一种白车身侧身焊接产线用运维机器人

文档序号:1839154 发布日期:2021-11-16 浏览:15次 >En<

阅读说明:本技术 一种白车身侧身焊接产线用运维机器人 (White automobile body side welding production line is with fortune dimension robot ) 是由 王青 姜宗权 于 2021-09-08 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种白车身侧身焊接产线用运维机器人,涉及车身焊接设备技术领域,包括基座、基板、旋转机构、维护机构以及输送机构,所述基座的上端固定有装配箱,所述装配箱内部安装有PLC控制器和吸风设备。本发明通过设置旋转机构及维护机构,防止了熔融状态的焊条或被焊材料冷却黏贴到电极上,同时焊接产生的焊接烟尘能够通过追踪式的方式排出,清理刷清理电极时产生的小粒径废弃物亦可以经上述路径排除,降低了大体积固态废弃物的堆积量;实现排除焊烟的同时设备的自身还能够实现自清洁的效果;通过设置输送机构,实现了在单侧设置运维机器人即可,减少了成本投入,还实现了对高度及宽度不同的白车身也可以有效焊接,更加具有通用性。(The invention discloses an operation and maintenance robot for a white body side welding production line, and relates to the technical field of body welding equipment. The rotary mechanism and the maintenance mechanism are arranged, so that the welding rod or the welded material in a molten state is prevented from being cooled and adhered to the electrode, meanwhile, welding smoke generated by welding can be discharged in a tracking mode, small-particle-size waste generated when the electrode is cleaned by the cleaning brush can also be discharged through the path, and the accumulation amount of large-volume solid waste is reduced; the device can realize self-cleaning effect while removing welding fume; through setting up conveying mechanism, realized set up the fortune dimension robot in the unilateral can, reduced the cost input, still realized also can effectively welding the body in white that height and width are different, had the commonality more.)

一种白车身侧身焊接产线用运维机器人

技术领域

本发明涉及车身焊接设备技术领域,具体涉及一种白车身侧身焊接产线用运维机器人。

背景技术

目前,在进行白车身焊接时,侧围与地板门洞周边、侧围与前风窗周边、侧围与顶盖后部、侧围与后围立柱、顶盖与后围等部位均需要焊接,因此焊点非常多,现有焊接产线技术中,自动焊接运维机器人已经被广泛应用,工作时,采用两个电极之间形成瞬间的热熔接,在瞬间短路时产生的高温电弧来融化焊条上的材料被焊材料,以此方式来实现焊接的目的。

但在长时间的加工生产过程中,发现现有技术中仍存在以下的弊端:一、无法实现自清洁的效果,为了保证熔核尺寸和焊点强度,焊机时间与焊接电流在一定范围内可以互相补充,由于某些白车身的选材金属的性能及厚度原因,必须采用小电流和长时间的焊接方式,但是采用此种焊接方式,由于局部熔接时间较长,融化的焊条或被焊材料会黏箍于电极上,在进行下一个焊点的焊接时,电流导通率变低,需要更强的电流,而且焊接结束后,冷却的被焊材料黏贴到电极上,很难清除,虽然现有技术中存在通过设置液压管,由内部的液压油推动毛刷来对电极进行清洁,但该技术无法同时实现排除焊烟的目的,且液压管内部无法实现自清洁,需要经常更换液压油;二、现有技术的吸收焊烟方式为在焊接工段的上方安装覆盖式吸尘罩,再由风机从吸尘罩的出烟口进行吸除,但是此种方式耗能较高,且由于白车身焊接工段产线较长、焊点非常多,导致部分焊烟会无法有效排除;三、为了在一条加工产线上让白车身两侧均完成焊接,需要在白车身输送线的两侧均设置相应的运维焊接机器人,但是这种加工布置方式无疑需要很大程度的成本投入,造成了不必要的浪费;另外,还存在加工车型单一的弊端,由于车型种类众多,焊接加工完一种车型后,无法继续使用本焊接产线。

发明内容

本发明的目的在于提供一种白车身侧身焊接产线用运维机器人,以解决现有技术中导致的上述缺陷。

一种白车身侧身焊接产线用运维机器人,包括基座、基板、旋转机构、维护机构以及输送机构,所述基座的上端固定有装配箱,所述装配箱内部安装有PLC控制器和吸风设备,装配箱上开设有安装孔,装配箱的侧端还开设有两个延伸至安装孔且对称设置的通孔,所述旋转机构安装于基座的上端,并用于控制焊接执行构件对白车身侧身进行焊接,所述维护机构安装于装配箱内,并用于对焊接执行构件的执行端进行清理及维护,所述输送机构安装于基板的上端,并用于将白车身精准的送入至焊接工段内。

