本實用新型屬于焊接設備技術領域，尤其是涉及一種機器人自動焊接設備。

背景技術：

箱體特別是不銹鋼材質(zhì)電氣箱體的焊接，通常是通過人工焊接完成，焊接方式主要為氬弧焊，而氬弧焊對于工人操作技能要求極高，不同水平的工人技能所焊接的箱體質(zhì)量不一，采用機器人焊接可避免上述問題，但現(xiàn)有的焊接流程工藝，一般是分為前中后三段，前段是人工上件、中段是機器人焊接、下段是人工下件，該流水線工藝占用空間較大，需要的夾具機構較多，設備占用空間和設備購買及維護成本較高，急需改進。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型解決的技術問題是克服上述缺陷，提供一種機器人自動焊接設備，該設備設有兩套焊接夾具系統(tǒng)，并通過變位機實現(xiàn)該兩套系統(tǒng)的切換，即機器人在一套焊接夾具系統(tǒng)前焊接作業(yè)時，人工可對另一側(cè)的焊接夾具系統(tǒng)實現(xiàn)上下件操作，該設備將傳統(tǒng)的前段人工上件和下段人工下件合并，需要的夾具機構較少，節(jié)約成本。

為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是：

一種機器人自動焊接設備，包括水平旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)、垂直旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)和焊接夾具系統(tǒng)，所述水平旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)包括水平變位機和遮光板，所述水平變位機帶動所述遮光板進行水平旋轉(zhuǎn)運動；

所述垂直旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)位于所述遮光板上并可隨所述遮光板進行水平旋轉(zhuǎn)運動，包括基板、垂直變位機和連接桿，所述連接桿與所述遮光板垂直設置，其中部與所述遮光板固定連接，所述連接桿兩端各設有一垂直變位機，每一所述垂直變位機可帶動一所述基板進行垂直旋轉(zhuǎn)運動；

所述焊接夾具系統(tǒng)固設于所述基板上，并可隨所述基板進行垂直旋轉(zhuǎn)運動。

進一步，所述水平旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)還設有變位機安裝板，所述水平變位機的固定端與所述變位機安裝板固定連接，其旋轉(zhuǎn)端與所述遮光板固定連接。

進一步，所述水平旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)還設有支撐腿，所述支撐腿四個一組固設于所述變位機安裝板的下表面上。

進一步，所述垂直旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)還包括變位機連接架，軸承連接架，軸承和轉(zhuǎn)軸，所述連接桿有兩個，該兩個所述連接桿并行設置，其中一所述連接桿的兩端均與所述變位機連接架固定連接，另一所述連接桿的兩端均與所述軸承連接架固定連接，每一所述變位機連接架內(nèi)均設有一所述垂直變位機，所述垂直變位機的固定端與所述變位機連接架固定連接，其旋轉(zhuǎn)端與所述基板固定連接，每一所述軸承連接架內(nèi)均設有一所述軸承，位于所述軸承內(nèi)的轉(zhuǎn)軸可相對所述軸承旋轉(zhuǎn)，所述轉(zhuǎn)軸的自由端與所述基板固定連接。

進一步，所述遮光板上設有固定孔，所述連接桿穿過所述固定孔，并與所述遮光板為法蘭連接。

進一步，與機器人相近的基板為機器人操作臺，與人工相近的基板為人工操作臺，所述機器人操作臺位于焊接房子內(nèi)，所述焊接房子設有開口，所述遮光板位于所述焊接房子內(nèi)，并可擋住所述開口。

本實用新型具有的優(yōu)點和積極效果是：

(1)該焊接設備中設置的水平旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)內(nèi)的水平變位機帶動兩套焊接夾具系統(tǒng)的水平旋轉(zhuǎn)，可以實現(xiàn)機器人操作臺和人工操作臺的快速切換，即機器人在一套焊接夾具系統(tǒng)前焊接作業(yè)時，人工可對另一側(cè)的焊接夾具系統(tǒng)實現(xiàn)上下件操作；

(2)該焊接設備中設置的水平旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)內(nèi)加設遮光板，且將機器人操作臺置于專用的焊接房子內(nèi)，可以實現(xiàn)人和作業(yè)機器人隔離，保證的人的安全，并有效避免了焊接時產(chǎn)生的弧光對人的傷害；

(3)該焊接設備中設置的垂直旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)里的垂直變位機，可使被焊接夾具系統(tǒng)固定的箱體實現(xiàn)在垂直方向的任意角度旋轉(zhuǎn)；通過垂直變位機控制器與機器人控制器之間的通訊，可以讓箱體精確旋轉(zhuǎn)到最佳位置后停止，方便機器人焊接。

