CN110227891A - 底架点焊工作站和底架点焊系统 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提供了一种底架点焊工作站和底架点焊系统，涉及汽车自动化生产装置领域。该底架点焊工作站包括桁架机器人、点焊机器人以及焊装机构。焊装机构包括轨道系统和至少两个机械手，至少两个机械手间隔设置于轨道系统上，并能够通过轨道系统相对移动。桁架机器人设置于焊装机构的上方，并用于将待焊原料一一抓取至至少两个机械手或者机械手固定的待焊原料上，机械手用于抓取并固定待焊原料。点焊机器人靠近焊装机构设置，并用于焊接相邻的待焊原料，机械手还用于将焊接后的待焊原料托举至运输线。该底架点焊工作站能够自动抓取待焊原料并完成焊接和传送的功能，省时省力，效率高。

Description

底架点焊工作站和底架点焊系统

技术领域

本发明涉及汽车自动化生产装置领域，具体而言，涉及一种底架点焊工作站和底架点焊系统。

背景技术

现阶段新能源大巴底盘小件的拼装点焊采用人工方式进行，此工序因产品结构复杂，型号繁多，每次转换车型需更换整个定位工装，每次现场人员进行拼装需搬运几十根方管放入预定位置后，再换成焊枪对每一根方管的连接位置进行点焊，然后人工搬运，费时费力并且质量不稳定。

发明内容

本发明的目的包括提供一种底架点焊工作站，其能够自动抓取待焊原料并完成焊接和传送的功能，省时省力，效率高。

本发明的目的还包括提供一种底架点焊系统，其采用本发明提供的底架点焊工作站，能够自动抓取待焊原料并完成焊接和传送的功能，省时省力，效率高。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明实施例提供一种底架点焊工作站，包括桁架机器人、点焊机器人以及焊装机构；

所述焊装机构包括轨道系统和至少两个机械手，至少两个所述机械手间隔设置于所述轨道系统上，并能够通过所述轨道系统相对移动；所述桁架机器人设置于所述焊装机构的上方，并用于将待焊原料一一抓取至至少两个所述机械手或者所述机械手固定的所述待焊原料上，所述机械手用于抓取并固定所述待焊原料；所述点焊机器人靠近所述焊装机构设置，并用于焊接相邻的所述待焊原料，所述机械手还用于将焊接后的所述待焊原料托举至运输线。

在可选的实施方式中，所述轨道系统包括第一轨道、第一驱动件及第二轨道；所述第一轨道沿第一方向设置，所述第二轨道沿第二方向设置，并与所述第一轨道滑动配合，所述第一方向与所述第二方向呈夹角；所述第一驱动件与所述第二轨道连接，并用于驱动所述第二轨道沿所述第一方向相对所述第一轨道滑动，多个所述机械手间隔设置于所述第二轨道上。

在可选的实施方式中，所述轨道系统还包括多个第二驱动件，多个所述第二驱动件设置于所述第二轨道上，并与多个所述机械手一一对应连接，每个所述第二驱动件用于驱动对应的所述机械手沿所述第二方向相对所述第二轨道滑动。

在可选的实施方式中，所述第二轨道的数量为多个，多个所述第二轨道平行间隔设置于所述第一轨道上，每个所述第二轨道上均设置有至少两个所述机械手，至少两个所述机械手用于相互配合并固定所述待焊原料。

在可选的实施方式中，所述轨道系统还包括限位块，相邻的两个所述第二轨道之间均设置有所述限位块，并且所述限位块设置于所述第一轨道上，限值所述第二轨道滑动距离。

在可选的实施方式中，所述轨道系统包括底架及连接板，所述第一轨道固定于所述底架上，至少一个所述第二轨道通过所述连接板与所述底架固定；所述第一驱动件的数量为多个，多个所述第一驱动件对应多个相对所述第一轨道滑动的所述第二轨道设置，并且，所述轨道系统还包括滑轨，所述第一驱动件与所述滑轨滑动配合，所述第二轨道设置于所述第一驱动件上。

在可选的实施方式中，所述机械手包括托举部和设置于所述托举部上的抓取部，所述托举部设置于所述轨道系统上，并用于驱动所述抓取部靠近或者远离所述轨道系统，所述抓取部用于承载并固定所述待焊原料。

