一种五轴驱动自动点焊设备的制作方法
【专利摘要】一种五轴驱动自动点焊设备，用于解决工件不同位置焊点的自动焊接问题。它包括焊机、上下翻转机构、垂直升降机构、纵向平移机构、水平旋转机构、横向平移机构和底座，所述底座固定在水平面上，所述横向平移机构安装在底座上，横向平移机构、水平旋转机构、纵向平移机构、垂直升降机构、上下翻转机构依次装配，所述焊机与上下翻转机构配装，其特别之处在于：所述上下翻转机构为气缸驱动结构。本实用新型不仅能保证工件焊接质量、降低了工件焊装成本，而且显著提高了生产效率，同时改善了焊装作业条件、大大降低了操作者的劳动强度。
【专利说明】一种五轴驱动自动点焊设备
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种焊接设备，尤其是一种适用于金属工件焊装的五轴驱动自动点焊设备，属于焊接【技术领域】。
【背景技术】
[0002]点焊是一种应用广泛的电阻焊焊接工艺，目前各汽车生产厂家对汽车覆盖件的装配都以点焊作为主要焊接方式。点焊作业一般采用人工焊接和机器人焊接两种操作模式，其中人工焊接位置精度较低，焊接质量难以保证，生产节拍不易控制，而采用机器人焊接，虽然保证了工件的焊接质量和生产进度，但设备购置成本高，在对部分工件焊接时由于工作量不饱和，存在资源浪费现象。
[0003]专利号为101376198 B的中国发明专利公开了一种五轴联动数控焊接机及其焊接工艺控制方法，在该专利技术方案中五轴联动数控焊接机由三个驱动焊枪分别发生X、Y、Z直线移动的导轨和两个驱动焊枪旋转的旋转轴组成，所述沿X、Y、Z直线移动导轨和两个驱动焊枪旋转的旋转轴由五个电机驱动，两个驱动焊枪旋转的旋转轴与对应的电机输出轴通过减速传动机构联接。虽然该专利技术方案可使焊枪头在三维空间平移和旋转，保证了焊接时焊枪与焊点之间最佳位置，优化了焊接质量，但其五个驱动轴均采用电机驱动模式，特别是针对配置非连续性焊接的点焊机而言，由于焊点的分散特性，需要频繁调整焊机空间角度，增大了旋转轴驱动电机的启动频率，缩短了驱动电机的使用寿命。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种制造成本低、零部件使用寿命长、既能保证工件焊接质量，又能显著提高生产效率的五轴驱动自动点焊设备。
[0005]本实用新型所述问题是以下述技术方案实现的:
[0006]一种五轴驱动自动点焊设备，它包括焊机、上下翻转机构、垂直升降机构、纵向平移机构、水平旋转机构、横向平移机构和底座，所述底座固定在水平面上，所述横向平移机构安装在底座上，横向平移机构、水平旋转机构、纵向平移机构、垂直升降机构、上下翻转机构依次装配，所述焊机与上下翻转机构配装，其特别之处在于:所述上下翻转机构为气缸驱动结构。
[0007]上述五轴驱动自动点焊设备，所述上下翻转机构包括气缸、翻转轴驱动臂、翻转轴和翻转机构固定座，所述气缸固定在翻转机构固定座上，其伸缩臂与翻转轴驱动臂铰接，所述翻转轴驱动臂固定在翻转轴一端，所述翻转轴安装在翻转机构固定座上，在翻转轴上固定装配焊机，所述翻转机构固定座安装在垂直升降机构对应元件上。
[0008]上述五轴驱动自动点焊设备，所述垂直升降机构包括垂直升降电机组件、垂直升降滑轨及防护罩组件和升降工作台，所述垂直升降电机组件输出端与升降工作台连接，所述升降工作台一侧与翻转机构固定座装配，另一侧与垂直升降滑轨及防护罩组件配装，所述垂直升降滑轨及防护罩组件固定在纵向平移机构对应元件上。[0009]上述五轴驱动自动点焊设备，所述纵向平移机构包括纵向平移电机组件、纵向平移滑轨及防护罩组件和纵向平移工作台，所述纵向平移电机组件输出端与纵向平移工作台连接，所述纵向平移工作台顶面与垂直升降滑轨及防护罩组件的装配，纵向平移工作台底部与纵向平移滑轨及防护罩组件配装，所述纵向平移滑轨及防护罩组件固定在水平旋转机构对应元件上。
