采用摩擦焊點焊焊頭的工業機器人制造技術

本實用新型專利技術涉及點焊機設備技術領域；采用摩擦焊點焊焊頭的工業機器人，包括飛輪中繼儲能裝置和機械臂端焊頭；其中，飛輪安裝在飛輪軸中段，離合器安裝在離合器頂部，離合器軸下端與飛輪軸上端連接傳動，輸入電機安裝在飛輪軸下部，輸出電機安裝在離合器上方，輸出電機的電機軸與離合器上部連接傳動，飛輪外殼體遮罩全部飛輪軸、飛輪、離合器軸、離合器和輸出電機；機械臂端焊頭包括焊頭機架、機械臂連接桿、焊頭電機、聯軸器、摩擦軸、焊料和推軸裝置；本方案提供了一種采用摩擦焊機構替代電阻焊實現點焊功能的焊接裝置，消除了原電阻焊點焊原理下焊點分布密度和焊件接觸條件的限制，降低了對焊點表面預加工工藝要求并降低了配電設備的設備成本。

Industrial robot with friction solder joint

【技術實現步驟摘要】
采用摩擦焊點焊焊頭的工業機器人
：本專利技術涉及點焊機設備

技術介紹
：點焊是指在兩塊搭接工件接觸面之間形成焊點的焊接方法，目前采用電阻焊方式實現，即使焊件緊密接觸后通過柱狀電機通電，將工件觸電處的材料局部熔化混融凝固；現代工業產品廣泛使用電阻點焊作為薄板結構、鋼筋等的非密封結構連接加工工藝。現有的電阻點焊設備、工藝體系下存在一些由電阻焊原理導致的不可避免的問題，包括：1.對焊件觸點預加工要求較高，焊件觸點區域不可以殘留油脂、漆面等影響導電性的雜質，且對觸點表面粗糙度有較高要求；2.對焊點分布和焊件整體接觸條件要求較高，如果焊點分布過于密集，或焊件間的接觸過于緊密，會導致嚴重的分流問題，影響焊接質量；3.對供電設備要求較高，由于電阻焊是依靠大電流對施壓焊件間的觸點進行加工，控制程序復雜，且所需的焊機電容量大，當多臺焊機同時工作時，電流分配需要復雜的工藝設計控制，涉及的設備、工藝成本較高。因此，現有的電阻焊原理點焊設備不適用于小規模試驗性樣品試制等生產過程，不利于新產品的研發工作。
技術實現思路
：鑒于此，有必要設計一種不依靠電阻焊原理實現點焊工藝目的的點焊機器人裝置。采用摩擦焊點焊焊頭的工業機器人，包括飛輪中繼儲能裝置和機械臂端焊頭。其中，飛輪中繼儲能裝置包括飛輪外殼體、飛輪軸、飛輪、離合器軸、離合器、輸入電機和輸出電機；飛輪安裝在飛輪軸中段，離合器安裝在離合器軸頂部，離合器軸下端與飛輪軸上端連接傳動，輸入電機安裝在飛輪軸下部，輸出電機安裝在離合器上方，輸出電機的電機軸與離合器上部連接傳動，飛輪外殼體遮罩全部飛輪軸、飛輪、離合器軸、離合器和輸出電機，飛輪外殼體與飛輪軸、飛輪、離合器軸之間有相對轉動的軸承連接關系。機械臂端焊頭包括焊頭機架、機械臂連接桿、焊頭電機、聯軸器、摩擦軸、焊料和推軸裝置，焊頭電機安裝在焊頭機架一端，與輸出電機電性連接，焊頭電機電機軸伸入焊頭機架，并通過聯軸器與摩擦軸連接，摩擦軸由焊頭機架另一端伸出，穿過焊頭機架處設置有軸承，推軸裝置設置在焊頭電機上，用于將焊頭電機的電機軸、聯軸器與摩擦軸沿電機軸線推出和收回，機械臂連接桿安裝在焊頭機架一側，用于將機械臂端焊頭固定連接至機械臂前端。摩擦軸伸出焊頭機架的一端為工作端，該工作端設置有十字扣槽；焊料為沖壓制造的三階錐面圓片，第一錐面為凸錐面，背側設置有用于與十字扣槽連接配合的十字扣棱，第二錐面為凹錐面，第一錐面與第二錐面結合部形成擠壓環槽，第三錐面為凸錐面，第三錐面與第二錐面結合部形成外緣環棱，外緣環棱高度低于第一錐面錐頂。工作時，輸入電機驅動飛輪軸、飛輪旋轉儲能，并控制轉速處于設計轉速區間，在焊接時，摩擦軸頂端通過十字扣槽咬合連接焊料，使焊料對準焊接點并接觸焊件一面，離合器結合，使飛輪軸、飛輪與輸出電機電機軸聯動，經電性連接的焊頭電機驅動摩擦軸帶動焊料旋轉，焊料與焊件摩擦使焊件、焊料接觸部加熱直至局部熱熔，后推軸裝置推進摩擦軸向焊件側移動，焊料擠壓焊件熱熔部分，使其與背側待連接焊件混融；之后離合器分離焊頭電機停轉，焊料與焊件熱熔部冷卻形成焊點，推軸裝置驅動摩擦軸背向焊件移動歸位，焊料粘結在焊件上補平擠壓凹坑，完成點焊工藝過程。上述焊料擠壓焊件熱熔部的過程中，第一錐面先摩擦焊件并擠壓制造熱熔材料的環形堆積區，之后外緣環棱接觸焊件并摩擦擠壓，使環形堆積區不產生無限制擴大情況，進而注入擠壓環槽，由擠壓環槽推擠使之向背側焊件及焊件間隙中滲入。上述過程中，飛輪外殼體在工作時負壓抽真空，以降低飛輪轉動時的氣阻；機械臂端焊頭通過機械臂連接桿安裝在機械臂上，飛輪中繼儲能裝置安裝在機械臂基座上，飛輪轉動不會造成機械臂改變指向時的困難。