一种搅拌桶副车架后台组对焊接装置、自动化焊接系统的制作方法

1.本实用新型主要涉及到自动化焊接生产领域，尤其涉及一种搅拌桶副车架后台组对焊接装置，还涉及一种自动化焊接系统。


背景技术：

2.在现代生产中，焊接运用越来越多。例如焊接搅拌车搅拌桶、洒水车水箱体等，还有一种就是搅拌桶副车架后台。搅拌桶副车架后台结构十分特殊，如图17所示，它设有顶板a，顶板a底部要焊接两块对称的筋板b，然后要将前板d、后板c分别和顶板a、筋板b焊接在一起，最后还要将两块侧板e分别和顶板a、前板d、后板c焊接在一起(图中只示出一块侧板e)。搅拌桶副车架后台在组对焊接时，存在以下技术问题：
3.一是自动化程度低，搅拌桶副车架后台尺寸过大、重量较重，在进行变位焊接、翻转焊接时，需要人工搬运大型工件，这不但十分麻烦、耗时长、工作效率低，而且还需要多人共同参与出力，导致人力成本高，甚至有时候发生砸伤、割伤等风险。
4.二是焊接要求高，搅拌桶副车架后台需要对不同面、不同板进行多方位焊接，也即在焊接搅拌桶副车架后台时，需要多次的变换作业面，也即需要多次的使工件翻转，这无疑增加了作业难度。


技术实现要素：

5.本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单紧凑、操作方便快捷、自动化程度高、焊接效果好、能大大提高工作效率、大大降低人力成本的搅拌桶副车架后台组对焊接装置，还提供一种自动化焊接系统。
6.为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：
7.一种搅拌桶副车架后台组对焊接装置，用于和焊接机器人、抓手机器人配合作业，包括翻转机构和安装于翻转机构上的基座，所述基座用于固定抓手机器人抓取来的待焊接工件，所述翻转机构用于驱动基座翻转、以便于焊接机器人对工件进行焊接，所述基座的上部设有平台板和顶板固定机构，所述平台板用于承载待焊接的顶板并通过顶板固定机构将顶板固定，所述基座的前侧部上铰接有可上下翻转的筋板固定机构、用于当筋板固定机构朝上翻转至平台板上方后将两块筋板吸附并限位于顶板上以便于焊接机器人对筋板和背板焊接作业，所述基座的左侧部和右侧部上均设有一个侧板固定机构、用于焊接侧板时将侧板限位以便于翻转机构带动基座翻转时使侧板保持限位。
8.作为本实用新型的进一步改进，所述顶板固定机构包括一块以上平铺的第二电磁吸板，所述第二电磁吸板靠近平台板设置、以用于将落放于平台板上的顶板吸附限位。
9.作为本实用新型的进一步改进，所述顶板固定机构包括两个以上凸出设置于平台板上的定位柱，所述定位柱用于插入顶板上的定位孔内、以将顶板定位并限位于平台板上。
10.作为本实用新型的进一步改进，所述顶板固定机构包括一个以上活动设置于定位柱内的限位勾，所述定位柱上开设有开口部、以用于当限位勾压入开口部时朝下压紧顶板，
所述限位勾的中部通过第一旋转轴铰接于定位柱的中部，所述限位勾的下部伸入平台板下方和第一连接杆铰接，所述第一连接杆的下端和竖向布置的第一驱动油缸的驱动端铰接、用于当第一驱动油缸朝下拉第一连接杆时使限位勾朝下压入开口部/或者朝上推第一连接杆时使限位勾朝上翻开以不对顶板形成阻挡。
11.作为本实用新型的进一步改进，所述筋板固定机构上设有对称设置的两个第一电磁吸板，当筋板固定机构朝上翻转至平台板上方时两个所述第一电磁吸板分别将两块筋板吸附并限位于顶板上。
