一种旋转驱动机构、机械手装置、焊接设备及其控制方法与流程

文档序号:31994799发布日期:2022-11-02 01:59阅读:81来源:国知局
一种旋转驱动机构、机械手装置、焊接设备及其控制方法与流程

1.本发明涉及旋转驱动技术领域,尤其涉及一种旋转驱动机构、机械手装置、焊接设备及其控制方法。


背景技术:

2.目前,直线驱动结构被广泛采用来驱动运动部件运动至期望方位,由于例如机械手尤其是其例如操作手的运动部件到达期望方位常常需要复杂的运动轨迹才能实现,从而需要配置多个直线驱动结构,不仅增加了成本,而且对于例如圆弧线、弧曲线等比较复杂的运动轨迹,即使配置多个直线驱动结构,也很难实现运动部件以光滑过渡的运动轨迹进行运动,从而造成运动部件无法精准地运动至某些特定期望方位,使得运动部件后续的操作精准度较低且适用范围偏窄。


技术实现要素:

3.本发明的目的在于提供一种旋转驱动机构、机械手装置、焊接设备及其控制方法,用以解决现有运动部件驱动方式存在的操作精准度较低、适用范围偏窄、成本较高的技术问题。
4.第一方面,本发明提供一种旋转驱动机构,包括:驱动连接的第一驱动件和第一驱动板;设置在第一驱动板上的第一滑座及在第一滑座上滑动的第一滑块,在第一滑块上相对设置有第一滑轮和第二滑轮;第一支撑板,其设有第一滑槽,第一滑轮与第一滑槽滑动连接;旋转板,其与一第一旋转轴旋转连接且设有第二滑槽,第二滑轮在第二滑槽中滑动,第二滑轮在滑动过程中驱使旋转板绕第一旋转轴旋转。
5.进一步的,旋转驱动机构还包括:第二支撑板,其支撑第一驱动件和第一驱动板,并且第一驱动件驱动第一驱动板沿第二支撑板上设置的第一引导轨往复运动;活动板,活动板与第一驱动板固定连接且在第一驱动板的带动下同步运动,第一支撑板可活动地夹设于活动板和第一滑座之间,活动板上设有第三滑槽,在第一支撑板上固定有在第三滑槽中可滑动的第三滑轮,第三滑轮滑动过程中驱使第一支撑板相对于第二支撑板运动。
6.进一步的,在第二支撑板对应于第一驱动板位于初始位置和返回位置处分别设有接受第一驱动板触碰的第一位置探测器。
7.进一步的,第一滑槽、第二滑槽和第三滑槽的延伸方向相互配合以使旋转板绕第一旋转轴的旋转为直角旋转。
8.进一步的,第一滑槽为相连的第一直线槽和弧线槽,第二滑槽为第二直线槽,第三滑槽为相连的第三直线槽和斜线槽,在第一驱动板位于处于初始位置时,第一直线槽、第二直线槽和第三直线槽相互平行,在第一驱动板沿由初始位置直至返回位置的第一方向运动过程中,第三滑轮沿斜线槽向着远离第一驱动件的方向移动后再沿第三直线槽移动,并且,第二直线槽由与第一方向相平行运动至与第一方向相垂直。
9.进一步的,在第一支撑板和第二支撑板上分别设有滑动配合的导接柱和导接块,
导接柱沿垂直于第一支撑板的运动方向延伸。
10.第二方面,本发明提供一种机械手装置,包括以上任一的旋转驱动机构和移动驱动机构,移动驱动机构包括:驱动连接的第二驱动件和第二驱动板,在第二驱动板上固定有第二滑座;承接板,其支撑第二驱动件且设置有第二引导轨,第二驱动件驱动第二驱动板沿第二引导轨做往复运动;与第二滑座滑动连接的第二滑块,第二滑座被第二驱动板带动同步运动的同步运动方向与第二滑块在第二滑座上的独立运动方向成锐角或直角;活动件,活动件的受力端与第二滑块固定连接,活动件与受力端相对的自由端固定连接一操作手;第三支撑板,在第三支撑板中设有第四滑槽;与第二滑块固定连接的驱动块,驱动块上固定有第四滑轮,第四滑轮可滑动地布置于第四滑槽中,第四滑槽包括少两个不在同一直线的子滑槽,第四滑轮在第四滑槽中滑动过程中受到第四滑槽的反作用力,驱动块受到反作用力的作用驱动第二滑块在第二滑座上移动,从而活动件在的与受力端相对的自由端在第二滑块的带动下沿至少两个不在同一直线的方向运动;旋转板与第三支撑板的侧面和承接板的侧面均固定连接。
11.进一步的,同步运动方向与独立运动方向相垂直,活动件为杆状件,第四滑槽具有两段平行偏移的直线子滑槽和一个连接两段直线子滑槽的斜槽。
12.第三方面,本发明提供一种焊接设备,包括用于固定工件的工件固定机构、驱动装置、第一机械手装置和第二机械手装置,第一机械手装置和第二机械手装置均为以上任一的机械手装置,第一机械手装置的操作手上固定热模,第二机械手装置的操作手用于可分离地固定焊件,热模被驱动至工件所具有的开口上方并经开口进入内部来对待焊接部位进行加热操作,驱动装置驱动第一机械手装置离开开口上方并驱动第二机械手装置抵达开口上方,焊件经开口被驱动至已被加热的待焊接部位并被进行焊接操作;