在可选的实施方式中，所述托举部包括顶升件，所述抓取部包括承载板、第一夹紧板、第二夹紧板及夹紧驱动件，所述顶升件与所述夹紧驱动件连接，并用于驱动所述夹紧驱动件靠近或者远离所述轨道系统，所述承载板和所述第一夹紧板分别固定于所述夹紧驱动件上，所述第二夹紧板固定于所述承载板上，并且，所述第一夹紧板和所述第二夹紧板相对设置形成夹持口，所述夹紧驱动件用于驱动所述第一夹紧板靠近或者远离所述第二夹紧板，以调节所述夹持口的大小，夹持或者释放所述待焊原料。

在可选的实施方式中，所述承载板上开设有限位导向槽，所述第一夹紧板与所述限位导向槽滑动配合。

第二方面，本发明实施例提供一种底架点焊系统，包括料仓及如前述实施方式任一项所述的底架点焊工作站，所述料仓设置于所述桁架机器人的下方，并设置于所述焊装机构的一侧。

本发明实施例的有益效果包括：

本发明实施例提供的底架点焊工作站，可以通过桁架机器人将待焊原料一一抓取至机械手上，并通过机械手抓取并固定该待焊原料，机械手可以通过轨道系统相对移动，调节待焊原料的位置，以使需要焊接的原料相互靠近，做好焊接准备，并且，本发明实施例提供的底架点焊工作站还可以根据焊接需要，通过桁架机器人将待焊原料抓取至由机械手固定的待焊原料上，做好焊接准备，然后通过点焊机器人将相邻的待焊原料焊接在一起，完成电焊工作后，可以通过机械手将焊接后的待焊原料托举至运输线。该底架点焊工作站能够实现自动抓取待焊原料、自动完成焊接及传送工作，省时省力，并且效率高。

本发明实施例提供的底架点焊系统，由于采用该底架点焊工作站，可以通过桁架机器人将待焊原料一一抓取至机械手上，并通过点焊机器人将相邻的待焊原料焊接在一起，完成电焊工作后，也可以通过机械手将焊接后的待焊原料托举至运输线。因此，自动化程度高，省时省力，并且效率高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明具体实施例提供的底架点焊系统的结构示意图。

图2为本发明具体实施例提供的底架点焊工作站的结构示意图。

图3为图2中A处的放大图。

图4为本发明具体实施例提供的底架点焊工作站的桁架机器人的机械臂的结构示意图。

图5为本发明具体实施例提供的底架点焊工作站的焊装机构的结构示意图。

图6为本发明具体实施例提供的底架点焊工作站的机械手的结构示意图。

图标：200-底架点焊系统；210-料仓；211-容置槽；201-待焊原料；100-底架点焊工作站；110-桁架机器人；112-支架；113-运行桁架；1131-第一导向件；1132-第二导向件；1133-第三导向件；1134-第一导向驱动件；1135-第二导向驱动件；1136-第三导向驱动件；114-机械臂；1141-安装板；1142-旋转驱动件；1143-夹持结构；1041-第一夹板；1042-第二夹板；1043-夹持驱动件；1044-第一卡勾；1405-卡持驱动件；1046-第二卡勾；120-点焊机器人；130-焊装机构；131-轨道系统；1311-底架；1312-第一轨道；1313-第一驱动件；1314-第二轨道；1315-第二驱动件；1316-连接板；1317-连接钣金；1318-限位块；132-机械手；1321-托举部；1301-固定板；1302-顶升件；1322-抓取部；1303-承载板；1304-第一夹紧板；1305-第二夹紧板；1306-夹紧驱动件；101-限位导向槽。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

图1为本实施例提供的底架点焊系统200的结构示意图。请参照图1，本实施例提供了一种底架点焊系统200，其包括料仓210、底架点焊工作站100及运输线(图未标)。料仓210和运输线均靠近底架点焊工作站100设置，料仓210用于存放待焊原料201，运输线用于将底架点焊工作站100焊接后的产品运输出底架点焊工作站100。可选地，本实施例中，待焊原料201可以是方管，因此料仓210上可以设置多个与方管形状匹配并且方便抓取的多个容置槽211，以容置不同型号的方管。

图2为本实施例提供的底架点焊工作站100的结构示意图。请结合参照图1和图2，本实施例中，底架点焊工作站100包括桁架机器人110、点焊机器人120以及焊装机构130。桁架机器人110、点焊机器人120及焊装机构130间隔相邻设置，并实现相互之间的电连接或者通信连接，以方便控制。