12.作为本实用新型的进一步改进，所述筋板固定机构上设有两套滑轨组件，所述第一电磁吸板通过滑轨组件可调节的固定于筋板固定机构、以用于根据不同规格的筋板需求调整第一电磁吸板的位置。
13.作为本实用新型的进一步改进，所述筋板固定机构包括翻转平台、翻转杆、第二连接杆和第二驱动油缸，两个所述第一电磁吸板安装于翻转平台上，所述第二驱动油缸横向布置于基座上，所述第二连接杆的上端铰接安装于基座上、且下端和翻转杆铰接，所述翻转杆的前端伸出基座上外用于和翻转平台固定连接，所述翻转杆的后端和第二驱动油缸的驱动端铰接、用于当第二驱动油缸朝前推动翻转杆时使翻转杆带动翻转平台朝上翻转呈竖立状态。
14.作为本实用新型的进一步改进，所述侧板固定机构包括第三驱动油缸、第三连接杆、压杆和压块，所述第三驱动油缸横向布置于基座上，所述第三连接杆的一端和基座铰接、且另一端和压杆连接，所述压杆的一端和第三驱动油缸的驱动端铰接、且另一端上设有压块，作业时所述第三驱动油缸朝前伸出、用于推动压杆朝上翻起呈竖立状态以使压块压设于侧板上。
15.作为本实用新型的进一步改进，所述翻转机构包括立座和旋转臂，所述旋转臂的一端通过垂直旋转驱动组件安装于立座上、以用于在垂直旋转驱动组件的驱动下使旋转臂进行垂直方向的旋转，所述旋转臂的另一端上设有水平旋转驱动组件，所述基座通过水平旋转驱动组件安装于旋转臂上，焊接作业时，所述垂直旋转驱动组件和水平旋转驱动组件相互配合、用于使基座带动待焊接工件进行垂直方向和/或水平方向的旋转以便于抓手机器人抓取工件和/或焊接机器人焊接工件。
16.一种自动化焊接系统，设有焊接机器人、抓手机器人，还设有如上任意所述的搅拌桶副车架后台组对焊接装置，所述抓手机器人用于抓取待焊接工件并输送至搅拌桶副车架后台组对焊接装置上，所述焊接机器人用于对搅拌桶副车架后台组对焊接装置上的工件进行焊接。
17.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
18.一是本实用新型的搅拌桶副车架后台组对焊接装置，自动化程度高，能够和焊接机器人、抓手机器人配合作业，使得焊接效果好，焊接效率高，大大提高了工作效率、大大降低了人力成本。
19.二是本实用新型的搅拌桶副车架后台组对焊接装置，针对搅拌桶副车架后台的特殊结构而特殊设计，不但可以实现各个部件的焊接时限位固定，还可以实现多个角度的旋转来配合焊接，使得不同面、不同板均实现全方位焊接，焊接精度高、焊接效果好，装置的占地空间小，便于安装和操作。
20.三是本实用新型的搅拌桶副车架后台组对焊接装置，平铺的第二电磁吸板不但可以承载顶板，以便于作为后续焊接的承载基础，还可以电磁吸附住顶板，使得固定效果好，便于后续其他板件的焊接作业。定位柱一是可以配合进一步限位，使得顶板卡入了两个以上的定位柱后，更不会发生位移，进一步使得固定效果好。二是具有定位效果，便于抓手机器人抓取顶板来时，顶板始终处于平台板上的定位位置，便于后续其他板件的定位配合，进而确保了整体的焊接精度。
21.四是本实用新型的搅拌桶副车架后台组对焊接装置，第一电磁吸板不但吸附效果好，而且面面吸附，能够形成很好的面支撑，使得焊接时筋板不会发生挤压形变和焊接形变。
22.五是本实用新型的搅拌桶副车架后台组对焊接装置，筋板固定机构的设计，一是结构简单紧凑，不会占用过多的空间；二是针对搅拌桶副车架后台的特殊结构而特殊设计，既能够在作业前未朝上翻转，使得不会对平台板的落放形成阻碍；又能够在作业中朝上翻转，来对两块筋板形成限位和支撑，便于两块筋板的焊接固定和后板的焊接固定；而且还能够在焊接前板时撤回，使得不会对前板的焊接安装形成阻挡。
