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专利名称:线焊机的送工件装置的制作方法
本发明是关于一种对工件例如二轮车上的油箱或类似物进行自动线焊操作的线焊机的送工件装置。
迄今,当对工件进行熔化极氧弧焊(mig)或钨极氧弧焊(Tig)时,采用将工件固定并用机器人移动焊抢的方式对工件进行上述焊接。然而,如果要在工件被固定的条件下进行线焊操作,那么一台由一对电极滚筒,一台加压装置,一台旋转驱动装置构成的较重的焊机必须安装在机器人上,其结果造成机器人工作速度减慢,最终使焊接工件的生产率变低。
可以考虑另一种方法,即采用一种固定在地板上的静止型线焊机,并由机器人移动工件以便将工件上需要焊接的部分送到线焊机上的一对电极滚筒之间。然而,采用这种方法时,如果需要焊接的部分是三维曲面如图3中油箱外壁a的对接凸缘c和用于二轮车的油箱A的箱底板b,这就需要对工件的三维运动和位置进行控制。
如果将机器人安装在地板上,包括线焊机在内的整个设备的安装占地面积就增加了,另外,用于工件的冷却水也易于进入机器人中,因此,人们就担心会生锈或产生其它不良影响。
本发明的目的是提供一种装置解决上述问题,它的特点为将一个机器人安装在一台线焊机的机体上,该机器人具有这样的功能,即可在任何期望的方向上使其三轴向结构的腕部进行三维运动,该腕部支撑着夹持工件的夹持装置。
本发明的实施例将参照附图解释如下参考图1和图2,标号1表示线焊机的机体,在机体1的前部有一对电极滚筒2,3。如图2所示,上电极滚筒2是可转动的,它支撑在电极夹5上,电极夹5由一对左右加压的油缸4上、下移动。并且,在电极夹5上有与上电极滚筒2的圆表面相邻接的滚花元件6,以便由未示出的驱动源通过滚花元件6来驱动上电极滚筒2转动。下电极滚筒3也是可转动的,它支撑在固定于机体1上的电极夹7上,以便当上电极滚筒2由两个加压油缸4作用向下运动时,油箱A的对接凸缘c,也就是工件,可夹持在两个电极滚筒2,3之间。在这种情况下,如果上电极滚筒2转动,就可对对接凸缘c进行线焊。
根据本发明,机器人10安装在上述机体1上,该机器人具有这样的功能,即可使其三轴结构的腕部9在任意的方向上做三维空间运动,它的腕部支撑着一个夹持油箱A的夹持装置8。
更详细地说,在所述的例子中,机器人10包括一个可围绕垂直转轴11a旋转的机器人主体11;一个从机器人主体11向前伸展并通过后部横向枢轴12a固定,从而,能够上下摆动的第一臂12;以及一个从第一臂12向下伸展并通过上端横向枢轴13a固定,从而能够前后摆动的第二臂13。机器人10通过它的主体11下边的底座14安装在机体1的上表面,其腕部
9安装在第二臂13的下端,以便腕部9可以通过机器人主体11和两个臂12,13的合成运动在任意期望的方向上作三维运动。
机器人主体11是如此安装的,以致于它用底座14上的电动机11b通过斜齿轮11c,使其转动。并且,臂12,13是如此安装的,以致于可用分别安装在位于第一臂12向后延伸部分上的固定底座19的左右两边相应电机12b,13b,通过该二电机与轴12a,13a之间各自的链条(未示出)使臂12,13摆动。标号19a表示一联杆,它位于固定底座19和主体11之间并与延伸部分平行。
在前述例子中,两个臂12,13被制造成摆动臂,然而,这两个臂12,13可改造成直角坐标型机械臂,即第一臂12在机器人主体11的前后方向上前后移动,而第二臂13在第一臂12上、下方向上前后移动。
这一改造后的结构通过构成可横向滑动的机器人主体11进一步改造为直角三维坐标型结构。
腕部9是这样的三轴结构安装在第二臂13下端的腕部主体15装配有转轴16,用电动机16a通过斜齿轮16b可使其转动。在转轴16上安装有互相交叉成直角的轴17b,17c组成的十字接头17。
更详细地说,由图4清楚可见,十字接头17的轴17b,17c之一,即轴17b被一整体造型的,由转轴16下端的静止叉架
17a所支撑。同时,另一轴17c被可动叉架17d所支撑。前述的夹持装置8被安装在叉架17d上,这样,夹持装置8所夹持的油箱A可通过三轴16,17b,17c的合成运动进行三维空间的变化呈现任何期望的位置。
腕部的主体15是如此安装的以致于即使两臂12,13通过沿两臂12,13的由一对联杆18a,18b组成的并列联杆机构18作任意摆动,腕部主体仍可以保持固定的位置,同时支撑在其上的转轴16总可以保持垂直方向。
