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自动化机器人焊接教学及科研系统
大学仕 2019-11-27 09:39 2144浏览
申请号:CN201910180361.1 申请日: 2019-03-11 公开(公告)号:CN109719372A 公开(公告)日:2019-05-07 发明人:李乡亮;薛志清 申请(专利权)人:江苏集萃先进金属材料研究所有限公司 代理机构:南京知识律师事务所 代理人:汪旭东 申请人地址:江苏省苏州市常熟高新技术产业开发区贤士路88号7号楼         1.一种自动化机器人焊接教学及科研系统,其特征在于:包括焊接机器人系统、熔池监测系统、激光跟踪系统、手持焊缝拍照系统、数据传输系统和考核/科研数据库、柔性工作平台、单轴柔性变位机、双轴柔性变位机、PLC控制台、TIG焊机、MIG/MAG焊机以及PC端;所述焊接机器人系统包括焊接机器人本体和机器人控制柜;所述机器人控制柜一端连接TIG焊机或MIG/MAG焊机,一端连接焊接机器人本体;所述焊接机器人本体末端还安装有TIG焊枪或 MIG/MAG焊枪;所述焊接机器人,可切换使用TIG焊机或MIG/MAG焊机;所述TIG焊枪和 MIG/MAG焊枪,可与对应焊机同步进行切换;所述考核/科研数据库,通过数据传输系统,与TIG焊机、MIG/MAG焊机连接;所述数据传输系统可实时上传焊接数据到考核/科研数据库中,用于教学和科研;所述焊接机器人本体末端装有熔池监测系统和激光跟踪系统;所述熔池监测系统配有独立的图像显示/存储系统,用于监测熔池形态;所述激光跟踪系统用于调节焊缝位置偏差;所述手持焊缝拍照系统,用于对焊后的形貌拍照,并记录焊缝尺寸;所述单轴柔性变位机、双轴柔性变位机通过PLC控制台控制,并与焊接机器人本体联动;所述PLC控制台,与机器人控制柜连接, 控制变位机转动,并调用焊接程序,实现自动化焊接;所述PC 端,上面包含数据传输系统和考核/科研数据库、熔池监测数据、激光跟踪数据、焊缝拍照数据。   2.根据权利要求1所述的一种自动化机器人焊接教学及科研系统,其特征在于:所述焊接机器人为工业用焊接机器人,采用6轴,可负载4 20kg。   技术领域  本发明涉及自动化焊接教学及科研技术领域,尤其涉及一种自动化机器人焊接教学及科研系统。   背景技术  随着自动化产业发展,人才培养也成为了学校关注的重点,学校逐渐对自动化教育教学有了迫切需求,于此同时高校的相关科研项目也在逐渐增加。因此高校对于自动化设备的需求,要既能实现教学,又能满足科研。    目前市场上多数是针对教学的机器人自动化设备,多数是小型,示范型,以演示为主。并不适用于大部分科研场景。   发明内容  针对上述技术问题,本发明提供了一种自动化机器人焊接教学及科研系统,本系统是一种实现教学与科研的多功能集成系统。    一种自动化机器人焊接教学及科研系统,包括焊接机器人系统、熔池监测系统、激光跟踪系统、手持焊缝拍照系统、数据传输系统和考核/科研数据库、柔性工作平台、单轴柔性变位机、双轴柔性变位机、PLC控制台、TIG焊机、MIG/MAG焊机以及PC端;所述焊接机器人系统包括焊接机器人本体和机器人控制柜;所述机器人控制柜一端连接TIG焊机或MIG/MAG焊机,一端连接焊接机器人本体;所述焊接机器人本体末端还安装有TIG焊枪或 MIG/MAG焊枪;所述焊接机器人,可切换使用TIG焊机或MIG/MAG焊机;所述TIG焊枪和 MIG/MAG焊枪,可与对应焊机同步进行切换;所述考核/科研数据库,通过数据传输系统,与TIG焊机、MIG/MAG焊机连接;所述数据传输系统可实时上传焊接数据到考核/科研数据库中,用于教学和科研;所述焊接机器人本体末端装有熔池监测系统和激光跟踪系统;所述熔池监测系统配有独立的图像显示/存储系统,用于监测熔池形态;所述激光跟踪系统用于调节焊缝位置偏差;所述手持焊缝拍照系统,用于对焊后的形貌拍照,并记录焊缝尺寸;所述单轴柔性变位机、双轴柔性变位机通过PLC控制台控制,并与焊接机器人本体联动;所述PLC控制台,与机器人控制柜连接, 控制变位机转动,并调用焊接程序,实现自动化焊接;所述PC 端,上面包含数据传输系统和考核/科研数据库、熔池监测数据、激光跟踪数据、焊缝拍照数据。    进一步的,所述焊接机器人为工业用焊接机器人,采用6轴,可负载4 20kg。    本发明满足与自动化焊接相关的焊接工艺、焊接设备、自动化集成、PLC电气控制等科研教学应用,与产业活动接近,有利于科研成果研发及学生实践技能水平的提高。   附图说明 图1是本发明系统示意图。   具体实施方式  工作流程如下:步骤1、根据科研或考核的内容,选择柔性工作平台,单轴柔性变位机、双轴柔性变位机,进行装夹;步骤2、根据科研或考核的内容,选择TIG或MIG/MAG焊接方式,将TIG焊机及焊枪或MIG/MAG焊机及焊枪与机器人和控制柜连接;步骤3、焊接机器人启动,通过控制柜上的示教器编写焊接程序;步骤4、通过PLC控制台调用焊接指令;步骤5、实施焊接;步骤6、焊接过程,激光跟踪系统自动纠正焊缝位置偏差;步骤7、焊接过程,熔池监测系统记录焊接熔池变化过程;通过数据传输系统将数据传输至PC端;步骤8、焊接过程,TIG/MIG/MAG焊机中的焊接参数传输至PC端中的考核/科研数据库;步骤9、焊接完成后,手持焊缝拍照系统进行焊缝外观拍照和测量,并传输至PC端;步骤10、通过PC端整理数据,进行考核/科研工作。
铝合金门框的自动化焊接加工设备及焊接加工方法
大学仕 2019-11-26 10:26 798浏览
申请号:CN201510799393.1 申请日: 2015-11-18 公开(公告)号:CN105269193B 公开(公告)日:2017-03-22 发明人:黄钊雄;周俊;王一春;宋宏伟;尹文芳;程齐军;庄云恩;董世忠;张冠华;曾昭贤 申请(专利权)人:长沙长泰机器人有限公司 代理机构:长沙智嵘专利代理事务所 代理人:刘宏 申请人地址:湖南省长沙市雨花经济开发区新兴路268号       1.一种铝合金门框的自动化焊接加工设备,包括用于铝合金型材固定定位并进行焊接作业的焊接平台(1)以及用于对所述焊接平台(1)上相邻边框型材(6)进行焊接连接的焊接机器人(2),其特征在于,所述焊接平台(1)上设有用于放置所述边框型材(6)的型材放置位,所述型材放置位对应设有用于沿竖直方向压紧所述边框型材(6)的压紧装置(3)以及用于在水平方向上将所述边框型材(6)向相邻所述边框型材(6)之间相互拼合的方向顶推的顶紧装置(4);将边框型材放入型材放置位,并用压紧装置(3)对放入型材放置位的边框型材进行定位,以放入型材放置位的边框型材作为整个铝合金门框的拼装基础进行其他方向的边框定位,从而保证边框定位的准确性和统一性;所述焊接平台(1)上还设有用于限制相邻所述边框型材(6)的拼接转角位置或限制所述边框型材(6)的端部位置的限位块(5);通过顶紧装置(4)沿水平方向将边框型材向限位块方向顶推,通过限位块限制边框型材的水平推进方向,通过顶紧装置(4)以及限位块(5)的匹配使用完成型材放置位以外的边框型材拼装位置的精确定位,同时采用与各个位置相对应的压紧装置(3)对边框型材分别进行压紧固定,从而完成整个铝合金门框的固定定位;采用焊接机器人(2)按照预定路径对铝合金门框的各个连接位置进行焊接,保持焊接缝的饱满度以及表面光洁度,有效提高焊接的效率和质量。   2.根据权利要求1所述的铝合金门框的自动化焊接加工设备,其特征在于,所述边框型材(6)包括长边框型材(601)和短边框型材(602);铝合金门框由至少两根短框型材以及至少两根长边框型材(601)拼合焊接而成;每一根所述边框型材(6)均设有相应的所述压紧装置(3)和相应的所述顶紧装置(4)。   3.根据权利要求2所述的铝合金门框的自动化焊接加工设备,其特征在于,每一根所述边框型材(6)均设有相应的至少两组所述压紧装置(3)以及相应的至少两组所述顶紧装置(4);多组所述压紧装置(3)沿垂直于所述边框型材(6)轴线的所述边框型材(6)中截面对称分布于所述边框型材(6)的侧方位;多组所述顶紧装置(4)沿垂直于所述边框型材(6)轴线的所述边框型材(6)中截面对称分布于所述边框型材(6)的侧方位。   4.根据权利要求2所述的铝合金门框的自动化焊接加工设备,其特征在于,每一根所述边框型材(6)均设有相应的至少两组所述压紧装置(3)以及相应的至少两组所述顶紧装置(4);所述压紧装置(3)分布于所述边框型材(6)两端部位;所述顶紧装置(4)分布于所述边框型材(6)两端部位。   5.根据权利要求1至4中任一项所述的铝合金门框的自动化焊接加工设备,其特征在于,所述压紧装置(3)包括沿竖直方向驱动的压紧气缸(301)、设于所述压紧气缸(301)输出端上的压杆(302)以及设于所述压杆(302)端部并悬停于型材放置位上方的压头(303)。   6.根据权利要求1至4中任一项所述的铝合金门框的自动化焊接加工设备,其特征在于,所述顶紧装置(4)包括至少两条沿垂直于所述边框型材(6)方向布置的导轨(401)、活动连接于所述导轨(401)上并平行于所述边框型材(6)布置的顶推板(402)以及输出端连接于所述顶推板(402)中心的顶推气缸(403);或者所述顶紧装置(4)采用至少两组顶推气缸(403),所述顶推气缸(403)分布于所述边框型材(6)的两端,所述顶推气缸(403)的输出端直接顶抵于所述边框型材(6)的侧壁面上。   7.根据权利要求1至4中任一项所述的铝合金门框的自动化焊接加工设备,其特征在于,所述焊接机器人(2)处于铝合金门框的中部或者铝合金门框的周边;所述焊接机器人(2)底部固接或者所述焊接机器人(2)底部通过与铝合金门框形状相匹配的环形滑轨滑动连接。   8.根据权利要求1至4中任一项所述的铝合金门框的自动化焊接加工设备,其特征在于,所述焊接平台(1)通过地脚板(7)固接于地面;所述焊接平台(1)外还设有用于将所述边框型材(6)从固定料架上搬运至型材放置位的搬运机器人。   9.一种铝合金门框的自动化焊接加工方法,其特征在于,将边框型材放入型材放置位,并用压紧装置(3)对放入型材放置位的边框型材进行定位,以放入型材放置位的边框型材作为整个铝合金门框的拼装基础进行其他方向的边框定位,从而保证边框定位的准确性和统一性;通过顶紧装置(4)沿水平方向将边框型材向限位块方向顶推,通过限位块限制边框型材的水平推进方向,通过顶紧装置(4)以及限位块(5)的匹配使用完成型材放置位以外的边框型材拼装位置的精确定位,同时采用与各个位置相对应的压紧装置(3)对边框型材分别进行压紧固定,从而完成整个铝合金门框的固定定位;采用焊接机器人(2) 按照预定路径对铝合金门框的各个连接位置进行焊接,保持焊接缝的饱满度以及表面光洁度,有效提高焊接的效率和质量;包括以下步骤:a、抓取第一长边框型材放于焊接平台(1)上的型材放置位,通过两组压紧装置(3)同步压紧固定第一长边框型材;b、抓取第一短边框型材、第二短边框型材以及第二长边框型材相对于已固定好的第一长边框型材进行对应放置;c、通过与第一短边框型材相应的顶紧装置(4)顶推第一短边框型材至相应的限位块(5);同时,通过与第二短边框型材相应的顶紧装置(4)顶推第二短边框型材至相应的限位块(5);d、通过与第二长边框型材相应的两组顶紧装置(4)同步顶推第二长边框型材至相应的限位块(5);e、第一短边框型材、第二短边框型材和第二长边框型材分别通过相应的压紧装置(3)进行压紧定位;f、控制焊接机器人(2)进行焊接形成铝合金门框;g、松开所有的顶紧装置(4)和压紧装置(3),取出铝合金门框。   10.根据权利要求9中任一项所述的铝合金门框的自动化焊接加工方法,其特征在于,步骤g中,依次进行:同步松开压紧于第一长边框型材上的两组压紧装置(3);同步松开分别压紧于第一短边框型材、第二短边框型材和第二长边框型材上的压紧装置(3);同步松开分别顶推于第一短边框型材和第二短边框型材上的顶紧装置(4);同步松开顶推于第二长边框型材上的两组顶紧装置(4)。   技术领域  本发明涉及铝合金门窗制作加工技术领域,特别地,涉及一种铝合金门框的自动化焊接加工设备。此外,本发明还涉及一种铝合金门框的自动化焊接加工方法。   背景技术  目前,铝合金门框生产,在生产环节中铝合金门框加工、上下料和焊接均以手工操作为主。在生产中,采用人工操作进行加工作业,人为操作存在一定的误差,特别是对于异形结构加工时,加工的表面光洁度非常差;采用人工上下料,人工需要不断的进行重复的劳动操作,人工的工作劳动强度大;采用人工焊接,焊接的效率和质量很大程度上受限于焊接工人的熟练程度及操作状态,且焊接后表面光洁度较差。   发明内容  本发明提供了一种铝合金门框的自动化焊接加工设备及焊接加工方法,以解决铝合金门框生产主要以人工操作为主,使得焊接的效率低、质量差异大、焊接后的表面光洁度差的技术问题。    根据本发明的一个方面,提供一种铝合金门框的自动化焊接加工设备,包括用于铝合金型材固定定位并进行焊接作业的焊接平台以及用于对焊接平台上相邻边框型材进行焊接连接的焊接机器人,焊接平台上设有用于放置边框型材的型材放置位,型材放置位对应设有用于沿竖直方向压紧边框型材的压紧装置以及用于在水平方向上将边框型材向相邻边框型材之间相互拼合方向顶推的顶紧装置;焊接平台上还设有用于限制相邻边框型材的拼接转角位置或限制边框型材的端部位置的限位块。    进一步地,边框型材包括长边框型材和短边框型材;铝合金门框由至少两根短框型材以及至少两根长边框型材拼合焊接而成;每一根边框型材均设有相应的压紧装置和相应的顶紧装置。    进一步地,每一根边框型材均设有相应的至少两组压紧装置以及相应的至少两组顶紧装置;多组压紧装置沿垂直于边框型材轴线的边框型材中截面对称分布于边框型材的侧方位;多组顶紧装置沿垂直于边框型材轴线的边框型材中截面对称分布于边框型材的侧方位。    进一步地,每一根边框型材均设有相应的至少两组压紧装置以及相应的至少两组顶紧装置;压紧装置分布于边框型材两端部位;顶紧装置分布于边框型材两端部位。  进一步地,压紧装置包括沿竖直方向驱动的压紧气缸、设于压紧气缸输出端上的压杆以及设于压杆端部并悬停于型材放置位上方的压头。    进一步地,顶紧装置包括至少两条沿垂直于边框型材方向布置的导轨、活动连接于导轨上并平行于边框型材布置的顶推板以及输出端连接于顶推板中心的顶推气缸;或者顶紧装置采用至少两组顶推气缸,顶推气缸分布于边框型材的两端,顶推气缸的输出端直接顶抵于边框型材的侧壁面上。    进一步地,焊接机器人处于铝合金门框的中部或者铝合金门框的周边;焊接机器人底部固接或者焊接机器人底部通过与铝合金门框形状相匹配的环形滑轨滑动连接。    进一步地,焊接平台通过地脚板固接于地面;焊接平台外还设有用于将边框型材从固定料架上搬运至型材放置位的搬运机器人。    根据本发明的另一方面,还提供了一种铝合金门框的自动化焊接加工方法,包括以下步骤:a、抓取第一长边框型材放于焊接平台上的型材放置位,通过两组压紧装置同步压紧固定第一长边框型材;b、抓取第一短边框型材、第二短边框型材以及第二长边框型材相对于已固定好的第一长边框型材进行对应放置;c、通过与第一短边框型材相应的顶紧装置顶推第一短边框型材至相应的限位块;同时,通过与第二短边框型材相应的顶紧装置顶推第二短边框型材至相应的限位块;d、通过与第二长边框型材相应的两组顶紧装置同步顶推第二长边框型材至相应的限位块;e、第一短边框型材、第二短边框型材和第二长边框型材分别通过相应的压紧装置进行压紧定位;f、控制焊接机器人进行焊接形成铝合金门框;g、松开所有的顶紧装置和压紧装置,取出铝合金门框。    进一步地,步骤g中,依次进行:同步松开压紧于第一长边框型材上的两组压紧装置;同步松开分别压紧于第一短边框型材、第二短边框型材和第二长边框型材上的压紧装置;同步松开分别顶推于第一短边框型材和第二短边框型材上的顶紧装置;同步松开顶推于第二长边框型材上的两组顶紧装置。    本发明具有以下有益效果:    本发明铝合金门框的自动化焊接加工设备,将边框型材放入型材放置位,并用压紧装置对放入型材放置位的边框型材进行定位,以放入型材放置位的边框型材作为整个铝合金门框的拼装基础进行其他方向的边框定位,从而保证边框定位的准确性和统一性;通过顶紧装置沿水平方向将边框型材向限位块方向顶推,通过限位块限制边框型材的水平推进方向,通过顶紧装置以及限位块的匹配使用完成型材放置位以外的边框型材拼装位置的精确定位,同时采用与各个位置相对应的压紧装置对边框型材分别进行压紧固定,从而完成整个铝合金门框的固定定位;采用焊接机器人安装预定路径对铝合金门框的各个连接位置进行焊接,保持焊接缝的饱满度以及表面光洁度,有效提高焊接的效率和质量。适用于各种型号尺寸的铝合金门窗加工。    除了上面所描述的目的、特征和优点之外,本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图,对本发明作进一步详细的说明。   附图说明  构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:    图1是本发明优选实施例的铝合金门框的自动化焊接加工设备的结构示意图;    图2是本发明优选实施例的铝合金门框的自动化焊接加工设备的门框固定定位部分的结构示意图。    图例说明:    1、焊接平台;2、焊接机器人;3、压紧装置;301、压紧气缸;302、压杆;303、压头;4、顶紧装置;401、导轨;402、顶推板;403、顶推气缸;5、限位块;6、边框型材;601、长边框型材;602、短边框型材;7、地脚板。   具体实施方式  以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明,但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。    图1是本发明优选实施例的铝合金门框的自动化焊接加工设备的结构示意图;图2是本发明优选实施例的铝合金门框的自动化焊接加工设备的门框固定定位部分的结构示意图。    如图1所示,本实施例的铝合金门框的自动化焊接加工设备,包括用于铝合金型材固定定位并进行焊接作业的焊接平台1以及用于对焊接平台1上相邻边框型材6进行焊接连接的焊接机器人2,焊接平台1上设有用于放置边框型材6的型材放置位,型材放置位对应设有用于沿竖直方向压紧边框型材6的压紧装置3以及用于在水平方向上将边框型材6向相邻边框型材6之间相互拼合方向顶推的顶紧装置4;焊接平台1上还设有用于限制相邻边框型材6的拼接转角位置或限制边框型材6的端部位置的限位块5。本发明铝合金门框的自动化焊接加工设备,将边框型材6放入型材放置位,并用压紧装置3对放入型材放置位的边框型材6进行定位,以放入型材放置位的边框型材6作为整个铝合金门框的拼装基础进行其他方向的边框定位,从而保证边框定位的准确性和统一性;通过顶紧装置4沿水平方向将边框型材6向限位块5方向顶推,通过限位块5限制边框型材6的水平推进方向,通过顶紧装置4以及限位块5的匹配使用完成型材放置位以外的边框型材6拼装位置的精确定位,同时采用与各个位置相对应的压紧装置3对边框型材6分别进行压紧固定,从而完成整个铝合金门框的固定定位;采用焊接机器人2安装预定路径对铝合金门框的各个连接位置进行焊接,保持焊接缝的饱满度以及表面光洁度,有效提高焊接的效率和质量。适用于各种型号尺寸的铝合金门窗加工。可选地,采用工业机器人进行边框型材的抓取和放置,以减少人工直接参与,从而提高工作效率。机器人在焊接方面的运用已在标准化、批量化的焊接生产中拥有焊接质量高、焊接一致性好、焊接效率高等特点。    如图1和图2所示,本实施例中,边框型材6包括长边框型材601和短边框型材602。铝合金门框由至少两根短框型材以及至少两根长边框型材601拼合焊接而成。以形成不同的拼装结构,使得使用范围更广。每一根边框型材6均设有相应的压紧装置3和相应的顶紧装置4。以方便各个边框型材6的位置调整以及位置固定。    如图1和图2所示,本实施例中,每一根边框型材6均设有相应的至少两组压紧装置3以及相应的至少两组顶紧装置4。以保证顶推时的结构稳定性,有效防止边框型材6的偏转。多组压紧装置3沿垂直于边框型材6轴线的边框型材6中截面对称分布于边框型材6的侧方位。使得压紧力均匀施加于边框型材6的上表面,有效防止外力造成的边框型材6偏转或失稳,以保证压紧固定时的结构稳定性。