13.进一步的,驱动装置包括第三驱动件以及分别与第三驱动件驱动连接的第一驱动架和第二驱动架,焊接设备还包括移动支撑架,第三驱动件、第一驱动架和第二驱动架均支撑于移动支撑架之上,第一驱动架和第二驱动架分别与相对于移动支撑架平行设置的第一机械手装置和第二机械手装置的各自的第一支撑板或第二支撑板固定连接,第三驱动件依次驱动第一机械手装置和第二机械手装置移动至工件上方并依次完成加热操作和焊接操作。
14.第四方面,本发明提供一种焊接设备的控制方法,焊接设备为以上任一的焊接设备,控制方法包括:热模加热步骤,由第一机械手装置执行,热模加热步骤控制第一机械手装置的旋转驱动机构的旋转板旋转旋转驱动机构并驱动活动件的操作手所固定的热模经工件开口移动至工件内部,最后在完成对待焊接部位加热后将操作手退出工件开口:第一机械手装置和第二机械手装置第一位移步骤,其控制驱动装置驱动第一机械手装置离开工件的开口上方并驱动第二机械手装置抵达开口上方;焊件焊接步骤,由第二机械手装置所执行,焊件焊接步骤控制第二机械手装置的旋转驱动机构的旋转板移动驱动机构并驱动活动件的操作手所固定的焊件经工件开口移动至工件内部,最后在完成将焊件焊接至待焊接部位后将操作手退出工件开口;
15.综上所述,本发明利用旋转驱动机构在第一支撑板和旋转板上设置不同延伸方向的两滑槽,使得在第一驱动件驱动第一驱动板运动过程中,固定在第一驱动板的第一滑轮和第二滑轮同步运动,从而第二滑轮在第二滑槽中滑动过程中受到在第一滑槽中滑动的第
一滑轮的作用力,从而第二滑槽和第一滑槽的延伸方向相拟合形成旋转板的旋转运动轨迹,因此,本发明只需要采用一个直线驱动结构就能使旋转板以较为复杂的运动轨迹进行运动,从而使旋转板本身或者其上再另外固定的其他部件精准地运动至某些特定期望方位并实施相应操作,不仅提高了后续操作的精准度、扩宽了适用范围,还降低了成本。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,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的附图,这些均在本发明的保护范围内。
17.图1为本发明旋转驱动机构省略了旋转板的主视图;
18.图2为本发明旋转驱动机构的主视图;
19.图3为本发明旋转驱动机构省略了旋转板和第一支撑板的主视图;
20.图4为本发明旋转驱动机构显示了各个滑槽的主视图;
21.图5和图6为本发明移动驱动机构的两个不同视角下的主视图;
22.图7为本发明移动驱动机构显示了第四滑槽的主视图;
23.图8为本发明移动驱动机构的侧视图;
24.图9为本发明移动机械手装置尤其是第一机械手装置的主视图;
25.图10为本发明移动机械手装置尤其是第二机械手装置的主视图;
26.图11为本发明焊接设备的主视图;
27.图12至图18为本发明焊接设备完成加热操作和焊接操作的各步骤示意图;
28.图19为本发明焊接预热装置省略了转移机构的主视图;
29.图20为本发明焊接预热装置的送料机构的主视图;
30.图21和图22为本发明焊接预热装置的预热机构两个不同视角下的主视图;
31.图23和图24为本发明焊接设备的两个不同视角下的主视图;
32.图25为本发明工件固定机构处于已固定工件状态的主视图;
33.图26为省略了支架及其上的相关部件的主视图;
34.图27和图28为本发明工件固定机构的导接柱、第二驱动部件及其他相关配合结构的两个不同视角下的主视图;
35.图中零件部件及编号:
36.100、工件固定机构;110、支架;111、中空框架;112、定位块;113、支撑脚;114、定位柱;120、支撑板;121、第一板;122、第二板;130、支撑柱;131、支撑块;140、第一驱动部件;150、活动柱;160、支座;161、固定座;162、支撑座;162a、通槽;163、限定块;163a、抵撑块;163b、凸台;164、套筒;165、加强座;166、加强肋;170、导接柱;180、第二驱动部件;190、指示灯;