其中，桁架机器人110用于从料仓210逐一地抓取待焊原料201至焊装机构130上，或者根据焊接需要抓取至已经固定在焊装机构130上的待焊原料201上，以做好焊接准备。焊装机构130用于接收桁架机器人110抓取的待焊原料201并固定该待焊原料201，还用于调节待焊原料201的位置，以适应不同的焊接需求。点焊机器人120用于对相邻的两个或者多个待焊原料201进行焊接。当待焊原料201焊接完毕，形成产品，焊装机构130还用于将产品托举至运输线。

图3为图2中A处的放大图。请结合参照图2和图3，本实施例中，桁架机器人110包括支架112、运行桁架113及机械臂114。运行桁架113设置于支架112上，机械臂114安装于运行桁架113上，以使机械臂114设置于括料仓210及焊装机构130的上方，方便取料和放料。机械臂114能在运行桁架113上沿多方向移动。

可选地，支架112设置为两个，并相对平行设置。运行桁架113包括分别设置在两个支架112顶端的第一导向件1131、连接与两个第一导向件1131之间的第二导向件1132，以及与第二导向件1132滑动连接的第三导向件1133。本实施例中，第一导向件1131、第二导向件1132及第三导向件1133两两垂直设置。

本实施例中，运行桁架113还包括第一导向驱动件1134、第二导向驱动件1135及第三导向驱动件1136，其中，第一导向驱动件1134设置于第一导向件1131上，并用于驱动第二导向件1132沿第一导向件1131的延伸方向滑动，第二导向驱动件1135设置于第二导向件1132上，并用于驱动第三导向件1133沿第二导向件1132的延伸方向滑动，第三导向驱动件1136设置于第三导向件1133上，并用于驱动机械臂114沿第三导向件1133的延伸方向滑动。

需要说明的是，本实施例中，第一导向驱动件1134、第二导向驱动件1135及第三导向驱动件1136均可以采用直线电机。

图4为本实施例提供的底架点焊工作站100的桁架机器人110的机械臂114的结构示意图。请参照图4，本实施例，机械臂114包括安装板1141、旋转驱动件1142及夹持结构1143，旋转驱动件1142安装在安装板1141上，安装板1141与第三导向件1133连接，夹持结构1143用于夹取待焊原料201。

可选地，夹持结构1143包括第一夹板1041、第二夹板1042及夹持驱动件1043，第一夹板1041与旋转驱动件1142连接，夹持驱动件1043安装在第一夹板1041上，并与第二夹板1042连接，以驱动第二夹板1042靠近或远离第一夹板1041实现待焊原料201的夹取与释放。

为了保证夹持结构1143的稳定性，本实施例中，夹持结构1143还包括设置在第一夹板1041靠近第二夹板1042一侧的第一卡勾1044、卡持驱动件1405及设置于卡持驱动件1405上的第二卡勾1046，第一卡勾1044朝向第二夹板1042延伸，卡持驱动件1405用于驱动第二卡勾1046靠近或者远离第一卡勾1044，与第一夹板1041及第二夹板1042配合夹紧待焊原料201。

本实施例中，旋转驱动件1142可以为电机，夹持驱动件1043及卡持驱动件1405都可以选用气缸或者液压缸。

可以理解的是，本实施例中桁架机器人110可以通过第一夹板1041、第二夹板1042、第一卡勾1044及第二卡勾1046相互配合夹紧或者释放待焊原料201，并且可以通过运行桁架113及旋转驱动件1142等实现多方位移动，方便夹取和释放待焊原料201。

图5为本实施例提供的底架点焊工作站100的焊装机构130的结构示意图。请参照图5，本实施例中，焊装机构130包括轨道系统131和至少两个机械手132，至少两个机械手132间隔设置于轨道系统131上，并能够通过轨道系统131相对移动。

可选地，本实施例中，轨道系统131包括底架1311、第一轨道1312、第一驱动件1313、第二轨道1314及多个第二驱动件1315。

第一轨道1312固定于底架1311上并沿第一方向设置，第二轨道1314沿第二方向设置，并与第一轨道1312滑动配合。第一驱动件1313与第二轨道1314连接，并用于驱动第二轨道1314沿第一方向相对第一轨道1312滑动，多个机械手132间隔设置于第二轨道1314上。

应当理解，本实施例中，第一驱动件1313和第二驱动件1315均可以选用直线电机。

多个第二驱动件1315设置于第二轨道1314上，并与多个机械手132一一对应连接，每个第二驱动件1315用于驱动对应的机械手132沿第二方向相对第二轨道1314滑动。

