一种机器人螺栓傀儡焊接用夹紧装置的制作方法

技术领域：

本发明涉及机器人生产技术领域，具体涉及一种机器人螺栓傀儡焊接用夹紧装置。

背景技术：
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目前，在汽车及零部件行业，螺栓的方式，主要为人工手动焊接；人工手动焊接时对螺栓焊接角度的要求高，需要根据产品形状变换不同的焊接姿势，从而使得焊接时人工作业的劳动强度大，产品螺栓焊接稳定性较差，生产效率低，工作强度大，同时对人身健康有一定的危害。而采用机器人焊机时，现有技术中，没有一种对汽车零部件较好定位的夹紧装置，且功能单一。

为了解决上述技术问题，特提出一种新的技术方案。

技术实现要素：
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本发明的目的是为了克服上述现有技术存在的不足之处，而提供一种机器人螺栓傀儡焊接用夹紧装置。

本发明采用的技术方案为：

一种机器人螺栓傀儡焊接用夹紧装置，包括基座，基座上设置工装夹具，工装夹具包含定位机构和螺栓夹紧机构，基座上设置定位机构，定位机构上设置螺栓夹紧机构，定位机构包括旋转组件、升降组件和压杆组件，旋转组件包含旋转座和第一转轴，升降组件包含气缸，气缸包含气缸杆，气缸杆的推送方向朝向上方，气缸杆与铅垂线平行，压杆组件包含压杆和第二转轴，旋转座的一端通过第一转轴可转动的设置在基座上，旋转座的另一端设置气缸，压杆的一端通过第二转轴可上下摆动的设置在气缸推送杆的推送端，压杆的另一端设置螺栓夹紧机构。

优选地，所述螺栓夹紧机构包含限位基座，限位基座的一端与压杆另一端固定连接，限位基座的另一端设置与螺栓相配合的卡槽。

优选地，所述工装夹具的数量为两个以上。

优选地，还包括支撑件，基座上还设置用于支撑工装夹具的夹紧物的支撑件。

优选地，所述支撑件上设置用于检测螺栓夹紧机构带动螺栓朝支撑件方向运动距离的接触式距离传感器。

优选地，还包括升级机构，接触式距离传感器通过升降组件设置在支撑件上。

优选地，所述升降组件包括气缸，所述接触式距离传感器通过气缸在支撑件上升降。

优选地，所述支撑件上方设置凹槽。

优选地，所述螺栓夹紧机构上设置用于检测螺栓焊接精度的对射型光电传感器。

本发明的有益效果是：1、在定位机构上设置螺栓夹紧机构，能够夹紧螺栓，通过螺栓探入汽车零部件上螺栓孔的方式实现对汽车零部件的定位，同时，由于螺栓已在螺栓孔内，方便了机器人焊机。2、接触式距离传感器，能够方便的螺栓高度进行检测。3、对射型光电传感器，能够有效检测螺栓的焊机精度。4、具体使用时，汽车零部件放置在基座上，可通过与汽车零部件形状相匹配的支撑件进行初步定为，将螺栓卡固在卡槽内，通过定位机构使螺栓对准汽车零部件上的螺栓孔，并进一步的通过升降组件使螺栓限位在螺栓孔内(螺栓孔的直径大于螺栓的直径，使螺栓能够通过升降组件探入螺栓孔内，以便下一步工序的焊接)，此时完成对汽车零部件的定位和夹紧，即可进行下一步工序的加工。

附图说明：

图1是本发明的主视图。

图2是图1的右视图。

图3是图1的立体图。

图4是本发明的结构示意图。

图5是图4的a部放大图。

图6本发明实现多个功能时的结构示意图。

图7本发明支撑件上设置夹紧物时的结构示意图1。

图8是图7的b部放大图。

图9本发明支撑件上设置夹紧物时的结构示意图2。

图10是图9的c部放大图。

具体实施方式：

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

参照各图，一种机器人螺栓傀儡焊接用夹紧装置，包括基座1，基座1上设置工装夹具2，工装夹具2包含定位机构3和螺栓夹紧机构4，基座1上设置定位机构3，定位机构3上设置螺栓夹紧机构4。

优选地，定位机构3包括旋转组件5、升降组件6和压杆组件7，旋转组件5包含旋转座8和第一转轴9，升降组件6包含气缸10，气缸10包含气缸杆11，气缸杆11的推送方向朝向上方，气缸杆11与铅垂线平行，压杆组件7包含压杆12和第二转轴13，旋转座8的一端通过第一转轴9可转动的设置在基座1上，旋转座8的另一端设置气缸10，压杆12的一端通过第二转轴13可上下摆动的设置在气缸10推送杆的推送端，压杆12的另一端设置螺栓夹紧机构4，螺栓夹紧机构4设置在压杆12另一端的下表面上，且使被螺栓夹紧机构4夹紧的夹紧物19(夹紧物19为螺栓或销轴)朝向支撑件14上的支撑物18，以便于支撑物进行配合安装；支撑件14的侧部设置用于吸尘的双面胶层16，双面胶层16包含第一面胶层和第二面胶层，双面胶层16通过第一面胶层粘接连接在支撑件14上，双面胶层16的第二面胶层裸露在外用于吸尘；在进一步的实施方案中，可在支撑件14上，双面胶层16的两侧分别设置气垫层17，气垫层17在支撑件14上的厚度大于双面胶层16的厚度，例如，双面胶层的厚度为2mm—3，气垫层17的厚度则为10—16mm，气垫层17除了对支撑物18气垫缓冲支撑作用，还能够对双面胶层气垫保护作用，由于厚度的作用，能够避免双面胶层16裸露在外的第二面胶层误操作粘附工具，使双面胶层16的第二面胶层由于气垫层17的阻挡只能用于吸附灰尘(利用双面胶层16的胶层对灰尘有吸附作用的原理)，达到较好的使用效果。