优选的,所述所述旋转机构包括驱动电机一、驱动电机二、安装座二以及齿轮一,所述驱动电机一通过安装座一安装于基座的上端,安装座一的侧端可拆卸安装有挡板,所述安装座二安装于驱动电机一的输出端上,所述齿轮一固定于安装座二上,所述驱动电机二同样安装于安装座二上,驱动电机二的输出端连接有“H”形的安装座三,所述安装座三的上端安装有驱动电机三,驱动电机二和所述驱动电机三的输出端均与安装座三相固定连接,安装座三的另一端与驱动电机二和驱动电机三均为转动连接,驱动电机三的外端固定有转动件,所述转动件的内部还安装有驱动电机四,所述驱动电机四的输出端贯穿转动件的侧端并连接有活动头,所述活动头的另一端转动连接有驱动电机五,活动头上开设有避让槽,所述驱动电机五的输出端固定于避让槽的内表面上,驱动电机五的侧表面固定有连接件,所述连接件的另一端连接有“L”形的安装部,所述安装部上安装有上电极和下电极,通过设置多段式的旋转机构,实现了能够伸入白车身的内部各个位置进行有效焊接。

优选的,所述维护机构包括齿轮二、偏心轮、弹簧一、弹簧二以及连接管,所述齿轮二的上下端面均转动安装于安装孔内,且齿轮二与齿轮一相啮合,所述偏心轮固定于齿轮二的下端,偏心轮的端面上抵接有推动件,所述推动件贯穿通孔且于另一端与所述连接管相连,所述弹簧一套接于推动件上,并置于推动件的端部与装配箱的内表面之间,连接管的一端与装配箱的外端相固定,连接管的另一端部通过固定块安装于安装部上,连接管的另一端内部设有空心状的滑杆,所述滑杆的端部固定有清理刷,所述弹簧二套设于滑杆上,并置于固定块与连接管的管口之间,连接管的内部于推动件与滑杆之间设置有若干个两两相抵的滚动珠,连接管的外侧端连接有出气管,所述出气管的另一端与吸风设备相连接。

优选的,所述连接管为双空腔设置,若干个所述滚动珠表面滑动设置有套环,所述套环的外缘与连接管的内空腔表面滑动连接,连接管的外空腔为通气腔,所述通气腔的一端通过滑杆与清理刷的根部相连通,通气腔内均布有若干个带通气孔的支撑环,所述支撑环内滑动设有“T”形的导流件,所述导流件上开设有与通气腔相配合的导流孔,导流件还与连接管相滑动连接,连接管的外壁上于支撑环的两侧转动连接有两个对称设置的导向螺纹杆,所述导向螺纹杆的上端固定连接有齿轮三,导流件的上端螺纹连接于导向螺纹杆上,连接管的外壁上还通过安装孔安装有驱动电机八,所述驱动电机八的输出端上连接有齿轮四,所述齿轮四与齿轮三相啮合。

优选的,所述输送机构包括驱动电机六、滑动台、承接架以及两个对称设置的油缸,所述滑动台的两端固定有安装板,所述驱动电机六安装于安装板上,驱动电机六的输出端连接有丝杠,所述丝杠上螺纹连接有滑板,所述滑板的下端滑动连接于滑动台的上端,滑板的上端安装有若干个对称设置的底座,所述底座的上端滑动安装有转盘,滑板的上端还安装有驱动电机七,所述驱动电机七的输出端与转盘的中心相连,所述承接架安装于转盘的上端,所述油缸安装于基板的上端,油缸的输出端与滑动台的下端相固定。

优选的,所述清理刷的两端为钢性材质,清理刷的中间为绝缘材料,清理刷与上电极和下电极相对应。

优选的,所述转动件的上端安装有光电检测器。

本发明的优点在于:(1)通过设置旋转机构及维护机构,对一些特定选材及特定厚度的白车身进行焊接,也可以采用小电流和长时间的焊接方式,一部分焊点结束后,旋转机构复位,使得维护机构内的齿轮二带动偏心轮将滚动珠在连接管内进行推动,与上电极和下电极相配合的清理刷可以对焊接端进行清理,多余的融化焊料或者融化状态的被焊材料清除后,不会由于局部熔接时间过长,而导致焊条或被焊材料黏箍于电极上,保持电极之间电流的导通率,加快焊接速度,进一步防止了熔融状态的焊条或被焊材料冷却黏贴到电极上,同时通过在装配箱内设置吸风设备,再经连接管对准电极焊接端,使得焊接产生的焊接烟尘能够通过追踪式的方式,即生成之后立即经通气腔及出气管排出,同时清理刷清理电极时产生的小粒径废弃物亦可以经上述路径排除,降低了大体积固态废弃物的堆积量;