23.六是本实用新型的搅拌桶副车架后台组对焊接装置，筋板固定机构的设计，一是结构简单紧凑，不会占用过多的空间；二是针对搅拌桶副车架后台的特殊结构而特殊设计，能够满足搅拌桶副车架后台在旋转翻转进行焊接时、使侧板的下部会紧紧抵紧与前板、后板、底板的接触，保证了极佳的焊接效果。
24.七是本实用新型的搅拌桶副车架后台组对焊接装置，侧板固定机构的设计，一是结构简单紧凑，不会占用过多的空间；二是针对搅拌桶副车架后台的特殊结构而特殊设计，能够满足搅拌桶副车架后台在旋转翻转进行焊接时、使侧板的下部会紧紧抵紧与前板、后板、底板的接触，保证了极佳的焊接效果。
25.八是本实用新型的搅拌桶副车架后台组对焊接装置，垂直旋转驱动组件和水平旋转驱动组件相互配合，这种特殊的结构设计，能够和基座上的众多限位固定机构来相互配合、相互支持：正是由于有这些限位固定机构保证了基座上多个板件的固定，才能够实现待焊接工件进行垂直方向和/或水平方向的旋转。而正是由于待焊接工件能够进行垂直方向和/或水平方向的旋转，才保证了焊接效果极佳，占地面积小，本组对焊接装置、焊接机器人、抓手机器人各个设备之间形成高效率的作业配合。
26.九是本实用新型的自动化焊接系统，设有焊接机器人、抓手机器人，还设有搅拌桶副车架后台组对焊接装置，使得本实用新型的自动化焊接系统自动化程度高，占地空间小，焊接效果好，焊接效率高，大大提高了工作效率、大大降低了人力成本。
附图说明
27.图1是本实用新型的搅拌桶副车架后台组对焊接装置的立体结构原理示意图。
28.图2是本实用新型的搅拌桶副车架后台组对焊接装置的局部结构原理示意图。
29.图3是本实用新型的限位勾的立体结构原理示意图。
30.图4是本实用新型的筋板固定机构在未翻起时的侧视结构原理示意图。
31.图5是本实用新型的筋板固定机构在翻起时的侧视结构原理示意图。
32.图6是本实用新型的筋板固定机构在未翻起时的局部立体结构原理示意图。
33.图7是本实用新型的筋板固定机构在翻起时的局部立体结构原理示意图。
34.图8是本实用新型的侧板固定机构在未翻起时的立体结构原理示意图。
35.图9是本实用新型的侧板固定机构在翻起时的立体结构原理示意图。
36.图10是本实用新型的搅拌桶副车架后台组对焊接装置在作业时的结构原理示意图1。
37.图11是本实用新型的搅拌桶副车架后台组对焊接装置在作业时的结构原理示意图2。
38.图12是本实用新型的搅拌桶副车架后台组对焊接装置在作业时的结构原理示意图3。
39.图13是本实用新型的搅拌桶副车架后台组对焊接装置在作业时的结构原理示意图4。
40.图14是本实用新型的搅拌桶副车架后台组对焊接装置在作业时的结构原理示意图5。
41.图15是本实用新型的搅拌桶副车架后台组对焊接装置在作业时的结构原理示意图6。
42.图16是本实用新型的自动化焊接系统的立体结构原理示意图。
43.图17是现有技术中搅拌桶副车架后台的立体结构原理示意图。
44.图中各标号表示：
45.1、基座；2、平台板；3、顶板固定机构；31、第二电磁吸板；32、定位柱；33、限位勾；331、第一旋转轴；34、第一连接杆；35、第一驱动油缸；4、筋板固定机构；41、第一电磁吸板；42、翻转平台；43、翻转杆；44、第二连接杆；45、第二驱动油缸；5、侧板固定机构；51、第三驱动油缸；52、第三连接杆；53、压杆；54、压块；6、翻转机构；61、立座；62、旋转臂；63、垂直旋转驱动组件；64、水平旋转驱动组件；7、焊接机器人；8、抓手机器人。