37.200、焊接预热装置;210、送料机构;211、支脚;212、连接架;213、第一导轨;214、运输小车;214a、承载板;214b、容纳架;214c、第一凹槽;214d、移动座;214e、支承板;214f、固定板;214g、连接轴;214g1、突台;214h、螺接件;214i、柱杆;215、驱动器;216、突起;217、引导槽;218、第一限位器;219、第二限位器;220、预热机构;221、支持座;222、活动支架;222a、活动板;222b、第二导轨;223、驱动电机;224、导接架;224a、侧板;224b、限位板;225、支撑
台;226、加热板;226a、第二凹槽;230、转移机构;231、操作手;
38.300、旋转驱动机构;310、第一驱动件;320、第一驱动板;321、第一滑座;322、第一滑块;323、第一滑轮;324、第二滑轮;330、第一支撑板;331、第一滑槽;331a、第一直线槽;331b、弧线槽;332、导接柱;340、旋转板;341、第二滑槽;350、第二支撑板;351、第一引导轨;352、第一位置探测器;353、导接块;360、活动板;361、第三滑槽;361a、第三直线槽;361b、斜线槽;362、第三滑轮;
39.400、移动驱动机构;410、第二驱动件;420、第二驱动板;421、第二滑座;422、第二滑块;423、突出块;430、活动件;431、受力端;432、自由端;433、操作手;434、热模;440、第三支撑板;441、第四滑槽;441a、直线子滑槽;441b、斜槽;450、驱动块;451、第四滑轮;460、承接板;461、第二引导轨;462、第二位置探测器;470、螺纹件;
40.500、机械手装置;500-1、第一机械手装置;500-2、第二机械手装置;600、皮带;700、工件;800、焊件;900、移动支撑架;910、第三驱动件;920、第一驱动架;930、第二驱动架;
41.1000、焊接设备。
具体实施方式
42.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。需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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,仅是为了便于描述本技术和简化描述,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。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括
……”
限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。如果不冲突,本发明施例以及实施例中的各个特征可以相互结合,均在本实发明的保护范围之内。
43.参考图1至图4,本发明提供一种旋转驱动机构300,其包括驱动连接的第一驱动件310和第一驱动板320、第一滑座321、第一滑块322、第一支撑板330和旋转板340,第一滑座321设置在第一驱动板320上,第一滑块322在第一滑座321上滑动,在第一滑块322上相对设置有第一滑轮323和第二滑轮324,第一支撑板330上设有第一滑槽331,第一滑轮323与第一滑槽331滑动连接,旋转板340与一第一旋转轴(未图示)旋转连接且设有第二滑槽341,第一旋转轴可以设置在旋转板340上也可以设置在第一支撑板330上,第二滑轮324在第二滑槽341中滑动,第二滑轮324在滑动过程中驱使旋转板340绕第一旋转轴旋转,也就是说,通过第一滑槽331的延伸方向能够改变第一滑轮323运动方向的同时改变第二滑轮324在第二滑槽341中的运动方向,从而第二滑轮324通过对第二滑槽341施加作用力带动旋转板绕第一
旋转轴旋转,另外,既可以直接在旋转板340上设置相关运动部件,也可以将旋转板340与其他例如操作手433等的运动部件相固定,从而使得运动部件能够以旋转运动的方式实现光滑过渡的旋转轨迹进而精准到达期望方位,从而使得运动部件后续的操作精准度高且适用范围宽,还降低了成本。
