧壁沿周向等距设置有若干个径向滑槽，所述驱动杆间歇的进入其中一个所述径向滑槽中驱动槽轮转动，所述径向滑槽的数量为四个，使得所述槽轮每次转动90度。
11.优选的，所述齿轮组件包括：第一齿轮，固定安装于所述传动轴的中部；第二齿轮，固定安装于所述主轴的底端，所述第一齿轮与第二齿轮相适配啮合，且所述第一齿轮齿数是第二齿轮齿数的二倍。
12.优选的，所述第一滑动组件包括：第一滑轨，固定安装于所述第二支撑座的顶端，且与所述plc控制器电性连接；第一滑台，可滑动地安装于所述第一滑轨的顶部。
13.优选的，所述第二滑动组件包括：支撑板，固定安装于所述第一滑台的顶部；肋板，数量为若干个，分别从左至右地设置于所述支撑板的后侧；第二滑轨，固定安装于所述支撑板的前侧，且与所述plc控制器电性连接；第二滑台，可滑动地安装于所述第二滑轨的前侧；配重块，固定安装于所述支撑板的后侧左端。
14.优选的，所述升降组件包括：安装板，固定安装于所述第二滑台的前侧；气动杆，固定安装于所述安装板的前侧顶端，且与所述plc控制器电性连接；固定套，固定安装于所述气动杆的输出端，且所述焊接头与固定套相适配插接。
15.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该机器人加工制造用焊接机，通过plc控制器驱动电机的输出端旋转，电机的输出端带动拨盘旋转，当拨盘顶端的驱动杆未进入槽轮的径向滑槽时，槽轮的顶部内凹锁止弧被拨盘顶端卡接无法旋转，从而保证转轴的旋转定位精度，当驱动杆刚进入槽轮的径向滑槽时，此时锁止弧也刚被松开，此后槽轮受驱动杆的驱使而转动，而驱动杆在离开径向滑槽时，槽轮顶端的锁止弧又被拨盘卡接，槽轮静止不动，驱动杆间歇的进入下一个径向滑槽中驱动槽轮转动，使得传动轴每次转动度，在传动轴旋转时，在第一齿轮与第二齿轮的啮合作用下，主轴相对于传动轴反向旋转，由于第一齿轮与第二齿轮的齿数比为，根据齿轮速度比与齿数比成反比，在传动轴每次转动度时，主轴转动度，即在电机的输出端旋转一周时，主轴带动工作平台间歇的旋转度，实现上料；通过plc控制器控制第一滑轨驱动第一滑台前后移动，plc控制器控制第二滑轨驱动第二滑台左右移动，plc控制器控制气动杆的输出端上下移动，从而实现固定套带动焊接头在空间内自由移动进行焊接，焊接完毕后，plc控制器控制电机驱动工作平台旋转度，将焊接完毕的工件旋转至右侧进行下料和换料，支撑组件的滚轮可旋转地安装于支撑轴的外壁，且滚轮对工作平台底部进行支撑，在滚轮与工作平台底部存在间隙或产生干涉时，修正调整片的厚度，从而保证对工作平台的稳定支撑，因此，可以在焊接与上下料同时进行，节省了上下料的时间，大大提高了焊接机的工作效率，并且，焊接头的定位精度较高，运动过程更加稳定，稳定组件保证工作平台在加工过程中不会出现振动，大大提高了加工精度。
附图说明
16.图1为本实用新型结构示意图；
17.图2为本实用新型主视图；
18.图3为a处放大图；
19.图4为本实用新型右视图；
20.图5为本实用新型俯视图；
21.图6为齿轮组件安装示意图；
22.图7为槽轮组件安装示意图。
23.图中：2、箱体，3、主轴，4、工作平台，5、支撑组件，51、第一支撑座， 52、支撑轴，53、滚轮，54、弹簧片，55、调整片，6、工位转换机构，61、电机，62、转轴，63、槽轮组件，631、拨盘，632、槽轮，64、齿轮组件，641、第一齿轮，642、第二齿轮，7、第二支撑座，8、焊接机构，81、第一滑动组件， 811、第一滑轨，812、第一滑台，82、第二滑动组件，821、支撑板，822、肋板，823、第二滑轨，824、第二滑台，825、配重块，83、升降组件，831、安装板，832、气动杆，833、固定套，84、焊接头，9、plc控制器，10、夹具， 11、挡板。
具体实施方式
24.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