附圖說明

圖1、圖2為實施例中焊接設備的整體結(jié)構示意圖；

圖3為實施例中所述水平旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的結(jié)構示意圖；

圖4為實施例中所述垂直旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)和焊接夾具系統(tǒng)的位置關系示意圖；

圖5、圖6為實施例中所述垂直旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的結(jié)構示意圖；

圖7、圖8為實施例中所述焊接夾具系統(tǒng)的結(jié)構示意圖；

圖9、圖10、圖11為實施例中所述箱體各部件的結(jié)構示意圖。

圖中：1、水平旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，11、變位機安裝板，12、水平變位機，13、遮光板，14、支撐腿；

2、垂直旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，21、基板，22、垂直變位機，23、變位機連接架，24、軸承，25、轉(zhuǎn)軸，26、軸承連接架，27、連接桿；

3、焊接夾具系統(tǒng)，31、左伺服滑臺，32、右伺服滑臺，33、左氣缸，34、右氣缸，35、第一左定位柱，36、第二左定位柱，37、第一右定位柱，38、第二右定位柱，39、第一左滑板，310、第二左滑板，311、第一右滑板，312、第二右滑板，313、第一左滑板定位柱，314、第二左滑板定位柱，315、第一右滑板定位柱，316，第二右滑板定位柱， 317、滑軌；

4、箱體，41、中擋板，42、左擋板，43、右擋板。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本實用新型中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本實用新型的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以通過具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。

下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本實用新型。

一種機器人自動焊接設備，包括水平旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)1、垂直旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)2和焊接夾具系統(tǒng)3，所述水平旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)1包括變位機安裝板11、水平變位機12、遮光板13和支撐腿14，所述水平變位機12的固定端與所述變位機安裝板11固定連接，其旋轉(zhuǎn)端與所述遮光板13 固定連接，所述遮光板13上設有兩個固定孔，所述支撐腿14四個一組固設于所述變位機安裝板11的下表面上；

所述垂直旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)2與遮光板13連接，包括基板21、垂直變位機22、變位機連接架23、軸承24、轉(zhuǎn)軸25、軸承連接架26和連接桿27，兩個所述連接桿27并行設置，該兩個連接桿27穿過對應的所述固定孔，其中部與所述遮光板13為法蘭固定連接；

該兩個連接桿27中，一所述連接桿27的兩端均與所述變位機連接架23固定連接，另一所述連接桿27的兩端均與所述軸承連接架26固定連接；

所述垂直變位機22位于所述變位機連接架23內(nèi)，所述垂直變位機22的固定端與所述變位機連接架23固定連接，其旋轉(zhuǎn)端與所述基板21固定連接，所述軸承24固設于所述軸承連接架26內(nèi)，位于所述軸承24內(nèi)的轉(zhuǎn)軸25與所述基板21固定連接；

所述焊接夾具系統(tǒng)3位于所述基板21上，包括左伺服滑臺31、右伺服滑臺32、左氣缸33、右氣缸34、第一左定位柱35、第二左定位柱36、第一右定位柱37、第二右定位柱38、第一左滑板39、第二左滑板310、第一右滑板311、第二右滑板312、第一左滑板定位柱313、第二左滑板定位柱314、第一右滑板定位柱315、第二右滑板定位柱316 和滑軌317；

該左、右伺服滑臺相對固設于所述基板21上，所述滑軌317固設于所述基板21上，并位于該左、右伺服滑臺的中部，所述第一左定位柱35、第二左定位柱36、第一右定位柱37、第二右定位柱38結(jié)構相同，固設于所述基板上，并兩兩相對位于所述滑軌的兩側(cè)；

該左、右伺服滑臺的滑塊分別與所述第一左滑板39和所述第一右滑板311連接，所述滑軌317上的兩組滑塊分別與所述第二左滑板310和所述第二右滑板312連接；

所述左氣缸33的一端與所述第一左滑板39固定連接，其另一端與所述第二左滑板 310固定連接，所述右氣缸34的一端與所述第一右滑板311固定連接，其另一端與所述第二右滑板312固定連接；

兩個所述第一左滑板定位柱313分別固設于所述第一左滑板39上，并位于所述左氣缸33的兩側(cè)，兩個所述第二左滑板定位柱314分別固設于所述第二左滑板310上，并位于所述左氣缸的兩側(cè)；

兩個所述第一右滑板定位柱315分別固設于所述第一右滑板311上，并位于所述右氣缸34的兩側(cè)，兩個所述第二右滑板定位柱316分別固設于所述第二右滑板312上，并位于所述右氣缸34的兩側(cè)；