44.请进一步参考图2,在一种实施例中,旋转驱动机构300还包括支撑第一驱动件310和第一驱动板320的第二支撑板350,并且第一驱动件310驱动第一驱动板320沿第二支撑板350上设置的第一引导轨351往复运动。旋转驱动机构300还包括活动板360,活动板360与第一驱动板320固定连接且在第一驱动板320的带动下同步运动,第一支撑板330可活动地夹设于活动板360和第一滑座321之间,活动板360上设有第三滑槽361,在第一支撑板330上固定有在第三滑槽361中可滑动的第三滑轮362,第三滑轮362滑动过程中驱使第一支撑板330相对于第二支撑板350运动。这样的话,由于第一支撑板330能够相对于第二支撑板350做相对运动,从而能够在某些场合中避免第一支撑板330与其他部件产生干涉,保证了旋转驱动机构300的可靠性。
45.请进一步参考图3,在一种实施例中,在第二支撑板350对应于第一驱动板320位于初始位置和返回位置处分别设有接受第一驱动板320触碰的第一位置探测器352,因此,各个第一位置探测器352能够准确的判断出第一驱动板320所运动到的位置,从而精准控制第一驱动件310的运行,进而确保各运动部件被驱动及带动而运动至准确位置。
46.请进一步参考图4,在一种实施例中,第一滑槽331、第二滑槽341和第三滑槽361的延伸方向相互配合以使旋转板340绕第一旋转轴的旋转为直角旋转,因此,在旋转板340初始状态为水平放置时,旋转板340通过直角旋转能够旋转成竖直放置,从而利于旋转板340所固定的运动部件的较大范围的位置转向并到达期望位置。
47.请进一步参考图4,在一种实施例中,第一滑槽331为相连的第一直线槽331a和弧线槽331b(参见图4中的虚线),第二滑槽341为第二直线槽,第三滑槽361为相连的第三直线槽361a和斜线槽361b(参见图4中的虚线),在第一驱动板320位于处于初始位置时,第一直线槽331a、第二直线槽和第三直线槽361a相互平行,在第一驱动板320沿由初始位置直至返回位置的第一方向运动过程中,第三滑轮362沿斜线槽361b向着远离第一驱动件310的方向移动后再沿第三直线槽361a移动,通过设置斜线槽361b,实现了第一支撑板330相对于第二支撑板350的运动,并且,第二直线槽由与第一方向相平行运动至与第一方向相垂直,也就是说,通过设置弧线槽331b,实现了旋转板340相对于第一支撑板330的旋转,这样的话,通过设置第一滑槽331、第二滑槽341和第三滑槽361相配合的不同延伸方向的槽,使得相应滑轮带动相应板做期望的运动,因此,仅采用一个直线驱动的第一驱动件310,在实现了驱动旋转板340完成相对复杂的旋转运动的同时还降低了成本。
48.请进一步参考图3,在一种实施例中,在第一支撑板330和第二支撑板350上分别设有滑动配合的导接柱332和导接块353,导接柱332沿垂直于第一支撑板330的运动方向延伸,因此,第一支撑板330相对于第二支撑板350的运动平稳且准确。
49.请进一步参考图9和图10,本发明实施例还提供一种机械手装置500,其包括移动驱动机构400和以上任一的旋转驱动机构300,移动驱动机构400包括驱动连接的第二驱动件410和第二驱动板420、承接板460、第二滑块422、活动件430、第三支撑板440和驱动块450,其中,在第二驱动板420上固定有第二滑座421,承接板460支撑第二驱动件410且设置
有第二引导轨461,第二驱动件410驱动第二驱动板420沿第二引导轨461做往复运动,第二滑块422与第二滑座421滑动连接的,第二滑座421被第二驱动板420带动同步运动的同步运动方向与第二滑块422在第二滑座421上的独立运动方向成锐角或直角,也就是说,第二滑块422在第二滑座421不能收到与同步运动方向相反的分力而产生相反方向的运动,以免第二滑块422阻碍第二驱动板420的正常运动,在本实施例中,同步运动方向与独立运动方向相垂直,这样更利于控制活动件430的运动方向。活动件430的受力端431与第二滑块422固定连接,该受力端431为收到第二滑块422作用力的端部,活动件430与受力端431相对的自由端432固定连接一操作手433,该操作手433可以根据实际不同功能需求而设定,例如可以设为热模操作手和焊接操作手,在第三支撑板440中设有第四滑槽441,需要了解的是,该第四滑槽441的延伸方向与第二引导轨461的方向大致平行,从而保证第二滑块422运动的平滑性。