專利名稱：支重輪焊接機(jī)器人設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及焊接機(jī)器人設(shè)備，尤其涉及支重輪焊接機(jī)器人設(shè)備。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在工程機(jī)械有使用到支重輪來(lái)做支撐，如裝載機(jī)的支重輪8， 如圖l、圖2所示，包括一個(gè)外圈81，內(nèi)軸套82和兩塊腹板83、， 所述的兩塊腹板83通過(guò)中心孔套置在內(nèi)軸套82上，通過(guò)對(duì)兩塊腹板 83中心孔邊緣與內(nèi)軸套外壁之間的縫隙85進(jìn)行焊接從面將兩腹板固 定在內(nèi)軸套上，所述的兩塊腹板83外邊緣與外圈的內(nèi)壁接觸，通對(duì) 通過(guò)對(duì)兩塊腹板83外邊緣與外圈的內(nèi)壁之間的縫隙84進(jìn)行焊接從面 將兩腹板固定在外圈上。該支重輪的焊接工藝過(guò)程是先對(duì)兩塊腹板 83中心孔邊緣與內(nèi)軸套82外壁之間的縫隙85和兩塊腹板83外邊緣 與外圈81的內(nèi)壁之間的縫隙84進(jìn)行點(diǎn)焊固定，然后再對(duì)兩塊腹板 83中心孔邊緣與內(nèi)軸套82外壁之間的縫隙85和兩塊腹板83外邊緣 與外圈81的內(nèi)壁之間的縫隙84進(jìn)行焊接，在焊接完支重輪的一面兩 條縫隙84、 85之后，需要將支重輪翻過(guò)來(lái)，重復(fù)上述的焊接過(guò)程， 最后才能將支重輪完全焊接好?？v觀該支重輪的焊接工藝過(guò)程，行業(yè) 一般靠人工或吊臂來(lái)完成支重輪的翻面，由于支重輪的重量大，工人 勞動(dòng)強(qiáng)度要求高，而且安全隱患大，焊接很大程度還是用手工或單一 的自動(dòng)化專機(jī)進(jìn)行焊接，這造成焊接和翻面兩個(gè)工藝過(guò)程并沒(méi)有有機(jī) 結(jié)合，生產(chǎn)效率低，難以滿足規(guī)?；附右?，這就促進(jìn)本發(fā)明人開(kāi)發(fā)一種支重輪焊接機(jī)器人設(shè)備，能夠完成支重輪焊接和翻面。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型目的是提供一種支重輪焊接機(jī)器人設(shè)備，該設(shè)備在支 重輪焊接工藝過(guò)程中能夠即能實(shí)現(xiàn)支重輪的焊接又能實(shí)現(xiàn)支重輪的 翻面，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，消除對(duì)人工的安全隱患，焊接效率高。
為達(dá)成上述目的，本實(shí)用新型的解決方案是
一種支重輪焊接機(jī)器人設(shè)備，包括焊接機(jī)器人、至少一臺(tái)焊接變 位機(jī)、機(jī)械手、轉(zhuǎn)換臺(tái)和控制器；控制器控制焊接機(jī)器人、焊接變位 機(jī)、機(jī)械手工作；焊接機(jī)器人、機(jī)械手、轉(zhuǎn)換臺(tái)圍繞焊接變位機(jī)周邊 布置；焊接變位機(jī)包括圓盤工作臺(tái)、轉(zhuǎn)動(dòng)箱、翻轉(zhuǎn)箱、底座，所述的 圓盤工作臺(tái)固定在轉(zhuǎn)動(dòng)箱的主軸上，圓盤工作臺(tái)上設(shè)有夾持支重輪的 夾具，轉(zhuǎn)動(dòng)箱通過(guò)支撐軸架設(shè)有底座上，翻轉(zhuǎn)箱固定在底座上，傳動(dòng) 于支撐軸在底座上旋轉(zhuǎn)；所述的機(jī)械手包括支座、底盤、機(jī)械手臂、 支重輪內(nèi)軸套夾具、回轉(zhuǎn)支撐、升降機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，機(jī) 械手臂一端固定支重輪內(nèi)軸套夾具，另一端與回轉(zhuǎn)支撐轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)接，機(jī) 械手在旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下在回轉(zhuǎn)支撐上轉(zhuǎn)動(dòng)；回轉(zhuǎn)支撐在升降機(jī)構(gòu)帶動(dòng) 下在支座上升降移動(dòng)；支座在旋動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下在底盤轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械 手臂在焊接變位機(jī)和轉(zhuǎn)換臺(tái)之間來(lái)回轉(zhuǎn)換，所述的轉(zhuǎn)換臺(tái)中部為一個(gè) 開(kāi)口的斷面，該斷面的開(kāi)口朝向機(jī)械手的支座，該斷面的開(kāi)口距離小 于支重輪的外圈直徑大于機(jī)械手臂的寬度。
上述的焊接機(jī)器人、焊接變位機(jī)、機(jī)械手固定在同一機(jī)座上。
上述的焊接機(jī)器人包括本體、聯(lián)動(dòng)手臂、焊槍；聯(lián)動(dòng)手臂伸縮動(dòng) 作，帶動(dòng)焊槍靠近或離開(kāi)所需焊接的支重輪。
上述的機(jī)械手通過(guò)其底盤聯(lián)接固定在機(jī)座上，底盤通過(guò)移動(dòng)機(jī)構(gòu)在機(jī)座上移動(dòng)。
