專利名稱：交叉型精密四工位機器人焊接生產線的制作方法
技術領域：
交叉型精密四工位機器人焊接生產線技術領域：
本實用新型涉及一種機器人焊接生產線，特別是一種交叉型重復定位精度非常高 的四工位機器人焊接生產線。背景技術：
焊接機器人是目前工業機器人應用最大的領域，機器人焊接技術的發展使焊接質 量及焊接效率得到了顯著提升，故其在焊接領域中被逐漸推廣開來。在板金制造領域中，機 器人焊接技術的應用日漸普及，但是在整個作業過程中，怎樣有效地將部品準確無誤的送 入機器人工作區域內并進行焊接，且高效安全地從機器人工作區域返回到工件裝夾位置， 這個過程直接影響到機器人焊接的品質、安全和制造成本，是機器人焊接技術應用中非常 關鍵的環節。目前，現有的機器人焊接方式分為兩種，一種是固定式的，另一種是活動式的。 所謂固定式就是把工裝夾具固定在機器人工作區域內，作業者原地安裝工件，原地進行焊 接。活動式為通過安裝一種軌道，一端為安裝工件的作業區，另一端為機器人焊接區，工裝 夾具在其軌道上于兩個區域間來回循環搬運。固定式工裝夾具的靈活性很差，工裝夾具更 換非常不方便，且作業者距離焊接區域太近，焊接所發出的光線和氣體容易對人體造成傷 害，由于焊接和裝夾不能同時進行，故生產效率不高，而現有的活動式的機器人焊接生產線 采用雙工位，它可分為兩個工件安裝工作的區域，每個安裝區域的工裝夾具可分別通過搬 運活動板滑動到機器人可焊接的區域交替進行作業，這種焊接線重復定位精度較差，最多 只能同時焊接兩個工件，而且由于工位少在進行多品種焊接生產時會遇到頻繁更換工裝夾 具的問題，影響生產效率。
實用新型內容本實用新型的目的在于改進上述現有技術中的不足，提供一種交叉型精密四工 位機器人焊接生產線，該種生產線上各工位的工裝夾具都可以交替通過搬運活動板運送到 完全相同的焊接工作區域內，使焊接更為方便，并且運動時非常平穩，振動更小，焊接的工 件品質更為穩定。本實用新型的技術方案是這樣實現的它包括臺面十字軌道架、直線導軌、搬運活 動板、驅動裝置、傳感器、定位裝置、焊接機器人，臺面十字軌道架的交叉區域處于焊接機器 人的共同工作區域內，臺面十字軌道架的每一端均設置有搬運活動板，直線導軌固定于臺 面十字軌道架上，搬運活動板的底面對稱設置有與直線導軌滑動連接的導軌滑塊，其改進 之處在于臺面十字軌道架上設置有四組直線導軌，每個搬運活動板均安裝于一組直線導 軌上，每組直線導軌包括平行設置的長邊導軌和短邊導軌，同組的長邊導軌和短邊導軌的 一端平齊，四組直線導軌于長邊導軌的伸出部分交叉排列呈井字型，交叉圍合的區域為中 心區域；在搬運活動板的底面與短邊直線軌道相應的位置上靠近直線導軌的中心區域的一 端設置有雙輪滑動塊，雙輪滑動塊上的兩個滾輪的連線與短邊導軌相平行，滾輪的間距大 于同一直線上的長邊導軌和短邊導軌之間的間距，搬運活動板的底面設置有與長邊導軌相扣接的穩固滑塊；上述交叉型精密四工位機器人焊接生產線中，所述驅動裝置為同步皮帶傳動裝 置，同步皮帶傳動裝置包括可控轉速的電動機、皮帶輪、傳動帶、緊帶輪，皮帶輪分別等高設 置于臺面十字軌道架的各端以及所述中心區域的下方，傳動帶分別繞接于相應的皮帶輪 