25.请参阅图1-7，本实用新型提供一种技术方案：一种机器人加工制造用焊接机，包括：箱体2、主轴3、工作平台4、支撑组件5、工位转换机构6、第二支撑座7、焊接机构8、plc控制器9、夹具10和挡板11，主轴3可旋转地安装于箱体2的顶部中间位置，工作平台4固定安装于箱体2的顶端，第二支撑座7 设置于箱体2的顶部左端，夹具10数量为两个，分别固定安装于工作平台4的左右两侧，支撑组件5数量为两个，分别固定安装于工作平台4的顶部左右两侧，且均对工作平台4底部进行支撑，工位转换机构6设置于箱体2的内腔底部，且与主轴3固定连接，焊接机构8固定安装于第二支撑座7的顶端，plc控制器9固定安装于箱体2的前侧右端，且工位转换机构6和焊接机构8均与plc 控制器9电性连接，plc控制器9由内部cpu，指令及数据存储器、输入输出单元、电源模块、数字模拟等单元所模块化组合成，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程，挡板11固定安装于工作平台4的顶部中间位置；
26.工位转换机构6包括：电机61、转轴62、槽轮组件63和齿轮组件64，电机61固定安装于箱体2的内腔底部，且与plc控制器9电性连接，传动轴62 可旋转地安装于箱体2的内腔顶部左侧，槽轮组件63传动轴62与电机61的输出端通过槽轮组件63进行连接，齿轮组件64传动轴62与主轴3的底端通过齿轮组件64进行连接，槽轮组件63主要应用于间歇性传动；
27.焊接机构8包括：第一滑动组件81、第二滑动组件82、升降组件83和焊接头84，第一滑动组件81固定安装于第二支撑座7的顶端，且与plc控制器9 电性连接，第二滑动组件82安装于第一滑动组件81的顶端，且与plc控制器9 电性连接，升降组件83固定安装于第二滑
动组件82的前侧，且与plc控制器9 电性连接，焊接头84固定安装于升降组件83的底部，且与plc控制器9电性连接。
28.作为优选方案，更进一步的，支撑组件5包括：第一支撑座51、支撑轴52、滚轮53、弹簧片54和调整片55，调整片55两个支撑组件5的调整片55分别设置于箱体2的顶部左右两侧，第一支撑座51固定安装于调整片55的顶端，由于在具体实施中第一支撑座51大多采用铸件，在滚轮53与工作平台4底部存在间隙或产生干涉时，修正调整片55的厚度，从而保证对工作平台4的稳定支撑，支撑轴52相适配插接于第一支撑座51的顶部，支撑轴52的一端设置有轴肩，轴肩对支撑轴52进行限位，弹簧片54卡接于支撑轴52的另一端，滚轮 53可旋转地安装于支撑轴52的外壁，且滚轮53对工作平台4底部进行支撑。
29.作为优选方案，更进一步的，槽轮组件63包括：拨盘631和槽轮632，拨盘631安装于电机61的输出端，槽轮632安装于传动轴62的底端，且拨盘631 与槽轮632相匹配，从而拨盘631可以驱动拨盘632旋转。
30.作为优选方案，更进一步的，拨盘631的顶端设置有驱动杆，槽轮632的顶端设置有锁止弧，且槽轮632的侧壁沿周向等距设置有若干个径向滑槽，驱动杆间歇的进入其中一个径向滑槽中驱动槽轮632转动，径向滑槽的数量为四个，使得槽轮632每次转动90度，从而实现槽轮632的间歇转动。
31.作为优选方案，更进一步的，齿轮组件64包括：第一齿轮641和第二齿轮 642，第一齿轮641固定安装于传动轴62的中部，第二齿轮642固定安装于主轴3的底端，第一齿轮641与第二齿轮642相适配啮合，且第一齿轮641齿数是第二齿轮642齿数的二倍，从而使主轴4的转速为传动轴62转速的二倍。
32.作为优选方案，更进一步的，第一滑动组件81包括：第一滑轨811和第一滑台812，第一滑轨811固定安装于第二支撑座7的顶端，且与plc控制器9电性连接，第一滑台812可滑动地安装于第一滑轨811的顶部，plc控制器9可以控制第一滑轨811驱动第一滑台812前后移动。
33.作为优选方案，更进一步的，第二滑动组件82包括：支撑板821、肋板822、第二滑轨823、第二滑台824和配重块825，支撑板821固定安装于第一滑台812 的顶部，肋板822数量为若干个，分别从左至右地设置于支撑板821的后侧，第二滑轨823固定安装于支撑板821的前侧，且与plc控制器9电性连接，第二滑台824可滑动地安装于第二滑轨823的前侧，plc控制器9可以控制第二滑轨823驱动第二滑台824左右滑动，配重块825固定安装于支撑板821的后侧左端，配重块825可以平衡第二滑台824的重量。
34.作为优选方案，更进一步的，升降组件83包括：安装板831、气动杆832 和固定套833，安装板831固定安装于第二滑台824的前侧，气动杆832固定安装于安装板831的前侧顶端，且与plc控制器9电性连接，固定套833固定安装于气动杆832的输出端，且焊接头84与固定套833相适配插接，plc控制器 9可以控制气动杆832驱动固定套833带动焊接头84上下移动。