驱动块450与第二滑块422固定连接,驱动块450上固定有第四滑轮451,第四滑轮451可滑动地布置于第四滑槽441中,第四滑槽441包括少两个不在同一直线的子滑槽,第四滑轮451在第四滑槽441中滑动过程中受到第四滑槽441的反作用力,驱动块450受到反作用力的作用驱动第二滑块422在第二滑座421上移动,从而活动件430的自由端432处的操作手433可以沿至少两个不在同一直线的方向运动,在本实施例中,第四滑槽441包括两个平行间隔的直线子滑槽441a和一个连接两直线子滑槽441a的斜槽441b,且斜槽441b的延伸方向与第二驱动板420的运动方向相适配,具体来说,第四滑槽441设为形,这样的话,活动件430的操作手433实现在竖直方向水平偏移的移动,另外,活动件430设为杆状件且也可以为形,因此,活动件430整体按第四滑槽441的延伸方向运动的运动轨迹更为匹配。在本实施例中,由于第二驱动件410运动方向和两直线子滑槽441a均设为平行于竖直方向,自由端432处设置的操作手433在第二滑块422的带动下可以沿两个间隔平行的竖直方向运动,旋转板340与第三支撑板440的侧面和承接板460的侧面均固定连接。因此,机械手装置500通过结合旋转驱动机构300和移动驱动机构400,活动件430首先被旋转驱动机构300旋转再被移动驱动机构400移动,从而使得活动件430尤其是其操作手433实现了较为复杂且光滑的运动轨迹的运动,达到了现有技术中即使采用多个直线驱动结构也难以到达的期望位置。
50.请进一步参考图6,在一种实施例中,驱动块450分别与第二滑块422的上表面和活动件430的受力端431的上表面相抵接,在驱动块450的一伸长部的自由端432固定第四滑轮451,因此,设置该伸长部能保持活动件430与第三支撑板440之间具有一定间隔,避免活动件430运动过程产生干涉现象,并且,使得驱动块450不仅获得良好支撑,还有利于驱动块450向与其固定连接的第二滑块422施加作用力。
51.在一种实施例中,承接板460上固定有一对对应于第二驱动板420往复运动位置的第二位置探测器462,在第二驱动板420上设有用于触碰第二位置探测器462的突出块423,因此,各个第二位置探测器462能够准确的判断出第二驱动板420所运动到的位置,从而精准控制第一运动件的运动距离。
52.请进一步参考图11至图18,本发明实施例还提供一种焊接设备1000,其包括用于固定工件700的工件固定机构100、驱动装置、第一机械手装置500-1和第二机械手装置500-2,第一机械手装置500-1和第二机械手装置500-2均为以上任一的机械手装置500,第一机械手装置500-1的操作手433上设置热模434,第二机械手装置500-2的操作手433用于可分离地固定焊件,也就是说,第一机械手装置500-1和第二机械手装置500-2的最大区别在于
操作手433上用于固定的部件以及根据所固定部件的不同所具有加热或焊接的不同功能,另外,在本实施例中,热模434被驱动至工件700所具有的开口上方并经开口进入内部来对待焊接部位进行加热,在本实施例中,工件700为塑料油箱,焊件为主泵支架,开口为油箱泵口,主泵支架及对应于待焊接部位的热模434的长度大于油箱泵口的直径,且油箱泵口和主泵支架在竖直方向上的投影仅部分重叠,热模加热的熔积高度设为3-5mm,热模加热温度设为240
°
。驱动装置驱动第一机械手装置500-1离开开口上方并驱动第二机械手装置500-2抵达开口上方,焊件经开口被驱动至已被加热的待焊接部位并被焊接,因此,首先通过旋转驱动的方式使得热模434和焊件能以旋转方式经过开口进入工件700的内部,再通过偏移动驱动的方式使得热模434和焊件到达待焊接部位,从而由第一机械手装置500-1能完成对工件700的待焊接部位的加热,再由第二机械手装置500-2能完成对工件700的待焊接部位焊接焊件,确保了焊接设备1000具有很高的焊接质量。
53.请进一步参考图12,在一种实施例中,驱动装置包括第三驱动件910以及分别与第三驱动件910驱动连接的第一驱动架920和第二驱动架930,焊接设备1000还包括移动支撑架900,第三驱动件910、第一驱动架920和第二驱动架930均支撑于移动支撑架900之上,第一驱动架920和第二驱动架930分别与相对于移动支撑架900平行设置的第一机械手装置500-1和第二机械手装置500-2的各自的第一支撑板330或第二支撑板350固定连接,需要说明的是,在第一机械手装置500-1和第二机械手装置500-2的各自第一支撑板330在运动过程中不会与工件700相干涉的情况下,第一驱动架920和第二驱动架930分别与第一机械手装置500-1和第二机械手装置500-2的第一支撑板330固定,但由于第一机械手装置500-1在加热完成后需要移位来为第二机械手装置500-2让出位置,在移位过程中,第一机械手装置500-1的第一支撑板330可能与工件700相干涉,因此,需要将第一机械手装置500-1设置为具有第二支撑板350,且将第一驱动架920与第二支撑板350固定,从而使第一机械手装置500-1在移位之前,第一支撑板330相对于工件700远离一定距离,避免干涉发生。