多组顶紧装置4沿垂直于边框型材6轴线的边框型材6中截面对称分布于边框型材6的侧方位。方便施加顶推力。    如图1和图2所示,本实施例中,每一根边框型材6均设有相应的至少两组压紧装置3以及相应的至少两组顶紧装置4。以保证顶推时的结构稳定性,有效防止边框型材6的偏转。压紧装置3分布于边框型材6两端部位。顶紧装置4分布于边框型材6两端部位。使得压紧力均匀施加于边框型材6两端部的上表面,有效防止外力造成的边框型材6偏转或失稳,以保证压紧固定时的结构稳定性。    如图1和图2所示,本实施例中,压紧装置3包括沿竖直方向驱动的压紧气缸301、设于压紧气缸301输出端上的压杆302以及设于压杆302端部并悬停于型材放置位上方的压头303。    如图1和图2所示,本实施例中,可选地,顶紧装置4包括至少两条沿垂直于边框型材6方向布置的导轨401、活动连接于导轨401上并平行于边框型材6布置的顶推板402以及输出端连接于顶推板402中心的顶推气缸403。通过顶推板402将顶推气缸403施加的作用力均匀分散于整个边框型材6的侧面,使得边框型材6能够平稳的推进,有效防止边框型材6偏转或失稳。顶紧装置4采用至少两组顶推气缸403,顶推气缸403分布于边框型材6的两端,顶推气缸403的输出端直接顶抵于边框型材6的侧壁面上。通过顶推气缸403均匀向边框型材6的两端施加顶推力,使得边框型材6能够平稳的推进,有效防止边框型材6偏转或失稳。    如图1和图2所示,本实施例中,焊接机器人2处于铝合金门框的中部或者铝合金门框的周边。方便焊接加工。可以适用于大型铝合金门框以及小型铝合金门框的焊接作业。焊接机器人2底部固接或者焊接机器人2底部通过与铝合金门框形状相匹配的环形滑轨滑动连接。方便焊接加工。可以适用于大型铝合金门框以及小型铝合金门框的焊接作业。    如图1和图2所示,本实施例中,焊接平台1通过地脚板7固接于地面。保证整体结构在焊接作业时的结构稳定性。焊接平台1外还设有用于将边框型材6从固定料架上搬运至型材放置位的搬运机器人。    本实施例的铝合金门框的自动化焊接加工方法,包括以下步骤:a、抓取第一长边框型材放于焊接平台1上的型材放置位,通过两组压紧装置3同步压紧固定第一长边框型材;b、抓取第一短边框型材、第二短边框型材以及第二长边框型材相对于已固定好的第一长边框型材进行对应放置;c、通过与第一短边框型材相应的顶紧装置4顶推第一短边框型材至相应的限位块5;同时,通过与第二短边框型材相应的顶紧装置4顶推第二短边框型材至相应的限位块5;d、通过与第二长边框型材相应的两组顶紧装置4同步顶推第二长边框型材至相应的限位块5;e、第一短边框型材、第二短边框型材和第二长边框型材分别通过相应的压紧装置3进行压紧定位;f、控制焊接机器人2进行焊接形成铝合金门框;g、松开所有的顶紧装置4和压紧装置3,取出铝合金门框。本发明铝合金门框的自动化焊接加工设备,将边框型材6放入型材放置位,并用压紧装置3对放入型材放置位的边框型材6进行定位,以放入型材放置位的边框型材6作为整个铝合金门框的拼装基础进行其他方向的边框定位,从而保证边框定位的准确性和统一性;通过顶紧装置4沿水平方向将边框型材6向限位块5方向顶推,通过限位块5限制边框型材6的水平推进方向,通过顶紧装置4以及限位块5的匹配使用完成型材放置位以外的边框型材6拼装位置的精确定位,同时采用与各个位置相对应的压紧装置3对边框型材6分别进行压紧固定,从而完成整个铝合金门框的固定定位;采用焊接机器人2安装预定路径对铝合金门框的各个连接位置进行焊接,保持焊接缝的饱满度以及表面光洁度,有效提高焊接的效率和质量。所有边框型材6均有序的进行位置调整以及固定定位,在保证边框型材6的放置位置精度以及稳定固定的基础上进行焊接作业,从而保证铝合金门框的快速拼装以及拼装质量。适用于各种型号尺寸的铝合金门窗加工。    本实施例中,步骤g中,依次进行:同步松开压紧于第一长边框型材上的两组压紧装置3;同步松开分别压紧于第一短边框型材、第二短边框型材和第二长边框型材上的压紧装置3;同步松开分别顶推于第一短边框型材和第二短边框型材上的顶紧装置4;同步松开顶推于第二长边框型材上的两组顶紧装置4。在焊接完毕后,有序的松开压紧装置3以及顶紧装置4,以保证焊接拼装好的铝合金门框仍然处于固定的放置位,以方便工业机器人对铝合金门框的抓取与存放,从而有效替代人工的参与。    实施时,提高一种铝合金门框的自动化焊接加工设备,通过焊接平台1上的结构设置对工件实现自动化定位和压紧,自动装夹完成后,焊接机器人2接到传递的信息后对工件实施焊接,焊接平台1上针对每一个边框型材放置位均设有对应的顶紧装置4和压紧装置3,还设有定位块(限位块5)、地脚板7、导轨401、夹具体和底架。其中,夹具体和底架通过螺栓固连在一起。顶紧装置4对工件进行合拢定位,压紧装置3实现对工件的可靠压紧。    压紧装置3均安装有标准气缸(压紧气缸301),标准气缸(压紧气缸301)由电磁阀进行控制,电磁阀为两位五通阀。每个标准气缸(压紧气缸301)进气口和出气口均安装节流阀,控制气流速度,可控制标准气缸(压紧气缸301)压紧时所产生的冲击力。顶紧装置4均安装有紧凑型气缸(顶推气缸403),紧凑型气缸(顶推气缸403)由电磁阀进行控制,电磁阀为两位五通阀。焊接平台1的整个气路压力由单独的过滤减压阀进行控制。    工作流程:    第一步:搬运机器人抓取第一长边框型材(长边框型材601)放到焊接平台1上,与第一长边框型材(长边框型材601)相应的两组压紧装置3自动同步压紧第一长边框型材(长边框型材601)。    第二步:以第一长边框型材(长边框型材601)作为参照,搬运机器人依次抓取第一短边框型材(短边框型材602)、第二长边框型材(长边框型材601)、第二短边框型材(短边框型材602)放在焊接平台1上的对应部位。    第三步:通过与第一短边框型材(短边框型材602)相应的顶紧装置4自动同步顶推动第一短边框型材(短边框型材602)至贴紧相应的定位块(限位块5);通过与第二短边框型材(短边框型材602)相应的顶紧装置4自动同步顶推动第二短边框型材(短边框型材602)至贴紧相应的定位块(限位块5)。    第四步:通过与第二长边框型材(长边框型材601)相应的顶紧装置4自动同步顶推动第二长边框型材(长边框型材601)贴紧相应的定位块(限位块5)。    第五步:通过相应的压紧装置3分别自动同步压紧第一短边框型材(短边框型材602)、第二长边框型材(长边框型材601)和第二短边框型材(短边框型材602)。    第六步:装夹完成后,焊接机器人2开始焊接门体。    第七步:焊接完成后,依次进行:同步松开作用于第一长边框型材上的压紧装置3;同步松开作用于第一短边框型材(短边框型材602)、第二长边框型材(长边框型材601)和第二短边框型材(短边框型材602)上的压紧装置3;同步松开作用于第一短边框型材(短边框型材602)和第二短边框型材(短边框型材602)上顶紧装置4;同步松开作用于第二长边框型材(长边框型材601)上的顶紧装置4,  第八步:机器人取出门体在转运小车上码垛。  以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
焊接机器人焊接自动化控制系统
大学仕 2019-11-15 14:30 1749浏览
申请号:CN201811431955.7 申请日:2018-11-28 公开(公告)号:CN109332957A 公开(公告)日:2019-02-15 发明人:吴应举 申请(专利权)人:合肥常青机械股份有限公司 申请人地址:安徽省合肥市包河区天津路与延安路交口东100米       1.焊接机器人焊接自动化控制系统,包括焊接熔池测控装置(8)、主控计算机(9)、焊接控制计算机(10),其特征在于:所述焊接熔池测控装置(8)的信号输入端与图像处理系统(2)的输出端相连接,所述图像处理系统(2)的信号输入端与视觉传感器(3)的信号输出端相连接,所述视觉传感器(3)用于采集零件(4)焊缝处的图像,所述焊接熔池测控装置(8)的信号输出端与焊接电源(1)相连接,所述焊接电源(1)与焊枪(6)相连接,所述焊接熔池测控装置(8)与主控计算机(9)通信连接,所述主控计算机(9)还与焊接控制计算机(10)通信连接,所述焊接控制计算机(10)与变位机(5)、操作机(7)相连接。   2.如权利要求1所述的焊接机器人焊接自动化控制系统,其特征在于:所述焊枪(6)固定在操作机(7)的端部。   3.如权利要求1所述的焊接机器人焊接自动化控制系统,其特征在于:所述零件(4)固定在变位机(5)的工作台上。   4.如权利要求1所述的焊接机器人焊接自动化控制系统,其特征在于:所述视觉传感器(3)为CCD摄像机。   技术领域  本发明属于自动化焊接技术领域,具体涉及焊接机器人焊接自动化控制系统。   背景技术  现全球的工业机器人中,有百分之五十的工业机器人应用于不同焊接领域,焊接机器人有电焊与电弧焊两种基本的方式。焊接机器人主要从事的工作即是在焊接领域代替工人手动进行焊接的工业机器人。这一类的机器人中的一部分是专属机器人,即是为了适用在某种特定环境下工作的特殊机器人,大部分的焊接机器人是由传统工业机器人上安装焊接器组成。在焊接加工这一方面要求工人能对焊接任务有足够的熟练度,具有大量的实践经验,在另一方面,焊接工作又是一种劳动环境恶劣,烟尘多,辐射以及危险性高的工作,焊接机器人的发明让人们想到将它去代替工人手动焊接并减轻操作工人的劳动量,并且保证焊接任务质量,提高焊接效率。    在机器人进行焊接时,往往需要进行焊缝的追踪和纠偏,避免发生偏焊,而执行追踪和纠偏的核心装置是焊接控制系统,现有的焊接控制系统往往存在集成度不高的缺陷。   发明内容  本发明的目的在于克服上述现有技术的不足,提供焊接机器人焊接自动化控制系统。    焊接机器人焊接自动化控制系统,包括焊接熔池测控装置、主控计算机、焊接控制计算机,其特征在于:所述焊接熔池测控装置的信号输入端与图像处理系统的输出端相连接,所述图像处理系统的信号输入端与视觉传感器的信号输出端相连接,所述视觉传感器用于采集零件焊缝处的图像,所述焊接熔池测控装置的信号输出端与焊接电源相连接,所述焊接电源与焊枪相连接,所述焊接熔池测控装置与主控计算机通信连接,所述主控计算机还与焊接控制计算机通信连接,所述焊接控制计算机与变位机、操作机相连接。    优选地,所述焊枪固定在操作机的端部。    优选地,所述零件固定在变位机的工作台上。    优选地,所述视觉传感器为CCD摄像机。    与现有技术相比,本发明的有益效果:本发明通过主控计算机进行集中控制,具有集成度高的优点;通过视觉传感器实时采集焊接熔池图像,通过焊接熔池测控装置对焊接过程进行监控,当焊枪与剖口之间发生偏差时,主控计算机控制焊接控制计算机,焊接控制计算机通过调整操作机,实现纠偏,从而确保焊接质量。   附图说明  图1为本发明焊接机器人焊接自动化控制系统的结构示意图。    图中,1、焊接电源,2、图像处理系统,3、视觉传感器,4、零件,5、变位机,6、焊枪,7、操作机,8、焊接熔池测控装置,9、主控计算机,10、焊接控制计算机。   具体实施方式  参见图1,焊接机器人焊接自动化控制系统,包括焊接熔池测控装置8、主控计算机9、焊接控制计算机10,其特征在于:所述焊接熔池测控装置8的信号输入端与图像处理系统2的输出端相连接,所述图像处理系统2的信号输入端与视觉传感器3的信号输出端相连接,所述视觉传感器3用于采集零件4焊缝处的图像,所述焊接熔池测控装置8的信号输出端与焊接电源1相连接,所述焊接电源1与焊枪6相连接,所述焊接熔池测控装置8与主控计算机9通信连接,所述主控计算机9还与焊接控制计算机10通信连接,所述焊接控制计算机10与变位机5、操作机7相连接。  所述焊枪6固定在操作机7的端部。    所述零件4固定在变位机5的工作台上。    所述视觉传感器3为CCD摄像机。    本发明的工作原理是:本发明通过主控计算机9进行集中控制,具有集成度高的优点;通过视觉传感器3实时采集焊接熔池图像,通过焊接熔池测控装置8对焊接过程进行监控,当焊枪6与剖口之间发生偏差时,主控计算机9控制焊接控制计算机10,焊接控制计算机10通过调整操作机7,实现纠偏,从而确保焊接质量。    本发明技术方案在上面结合附图对发明进行了示例性描述,显然本发明具体实现并不受上述方式的限制,只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性改进,或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的,均在本发明的保护范围之内。
汽车转向柱激光的自动化焊接设备
大学仕 2019-11-13 11:28 939浏览
申请号:CN201620615412.0 申请日: 2016-06-21 公开(公告)号:CN205817083U 公开(公告)日:2016-12-21 发明人:陈刚 申请(专利权)人:江苏博俊工业科技股份有限公司 代理机构:昆山四方专利事务所 代理人:盛建德;段新颖 申请人地址:江苏省苏州市昆山市开发区龙江路88号       1.一种汽车转向柱激光自动化焊接设备,其特征在于:包括激光焊接机器人(1)和至少一组变位机(2),所述激光焊接机器人设于一封闭的机罩(3)内,所述变位机设于该机罩周侧预设的出入口(31)处,所述变位机包括旋转盘(21)、驱动所述旋转盘转动的驱动源(22)和设有所述旋转盘上将其分为两部分并可遮挡住所述出入口的分割板(23),所述分割板两侧的旋转盘上均安装有至少一焊接夹具(4);所述焊接夹具包括安装底座(41)、设于所述安装底座上的管子定位机构(42)和冲压件夹紧推送机构(43),所述管子定位机构包括管子支撑座(421)、管子压紧头(422)、止转装置(423)和下压驱动机构(424),所述下压驱动机构驱动所述管子压紧头上下运动,将转向柱管子(5)夹紧定位于所述管子压紧头与所述管子支撑座之间,所述止转装置包括设于所述管子支撑座一侧的止转块(4231),所述止转块朝向转向柱管子的一侧具有卡槽(42311),所述卡槽卡住转向柱管子上的凸点(441);所述冲压件夹紧推送机构包括冲压件固定块(431)、上下夹爪机构(432)和推送机构(433),冲压件(6)可定位置于所述冲压件固定块上,所述上下夹爪机构能够将冲压件上下两端压紧到所述冲压件固定块上,所述推送机构能够推送所述冲压件固定块至指定位置,使冲压件贴紧所述转向柱管子一侧。   2.根据权利要求1所述的汽车转向柱激光自动化焊接设 备,其特征在于:设有三组所述变位机,三组所述变位机设于所述机罩相邻的三侧,所述分割板两侧的旋转盘上均安装有两个所述焊接夹具。   3.根据权利要求1所述的汽车转向柱激光自动化焊接设备,其特征在于:所述下压驱动机构包括安装于所述安装底座上的安装支座(4241)、安装于所述安装支座上的安装支架A(4242)、竖向设于所述安装支架A一侧的两导轨A(4243)、与所述导轨A滑动配合的滑座A(4244)和驱动所述滑座A上下运动的下压气缸(4245),所述管子压紧头固接于所述滑座A上。   4.根据权利要求3所述的汽车转向柱激光自动化焊接设备,其特征在于:所述安装支架A包括用于固接所述安装支座的底板A(42421)和用于安装所述导轨A的竖板A(42422),所述竖板A上端具有条形槽口(42423),所述下压气缸固设于所述安装支座上,且位于所述竖板A背向所述导轨A的一侧,所述下压气缸的动力输出轴固接一穿过所述条形槽口的连接块A(4246),所述连接块A与所述滑座A固定连接;所述滑座A与所述安装支座之间通过相互配合的两限位块(4247)进行刚性限位。   5.根据权利要求3所述的汽车转向柱激光自动化焊接设备,其特征在于:所述管子压紧头包括气缸座(4221)、外胀气缸(4222)和外胀机构(4223),所述外胀机构包括套管(42231)、驱动杆(42232)和若干夹块(42233),若干所述 夹块围成一套筒,相邻夹块之间具有间隙,所述套管一端固设于所述气缸座上,所述套管另一端定位锁住若干所述夹块一端,所述驱动杆穿设于所述套管和所述套筒内,所述外胀气缸固设于所述气缸座上,所述外胀气缸的动力输出轴沿所述套筒的轴向驱动所述驱动杆,所述驱动杆可使若干夹块向外膨胀,消除所述套筒与转向柱管子之间的间隙。   6.根据权利要求1所述的汽车转向柱激光自动化焊接设备,其特征在于:所述止转装置还包括固设于所述安装底座上的调整块(4232),所述止转块通过螺栓可拆卸固接于所述调整块一侧,所述调整块与所述止转块之间的距离可调节,所述止转块上设有用于探测转向柱管子的光电传感器A(4233)。   7.根据权利要求1所述的汽车转向柱激光自动化焊接设备,其特征在于:所述推送机构包括安装支架B(4331)、设于所述安装支架B一侧的两导轨B(4332)、滑设于两个所述导轨B上的滑座B(4333)和推送气缸(4334),所述推送气缸通过连接件(4335)固设于所述安装支架B该侧,所述推送气缸的动力输出轴固接于所述滑座B一侧,所述冲压件固定块安装于所述滑座B相对的另一侧,所述安装支架B该侧还设有止挡所述滑座B推进的止挡块(4336);所述上下夹爪机构包括上夹爪机构和下夹爪机构,所述上夹爪机构及所述下夹爪机构均包括夹爪(4321)、枢接块(4322)和夹爪气缸(4323),所述枢接块固接于所述滑座B上,所述夹爪气缸安装于所述枢接块上,所述夹爪中部枢接于所述枢接块上,所述夹爪气缸的 动力输出轴与所述夹爪的末端枢接。   8.根据权利要求1所述的汽车转向柱激光自动化焊接设备,其特征在于:所述冲压件固定块朝向冲压件的一侧间隔设有至少两个定位销(4311)和至少两个定位面块(4312),所述定位面块通过螺栓可拆卸固定于所述冲压件固定块上,冲压件能够套设于两个定位销上并与两个定位面块贴紧,所述定位面块与所述冲压件固定块之间的距离可调节;所述冲压件固定块上设有用于探测冲压件的光电传感器B(4313)。   9.根据权利要求1所述的汽车转向柱激光自动化焊接设备,其特征在于:所述安装底座上设有冲压件检测治具(7),所述冲压件检测治具包括间隔固设于所述安装底座上的两个冲压件支撑座(71),冲压件(6)两端定位架设于两个所述冲压件支撑座上,对应冲压件上的若干冲压小脚(61),两个所述冲压件支撑座之间设有若干用于探测冲压小脚的光电传感器C(73),所述光电传感器C底部通过一固定底座(74)固设于所述安装底座上,所述冲压件支撑座、所述光电传感器C、所述固定底座外罩设一防护罩(75),该防护罩顶部具有供冲压件通过的窗口(751);所述光电传感器C在没有探测到冲压小脚时,其开关信号控制一报警器发出警报。   10.根据权利要求9所述的汽车转向柱激光自动化焊接设备,其特征在于:冲压件呈U形,U形冲压件两侧壁上具有相对的冲压小脚,对应每个冲压小脚光电传感器为对射式光电传感器,冲压件架设于两个所述冲压件支撑座上时,冲压小脚落 入对射式光电传感器的发射器(731)和接收器(732)之间。   技术领域  本实用新型涉及一种焊接设备,具体是涉及一种汽车转向柱激光自动化焊接设备。   背景技术  转向柱是汽车转向系统连接方向盘和转向器的元件,转向柱管子外焊接有冲压件,该冲压件与转向柱管子焊接的结构为:冲压件具有若干冲压小脚,转向柱管子上具有对应冲压小脚的插口,冲压件的冲压小脚插入转向柱管子后焊接在一起。汽车转向柱传统焊接方式为MAG焊接;但随着汽车制造业的发展,客户对转向柱焊接件的要求越来越高。传统焊接的焊接变形大、焊缝大、焊接速度慢等缺点逐渐暴漏出来。而激光焊接具有焊接速度快,焊接变形小,可以采用材料自身熔化,焊缝可控制在1mm以内等技术优势,但是,激光焊接对夹具设计要求很高,对转向柱管子与冲压件的配合精度要求很高,夹具结构设计的是否合理直接影响产品品质。同时焊接速度快,要求焊接设备自动化程度高,在减轻劳动强度,提高生产效率的同时,还要保证安全生产。为此,需要开发设计一种适用于激光焊接的自动化焊接设备,以达到高品质、高效率的激光焊接要 求。   发明内容  为了解决上述技术问题,本实用新型提出一种汽车转向柱激光自动化焊接设备,具有防错功能,可以确保漏装零件,可自动化完成转向柱管子与冲压件的对接压紧,保证零件组装精度,满足高品质、高效率的激光焊接要求,提高劳动生产率,降低生产成本,减轻劳动强度,保证安全生产。且增加了焊接前检测机构,确保前工序不漏冲小脚。