[0010]上述五轴驱动自动点焊设备，所述水平旋转机构包括水平旋转电机组件、齿轮传动组件和水平旋转机构防护罩，所述齿轮传动组件包括外啮合的主动齿轮和从动齿轮，所述从动齿轮的齿轮轴与纵向平移滑轨及防护罩组件装配，所述主动齿轮的齿轮轴与水平旋转电机组件输出轴连接，所述水平旋转电机组件、水平旋转机构防护罩均固定在横向平移机构的对应元件上。
[0011]上述五轴驱动自动点焊设备，所述横向平移机构包括横向平移电机组件、齿轮齿条传动组件、横向平移滑块组件和横向平移工作台，所述横向平移电机组件与齿轮齿条传动组件的齿轮装配，所述齿轮齿条传动组件的齿条通过齿条固定座固定在横向平移工作台上，所述横向平移工作台固定在对称布置的两个横向平移滑块组件上，所述横向平移滑块组件与底座配装。
[0012]上述五轴驱动自动点焊设备，所述底座包括底座工作台、支脚和横向平移滑轨，所述底座工作台四角位置处设有支脚，在底座工作台上设置两条横向平移滑轨，所述横向平移滑轨与横向平移滑块组件匹配。
[0013]上述五轴驱动自动点焊设备，在横向平移机构外面设置横向平移机构防护罩，所述横向平移机构防护罩固定在底座工作台上。
[0014]本实用新型具有对焊机进行三维空间平移和旋转调节的功能，可以实现对工件不同位置焊点的焊接；本实用新型的上下翻转机构以气缸作为驱动元件，它与点焊机的工作特点相匹配，通过点焊机的90°空间翻转动作配合水平旋转机构在360°平面范围内旋转及三维平移机构动作即可实现对工件所有位置焊点的焊接，该气缸驱动模式与现有的电机驱动模式比较，具有购置成本低、使用寿命长等优点。总之，本实用新型不仅能保证工件焊接质量、降低了工件焊装成本，而且显著提高了生产效率，同时改善了焊装作业条件、大大降低了操作者的劳动强度。
【专利附图】
【附图说明】[0015]下面结合附图对本实用新型作进一步说明。[0016]图1是本实用新型结构示意图；[0017]图2是将图1中横向平移机构和水平旋转机构防护罩拆除后示意图[0018]图3是图2的K向视图；[0019]图4是上下翻转机构示意图；[0020]图5是垂直升降机构示意图；[0021]图6是纵向平移机构不意图；[0022]图7是水平旋转机构意图；[0023]图8是横向平移机构意图；[0024]图9是底座结构意图。[0025]图中各标号清单为:1、焊机，2、上下翻转机构，2-1、气缸，2-2、翻转轴驱动臂，2-3、翻转轴，2-4、翻转机构固定座，3、垂直升降机构，3-1、垂直升降电机组件，3-2、垂直升降滑轨及防护罩组件，3-3、升降工作台，4、纵向平移机构，4-1、纵向平移电机组件，4-2、纵向平移滑轨及防护罩组件，4-3、纵向平移工作台，5、水平旋转机构，5-1、水平旋转电机组件，5-2、主动齿轮，5-3、从动齿轮，5-4、从动齿轮轴，5-5、水平旋转机构防护罩，6、横向平移机构，6-1、横向平移电机组件,6-2、齿轮,6-3、齿条,6-4、齿条固定座,6-5、横向平移滑块组件，6-6、横向平移工作台，7、底座，7-1、横向平移滑轨，7-2、底座工作台，7-3、支脚，8、横向平移机构防护罩。
【具体实施方式】
[0026]参看图1、图2、图3、图4，本实用新型包括焊机1、上下翻转机构2、垂直升降机构
3、纵向平移机构4、水平旋转机构5、横向平移机构6和底座7，所述底座7固定在水平面上，所述横向平移机构6安装在底座7上，横向平移机构6、水平旋转机构5、纵向平移机构4、垂直升降机构3、上下翻转机构2依次装配，所述焊机I与上下翻转机构2配装，其特征是，所述上下翻转机构2为气缸驱动结构。
[0027]参看图4，本实用新型的上下翻转机构2包括气缸2-1、翻转轴驱动臂2-2、翻转轴
2-3和翻转机构固定座2-4，所述气缸2-1固定在翻转机构固定座2-4上，其伸缩臂与翻转轴驱动臂2-2铰接，所述翻转轴驱动臂2-2固定在翻转轴2-3 —端，所述翻转轴2-3安装在翻转机构固定座2-4上，在翻转轴2-3上固定装配焊机I,所述翻转机构固定座2-4安装在垂直升降机构3的对应元件上。
[0028]参看图5，本实用新型的垂直升降机构3包括垂直升降电机组件3-1、垂直升降滑轨及防护罩组件3-2和升降工作台3-3，所述垂直升降电机组件3-1输出端与升降工作台