優選的，離合器由下叉、摩擦片、摩擦夾和二階電磁推桿組成，其中下叉固定安裝在離合器軸上端，向側上方展開呈倒錐型，摩擦片中央有孔，與飛輪平行共軸，安裝在下叉頂部，二階電磁推桿安裝在電機軸上，頂階伸入摩擦片中央的孔內，摩擦夾有兩片，分別安裝在二階電磁推桿頂階與次階上且均與摩擦片平行，使摩擦片位于兩片摩擦夾之間。該結構利于安裝調平，安裝時，先將組合好的飛輪軸、飛輪、離合器軸、下叉和摩擦片置于飛輪外殼體內，并驅動調平，調平后在摩擦片上做定位記號，拆下摩擦片與摩擦夾交替套在二階電磁推桿上后安定位記號再次安裝在下叉上即可；離合器結合工作時，二階電磁推桿頂階與次階相向運動夾緊摩擦片，次階背向輸出電機運動補平運動偏差防止飛輪軸脫離軸承工作范圍轉動失穩。優選的，飛輪外殼體與飛輪軸底端、飛輪朝向飛輪軸側下表面、離合器軸中段間均設置有推力軸承。進一步的，推力軸承為環形磁鐵組成的磁懸浮軸承。優選的，輸入電機為鼠籠式交流電機，其中鼠籠線圈固定安裝在飛輪軸上，磁極線圈組安裝在飛輪外殼體對應位置。優選的，輸出電機為直流發電機，所述焊頭電機為直流電動機，充分利用直流電機啟動扭矩大的優勢，在離合器結合前可以將焊料貼合焊件并預緊，提高焊點定位精度。優選的，飛輪上設置有多個調平螺孔，調平螺孔內安裝有調平螺桿。進一步的，下叉頂端設置有多個調平螺孔，調平螺孔內安裝有調平螺桿。上述調平螺孔包括垂直方向上的多個調平螺孔和水平方向上的多個調平螺孔，其中垂直方向上的調平螺孔用于調平消除章動，水平方向上的調平螺孔用于調平使飛輪、離合器與輸出電機共軸。優選的，機械臂端焊頭還設置有焊料送料滑槽，焊料虛接在焊料板上，并通過焊料板安裝在焊料送料滑槽上，焊料送料滑槽安裝在焊頭機架上，其安裝位置使焊料位于摩擦軸前端處，焊料板通過在焊料送料滑槽中滑動，使焊料板上虛接的多個焊料逐次對準摩擦軸，提高連續加工多個焊點時的工作效率。本專利技術提供了一種采用摩擦焊機構替代電阻焊實現點焊功能的焊接裝置，消除了原電阻焊點焊原理下焊點分布密度和焊件接觸條件的限制，降低了對焊點表面預加工工藝要求并降低了配電設備的設備成本。附圖說明：附圖1是本專利技術采用摩擦焊點焊焊頭的工業機器人具體實施例飛輪中繼儲能裝置結構示意圖；附圖2是本專利技術采用摩擦焊點焊焊頭的工業機器人具體實施例機械臂端焊頭結構示意圖；附圖3是本專利技術采用摩擦焊點焊焊頭的工業機器人具體實施例摩擦軸、焊料、焊料板與焊料送料滑槽局部結構示意圖。圖中：飛輪外殼體1、飛輪軸2、飛輪3、離合器軸4、輸入電機5、輸出電機6、下叉7、摩擦片8、摩擦夾9、二階電磁推桿10、焊頭機架11、焊頭電機12、聯軸器13、摩擦軸14、推軸裝置15、第一錐面16、擠壓環槽17、外緣環棱18、調平螺孔19、磁懸浮軸承20、焊料21、焊料板22、焊料送料滑槽23、機械臂連接桿24。具體實施方式：用于點焊機器人的摩擦焊裝置，包括飛輪3中繼儲能裝置和摩擦焊頭。其中，飛輪3中繼儲能裝置包括飛輪外殼體1、飛輪軸2、飛輪3、離合器軸4、離合器、輸入電機5和輸出電機6；飛輪3安裝在飛輪軸2中段，離合器安裝在離合器軸4頂部，離合器軸4下端與飛輪軸2上端連接傳動，輸入電機5安裝在飛輪軸2下部，輸出電機6本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.采用摩擦焊點焊焊頭的工業機器人，其特征在于，包括飛輪中繼儲能裝置和機械臂端焊頭；/n其中，飛輪中繼儲能裝置包括飛輪外殼體、飛輪軸、飛輪、離合器軸、離合器、輸入電機和輸出電機；飛輪安裝在飛輪軸中段，離合器安裝在離合器軸頂部，離合器軸下端與飛輪軸上端連接傳動，輸入電機安裝在飛輪軸下部，輸出電機安裝在離合器上方，輸出電機的電機軸與離合器上部連接傳動，飛輪外殼體遮罩全部飛輪軸、飛輪、離合器軸、離合器和輸出電機，飛輪外殼體與飛輪軸、飛輪、離合器軸之間有相對轉動的軸承連接關系；/n機械臂端焊頭包括焊頭機架、機械臂連接桿、焊頭電機、聯軸器、摩擦軸、焊料和推軸裝置，焊頭電機安裝在焊頭機架一端，與輸出電機電性連接，焊頭電機電機軸伸入焊頭機架，并通過聯軸器與摩擦軸連接，摩擦軸由焊頭機架另一端伸出，穿過焊頭機架處設置有軸承，推軸裝置設置在焊頭電機上，用于將焊頭電機的電機軸、聯軸器與摩擦軸沿電機軸線推出和收回，機械臂連接桿安裝在焊頭機架一側，用于將機械臂端焊頭固定連接至機械臂前端；/n摩擦軸伸出焊頭機架的一端為工作端，該工作端設置有十字扣槽；焊料為沖壓制造的三階錐面圓片，第一錐面為凸錐面，背側設置有用于與十字扣槽連接配合的十字扣棱，第二錐面為凹錐面，第一錐面與第二錐面結合部形成擠壓環槽，第三錐面為凸錐面，第三錐面與第二錐面結合部形成外緣環棱，外緣環棱高度低于第一錐面錐頂。/n...