上，臺面十字軌道架下部固定安裝有張緊傳動帶的緊帶輪，電動機通過皮帶輪與傳動帶傳 動連接；傳動帶上安裝有與搬運活動板相連接的傳動緩沖器；上述交叉型精密四工位機器人焊接生產線中，所述傳動緩沖器包括連接安裝于傳 動帶結合處的傳動帶上緩沖板、彈簧和緩沖支撐塊，彈簧套設于緩沖支撐塊下端的軸桿上， 搬運活動板的底面固定有動力連接塊，動力連接塊通過螺絲與緩沖支撐塊連接固定；上述交叉型精密四工位機器人焊接生產線中，所述搬運活動板的底面固定有定位 塊，所述定位裝置為可與定位塊相壓緊的氣動定位裝置，氣動定位裝置安裝于靠近中心區 域的臺面十字軌道架上；上述交叉型精密四工位機器人焊接生產線中，所述氣動定位裝置包括氣缸、連接 桿、固定壓塊和安裝固定板，氣缸掛接于安裝固定板上，連接桿分別與氣缸的伸出軸和固定 壓塊相鉸接，固定壓塊與安裝固定板相鉸接；上述交叉型精密四工位機器人焊接生產線中，所述搬運活動板的底面設置有止動 塊，臺面十字軌道架上安裝有與止動塊相配合的搬入緩沖器和搬出緩沖器；上述交叉型精密四工位機器人焊接生產線中，所述傳感器包括加速傳感器、減速 傳感器和止動傳感器；上述交叉型精密四工位機器人焊接生產線中，所述驅動裝置為鏈條傳動裝置或無 桿氣缸。相比于現有的四工位機器人焊接生產線，本實用新型的有益效果在于長短邊導 軌的交叉排列及雙輪滑動塊的設置，使焊接生產線上的各個搬運活動板都能夠分別運動到 臺面十字軌道的中央，這樣機器人在焊接四個工位上的零件時都有相同且充足的焊接范 圍；滑塊內有滾珠傳動，且為無間隙配合所以整個搬運活動板運動當中相對平穩不會產生 較大的震動，而且保證足夠的重復定位精度，重復定位精度可達0. 02mm以內，加上可控轉 速的電機傳動，可大幅度提高了工作效率；傳動帶的接合處設置了緩沖器不會出現很強的 沖擊力，治具夾具可以平穩準確的進行自動化搬運作業，由于沒有沖擊力和震動對焊接出 來產品變形量大大減小，提高了產品的精度。以下結合附圖詳述本實用新型的具體結構
圖1是本實用新型交叉型精密四工位機器人焊接生產線的結構示意圖圖2是如
圖1所示視圖的俯視圖圖3是直線導軌交叉排列的示意圖圖4是搬運活動板的結構示意圖圖5是如圖4所示視圖的仰視圖圖6是如圖4所示視圖的左視圖圖7是傳動緩沖器的結構示意圖[0021]圖8是如圖7所示視圖的俯視圖圖9是氣動定位裝置松開狀態的示意圖
圖10是氣動定位裝置壓緊狀態的示意圖圖中1、可調支撐腳；2、固定腳架；3、臺面十字軌道架；4、傳動帶；5、電動機；6、 緊帶輪；7、傳動緩沖器；7-1、緩沖支撐塊；7-2、彈簧；7-3、緩沖板；8、搬運活動板；8_1、雙 輪滑動塊；8-2、止動塊；8-3、導軌滑塊；8-4、動力連接塊；8-5、定位塊；8_6、穩固滑塊；9、 控制系統按鈕；10、搬出緩沖器；11、傳感器；12、短邊導軌；13、長邊導軌；14、氣動定位裝 置；14-1、安裝固定板；14-2、氣缸；14-3、連接桿；14_4、固定壓塊；15、搬入緩沖器；16、焊 接機器人；17、安全防護罩；18、控制系統。
具體實施方式
如