具体实施方式
46.以下将结合说明书附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。
47.如图1至图17所示，本实用新型提供一种搅拌桶副车架后台组对焊接装置，用于和焊接机器人、抓手机器人配合作业，为便于理解，图15中设有焊接机器人7、抓手机器人8，抓手机器人8通过电磁吸附来抓取工件并移动。本装置包括翻转机构6和安装于翻转机构6上的基座1，翻转机构6的下端设有底座(图1中已示出)，用于支撑翻转机构6。基座1用于固定抓手机器人抓取来的待焊接工件(如图17所示，待焊接工件包括用于组成搅拌桶副车架后台的一块顶板a、两块对称的筋板b、一块前板d、一块后板c和两块侧板e)，翻转机构6用于驱动基座1翻转、以便于焊接机器人对工件进行焊接，基座1的上部设有平台板2和顶板固定机构3，平台板2用于承载待焊接的顶板并通过顶板固定机构3将顶板固定，基座1的前侧部上铰接有可上下翻转的筋板固定机构4、用于当筋板固定机构4朝上翻转至平台板2上方后将两块筋板吸附并限位于顶板上以便于焊接机器人对筋板和背板焊接作业，基座1的左侧部和右侧部上均设有一个侧板固定机构5、用于焊接侧板时将侧板限位以便于翻转机构6带动基座1翻转时使侧板保持限位。具体实施原理如下：
48.作业前，如图1、图4、图10所示状态，筋板固定机构4未朝上翻转，不会对平台板2形
成阻碍。
49.作业时，抓手机器人8先抓取顶板并放置在基座1的平台板2上，然后顶板固定机构3将顶板固定，此时如图10所示状态。然后抓手机器人8抓取右筋板并放置在顶板上，此时筋板固定机构4朝上翻转至平台板2上方后，将该筋板吸附固定住。并且抓手机器人8是吸附固定住筋板的右侧面，而筋板固定机构4是如图所示吸附固定住筋板的左侧面。也即筋板固定机构4和抓手机器人8合力呈夹持状，共同将筋板夹持固定，固定效果好。固定好后，焊接机器人7对右筋板和底板的接触处进行焊接固定。此时如图11所示状态。然后抓手机器人8抓取左筋板并放置在顶板上，按照上述技术思路由焊接机器人7对左筋板和底板的接触处进行焊接固定。
50.然后抓手机器人8抓取后板并放置在顶板上，从后方抵紧后板。此时由于两块筋板已经完成了和顶板的焊接固定，并且筋板固定机构4仍然在吸附固定住两块筋板，所以能够对筋板形成极佳的支撑，便于抓手机器人8将后板紧紧的抵紧在两块筋板上。然后焊接机器人7对后板和两块筋板、以及后板和底板的接触处均进行焊接固定。此时如图12所示状态。
51.然后筋板固定机构4朝下翻转退回，抓手机器人8抓取前板并放置在顶板上，从后方抵紧前板。由于此时后板、两块筋板、底板均焊接形成整体，所以稳固性好，即使撤回筋板固定机构4也不影响抵紧前板。而且筋板固定机构4也必须要撤回，才不会对前板的安装形成阻挡。然后焊接机器人7对前板和两块筋板、以及前板和底板的接触处均进行焊接固定。此时如图13所示状态。
52.然后，抓手机器人8抓取右侧板，将右侧板紧紧抵紧与前板、后板、底板的接触。然后焊接机器人7对右侧板的上部焊接处进行焊接固定。此时，由于前板、两块筋板、后板和底板均已安装到位，焊接机器人7作业空间缺失、不便于对右侧板的下部进行焊接。所以在将右侧板的上部焊接固定后，抓手机器人8撤走不再抓取右侧板(此时如图14所示状态)。然后翻转机构6带动基座1翻转，使右侧板发生位移来接近抓手机器人8，便于抓手机器人8对右侧板的下部进行焊接(此时如图15所示状态)。在这一位移过程中，由于抓手机器人8已撤走，为保证右侧板的下部会紧紧抵紧与前板、后板、底板的接触(否则下部缝隙过宽，会焊接不了或者焊接效果差)，在位移前，基座1的右侧部的侧板固定机构5会将右侧板紧紧抵紧限位，然后焊接机器人7对右侧板进行焊接固定。此时如图15所示状态。