上述的移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括伺服電機(jī)、小齒輪、齒條、導(dǎo)軌、導(dǎo)向槽； 伺服電機(jī)轉(zhuǎn)軸固定小齒輪，伺服電機(jī)、導(dǎo)向槽固定在底盤上，齒條、 導(dǎo)軌固定在機(jī)座上，通過(guò)小齒輪與齒條的嚙合，導(dǎo)向槽與導(dǎo)軌的配合 實(shí)現(xiàn)機(jī)械手在機(jī)座上移動(dòng)。
上述的機(jī)械手的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)、旋轉(zhuǎn)小齒輪、旋轉(zhuǎn)軸承; 旋轉(zhuǎn)小齒輪固定在旋轉(zhuǎn)電機(jī)的主軸上，旋轉(zhuǎn)電機(jī)固定在支座上，旋轉(zhuǎn) 軸承的外圈固定在支座上，旋轉(zhuǎn)軸承的內(nèi)圈固定在底盤上，旋轉(zhuǎn)軸承 的內(nèi)圈腔壁設(shè)有輪齒，旋轉(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)旋轉(zhuǎn)小齒輪與輪齒嚙合實(shí)現(xiàn) 機(jī)械手在底盤上旋轉(zhuǎn)。
上述的機(jī)械手的升降機(jī)構(gòu)包括升降電機(jī)、梯形螺桿、聯(lián)軸器、滑 軌、滑槽，升降電機(jī)固定在支座的頂部，梯形螺桿固定在升降電機(jī)的 轉(zhuǎn)軸上，聯(lián)軸器固定在回轉(zhuǎn)支撐上，滑槽固定在支座兩側(cè)，滑軌與回 轉(zhuǎn)支撐固定，升降電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)梯形螺桿與聯(lián)軸器的嚙合實(shí)現(xiàn)機(jī)械手 臂在支座上升降移動(dòng)。
上述的機(jī)械手的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)、轉(zhuǎn)動(dòng)小齒輪，轉(zhuǎn)動(dòng)軸承； 轉(zhuǎn)動(dòng)小齒輪固定在轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)的主軸上，轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)固定在支座上，轉(zhuǎn)動(dòng) 軸承的外圈固定在回轉(zhuǎn)支撐上，轉(zhuǎn)動(dòng)軸承的內(nèi)圈固定在機(jī)械手臂上， 轉(zhuǎn)動(dòng)軸承的內(nèi)圈腔壁設(shè)有輪齒，轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)小齒輪與輪齒 嚙合實(shí)現(xiàn)機(jī)械手臂在回轉(zhuǎn)支撐上轉(zhuǎn)動(dòng)。
上述的機(jī)械手臂上支重輪內(nèi)軸套夾具包括氣缸、膨脹套，錐形拉 桿；氣缸本體固定在機(jī)械手臂上，膨脹套一端筒臂分叉成到膨脹片， 另一端亦固定在機(jī)械手臂上，錐形拉桿穿過(guò)膨脹套與氣缸活塞桿聯(lián) 接，錐形拉桿的錐面抵靠膨脹片。
上述的悍接變位機(jī)通過(guò)其底座固定在機(jī)座上。上述的焊接變位機(jī)數(shù)量為兩臺(tái)。
上述的焊接變位機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)箱包括箱體、主軸，蝸桿、蝸輪、電機(jī); 主軸轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)接在箱上，主軸一端位于箱體內(nèi)，另一端伸出箱體外，電 機(jī)固定在箱體上，蝸桿固定在電機(jī)的主軸上，蝸輪固定的在箱體內(nèi)的 主軸上，電動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)蝸桿與蝸輪的嚙合帶動(dòng)主軸在箱體上轉(zhuǎn)動(dòng)。
上述的焊接變位機(jī)的翻轉(zhuǎn)箱包括翻轉(zhuǎn)伺服電機(jī)、翻轉(zhuǎn)小齒輪，翻 轉(zhuǎn)半齒輪；翻轉(zhuǎn)伺服電機(jī)固定在底座上，翻轉(zhuǎn)小齒輪固定在翻轉(zhuǎn)伺服
電機(jī)的主軸上，翻轉(zhuǎn)半齒輪固定在支撐軸上，翻轉(zhuǎn)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò) 翻轉(zhuǎn)小齒輪與翻轉(zhuǎn)半齒輪嚙合帶動(dòng)支撐軸轉(zhuǎn)動(dòng)，支撐軸的轉(zhuǎn)動(dòng)又帶動(dòng) 轉(zhuǎn)動(dòng)箱翻轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)圓盤工作臺(tái)在支底座上呈傾斜狀。
上述的機(jī)械手的旁邊還設(shè)有送料機(jī)構(gòu)。
上述的送料機(jī)構(gòu)包括上料輸送機(jī)構(gòu)和下料輸送機(jī)構(gòu)。
上述送料機(jī)構(gòu)的前方設(shè)有支重輪點(diǎn)焊工作臺(tái)。