圖1至圖6所示，本實用新型的交叉型精密四工位機器人焊接生產線主要包括 臺面十字軌道架3、直線導軌、兩臺焊接機器人16、搬運活動板8、氣動定位裝置14、皮帶輪 傳動裝置、傳感器11和動作控制系統。臺面十字軌道架3的交叉區域處于焊接機器人16的 共同工作區域內，兩臺焊接機器人16相對設置于軌道架3相交的斜角位置處。臺面十字軌 道架3上設置有四組直線導軌，每組直線導軌包括平行設置的長邊導軌13和短邊導軌12， 同組的長邊導軌13和短邊導軌12的一端平齊，四組直線導軌于長邊導軌13的伸出部分交 叉排列呈井字型，即每一個長邊導軌13的直線方向上都置有短邊導軌12，而同一直線上的 長邊導軌13和短邊導軌12之間的斷口處置有垂直相交的另一長邊導軌，各長邊導軌13伸 出部分所圍合的區域即為中心區域。臺面十字軌道架3的底端布設有固定腳架2和可調支 撐腳1，通過可調支撐腳1來調節軌道架，使各組的直線導軌處在同一水平面上。每組直線 導軌上均設置有一個用于安裝工裝夾具的搬運活動板8，搬運活動板8的底面靠外的一端 對稱設置有一對與直線導軌滑動連接的導軌滑塊8-3，在其底面靠近中心區域的一端于短 邊導軌12的相應位置處設置有雙輪滑動塊8-1，雙輪滑動塊8-1上的兩個滾輪的連線與短 邊導軌12相平行，滾輪之間的間距大于同一直線上的長邊導軌13和短邊導軌12之間的間 距，以保證滾輪不會被卡阻于導軌相交位置處形成的間隙內。為了使搬運活動板8在運動 過程中不左右晃動，在搬運活動板8的底面設置有與長邊導軌13相扣接的穩固滑塊8-6， 穩固滑塊8-6偏向板邊緣的中間位置，優選的，當搬運活動板8運動至中心區域的正上方 時，穩固滑塊8-6恰好處于長邊導軌13上與短邊導軌12盡頭相平齊的位置上。導軌滑塊 8-3和穩固滑塊8-6都設有導軌連接槽，導軌連接槽為下方收扣的倒U形槽，該結構可使滑 塊扣接于直線導軌上。在導軌滑塊8-3和穩固滑塊8-6的導軌連接槽內均設有與直線導軌 無間隙傳動配合的滾珠，避免滑動過程中產生較大的震動，使搬運活動板8運動更為平穩。 搬運活動板8的行走由皮帶輪傳動裝置驅動，同步皮帶傳動裝置包括可控轉速的電動機5、 皮帶輪、傳動帶4、緊帶輪6，皮帶輪分別等高設置于臺面十字軌道架3的各端以及所述中心 區域的下方，傳動帶4分別繞接于相應的皮帶輪上，傳動帶4的結合處安裝有與搬運活動板 8相連接的傳動緩沖器7 ；電動機5通過外部的皮帶輪與傳動帶4傳動連接，在臺面十字軌 道架3下部還固定安裝有張緊傳動帶4的緊帶輪6。搬運活動板8的底面固定有動力連接 塊8-4，傳動緩沖器7與動力連接塊連接8-4，以達到驅動的目的。搬運活動板5的底面還 固定有定位塊8-5和止動塊8-2，在靠近中心區域的位置處設置有可與定位塊8-5相壓緊定位的氣動定位裝置14，而臺面十字軌道架3上則安裝有與止動塊8-2相配合的搬入緩沖 器15和搬出緩沖器10，搬入緩沖器15安裝于中心區域內，搬出緩沖器10安裝于軌道架靠 外一端的位置處，搬入緩沖器15和搬出緩沖器10可以采用彈簧緩沖機構或者氣缸緩沖機 構。傳感器11安裝于臺面十字軌道架3的側邊，且位于搬運活動板8所運動軌跡的兩端， 以便感應到搬運活動板8所處的位置，控制系統可以根據傳感器11給定的位置來判斷什么 時候定位、起動、減速、加速等動作。為便于操作，在臺面十字軌道架3的各端上均設置有控 制系統按鈕9。