【技術特征摘要】
1.采用摩擦焊點焊焊頭的工業機器人，其特征在于，包括飛輪中繼儲能裝置和機械臂端焊頭；
其中，飛輪中繼儲能裝置包括飛輪外殼體、飛輪軸、飛輪、離合器軸、離合器、輸入電機和輸出電機；飛輪安裝在飛輪軸中段，離合器安裝在離合器軸頂部，離合器軸下端與飛輪軸上端連接傳動，輸入電機安裝在飛輪軸下部，輸出電機安裝在離合器上方，輸出電機的電機軸與離合器上部連接傳動，飛輪外殼體遮罩全部飛輪軸、飛輪、離合器軸、離合器和輸出電機，飛輪外殼體與飛輪軸、飛輪、離合器軸之間有相對轉動的軸承連接關系；
機械臂端焊頭包括焊頭機架、機械臂連接桿、焊頭電機、聯軸器、摩擦軸、焊料和推軸裝置，焊頭電機安裝在焊頭機架一端，與輸出電機電性連接，焊頭電機電機軸伸入焊頭機架，并通過聯軸器與摩擦軸連接，摩擦軸由焊頭機架另一端伸出，穿過焊頭機架處設置有軸承，推軸裝置設置在焊頭電機上，用于將焊頭電機的電機軸、聯軸器與摩擦軸沿電機軸線推出和收回，機械臂連接桿安裝在焊頭機架一側，用于將機械臂端焊頭固定連接至機械臂前端；
摩擦軸伸出焊頭機架的一端為工作端，該工作端設置有十字扣槽；焊料為沖壓制造的三階錐面圓片，第一錐面為凸錐面，背側設置有用于與十字扣槽連接配合的十字扣棱，第二錐面為凹錐面，第一錐面與第二錐面結合部形成擠壓環槽，第三錐面為凸錐面，第三錐面與第二錐面結合部形成外緣環棱，外緣環棱高度低于第一錐面錐頂。


2.如權利要求1所述的采用摩擦焊點焊焊頭的工業機器人，其特征在于，所述離合器由下叉、摩擦片、摩擦夾和二階電磁推桿組成，其中下叉固定安裝在離合器軸上端，向側上方展開呈倒錐...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李光耀，楊曉燕，閔輝，牛軍，
申請(專利權)人：寧夏吳忠市好運電焊機有限公司，
類型：新型
國別省市：寧夏;64