优选地，螺栓夹紧机构4包含限位基座1，限位基座1的一端与压杆12另一端固定连接，限位基座1的另一端设置与螺栓相配合的卡槽。

优选地，工装夹具2的数量为两个以上。

优选地，还包括支撑件14，基座1上还设置用于支撑工装夹具2的夹紧物的支撑件14。

优选地，支撑件14上设置用于检测螺栓夹紧机构4带动螺栓朝支撑件14方向运动距离的接触式距离传感器。

优选地，还包括升级机构，接触式距离传感器通过升降组件6设置在支撑件14上。

优选地，升降组件包括气缸10，接触式距离传感器通过气缸10在支撑件14上升降。

优选地，支撑件14上方设置凹槽15，凹槽15的内侧壁设置橡胶凸起16，螺栓通过橡胶凸起16卡设在凹槽内(具体使用时，螺栓进入凹槽15内时，凹槽本身与螺栓属于紧密配合关系，再加上橡胶凸起16的凸缘占位，使橡胶凸起16与螺栓紧密接触进行卡接)，橡胶凸起16优选的实施方式中，可采用软体橡胶结构，与螺栓配合具有更大的摩擦力，达到最佳的卡接效果。

优选地，螺栓夹紧机构4上设置用于检测螺栓焊接精度的对射型光电传感器。

在使用的时候：

1、在定位机构3上设置螺栓夹紧机构4，能够夹紧螺栓，通过螺栓探入汽车零部件上螺栓孔的方式实现对汽车零部件的定位，同时，由于螺栓已在螺栓孔内，方便了机器人焊机。

2、接触式距离传感器，能够方便的螺栓高度进行检测。

3、对射型光电传感器，能够有效检测螺栓的焊机精度。

4、具体使用时，汽车零部件放置在基座1上，可通过与汽车零部件形状相匹配的支撑件14进行初步定为，将螺栓卡固在卡槽内，通过定位机构3是螺栓对准汽车零部件上的螺栓孔20，并进一步的通过升降组件6使螺栓限位在螺栓内，此时完成对汽车零部件的定位和夹紧，即可进行下一步工序的加工。

本发明：

1、通过研发、设计、制作的机器人自动化螺栓焊接工作站，有效地解决了这些问题；消减人工、提高产品稳定性和效率。

2、动作流程。

1)作业者从单品框中取出单品，步行2p放置到工装夹具上，随后将螺栓装入限位槽中；启动系统预约按钮，夹具夹紧并且对板件和螺栓进行检测；

2)如系统检测无异常则机器人过来焊接螺栓同时进行零件焊接，；如系统异常则机器人不动作等待作业者异常恢复并且处理异常；

3)机器人焊接完成，工装夹具则自动打开夹手，作业者即可取出完成品步行2p放置到成品框中；以此完成整个产品生产的循环；

3、整体布局和优势。

1)此项目能够实现螺栓与焊点共同使用机器人进行焊接，同时机器人可以自动变换焊接角度，减少人工作业强度，同时避免使用专用的螺栓焊接设备，有效地降低成本；

2)不同的产品，通过切换工装夹具，使此工作站实现多款产品的焊接，提高生产线的柔性化；

4、夹具设计及制作标准。

1)各个工件在不同工序上采用同一定位基准；各个工序夹具的基准保持一致，减少由于定位基准不统一造成的检测误差。

2)对于小型零件，安装防漏装传感器，而对于类似零部件，焊接夹具设置防误装装置。

3)工件各散件定位点选择，每一个定位点均设计多自由度调整位置精度(调整范围±3mm)的机构，调整时有基准，能够方便掌握调整量。

4)定位基准组件和调整支座的圆柱销孔和定位面采用高精密数控加工，调整的重复定位精度不大于0.5mm。

5)机器人焊接夹具采用电气控制、气动夹紧的方式。夹紧时，采用自锁式的压紧机构，夹紧力足以抵抗焊接变形，以有效控制工件的焊接变形。

6)夹具底板具有足够的刚度，通过夹紧机构的夹紧，能够有效控制工件在焊接过程中的焊接变形。

7)夹具在装夹工件完成后能够在变位机的配合下，机器人带动焊枪以较好的姿态(具有一定的调节空间)到达焊接的任何位置，而不与夹具相干涉。

5、系统电气控制标准：

1)机器人工作站控制系统主要由主控制箱、主操作盘、副操作盘等组成。主控制箱是控制的中心，由plc对整个系统进行控制与管理，主要完成对机器人、工作站、操作盘的协调控制，对焊接夹具采用国际先进的devicenet的远程设备站控制，保证了夹具工作的稳定性。副操作盘由人机界面(即触摸屏10寸)完成系统的设定、调整、监视等功能。主操作盘完成系统的启动、预约、停止等操作。

2)机器人工作站控制装置上面安装警示灯(三色)。

3)系统设置水流量不足时，系统能够检知、停机、并报警；检测压缩空气的流量是否足够，不足时，系统能够检知、停机、并报警。

4)光栅要求

工作站设安全防护房及对射光栅，保证人员进入工作站工作区域时设备自动停止控制电源并发出报警信号，在控制面板复位后设备重新上电能恢复运行；系统故障时设备自动停止工作并报警(触摸屏上要显示一切可能发生故障的提示信息，如有人进入工作站，触摸屏会显示有人进入工作站的信息等等，如果有多个故障信息，而且能顺序显示)。

6、本发明优点。

1)通过实现螺栓通过机器人进行自动化焊接

2)能够有效的取代人工焊接，降低作业人员的劳动强度

3)有效的提高生产效率，保证产品品质的稳定性

4)提高生产线柔性化程度

图中，描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。