第一方向与第二方向呈夹角。可选地，本实施例中，第一方向与第二方向相互垂直。

可选地，第二轨道1314的数量设置为多个，多个第二轨道1314平行间隔设置于第一轨道1312上，每个第二轨道1314上均设置有至少两个机械手132，至少两个机械手132用于相互配合并固定待焊原料201。

可以理解的是，设置于同一第二轨道1314上的两个或者多个机械手132可以相互配合以稳定地夹持一个待焊原料201。因此，多个第二轨道1314可以对应设置多个相互平行的待焊原料201。当多个相互平行的待焊原料201固定后，可以通过桁架机器人110抓取与已固定的待焊原料201延伸方向呈夹角的待焊原料201搭载或者夹持于两个已固定的待焊原料201上，做好焊接的准备工作。

可选地，本实施例中，第一轨道1312设置有两个，第二轨道1314设置有三个，三个第二轨道1314横跨间隔设置于两个第一轨道1312上，并且，每个第二轨道1314设置有两个机械手132，以完成大巴底盘小件的焊接。应当理解，在其他可选实施例中，可以根据需要设置第一轨道1312、第二轨道1314及机械手132的数量。

本实施例中，为了方便第二轨道1314的滑动，轨道系统131还包括连接板1316，多个第二轨道1314通过连接板1316与底架1311固定。

可选地，第一驱动件1313的数量也设置为多个，每个第一驱动件1313对应一个二轨道设置，并且，轨道系统131还包括滑轨，第一驱动件1313与滑轨滑动配合，第二轨道1314设置于第一驱动件1313上。

可选地，本实施例中，焊装机构130还包括连接钣金1317。端部的一个第二轨道1314通过连接钣金1317固定在底架1311上。因此，该第二轨道1314可以不对应设置第一驱动件1313。也就是说，本实施例中，每个第一驱动件1313对应相对第一轨道1312滑动的第二轨道1314设置。

为了限制第二轨道1314的滑动距离，本实施例中，轨道系统131还包括限位块1318，相邻的两个第二轨道1314之间均设置有限位块1318，并且限位块1318设置于第一轨道1312上，从而限值第二轨道1314滑动距离。

图6为本实施例提供的底架点焊工作站100的机械手132的结构示意图。请参照图6，本实施例中，机械手132包括托举部1321和设置于托举部1321上的抓取部1322，托举部1321设置于轨道系统131上，并用于驱动抓取部1322靠近或者远离轨道系统131，抓取部1322用于承载并固定待焊原料201。

可选地，本实施例中，托举部1321包括固定板1301和顶升件1302，固定板1301用于固定在底架1311上，顶升件1302安装于固定板1301上，并用于和抓取部1322连接，以驱动抓取部1322上下移动，实现对焊接完成的产品的托举。

可选地，抓取部1322包括承载板1303、第一夹紧板1304、第二夹紧板1305及夹紧驱动件1306。

本实施例中，顶升件1302与夹紧驱动件1306连接，并用于驱动夹紧驱动件1306靠近或者远离轨道系统131，承载板1303和第一夹紧板1304分别固定于夹紧驱动件1306上，第二夹紧板1305固定于承载板1303上，并且，第一夹紧板1304和第二夹紧板1305相对设置形成夹持口，夹紧驱动件1306用于驱动第一夹紧板1304靠近或者远离第二夹紧板1305，以调节夹持口的大小，夹持或者释放待焊原料201。

可以理解的是，本实施例中，顶升件1302和夹紧驱动件1306均可以选用液压缸或者气缸。

为了保证机械手132抓取结构的稳定性，本实施例中，承载板1303上开设有限位导向槽101，第一夹紧板1304与限位导向槽101滑动配合。

请继续结合参照图1和图2，本实施例提供的底架点焊系统200使用时，通过第一导向驱动件1134、第二导向驱动件1135、第三导向驱动件1136、旋转驱动件1142及夹持驱动件1043的驱动作用，并通过第一夹板1041、第二夹板1042、第一卡勾1044及第二卡勾1046相互配合从料仓210处一一抓取待焊原料201至每个第二轨道1314上的机械手132上，并通过夹紧驱动件1306的驱动作用，及第一夹紧板1304和第二夹紧板1305的相互配合夹紧待焊原料201。然后可以进一步通过桁架机器人110以同样的方式从料仓210进一步抓取待焊原料201并夹持于已经固定的两个待焊原料201之间，形成稳定的结构。当把需要焊接的所有待焊原料201以上述方式排列完成后，可以启动点焊机器人120分别将相邻的待焊原料201焊接在一起，完成焊接。待焊接完成，还可以在顶升件1302的驱动作用下，将产品托举至运输线上。