操作过程中操作工只需要将2个零件放入设备上,操作人员按动操作按钮,设备上气动原件自动夹紧,然后旋转盘旋转入激光焊接机器内部进行焊接。    本实用新型的技术方案是这样实现的:    一种汽车转向柱激光自动化焊接设备,包括激光焊接机器人和至少一组变位机,所述激光焊接机器人设于一封闭的机罩内,所述变位机设于该机罩周侧预设的出入口处,所述变位机包括旋转盘、驱动所述旋转盘转动的驱动源和设有所述旋转盘上将其分为两部分并可遮挡住所述出入口的分割板,所述分割板两侧的旋转盘上均安装有至少一焊接夹具;所述焊接夹具包括安装底座、设于所述安装底座上的管子定位机构和冲压件夹紧推送机构,所述管子定位机构包括管子支撑座、管子压紧头、止转装置和下压驱动机构,所述下压驱动机构驱动所述管子压紧头上下运动,将转向柱管子夹紧定位于所述管子压紧头与所 述管子支撑座之间,所述止转装置包括设于所述管子支撑座一侧的止转块,所述止转块朝向转向柱管子的一侧具有卡槽,所述卡槽卡住转向柱管子上的凸点;所述冲压件夹紧推送机构包括冲压件固定块、上下夹爪机构和推送机构,所述冲压件定位置于所述冲压件固定块上,所述上下夹爪机构能够将冲压件上下两端压紧到所述冲压件固定块上,所述推送机构能够推送所述冲压件固定块至指定位置,使冲压件贴紧所述转向柱管子一侧。    进一步的,设有三组所述变位机,三组所述变位机设于所述机罩相邻的三侧,所述分割板两侧的旋转盘上均安装有两个所述焊接夹具。    进一步的,所述下压驱动机构包括安装于所述安装底座上的安装支座、安装于所述安装支座上的安装支架A、竖向设于所述安装支架A一侧的两导轨A、与所述导轨A滑动配合的滑座A和驱动所述滑座A上下运动的下压气缸,所述管子压紧头固接于所述滑座A上。    进一步的,所述安装支架A包括用于固接所述安装支座的底板A和用于安装所述导轨A的竖板A,所述竖板A上端具有条形槽口,所述下压气缸固设于所述安装支座上,且位于所述竖板A背向所述导轨A的一侧,所述下压气缸的动力输出轴固接一穿过所述条形槽口的连接块A,所述连接块A与所述滑座A固定连接;所述滑座A与所述安装支座之间通过相互配合的两限位块进行刚性限位。    进一步的,所述管子压紧头包括气缸座、外胀气缸和外胀机构,所述外胀机构包括套管、驱动杆和若干夹块,若干所述夹块围成一套筒,相邻夹块之间具有间隙,所述套管一端固设于所述气缸座上,所述套管另一端定位锁住若干所述夹块一端,所述驱动杆穿设于所述套管和所述套筒内,所述外胀气缸固设于所述气缸座上,所述外胀气缸的动力输出轴沿所述套筒的轴向驱动所述驱动杆,所述驱动杆可使若干夹块向外膨胀,消除所述套筒与转向柱管子之间的间隙。    进一步的,所述止转装置还包括固设于所述安装底座上的调整块,所述止转块通过螺栓可拆卸固接于所述调整块一侧,所述调整块与所述止转块之间的距离可调节,所述止转块上设有用于探测转向柱管子的光电传感器A。    进一步的,所述推送机构包括安装支架B、设于所述安装支架B一侧的两导轨B、滑设于两个所述导轨B上的滑座B和推送气缸,所述推送气缸通过连接件固设于所述安装支架B该侧,所述推送气缸的动力输出轴固接于所述滑座B一侧,所述冲压件固定块安装于所述滑座B相对的另一侧,所述安装支架B该侧还设有止挡所述滑座B推进的止挡块;所述上下夹爪机构包括上夹爪机构和下夹爪机构,所述上夹爪机构及所述下夹爪机构均包括夹爪、枢接块和夹爪气缸,所述枢接块固接于所述滑座B上,所述夹爪气缸安装于所述枢接块上,所述夹爪中部枢接于所述枢接块上,所述夹爪气缸的动力输出轴与所述夹爪的末端枢接。    进一步的,所述冲压件固定块朝向冲压件的一侧间隔设有至少两个定位销和至少两个定位面块,所述定位面块通过螺栓可拆卸固定于所述冲压件固定块上,冲压件能够套设于两个定位销上并与两个定位面块贴紧,所述定位面块与所述冲压件固定块之间的距离可调节;所述冲压件固定块上设有用于探测冲压件的光电传感器B。    进一步的,所述安装底座上设有冲压件检测治具,所述冲压件检测治具包括间隔固设于所述安装底座上的两个冲压件支撑座,冲压件两端定位架设于两个所述冲压件支撑座上,对应冲压件上的若干冲压小脚,两个所述冲压件支撑座之间设有若干用于探测冲压小脚的光电传感器C,所述光电传感器C底部通过一固定底座固设于所述安装底座上,所述冲压件支撑座、所述光电传感器C、所述固定底座外罩设一防护罩,该防护罩顶部具有供冲压件通过的窗口;所述光电传感器C在没有探测到冲压小脚时,其开关信号控制一报警器发出警报。    进一步的,冲压件呈U形,U形冲压件两侧壁上具有相对的冲压小脚,对应每个冲压小脚光电传感器为对射式光电传感器,冲压件架设于两个所述冲压件支撑座上时,冲压小脚落入对射式光电传感器的发射器和接收器之间。    本实用新型的有益效果是:本实用新型提供一种汽车转向柱激光自动化焊接设备,通过将转向柱管子套置于管子支撑座上,并通过下压驱动机构驱动管子压紧头向下运动,可将转向柱管子夹紧定位于管子压紧头与管子支撑座之间;通过止转装 置的止转块朝向转向柱管子的一侧设置的卡槽,可以卡住转向柱管子上的凸点,防止转向柱管子周向转动,从而实现了转向柱管子的定位。将冲压件定位置于冲压件固定块上,并通过上下夹爪机构将冲压件上下两端压紧到冲压件固定块上,通过推送机构推送冲压件固定块至指定位置,使冲压件贴紧到转向柱管子一侧,自动化完成转向柱管子与冲压件的对接压紧,保证零件组装精度,满足高品质、高效率的激光焊接要求;通过驱动源驱动旋转盘旋转,将安装了转向柱管子和冲压件的焊接夹具旋转至机罩内,通过激光焊接机器人对其进行激光焊接,这样,可以实现一边焊接一边拆装,从而提高劳动生产率,降低生产成本,减轻劳动强度,其中,分割板用于将机罩内外分离开,保证安全生产。通过在焊接夹具上增加冲压件检测治具,能够快速检测冲压件是否漏冲小脚,防止有缺陷的冲压件流入焊接工序,满足转向柱激光自动化焊接的质量要求,使设备集检测和焊接功能于一体。   附图说明  图1为本实用新型汽车转向柱激光自动化焊接设备结构示意图;    图2为图1中A处放大结构示意图;    图3为本实用新型三组变位机布局结构示意图;    图4为本实用新型中焊接夹具立体结构示意图;    图5为本实用新型中焊接夹具侧视图;    图6为本实用新型中焊接夹具俯视图;    图7为本实用新型中焊接夹具去除转向柱管子后的立体结构示意图;    图8为本实用新型中外胀机构示意图;    图9为本实用新型中冲压件固定块结构示意图;    图10为本实用新型中冲压件检测治具立体结构示意图;    图11为本实用新型中冲压件检测治具仰视图;    图12为本实用新型中冲压件检测治具去掉防护罩后立体结构示意图;    结合附图,作以下说明:    1-激光焊接机器人,2-变位机,21-旋转盘,22-驱动源,23-分割板,3-机罩,31-出入口,4-焊接夹具,41-安装底座,42-管子定位机构,421-管子支撑座,422-管子压紧头,4221-气缸座,4222-外胀气缸,4223-外胀机构,42231-套管,42232-驱动杆,42233-夹块,423-止转装置,4231-止转块,42311-卡槽,4232-调整块,4233-光电传感器A,424-下压驱动机构,4241-安装支座,4242-安装支架A,42421-底板A,42422-竖板A,42423-条形槽口,4243-导轨A,4244-滑座A,4245-下压气缸,4246-连接块A,4247-限位块,43-冲压件夹紧推送机构,431-冲压件固定块,4311-定位销,4312-定位面块,4313-光电传感器B,432-上下夹爪机构,4321-夹爪,4322-枢接块,4323-夹爪气缸,433-推送机构,4331-安装支架B,4332-导轨B,4333-滑座B,4334-推送气缸,4335-连接件,4336-止 挡块,5-转向柱管子,51-凸点,6-冲压件,7-冲压件检测治具,71-冲压件支撑座,711-缺口,712-凸柱,72-冲压件,721-冲压小脚,73-光电传感器C,731-发射器,732-接收器,74-固定底座,75-防护罩,751-窗口。   具体实施方式  为了能够更清楚地理解本实用新型的技术内容,特举以下实施例详细说明,其目的仅在于更好理解本实用新型的内容而非限制本实用新型的保护范围。    如图1、图2和图3所示,一种汽车转向柱激光自动化焊接设备,包括激光焊接机器人1和至少一组变位机2,所述激光焊接机器人设于一封闭的机罩3内,所述变位机设于该机罩周侧预设的出入口31处,所述变位机包括旋转盘21、驱动所述旋转盘旋转的驱动源22和设有所述旋转盘上将其分为两部分并可遮挡住所述出入口的分割板23,所述分割板两侧的旋转盘上均安装有至少一焊接夹具4。如图4、图5、图6和图7所示,焊接夹具包括安装底座41、设于所述安装底座上的管子定位机构42和冲压件夹紧推送机构43,所述管子定位机构包括管子支撑座421、管子压紧头422、止转装置423和下压驱动机构424,所述下压驱动机构驱动所述管子压紧头上下运动,将转向柱管子5夹紧定位于所述管子压紧头与所述管子支撑座之间,所述止转装置包括设于所述管子支撑座一侧的止转块4231,所述止转块朝向转向柱管子的一侧具有卡槽42311, 所述卡槽卡住转向柱管子上的凸点441;所述冲压件夹紧推送机构包括冲压件固定块431、上下夹爪机构432和推送机构433,所述冲压件定位置于所述冲压件固定块上,所述上下夹爪机构能够将冲压件6上下两端压紧到所述冲压件固定块上,所述推送机构能够推送所述冲压件固定块至指定位置,使冲压件贴紧所述转向柱管子一侧。这样,将转向柱管子套置于管子支撑座上,并通过下压驱动机构驱动管子压紧头向下运动,可将转向柱管子夹紧定位于管子压紧头与管子支撑座之间;通过止转装置的止转块朝向转向柱管子的一侧设置的卡槽,可以卡住转向柱管子上的凸点,防止转向柱管子周向转动,从而实现了转向柱管子的定位。将冲压件定位置于冲压件固定块上,并通过上下夹爪机构将冲压件上下两端压紧到冲压件固定块上,通过推送机构推送冲压件固定块至指定位置,使冲压件贴紧到转向柱管子一侧,自动化完成转向柱管子与冲压件的对接压紧,保证零件组装精度,满足高品质、高效率的激光焊接要求;通过驱动源驱动旋转盘旋转,将安装了转向柱管子和冲压件的焊接夹具旋转至机罩内,通过激光焊接机器人对其进行激光焊接,这样,可以实现一边焊接一边拆装,从而提高劳动生产率,降低生产成本,减轻劳动强度,其中,分割板用于将机罩内外分离开,保证安全生产。具体实施时,激光焊接机器人可采用六轴工业机器人,以保证激光焊接头的空间可达性,激光焊接机器人此为现有技术,在此不再赘述。驱动源可采用具有正反转功能的步进电机通过减速机带动旋转盘旋转。    优选的,参见图3,设有三组所述变位机,三组所述变位机设于所述机罩相邻的三侧,所述分割板两侧的旋转盘上均安装有两个所述焊接夹具。    优选的,所述下压驱动机构包括安装于所述安装底座上的安装支座4241、安装于所述安装支座上的安装支架A4242、竖向设于所述安装支架A一侧的两导轨A4243、与所述导轨A滑动配合的滑座A4244和驱动所述滑座A上下运动的下压气缸4245,所述管子压紧头固接于所述滑座A上。这样,通过下压气缸驱动滑座A沿导轨A上下移动,可以实现固接于滑座A上的管子压紧头上下移动,从而使管子压紧头插入到转向柱管子的上端,并与转向柱管子下端的管子支撑座配合夹紧转向柱管子。具体实施时,可采用滚珠式导轨,滑座通过滑块滑设于导轨上,保证精度和滑动顺畅。    优选的,所述安装支架A包括用于固接所述安装支座的底板A42421和用于安装所述导轨A的竖板A42422,所述竖板A上端具有条形槽口42423,所述下压气缸固设于所述安装支座上,且位于所述竖板A背向所述导轨A的一侧,所述下压气缸的动力输出轴固接一穿过所述条形槽口的连接块A4246,所述连接块A与所述滑座A固定连接。这样,安装支架A设置的底板A便于与安装支座的固定连接,竖板A上端的条形槽口为连接下压气缸动力输出轴和滑座A的连接块A提供让位,以达到优化结构的目的。优选的,所述滑座A与所述安装支座之间通过相互配合的两限位块4247进行刚性限位。这样,通过刚性 限位,保证移动部分到位精度。    优选的,所述管子压紧头包括气缸座4221、外胀气缸4222和外胀机构4223,所述外胀机构包括套管42231、驱动杆42232和若干夹块42233,若干所述夹块围成一套筒,相邻夹块之间具有间隙,所述套管一端固设于所述气缸座上,所述套管另一端定位锁住若干所述夹块一端,所述驱动杆穿设于所述套管和所述套筒内,所述外胀气缸固设于所述气缸座上,所述外胀气缸的动力输出轴沿所述套筒的轴向驱动所述驱动杆,所述驱动杆可使若干夹块向外膨胀,消除所述套筒与转向柱管子之间的间隙。这样,在与管子支撑座配合夹紧转向柱管子时,将若干夹块组成的套筒插入转向柱管子上端并压紧,然后通过外胀气缸带动驱动杆上下运动,使若干夹块向外膨胀,可消除定位间隙。具体实施时,参见图8,套管两端具有安装盘,一端的安装盘与气缸座固定连接,套筒一端收缩并形成环槽,环槽位于套管另一端的安装盘的一侧,环槽内增加锁紧件,将套筒定位于该端的安装盘上。    优选的,参见图9,所述止转装置还包括固设于所述安装底座上的调整块4232,所述止转块通过螺栓可拆卸固接于所述调整块一侧,所述调整块与所述止转块之间的距离可调节,所述止转块上设有用于探测转向柱管子的光电传感器A4233。这样,通过调整止转块与调整块之间的距离,比如增加垫片,可以方便尺寸调整。在止转块上设置光电传感器A,可以检测是否漏装零件,提高防错性能。所述推送机构包括安装支架 B4331、横向设于所述安装支架B一侧的两导轨B4332、滑设于两个所述导轨B上的滑座B4333和推送气缸4334,所述推送气缸通过连接件4335固设于所述安装支架B该侧,所述推送气缸的动力输出轴固接于所述滑座B一侧,所述冲压件固定块安装于所述滑座B相对的另一侧,所述安装支架B该侧还设有止挡所述滑座B推进的止挡块4336。这样,通过推送气缸驱动滑座B沿横向滑动,可带动滑座B上安装的冲压件固定块及上下夹爪机构前后移动,使冲压件贴紧转向柱管子一侧。通过止挡块与滑座B的配合,可以将冲压件推送到指定位置,避免过于压紧。较佳的,止挡块与滑座B之间通过限位块进行刚性限位,保证到位精度。    优选的,所述上下夹爪机构包括上夹爪机构和下夹爪机构,所述上夹爪机构及所述下夹爪机构均包括夹爪4321、枢接块4322和夹爪气缸4323,所述枢接块固接于所述滑座B上,所述夹爪气缸安装于所述枢接块上,所述夹爪中部枢接于所述枢接块上,所述夹爪气缸的动力输出轴与所述夹爪的末端枢接。这样,通过夹爪气缸驱动夹爪可实现上下夹爪机构开合的功能,从而将将冲压件上下两端压紧到冲压件固定块上。    优选的,所述冲压件固定块朝向冲压件的一侧间隔设有至少两个定位销4311和至少两个定位面块4312,所述定位面块通过螺栓可拆卸固定于所述冲压件固定块上,冲压件能够套设于两个定位销上并与两个定位面块贴紧,所述定位面块与所述冲压件固定块之间的距离可调节。这样,冲压件固定块采用两 个定位销的定位模式及定位面可调机构,可以调整不同冲压件的压紧程度。较佳的,所述冲压件固定块上设有用于探测冲压件的光电传感器B4313,可以检测是否漏装零件。    参见图10、图11和图12所示,所述安装底座上设有冲压件检测治具7,所述冲压件检测治具包括间隔固设于所述安装底座上的两个冲压件支撑座71,冲压件72两端定位架设于两个所述冲压件支撑座上,对应冲压件上的若干冲压小脚721,两个所述冲压件支撑座之间设有若干用于探测冲压小脚的光电传感器C73,所述光电传感器C底部通过一固定底座74固设于所述安装底座上,所述冲压件支撑座、所述光电传感器C、所述固定底座外罩设一防护罩75,该防护罩顶部具有供冲压件通过的窗口751;所述光电传感器C在没有探测到冲压小脚时,其开关信号控制一报警器发出警报。这样,通过将冲压件支撑定位于两个冲压件支撑座上,并通过光电传感器C对冲压件上的冲压小脚进行探测,在光电传感器C没有探测到冲压小脚时,通过光电传感器C的开关信号控制一报警器发出警报,能够快速检测冲压件是否漏冲小脚,防止有缺陷的冲压件流入焊接工序,满足转向柱激光自动化焊接的质量要求。冲压件支撑座、光电传感器C及防护罩固定于安装底座上,在进行激光焊接前先对冲压件进行检测,当漏冲冲压小脚时,光电传感器C控制报警器发出警报,激光焊接机器不焊接,形成一种集检测和焊接一体功能的汽车转向柱激光自动化焊接设备。    优选的,两个所述冲压件支撑座相对的一侧具有缺口 711,所述缺口内形成有与冲压件卡接的凸柱712。这样,冲压件卡接到凸柱上,可以实现支撑定位的功能,以便光电传感器C对其是否有冲压小脚进行检测。    优选的,所述光电传感器C为反射式光电传感器C或对射式光电传感器C。这样,可以根据实际需要选择反射式光电传感器C或对射式光电传感器C,优选的,采用对射式光电传感器C。反射式光电传感器C或对射式光电传感器C也叫反射式光电开关或对射式光电开关,此为现有技术,其工作原理不再赘述。    优选的,所述固定底座呈L形,所述光电传感器C固接于所述固定底座的竖直部分上,所述固定底座的水平部分与外部设备固定连接。这样,可以将光电传感器C固定在固定底座的竖直部分上,固定底座的水平部分可以通过螺栓等安装到外部设备上,比如汽车转向柱激光焊接夹具的底座上。    优选的,冲压件呈U形,U形冲压件两侧壁上具有相对的冲压小脚,对应每个冲压小脚光电传感器C为对射式光电传感器C,冲压件架设于两个所述冲压件支撑座上时,冲压小脚落入对射式光电传感器C的发射器731和接收器732之间。    本实用新型汽车转向柱激光自动化焊接设备的动作过程如下:    首先,将转向柱管子放入管子支撑座上,同时将冲压件放入冲压件检测治具上进行漏冲小脚检测,将已经检测过的冲压件放入冲压件固定块上,然后,按动机器按钮,管子定位机构 及冲压件夹紧推送机构的各个气缸动作,自动夹紧转向柱管子及冲压件,并将冲压件推送压紧到转向柱管子一侧,自动化完成转向柱管子与冲压件的对接压紧,保证零件组装精度,满足高品质、高效率的激光焊接要求。接着,启动驱动源驱动旋转盘旋转,将定位好的转向柱管子和冲压件的焊接夹具旋转至机罩内,激光焊接机器人动作,对转向柱管子和冲压件进行激光焊接,同时在分割板外的焊接夹具安装转向柱管子和冲压件,激光焊接完成后,驱动源再次驱动旋转盘旋转,将激光焊接后的转向柱管子和冲压件旋转至机罩外,拆卸下转向柱管子和冲压件,同时,将安装好的转向柱管子和冲压件的焊接夹具旋转至机罩内,如此往复工作。实现一边焊接一边拆装,从而提高劳动生产率,降低生产成本,减轻劳动强度,其中,分割板用于将机罩内外分离开,保证安全生产。因此,本实用新型激光焊接中应用自动化焊接夹具,具有以下优点:1)保证各个冲压零件之前组装精度;2)保证焊接产品质量;3)焊接夹具设计防错机构,可以确保漏装零件;4)提高劳动生产率,降低生产成本;5)减轻劳动强度,保证安全生产。    以上实施例是参照附图,对本实用新型的优选实施例进行详细说明。本领域的技术人员通过对上述实施例进行各种形式上的修改或变更,但不背离本实用新型的实质的情况下,都落在本实用新型的保护范围之内。  
汽车转向柱激光自动化焊接设备
大学仕 2019-11-11 12:15 715浏览