(2)焊接工作过程中,导流件在通气腔内处于常闭状态,焊烟经通气腔和导流孔持续排除且不会进入连接管的内空腔中,焊接结束后,导流件的下端移动至通气腔的中部,使得通气腔内的有效流动面积在导流件位置处变小,进而风速会增大,根据文丘里效应,会在此处实现负压吸附条件,即对连接管的内空腔形成负压清洁环境,实现排除焊烟的同时设备的自身还能够实现自清洁的效果;

(3)通过设置输送机构,当汽车白车身的一侧端焊接完毕后,启动驱动电机七,其输出端通过转盘带动承接架转动180°,然后再同时启动驱动电机六,使得承接架移动至焊接加工位置,来对另一侧未焊接的白车身进行焊接,进而实现了在单侧设置运维机器人即可,减少了成本投入,同时通过在基板上安装两个对称设置的油缸,对不同规格的车型进行白车身侧身焊接时,控制油缸的启闭,其输出端带动承接架进行上下移动,实现对高度不同的白车身可以有效焊接,而由于旋转机构在基座和基板之间能够适时调整长度,所以对宽度不同的白车身依旧可以有效焊接,更加具有通用性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的侧视图。

图3为本发明中旋转机构的结构示意图。

图4为本发明中旋转机构内部分结构的结构示意图。

图5为本发明中旋转机构的半剖示意图。

图6为本发明中维护机构的结构示意图。

图7为本发明中连接管的内部结构示意图。

图8为图7中A处的放大图。

图9为本发明中输送机构的结构示意图。

图10为本发明中装配箱的结构示意图。

其中,1-基座,2-基板,3-旋转机构,4-维护机构,5-输送机构,6-装配箱,7-安装孔,8-通孔,301-驱动电机一,302-驱动电机二,303-安装座二,304-齿轮一,305-安装座一,306-挡板,307-安装座三,308-驱动电机三,309-转动件,310-驱动电机四,311-活动头,312-驱动电机五,313-避让槽,314-连接件,315-安装部,316-上电极,317-下电极,318-光电检测器,401-齿轮二,402-偏心轮,403-弹簧一,404-弹簧二,405-连接管,406-推动件,407-固定块,408-滑杆,409-清理刷,410-滚动珠,411-出气管,412-套环,413-通气腔,415-支撑环,416-导流件,417-导流孔,418-导向螺纹杆,419-齿轮三,420-安装孔,421-驱动电机八,422-齿轮四,501-驱动电机六,502-滑动台,503-承接架,504-油缸,505-安装板,506-丝杠,507-滑板,508-底座,509-转盘,510-驱动电机七。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、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,进一步阐述本发明。

如图1至图10所示,一种白车身侧身焊接产线用运维机器人,包括基座1、基板2、旋转机构3、维护机构4以及输送机构5,所述基座1的上端固定有装配箱6,所述装配箱6内部安装有PLC控制器和吸风设备,装配箱6上开设有安装孔7,装配箱6的侧端还开设有两个延伸至安装孔7且对称设置的通孔8,所述旋转机构3安装于基座1的上端,并用于控制焊接执行构件对白车身侧身进行焊接,所述维护机构4安装于装配箱6内,并用于对焊接执行构件的执行端进行清理及维护,所述输送机构5安装于基板2的上端,并用于将白车身精准的送入至焊接工段内。

在本实施例中,所述转动机构3包括驱动电机一301、驱动电机二302、安装座二303以及齿轮一304,所述驱动电机一301通过安装座一305安装于基座1的上端,安装座一305的侧端可拆卸安装有挡板306,所述安装座二303安装于驱动电机一301的输出端上,所述齿轮一304固定于安装座二303上,所述驱动电机二302同样安装于安装座二303上,驱动电机二302的输出端连接有“H”形的安装座三307,所述安装座三307的上端安装有驱动电机三308,驱动电机二302和所述驱动电机三308的输出端均与安装座三307相固定连接,安装座三307的另一端与驱动电机二302和驱动电机三308均为转动连接,驱动电机三308的外端固定有转动件309,所述转动件309的内部还安装有驱动电机四310,所述驱动电机四310的输出端贯穿转动件309的侧端并连接有活动头311,所述活动头311的另一端转动连接有驱动电机五312,活动头311上开设有避让槽313,所述驱动电机五312的输出端固定于避让槽313的内表面上,驱动电机五312的侧表面固定有连接件314,所述连接件314的另一端连接有“L”形的安装部315,所述安装部315上安装有上电极316和下电极317。