本實(shí)用新型為了實(shí)現(xiàn)支重輪在焊接過(guò)中的翻面，將焊接機(jī)器人、 焊接變位機(jī)、機(jī)械手、轉(zhuǎn)換臺(tái)和控制器有機(jī)結(jié)合一起，控制器控制機(jī) 械手的機(jī)械手動(dòng)作將點(diǎn)焊好的支重輪放在焊接變位機(jī)上，焊接變位機(jī) 的圓盤工作臺(tái)上的夾具夾緊支重輪，焊接變位機(jī)的圓盤工作臺(tái)上的轉(zhuǎn) 動(dòng)箱、翻轉(zhuǎn)箱開(kāi)始動(dòng)作，轉(zhuǎn)動(dòng)箱帶動(dòng)圓盤工作臺(tái)上的支重輪轉(zhuǎn)動(dòng)，翻 轉(zhuǎn)箱使圓盤工作臺(tái)傾斜，以便支重輪獲得較佳的焊接角度，與此同時(shí) 焊接機(jī)人起弧開(kāi)始對(duì)兩塊腹板中心孔邊緣與內(nèi)軸套外壁之間的縫隙 和兩塊腹板外邊緣與外圈的內(nèi)壁之間的縫隙進(jìn)行焊接，焊接完成之 后，焊接機(jī)器人和焊接變位機(jī)復(fù)位，機(jī)械手動(dòng)作旋轉(zhuǎn)到焊接變位機(jī)， 機(jī)械手臂重新提起單面焊接完成的支重輪，機(jī)械手臂同時(shí)在轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)
的驅(qū)動(dòng)下在回轉(zhuǎn)支撐上轉(zhuǎn)動(dòng)180度，將單面焊接完成支重輪已焊接的 面朝下，未焊接的面朝上，機(jī)械手又旋轉(zhuǎn)到轉(zhuǎn)換臺(tái)處，機(jī)械手臂在升降機(jī)構(gòu)的做用下下降并穿過(guò)轉(zhuǎn)換臺(tái)斷面開(kāi)口，將單面焊接完成的支重 輪放在轉(zhuǎn)換臺(tái)上，機(jī)械手繼續(xù)動(dòng)作使機(jī)械手臂從轉(zhuǎn)換臺(tái)下方繞出，機(jī) 械手臂上升并在回轉(zhuǎn)支撐上轉(zhuǎn)動(dòng)，重新回到轉(zhuǎn)換臺(tái)上單面焊接完成的 支重輪上方，機(jī)械手臂又開(kāi)始下降抓取單面焊接完成的支重輪，并把 單面焊接完成的支重輪重新放到焊接變位機(jī)上，重新開(kāi)始上述的焊接 過(guò)程，在支重輪的焊接完成之后，機(jī)械手又開(kāi)始動(dòng)作，將焊接好的支 重輪放到送料機(jī)構(gòu)上。從而改變了傳統(tǒng)焊接工程中需要人工對(duì)支重輪 翻面的工序，整個(gè)焊接工藝過(guò)程中，對(duì)支重輪的提取均靠機(jī)械手來(lái)完 成，省時(shí)省力，提升了焊接效率，消除對(duì)人工的安全隱患。


圖l是待焊接的支重輪立體圖2是待焊接的支重輪爆炸圖3是本實(shí)用新型立體圖組裝圖4焊接機(jī)器人立體圖5是機(jī)械手立體裝配圖6是機(jī)械手的縱向半剖示意圖7是機(jī)械手的主視圖7 — 1是機(jī)械手爆炸視圖一；
圖7 —2是機(jī)械手爆炸視圖二；
圖8是焊接變位機(jī)的立體裝示意配圖一；
圖8 — 1是焊接變位機(jī)的立體裝配示意圖二；
圖9是焊接變位機(jī)的主視圖IO是焊接變位機(jī)的縱向半剖示意圖11是送料機(jī)構(gòu)的立體裝配圖；圖12是送料機(jī)構(gòu)的主視圖； 圖13是送料機(jī)構(gòu)的左視圖； 圖14是送料機(jī)構(gòu)的俯視圖； 圖15是點(diǎn)焊臺(tái)的立體裝配圖； 圖16是點(diǎn)焊臺(tái)的主視圖； 圖17是點(diǎn)焊臺(tái)的俯視圖； 圖18是轉(zhuǎn)換臺(tái)的立體圖。
具體實(shí)施方式
上述的附圖提供的本實(shí)用新型較佳的一種實(shí)施方案，以下進(jìn)行詳 細(xì)說(shuō)明
如圖3所示，本實(shí)用新型一種支重輪焊接機(jī)器人設(shè)備，包括焊接
機(jī)器人1、兩個(gè)焊接變位機(jī)2、機(jī)械手3、轉(zhuǎn)換臺(tái)4和控制器(圖未 出)；控制器控制焊接機(jī)器人l、焊接變位機(jī)2、機(jī)械手3工作；焊接 機(jī)器人l、機(jī)械手3、轉(zhuǎn)換臺(tái)4圍繞焊接變位機(jī)2周邊布置；上述的 焊接機(jī)器人1、焊接變位機(jī)2、機(jī)械手3固定在同一機(jī)座10上，上述 的焊接機(jī)器人l、焊接變位機(jī)2、機(jī)械手3亦可單獨(dú)固定在地面上， 只要相互靠近可工作即可。
如圖3、圖4所示，上述的焊接機(jī)器人采用ABB機(jī)器人，ABB
機(jī)器人是焊接設(shè)備中一種普通的機(jī)器人焊接設(shè)備，它主要包括本體 11、聯(lián)動(dòng)手臂12、焊槍13組成，聯(lián)動(dòng)手臂12伸縮動(dòng)作，可使焊槍 13靠近或離開(kāi)所需焊接的支重輪8。
如圖3、圖5、圖6、圖7、圖7_1、圖7 — 2所示，上述的機(jī) 械手3包括支座31、底盤32、機(jī)械手臂33、支重輪內(nèi)軸套夾具34、 回轉(zhuǎn)支撐35、升降機(jī)構(gòu)36、轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)37、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)38;機(jī)械手3通過(guò)其底盤32聯(lián)接固定在機(jī)座10上。
上述的底盤32通過(guò)移動(dòng)機(jī)構(gòu)39在機(jī)座10上移動(dòng)，上述的移動(dòng) 機(jī)構(gòu)39包括伺服電機(jī)391、小齒輪392、齒條394、導(dǎo)軌395、導(dǎo)向 槽396;伺服電機(jī)391轉(zhuǎn)軸固定小齒輪392，伺服電機(jī)391、導(dǎo)向槽 396固定在底盤32上，齒條394、導(dǎo)軌396固定在支座31上，伺服 電機(jī)391轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)小齒輪392與齒條394的嚙合，導(dǎo)向槽396與導(dǎo)軌 396的配合實(shí)現(xiàn)機(jī)械手3在機(jī)座10上移動(dòng)。