53.通过以上特殊的科学设计，具有如下技术优点:
54.一是本实用新型的搅拌桶副车架后台组对焊接装置，自动化程度高，能够和焊接机器人、抓手机器人配合作业，使得焊接效果好，焊接效率高，大大提高了工作效率、大大降低了人力成本。
55.二是本实用新型的搅拌桶副车架后台组对焊接装置，针对搅拌桶副车架后台的特殊结构而特殊设计，不但可以实现各个部件的焊接时限位固定，还可以实现多个角度的旋转来配合焊接，使得不同面、不同板均实现全方位焊接，焊接精度高、焊接效果好，装置的占地空间小，便于安装和操作。
56.进一步，在较佳实施例中，顶板固定机构3包括一块以上平铺的第二电磁吸板31，第二电磁吸板31靠近平台板2设置、以用于将落放于平台板2上的顶板吸附限位。平铺的第二电磁吸板31不但可以承载顶板，以便于作为后续焊接的承载基础，还可以电磁吸附住顶板，使得固定效果好，便于后续其他板件的焊接作业。
57.如图2、图3、图10所示，进一步，在较佳实施例中，顶板固定机构3包括两个以上凸出设置于平台板2上的定位柱32，定位柱32用于插入顶板上的定位孔内、以将顶板定位并限位于平台板2上。定位柱32一是可以配合进一步限位，使得顶板卡入了两个以上的定位柱32后，更不会发生位移，进一步使得固定效果好。二是具有定位效果，便于抓手机器人8抓取顶板来时，顶板始终处于平台板2上的定位位置，便于后续其他板件的定位配合，进而确保了整体的焊接精度。
58.如图2、图3、图10所示，进一步，在较佳实施例中，顶板固定机构3包括一个以上活动设置于定位柱32内的限位勾33，定位柱32上开设有开口部、以用于当限位勾33压入开口部时朝下压紧顶板，限位勾33的中部通过第一旋转轴331铰接于定位柱32的中部，限位勾33的下部伸入平台板2下方和第一连接杆34铰接，第一连接杆34的下端和竖向布置的第一驱动油缸35的驱动端铰接、用于当第一驱动油缸35朝下拉第一连接杆34时使限位勾33朝下压入开口部/或者朝上推第一连接杆34时使限位勾33朝上翻开以不对顶板形成阻挡。限位勾33设置于定位柱32内，节约了设备空间，当其朝上翻开时正好处于定位柱32的圆周范围内，使得不会对落放的顶板形成阻挡。而当顶板落放到位后，第一驱动油缸35朝下拉第一连接杆34，使第一连接杆34带动限位勾33朝下翻，正好压入开口部内并朝下压紧顶板，进一步使得顶板不会发生位移，进一步使得固定效果好，便于后续其他板件的焊接作业。
59.如图1、图4、图5所示，进一步，在较佳实施例中，筋板固定机构4上设有对称设置的两个第一电磁吸板41，当筋板固定机构4朝上翻转至平台板2上方时两个第一电磁吸板41分别将两块筋板吸附并限位于顶板上。第一电磁吸板41不但吸附效果好，而且面面吸附，能够形成很好的面支撑，使得焊接时筋板不会发生挤压形变和焊接形变。
60.进一步，在较佳实施例中，筋板固定机构4上设有两套滑轨组件，第一电磁吸板41通过滑轨组件可调节的固定于筋板固定机构4、以用于根据不同规格的筋板需求调整第一电磁吸板41的位置。第一电磁吸板41于滑轨组件内上下滑动，并在滑动到位后拧紧螺钉使得保持固定。这进一步提高了本装置的适用性，能够满足根据不同规格的搅拌桶副车架后台的筋板焊接需求。