值得注意的是,所述装配箱6内部安装有PLC控制器。

在本实施例中,所述维护机构4包括齿轮二401、偏心轮402、弹簧一403、弹簧二404以及连接管405,所述齿轮二401的上下端面均转动安装于安装孔7内,且齿轮二401与齿轮一304相啮合,所述偏心轮402固定于齿轮二401的下端,偏心轮402的端面上抵接有推动件406,所述推动件406贯穿通孔8且于另一端与所述连接管405相连,所述弹簧一403套接于推动件406上,并置于推动件406的端部与装配箱6的内表面之间,连接管405的一端与装配箱6的外端相固定,连接管405的另一端部通过固定块407安装于安装部315上,连接管405的另一端内部设有空心状的滑杆408,所述滑杆408的端部固定有清理刷409,所述弹簧二404套设于滑杆408上,并置于固定块407与连接管405的管口之间,连接管405的内部于推动件406与滑杆408之间设置有若干个两两相抵的滚动珠410,连接管405的外侧端连接有出气管411,所述出气管411的另一端与吸风设备相连接。

在本实施例中,所述连接管405为双空腔设置,若干个所述滚动珠410表面滑动设置有套环412,所述套环412的外缘与连接管405的内空腔表面滑动连接,连接管405的外空腔为通气腔413,所述通气腔413的一端通过滑杆408与清理刷409的根部相连通,通气腔413内均布有若干个带通气孔的支撑环415,所述支撑环415内滑动设有“T”形的导流件416,所述导流件416上开设有与通气腔413相配合的导流孔417,导流件416还与连接管405相滑动连接,连接管405的外壁上于支撑环415的两侧转动连接有两个对称设置的导向螺纹杆418,所述导向螺纹杆418的上端固定连接有齿轮三419,导流件416的上端螺纹连接于导向螺纹杆418上,连接管405的外壁上还通过安装孔420安装有驱动电机八421,所述驱动电机八421的输出端上连接有齿轮四422,所述齿轮四422与齿轮三419相啮合。

值得注意的是,所述出气管413的另一端连接于装配箱6内部的吸风设备上,该吸风设备采用FT-H1500型号的焊烟净化机,所述支撑环415的为刚性材质,进而能够保证连接管405在大弧度弯曲时,通气腔413依旧能够保持通气顺畅,驱动电机一301开始启动时,偏心轮402的外缘与推动件406相抵接,即驱动电机一301在转动过程中,在开始驱动以及最后复位时均能保证会对推动件406进行推动,从而来让清理刷409对上电极316和下电极317进行清理,所述滚动珠410与连接管405的内壁相配合,即滚动珠410在连接管405内可以自由滑动且不会发生堆积。

值得一提的是,所述导向螺纹杆418的杆体上还设置有定位件,用于对导流件416的下移过程进行最终的定位,此时导流件416的下端插入连接管405的内空腔,不影响吸除焊烟的前提下,还可以阻止焊烟进入连接管405的内空腔中,从而避免增大连接管405内部滚动珠410、套环412以及与连接管405内腔表面间的磨损,而导流件416在上移过程中,则由齿轮三419的下端面进行定位,使得焊接过程中导流件416处于下极限位置,焊烟在通气腔413内经导流孔417持续排出,而焊接结束后,导流件416处于上极限位置,此时导流件416的下端面置于通气腔413的中部,使得通气腔413内的有效流动面积在导流件416位置处变小,进而风速会变大,根据文丘里效应可以得出,会在此处实现负压吸附条件,即对连接管405的内空腔形成负压环境,来对内部的滚动珠410和套环412进行即时的维护和清洁保养。

在本实施例中,所述输送机构5包括驱动电机六501、滑动台502、承接架503以及两个对称设置的油缸504,所述滑动台502的两端固定有安装板505,所述驱动电机六501安装于安装板505上,驱动电机六501的输出端连接有丝杠506,所述丝杠506上螺纹连接有滑板507,所述滑板507的下端滑动连接于滑动台502的上端,滑板507的上端安装有若干个对称设置的底座508,所述底座508的上端滑动安装有转盘509,滑板507的上端还安装有驱动电机七510,所述驱动电机七510的输出端与转盘509的中心相连,所述承接架503安装于转盘509的上端,所述油缸504安装于基板2的上端,油缸504的输出端与滑动台502的下端相固定。