申请号:CN201610454507.3 申请日: 2016-06-21 公开(公告)号:CN105904090B 公开(公告)日:2018-05-18 发明人:陈刚 申请(专利权)人:江苏博俊工业科技股份有限公司 代理机构:昆山四方专利事务所 代理人:盛建德;段新颖 申请人地址:江苏省苏州市昆山市开发区龙江路88号       1.一种汽车转向柱激光自动化焊接设备,其特征在于:包括激光焊接机器人(1)和至少一组变位机(2),所述激光焊接机器人设于一封闭的机罩(3)内,所述变位机设于该机罩周侧预设的出入口(31)处,所述变位机包括旋转盘(21)、驱动所述旋转盘转动的驱动源(22)和设有所述旋转盘上将其分为两部分并可遮挡住所述出入口的分割板(23),所述分割板两侧的旋转盘上均安装有至少一焊接夹具(4);所述焊接夹具包括安装底座(41)、设于所述安装底座上的管子定位机构(42)和冲压件夹紧推送机构(43),所述管子定位机构包括管子支撑座(421)、管子压紧头(422)、止转装置(423)和下压驱动机构(424),所述下压驱动机构驱动所述管子压紧头上下运动,将转向柱管子(5)夹紧定位于所述管子压紧头与所述管子支撑座之间,所述止转装置包括设于所述管子支撑座一侧的止转块(4231),所述止转块朝向转向柱管子的一侧具有卡槽(42311),所述卡槽卡住转向柱管子上的凸点;所述冲压件夹紧推送机构包括冲压件固定块(431)、上下夹爪机构(432)和推送机构(433),冲压件定位置于所述冲压件固定块上,所述上下夹爪机构能够将冲压件(6)上下两端压紧到所述冲压件固定块上,所述推送机构能够推送所述冲压件固定块至指定位置,使冲压件贴紧所述转向柱管子一侧;所述管子压紧头包括气缸座(4221)、外胀气缸(4222)和外胀机构(4223),所述外胀机构包括套管(42231)、驱动杆(42232)和若干夹块(42233),若干所述夹块围成一套筒,相邻夹块之间具有间隙,所述套管一端固设于所述气缸座上,所述套管另一端定位锁住若干所述夹块一端,所述驱动杆穿设于所述套管和所述套筒内,所述外胀气缸固设于所述气缸座上,所述外胀气缸的动力输出轴沿所述套筒的轴向驱动所述驱动杆,所述驱动杆可使若干夹块向外膨胀,消除所述套筒与转向柱管子之间的间隙。   2.根据权利要求1所述的汽车转向柱激光自动化焊接设备,其特征在于:设有三组所述变位机,三组所述变位机设于所述机罩相邻的三侧,所述分割板两侧的旋转盘上均安装有两个所述焊接夹具。   3.根据权利要求1所述的汽车转向柱激光自动化焊接设备,其特征在于:所述下压驱动机构包括安装于所述安装底座上的安装支座(4241)、安装于所述安装支座上的安装支架A(4242)、竖向设于所述安装支架A一侧的两导轨A(4243)、与所述导轨A滑动配合的滑座A(4244)和驱动所述滑座A上下运动的下压气缸(4245),所述管子压紧头固接于所述滑座A上。   4.根据权利要求3所述的汽车转向柱激光自动化焊接设备,其特征在于:所述安装支架A包括用于固接所述安装支座的底板A(42421)和用于安装所述导轨A的竖板A(42422),所述竖板A上端具有条形槽口(42423),所述下压气缸固设于所述安装支座上,且位于所述竖板A背向所述导轨A的一侧,所述下压气缸的动力输出轴固接一穿过所述条形槽口的连接块A(4246),所述连接块A与所述滑座A固定连接;所述滑座A与所述安装支座之间通过相互配合的两限位块(4247)进行刚性限位。   5.根据权利要求1所述的汽车转向柱激光自动化焊接设备,其特征在于:所述止转装置还包括固设于所述安装底座上的调整块(4232),所述止转块通过螺栓可拆卸固接于所述调整块一侧,所述调整块与所述止转块之间的距离可调节,所述止转块上设有用于探测转向柱管子的光电传感器A(4233)。   6.根据权利要求1所述的汽车转向柱激光自动化焊接设备,其特征在于:所述推送机构包括安装支架B(4331)、设于所述安装支架B一侧的两导轨B(4332)、滑设于两个所述导轨B上的滑座B(4333)和推送气缸(4334),所述推送气缸通过连接件(4335)固设于所述安装支架B上,所述推送气缸的动力输出轴固接于所述滑座B一侧,所述冲压件固定块安装于所述滑座B相对的另一侧,所述安装支架B该侧还设有止挡所述滑座B推进的止挡块(4336);所述上下夹爪机构包括上夹爪机构和下夹爪机构,所述上夹爪机构及所述下夹爪机构均包括夹爪(4321)、枢接块(4322)和夹爪气缸(4323),所述枢接块固接于所述滑座B上,所述夹爪气缸安装于所述枢接块上,所述夹爪的中部枢接于所述枢接块上,所述夹爪气缸的动力输出轴与所述夹爪的末端枢接。   7.根据权利要求1所述的汽车转向柱激光自动化焊接设备,其特征在于:所述冲压件固定块朝向冲压件的一侧间隔设有至少两个定位销(4311)和至少两个定位面块(4312),所述定位面块通过螺栓可拆卸固定于所述冲压件固定块上,冲压件能够套设于两个定位销上并与两个定位面块贴紧,所述定位面块与所述冲压件固定块之间的距离可调节;所述冲压件固定块上设有用于探测冲压件的光电传感器B(4313)。   8.根据权利要求1所述的汽车转向柱激光自动化焊接设备,其特征在于:所述安装底座上设有冲压件检测治具(7),所述冲压件检测治具包括间隔固设于所述安装底座上的两个冲压件支撑座(71),冲压件(72)两端定位架设于两个所述冲压件支撑座上,对应冲压件上的若干冲压小脚(721),两个所述冲压件支撑座之间设有若干用于探测冲压小脚的光电传感器C(73),所述光电传感器C底部通过一固定底座(74)固设于所述安装底座上,所述冲压件支撑座、所述光电传感器C、所述固定底座外罩设一防护罩(75),该防护罩顶部具有供冲压件通过的窗口(751);所述光电传感器C在没有探测到冲压小脚时,其开关信号控制一报警器发出警报。   9.根据权利要求8所述的汽车转向柱激光自动化焊接设备,其特征在于:冲压件呈U形,U形冲压件两侧壁上具有相对的冲压小脚,对应每个冲压小脚的光电传感器C为对射式光电传感器,冲压件架设于两个所述冲压件支撑座上时,冲压小脚落入对射式光电传感器的发射器(731)和接收器(732)之间。 技术领域  本发明涉及一种焊接设备,具体是涉及一种汽车转向柱激光自动化焊接设备。   背景技术  转向柱是汽车转向系统连接方向盘和转向器的元件,转向柱管子外焊接有冲压件,该冲压件与转向柱管子焊接的结构为:冲压件具有若干冲压小脚,转向柱管子上具有对应冲压小脚的插口,冲压件的冲压小脚插入转向柱管子后焊接在一起。汽车转向柱传统焊接方式为MAG焊接;但随着汽车制造业的发展,客户对转向柱焊接件的要求越来越高。传统焊接的焊接变形大、焊缝大、焊接速度慢等缺点逐渐暴漏出来。而激光焊接具有焊接速度快,焊接变形小,可以采用材料自身熔化,焊缝可控制在1mm以内等技术优势,但是,激光焊接对夹具设计要求很高,对转向柱管子与冲压件的配合精度要求很高,夹具结构设计的是否合理直接影响产品品质。同时焊接速度快,要求焊接设备自动化程度高,在减轻劳动强度,提高生产效率的同时,还要保证安全生产。为此,需要开发设计一种适用于激光焊接的自动化焊接设备,以达到高品质、高效率的激光焊接要求。   发明内容  为了解决上述技术问题,本发明提出一种汽车转向柱激光自动化焊接设备,具有防错功能,可以确保漏装零件,可自动化完成转向柱管子与冲压件的对接压紧,保证零件组装精度,满足高品质、高效率的激光焊接要求,提高劳动生产率,降低生产成本,减轻劳动强度,保证安全生产。且增加了焊接前检测机构,确保前工序不漏冲小脚。操作过程中操作工只需要将2个零件放入设备上,操作人员按动操作按钮,设备上气动原件自动夹紧,然后旋转盘旋转入激光焊接机器内部进行焊接。    本发明的技术方案是这样实现的:    一种汽车转向柱激光自动化焊接设备,包括激光焊接机器人和至少一组变位机,所述激光焊接机器人设于一封闭的机罩内,所述变位机设于该机罩周侧预设的出入口处,所述变位机包括旋转盘、驱动所述旋转盘转动的驱动源和设有所述旋转盘上将其分为两部分并可遮挡住所述出入口的分割板,所述分割板两侧的旋转盘上均安装有至少一焊接夹具;所述焊接夹具包括安装底座、设于所述安装底座上的管子定位机构和冲压件夹紧推送机构,所述管子定位机构包括管子支撑座、管子压紧头、止转装置和下压驱动机构,所述下压驱动机构驱动所述管子压紧头上下运动,将转向柱管子夹紧定位于所述管子压紧头与所述管子支撑座之间,所述止转装置包括设于所述管子支撑座一侧的止转块,所述止转块朝向转向柱管子的一侧具有卡槽,所述卡槽卡住转向柱管子上的凸点;所述冲压件夹紧推送机构包括冲压件固定块、上下夹爪机构和推送机构,所述冲压件定位置于所述冲压件固定块上,所述上下夹爪机构能够将冲压件上下两端压紧到所述冲压件固定块上,所述推送机构能够推送所述冲压件固定块至指定位置,使冲压件贴紧所述转向柱管子一侧。    进一步的,设有三组所述变位机,三组所述变位机设于所述机罩相邻的三侧,所述分割板两侧的旋转盘上均安装有两个所述焊接夹具。   [0007]进一步的,所述下压驱动机构包括安装于所述安装底座上的安装支座、安装于所述安装支座上的安装支架A、竖向设于所述安装支架A一侧的两导轨A、与所述导轨A滑动配合的滑座A和驱动所述滑座A上下运动的下压气缸,所述管子压紧头固接于所述滑座A上。    进一步的,所述安装支架A包括用于固接所述安装支座的底板A和用于安装所述导轨A的竖板A,所述竖板A上端具有条形槽口,所述下压气缸固设于所述安装支座上,且位于所述竖板A背向所述导轨A的一侧,所述下压气缸的动力输出轴固接一穿过所述条形槽口的连接块A,所述连接块A与所述滑座A固定连接;所述滑座A与所述安装支座之间通过相互配合的两限位块进行刚性限位。    进一步的,所述管子压紧头包括气缸座、外胀气缸和外胀机构,所述外胀机构包括套管、驱动杆和若干夹块,若干所述夹块围成一套筒,相邻夹块之间具有间隙,所述套管一端固设于所述气缸座上,所述套管另一端定位锁住若干所述夹块一端,所述驱动杆穿设于所述套管和所述套筒内,所述外胀气缸固设于所述气缸座上,所述外胀气缸的动力输出轴沿所述套筒的轴向驱动所述驱动杆,所述驱动杆可使若干夹块向外膨胀,消除所述套筒与转向柱管子之间的间隙。    进一步的,所述止转装置还包括固设于所述安装底座上的调整块,所述止转块通过螺栓可拆卸固接于所述调整块一侧,所述调整块与所述止转块之间的距离可调节,所述止转块上设有用于探测转向柱管子的光电传感器A。    进一步的,所述推送机构包括安装支架B、设于所述安装支架B一侧的两导轨B、滑设于两个所述导轨B上的滑座B和推送气缸,所述推送气缸通过连接件固设于所述安装支架B该侧,所述推送气缸的动力输出轴固接于所述滑座B一侧,所述冲压件固定块安装于所述滑座B相对的另一侧,所述安装支架B该侧还设有止挡所述滑座B推进的止挡块;所述上下夹爪机构包括上夹爪机构和下夹爪机构,所述上夹爪机构及所述下夹爪机构均包括夹爪、枢接块和夹爪气缸,所述枢接块固接于所述滑座B上,所述夹爪气缸安装于所述枢接块上,所述夹爪中部枢接于所述枢接块上,所述夹爪气缸的动力输出轴与所述夹爪的末端枢接。    进一步的,所述冲压件固定块朝向冲压件的一侧间隔设有至少两个定位销和至少两个定位面块,所述定位面块通过螺栓可拆卸固定于所述冲压件固定块上,冲压件能够套设于两个定位销上并与两个定位面块贴紧,所述定位面块与所述冲压件固定块之间的距离可调节;所述冲压件固定块上设有用于探测冲压件的光电传感器B。    进一步的,所述安装底座上设有冲压件检测治具,所述冲压件检测治具包括间隔固设于所述安装底座上的两个冲压件支撑座,冲压件两端定位架设于两个所述冲压件支撑座上,对应冲压件上的若干冲压小脚,两个所述冲压件支撑座之间设有若干用于探测冲压小脚的光电传感器C,所述光电传感器C底部通过一固定底座固设于所述安装底座上,所述冲压件支撑座、所述光电传感器C、所述固定底座外罩设一防护罩,该防护罩顶部具有供冲压件通过的窗口;所述光电传感器C在没有探测到冲压小脚时,其开关信号控制一报警器发出警报。    进一步的,冲压件呈U形,U形冲压件两侧壁上具有相对的冲压小脚,对应每个冲压小脚光电传感器为对射式光电传感器,冲压件架设于两个所述冲压件支撑座上时,冲压小脚落入对射式光电传感器的发射器和接收器之间。    本发明的有益效果是:本发明提供一种汽车转向柱激光自动化焊接设备,通过将转向柱管子套置于管子支撑座上,并通过下压驱动机构驱动管子压紧头向下运动,可将转向柱管子夹紧定位于管子压紧头与管子支撑座之间;通过止转装置的止转块朝向转向柱管子的一侧设置的卡槽,可以卡住转向柱管子上的凸点,防止转向柱管子周向转动,从而实现了转向柱管子的定位。将冲压件定位置于冲压件固定块上,并通过上下夹爪机构将冲压件上下两端压紧到冲压件固定块上,通过推送机构推送冲压件固定块至指定位置,使冲压件贴紧到转向柱管子一侧,自动化完成转向柱管子与冲压件的对接压紧,保证零件组装精度,满足高品质、高效率的激光焊接要求;通过驱动源驱动旋转盘旋转,将安装了转向柱管子和冲压件的焊接夹具旋转至机罩内,通过激光焊接机器人对其进行激光焊接,这样,可以实现一边焊接一边拆装,从而提高劳动生产率,降低生产成本,减轻劳动强度,其中,分割板用于将机罩内外分离开,保证安全生产。通过在焊接夹具上增加冲压件检测治具,能够快速检测冲压件是否漏冲小脚,防止有缺陷的冲压件流入焊接工序,满足转向柱激光自动化焊接的质量要求,使设备集检测和焊接功能于一体。   附图说明  图1为本发明汽车转向柱激光自动化焊接设备结构示意图;    图2为图1中A处放大结构示意图;    图3为本发明三组变位机布局结构示意图;    图4为本发明中焊接夹具立体结构示意图;    图5为本发明中焊接夹具侧视图;    图6为本发明中焊接夹具俯视图;    图7为本发明中焊接夹具去除转向柱管子后的立体结构示意图;     图8为本发明中外胀机构示意图;    图9为本发明中冲压件固定块结构示意图;    图10为本发明中冲压件检测治具立体结构示意图;    图11为本发明中冲压件检测治具仰视图;    图12为本发明中冲压件检测治具去掉防护罩后立体结构示意图;   结合附图,作以下说明:    1-激光焊接机器人,2-变位机,21-旋转盘,22-驱动源,23-分割板,3-机罩,31-出入口,4-焊接夹具,41-安装底座,42-管子定位机构,421-管子支撑座,422-管子压紧头,4221-气缸座,4222-外胀气缸,4223-外胀机构,42231-套管,42232-驱动杆,42233-夹块,423-止转装置,4231-止转块,42311-卡槽,4232-调整块,4233-光电传感器A,424-下压驱动机构,4241-安装支座,4242-安装支架A,42421-底板A,42422-竖板A,42423-条形槽口,4243-导轨A,4244-滑座A,4245-下压气缸,4246-连接块A,4247-限位块,43-冲压件夹紧推送机构,431-冲压件固定块,4311-定位销,4312-定位面块,4313-光电传感器B,432-上下夹爪机构,4321-夹爪,4322-枢接块,4323-夹爪气缸,433-推送机构,4331-安装支架B,4332-导轨B,4333-滑座B,4334-推送气缸,4335-连接件,4336-止挡块,5-转向柱管子,6-冲压件,7-冲压件检测治具,71-冲压件支撑座,711-缺口,712-凸柱,72-冲压件,721-冲压小脚,73-光电传感器C,731-发射器,732-接收器,74-固定底座,75-防护罩,751-窗口。   具体实施方式  为了能够更清楚地理解本发明的技术内容,特举以下实施例详细说明,其目的仅在于更好理解本发明的内容而非限制本发明的保护范围。   如图1、图2和图3所示,一种汽车转向柱激光自动化焊接设备,包括激光焊接机器人1和至少一组变位机2,所述激光焊接机器人设于一封闭的机罩3内,所述变位机设于该机罩周侧预设的出入口31处,所述变位机包括旋转盘21、驱动所述旋转盘旋转的驱动源22和设有所述旋转盘上将其分为两部分并可遮挡住所述出入口的分割板23,所述分割板两侧的旋转盘上均安装有至少一焊接夹具4。如图4、图5、图6和图7所示,焊接夹具包括安装底座41、设于所述安装底座上的管子定位机构42和冲压件夹紧推送机构43,所述管子定位机构包括管子支撑座421、管子压紧头422、止转装置423和下压驱动机构424,所述下压驱动机构驱动所述管子压紧头上下运动,将转向柱管子5夹紧定位于所述管子压紧头与所述管子支撑座之间,所述止转装置包括设于所述管子支撑座一侧的止转块4231,所述止转块朝向转向柱管子的一侧具有卡槽42311,所述卡槽卡住转向柱管子上的凸点;所述冲压件夹紧推送机构包括冲压件固定块431、上下夹爪机构432和推送机构433,所述冲压件定位置于所述冲压件固定块上,所述上下夹爪机构能够将冲压件6上下两端压紧到所述冲压件固定块上,所述推送机构能够推送所述冲压件固定块至指定位置,使冲压件贴紧所述转向柱管子一侧。这样,将转向柱管子套置于管子支撑座上,并通过下压驱动机构驱动管子压紧头向下运动,可将转向柱管子夹紧定位于管子压紧头与管子支撑座之间;通过止转装置的止转块朝向转向柱管子的一侧设置的卡槽,可以卡住转向柱管子上的凸点,防止转向柱管子周向转动,从而实现了转向柱管子的定位。将冲压件定位置于冲压件固定块上,并通过上下夹爪机构将冲压件上下两端压紧到冲压件固定块上,通过推送机构推送冲压件固定块至指定位置,使冲压件贴紧到转向柱管子一侧,自动化完成转向柱管子与冲压件的对接压紧,保证零件组装精度,满足高品质、高效率的激光焊接要求;通过驱动源驱动旋转盘旋转,将安装了转向柱管子和冲压件的焊接夹具旋转至机罩内,通过激光焊接机器人对其进行激光焊接,这样,可以实现一边焊接一边拆装,从而提高劳动生产率,降低生产成本,减轻劳动强度,其中,分割板用于将机罩内外分离开,保证安全生产。具体实施时,激光焊接机器人可采用六轴工业机器人,以保证激光焊接头的空间可达性,激光焊接机器人此为现有技术,在此不再赘述。驱动源可采用具有正反转功能的步进电机通过减速机带动旋转盘旋转。    优选的,参见图3,设有三组所述变位机,三组所述变位机设于所述机罩相邻的三侧,所述分割板两侧的旋转盘上均安装有两个所述焊接夹具。   优选的,所述下压驱动机构包括安装于所述安装底座上的安装支座4241、安装于所述安装支座上的安装支架A4242、竖向设于所述安装支架A一侧的两导轨A4243、与所述导轨A滑动配合的滑座A4244和驱动所述滑座A上下运动的下压气缸4245,所述管子压紧头固接于所述滑座A上。这样,通过下压气缸驱动滑座A沿导轨A上下移动,可以实现固接于滑座A上的管子压紧头上下移动,从而使管子压紧头插入到转向柱管子的上端,并与转向柱管子下端的管子支撑座配合夹紧转向柱管子。具体实施时,可采用滚珠式导轨,滑座通过滑块滑设于导轨上,保证精度和滑动顺畅。    优选的,所述安装支架A包括用于固接所述安装支座的底板A42421和用于安装所述导轨A的竖板A42422,所述竖板A上端具有条形槽口42423,所述下压气缸固设于所述安装支座上,且位于所述竖板A背向所述导轨A的一侧,所述下压气缸的动力输出轴固接一穿过所述条形槽口的连接块A4246,所述连接块A与所述滑座A固定连接。这样,安装支架A设置的底板A便于与安装支座的固定连接,竖板A上端的条形槽口为连接下压气缸动力输出轴和滑座A的连接块A提供让位,以达到优化结构的目的。优选的,所述滑座A与所述安装支座之间通过相互配合的两限位块4247进行刚性限位。这样,通过刚性限位,保证移动部分到位精度。    优选的,所述管子压紧头包括气缸座4221、外胀气缸4222和外胀机构4223,所述外胀机构包括套管42231、驱动杆42232和若干夹块42233,若干所述夹块围成一套筒,相邻夹块之间具有间隙,所述套管一端固设于所述气缸座上,所述套管另一端定位锁住若干所述夹块一端,所述驱动杆穿设于所述套管和所述套筒内,所述外胀气缸固设于所述气缸座上,所述外胀气缸的动力输出轴沿所述套筒的轴向驱动所述驱动杆,所述驱动杆可使若干夹块向外膨胀,消除所述套筒与转向柱管子之间的间隙。这样,在与管子支撑座配合夹紧转向柱管子时,将若干夹块组成的套筒插入转向柱管子上端并压紧,然后通过外胀气缸带动驱动杆上下运动,使若干夹块向外膨胀,可消除定位间隙。具体实施时,参见图8,套管两端具有安装盘,一端的安装盘与气缸座固定连接,套筒一端收缩并形成环槽,环槽位于套管另一端的安装盘的一侧,环槽内增加锁紧件,将套筒定位于该端的安装盘上。   优选的,参见图9,所述止转装置还包括固设于所述安装底座上的调整块4232,所述止转块通过螺栓可拆卸固接于所述调整块一侧,所述调整块与所述止转块之间的距离可调节,所述止转块上设有用于探测转向柱管子的光电传感器A4233。这样,通过调整止转块与调整块之间的距离,比如增加垫片,可以方便尺寸调整。在止转块上设置光电传感器A,可以检测是否漏装零件,提高防错性能。所述推送机构包括安装支架B4331、横向设于所述安装支架B一侧的两导轨B4332、滑设于两个所述导轨B上的滑座B4333和推送气缸4334,所述推送气缸通过连接件4335固设于所述安装支架B该侧,所述推送气缸的动力输出轴固接于所述滑座B一侧,所述冲压件固定块安装于所述滑座B相对的另一侧,所述安装支架B该侧还设有止挡所述滑座B推进的止挡块4336。这样,通过推送气缸驱动滑座B沿横向滑动,可带动滑座B上安装的冲压件固定块及上下夹爪机构前后移动,使冲压件贴紧转向柱管子一侧。通过止挡块与滑座B的配合,可以将冲压件推送到指定位置,避免过于压紧。较佳的,止挡块与滑座B之间通过限位块进行刚性限位,保证到位精度。    优选的,所述上下夹爪机构包括上夹爪机构和下夹爪机构,所述上夹爪机构及所述下夹爪机构均包括夹爪4321、枢接块4322和夹爪气缸4323,所述枢接块固接于所述滑座B上,所述夹爪气缸安装于所述枢接块上,所述夹爪中部枢接于所述枢接块上,所述夹爪气缸的动力输出轴与所述夹爪的末端枢接。