上述的支座31在旋動(dòng)機(jī)構(gòu)38帶動(dòng)下在底盤32上轉(zhuǎn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)機(jī) 構(gòu)38包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)381、旋轉(zhuǎn)小齒輪382、旋轉(zhuǎn)軸承383;旋轉(zhuǎn)小齒 輪382固定在旋轉(zhuǎn)電機(jī)的主軸上，旋轉(zhuǎn)電機(jī)381固定在支座31上， 旋轉(zhuǎn)軸承383的外圈固定在支座31上，旋轉(zhuǎn)軸承383的內(nèi)圈固定在 底盤32上，旋轉(zhuǎn)軸承383的內(nèi)圈腔壁設(shè)有輪齒384，旋轉(zhuǎn)電機(jī)381 轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)旋轉(zhuǎn)小齒輪382與輪齒384嚙合實(shí)現(xiàn)機(jī)械手33在底盤32上 旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械手臂33在焊接變位機(jī)1和轉(zhuǎn)換臺(tái)4之間來(lái)回轉(zhuǎn) 換。
上述的回轉(zhuǎn)支撐35在升降機(jī)構(gòu)36帶動(dòng)下在支座31上升降移動(dòng)； 升降機(jī)構(gòu)36包括升降電機(jī)361、梯形螺桿362、聯(lián)軸器363、滑軌364、 滑槽365，升降電機(jī)361固定在支座31的頂部，梯形螺桿362固定 在升降電機(jī)361的轉(zhuǎn)軸上，聯(lián)軸器363固定在回轉(zhuǎn)支撐35上，滑槽 365固定在支座31兩側(cè)，滑軌364與回轉(zhuǎn)支撐35固定，升降電機(jī)361 轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)梯形螺桿362與聯(lián)軸器363的嚙合實(shí)現(xiàn)機(jī)械手臂33在支座 31上升降移動(dòng)。
上述的機(jī)械手臂33 —端固定支重輪內(nèi)軸套夾具34，另一端與回 轉(zhuǎn)支撐35轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)接，機(jī)械手臂33在轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)37帶動(dòng)下在回轉(zhuǎn)支撐 上轉(zhuǎn)動(dòng)；轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)37包括轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)371、轉(zhuǎn)動(dòng)小齒輪372，轉(zhuǎn)動(dòng)軸承373;轉(zhuǎn)動(dòng)小齒輪372固定在轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)371的主軸上，轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)371 固定在支座31上，轉(zhuǎn)動(dòng)軸承373的外圈固定在回轉(zhuǎn)支撐35上，轉(zhuǎn)動(dòng) 軸承373的內(nèi)圈固定在機(jī)械手臂33上，轉(zhuǎn)動(dòng)軸承373的內(nèi)圈腔壁設(shè) 有輪齒374，轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)371轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)小齒輪372與輪齒374嚙合 實(shí)現(xiàn)機(jī)械手臂33在回轉(zhuǎn)支撐35上轉(zhuǎn)動(dòng)。
上述的支重輪內(nèi)軸套夾具34包括氣缸341、膨脹套342，錐形拉 桿343;氣缸341本體固定在機(jī)械手臂33上，膨脹套342 —端筒臂 分叉成到膨脹片，另一端亦固定在機(jī)械手臂33上，錐形拉桿343穿 過(guò)膨脹套342與氣缸341活塞桿聯(lián)接，錐形拉桿343的錐面抵靠膨脹 片。
如圖3、圖8、圖8 — 1、圖9、圖10所示，上述的焊接變位機(jī)2 通過(guò)其底座27固定在機(jī)座10上，所述的焊接變位機(jī)2包括圓盤工作 臺(tái)21、轉(zhuǎn)動(dòng)箱24、翻轉(zhuǎn)箱26、底座27;所述的圓盤工作臺(tái)21固定 在轉(zhuǎn)動(dòng)箱24的主軸上242，圓盤工作臺(tái)21上設(shè)有夾持支重輪的夾具 22和墊條23，轉(zhuǎn)動(dòng)箱24通過(guò)支撐軸25架設(shè)有底座27上，翻轉(zhuǎn)箱 26固定在底座27上，傳動(dòng)于支撐軸25在底座27上旋轉(zhuǎn)。