該左、右氣缸均與三位五通閥連接；

該左、右氣缸均為PLC電控氣缸；

所述箱體4包括中擋板41、左擋板42和右擋板43。

該焊接設備中與機器人相近的基板為機器人操作臺，與人工相近的基板為人工操作臺，所述機器人操作臺位于焊接房子內(nèi)，所述焊接房子設有開口，所述遮光板位于所述焊接房子內(nèi)，并可擋住所述開口。

該箱體的具體焊接過程如下：

a.左伺服滑臺31通過推動第一左滑板39，將其上面兩個第一左滑板定位柱313推送到位，由于左氣缸33處于壓縮狀態(tài)，第二左滑板310及其上面的兩個第二左滑板定位柱 314一并推送到位。

b.右伺服滑臺32通過推動第一右滑板311，將其上面兩個第一右滑板定位柱315 推送到位，由于右氣缸33處于壓縮狀態(tài)，第二右滑板312及其上面的兩個第二右滑板定位柱316一并推送到位。

c.將中檔板41放入焊接夾具系統(tǒng)，第一左定位柱35、第二左定位柱36、第一右定位柱37、第二右定位柱38、兩個第二左滑板定位柱314和兩個第二右滑板定位柱316將其進行定位。

d.左氣缸33通過三位五通閥切換到手動模式，即左氣缸33可以通手動自由伸縮調(diào)整兩個第一左滑板定位柱313和兩個第二左滑板定位柱314之間的間隙，隨后將左擋板 42放入間隙內(nèi)，并用左氣缸33夾緊定位。

e.右氣缸34通過三位五通閥切換到手動模式，即右氣缸34可以通手動自由伸縮調(diào)整兩個第一右滑板定位柱315和兩個第二右滑板定位柱316之間的間隙，隨后將右擋板 43放入間隙內(nèi)，并用右氣缸34夾緊定位。

f.水平旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)1通過水平變位機12驅(qū)動開始旋轉(zhuǎn)180°，將夾緊的箱體4旋轉(zhuǎn)至機器人人側(cè)，機器人控制器和垂直旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)2的垂直變位機22控制器開始通訊，垂直旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)2開始以不同的角度在垂直方向旋轉(zhuǎn)，以使機器人獲得最好的焊接姿勢，最終完成焊接；

g.與此同時，工人開始對焊接夾具系統(tǒng)3上件，機器人完成焊接夾具系統(tǒng)3的焊接后，給水平旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)1的水平變位機12發(fā)送指令，水平變位機12開始旋轉(zhuǎn)180°,工人取出工件，機器人重復步驟c的過程開始焊接，工作站完成一個循環(huán)。

h.對于不同長度的箱體，則通過調(diào)節(jié)左、右伺服滑臺的位移量，來適應不同長度箱體的定位夾緊。

本實施例的上述技術方案表明：

(1)該焊接設備中設置的水平旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)里的水平變位機帶動兩套焊接夾具系統(tǒng)的水平旋轉(zhuǎn)，可以實現(xiàn)機器人操作臺和人工操作臺的快速切換，即機器人在一套焊接夾具系統(tǒng)前焊接作業(yè)時，人工可對另一側(cè)的焊接夾具系統(tǒng)實現(xiàn)上下件操作；該水平旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)中加設遮光板，且將機器人操作臺置于專用的焊接房子內(nèi)，可以實現(xiàn)人和作業(yè)機器人隔離，保證的人的安全，并有效避免了焊接時產(chǎn)生的弧光對人的傷害；

(2)該焊接設備中設置的垂直旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)里的垂直變位機，可使被焊接夾具系統(tǒng)固定的箱體實現(xiàn)在垂直方向的任意角度旋轉(zhuǎn)；通過垂直變位機控制器與機器人控制器之間的通訊，可以讓箱體精確旋轉(zhuǎn)到最佳位置后停止，方便機器人焊接；

(3)焊接夾具系統(tǒng)使用伺服滑臺作為夾具定位單元的驅(qū)動，可以讓夾具定位單元在伺服滑臺行程范圍內(nèi)任意位置停止，滿足長度不同箱體的定位夾緊；

(4)焊接夾具系統(tǒng)使用氣缸、滑軌和滑塊實現(xiàn)夾具定位單元內(nèi)相鄰兩塊滑板間的間隙調(diào)節(jié)，且其中氣缸進氣出氣與三位五通閥連接，即氣缸除了可以實現(xiàn)伸縮桿的伸縮還可切換到手動模式，方便人工上件，結(jié)構簡單，成本低廉，且無需加設更多的夾緊工件；

(5)焊接夾具系統(tǒng)內(nèi)的氣缸均為電控氣缸，電控氣缸方便和PLC組合，并可完成更多、更復雜的動作。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。