3-3连接，所述升降工作台3-3—侧与翻转机构固定座2-4装配，另一侧与垂直升降滑轨及防护罩组件3-2配装，所述垂直升降滑轨及防护罩组件3-2固定在纵向平移机构4的对应元件上。
[0029]参看图6，本实用新型的纵向平移机构4包括纵向平移电机组件4-1、纵向平移滑轨及防护罩组件4-2和纵向平移工作台4-3，所述纵向平移电机组件输出端与纵向平移工作台4-3连接，所述纵向平移工作台4-3顶面与垂直升降滑轨及防护罩组件3-2装配，纵向平移工作台4-3底部与纵向平移滑轨及防护罩组件4-2配装，所述纵向平移滑轨及防护罩组件4-2固定在水平旋转机构5的对应元件上。
[0030]参看图7，本实用新型的水平旋转机构5包括水平旋转电机组件5-1、齿轮传动组件和水平旋转机构防护罩5-5，所述齿轮传动组件包括外啮合的主动齿轮5-2和从动齿轮
5-3，所述从动齿轮5-3的从动齿轮轴5-4与纵向平移滑轨及防护罩组件4-2装配，所述主动齿轮5-2的齿轮轴与水平旋转电机组件5-1输出轴连接，所述水平旋转电机组件5-1、水平旋转机构防护罩5-5均固定在横向平移机构6的对应元件上。
[0031]参看图8，本实用新型的横向平移机构6包括横向平移电机组件6-1、齿轮齿条传动组件、横向平移滑块组件6-5和横向平移工作台6-6,所述横向平移电机组件6-1与齿轮齿条传动组件的齿轮6-2装配，所述齿轮齿条传动组件的齿条6-3通过齿条固定座6-4固定在横向平移工作台6-6上,所述横向平移工作台6-6固定在对称布置的两个横向平移滑块组件6-5上，所述横向平移滑块组件6-5与底座7配装。
[0032]参看图9，本实用新型的底座7包括底座工作台7-2、支脚7-3和横向平移滑轨7-1，所述底座工作台7-2四角位置处设有支脚7-3，在底座工作台7-2上设置两条横向平移滑轨7-1，所述横向平移滑轨7-1与横向平移滑块组件6-5匹配。
[0033]参看图1，本实用新型在横向平移机构6外面设置横向平移机构防护罩8，所述横向平移机构防护罩8固定在底座工作台7-2上。
[0034]参看图1?图9，本实用新型的底座7起支撑作用，其四角位置处的支脚7-3可上下调节，以满足底座工作台7-2的高度及平面度要求，横向平移滑轨7-1通过螺栓安装在底座工作台7-2，横向平移机构6的横向平移滑块组件6-5可在横向平移滑轨7-1上做往返运动；本实用新型的横向平移机构6以横向平移电机组件6-1为动力源，驱动齿轮齿条传动组件及齿条固定座6-4带动横向平移工作台6-6动作，横向平移工作台6-6在横向平移滑块组件6-5与横向平移滑轨7-2配合导向作用下实现横向移动，安装在横向平移工作台6-6上的水平旋转机构5及纵向平移机构4、垂直升降机构3、上下翻转机构2和焊机I随之横向移动；本实用新型的水平旋转机构5以水平旋转电机组件5-1为动力源，通过齿轮传动组件驱动安装在从动齿轮轴5-4上面的纵向平移机构4及垂直升降机构3、上下翻转机构2和焊机I水平旋转；本实用新型的纵向平移机构4以纵向平移电机组件4-1为动力，驱动纵向平移工作台4-3在纵向平移滑轨及防护罩组件4-2导向作用下纵向平移，带动垂直升降机构3、上下翻转机构2和焊机I随之纵向移动；本实用新型的垂直升降机构3以垂直升降电机组件3-1为动力，驱动垂直升降工作台3-3在垂直升降滑轨及防护罩组件3-2导向作用下上下移动，带动上下翻转机构2和焊机I随之上下移动；本实用新型的上下翻转机构2以气缸2-1为动力源，气缸伸缩臂缩回时，焊机I成水平状态，可对水平位置的焊点进行焊接，当需要对工件竖直面上的焊点焊接时，气缸伸缩臂伸出，通过翻转轴驱动臂2-2推动翻转轴2-3旋转，使焊机I成竖直状态，可对工件竖直面上的焊点进行焊接。本实用新型通过上述对焊机I三维空间位置的调节过程，可以实现对工件不同焊点位置的焊接。
【权利要求】