在焊接生產線的中段位置可設置包圍焊接區域的安全防護罩17，以隔離焊 接時產生的弧光和有害氣體，焊接機器人16均置于安全防護罩17內，而生產線的控制系統 18則置于安全防護罩17外。在安全防護罩17上還設有可自動開合的閘門，便于生產線上 各搬運活動板8順暢搬運。如圖7和圖8所示，傳動緩沖器7包括連接安裝于傳動帶4結合處的緩沖板7-3、 彈簧7-2和緩沖支撐塊7-1，緩沖支撐塊7-1的上方為連接塊，連接塊通過螺絲與動力連接 塊8-4相連接，緩沖支撐塊7-1的下部架設有軸桿，軸桿中間設置有擋塊，在軸桿上于擋塊 兩邊套設有彈簧7-2。傳動帶4運轉過程出現較大的沖擊力時，緩沖器7上的彈簧7-2被壓 縮，然后緩慢復位，從而抵消掉大部分沖擊力，使與之連接的搬運活動板8能夠平穩準確地 進行搬運作業。如圖9和
圖10所示，氣動定位裝置14包括安裝固定板14-1、氣缸14_2、連接桿 14-3和固定壓塊14-4，氣缸14-2掛接于安裝固定板14_1上，安裝固定板14_1通過螺絲固 定于軌道架上，而連接桿14-3分別與氣缸14-2的伸出軸和固定壓塊14-4相鉸接，固定壓 塊14-4與安裝固定板14-1相鉸接。當搬運活動板8運動到中心區域正上方時，傳感器11 發出相應的信號，氣缸14-2的伸出軸伸出推動連接桿14-3運動，固定壓塊14-4在連接桿 14-3的帶動下繞著安裝固定板14-1上的鉸接點壓緊搬運活動板8上的定位塊8-5，從而實 現搬運活動板8在焊接工作區域的定位。本新型的交叉型精密四工位機器人焊接生產線中，長短導軌的井字型交叉排列方 式可以使搬動活動板8不受任何阻礙的滑行到焊接機器人16工作區域的中央位置。優選 的，傳感器11包括設置在運動軌跡適當位置處加速傳感器、減速傳感器和止動傳感器。作 業時，把所須要焊接的部品裝夾完成后發出焊接指令，驅動電動機5開始工作，傳動帶4帶 動搬運活動板8向臺面十字軌道架3的中央移動，此時起動速度慢，當接觸到第一個傳感器 11時電動機5開始加速，當運動到接近中央時會接觸到減速傳感器，電動機5速度減小，最 終運動到井字型交叉處的中央位置，接觸到停止傳感器，電動機5停止，此時氣動定位裝置 14工作，把搬運活動板8緊緊地固定在十字軌道的中央，隨后，控制系統向焊接機器人16發 出焊接指令開始焊接，焊接完成后所有動作反向運動最終完成整個焊接過程。以上所描述的僅為本實用新型的較佳實施例，上述具體實施例不是對本實用新型 的限制。在本實用新型的技術思想范疇內，可以出現各種變形及修改，凡本領域的普通技術 人員根據以上描述所做的潤飾、修改或等同替換，均屬于本實用新型所保護的范圍。
權利要求1.一種交叉型精密四工位機器人焊接生產線，它包括臺面十字軌道架、直線導軌、搬運 活動板、驅動裝置、傳感器、定位裝置、焊接機器人，臺面十字軌道架的交叉區域處于焊接機 器人的共同工作區域內，臺面十字軌道架的每一端均設置有搬運活動板，直線導軌固定于 臺面十字軌道架上，搬運活動板的底面對稱設置有與直線導軌滑動連接的導軌滑塊，其特 征在于臺面十字軌道架上設置有四組直線導軌，每個搬運活動板均安裝于一組直線導軌 上，每組直線導軌包括平行設置的長邊導軌和短邊導軌，同組的長邊導軌和短邊導軌的一 端平齊，四組直線導軌于長邊導軌的伸出部分交叉排列呈井字型，交叉圍合的區域為中心 區域；在搬運活動板的底面與短邊直線軌道相應的位置上靠近直線導軌的中心區域的一端 設置有雙輪滑動塊，雙輪滑動塊上的兩個滾輪的連線與短邊導軌相平行，滾輪的間距大于 同一直線上的長邊導軌和短邊導軌之間的間距，搬運活動板的底面設置有與長邊導軌相扣 接的穩固滑塊。