这样,通过夹爪气缸驱动夹爪可实现上下夹爪机构开合的功能,从而将将冲压件上下两端压紧到冲压件固定块上。    优选的,所述冲压件固定块朝向冲压件的一侧间隔设有至少两个定位销4311和至少两个定位面块4312,所述定位面块通过螺栓可拆卸固定于所述冲压件固定块上,冲压件能够套设于两个定位销上并与两个定位面块贴紧,所述定位面块与所述冲压件固定块之间的距离可调节。这样,冲压件固定块采用两个定位销的定位模式及定位面可调机构,可以调整不同冲压件的压紧程度。较佳的,所述冲压件固定块上设有用于探测冲压件的光电传感器B4313,可以检测是否漏装零件。    参见图10、图11和图12所示,所述安装底座上设有冲压件检测治具7,所述冲压件检测治具包括间隔固设于所述安装底座上的两个冲压件支撑座71,冲压件72两端定位架设于两个所述冲压件支撑座上,对应冲压件上的若干冲压小脚721,两个所述冲压件支撑座之间设有若干用于探测冲压小脚的光电传感器C73,所述光电传感器C底部通过一固定底座74固设于所述安装底座上,所述冲压件支撑座、所述光电传感器C、所述固定底座外罩设一防护罩75,该防护罩顶部具有供冲压件通过的窗口751;所述光电传感器C在没有探测到冲压小脚时,其开关信号控制一报警器发出警报。这样,通过将冲压件支撑定位于两个冲压件支撑座上,并通过光电传感器C对冲压件上的冲压小脚进行探测,在光电传感器C没有探测到冲压小脚时,通过光电传感器C的开关信号控制一报警器发出警报,能够快速检测冲压件是否漏冲小脚,防止有缺陷的冲压件流入焊接工序,满足转向柱激光自动化焊接的质量要求。冲压件支撑座、光电传感器C及防护罩固定于安装底座上,在进行激光焊接前先对冲压件进行检测,当漏冲冲压小脚时,光电传感器C控制报警器发出警报,激光焊接机器不焊接,形成一种集检测和焊接一体功能的汽车转向柱激光自动化焊接设备。   优选的,两个所述冲压件支撑座相对的一侧具有缺口711,所述缺口内形成有与冲压件卡接的凸柱712。这样,冲压件卡接到凸柱上,可以实现支撑定位的功能,以便光电传感器C对其是否有冲压小脚进行检测。   优选的,所述光电传感器C为反射式光电传感器C或对射式光电传感器C。这样,可以根据实际需要选择反射式光电传感器C或对射式光电传感器C,优选的,采用对射式光电传感器C。反射式光电传感器C或对射式光电传感器C也叫反射式光电开关或对射式光电开关,此为现有技术,其工作原理不再赘述。    优选的,所述固定底座呈L形,所述光电传感器C固接于所述固定底座的竖直部分上,所述固定底座的水平部分与外部设备固定连接。这样,可以将光电传感器C固定在固定底座的竖直部分上,固定底座的水平部分可以通过螺栓等安装到外部设备上,比如汽车转向柱激光焊接夹具的底座上。    优选的,冲压件呈U形,U形冲压件两侧壁上具有相对的冲压小脚,对应每个冲压小脚光电传感器C为对射式光电传感器C,冲压件架设于两个所述冲压件支撑座上时,冲压小脚落入对射式光电传感器C的发射器731和接收器732之间。    本发明汽车转向柱激光自动化焊接设备的动作过程如下:    首先,将转向柱管子放入管子支撑座上,同时将冲压件放入冲压件检测治具上进行漏冲小脚检测,将已经检测过的冲压件放入冲压件固定块上,然后,按动机器按钮,管子定位机构及冲压件夹紧推送机构的各个气缸动作,自动夹紧转向柱管子及冲压件,并将冲压件推送压紧到转向柱管子一侧,自动化完成转向柱管子与冲压件的对接压紧,保证零件组装精度,满足高品质、高效率的激光焊接要求。接着,启动驱动源驱动旋转盘旋转,将定位好的转向柱管子和冲压件的焊接夹具旋转至机罩内,激光焊接机器人动作,对转向柱管子和冲压件进行激光焊接,同时在分割板外的焊接夹具安装转向柱管子和冲压件,激光焊接完成后,驱动源再次驱动旋转盘旋转,将激光焊接后的转向柱管子和冲压件旋转至机罩外,拆卸下转向柱管子和冲压件,同时,将安装好的转向柱管子和冲压件的焊接夹具旋转至机罩内,如此往复工作。实现一边焊接一边拆装,从而提高劳动生产率,降低生产成本,减轻劳动强度,其中,分割板用于将机罩内外分离开,保证安全生产。因此,本发明激光焊接中应用自动化焊接夹具,具有以下优点:1)保证各个冲压零件之前组装精度;2)保证焊接产品质量;3)焊接夹具设计防错机构,可以确保漏装零件;4)提高劳动生产率,降低生产成本;5)减轻劳动强度,保证安全生产。    以上实施例是参照附图,对本发明的优选实施例进行详细说明。本领域的技术人员通过对上述实施例进行各种形式上的修改或变更,但不背离本发明的实质的情况下,都落在本发明的保护范围之内。  
不锈钢与铜材异种材料的机器人自动化焊接方法
大学仕 2019-11-08 13:32 1007浏览
申请号:CN201410620461.9 申请日: 2014-11-06 公开(公告)号:CN104439614A 公开(公告)日:2015-03-25 发明人:李波;全玉强;牛烨晨;徐建国;陈梁;邹翔 申请(专利权)人:上海电气电站设备有限公司 代理机构:上海申汇专利代理有限公司 代理人:翁若莹 申请人地址:上海市闵行区莘庄工业区金都路3669号3幢       1.一种不锈钢与铜材异种材料的机器人自动化焊接方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、感应加热铜接头(2),预热至350℃以上;步骤2、装夹铜接头(2)与不锈钢板(1)至固定夹具(6)中固定;步骤3、启动焊接机器人(3),其中:焊接机器人(3)与焊接电源(4)采用全数字接口连接,焊接电源(4)用于控制焊接机器人(3)的焊接参数;焊接机器人(3)行走速度则由程序数据控制;焊接机器人(3)上的焊枪轨迹则通过对焊接机器人(3)进行示校确定;步骤 4、沿示校位置起弧并按程序设定位置完成整条焊缝焊接,焊丝直径Φ1.2mm,送丝速度 7.5m/min,焊接速度 13.5m/min,焊接电流根据送丝速度、焊接曲线及微调参数自动匹配;步骤5、焊接完成后,焊接机器人(3)回归零位。 技术领域  本发明涉及一种不锈钢与铜材异种材料的机器人焊接方法,用于汽轮发电机结构件连接中需同时具备导电与结构支撑的部件,属于汽轮发电机技术领域。   背景技术  不锈钢与铜材焊接时,由于铜材与不锈钢材料熔点、导热系数、线膨胀系数和力学性能方面存在较大差异,焊接接头难以熔合,且对焊材及操作手法有特定要求。在人员技能稍有偏差的情况下,便容易导致焊接裂纹的产生。   发明内容  本发明要解决的技术问题是提供一种不锈钢与铜材焊接的自动化解决方案。    为了解决上述技术问题,本发明的技术方案是提供了一种不锈钢与铜材异种材料的机器人自动化焊接方法,其特征在于,包括以下步骤:    步骤 1、感应加热铜接头,预热至350℃以上;    步骤 2、装夹铜接头与不锈钢板至固定夹具中固定;    步骤 3、启动焊接机器人,其中:焊接机器人与焊接电源采用全数字接口连接,焊接电源用于控制焊接机器人的焊接参数;焊接机器人行走速度则由程序数据控制;焊接机器人上的焊枪轨迹则通过对焊接机器人进行示校确定;    步骤 4、沿示校位置起弧并按程序设定位置完成整条焊缝焊接,焊丝直径Φ1.2mm,送丝速度 7.5m/min,焊接速度 13.5m/min,焊接电流根据送丝速度、焊接曲线及微调参数自动匹配;    步骤 5、焊接完成后,焊接机器人回归零位。    本发明的优点是将不锈钢与铜材的焊接通过机器人熔化极气体保护焊方式实现,焊接过程全自动化,工艺重复性高及施焊效率高,焊接质量稳定。多种焊接材料的选择也给焊接方案的选择提供了极大裕度。   附图说明  图 1为不锈钢与铜材焊接部件示意图;    图 2为机器人焊接系统示意图;    图 3为本发明中固定夹具的主视图。   具体实施方式  为使本发明更明显易懂,兹以优选实施例并配合附图作详细说明如下。    本实施例针对尺寸为 115mm×73mm×66mm的 TU2铜接头 2及尺寸为77mm×33mm×5mm的0Cr18Ni9不锈钢板1,其焊接方法为:    如图1所示,为焊接不锈钢板1与铜接头2的三面角焊缝,首先将铜接头1中频感应预热至450℃。    结合图2及图3,然后将预热后的铜接头2装入固定夹具6,并将不锈钢板1垫入,旋紧压块7防止焊接过程因铜与不锈钢热膨胀系数不同引起的工件相对位置变化。    人工开启焊接机器人3电机电源,焊接机器人3在确认作业区安全信号正常后,开始启动各关节电机。按示校轨迹六轴联动至焊接机器人 3上的焊枪行至起弧点起弧,按既定轨迹继续焊枪行走,在轨迹中段不熄弧状态下进行焊枪姿态变换,继续完成后续焊缝焊接,焊丝直径Φ1.2mm,送丝速度 7.5m/min,焊接速度 13.5m/min,焊接电流根据送丝速度、焊接曲线及微调参数自动匹配。焊接完成后,机器人回归零位。焊接过程中焊枪行走速度由机器人3的程序数据控制,焊接参数由焊接电源4控制,机器人电源启动或关闭由控制柜5控制。    人工关闭机器人电机电源,将焊后接头从固定夹具中取出。
用于电磁流量计自动化焊接的工作站
大学仕 2019-11-08 13:23 997浏览
申请号:CN201721880537.7 申请日: 2017-12-28 公开(公告)号:CN207642529U 公开(公告)日:2018-07-24 发明人:赵贺;刘玲;黄田辉;张盛海;马鹏飞 申请(专利权)人:开封青天伟业流量仪表有限公司 代理机构:郑州大通专利商标代理有限公司 代理人:陈勇 申请人地址:河南省开封市黄龙工业园区王白路1号       1.一种用于电磁流量计自动化焊接的工作站,包括工业机器人,其特征在于,还包括控制系统、识别系统和冷却系统,所述工业机器人包括焊接机器人(1)和抓取机器人(2),所述焊接机器人(1)和抓取机器人(2)均安装在设置于车间地面的“L”形底座(14)上,焊接机器人(1)位于所述底座(14)的长边端头、抓取机器人(2)位于其短边端头;所述控制系统包括电源箱(10)、电气柜(8)、第一控制柜(11)和第二控制柜(12),所述电源箱(10)、第一控制柜(11)和第二控制柜(12)均与底座(14)的长边同侧,电气柜(8)位于底座(14)长边的相对侧,第一控制柜(11)和第二控制柜(12)均接出电源线并依次接入电源箱(10),电气柜(8)上方布设有框架(3);所述识别系统包括工业相机识别装置(4)和红外传感器识别装置(5),所述工业相机识别装置(4)和红外传感器识别装置(5)呈“L”形平行布设在所述框架(3)顶部,工业相机识别装置(4)靠近抓取机器人(2)侧放置,红外传感器识别装置(5)靠近焊接机器人(1)侧放置,工业相机识别装置(4)和红外传感器识别装置(5)分别与电气柜(8)电连接;所述冷却系统包括冷却水箱(13)和冷却水回收池(9),所述冷却水回收池(9)位于电气柜(8)和焊接机器人(1)之间,所述冷却水箱(13)位于第二控制柜(12)的一侧,冷却水箱(13)上布设输水管,所述输水管依次经焊接机器人(1)和抓取机器人(2)连接至冷却水回收池(9);电气柜(8)和抓取机器人(2)之间布设有可放置多个电磁流量计(6)的托盘(7)。   2.根据权利要求1所述的一种用于电磁流量计自动化焊接的工作站,其特征在于,所述第一控制柜(11)通过网络总线连接焊接机器人(1)的PLC控制电路,第二控制柜(12)通过网络总线连接抓取机器人(2)的PLC控制电路。   3.根据权利要求1所述的一种用于电磁流量计自动化焊接的工作站,其特征在于,所述工业机器人、识别系统、冷却系统和控制系统的外围处布设有防护栏(15),所述防护栏(15)的底部固定至地面。   4.根据权利要求3所述的一种用于电磁流量计自动化焊接的工作站,其特征在于,所述防护栏(15)和工业机器人、识别系统、冷却系统、控制系统之间布设有安全通道。 技术领域  本实用新型涉及焊接加工技术领域,具体涉及一种用于电磁流量计自动化焊接的工作站。   背景技术  目前,电磁流量计广泛应用于石油、化工、钢铁、食品、电力、造纸、冶金、给排水、石化、医药等行业,用于生产过程中的流量测量和控制。现有技术中,电磁流量计口径范围为DN3-DN3000,在传统的加工过程中牵涉到大量的人工焊接:一方面,人工焊接一致性差,且需要占用大量工时搬运,容易发生工伤事故;另一方面,焊接口径较大的电磁流量计时,往往需要先对其进行吊装再进入焊接工序,操作较为繁琐,需要大量的人工投入,生产效率低。   实用新型内容  本实用新型的目的是提供一种用于电磁流量计自动化焊接的工作站,从而借助工业机器人对电磁流量计进行高精度焊接,有效规避了传统人工焊接带来的焊接一致性差、容易发生工伤事故等危害。    为了实现上述目的,本实用新型的技术方案是:    一种用于电磁流量计自动化焊接的工作站,包括工业机器人,还包括控制系统、识别系统和冷却系统,所述工业机器人包括焊接机器人和抓取机器人,所述焊接机器人和抓取机器人均安装在设置于车间地面的“L”形底座上,焊接机器人位于所述底座的长边端头、抓取机器人位于其短边端头;所述控制系统包括电源箱、电气柜、第一控制柜和第二控制柜,所述电源箱、第一控制柜和第二控制柜均与底座的长边同侧,电气柜位于底座长边的相对侧,第一控制柜和第二控制柜均接出电源线并依次接入电源箱,电气柜上方布设有框架;所述识别系统包括工业相机识别装置和红外传感器识别装置,所述工业相机识别装置和红外传感器识别装置呈“L”形平行布设在所述框架顶部,工业相机识别装置靠近抓取机器人侧放置,红外传感器识别装置靠近焊接机器人侧放置,工业相机识别装置和红外传感器识别装置分别与电气柜电连接;所述冷却系统包括冷却水箱和冷却水回收池,所述冷却水回收池位于电气柜和焊接机器人之间,所述冷却水箱位于第二控制柜的一侧,冷却水箱上布设输水管,所述输水管依次经焊接机器人和抓取机器人连接至冷却水回收池;电气柜和抓取机器人之间布设有可放置多个电磁流量计的托盘。    进一步地,所述第一控制柜通过网络总线连接焊接机器人的PLC控制电路,第二控制柜通过网络总线连接抓取机器人的PLC控制电路。    进一步地,所述工业机器人、识别系统、冷却系统和控制系统的外围处布设有防护栏,所述防护栏的底部固定至地面。    进一步地,所述防护栏和工业机器人、识别系统、冷却系统、控制系统之间布设有安全通道。    本实用新型的有益效果为:    1、本实用新型中布设有焊接机器人和抓取机器人,可达到高精度的焊接,节省了人力,提高了生产效率,同时也增加了焊接的精确度;    2、本实用新型中冷却水箱上输水管依次经焊接机器人和抓取机器人连接至冷却水回收池,输水管中流动的冷却水将焊接过程中高温产生的热量通过热交换带走从而对工作站进行冷却:一方面,保护了焊接机器人和抓取机器人内部的灵敏元件免受高温伤害;另一方面,电磁流量计内部的线圈和电极等不会因为焊接高温导致损坏;    3、本实用新型中防护栏和工业机器人、识别系统、冷却系统、控制系统之间布设有安全通道,不但方便人员进入工作站对各个部件进行常规的保养或检修,同时还方便叉车的通行,缩短了叉车运走托盘和更换新托盘的时间,提高了工作效率。   附图说明  图1是本实用新型一种用于电磁流量计自动化焊接的工作站的空间布局示意图。    图2是本实用新型一种用于电磁流量计自动化焊接的工作站中各部件的俯视结构示意图。    图3是本实用新型一种用于电磁流量计自动化焊接的工作站中图2的正视结构示意图。    图4是本实用新型一种用于电磁流量计自动化焊接的工作站中图2的左视结构示意图。    附图中标号为:1是焊接机器人,2是抓取机器人,3是框架,4是工业相机识别装置,5是红外传感器识别装置,6是电磁流量计,7是托盘,8是电气柜,9是冷却水回收池,10是电源箱,11是第一控制柜,12是第二控制柜,13是冷却水箱,14是底座,15是防护栏。   具体实施方式  下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明:    如图1~图4所示,一种用于电磁流量计自动化焊接的工作站,包括工业机器人,还包括控制系统、识别系统和冷却系统,所述工业机器人包括焊接机器人1和抓取机器人2,所述焊接机器人1和抓取机器人2均安装在设置于车间地面的“L”形底座14上,焊接机器人1位于所述底座14的长边端头、抓取机器人2位于其短边端头;所述控制系统包括电源箱10、电气柜8、第一控制柜11和第二控制柜12,所述电源箱10、第一控制柜11和第二控制柜12均与底座14的长边同侧,电气柜8位于底座14长边的相对侧,第一控制柜11和第二控制柜12均接出电源线并依次接入电源箱10,第一控制柜11通过网络总线连接焊接机器人1的PLC控制电路,第二控制柜12通过网络总线连接抓取机器人2的PLC控制电路,电气柜8上方布设有框架3;所述识别系统包括工业相机识别装置4和红外传感器识别装置5,所述工业相机识别装置4和红外传感器识别装置5呈“L”形平行布设在所述框架3顶部,工业相机识别装置4靠近抓取机器人2侧放置,红外传感器识别装置5靠近焊接机器人1侧放置,工业相机识别装置4和红外传感器识别装置5分别与电气柜8电连接;所述冷却系统包括冷却水箱13和冷却水回收池9,所述冷却水回收池9位于电气柜8和焊接机器人1之间,所述冷却水箱13位于第二控制柜12的一侧,冷却水箱13上布设输水管,所述输水管依次经焊接机器人1和抓取机器人2连接至冷却水回收池9;电气柜8和抓取机器人2之间布设有可放置多个电磁流量计6的托盘7;工业机器人、识别系统、冷却系统和控制系统的外围处布设有防护栏15,所述防护栏15的底部固定至地面, 防护栏15和工业机器人、识别系统、冷却系统、控制系统之间布设有安全通道。    作为一种可实施方式,本实施例中,工业相机识别装置4为工业相机,红外传感器识别装置5为红外线传感器,启动工作站对电磁流量计6进行焊接时,首先,将多个待焊接的电磁流量计6整齐摆放至托盘7上,然后启动电源箱10,第一控制柜11、第二控制柜12和电气柜8开始作业:一方面,抓取机器人2通过工业相机可精确识别电磁流量计6的位置并快速到达,同时夹紧识别到的电磁流量计6向焊接机器人1运动;另一方面,红外线传感器识别到待焊接的电磁流量计6后,记录零点位置并启动焊接机器人1,焊接机器人1配合抓取机器人2精准焊接电磁流量计6的相应位置,完成一次焊接后,抓取机器人2再将已完成焊接的电磁流量计6放回托盘7,进行下一个电磁流量计6的抓取;待托盘7上的电磁流量计6焊接完毕,人员进入安全通道后使用叉车运走托盘7并更换放满待焊电磁流量计6的新托盘7即可。    以上所述之实施例,只是本实用新型的较佳实施例而已,并非限制本实用新型的实施范围,故凡依本实用新型专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰,均应包括于本实用新型申请专利范围内。
减震器自动化焊接装置及减震器
大学仕 2019-11-07 13:03 432浏览