第三驱动件910依次驱动第一机械手装置500-1和第二机械手装置500-2移动至工件700上方并依次完成加热操作和焊接操作,因此,焊接设备1000能够高可靠且高自动化地完成处于特定位置的待焊接部位的焊件焊接。
54.请进一步参考图12和图18,本发明实施例还提供一种焊接设备1000的控制方法,该焊接设备1000为以上任一的焊接设备1000,需要说明的是,该控制方法可以采用cpu、plc等控制装置来实施,该控制方法包括:热模加热步骤、第一机械手装置500-1和第二机械手装置500-2位移步骤和焊件焊接步骤。热模加热步骤由第一机械手装置500-1执行,其控制第一机械手装置500-1的旋转驱动机构300的旋转板旋转移动驱动机构400并驱动活动件430的操作手433所固定的热模434经工件700的开口移动至工件700的内部,最后在完成对待焊接部位加热后退出工件700的开口;第一机械手装置500-1和第二机械手装置500-2位移步骤,其控制驱动装置驱动第一机械手装置500-1离开工件700的开口上方并驱动第二机械手装置500-2抵达工件700的开口上方;驱动装置驱动第一机械手装置500-1离开工件700的开口上方并驱动第二机械手装置500-2抵达工件700的开口上方;焊件焊接步骤由第二机械手装置500-2所执行,其控制第二机械手装置500-2的旋转驱动机构300的旋转板旋转移动驱动机构400并驱动活动件430的操作手433所固定的焊件移动至工件700的内部以对待焊接部位进行焊接。由上所述,本发明焊接设备1000的控制方法能控制第一机械手装置
500-1和第二机械手装置500-2均经过旋转运动和平移运动来分别实现工件700的加热操作和焊件焊接操作,实现快速且可靠的焊接效果。
55.在一种实施例中,热模加热步骤具体包括:
56.第一机械手装置500-1的第一驱动件310沿第一方向驱动第一驱动板320滑动;
57.第一驱动件310带动第一支撑板330上的第一滑轮323沿着第一支撑板330上的第一滑槽331滑动;
58.第一滑轮323同步带动第二滑轮324在旋转板340的第二滑槽341中滑动,进而带动旋转板340以第一旋转轴为轴心旋转;
59.旋转运动的旋转板340同步带动第三支撑板440和承接板460旋转以使活动件430位于工件700的开口的上方;
60.第二驱动件410相对于工件700的开口向着工件700的内部驱动第二驱动板420移动;
61.第二驱动板420带动活动件430和第二滑块422一起移动,驱动第二滑块422沿着第三支撑板440上的第四滑槽441移动;
62.请进一步参考图14,第二滑块422带动活动件430运动以使操作手433上所固定的热模434沿第四滑槽441的延伸轨迹进入工件700的内部进行加热;
63.第一驱动件310沿第一方向的反方向驱动第一驱动板320滑动,也就是除了上述第一机械手装置500-1的第一驱动件310沿第一方向驱动第一驱动板320滑动步骤,逆序实施上述各步骤,直至驱动操作手433退出工件700的开口使得活动件430返回至初始状态,完成加热操作;
64.焊件焊接步骤具体包括:
65.第二机械手装置500-2的第一驱动件310沿第一方向驱动第一驱动板320滑动;
66.第一驱动件310带动第一支撑板330上的第一滑轮323沿着第一支撑板330上的第一滑槽331滑动;
67.第一滑轮323同步带动第二滑轮324在旋转板340的第二滑槽341中滑动,进而带动旋转板340以第一旋转轴为轴心旋转运动;
68.旋转运动的旋转板340同步带动第三支撑板440和承接板460旋转以使活动件430位于工件700的开口的上方;
69.第二驱动件410相对于工件700的开口向着工件700的内部驱动第二驱动板420移动;