综上，本实施例提供的底架点焊工作站100，能够实现自动抓取待焊原料201、自动完成焊接及传送工作，省时省力，并且效率高。

本实施例提供的底架点焊系统200，由于采用该底架点焊工作站100，可以通过桁架机器人110将待焊原料201一一抓取至机械手132上，并通过点焊机器人120将相邻的待焊原料201焊接在一起，完成电焊工作后，也可以通过机械手132将焊接后的待焊原料201托举至运输线。因此，自动化程度高，省时省力，并且效率高。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种底架点焊工作站，其特征在于，包括桁架机器人、点焊机器人以及焊装机构；

所述焊装机构包括轨道系统和至少两个机械手，至少两个所述机械手间隔设置于所述轨道系统上，并能够通过所述轨道系统相对移动；所述桁架机器人设置于所述焊装机构的上方，并用于将待焊原料一一抓取至至少两个所述机械手或者所述机械手固定的所述待焊原料上，所述机械手用于抓取并固定所述待焊原料；所述点焊机器人靠近所述焊装机构设置，并用于焊接相邻的所述待焊原料，所述机械手还用于将焊接后的所述待焊原料托举至运输线。

2.如权利要求1所述的底架点焊工作站，其特征在于，所述轨道系统包括第一轨道、第一驱动件及第二轨道；所述第一轨道沿第一方向设置，所述第二轨道沿第二方向设置，并与所述第一轨道滑动配合，所述第一方向与所述第二方向呈夹角；所述第一驱动件与所述第二轨道连接，并用于驱动所述第二轨道沿所述第一方向相对所述第一轨道滑动，多个所述机械手间隔设置于所述第二轨道上。

3.如权利要求2所述的底架点焊工作站，其特征在于，所述轨道系统还包括多个第二驱动件，多个所述第二驱动件设置于所述第二轨道上，并与多个所述机械手一一对应连接，每个所述第二驱动件用于驱动对应的所述机械手沿所述第二方向相对所述第二轨道滑动。

4.如权利要求3所述的底架点焊工作站，其特征在于，所述第二轨道的数量为多个，多个所述第二轨道平行间隔设置于所述第一轨道上，每个所述第二轨道上均设置有至少两个所述机械手，至少两个所述机械手用于相互配合并固定所述待焊原料。

5.如权利要求4所述的底架点焊工作站，其特征在于，所述轨道系统还包括限位块，相邻的两个所述第二轨道之间均设置有所述限位块，并且所述限位块设置于所述第一轨道上，限值所述第二轨道滑动距离。

6.如权利要求4所述的底架点焊工作站，其特征在于，所述轨道系统包括底架及连接板，所述第一轨道固定于所述底架上，至少一个所述第二轨道通过所述连接板与所述底架固定；所述第一驱动件的数量为多个，多个所述第一驱动件对应多个相对所述第一轨道滑动的所述第二轨道设置，并且，所述轨道系统还包括滑轨，所述第一驱动件与所述滑轨滑动配合，所述第二轨道设置于所述第一驱动件上。

7.如权利要求1所述的底架点焊工作站，其特征在于，所述机械手包括托举部和设置于所述托举部上的抓取部，所述托举部设置于所述轨道系统上，并用于驱动所述抓取部靠近或者远离所述轨道系统，所述抓取部用于承载并固定所述待焊原料。

8.如权利要求7所述的底架点焊工作站，其特征在于，所述托举部包括顶升件，所述抓取部包括承载板、第一夹紧板、第二夹紧板及夹紧驱动件，所述顶升件与所述夹紧驱动件连接，并用于驱动所述夹紧驱动件靠近或者远离所述轨道系统，所述承载板和所述第一夹紧板分别固定于所述夹紧驱动件上，所述第二夹紧板固定于所述承载板上，并且，所述第一夹紧板和所述第二夹紧板相对设置形成夹持口，所述夹紧驱动件用于驱动所述第一夹紧板靠近或者远离所述第二夹紧板，以调节所述夹持口的大小，夹持或者释放所述待焊原料。

9.如权利要求8所述的底架点焊工作站，其特征在于，所述承载板上开设有限位导向槽，所述第一夹紧板与所述限位导向槽滑动配合。

10.一种底架点焊系统，其特征在于，包括料仓及如权利要求1-9任一项所述的底架点焊工作站，所述料仓设置于所述桁架机器人的下方，并设置于所述焊装机构的一侧。