35.其详细连接手段，为本领域公知技术，下述主要介绍工作原理以及过程，具体工作如下。
36.步骤一，通过上料机械手或者操作人员手动将待焊接零件固定在位于右侧的夹具10顶部，通过plc控制器9驱动电机61的输出端旋转，电机61的输出端带动拨盘631旋转，当
拨盘631顶端的驱动杆未进入槽轮632的径向滑槽时，槽轮632的顶部内凹锁止弧被拨盘631顶端卡接无法旋转，从而保证转轴62的旋转定位精度，当驱动杆刚进入槽轮632的径向滑槽时，此时锁止弧也刚被松开，此后槽轮632受驱动杆的驱使而转动，而驱动杆在离开径向滑槽时，槽轮 632顶端的锁止弧又被拨盘631卡接，槽轮632静止不动，驱动杆间歇的进入下一个径向滑槽中驱动槽轮632转动，使得传动轴62每次转动90度，在传动轴 62旋转时，在第一齿轮641与第二齿轮642的啮合作用下，主轴3相对于传动轴62反向旋转，由于第一齿轮641与第二齿轮642的齿数比为2，根据齿轮速度比与齿数比成反比，在传动轴62每次转动90度时，主轴3转动180度，即在电机61的输出端旋转一周时，主轴3带动工作平台4间歇的旋转180度，实现上料；
37.步骤二，通过plc控制器9控制第一滑轨811驱动第一滑台812前后移动， plc控制器9控制第二滑轨823驱动第二滑台824左右移动，plc控制器9控制气动杆832的输出端上下移动，从而实现固定套833带动焊接头84在空间内自由移动进行焊接，焊接完毕后，plc控制器9控制电机61驱动工作平台4旋转180度，将焊接完毕的工件旋转至右侧进行下料和换料，支撑组件5的滚轮53 可旋转地安装于支撑轴52的外壁，且滚轮53对工作平台4底部进行支撑，在滚轮53与工作平台4底部存在间隙或产生干涉时，修正调整片55的厚度，从而保证对工作平台4的稳定支撑；
38.本装置提供两个工位，可以在焊接过程中更换另一工位夹具中的零部件，大大提高了焊接机的工作效率，并且，焊接头的定位精度较高，运动过程更加稳定。
39.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“底部”、“一端”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”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实用新型和简化描述，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；同时除非另有明确的规定和限定，术语“卡接”、“插接”、“设置”、“开设”、“电性连接”、“固定连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
40.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种机器人加工制造用焊接机，包括：箱体(2)、主轴(3)、工作平台(4)、第二支撑座(7)和两个夹具(10)，所述主轴(3)可旋转地安装于箱体(2)的顶部中间位置，所述工作平台(4)固定安装于箱体(2)的顶端，所述第二支撑座(7)设置于箱体(2)的顶部左端，两个所述夹具(10)分别固定安装于工作平台(4)的左右两侧，其特征在于，还包括：支撑组件(5)，数量为两个，分别固定安装于所述工作平台(4)的顶部左右两侧，且均对所述工作平台(4)底部进行支撑；工位转换机构(6)，设置于所述箱体(2)的内腔底部，且与所述主轴(3)固定连接；焊接机构(8)，固定安装于所述第二支撑座(7)的顶端；plc控制器(9)，固定安装于所述箱体(2)的前侧右端，且所述工位转换机构(6)和焊接机构(8)均与plc控制器(9)电性连接；挡板(11)，固定安装于所述工作平台(4)的顶部中间位置；所述工位转换机构(6)包括：电机(61)，固定安装于所述箱体(2)的内腔底部，且与plc控制器(9)电性连接；传动轴(62)，可旋转地安装于所述箱体(2)的内腔顶部左侧；槽轮组件(63)，所述传动轴(62)与电机(61)的输出端通过槽轮组件(63)进行连接；齿轮组件(64)，所述传动轴(62)与主轴(3)的底端通过齿轮组件(64)进行连接；所述焊接机构(8)包括：第一滑动组件(81)，固定安装于所述第二支撑座(7)的顶端，且与所述plc控制器(9)电性连接；第二滑动组件(82)，安装于所述第一滑动组件(81)的顶端，且与所述plc控制器(9)电性连接；升降组件(83)，固定安装于所述第二滑动组件(82)的前侧，且与所述plc控制器(9)电性连接；焊接头(84)，固定安装于所述升降组件(83)的底部，且与所述plc控制器(9)电性连接。