70.第二驱动板420带动活动件430和第二滑块422一起移动,驱动第二滑块422沿第三支撑板440上的第四滑槽441移动;
71.请进一步参考图17,第二滑块422带动活动件430运动以使操作手433上所固定的焊件沿第四滑槽441的延伸轨迹进入工件700的内部进行焊接;
72.第一驱动件310沿第一方向的反方向驱动第一驱动板320滑动,就是除了上述第二械手装置的第一驱动件310沿第一方向驱动第一驱动板320滑动步骤,逆序实施上述各步骤,直至驱动操作手433退出工件700的开口使得活动件430返回至初始状态,完成焊接操作。
73.由上所述,上述的初始状态具体为:第一机械手装置500-1的活动件430为水平,第
一机械手装置500-1的活动件430为竖直。通过本发明焊接设备1000的控制方法的各步骤能够以旋转运动的方式进入或退出工件700的开口且相对于工件700的开口水平偏移地在工件700的内部竖直运动,尤其适合大尺寸焊件及待焊接部位偏离工件700的开口的加热操作和焊接操作,并获得高质量的焊接质量。
74.在一种实施例中,第一机械手装置500-1的旋转驱动机构300包括第二支撑板350,控制方法还包括第一支撑板接近开口驱动步骤和第一支撑板远离开口驱动步骤。第一支撑板接近开口驱动步骤在带动旋转板340以第一旋转轴为轴心旋转运动之前执行且包括:第一机械手装置500-1的第一驱动件310沿第一方向驱动第一驱动板320滑动,活动板360上的第三滑槽361带动与第三滑轮362固定的第一支撑板330向着接近开口方向运动。第一支撑板远离开口驱动步骤在第一机械手装置500-1和第二机械手装置500-2位移步骤之前执行且包括:第一机械手装置500-1的第一驱动件310沿与第一方向相反的方向驱动第一驱动板320滑动,活动板360上的第三滑槽361带动与第三滑轮362固定的第一支撑板330向着远离开口方向运动,因此,在第一机械手装置500-1的第一支撑板330沿竖直方向远离工件700的开口之后,第一机械手装置500-1才被水平地驱动远离工件700的开口,然后第二机械手装置500-2被驱动至原第一机械手装置500-1所在位置,这样的话,第一机械手装置500-1不会与工件700相干涉,确保各个步骤的正常进行,保证焊接质量。
75.在一种实施例中,由于第二机械手装置500-2不会产生与工件700干涉的情形,因此,第二机械手装置500-2的第一支撑板330无需沿竖直方向远离或接近工件700的开口,旋转驱动机构300只需设置第一支撑板330而无需设置第二支撑板350及相应配合的活动板360和第三滑轮362,此情形下,第一驱动件310和第一驱动板320可以由第一支撑板330所支撑,而第一机械手装置500-1在移出位置让与第二机械手装置500-2时,有可能会与工件发生干涉,因此,第一机械手装置500-1设置第一支撑板330和第二支撑板350,以便第一机械手装置500-1的第一支撑板330在第一机械手装置500-1移出位置时相对于工件700远离一定距离,从而避免了干涉发生。
76.请进一步参考图19至图24,在一种实施例中,焊接设备1000还包括焊接预热装置200,焊接预热装置200包括送料机构210和预热机构220,其中,送料机构210包括一对支脚211和设于一对支脚211之间的连接架212,在连接架212上设有第一导轨213,驱动连接的运输小车214和驱动器215,运输小车214在驱动器215的驱动下在第一导轨213上往复运动,运输小车214包括承载板214a及位于承载板214a之上的容纳架214b,容纳架214b上设有采用例如弹性卡接的方式来可分离地固定焊件800的第一凹槽214c,通过运输小车214往复运动能够快捷地向着预热机构220方向输送焊件800,且凹槽设计能够方便转移机构230转移焊件800。预热机构220包括支持座221和活动支架222,在活动支架222中设有具有可伸缩运动的驱动部的驱动电机223。支持座221的自由端432设有由多个沿伸缩运动方向平行的侧板224a依次固定相连围成的导接架224,图中的导接架224隐藏了一个侧板224a,活动支架222的自由端432设有支撑台225以及由支撑台225固定支撑的加热板226,在活动支架222上设有与驱动端驱动连接的受力部,并且,在活动支架222上的一对相对活动板360222a上均设有一第二导轨222b,在面对各活动板360222a的相应各侧板224a上设有与第二导轨222b配合的导脚,加热板226上设有与焊件800相配合以进行加热的第二凹槽226a,驱动电机223驱动活动支架222的第二导轨222b沿导脚相对移动,加热板226在驱动电机223的驱动下向着