申请号:CN201720390390.7 申请日: 2017-04-14 公开(公告)号:CN206632526U 公开(公告)日:2017-11-14 发明人:潘晓铭;张健;陈志斌;李浩楠;刘文文;曹宇;朱德华 申请(专利权)人:温州大学 代理机构:北京超凡志成知识产权代理事务所(普通合伙) 代理人:赵志远 申请人地址:浙江省温州市高教园区(瓯海区茶山镇)     1.一种减震器自动化焊接装置,用于加工汽车的减震器,所述减震器包括储油筒、外套于所述储油筒的弹簧限位套以及外套于所述储油筒的定位套,其特征在于,包括:工作台、减震器储油筒切割组件、机械手移料组件、焊接机器人和焊接夹具组件;所述减震器储油筒切割组件、所述机械手移料组件、所述焊接机器人以及所述焊接夹具组件均设置于所述工作台上,所述减震器储油筒切割组件、所述机械手移料组件以及所述焊接夹具组件沿同一方向上依次分布;所述减震器储油筒切割组件用于固定及切割储油筒毛坯得到所述储油筒,所述机械手移料组件用于将所述储油筒移动至所述焊接机器人所对应的焊接工位,所述焊接夹具组件用于将所述定位套、所述储油筒以及所述弹簧限位套固定,且当所述储油筒被移动至所述焊接工位时,所述储油筒穿过所述弹簧限位套;所述焊接机器人上设置有复合焊接组件,所述复合焊接组件包括激光焊接头和电弧焊接头,所述激光焊接头和所述电弧焊接头共同用于对套设于所述储油筒的弹簧限位套以及套设于所述储油筒的定位套进行焊接。   2.根据权利要求1所述的减震器自动化焊接装置,其特征在于,所述减震器储油筒切割组件包括两个固定机构、限位块和切割机,两个所述固定机构和所述限位块沿同一直线方向依次分布,所述切割机设置于两个所述固定机构之间;所述固定机构包括第一固定架、V形板、第一气缸和第一压紧块,所述V形板和所述第一气缸均设置于所述第一固定架上,所述第一压紧块与所述第一气缸连接,所述V形板用于对所述储油筒毛坯进行限位,所述第一压紧块可在所述第一气缸的驱动下升降以将置于所述V形板上的所述储油筒毛坯压紧固定,所述限位块上设置有与所述储油筒毛坯曲面配合的弧形面。   3.根据权利要求1所述的减震器自动化焊接装置,其特征在于,所述机械手移料组件包括第一导轨、第一滑块、第一电机、第二导轨、第二滑块、第二电机、连接板和气动夹具;所述第一导轨水平设置,所述第一滑块滑动设置于所述第一导轨上,所述第一电机与所述第一滑块带传动连接;所述第二导轨与所述第一滑块连接且竖直设置,所述第二滑块滑动设置于所述第二导轨上,所述第二电机与所述第二滑块带传动连接;所述连接板与所述第二滑块连接,所述气动夹具设置于所述连接板上,所述气动夹具包括第二气缸和由所述第二气缸驱动的气动手指。   4.根据权利要求1所述的减震器自动化焊接装置,其特征在于,所述焊接机器人包括机器人主体和所述复合焊接组件,所述复合焊接组件包括复合焊安装板、螺纹套筒、第三电机、焊接头固定板、所述激光焊接头以及所述电弧焊接头;所述螺纹套筒分别与所述机器人主体及所述复合焊安装板连接,所述第三电机与所述激光焊接头均安装于所述复合焊安装板上,所述电弧焊接头安装于所述焊接头固定板上,所述第三电机的驱动轴贯穿所述复合焊安装板与所述焊接头固定板连接。   5.根据权利要求1所述的减震器自动化焊接装置,其特征在于,所述焊接夹具组件包括第二固定架、由电机驱动的卡盘和凹槽定位块,所述第二固定架的两侧分别设置有第三气缸和所述第三气缸驱动的第二压紧块,所述第二固定架、所述凹槽定位块以及所述卡盘沿同一方向上依次分布,所述第二压紧块可在所述第三气缸的驱动下运动以将外套于所述储油筒的所述定位套固定,所述凹槽定位块上设置有与所述弹簧限位套配合的凹槽。   6.根据权利要求1所述的减震器自动化焊接装置,其特征在于,还包括上料机器人,所述上料机器人设置于所述工作台上,所述上料机器人用于抓取所述弹簧限位套和所述定位套。   7.根据权利要求6所述的减震器自动化焊接装置,其特征在于,还包括第一振动送料盘,所述第一振动送料盘临近所述上料机器人设置,所述第一振动送料盘用于输送所述弹簧限位套。   8.根据权利要求6所述的减震器自动化焊接装置,其特征在于,还包括第二振动送料盘,所述第二振动送料盘临近所述上料机器人设置,所述第二振动送料盘用于输送所述定位套。   9.一种减震器,其特征在于,所述减震器由权利要求1-8任一所述的减震器自动化焊接装置加工而成,所述减震器包括:储油筒、弹簧限位套和定位套;所述弹簧限位套和所述定位套均外套于所述储油筒。   10.根据权利要求9所述的减震器,其特征在于,所述弹簧限位套与所述储油筒在激光焊接和电弧焊接的共同作用下焊接在一起,所述定位套与所述储油筒在激光焊接和电弧焊接的共同作用下焊接在一起。 技术领域  本实用新型涉及激光加工技术领域,具体而言,涉及一种减震器自动化焊接装置及减震器。   背景技术  目前,在汽车减震器的焊接设备方面,国内的一些主要汽车零部件生产厂家所使用的设备大都停留在上世纪八、九十年代的水平,减震器焊接设备的结构简单、性能单一、设备完全靠人工控制、尺寸精度低、控制系统落后、自动化程度低下,且当所要施焊的减震器规格尺寸变化时,需人工更换夹具,难以满足焊接装配过程中的精度要求,生产效率低下,一次性焊接合格率低。   实用新型内容  本实用新型的目的在于提供一种减震器自动化焊接装置及减震器,以满足当前汽车工业的快速发展对减震器的生产效率和质量的要求。    第一方面,本实用新型实施例提供了一种减震器自动化焊接装置,用于加工汽车的减震器,所述减震器包括储油筒、外套于所述储油筒的弹簧限位套以及外套于所述储油筒的定位套,减震器自动化焊接装置包括:工作台、减震器储油筒切割组件、机械手移料组件、焊接机器人和焊接夹具组件;    所述减震器储油筒切割组件、所述机械手移料组件、所述焊接机器人以及所述焊接夹具组件均设置于所述工作台上,所述减震器储油筒切割组件、所述机械手移料组件以及所述焊接夹具组件沿同一方向上依次分布;    所述减震器储油筒切割组件用于固定及切割储油筒毛坯得到所述储油筒,所述机械手移料组件用于将所述储油筒移动至所述焊接机器人所对应的焊接工位,所述焊接夹具组件用于将所述定位套、所述储油筒以及所述弹簧限位套固定,且当所述储油筒被移动至所述焊接工位时,所述储油筒穿过所述弹簧限位套;    所述焊接机器人上设置有复合焊接组件,所述复合焊接组件包括激光焊接头和电弧焊接头,所述激光焊接头和所述电弧焊接头共同用于对套设于所述储油筒的弹簧限位套以及套设于所述储油筒的定位套进行焊接。    第二方面,本实用新型实施例提供了一种减震器,所述减震器包括:储油筒、弹簧限位套和定位套;    所述弹簧限位套和所述定位套均外套于所述储油筒。    对于现有技术,本实用新型提供的减震器自动化焊接装置具有如下的有益效果:   本实用新型提供的减震器自动化焊接装置可适用于不同尺寸规格、不同壁厚减震器的焊接,可实现减震器的自动化焊接,满足焊接装配过程中的精度要求,大大提高焊接的效率及质量。    对于现有技术,本实用新型提供的减震器具有如下的有益效果:    本实用新型提供的减震器焊接质量好。    为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。   附图说明  为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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相关的附图。    图1为本实用新型第一实施例提供的减震器自动化焊接装置的结构示意图。    图2为图1中工作台的结构示意图。    图3为图1中减震器储油筒切割组件的结构示意图。    图4为图1中机械手移料组件的结构示意图。    图5为图1中焊接机器人的结构示意图。    图6为图5中复合焊接组件的结构示意图。    图7为图1中焊接夹具组件的结构示意图。    图8为本实用新型第二实施例提供的减震器结构示意图。    图标:10-工作台;110-金属型材架;120-安装面板;130-行走轮;20-减震器储油筒切割组件;210-固定机构;211-第一固定架;212-V形板;213-第一气缸;214-第一压紧块;220-限位块;230-切割机;30-机械手移料组件;310-第一导轨;320-第一滑块;330-第一电机;340-第二导轨;350-第二滑块;360-第二电机;370-连接板;380-气动夹具;381-第二气缸381;382-气动手指;40-焊接机器人;410-机器人主体;420-复合焊接组件;421-复合焊安装板;422-螺纹套筒;423-第三电机;424-焊接头固定板;425-激光焊接头;426-电弧焊接头;427-弧形固定架;50-上料机器人;60-焊接夹具组件;610-第二固定架;620-卡盘;630-第三气缸;640-第二压紧块;650-凹槽定位块;70-第一振动送料盘;80-第二振动送料盘;1001-储油筒;1002-弹簧限位套;1003-定位套。   具体实施方式  为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。    因此,以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围,而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。    应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。    在本实用新型的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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,或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,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实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。    此外,术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂,而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平,并不是表示该结构一定要完全水平,而是可以稍微倾斜。    在本实用新型的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。    第一实施例  请参阅图1、图5和图6,本实用新型实施例提供了一种减震器自动化焊接装置,用于加工汽车的减震器,减震器包括储油筒、弹簧限位套和定位套,弹簧限位套和定位套均外套与储油筒。所述减震器自动化焊接装置包括有工作台10、减震器储油筒切割组件20、机械手移料组件30、焊接机器人40、上料机器人50、焊接夹具组件60、第一振动送料盘70和第二振动送料盘80。    其中,减震器储油筒切割组件20、机械手移料组件30、焊接机器人40、上料机器人50以及焊接夹具组件60均设置于工作台10上,减震器储油筒切割组件20、机械手移料组件30以及焊接夹具组件60沿同一方向上依次分布。    减震器储油筒切割组件20用于固定及切割储油筒毛坯得到储油筒,机械手移料组件30用于将储油筒移动至焊接机器人40所对应的焊接工位,上料机器人50用于抓取所述弹簧限位套和所述定位套,焊接夹具组件60用于将定位套、储油筒和弹簧限位套固定,且当储油筒被移动至该焊接工位时,储油筒刚好穿过弹簧限位套。    焊接机器人40上设置有复合焊接组件420,复合焊接组件420包括激光焊接头425和电弧焊接头426,激光焊接头425和电弧焊接头426共同用于对套设于储油筒的弹簧限位套以及套设于储油筒的定位套进行焊接。    第一振动送料盘70临近上料机器人50设置,用于输送弹簧限位套以便被上料机器人50抓取,第二振动送料盘80临近上料机器人50设置,用于输送定位套以便被上料机器人50抓取。    具体的,请参阅图2,工作台10包括有金属型材架110和设置于金属型材架110上的安装面板120。金属型材架110底部均匀设置行走轮130以便移动工作台10。本实用新型实施例中,金属型材架110和安装面板120优选采用铝合金或不锈钢等金属。    请参阅图3,所述减震器储油筒切割组件20包括有两个固定机构210、限位块220和切割机230。其中,两个固定机构210和限位块220沿同一直线方向依次分布,而切割机230则位于两个固定机构210之间用于切割储油筒毛坯,限位块220上设置有与储油筒毛坯曲面配合的弧形面。    每个固定机构210均包括有第一固定架211、V形板212、第一气缸213和第一压紧块214。第一固定架211安装固定于工作台10行,V形板212安装于第一固定架211上,V形板212的弯折部分可对储油筒毛坯进行限位。每个固定机构210均包括两个第一气缸213,V形板212的两个倾斜面上均设置有通孔,第一压紧块214的两端穿过该V形板212的斜面上对应的通孔分别与两个第一气缸213连接,如此第一压紧块214可在两个第一气缸213的作用下上升或下降,当第一压紧块214在对应的两个第一气缸213的作用下下降一定距离并与储油筒毛坯抵持时,在第一压紧块214和V形板212的共同作用下将储油筒毛坯压紧固定,最终在两个固定机构210和限位块220的共同作用下使得储油筒毛坯被牢固的固定住。此时,即可通过切割机230对储油筒毛坯进行切割得到得到既定长度的储油筒。    本实用新型实施例中,第一气缸213可直接安装于工作台10上也可安装于第一固定架211上,本施例中不做具体限定。    请参阅图4,所述机械手移料组件30包括有第一导轨310、第一滑块320、第一电机330、第二导轨340、第二滑块350、第二电机360、连接板370和气动夹具380。    第一导轨310水平设置,第一滑块320上设置有与第一导轨310配合的滑槽,第一电机330设置于第一导轨310的一端,第一电机330的驱动轴上设置有第一主动轮,第一导轨310的另一端设置有第一从动轮,第一主动轮与第一从动轮通过传送带连接,且传送带与第一滑块320连接,如此实现第一滑块320与第一电机330带传动连接,在第一电机330的驱动下,第一滑块320可沿着第一导轨310水平滑动。    第二导轨340与第一滑块320连接且竖直设置,第二导轨340与第一滑块320的连接处设置加强筋以使第二导轨340与第一滑块320连接牢固,第二滑块350上设置有与第二导轨340配合的滑槽,第二电机360设置于第二导轨340的一端,第二电机360的驱动轴上设置有第二主动轮,第二导轨340的另一端设置有第二从动轮,第二主动轮与第二从动轮通过传送带连接,且该传送带与第二滑块350连接,如此实现第二滑块350与第二电机360带传动连接,在第二电机360的驱动下,第二滑块350可沿着第二导轨340在竖直方向滑动。    连接板370与第二滑块350连接,气动夹具380则设置在该连接板370上,气动夹具380包括第二气缸381和由第二气缸381驱动的气动手指382,本实用新型实施例中,连接板370呈“T”字形,气动夹具380的数量为两个,两个气动夹具380设置在呈“T”字形的连接板370的两端,以便能将切割好的储油筒平稳的夹取。通过采用上述的设置,机械手移料组件30可实现对储油筒的夹取及水平和竖直方向的移动。    请参阅图5和图6,焊接机器人40包括有机器人主体410和与机器人主体410连的复合焊接组件420。所述复合焊接组件420包括复合焊安装板421、螺纹套筒422、第三电机423、焊接头固定板424、激光焊接头425以及电弧焊接头426。    螺纹套筒422分别与机器人主体410及复合焊安装板421连接,第三电机423与激光焊接头425均安装与该复合焊安装板421上,电弧焊接头426通过一弧形固定架427和连接螺栓安装固定于焊接头固定板424上,第三电机423的驱动轴则贯穿该复合焊安装板421与焊接头固定板424连接,如此可通过第三电机423调节电弧焊接头426的角度。    请参阅图1,第一振动送料盘70及第二振动送料盘80靠近上料机器人50设置,第一振动送料盘70用于输送弹簧限位套以便被上料机器人50抓取,第二振动送料盘80用于输送定位套以便被上料机器人50抓取。上料机器人50设置于所述工作台10上,上料机器人50设置有用于抓取和移动弹簧限位套和定位套的机械臂。    请结合参阅图1和图7,焊接夹具组件60包括第二固定架610、由电机驱动的卡盘620和凹槽定位块650。第二固定架610的两侧分别设置有一第三气缸630和第三气缸630驱动的第二压紧块640,第二固定架610、凹槽定位块650以及卡盘620沿同一方向上依次分布,两个第三气缸630沿垂直该方向设置,如此第二压紧块640可在第三气缸630驱动下沿垂直该方向运动。同时,凹槽定位块650上设置有与弹簧限位套配合的凹槽用于放置弹簧限位套。    本实用新型实施例中,所述卡盘620可以采用,但不限于三爪卡盘或四爪卡盘。在其他一些实施例中,所述卡盘620还可以采用其他的具有夹持功能的结构代替。    在使用减震器自动化焊接装置加工汽车的减震器时,先人工将储油筒毛坯的放置与减震器储油筒切割组件20上。启动设备,减震器储油筒切割组件20的两个固定机构210将储油筒毛坯压紧,人工利用切割机230将储油筒毛坯进行切割,得到既定长度的储油筒。    同时,上料机器人50的机械臂先抓取弹簧限位套并按照预定程序将弹簧限位套放置于凹槽定位块650上,放置于凹槽定位块650上的弹簧限位套被凹槽定位块650限位固定。然后由机械手移料组件30将已经切割好的储油筒移动至焊接夹具组件60远离弹簧限位套的一侧,并保持与焊接夹具组件60的中心孔同轴心,然后在机械手移料组件30的驱动下将储油筒穿过弹簧限位套,储油筒穿过弹簧限位套的一端被卡盘620夹紧,此时机械手移料组件30松开储油筒并复位。    接着,启动焊接机器人40上的复合焊接组件420,按照预先设定好的焊接方式对弹簧限位套与储油筒外壁交界面进行焊接,分别对弹簧限位套与储油筒外壁交界面两侧沿圆周方向进行均匀点焊将两者位置固定,之后电机驱动的卡盘620匀速转动,从而带动储油筒与弹簧限位套匀速转动。与此同时,复合焊接组件420位置固定并与储油筒中心轴线成一夹角对弹簧限位套与储油筒交界面两侧沿圆周方向进行复合焊接。    定位套包括与储油筒曲面配合的弧面以及弧面两端延伸出的延伸端。对弹簧限位套与储油筒外壁交界面焊接完毕后,由上料机器人50的机械臂抓取定位套并按照预定程序将其放置在储油筒远离卡盘620的一端并与储油筒同轴配合,并使得定位套的两个延伸端朝上,第二固定架610的两侧的第三气缸630驱动对应的第二压紧块640将定位套的延伸端压紧。然后由复合焊接组件420按照先设定好的焊接方式对定位套与储油筒外壁交界面进行焊接,分别对定位套与储油筒外壁交界面两侧沿圆周方向进行均匀点焊将两者位置固定,第二固定架610两侧的第三气缸630驱动对应的第二压紧块640复位。之后电机驱动的卡盘620匀速转动,从而带动储油筒与定位套匀速转动。与此同时,复合焊接组件420位置固定并与储油筒中心轴线成一夹角对储油筒与定位套的交界面进行复合焊接。    复合焊接组件420包括激光焊接头425和电弧焊接头426,在焊接时共同作用于待焊工件的同一位置,实现材料的连接,利用激光与电弧两种物理性质、能量特性截然不同的热源相互作用、相互加强,使得其焊接特性,如激光小孔稳定性、电弧弧柱温度和强度、熔池流动等改善并形成一种高效复合热源,可克服单独每一种焊接方式自身的不足,进而产生良好的复合效应,最终使得焊接效率和焊缝质量全面提高。在实际焊接中,当激光功率小于500W时,热源显示为电弧的特性,激光功率能量比较小,激光主要起稳定和压缩电弧、提高电弧能量利用率的作用,主要用于中小尺寸规格或减震器壁较薄的焊接,即低激光能量加电弧复合焊接工艺。当激光能量达到千瓦级时,热源兼有激光和电弧的特性,能够充分利用二者的优点,主要用于大尺寸规格或减震器壁较厚的焊接,即高激光能量加电弧复合焊接工艺。    综上,本实用新型实施例提供的减震器自动化焊接装置可适用于不同尺寸规格、不同壁厚减震器的焊接,焊接质量、性能优越。同时,采用根据减震器的结构特点,分别设置了减震器储油筒切割组件20、机械手移料组件30以及焊接夹具组件60,可实现减震器焊接主要过程的自动化控制。另外,通过设置与焊接夹具组件60配合进行复合焊接的焊接机器人40,根据工件结构特性及复合焊接工艺要求,先通过点焊进行零部件的固定,再利用焊接夹具组件60中的卡盘620及焊接机器人40上的复合焊接组件对零部件进行圆周封焊,大大提高了焊接的效率和焊接质量。    第二实施例  请参阅图8,本实施例提供了一种减震器,所述减震器由上述第一实施例所提供的减震器自动化焊接装置焊接而成,所述减震器包括储油筒1001、弹簧限位套1002和定位套1003,弹簧限位套1002和定位套1003均外套于所述储油筒1001。    其中,所述弹簧限位套1002与所述储油筒1001在激光焊接和电弧焊接的共同作用下焊接在一起,所述定位套1003与所述储油筒1001在激光焊接和电弧焊接的共同作用下焊接在一起。    综上,本实用新型实施例提供的减震器采用激光焊接和电弧焊接的共同焊接的方式,大大提高了减震器的焊接质量。    以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。    以上所述,仅为本实用新型的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此,本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
具有多工位转盘的自动化焊接装置及焊接方法