上述的轉(zhuǎn)動(dòng)箱24包括箱體241、主軸242，蝸桿243、蝸輪244、 電機(jī)247;電機(jī)247固定在箱體241下方，以利用節(jié)省空間，因此增 加了過(guò)渡蝸桿245、過(guò)渡蝸輪246，蝸桿243位于箱體內(nèi)248并固定 在電機(jī)247的主軸上，蝸輪244固定的在箱體內(nèi)248的過(guò)渡蝸桿245 上，過(guò)渡蝸輪246固定在主軸242上，主軸242轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)接在箱241上， 主軸242 —端位于箱體241內(nèi)，另一端伸出箱體外與圓盤工作臺(tái)21 的中心聯(lián)接，電動(dòng)247轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)蝸桿243與蝸輪244的嚙合和過(guò)渡蝸 桿245與過(guò)渡蝸輪246的嚙合從而帶動(dòng)主軸242在箱體241上轉(zhuǎn)動(dòng)， 主軸242轉(zhuǎn)動(dòng)雙帶動(dòng)圓盤工作臺(tái)21轉(zhuǎn)動(dòng)。上述的翻轉(zhuǎn)箱26包括翻轉(zhuǎn)伺服電機(jī)261、翻轉(zhuǎn)小齒輪262，翻 轉(zhuǎn)半齒輪263;翻轉(zhuǎn)伺服電機(jī)261固定在底座27上，翻轉(zhuǎn)小齒輪262 固定在翻轉(zhuǎn)伺服電機(jī)261的主軸上，翻轉(zhuǎn)半齒輪263固定在支撐軸 25上，翻轉(zhuǎn)伺服電機(jī)261轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)翻轉(zhuǎn)小齒輪262與翻轉(zhuǎn)半齒輪263 嚙合帶動(dòng)支撐軸25轉(zhuǎn)動(dòng)，支撐軸25的轉(zhuǎn)動(dòng)又帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)箱24的翻轉(zhuǎn) 一定角度，從而實(shí)現(xiàn)圓盤工作臺(tái)21在底座27上工作時(shí)呈傾斜狀，以 便支重輪8獲得較佳的角度與焊槍13接觸。
如圖3、圖18所示，上述的轉(zhuǎn)換臺(tái)4包括支架43、轉(zhuǎn)換臺(tái)面42， 轉(zhuǎn)換臺(tái)面42中部為一個(gè)開(kāi)口的斷面41，該斷面41的開(kāi)口朝向機(jī)械 手3的支座31，該斷面41的開(kāi)口距離小于支重輪8的外圈81直徑 大于機(jī)械手臂33的寬度，如此機(jī)械手臂33可以從斷面41的開(kāi)口中 通過(guò)，從而將支重輪8可以放置在轉(zhuǎn)換臺(tái)面42上。
如圖3、圖11、圖12、圖13、圖14所示，為了方便支重輪的上、 下料，在上述的機(jī)械手3的旁邊還設(shè)有送料機(jī)構(gòu)6，上述的送料機(jī)構(gòu) 6包括上料輸送機(jī)構(gòu)61和下料輸送機(jī)構(gòu)62。
上述的上料輸送機(jī)構(gòu)61主要由滾筒611、軸承613、傳感器614、 檔塊615、支撐板616及機(jī)架612組成；滾筒611通軸承613轉(zhuǎn)動(dòng)并 列固定在機(jī)架612上，支撐板616固定在機(jī)架612的末端，檔塊615 呈V字型，V字型檔塊615的開(kāi)口朝向滾筒611,傳感器614固定在 V字型檔塊615的開(kāi)口臂面上，所述的上料輸送機(jī)構(gòu)61為無(wú)動(dòng)力輸 送機(jī)構(gòu)亦可為有動(dòng)力輸送機(jī)構(gòu)，主要用于將點(diǎn)焊好的支重輪8在焊進(jìn) 程中的向機(jī)械手3的位置輸送；由于它的參與大大減輕了工人的上料 勞動(dòng)強(qiáng)度。
上述的下料輸送機(jī)構(gòu)62主要由滾筒621、軸承623、機(jī)架622組 成；滾筒621通軸承623轉(zhuǎn)動(dòng)并列固定在機(jī)架622上，所述的下料輸送機(jī)構(gòu)62為無(wú)動(dòng)力輸送機(jī)構(gòu)亦可為有動(dòng)力輸送機(jī)構(gòu)，主要用于將焊
接完成的支重輪8輸送到下一道工序，由于下料輸送機(jī)構(gòu)62的參與
大大減輕了工人的御料勞動(dòng)強(qiáng)度。
上述送料機(jī)構(gòu)6的前方設(shè)有支重輪點(diǎn)焊工作臺(tái)7，如圖15、圖 16、圖17所示，主要用于支重輪的拼裝點(diǎn)焊(非本案目的必需，未 展開(kāi)敘述)。
為了更好保工人的安全，安全圍欄9將焊接機(jī)器人1、焊接變位 機(jī)2、機(jī)械手3、轉(zhuǎn)換臺(tái)4、機(jī)座10三方圍起來(lái)，另一開(kāi)方分別放置 有上料輸送機(jī)構(gòu)61和下料輸送機(jī)構(gòu)62，所述的安全圍欄9上設(shè)有 欄壁92和安全門91，安全門91的下部均用鐵板遮蔽，上部采用咖 啡色壓克力板，安全門91的下部上安裝有傳感器(未示出)， 一旦安 全門91打開(kāi)，焊接機(jī)器人l便停止工作，保證了工人的操作安全。 本實(shí)用新型工作過(guò)程如下
1、 對(duì)支重輪8進(jìn)行點(diǎn)焊，先將支重輪8的外圈11，內(nèi)軸套12 和兩塊腹板13按點(diǎn)焊工藝順序拼放在點(diǎn)焊臺(tái)7上，完成對(duì)兩塊腹板 13中心孔邊緣與內(nèi)軸套外壁之間的縫隙15和兩塊腹板13外邊緣與 外圈的內(nèi)壁之間的縫隙14進(jìn)行點(diǎn)焊固定，點(diǎn)焊完成后，再使用懸臂 吊(用戶自備)將支重輪8吊裝到無(wú)動(dòng)力的上料輸送機(jī)構(gòu)61上，通 過(guò)手動(dòng)方式推動(dòng)支重輪8到達(dá)V字型檔塊615處，通過(guò)傳感器614判 斷支重輪是否到達(dá)機(jī)械手臂33工作位置。