1.一种五轴驱动自动点焊设备，它包括焊机(I)、上下翻转机构(2)、垂直升降机构(3 )、纵向平移机构(4)、水平旋转机构(5 )、横向平移机构(6 )和底座(7 )，所述底座(7 )固定在水平面上，所述横向平移机构(6 )安装在底座(7 )上，横向平移机构(6 )、水平旋转机构(5)、纵向平移机构(4)、垂直升降机构(3)、上下翻转机构(2)依次装配，所述焊机(I)与上下翻转机构(2)配装，其特征是，所述上下翻转机构(2)为气缸驱动结构。
2.根据权利要求1所述的一种五轴驱动自动点焊设备，其特征是，所述上下翻转机构(2 )包括气缸(2-1)、翻转轴驱动臂(2-2 )、翻转轴(2-3 )和翻转机构固定座(2-4 )，所述气缸(2-1)固定在翻转机构固定座(2-4)上，其伸缩臂与翻转轴驱动臂(2-2)铰接，所述翻转轴驱动臂(2-2)固定在翻转轴(2-3)—端，所述翻转轴(2-3)安装在翻转机构固定座(2-4)上，在翻转轴(2-3 )上固定装配焊机(I)，所述翻转机构固定座(2-4 )安装在垂直升降机构(3 )的对应元件上。
3.根据权利要求2所述的一种五轴驱动自动点焊设备，其特征是，所述垂直升降机构(3)包括垂直升降电机组件(3-1)、垂直升降滑轨及防护罩组件(3-2)和升降工作台(3-3)，所述垂直升降电机组件(3-1)输出端与升降工作台(3-3)连接，所述升降工作台(3-3)—侧与翻转机构固定座(2-4)装配，另一侧与垂直升降滑轨及防护罩组件(3-2)配装，所述垂直升降滑轨及防护罩组件(3-2)固定在纵向平移机构(4)的对应元件上。
4.根据权利要求3所述的一种五轴驱动自动点焊设备，其特征是，所述纵向平移机构(4)包括纵向平移电机组件(4-1)、纵向平移滑轨及防护罩组件(4-2)和纵向平移工作台(4-3)，所述纵向平移电机组件输出端与纵向平移工作台(4-3)连接，所述纵向平移工作台(4-3)顶面与垂直升降滑轨及防护罩组件(3-2)装配，纵向平移工作台(4-3)底部与纵向平移滑轨及防护罩组件(4-2)配装，所述纵向平移滑轨及防护罩组件(4-2)固定在水平旋转机构(5 )的对应元件上。
5.根据权利要求4所述的一种五轴驱动自动点焊设备，其特征是，所述水平旋转机构(5)包括水平旋转电机组件(5-1)、齿轮传动组件和水平旋转机构防护罩(5-5)，所述齿轮传动组件包括外啮合的一对主动齿轮(5-2)和从动齿轮(5-3)，所述从动齿轮(5-3)的齿轮轴(5-4)与纵向平移滑轨及防护罩组件(4-2)装配，所述主动齿轮(5-2)的齿轮轴与水平旋转电机组件(5-1)输出轴连接，所述水平旋转电机组件(5-1 )、水平旋转机构防护罩(5-5)均固定在横向平移机构(6)的对应兀件上。
6.根据权利要求5所述的一种五轴驱动自动点焊设备，其特征是，所述横向平移机构(6)包括横向平移电机组件(6-1)、齿轮齿条传动组件、横向平移滑块组件(6-5)和横向平移工作台(6-6)，所述横向平移电机组件(6-1)与齿轮齿条传动组件的齿轮(6-2)装配，所述齿轮齿条传动组件的齿条(6-3)通过齿条固定座(6-4)固定在横向平移工作台(6-6)上，所述横向平移工作台(6-6)固定在对称布置的两个横向平移滑块组件(6-5)上，所述横向平移滑块组件(6-5)与底座(7)配装。
7.根据权利要求6所述的一种五轴驱动自动点焊设备，其特征是，所述底座(7)包括底座工作台(7-2 )、支脚(7-3 )和横向平移滑轨(7-1)，所述底座工作台(7-2 )四角位置处设有支脚(7-3)，在底座工作台(7-2)上设置两条横向平移滑轨(7-1)，所述横向平移滑轨(7-1)与横向平移滑块组件(6-5)匹配。
8.根据权利要求7所述的一种五轴驱动自动点焊设备，其特征是，在横向平移机构(6)外面设置横向平 移机构防护罩(8 ),所述横向平移机构防护罩(8 )固定在底座工作台(7-2 )上。
【文档编号】B23K11/36GK203401208SQ201320464439
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年7月26日 优先权日:2013年7月26日
【发明者】武万斌, 李继红, 李钊, 赫立松, 陈建卫, 闫会屯, 刘义, 陈静, 杨兆杰, 钱小刚, 宋国华 申请人:天津博信汽车零部件有限公司