大学仕 2019-11-04 14:49 877浏览
申请号:CN201910546844.9 申请日: 2019-06-24 公开(公告)号:CN110142527A 公开(公告)日:2019-08-20 发明人:杨永泽;吴建亭;彭海文;陶通涓;柳明正;唐严清;钟明峰;刘波;游淇杰 申请(专利权)人:广东网纳智能装备有限公司 代理机构:广州知顺知识产权代理事务所(普通合伙) 代理人:彭志坚 申请人地址:广东省东莞市松山湖工业北路中小科技企业创业园12栋2楼   1.一种具有多工位转盘的自动化焊接装置,其特征在于,包括底座(1)、驱动装置(2)、转盘(3)及多个工件定位装置(4),驱动装置(2)固定于底座(1)上,转盘(3)固定于驱动装置(2)的输出轴上,驱动装置(2)驱动转盘(3)间歇转动,多个工件定位装置(4)呈环形阵列固定于转盘(3)上,沿转盘(3)转动方向依次设置有与每一工件定位装置(4)对应的上料工位、焊接工位及下料工位,上料工位设置有上料机械手对上料工位处的工件定位装置(4)传送工件,焊接工位设置有焊接机器人对工件进行焊接,下料工位设置有下料机械手,用于取下焊接好的工件,转盘(3)带动多个工件定位装置(4)转动预定角度后停止预定时间,以供循环上料、焊接和下料,工件定位装置(4)包括支撑座(41)、多个定位座(42)及回转夹紧气缸(43),多个定位座(42)固定于支撑座(41)的外侧斜面上,每两个定位座(42)共用一个回转夹紧气缸(43),回转夹紧气缸(43)固定于支撑座(41)的内侧斜面上,回转夹紧气缸(43)的输出轴穿过支撑座(41)的斜面板,回转夹紧气缸(43)的输出轴上固定有夹紧杆(44),夹紧杆(44)的两端设有夹紧槽,回转夹紧气缸(43)的输出轴能带动夹紧杆(44)旋转90度并沿轴向伸缩,以供夹紧或松开定位座(42)上的工件。   2.根据权利要求1所述的具有多工位转盘的自动化焊接装置,其特征在于,所述定位座(42)包括上定位座(421)、下定位座(422)及支撑块(423)及磁铁(424),上定位座(421)上设有两个平行的定位槽(425),定位槽(425)内设有电磁铁,下定位座(422)位于上定位座(421)的下方,下定位座(422)上具有底板,支撑块(423)固定于上定位座(421)上位于两个定位槽(425)之间,磁铁(424)固定于支撑块(423)上。   3.根据权利要求1所述的具有多工位转盘的自动化焊接装置,其特征在于,所述上料工位及焊接工位之间设置有校正工位,校正工位处设置有下压校正装置(5),下压校正装置(5)包括固定于底座(1)上的支架(51),安装于支架(51)上的多个下压气缸(52),及安装于每一下压气缸(52)伸缩端的校正治具(53),校正治具(53)底端设有校正槽。   4.根据权利要求1所述的具有多工位转盘的自动化焊接装置,其特征在于,所述下料工位的下一工位为清理工位,清理工位处设置有喷气装置,喷气装置包括固定于底座(1)上的支座(61),以及安装于支座(61)上的多个喷气头,喷气头通过气管与供气装置连接。   5.根据权利要求1所述的具有多工位转盘的自动化焊接装置,其特征在于,所述焊接工位及下料工位之间设置有检测工位,在检测工位处设置视觉检测系统,用以检测产品的外形,焊接焊点的位置及大小。   6.根据权利要求1所述的具有多工位转盘的自动化焊接装置,其特征在于,所述转盘(3)上的工件定位装置(4)设置有六个,上料工位与焊接工位之间设置有校正工位,焊接工位与下料工位之间设置有检测工位,下料工位的下一工位设置为清理工位,以循环进行上料、校正、焊接、检测、下料及清理。   7.根据权利要求1所述的具有多工位转盘的自动化焊接装置,其特征在于,所述驱动装置(2)包括间歇分割器(21)及电机(22),间歇分割器(21)固定于底座(1)顶面,电机(22)安装于底座(1)顶面下方,电机(22)的输出轴与间歇分割器(21)的输入轴固接,间歇分割器(21)的输出轴与转盘(3)中心固接。   8.根据权利要求7所述的具有多工位转盘的自动化焊接装置,其特征在于,所述间歇分割器(21)的输出轴为空心轴,空心轴的顶端安装有多通路气动旋转接头(7)。   9.一种如权利要求1所述的具有多工位转盘的自动化焊接装置的焊接方法,其特征在于,包括如下步骤:转盘(3)带动工件定位装置(4)转动预定角度并在每一工位处停止预定时间,当工件定位装置(4)转动至上料工位停止时,上料机械手将待焊接的工件置于定位座(42)上定位,回转夹紧气缸(43)带动夹紧杆(44)伸出并旋转90度后缩回夹紧定位座(42)上的工件,当设有工件的工件定位装置(4)转动至焊接工位停止时,焊接机器人对工件进行焊接,当设有工件的工件定位装置(4)转动至下料工位停止时,回转夹紧气缸(43)带动夹紧杆(44)伸出脱离工件,并旋转90度后缩回,夹紧杆(44)处于两个定位座(42)之间,下料机械手取下焊接好的工件,循环进行上述步骤,以进行多次上料、焊接及下料。   10.一种如权利要求6所述的具有多工位转盘的自动化焊接装置的焊接方法,其特征在于,包括如下步骤:转盘(3)带动工件定位装置(4)转动预定角度并在每一工位处停止预定时间,当工件定位装置(4)转动至上料工位停止时,上料机械手将待焊接的工件置于定位座(42)上定位,回转夹紧气缸(43)带动夹紧杆(44)伸出并旋转90度后缩回夹紧定位座(42)上的工件,当设有工件的工件定位装置(4)转动至校正工位停止时,校正工位的下压校正装置(5)对工件进行校正,当设有工件的工件定位装置(4)转动至焊接工位停止时,焊接机器人对工件进行焊接,当设有工件的工件定位装置(4)转动至检测工位停止时,检测工位的视觉检测系统对工件进行检测,当设有工件的工件定位装置(4)转动至下料工位停止时,回转夹紧气缸(43)带动夹紧杆(44)伸出脱离工件,并旋转90度后缩回,夹紧杆(44)处于两个定位座(42)之间,下料机械手取下焊接好的工件,当工件定位装置(4)转动至清理工位停止时,清理工位的喷气装置对工件定位装置(4)进行清理,循环进行上述步骤,以进行多次上料、校正、焊接、检测、下料及清理。 技术领域  本发明涉及自动化焊接技术领域,特别涉及一种具有多工位转盘的自动化焊接装置及焊接方法。   背景技术  请参阅图1,在推车车架或置物架生产过程中,需要将两根金属圆管A通过连接片B焊接在一起,并配合其它连接管件及紧固螺栓形成支撑架,目前,该套接件的生产方主要采用半自动化生产,焊接过程还过度依赖人工操作,不能实现全自动化生产,焊接质量和效率还有待提高,为了提高设备自动化水平,降低人工劳动强度,特研发此设备。   发明内容 鉴于以上所述,本发明提供一种具有多工位转盘的自动化焊接装置及焊接方法,该具有多工位转盘的自动化焊接装置能实现全自动化焊接,提高焊接质量和效率。   本发明涉及的技术解决方案:    一种具有多工位转盘的自动化焊接装置,包括底座、驱动装置、转盘及多个工件定位装置,驱动装置固定于底座上,转盘固定于驱动装置的输出轴上,驱动装置驱动转盘间歇转动,多个工件定位装置呈环形阵列固定于转盘上,沿转盘转动方向依次设置有与每一工件定位装置对应的上料工位、焊接工位及下料工位,上料工位设置有上料机械手对上料工位处的工件定位装置传送工件,焊接工位设置有焊接机器人对工件进行焊接,下料工位设置有下料机械手,用于取下焊接好的工件,转盘带动多个工件定位装置转动预定角度后停止预定时间,以供循环上料、焊接和下料,工件定位装置包括支撑座、多个定位座及回转夹紧气缸,多个定位座固定于支撑座的外侧斜面上,每两个定位座共用一个回转夹紧气缸,回转夹紧气缸固定于支撑座的内侧斜面上,回转夹紧气缸的输出轴穿过支撑座的斜面板,回转夹紧气缸的输出轴上固定有夹紧杆,夹紧杆的两端设有夹紧槽,回转夹紧气缸的输出轴能带动夹紧杆旋转90度并沿轴向伸缩,以供夹紧或松开定位座上的工件。   进一步地,所述定位座包括上定位座、下定位座及支撑块及磁铁,上定位座上设有两个平行的定位槽,定位槽内设有电磁铁,下定位座位于上定位座的下方,下定位座上具有底板,支撑块固定于上定位座上位于两个定位槽之间,磁铁固定于支撑块上。    进一步地,所述上料工位及焊接工位之间设置有校正工位,校正工位处设置有下压校正装置,下压校正装置包括固定于底座上的支架,安装于支架上的多个下压气缸,及安装于每一下压气缸伸缩端的校正治具,校正治具底端设有校正槽。    进一步地,所述下料工位的下一工位为清理工位,清理工位处设置有喷气装置,喷气装置包括固定于底座上的支座,以及安装于支座上的多个喷气头,喷气头通过气管与供气装置连接。    进一步地,所述焊接工位及下料工位之间设置有检测工位,在检测工位处设置视觉检测系统,用以检测产品的外形,焊接焊点的位置及大小。    进一步地,所述转盘上的工件定位装置设置有六个,上料工位与焊接工位之间设置有校正工位,焊接工位与下料工位之间设置有检测工位,下料工位的下一工位设置为清理工位,以循环进行上料、校正、焊接、检测、下料及清理。   进一步地,所述驱动装置包括间歇分割器及电机,间歇分割器固定于底座顶面,电机安装于底座顶面下方,电机的输出轴与间歇分割器的输入轴固接,间歇分割器的输出轴与转盘中心固接。   进一步地,所述间歇分割器的输出轴为空心轴,空心轴的顶端安装有多通路气动旋转接头。   一种所述的具有多工位转盘的自动化焊接装置的焊接方法,包括如下步骤:     转盘带动工件定位装置转动预定角度并在每一工位处停止预定时间,当工件定位装置转动至上料工位停止时,上料机械手将待焊接的工件置于定位座上定位,回转夹紧气缸带动夹紧杆伸出并旋转90度后缩回夹紧定位座上的工件,当设有工件的工件定位装置转动至焊接工位停止时,焊接机器人对工件进行焊接,当设有工件的工件定位装置转动至下料工位停止时,回转夹紧气缸带动夹紧杆伸出脱离工件,并旋转90度后缩回,夹紧杆处于两个定位座之间,下料机械手取下焊接好的工件,循环进行上述步骤,以进行多次上料、焊接及下料。    一种所述的具有多工位转盘的自动化焊接装置的焊接方法,包括如下步骤:    转盘带动工件定位装置转动预定角度并在每一工位处停止预定时间,当工件定位装置转动至上料工位停止时,上料机械手将待焊接的工件置于定位座上定位,回转夹紧气缸带动夹紧杆伸出并旋转90度后缩回夹紧定位座上的工件,当设有工件的工件定位装置转动至校正工位停止时,校正工位的下压校正装置对工件进行校正,当设有工件的工件定位装置转动至焊接工位停止时,焊接机器人对工件进行焊接,当设有工件的工件定位装置转动至检测工位停止时,检测工位的视觉检测系统对工件进行检测,当设有工件的工件定位装置转动至下料工位停止时,回转夹紧气缸带动夹紧杆伸出脱离工件,并旋转90度后缩回,夹紧杆处于两个定位座之间,下料机械手取下焊接好的工件,当工件定位装置转动至清理工位停止时,清理工位的喷气装置对工件定位装置进行清理,循环进行上述步骤,以进行多次上料、校正、焊接、检测、下料及清理。    本发明具有多工位转盘的自动化焊接装置,通过设置底座、驱动装置、转盘及多个工件定位装置相配合,驱动装置驱动转盘间歇转动,转盘带动多个工件定位装置转动预定角度后停止,每一工件定位装置依次在上料工位、焊接工位及下料工位之间切换,通过上料机械手、焊接机器人及下料机械手实现循环上料、焊接和下料,无需依赖人工操作,每一工位互不干扰,可同时进行,因此,该具有多工位转盘的自动化焊接装置能实现全自动化焊接,提高焊接质量和效率。   附图说明 图1为本发明具有多工位转盘的自动化焊接装置待焊接的工件图;    图2为本发明具有多工位转盘的自动化焊接装置的立体图;    图3为本发明具有多工位转盘的自动化焊接装置去除外壳后的主视图;    图4为本发明具有多工位转盘的自动化焊接装置的剖视示意图;   图5为本发明具有多工位转盘的自动化焊接装置的工件定位装置的结构图;    图6为本发明具有多工位转盘的自动化焊接装置的工件定位装置的使用状态图。   具体实施方式  下面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。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明保护范围。    请参阅图2至图6,本发明提供一种具有多工位转盘的自动化焊接装置,包括底座1、驱动装置2、转盘3及多个工件定位装置4,驱动装置2固定于底座1上,转盘3固定于驱动装置2的输出轴上,驱动装置2驱动转盘3间歇转动,多个工件定位装置4呈环形阵列固定于转盘3上,沿转盘3转动方向依次设置有与每一工件定位装置4对应的上料工位、焊接工位及下料工位,上料工位设置有上料机械手对上料工位处的工件定位装置4传送工件,焊接工位设置有焊接机器人对焊接工位处工件定位装置4上的工件进行焊接,下料工位设置有下料机械手,用于取下下料工位处工件定位装置4上焊接好的工件,转盘3带动多个工件定位装置4转动预定角度后停止预定时间,以供循环上料、焊接和下料,工件定位装置4包括支撑座41、多个定位座42及回转夹紧气缸43,多个定位座42固定于支撑座41的外侧斜面上,每两个定位座42共用一个回转夹紧气缸43,回转夹紧气缸43固定于支撑座41的内侧斜面上,回转夹紧气缸43的输出轴穿过支撑座41的斜面板,回转夹紧气缸43的输出轴上固定有夹紧杆44,夹紧杆44的两端设有夹紧槽,回转夹紧气缸43的输出轴能带动夹紧杆44旋转90度并沿轴向伸缩,以供夹紧或松开定位座42上的工件。   请参阅图5及图6,定位座42包括上定位座421、下定位座422及支撑块423及磁铁424,上定位座421上设有两个平行的定位槽425,定位槽425内设有电磁铁,以供吸附待焊接的两根圆管,下定位座422位于上定位座421的下方,下定位座422上具有底板,以供抵持圆管的底端,支撑块423固定于上定位座421上位于两个定位槽425之间,磁铁424固定于支撑块423上,以供吸附待焊接的连接板。   请参阅图1,工件定位装置4还包括保护罩45,保护罩45罩设于支撑座41上位于回转夹紧气缸43的一侧。    为了进一步提高焊接的质量,上料工位及焊接工位之间设置有校正工位,校正工位处设置有下压校正装置5,下压校正装置5包括固定于底座1上的支架51,安装于支架51上的多个下压气缸52,及安装于每一下压气缸52伸缩端的校正治具53,校正治具53底端设有与连接板相适配的校正槽,以供校正连接板的位置,消除连接板尺寸上的误差影响,避免初次定位的不准确性。    下料工位的下一工位为清理工位,清理工位处设置有喷气装置,喷气装置包括固定于底座1上的支座61,以及安装于支座61上的多个喷气头,喷气头通过气管与供气装置连接,以供清理定位座42上的焊渣。    本实施例中,转盘3上的工件定位装置4设置有六个,分别依次设置能与每一工件定位装置4对应的上料工位、校正工位、焊接工位、检测工位、下料工位及清理工位,在检测工位处设置视觉检测系统,用以检测产品的外形,焊接焊点的位置及大小。可以理解,转盘3上的工件定位装置4的数量至少为三个,分别为上料工位、焊接工位及下料工位,根据实际需求增加其它工位。    转盘3带动工件定位装置4转动预定角度并在每一工位处停止预定时间,当工件定位装置4转动至上料工位停止时,上料机械手将待焊接的工件置于定位座42上定位,回转夹紧气缸43带动夹紧杆44伸出并旋转90度后缩回夹紧定位座42上的工件,当设有工件的工件定位装置4转动至校正工位停止时,校正工位的下压校正装置5对工件进行校正,当设有工件的工件定位装置4转动至焊接工位停止时,焊接机器人对工件进行焊接,当设有工件的工件定位装置4转动至检测工位停止时,检测工位的视觉检测系统对工件进行检测,当设有工件的工件定位装置4转动至下料工位停止时,回转夹紧气缸43带动夹紧杆44伸出脱离工件,并旋转90度后缩回,夹紧杆44处于两个定位座42之间,下料机械手取下焊接好的工件,当工件定位装置4转动至清理工位停止时,清理工位的喷气装置对工件定位装置4进行清理,循环进行上述步骤,以进行多次上料、校正、焊接、检测、下料及清理。    请参阅图3,驱动装置2包括间歇分割器21及电机22,间歇分割器21是实现间歇运动的机构,可从市面上采购得到,间歇分割器21固定于底座1顶面,电机22安装于底座1顶面下方,电机22的输出轴与间歇分割器21的输入轴固接,间歇分割器21的输出轴与转盘3中心固接。    请参阅图4,间歇分割器21的输出轴为空心轴,空心轴的顶端安装有多通路气动旋转接头7,以供连接每一回转夹紧气缸43的进气口与出气口,防止多根气管缠绕成结。多通路气动旋转接头7可采用深圳市森瑞普电子有限公司生产的产品。    本发明具有多工位转盘的自动化焊接装置的焊接方法,包括如下步骤:    转盘3带动工件定位装置4转动预定角度并在每一工位处停止预定时间,当工件定位装置4转动至上料工位停止时,上料机械手将待焊接的工件置于定位座42上定位,回转夹紧气缸43带动夹紧杆44伸出并旋转90度后缩回夹紧定位座42上的工件,当设有工件的工件定位装置4转动至焊接工位停止时,焊接机器人对工件进行焊接,当设有工件的工件定位装置4转动至下料工位停止时,回转夹紧气缸43带动夹紧杆44伸出脱离工件,并旋转90度后缩回,夹紧杆44处于两个定位座42之间,下料机械手取下焊接好的工件,循环进行上述步骤,以进行多次上料、焊接及下料。    本发明具有多工位转盘的自动化焊接装置,通过设置底座1、驱动装置2、转盘3及多个工件定位装置4相配合,驱动装置2驱动转盘3间歇转动,转盘3带动多个工件定位装置4转动预定角度后停止,每一工件定位装置4依次在上料工位、焊接工位及下料工位之间切换,通过上料机械手、焊接机器人及下料机械手实现循环上料、焊接和下料,无需依赖人工操作,每一工位互不干扰,可同时进行,因此,该具有多工位转盘的自动化焊接装置能实现全自动化焊接,提高焊接质量和效率。   以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。    
把手自动化焊接设备
大学仕 2019-10-30 11:18 333浏览