2、 將支重輪8放上焊接變位機(jī)2，傳感器614判斷出點(diǎn)焊好 的支重輪到達(dá)機(jī)械手臂33工作位置，機(jī)械手3中旋轉(zhuǎn)電機(jī)381轉(zhuǎn)動(dòng) 通過(guò)旋轉(zhuǎn)小齒輪382與輪齒384嚙合實(shí)現(xiàn)機(jī)械手33在底盤32上旋轉(zhuǎn)， 從而使機(jī)械手臂33到達(dá)V字型檔塊615上的支重輪8上方，同時(shí)機(jī) 械手3中升降機(jī)構(gòu)36的升降電機(jī)361動(dòng)作、通過(guò)梯形螺桿362與聯(lián)軸器363的嚙合驅(qū)動(dòng)機(jī)械手臂33在支座31上向下移動(dòng)，當(dāng)機(jī)械手臂 33下降到所需位置時(shí)，機(jī)械手臂33上支重輪內(nèi)軸套夾具34的膨脹 套342剛好穿套在支重輪8的內(nèi)軸套82中，氣缸341動(dòng)作通過(guò)錐形 拉桿343的錐面抵靠膨脹片把膨脹套342脹大，從而夾緊支重輪8。
然后升降機(jī)構(gòu)36的升降電機(jī)361動(dòng)作、通過(guò)梯形螺桿362與聯(lián) 軸器363的嚙合驅(qū)動(dòng)機(jī)械手臂33在支座31上向上移動(dòng)，同時(shí)旋轉(zhuǎn)電 機(jī)381動(dòng)作，通過(guò)旋轉(zhuǎn)小齒輪382與旋轉(zhuǎn)電機(jī)381轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)旋轉(zhuǎn)小齒 輪382與輪齒384嚙合實(shí)現(xiàn)機(jī)械手33在底盤32上旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)機(jī)械手3 在底盤31上旋轉(zhuǎn)，從而使機(jī)械手臂33到達(dá)焊接變位機(jī)2的圓盤工作 臺(tái)21的上方，升降機(jī)構(gòu)36的升降電機(jī)361又動(dòng)作、通過(guò)梯形螺桿 362與聯(lián)軸器363的嚙合驅(qū)動(dòng)機(jī)械手臂33在支座31上向下移動(dòng)將支 重輪放置在焊接變位機(jī)2的圓盤工作臺(tái)21的墊條23上，氣缸341又 動(dòng)作通過(guò)推動(dòng)錐形拉桿343的錐面離開(kāi)膨脹片，膨脹套342復(fù)位，從 而松開(kāi)支重輪8，機(jī)械手3回到原始位置。
3、 對(duì)支重輪8單面焊接圓盤工作臺(tái)21上的支重輪的夾具22 動(dòng)作夾緊支重輪8，此時(shí)翻轉(zhuǎn)伺服電機(jī)261動(dòng)作通過(guò)翻轉(zhuǎn)小齒輪262 與翻轉(zhuǎn)半齒輪263嚙合帶動(dòng)支撐軸25轉(zhuǎn)動(dòng)，支撐軸25的轉(zhuǎn)動(dòng)又帶動(dòng) 轉(zhuǎn)動(dòng)箱24的翻轉(zhuǎn)一定角度達(dá)到即定位置時(shí)，機(jī)器人本體11動(dòng)作，從 把焊槍13移至焊縫84處，與此同時(shí)電動(dòng)247轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)蝸桿243與蝸 輪244的嚙合和過(guò)渡蝸桿245與過(guò)渡蝸輪246的嚙合從而帶動(dòng)主軸 242在箱體241上轉(zhuǎn)動(dòng)，主軸242轉(zhuǎn)動(dòng)雙帶動(dòng)圓盤工作臺(tái)21轉(zhuǎn)動(dòng)， 同時(shí)焊槍13起弧焊接焊縫84，焊縫84焊接完成后，機(jī)器人本體ll 又動(dòng)作，把焊槍13移至焊縫85處進(jìn)行焊接，焊縫85焊接完成后， 焊接機(jī)器人1和焊接變位機(jī)2復(fù)位，即完成支重輪8的單面焊接工序。
4、 對(duì)單面焊接完成的支重輪8進(jìn)行翻面焊接機(jī)械手臂33重新回到焊接變位機(jī)2的圓盤工作臺(tái)21的上方處，通過(guò)支重輪的夾具
22動(dòng)作將支重輪8抓起，同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)37包括轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)371動(dòng)作通 過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)小齒輪372與轉(zhuǎn)動(dòng)齒盤373嚙合和轉(zhuǎn)動(dòng)槽374與轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)軌375 的配合實(shí)現(xiàn)機(jī)械手臂33在回轉(zhuǎn)支撐35上轉(zhuǎn)動(dòng)從而翻轉(zhuǎn)支重輪8，使 支重輪8焊接好的那面朝下，未焊接好的面朝上，與此同時(shí)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 38旋轉(zhuǎn)電機(jī)381動(dòng)作通過(guò)旋轉(zhuǎn)小齒輪382與旋轉(zhuǎn)齒盤383嚙合和旋 轉(zhuǎn)槽384與旋轉(zhuǎn)導(dǎo)軌385配合實(shí)現(xiàn)機(jī)械手3在底盤31上旋轉(zhuǎn)，從而 使機(jī)械手臂33到達(dá)轉(zhuǎn)換臺(tái)4的上方，機(jī)械手臂33下降并從轉(zhuǎn)換臺(tái)4 的斷面41的開(kāi)口中通過(guò)，從而將支重輪8可以放置在轉(zhuǎn)換臺(tái)面42上， 然后機(jī)械手臂翻回原位，重新抓取轉(zhuǎn)換臺(tái)4上支重輪，并在移動(dòng)機(jī)構(gòu) 39動(dòng)作下，機(jī)械手2移動(dòng)支另一臺(tái)焊接變位機(jī)2上，按上述工序2 中的方式把翻面的支重輪8放置在另一臺(tái)焊接變位機(jī)2上，進(jìn)行另外 一面的焊接，此時(shí)機(jī)臂手臂又回復(fù)到原位將另一個(gè)點(diǎn)焊的支重輪8放 在未使用的焊接變位機(jī)2上。