转移机构230移动以对转移机构230上固定的焊件800进行预热,这样的话,通过预热机构220采用以上设置,第二凹槽226a能够在活动支架222上做升降运动,从而通过活动支架222的上升能够对位于加热板上方的转移机构230所固定的焊件进行预热,控制方法中还包括:焊接预热步骤,第一机械手装置500-1和第二机械手装置500-2位移步骤在焊接预热步骤之后执行,焊接预热步骤包括:控制驱动器驱动运输小车返回远离预热机构的初始位置;驱动第二机械手装置500-2的操作手433抓取第一凹槽214c中的焊件并移动至加热板的上方;控制驱动器驱动运输小车返回远离预热机构的初始位置;在进行驱动第一机械手装置500-1的第二滑块422来带动活动件430运动以使操作手433上所固定的热模434沿第四滑槽441的延伸轨迹进入工件700的内部进行加热步骤的同时,控制驱动电机驱动活动支架上升使得加热板对位于其上方的焊件进行加热;控制驱动电机驱动活动支架下降的同时,并且控制第一机械手装置500-1的第一驱动件310沿第一方向的反方向驱动第一驱动板320滑动直至活动件430退出工件700的开口和控制第二机械手装置500-2的旋转板340带动活动件430旋转至水平方向。因此,焊件在被焊接之前先被预热,提升了焊件的焊接质量,而且,焊件的预热和工件700的加热能够同步进行,从而提高了焊接效率。
77.请进一步参考图25至图28,在一种实施例中,焊接设备1000还包括工件固定机构100,其包括具有中空框架111的支架110、均设置于中空框架111上的多个定位块112、与中空框架111间隔设置的支撑板120、用于支撑工件700的多个支撑柱130、伸缩运动的第一驱动部件140和多个活动柱150,各个支撑柱130的一端与支撑板120的第一侧面固定连接且另一端设置支撑块131,第一驱动部件140的驱动端与支撑板120的第一侧面相背的第二侧面固定连接并施加驱动力,各个活动柱150的自由端432可伸缩运动地与第二侧面固定连接,驱动端和各个自由端432同步运动以驱动支撑板120带动工件700接近或远离定位块112,也就是说,在需要从各支撑块131上放置待加工的工件700或者卸下已加工的工件700时,支撑板120被驱动而远离定位块112,在需要将放置好的待加工的工件700固定并接受进一步加工时,支撑板120被驱动而接近定位块112,从而使得工件700可分离地固定于支撑块131和定位块112之间,因此,工件固定机构100能对工件700牢固地固定,且由于第一驱动部件140电动自动化地运动来实现对工件700的上下料,从而自动化程度很高且省时省力。另外,需知的是,支撑块131和定位块112的各个自由端432均采用刚性材料制成,且各个自由端432与工件700相接触的端面与工件700的对应接触面的形状相适配,这样的话,进一步保证了与工件700被稳固地固定于支撑块131和定位块112之间。
78.控制方法中还包括:工件固定和释放步骤,工件固定和释放步骤包括:在热模加热步骤之前,控制第一驱动部件140驱动支撑板120向着接近第一机械手装置500-1和第二机械手装置500-2移动从而固定工件700;在焊件焊接步骤之后,控制第一驱动部件140驱动支撑板120向着远离第一机械手装置500-1和第二机械手装置500-2移动从而释放工件700。因此,通过工件固定和释放步骤,在热模加热步骤之前,工件700即被牢固固定,确保对工件700在接受后续的加热及焊接的加工过程中位置固定,确保加工质量,并且,在焊件焊接步骤之后,工件700被释放而不再被固定,从而有利于及时更换新的待加工的工件700,提高了焊接设备1000的工作效率。
79.需要补充的是,以上所描述的第一驱动部件140、第二驱动部件180、驱动器215、驱动电机223、第一驱动件310、第二驱动件410和第三驱动件910均可以采用气缸。
80.最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
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