2.根據權利要求1所述的交叉型精密四工位機器人焊接生產線，其特征在于驅動裝 置為同步皮帶傳動裝置，同步皮帶傳動裝置包括可控轉速的電動機、皮帶輪、傳動帶、緊帶 輪，皮帶輪分別等高設置于臺面十字軌道架的各端以及所述中心區域的下方，傳動帶分別 繞接于相應的皮帶輪上，臺面十字軌道架下部固定安裝有張緊傳動帶的緊帶輪。
3.根據權利要求3所述的交叉型精密四工位機器人焊接生產線，其特征在于傳動緩 沖器包括連接安裝于傳動帶結合處的緩沖板、彈簧和緩沖支撐塊，彈簧套設于緩沖支撐塊 下端的軸桿上，搬運活動板的底面固定有動力連接塊，動力連接塊通過螺絲與緩沖支撐塊 連接固定。
4.根據權利要求1所述的交叉型精密四工位機器人焊接生產線，其特征在于搬運活 動板的底面固定有定位塊，所述定位裝置為可與定位塊相壓緊的氣動定位裝置，氣動定位 裝置安裝于靠近中心區域的臺面十字軌道架上。
5.根據權利要求5所述的交叉型精密四工位機器人焊接生產線，其特征在于氣動定 位裝置包括氣缸、連接桿、固定壓塊和安裝固定板，氣缸掛接于安裝固定板上，連接桿分別 與氣缸的伸出軸和固定壓塊相鉸接，固定壓塊與安裝固定板相鉸接。
6.根據權利要求1或3所述的交叉型精密四工位機器人焊接生產線，其特征在于搬 運活動板的底面設置有止動塊，臺面十字軌道架上安裝有與止動塊相配合的搬入緩沖器和 搬出緩沖器。
7.根據權利要求1所述的交叉型精密四工位機器人焊接生產線，其特征在于傳感器 包括加速傳感器、減速傳感器和止動傳感器。
8.根據權利要求1所述的交叉型精密四工位機器人焊接生產線，其特征在于驅動裝 置為鏈條傳動裝置或無桿氣缸。
專利摘要本實用新型公開了一種交叉型精密四工位機器人焊接生產線，生產線的臺面十字軌道架上設置有四組直線導軌，每個搬運活動板均安裝于一組直線導軌上，每組直線導軌包括平行設置的長邊導軌和短邊導軌，同組的長邊導軌和短邊導軌的一端平齊，四組直線導軌于長邊導軌的伸出部分交叉排列呈井字型；在搬運活動板的底面與短邊直線軌道相應的位置上靠近直線導軌的中心區域的一端設置有雙輪滑動塊，滾輪的間距大于同一直線上的長邊導軌和短邊導軌之間的間距，搬運活動板的底面設置有與長邊導軌相扣接的穩固滑塊。本實用新型焊接生產線上的各個搬運活動板都能夠分別運動到臺面十字軌道的中央，這樣機器人在焊接四個工位上的零件時都有相同且充足的焊接范圍；滑塊內有滾珠傳動，且為無間隙配合所以整個搬運活動板運動當中相對平穩不會產生較大的震動，重復定位精度可達0.02mm以內。
文檔編號B23K9/12GK201833098SQ20102055784
公開日2011年5月18日 申請日期2010年10月9日 優先權日2010年10月9日
發明者張勇, 張文兵 申請人:億和精密金屬制品(深圳)有限公司