5、將焊接完成的支重輪8御料，當(dāng)支重輪8焊接完成后，焊接 機(jī)人本體11動(dòng)，將焊槍12移動(dòng)已上好料的焊接變位機(jī)2上對(duì)點(diǎn)焊好 的支重輪進(jìn)行焊接，機(jī)械手2將又移動(dòng)已焊完的支輪8處，將已焊好 的支重輪8抓起放到下料輸送機(jī)構(gòu)62上，進(jìn)入下一個(gè)工序。
本實(shí)用新型的使用改變了傳統(tǒng)焊接工程中需要人工對(duì)支重輪翻 面的工序，整個(gè)焊接工藝過(guò)程中，對(duì)支重輪的提取均靠機(jī)械手來(lái)完成， 省時(shí)省力，提升了焊接效率，消除對(duì)人工的安全隱患，并且本實(shí)用新 型還能對(duì)滿足大小規(guī)格不同的支重輪焊接，滿足多元化的支重輪焊接 要求。
權(quán)利要求1、一種支重輪焊接機(jī)器人設(shè)備，其特征在于包括焊接機(jī)器人、至少一臺(tái)焊接變位機(jī)、機(jī)械手、轉(zhuǎn)換臺(tái)和控制器；控制器控制焊接機(jī)器人、焊接變位機(jī)、機(jī)械手工作；焊接機(jī)器人、機(jī)械手、轉(zhuǎn)換臺(tái)圍繞焊接變位機(jī)周邊布置；焊接變位機(jī)包括圓盤工作臺(tái)、轉(zhuǎn)動(dòng)箱、翻轉(zhuǎn)箱、底座，所述的圓盤工作臺(tái)固定在轉(zhuǎn)動(dòng)箱的主軸上，圓盤工作臺(tái)上設(shè)有夾持支重輪的夾具，轉(zhuǎn)動(dòng)箱通過(guò)支撐軸架設(shè)有底座上，翻轉(zhuǎn)箱固定在底座上，傳動(dòng)于支撐軸在底座上旋轉(zhuǎn)；所述的機(jī)械手包括支座、底盤、機(jī)械手臂、支重輪內(nèi)軸套夾具、回轉(zhuǎn)支撐、升降機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，機(jī)械手臂一端固定支重輪內(nèi)軸套夾具，另一端與回轉(zhuǎn)支撐轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)接，機(jī)械手在旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下在回轉(zhuǎn)支撐上轉(zhuǎn)動(dòng)；回轉(zhuǎn)支撐在升降機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下在支座上升降移動(dòng)；支座在旋動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)下在底盤轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手臂在焊接變位機(jī)和轉(zhuǎn)換臺(tái)之間來(lái)回轉(zhuǎn)換，所述的轉(zhuǎn)換臺(tái)中部為一個(gè)開(kāi)口的斷面，該斷面的開(kāi)口朝向機(jī)械手的支座，該斷面的開(kāi)口距離小于支重輪的外圈直徑大于機(jī)械手臂的寬度。
2、 如權(quán)利要求1所述的支重輪焊接機(jī)器人設(shè)備，其特征在于 上述的焊接機(jī)器人、焊接變位機(jī)、機(jī)械手固定在同一機(jī)座上。
3、 如權(quán)利要求1所述的支重輪焊接機(jī)器人設(shè)備，其特征在于 所述的焊接機(jī)器人包括本體、聯(lián)動(dòng)手臂、焊槍；聯(lián)動(dòng)手臂伸縮動(dòng)作， 帶動(dòng)焊槍靠近或離開(kāi)所需焊接的支重輪。
4、 如權(quán)利要求1所述的支重輪焊接機(jī)器人設(shè)備，其特征在于 所述的機(jī)械手通過(guò)其底盤聯(lián)接固定在機(jī)座上，底盤通過(guò)移動(dòng)機(jī)構(gòu)在機(jī) 座上移動(dòng)，上述的移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括伺服電機(jī)、小齒輪、齒條、導(dǎo)軌、導(dǎo) 向槽；伺服電機(jī)轉(zhuǎn)軸固定小齒輪，伺服電機(jī)、導(dǎo)向槽固定在底盤上，齒條、導(dǎo)軌固定在機(jī)座上，通過(guò)小齒輪與齒條的嚙合，導(dǎo)向槽與導(dǎo)軌 的配合實(shí)現(xiàn)機(jī)械手在支座上移動(dòng)。
5、 如權(quán)利要求1所述的支重輪焊接機(jī)器人設(shè)備，其特征在于 旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)、旋轉(zhuǎn)小齒輪、旋轉(zhuǎn)軸承；旋轉(zhuǎn)小齒輪固定在 旋轉(zhuǎn)電機(jī)的主軸上，旋轉(zhuǎn)電機(jī)固定在支座上，旋轉(zhuǎn)軸承的外圈固定在 支座上，旋轉(zhuǎn)軸承的內(nèi)圈固定在底盤上，旋轉(zhuǎn)軸承的內(nèi)圈腔壁設(shè)有輪 齒，旋轉(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)旋轉(zhuǎn)小齒輪與輪齒嚙合實(shí)現(xiàn)機(jī)械手在底盤上旋 轉(zhuǎn)；升降機(jī)構(gòu)包括升降電機(jī)、梯形螺桿、聯(lián)軸器、滑軌、滑槽，升降電機(jī)固定在支座的頂部，梯形螺桿固定在升降電機(jī)的轉(zhuǎn)軸上，聯(lián)軸器 