夹持装置8装配有用于夹持油箱A的注油口部分d的夹持部件8a和一对吸附垫片8b,8b用来贴紧到油箱A的外表面上。
下面,将对设备的操作进行解释在油箱A由夹持装置8夹持的情况下,将凸缘部分c的所期望部分置于下电极滚筒3上,然后上电极滚筒2下降使凸缘部分c夹持于电极滚筒2,3之间。在此之后,上电极滚筒2旋转,与此同时,机器人主体11和两臂12,13动作使腕部9沿着预先设计的三维轨迹运动,此外,油箱A的位置在三维空间中的变化,通过腕部9上的三个轴16,17b,17c的各自的运动而实现。从而凸缘部分c的每一个需要焊接的部分被连续送到电极滚筒2,3之间,如图4-6所示。在此操作过程中,通过一供水管(未示出)对油箱A供给冷却水以使油箱A不致产生热形变。
附带说一句,在实际中,由于上电极滚筒2的旋转所引起的油箱A的输送速度与凸缘c上位于两电极滚筒2,3之间的各部分的引导速度不同,以及由于焊接或其它原因产生的热形变,两个电极滚筒
2,3的前进方向相对于要焊接的凸缘c有时会发生偏离正常焊线的现象,因而希望操作人员可以正确地校正这一偏差。
在此情况下,可用下述方式校正两电极滚筒2,3的前进方向,即通过转动腕部9的转轴16来转动油箱A,该转轴16是平行于连接两电极滚筒2,3中心的垂直轴线X。但由于凸缘c的某一部分紧紧夹持于两电极滚筒2,3之间,油箱A实际并不能转动。最终,为有效地校正前进方向,有必要使油箱A围绕与两电极滚筒2,3相关的轴线X转动。
在这一方面,前述例子中提供了这样的结构,即机器人10安装在机体1上以使机器人主体11的转轴11a与轴线X成一直线,这样只转动机器人主体11就可以使前进方向得到校正。
附带说,如果转轴11a与轴线X不成一条直线,那么,只有当两臂12,13和转轴16的操作与机器人主体11的转动同时进行,油箱A才可绕轴线X转动。因此,实际上,对操作人员来说通过操作12,13,16的控制装置来进行上述操作是相当困难的。
在上述例子中,机器人10被安装成可围绕与两电极滚筒2,3相关的轴线X转动,但用下述结构,即两电极滚筒2,3都安装成可围绕轴线X转动,则可获得几乎同样的效果。
图7,8表示此类型结构的一实施例,其中,用于上电极滚筒2的电极夹5是可以转动的,它支撑在与轴线X同轴的支承件5b上,支承件5b置于可通过两个油缸4上,下运动的支架5a上。另外,用于下电极滚筒3的电极夹7也是可以转动的,它支撑在与轴线X同轴的支承件7a上,支承件7a置于机体1上,而且电极夹5,7是如此构成的,以便由一适当的驱动源(未示出),使其相互同步地转动。
因此,根据本发明,一个工件通过夹持装置夹持在三轴结构的腕部上以便实现工件的三维位置控制。另外,腕部被安装成通过一机器人可在所期望的方向上进行三维运动,以便实现工件的三维运动控制。因此,即使工件的需焊接部分是三维曲面,线焊也可通过将需焊接部分连续地送入线焊机的一对电极滚筒间来高效率自动地完成。另外,由于机器人安装在线焊机机体上,整个设备的占地面积仅是线焊机的占地面积,其数值对有效地使用工厂的占地面积是有益的。同时,这种安装方法可以避免由于供给工件的冷却水溅到机器人上而造成的机器人生锈或其它不良影响。因而,机器人的耐久性或耐用性会有所改善。
图1是具有本发明装置的线焊机实例的侧视图。
图2是其正视图。
图3是其主要部件的侧面放大图。
图4-6是用来解释其操作的该机主要部件的***图。
图7是本发明另一实施例的侧视图。
图8是其正视图。
权利要求
,其特征在于将一个能使其三轴结构的腕部在任意期望方向上进行三维运动的机器人安装在线焊机的机体上,该机器人的三轴结构的腕部支撑一个用于夹持工件的夹持装置。
,其中机器人和两电极滚筒是如此安装的以致于它能围绕连接两电极滚筒中心的轴线相对转动。
,其中机器人包括可转动的机器人主体,安装在机器人主体上的第一臂和安装在第一臂前端的第二臂,并且机器人主体的转轴与前述轴线成一条直线。
,其中两电极滚筒是如此安装的以使它可围绕前述轴线转动。
专利摘要
一种将工件的需要焊接部分送入置于线焊机上的一对电极滚筒之间的线焊机送工件装置,其特征在于将一个能使其三轴结构的腕部在任意期望的方向上进行三维运动的机器人安装在线焊机的机体上,其中该机器人的三轴结构的腕部支撑一个用于支持工件的夹持装置。这样它具有如下优点,即有效地使用工厂占地面积和避免由于供给工件冷却水溅到机器人上而造成机器人生锈或其它不良影响。