61.如图1、图4至图7所示，进一步，在较佳实施例中，筋板固定机构4包括翻转平台42、翻转杆43、第二连接杆44和第二驱动油缸45，两个第一电磁吸板41安装于翻转平台42上，第二驱动油缸45横向布置于基座1上，第二连接杆44的上端铰接安装于基座1上、且下端和翻转杆43铰接，翻转杆43的前端伸出基座1上外用于和翻转平台42固定连接，翻转杆43的后端和第二驱动油缸45的驱动端铰接、用于当第二驱动油缸45朝前推动翻转杆43时使翻转杆43带动翻转平台42朝上翻转呈竖立状态。
62.筋板固定机构4的设计，一是结构简单紧凑，不会占用过多的空间；二是针对搅拌桶副车架后台的特殊结构而特殊设计，既能够在作业前未朝上翻转，使得不会对平台板2的落放形成阻碍；又能够在作业中朝上翻转，来对两块筋板形成限位和支撑，便于两块筋板的焊接固定和后板的焊接固定；而且还能够在焊接前板时撤回，使得不会对前板的焊接安装形成阻挡。
63.如图1、图2、图8、图9所示，进一步，在较佳实施例中，侧板固定机构5包括第三驱动油缸51、第三连接杆52、压杆53和压块54，第三驱动油缸51横向布置于基座1上，第三连接杆52的一端和基座1铰接、且另一端和压杆53连接，压杆53的一端和第三驱动油缸51的驱动端
铰接、且另一端上设有压块54，作业时第三驱动油缸51朝前伸出、用于推动压杆53朝上翻起呈竖立状态以使压块54压设于侧板上。侧板固定机构5的设计，一是结构简单紧凑，不会占用过多的空间；二是针对搅拌桶副车架后台的特殊结构而特殊设计，能够满足搅拌桶副车架后台在旋转翻转进行焊接时、使侧板的下部会紧紧抵紧与前板、后板、底板的接触，保证了极佳的焊接效果。
64.进一步，在较佳实施例中，翻转机构6包括立座61和旋转臂62，旋转臂62的一端通过垂直旋转驱动组件63安装于立座61上、以用于在垂直旋转驱动组件63的驱动下使旋转臂62进行垂直方向的旋转，旋转臂62的另一端上设有水平旋转驱动组件64，基座1通过水平旋转驱动组件64安装于旋转臂62上，焊接作业时，垂直旋转驱动组件63和水平旋转驱动组件64相互配合、用于使基座1带动待焊接工件进行垂直方向和/或水平方向的旋转以便于抓手机器人抓取工件和/或焊接机器人焊接工件。这种特殊的结构设计，能够和前述的基座1上的众多限位固定机构来相互配合、相互支持：正是由于有这些限位固定机构保证了基座1上多个板件的固定，才能够实现待焊接工件进行垂直方向和/或水平方向的旋转。而正是由于待焊接工件能够进行垂直方向和/或水平方向的旋转，才保证了焊接效果极佳，占地面积小，本组对焊接装置、焊接机器人、抓手机器人各个设备之间形成高效率的作业配合。垂直旋转驱动组件63的结构形式多样，例如可以采用现有技术中的旋转齿轮盘设计，旋转臂62通过旋转齿轮盘可旋转的固定在立座61上，立座61内设有旋转电机，旋转电机的驱动轴和旋转臂62连接用于驱动旋转臂62旋转。或者也可以采用其他的方式，在此不做累述。
65.如图16所示，本实用新型还提供一种自动化焊接系统，设有焊接机器人7、抓手机器人8，还设有如上任意的搅拌桶副车架后台组对焊接装置，抓手机器人8用于抓取待焊接工件并输送至搅拌桶副车架后台组对焊接装置上，焊接机器人7用于对搅拌桶副车架后台组对焊接装置上的工件进行焊接。通过以上的设置，使得本实用新型的自动化焊接系统自动化程度高，占地空间小，焊接效果好，焊接效率高，大大提高了工作效率、大大降低了人力成本。
66.虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。