固定在回轉(zhuǎn)支撐上，滑槽固定在支座兩側(cè)，滑軌與回轉(zhuǎn)支撐固定，升 降電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)梯形螺桿與聯(lián)軸器的嚙合實(shí)現(xiàn)機(jī)械手臂在支座上升降移動(dòng)；轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)、轉(zhuǎn)動(dòng)小齒輪，轉(zhuǎn)動(dòng)軸承；轉(zhuǎn)動(dòng)小齒 輪固定在轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)的主軸上，轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)固定在支座上，轉(zhuǎn)動(dòng)軸承的外 圈固定在回轉(zhuǎn)支撐上，轉(zhuǎn)動(dòng)軸承的內(nèi)圈固定在機(jī)械手臂上，轉(zhuǎn)動(dòng)軸承 的內(nèi)圈腔壁設(shè)有輪齒，轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)小齒輪與輪齒嚙合實(shí)現(xiàn) 機(jī)械手臂在回轉(zhuǎn)支撐上轉(zhuǎn)動(dòng)。
6、 如權(quán)利要求1所述的支重輪焊接機(jī)器人設(shè)備，其特征在于 上述的機(jī)械手臂上支重輪內(nèi)軸套夾具包括氣缸、膨脹套，錐形拉桿； 氣缸本體固定在機(jī)械手臂上，膨脹套一端筒臂分叉成到膨脹片，另一端亦固定在機(jī)械手臂上，錐形拉桿穿過(guò)膨脹套與氣缸活塞桿聯(lián)接，錐 形拉桿的錐面抵靠膨脹片。
7、 如權(quán)利要求1所述的支重輪焊接機(jī)器人設(shè)備，其特征在于 所述的轉(zhuǎn)動(dòng)箱包括箱體、主軸，蝸桿、蝸輪、電機(jī)；主軸轉(zhuǎn)動(dòng)聯(lián)接在 箱上，主軸一端位于箱體內(nèi)，另一端伸出箱體外，電機(jī)固定在箱體上， 蝸桿固定在電機(jī)的主軸上，蝸輪固定的在箱體內(nèi)的主軸上，電動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)蝸桿與蝸輪的嚙合帶動(dòng)主軸在箱體上轉(zhuǎn)動(dòng)。
8、 如權(quán)利要求1所述的支重輪焊接機(jī)器人設(shè)備，其特征在于 所述的翻轉(zhuǎn)箱包括翻轉(zhuǎn)伺服電機(jī)、翻轉(zhuǎn)小齒輪，翻轉(zhuǎn)半齒輪；翻轉(zhuǎn) 伺服電機(jī)固定在底座上，翻轉(zhuǎn)小齒輪固定在翻轉(zhuǎn)伺服電機(jī)的主軸上， 翻轉(zhuǎn)半齒輪固定在支撐軸上，翻轉(zhuǎn)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)翻轉(zhuǎn)小齒輪與翻 轉(zhuǎn)半齒輪嚙合帶動(dòng)支撐軸轉(zhuǎn)動(dòng)，支撐軸的轉(zhuǎn)動(dòng)又帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)箱翻轉(zhuǎn)，從 而實(shí)現(xiàn)圓盤工作臺(tái)在支底座上呈傾斜狀。
9、 如權(quán)利要求1所述的支重輪悍接機(jī)器人設(shè)備，其特征在于 所述的機(jī)械手的旁邊還設(shè)有送料機(jī)構(gòu)。
10、 如權(quán)利要求9所述的支重輪焊接機(jī)器人設(shè)備，其特征在于 上述送料機(jī)構(gòu)的前方設(shè)有支重輪點(diǎn)焊工作臺(tái)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)一種支重輪焊接機(jī)器人設(shè)備，包括焊接機(jī)器人、焊接變位機(jī)、機(jī)械手、轉(zhuǎn)換臺(tái)和控制器，控制器控制焊接機(jī)器人、焊接變位機(jī)、機(jī)械手工作，機(jī)械手將點(diǎn)焊好的支重輪放在焊接變位機(jī)上，焊接變位機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)箱帶動(dòng)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)，焊接變位機(jī)的翻轉(zhuǎn)箱使圓盤工作臺(tái)傾斜，以便支重輪獲得較佳的焊接角度，同時(shí)焊接機(jī)人起弧開(kāi)始進(jìn)行焊接，焊接完成之后，機(jī)械手重新提起單面焊接完成的支重輪在轉(zhuǎn)換臺(tái)上進(jìn)行翻面，并把單面焊接完成的支重輪重新放到焊接變位機(jī)上，重新開(kāi)始上述的焊接過(guò)程，從而改變了傳統(tǒng)焊接工程中需要人工對(duì)支重輪翻面的工序，整個(gè)焊接工藝過(guò)程中，對(duì)支重輪的提取均靠機(jī)械手來(lái)完成，省時(shí)省力，焊接效率高，消除安全隱患。
文檔編號(hào)B25J13/00GK201342671SQ20092013632
公開(kāi)日2009年11月11日 申請(qǐng)日期2009年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月9日
發(fā)明者劉增衛(wèi), 李金鐸, 江建鑫, 洪開(kāi)墾, 謝傳祿, 黃煥良 申請(qǐng)人:廈門思爾特機(jī)器人系統(tǒng)有限公司