值得注意的是,综上所述提到的驱动电机均为伺服电机。

在本实施例中,所述清理刷409的两端为钢性材质,清理刷409的中间为绝缘材料,清理刷409与上电极316和下电极317相对应。

此外,所述转动件309的上端安装有光电检测器318。

工作过程及原理:本发明在使用时,首先将待焊接的白车身侧板安装于承接架503上,然后启动驱动电机六501,其输出端经丝杠506带动滑板507及转盘509在滑动台502上移动,从而带动承接架503精准移动至待焊接位置,经光电检测器318检测到后,检测信号反馈至PLC控制器,然后控制启动旋转机构3,由驱动电机一301及驱动电机四310控制水平反向的转向,驱动电机二302及驱动电机三308控制竖直方向的高度,再由驱动电机五312控制竖直方向的转动方向,综上驱动部分来控制上电极316和下电极317来完成对焊点的精确焊接,驱动电机一301输出端的反向转动,带动齿轮一304转动,经齿轮二401带动偏心轮402推动推动件406,使得滚动珠410在连接管405内相对移动,带动另一端的清理刷409对上电极316和下电极317进行清理;

同时,焊接产生的烟尘经通气腔413和处于常闭状态的导流件416内的支撑环415,经装置内部设置的吸风设备进行焊烟的持续排出,此时驱动电机八421的输出端带动齿轮四422同步且同速转动,经齿轮三419和导向螺纹杆418带动导流件416移动至导向螺纹杆418位于下部的定位件处,而导流件416的下端则插入到支撑环415的内空腔中,实现连接管405内外空腔的隔断,防止焊烟出现串通,当焊接完成后,再次启动驱动电机八421,其输出段反向转动,反向执行上述过程,使得导流件416的下端移动至通气腔413的中部,使得通气腔413内的有效流动面积在导流件416位置处变小,进而风速会得到增大,根据文丘里效应,会在此处实现负压吸附条件,即对连接管405的内空腔形成负压清洁环境;

当白车身的一侧车身焊接完毕后,启动驱动电机七510,其输出端带动转盘509转动,由于转盘509的下端滑动设置用于承重的若干个均布的底座508,所以转盘509上端的承接架503能够顺利同步完成180°转动,然后再次启动驱动电机六501,经反向执行上述操作,来完成对另一侧未焊接的白车身侧板的焊接,原理简单,且节约成本投入;而当焊接车型发生变化时,只需启动两个对称设置的油缸504来控制焊接高度适当改变即可。

基于上述,本发明通过设置旋转机构3及维护机构4,对一些特定选材及特定厚度的白车身进行焊接,也可以采用小电流和长时间的焊接方式,一部分焊点结束后,旋转机构3复位,使得维护机构4内的齿轮二401带动偏心轮402将滚动珠410在连接管405内进行推动,与上电极316和下电极317相配合的清理刷409可以对焊接端进行清理,多余的融化焊料或者融化状态的被焊材料清除后,不会由于局部熔接时间过长,而导致焊条或被焊材料黏箍于电极上,保持电极之间电流的导通率,加快焊接速度,进一步防止了熔融状态的焊条或被焊材料冷却黏贴到电极上,同时通过在装配箱6内设置吸风设备,再经连接管405对准电极焊接端,使得焊接产生的焊接烟尘能够通过追踪式的方式,即生成之后立即经通气腔413及出气管411排出,同时清理刷清理电极时产生的小粒径废弃物亦可以经上述路径排除,降低了大体积固态废弃物的堆积量;

焊接工作过程中,导流件416在通气腔413内处于常闭状态,焊烟经通气腔413和导流孔417持续排除且不会进入连接管405的内空腔中,焊接结束后,导流件416的下端移动至通气腔413的中部,使得通气腔413内的有效流动面积在导流件416位置处变小,进而风速会增大,根据文丘里效应,会在此处实现负压吸附条件,即对连接管405的内空腔形成负压清洁环境,实现排除焊烟的同时设备的自身还能够实现自清洁的效果;

通过设置输送机构5,当汽车白车身的一侧端焊接完毕后,启动驱动电机七510,其输出端通过转盘509带动承接架503转动180°,然后再同时启动驱动电机六501,使得承接架503移动至焊接加工位置,来对另一侧未焊接的白车身进行焊接,进而实现了在单侧设置运维机器人即可,减少了成本投入;通过在基板2上安装两个对称设置的油缸504,对不同规格的车型进行白车身侧身焊接时,控制油缸504的启闭,其输出端带动承接架503进行上下移动,实现对高度不同的白车身可以有效焊接,而由于旋转机构3在基座1和基板2之间能够适时调整长度,所以对宽度不同的白车身依旧可以有效焊接,更加具有通用性。

由技术常识可知,本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此,上述公开的实施方案,就各方面而言,都只是举例说明,并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

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