2.根据权利要求1所述的一种机器人加工制造用焊接机，其特征在于：所述支撑组件(5)包括：调整片(55)，两个所述支撑组件(5)的调整片(55)分别设置于所述箱体(2)的顶部左右两侧；第一支撑座(51)，固定安装于所述调整片(55)的顶端；支撑轴(52)，相适配插接于所述第一支撑座(51)的顶部，所述支撑轴(52)的一端设置有轴肩，所述轴肩对支撑轴(52)进行限位；弹簧片(54)，卡接于所述支撑轴(52)的另一端；滚轮(53)，可旋转地安装于所述支撑轴(52)的外壁，且所述滚轮(53)对工作平台(4)底部进行支撑。3.根据权利要求1所述的一种机器人加工制造用焊接机，其特征在于：所述槽轮组件(63)包括：拨盘(631)，安装于所述电机(61)的输出端；槽轮(632)，安装于所述传动轴(62)的底端，且所述拨盘(631)与槽轮(632)相匹配。4.根据权利要求3所述的一种机器人加工制造用焊接机，其特征在于：所述拨盘(631)
的顶端设置有驱动杆，所述槽轮(632)的顶端设置有锁止弧，且所述槽轮(632)的侧壁沿周向等距设置有若干个径向滑槽，所述驱动杆间歇的进入其中一个所述径向滑槽中驱动槽轮(632)转动，所述径向滑槽的数量为四个，使得所述槽轮(632)每次转动90度。5.根据权利要求1所述的一种机器人加工制造用焊接机，其特征在于：所述齿轮组件(64)包括：第一齿轮(641)，固定安装于所述传动轴(62)的中部；第二齿轮(642)，固定安装于所述主轴(3)的底端，所述第一齿轮(641)与第二齿轮(642)相适配啮合，且所述第一齿轮(641)齿数是第二齿轮(642)齿数的二倍。6.根据权利要求1所述的一种机器人加工制造用焊接机，其特征在于：所述第一滑动组件(81)包括：第一滑轨(811)，固定安装于所述第二支撑座(7)的顶端，且与所述plc控制器(9)电性连接；第一滑台(812)，可滑动地安装于所述第一滑轨(811)的顶部。7.根据权利要求6所述的一种机器人加工制造用焊接机，其特征在于：所述第二滑动组件(82)包括：支撑板(821)，固定安装于所述第一滑台(812)的顶部；肋板(822)，数量为若干个，分别从左至右地设置于所述支撑板(821)的后侧；第二滑轨(823)，固定安装于所述支撑板(821)的前侧，且与所述plc控制器(9)电性连接；第二滑台(824)，可滑动地安装于所述第二滑轨(823)的前侧；配重块(825)，固定安装于所述支撑板(821)的后侧左端。8.根据权利要求7所述的一种机器人加工制造用焊接机，其特征在于：所述升降组件(83)包括：安装板(831)，固定安装于所述第二滑台(824)的前侧；气动杆(832)，固定安装于所述安装板(831)的前侧顶端，且与所述plc控制器(9)电性连接；固定套(833)，固定安装于所述气动杆(832)的输出端，且所述焊接头(84)与固定套(833)相适配插接。

技术总结
本实用新型公开了一种机器人加工制造用焊接机，包括：箱体；主轴，可旋转地安装于所述箱体的顶部中间位置；工作平台，固定安装于所述箱体的顶端；第二支撑座，设置于所述箱体的顶部左端；夹具，数量为两个，分别固定安装于工作平台的左右两侧；支撑组件，数量为两个，分别固定安装于所述工作平台的顶部左右两侧，且均对所述工作平台底部进行支撑；工位转换机构，设置于所述箱体的内腔底部，且与所述主轴固定连接。该机器人加工制造用焊接机，可以在焊接与上下料同时进行，节省了上下料的时间，大大提高了焊接机的工作效率，并且，焊接头的定位精度较高，运动过程更加稳定，稳定组件保证工作平台在加工过程中不会出现振动，大大提高了加工精度。加工精度。加工精度。


技术研发人员：卞城斌 周晓丹
受保护的技术使用者：江苏浩特建设工程有限公司
技术研发日：2021.09.06
技术公布日：2022/5/25