申请号:CN201810048659.2 申请日: 2018-01-18 公开(公告)号:CN108015464A 公开(公告)日:2018-05-11 发明人:张赞;陈叶明 申请(专利权)人:常州恒联机械五金有限公司 代理机构:深圳市千纳专利代理有限公司 代理人:黄良宝     1.把手自动化焊接设备,其特征在于所述设备包括有把手焊接旋转台、把手焊接夹具、把手管口固定连接块补焊夹具及焊接机器人;所述的把手焊接旋转台包括旋转底座,所述旋转底座上方通过旋转驱动机构连接有旋转台板,旋转台板上划分有四个工位,每个工位上分别设有一组所述的把手焊接夹具;所述的把手焊接夹具包括安装于所述旋转台板上的夹具底座,所述夹具底座的一端设有用于定位固定连接块的固定连接块定位组件,所述固定连接块定位组件上安装有用于对把手进行左右和上下位置限定的限位件,夹具底座靠近固定连接块定位组件的一端设有用于夹紧把手一端的第一夹紧组件,夹具底座的另一端设有用于夹紧把手另一端的第二夹紧组件,所述夹具底座上设有至少一组用于弹性托举把手的活动支撑件;所述的把手管口固定连接块补焊夹具包括垂直固定安装在旋转台板上的补焊夹具底板,在补焊夹具底板上设有供把手以管口朝外状态倒挂的把手挂架,把手挂架上设有与把手的螺孔配合定位的定位销;在补焊夹具底板上位于把手挂架下方设有把手定位块,把手定位块上设有与把手相吻合的定位槽;在补焊夹具底板上位于把手挂架与把手定位块之间位置还设有推夹固定块,在推夹固定块上设有用于将把手向补焊夹具底板方向弹性压紧的推夹机构;所述的焊接机器人包括有设于把手焊接旋转台的一侧边位置的机械臂,以及设于机械臂上用于对把手焊接夹具和把手管口固定连接块补焊夹具中的把手进行焊接的焊枪。   2.根据权利要求1所述的把手自动化焊接设备,其特征在于:所的把手焊接旋转台的旋转底座上设有工位感应器组件;所述工位感应器组件上自内向外依次设有四个工位感应传感器,所述旋转台板上设有与四个工位感应传感器分别对应的工位感应孔,四个工位感应孔在旋转台板上依次错开90度设置。   3.根据权利要求1所述的把手自动化焊接设备,其特征在于:所述的旋转驱动机构包括有连接旋转底座与旋转台板的分度机构和驱动分度机构的分度电机;所述工位感应传感器组件包括感应器固定架,所述感应器固定架包括立式安装板和位于立式安装板顶部的水平安装板,所述立式安装板上设有用于将感应器固定架安装在分度机构外壳上的固定架安装孔,所述水平安装板上设有用于安装4个工位感应传感器的感应器安装孔,所述感应器通过紧固件安装在感应器固定架上。   4.根据权利要求1所述的把手自动化焊接设备,其特征在于:所述的所述夹具底座包括水平设置的底板和位于底板后侧的立式挡板,所述底板和立式挡板为一体成型结构或者分体结构;所述底板的一端设有用于安装固定连接块定位组件的凹槽,所述固定连接块定位组件包括立式支撑板,所述立式支撑板的底部安装在凹槽内,所述立式支撑板内侧设有限位件,所述立式支撑板的顶部设有向里伸出的水平安装板,所述水平安装板的端部设有拨片定位组件。   5.根据权利要求4所述的把手自动化焊接设备,其特征在于:所述的拨片定位组件包括自上而下依次设置的拨片组件、定位杆立柱、固定连接块定位杆、固定连接块定位卡爪,和贯通拨片组件、定位杆立柱、固定连接块定位杆以及固定连接块定位卡爪的顶杆,所述固定连接块定位杆上的顶杆孔为偏心设置,所述顶杆的底端设有卡块,所述顶杆的顶部通过紧固件固定在旋转式拨片上。   6.根据权利要求1所述的把手自动化焊接设备,其特征在于:所述的第一夹紧组件包括安装在底板上的第一夹紧架,所述第一夹紧架包括第一安装板,所述第一安装板上安装有第一夹紧操作手柄,所述第一夹紧操作手柄通过第一推杆与第一夹紧块连接,所述第一夹紧块的两侧通过第一导柱与第一安装板连接。   7.根据权利要求1所述的把手自动化焊接设备,其特征在于:所述的第二夹紧组件包括位于底板后侧的第二夹紧架,所述第二夹紧架包括第二安装板和夹紧推块,所述第二安装板上安装有第二夹紧操作手柄,所述第二夹紧操作手柄通过第二推杆与夹紧推块连接,所述夹紧推块的两侧通过第二导柱与第二安装板连接。   8.根据权利要求7所述的把手自动化焊接设备,其特征在于:所述的夹紧推块与把手接触的一侧设有把手上的定位孔相配合的定位柱,所述夹紧推块的外侧还设有夹紧盖板,夹紧盖板在把手安装在定位柱上后通过紧固件使把手定位紧固;所述夹紧推块与第二推杆之间设有调节螺杆,所述调节螺杆的两端分别通过紧固螺母紧固定位;所述活动支撑件包括活动块、支撑弹簧和支撑柱,所述活动块的中心设有台阶孔,所述台阶孔的大孔位于上部,可供支撑柱穿过,所述台阶孔的小孔位于下部用于抵接支撑弹簧,所述支撑弹簧套设有支撑柱上,所述支撑柱的顶部穿过小孔伸入大孔内,所述支撑柱的底部抵接在底板上的支撑柱槽内。   9.根据权利要求1所述的把手自动化焊接设备,其特征在于:所述的把手挂架包括有垂直固定在补焊夹具底板上的挂架连接块,在挂架连接块的前端垂直固定连接有与补焊夹具底板平行的悬挂支架块,在悬挂支架块的左右两端分别设有左定位销和右定位销;所述的把手定位块包括有与左定位销对应的左把手定位块和与右定位销对应的右把手定位块;所述的推夹机构包括有与左定位销对应的左推夹机构和与右定位销对应的右推夹机构。   10.根据权利要求1所述的把手自动化焊接设备,其特征在于:所述的推夹机构包括有推夹座,在推夹座铰接有L型夹臂,L型夹臂上设有弹性压紧头,L型夹臂上转角处铰接有L型手柄,L型手柄的转角处与推夹座之间铰接有联动臂;所述的L型夹臂上设有调节槽,弹性压紧头通过锁紧螺丝与调节槽锁紧连接。 技术领域  本发明涉及到把手自动化焊接设备中使用的焊接夹具的技术领域。   背景技术  参照图14中所示,家电产品的把手560,比如冰箱把手,一般采用弧形不锈钢管作为把手主体561,为了便于与门板之间的安装连接,需要在把手主体561的上端管口中焊接一块固定连接块563;根据需要有的把手主体561下端管口处垂直焊接一截扁平短管562,用于与门板底面紧固定连接。    目前,多是人工通过夹具分别将固定连接块和扁平短管对位在弧形管的两端,由人工分别对弧形管两端进行焊接,具有如下不足:1、人工对位操作,其对位精度因操作人员的熟练程度确定,其对位稳定性差;2、人工对位操作,其对位精度低,容易产生误差;3、人工对位操作,效率低,劳动强大。   发明内容  本发明的主要目的在于解决家电产品的把手焊接效率低的技术问题,而提出一种把手自动化焊接设备。    为解决本发明所提出的技术问题,采用的技术方案为:把手自动化焊接设备,其特征在于所述设备包括有把手焊接旋转台、把手焊接夹具、把手管口固定连接块补焊夹具及焊接机器人;所述的把手焊接旋转台包括旋转底座,所述旋转底座上方通过旋转驱动机构连接有旋转台板,旋转台板上划分有四个工位,每个工位上分别设有一组所述的把手焊接夹具;所述的把手焊接夹具包括安装于所述旋转台板上的夹具底座,所述夹具底座的一端设有用于定位固定连接块的固定连接块定位组件,所述固定连接块定位组件上安装有用于对把手进行左右和上下位置限定的限位件,夹具底座靠近固定连接块定位组件的一端设有用于夹紧把手一端的第一夹紧组件,夹具底座的另一端设有用于夹紧把手另一端的第二夹紧组件,所述夹具底座上设有至少一组用于弹性托举把手的活动支撑件;所述的把手管口固定连接块补焊夹具包括垂直固定安装在旋转台板上的补焊夹具底板,在补焊夹具底板上设有供把手以管口朝外状态倒挂的把手挂架,把手挂架上设有与把手的螺孔配合定位的定位销;在补焊夹具底板上位于把手挂架下方设有把手定位块,把手定位块上设有与把手相吻合的定位槽;在补焊夹具底板上位于把手挂架与把手定位块之间位置还设有推夹固定块,在推夹固定块上设有用于将把手向补焊夹具底板方向弹性压紧的推夹机构;所述的焊接机器人包括有设于把手焊接旋转台的一侧边位置的机械臂,以及设于机械臂上用于对把手焊接夹具和把手管口固定连接块补焊夹具中的把手进行焊接的焊枪。    作为对本发明技术方案作进一步限定的技术方案包括有:所的把手焊接旋转台的旋转底座上设有工位感应器组件;所述工位感应器组件上自内向外依次设有四个工位感应传感器,所述旋转台板上设有与四个工位感应传感器分别对应的工位感应孔,四个工位感应孔在旋转台板上依次错开90度设置。    所述的旋转驱动机构包括有连接旋转底座与旋转台板的分度机构和驱动分度机构的分度电机;所述工位感应传感器组件包括感应器固定架,所述感应器固定架包括立式安装板和位于立式安装板顶部的水平安装板,所述立式安装板上设有用于将感应器固定架安装在分度机构外壳上的固定架安装孔,所述水平安装板上设有用于安装4个工位感应传感器的感应器安装孔,所述感应器通过紧固件安装在感应器固定架上。    所述的所述夹具底座包括水平设置的底板和位于底板后侧的立式挡板,所述底板和立式挡板为一体成型结构或者分体结构;所述底板的一端设有用于安装固定连接块定位组件的凹槽,所述固定连接块定位组件包括立式支撑板,所述立式支撑板的底部安装在凹槽内,所述立式支撑板内侧设有限位件,所述立式支撑板的顶部设有向里伸出的水平安装板,所述水平安装板的端部设有拨片定位组件。    所述的拨片定位组件包括自上而下依次设置的拨片组件、定位杆立柱、固定连接块定位杆、固定连接块定位卡爪,和贯通拨片组件、定位杆立柱、固定连接块定位杆以及固定连接块定位卡爪的顶杆,所述固定连接块定位杆上的顶杆孔为偏心设置,所述顶杆的底端设有卡块,所述顶杆的顶部通过紧固件固定在旋转式拨片上。    所述的第一夹紧组件包括安装在底板上的第一夹紧架,所述第一夹紧架包括第一安装板,所述第一安装板上安装有第一夹紧操作手柄,所述第一夹紧操作手柄通过第一推杆与第一夹紧块连接,所述第一夹紧块的两侧通过第一导柱与第一安装板连接。    所述的第二夹紧组件包括位于底板后侧的第二夹紧架,所述第二夹紧架包括第二安装板和夹紧推块,所述第二安装板上安装有第二夹紧操作手柄,所述第二夹紧操作手柄通过第二推杆与夹紧推块连接,所述夹紧推块的两侧通过第二导柱与第二安装板连接。    所述的夹紧推块与把手接触的一侧设有把手上的定位孔相配合的定位柱,所述夹紧推块的外侧还设有夹紧盖板,夹紧盖板在把手安装在定位柱上后通过紧固件使把手定位紧固;所述夹紧推块与第二推杆之间设有调节螺杆,所述调节螺杆的两端分别通过紧固螺母紧固定位;所述活动支撑件包括活动块、支撑弹簧和支撑柱,所述活动块的中心设有台阶孔,所述台阶孔的大孔位于上部,可供支撑柱穿过,所述台阶孔的小孔位于下部用于抵接支撑弹簧,所述支撑弹簧套设有支撑柱上,所述支撑柱的顶部穿过小孔伸入大孔内,所述支撑柱的底部抵接在底板上的支撑柱槽内。    所述的把手挂架包括有垂直固定在补焊夹具底板上的挂架连接块,在挂架连接块的前端垂直固定连接有与补焊夹具底板平行的悬挂支架块,在悬挂支架块的左右两端分别设有左定位销和右定位销;所述的把手定位块包括有与左定位销对应的左把手定位块和与右定位销对应的右把手定位块;所述的推夹机构包括有与左定位销对应的左推夹机构和与右定位销对应的右推夹机构。    所述的推夹机构包括有推夹座,在推夹座铰接有L型夹臂,L型夹臂上设有弹性压紧头,L型夹臂上转角处铰接有L型手柄,L型手柄的转角处与推夹座之间铰接有联动臂;所述的L型夹臂上设有调节槽,弹性压紧头通过锁紧螺丝与调节槽锁紧连接。    本发明的有益效果为:将组成把手的把手主体、固定连接块和扁平短管在把手焊接夹具人工上料夹紧固定,由把手焊接旋转台旋转传送到焊接工位,由焊接机器人自动化完成首次焊接,在需要对固定连接块进行补焊或进一步加固焊接时,可以快速地将把手悬挂并锁紧在把手管口固定连接块补焊夹具上,固定连接块由于首次焊接已经固定,无需再进行定位固定,可以将固定连接块完全暴露给焊接设备,有利于进行补焊操作,有效地提升焊接生产效率。另外,四个工位感应传感器分别与旋转台板上的四个工位感应孔相对应,不仅起旋转台板旋转定位的作用,同时为控制系统提供当前是几号把手焊接夹具处于焊接状态的反馈信号;可以预告在旋转台板上标注四个分别与四组把手焊接夹具对应的标记,人工检测发现有漏焊或焊接不到位时,按下相应的按钮后就可以快速将对应把手焊接夹具快速退回焊接工位处,之后再手动逐步控制或自动控制进行补焊,操作方便,效率高。   附图说明  附图1为本发明把手焊接旋转台的结构示意图;附图2为附图1中旋转台板与旋转底座的分解示意图;附图3为附图2中旋转驱动机构安装在旋转底座上的结构示意图;附图4为附图2中感应器组件的结构示意图;附图5为附图2中旋转台板的俯视图;附图6为附图1中把手焊接夹具的结构示意图一;附图7为附图1中把手焊接夹具的结构示意图二;附图8为附图6中固定连接块定位组件的结构示意图;附图9为附图8中拨片定位组件的分解示意图;附图10为附图6中第一夹紧组件的结构示意图;附图11为附图6中第二夹紧组件的结构示意图一;附图12为附图6中第二夹紧组件的结构示意图二;附图13为附图6中活动支撑件的剖面示意图;附图14为附图6中焊接产品把手的结构示意图;图15为本发明的把手管口固定连接块补焊夹具的立体结构示意图;图16为本发明的把手管口固定连接块补焊夹具夹紧固定把手后的立体结构示意图;图17为本发明的把手管口固定连接块补焊夹具的推夹机构放大结构示意图;图18为本发明的把手管口固定连接块补焊夹具的推夹机构放大侧视结构示意图;图19为本发明的立体结构示意图。   具体实施方式  为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合实施例及附图对本发明产品作进一步详细的说明。    参照图14和图19中所示,本发明的把手自动化焊接设备,包括有把手焊接旋转台1、把手焊接夹具500、把手管口固定连接块补焊夹具6及焊接机器人7。把手焊接夹具500用于固定锁紧构成把手560的把手主体561、固定连接块563和扁平短管562,由把手焊接旋转台1旋转传送到焊接工位,由焊接机器人7自动化完成首次焊接。焊接机器人7包括有设于把手焊接旋转台1的一侧边位置的机械臂71,以及设于机械臂71上用于对把手焊接夹具500和把手管口固定连接块补焊夹具6中的把手进行焊接的焊枪72。把手管口固定连接块补焊夹具6用于夹紧固定把手560,以便焊接机器人7对进固定连接块563补焊接。    如图1至图14所示,本发明的把手焊接旋转台1,包括旋转底座100,所述旋转底座100上方设有旋转台板400,所述旋转台板400与旋转底座100之间设有旋转驱动机构200。旋转驱动机构200包括有连接旋转底座100与旋转台板400的分度机构210和驱动分度机构210的分度电机(图中未示出)。分度电机安装固定在旋转底座100上,分度电机的机轴与分度机构210的驱动轴220传动连接,分度机构210的旋转盘230与旋转台板400中心固定连接。分度电机的驱动下,分度机构210的动旋转盘230和旋转台板400一起作分度旋转运动。    为了提高生产效率,采用焊接机器人虽然可以提高焊接效率,降低人工成本,但由于焊接工艺在焊接过程中存在很多不确定性,存在漏焊或焊接不到位的现象,而现有的旋转台一般是按预设程序单向循环旋转,在完成焊接工序后,发现有漏焊或焊接不到位时,只能作不良品处理,不利于快速立即反转退回补焊,因为现有的旋转台的定位机构只有定位功能,无法确定当前是几号把手焊接夹具处于焊接状态,人工检测发现有漏焊或焊接不到位时,只能是手动控制逐步后退,操作非常不便,效率也低。    本发明分度机构210的一侧设有工位感应传感器组件300,所述工位感应传感器组件300上自内向外依次设有四个工位感应传感器340至370,所述旋转台板400上设有与四个工位感应传感器340至370分别对应的工位感应孔410至440,四个工位感应孔410至440在旋转台板400上依次错开90度设置,将旋转台板400分隔成四个待加工工位,每个待加工工位上均安装有把手焊接夹具500。    四个工位感应传感器以及旋转台板400上与四个工位感应传感器相对应的工位感应孔的结合设置,每个工位感应孔分别对应相应的工位感应传感器,当旋转台板400由旋转驱动机构200驱动旋转至各工位感应孔分别与相应的工位感应传感器相对应后,工位感应传感器即会感应到旋转到位,将旋转到位信号传送给控制系统,控制系统接收到旋转到位信号后,控制旋转驱动机构200停止运行,旋转台板400定位在该工位位置进行把手操作和加工,当操作和加工完成后,旋转驱动机构200继续启动向前旋转至下一工位,工位感应传感器以及旋转台板400上工位感应孔的结合设置,使旋转台板400旋转到位精准,有效确保旋转台的旋转精度;本发明把手焊接旋转台通过在旋转台板400上设置四个工位,可以在各工位提前进行操作和装夹把手,使把手焊接能够持续连续进行,无需停机中途装夹把手,有效提升把手的整体生产和焊接效率。    如图2至图4所示,所述工位感应传感器组件300包括感应器固定架,所述感应器固定架包括立式安装板310和位于立式安装板310顶部的水平安装板320,所述立式安装板310上设有用于将感应器固定架安装在分度机构210外壳上的固定架安装孔330,所述固定架安装孔330为长圆形调节孔,长圆形调节孔的设置,可根据实际需求进行调节感应器固定架的高度位置,进而调节各工位处感应器的高度,有效确保感应器能及时感应,提升感应准确度和精度。所述水平安装板320上设有用于安装4个工位感应传感器340至370的感应器安装孔,所述感应器通过紧固件安装在感应器固定架上。    如图1,图6至图14所示,所述旋转台板400上的四个工位处分别安装有用于夹持把手的把手焊接夹具500,同时在旋转台板上标注四个分别与四组把手焊接夹具对应的标记,人工检测发现有漏焊或焊接不到位时,按下相应的按钮后就可以快速将对应把手焊接夹具快速退回焊接工位处,之后再手动逐步控制或自动控制进行补焊,操作方便,效率高。例如,当3号把手焊接夹具的把手在焊接过程中,检测人员发现1号把手焊接夹具中的把手有焊接不到位的地方,检测人员按下控制台上的1号按钮,待3号把手焊接夹具的把手焊接结束,或者是立即结束3号把手焊接夹具的把手焊接工作,旋转台板400反转,将1号把手焊接夹具中的把手返回至焊接工位处,再进行手动逐步控制焊接机器人退回补焊开始处,重新对焊接不到位之处进行补焊,补焊完毕后,恢复3号把手焊接夹具的把手在焊接。    所述旋转台板400的一侧外部设有用于焊接把手的焊接机器人,用于焊接冰箱用把手560,该把手560包括弧形管561、扁平短管562和辅助用固定连接块563,所述把手焊接夹具500用于夹持定位上述冰箱用把手560,把手焊接夹具包括夹具底座510,所述夹具底座510包括水平设置的底板511和位于底板511后侧的立式挡板512,所述底板511和立式挡板512为一体成型结构或者分体结构,底板511的设置,用于安装定位固定连接块定位组件520、第一夹紧组件530、第二夹紧组件550和活动支撑件540,立式挡板512的设置,用于配合第一夹紧组件530进行夹持把手,提高把手的夹持准确度。所述夹具底座510的一端设有用于定位固定连接块的固定连接块定位组件520,所述固定连接块定位组件520上安装有用于对把手进行左右和上下位置限定的限位件,夹具底座510靠近固定连接块定位组件520的一端设有用于夹紧把手一端的第一夹紧组件530,夹具底座510的另一端设有用于夹紧把手另一端的第二夹紧组件550,所述夹具底座510上设有至少一组用于弹性托举把手的活动支撑件540。本发明把手焊接旋转台主要由夹具底座510,安装上的固定连接块定位组件520、第一夹紧组件530、第二夹紧组件550和活动支撑件540构成,其整体零部件构成少,结构简单;定位把手560时,先通过固定连接块定位组件520定位把手560中的固定连接块563,固定连接块563定位完成后,将弧形管561的开口端插入固定连接块563上,然后通过操作第一夹紧组件530夹紧弧形管561的开口端,该带有固定连接块563的开口端定位完成后,将把手560上的扁平短管562定位在第二夹紧组件550上,然后,操作第二夹紧组件550使扁平短管562与弧形管561另一端紧密接触,最后,操作位于弧形管561下方的活动支撑件540,使活动支撑件540弹性上顶弧形管561,完成把手560的夹紧定位,该种通过多个位置对把手进行夹紧固定的方式,使把手定位稳定,牢固;采用该焊接夹具分别通过固定连接块定位组件520、第一夹紧组件530、第二夹紧组件550和活动支撑件540,从多个位置对把手进行定位、夹紧和固定,其定位准确、精度高,而且定位快速,有效提升效率,同时有效降低劳动力成本。    如图6、图8和图9所示,所述底板511的一端设有用于安装固定连接块定位组件520的凹槽513,所述固定连接块定位组件520包括立式支撑板521,所述立式支撑板521的底部安装在凹槽513内,所述立式支撑板521的顶部设有向里伸出的水平安装板522,所述水平安装板522的端部设有拨片定位组件523,所述水平安装板522包括水平固定板5221和水平活动板5222,所述水平固定板5221紧固在立式支撑板521顶端,所述水平固定板5221和水平活动板5222相对的一侧分别设有用于卡合拨片定位组件523的弧形卡槽,所述水平活动板5222通过紧固件与水平固定板5221紧固连接将拨片定位组件523紧固在水平安装板522上。所述拨片定位组件523包括自上而下依次设置的旋转式拨片组件5231、定位杆立柱5232、固定连接块定位杆5233、固定连接块定位卡爪5234,和贯通旋转式拨片组件5231、定位杆立柱5232、固定连接块定位杆5233以及固定连接块定位卡爪5234的顶杆5236,所述固定连接块定位杆5233上的顶杆孔5237为偏心设置,所述顶杆5236的底端设有卡块5238,所述顶杆5236的顶部通过紧固件固定在旋转式拨片组件5231上。所述顶杆5236上套设有高度调节弹簧5235,所述高度调节弹簧5235位于固定连接块定位杆5233与旋转式拨片组件5231之间,所述旋转式拨片组件5231包括安装在定位杆立柱5232内的拨片杆52311,和安装在拨片杆52311上的拨片52312,使用时,拨动拨片52312,拨片52312带动拨片杆52311以及安装在拨片杆52311内的顶杆5236一起转动。上述立式支撑板521安装在底板511上的凹槽513内,并通过紧固件将立式支撑板521紧固在底板511上,其有效确保固定连接块定位组件520安装的牢固性和稳定性。该固定连接块定位组件520的使用方法,人工将固定连接块穿过顶杆5236底部的卡块5238后放置在固定连接块定位卡爪5234内,然后拨动拨片,拨片驱动拨片杆52311带动安装在拨片杆52311内的顶杆5236一起转动,当顶杆5236底部的卡块5238旋转至伸出固定连接块定位杆5233时,卡块5238将固定连接块卡合在固定连接块定位卡爪5234内固定,有效防止固定连接块掉落。    如图8所示,所述立式支撑板521内侧设有限位件,所述限位件包括限位块524和限位块安装块525,所述限位块524通过限位安装块25安装在立式支撑板521内侧,用于对把手进行左右和上下位置的限定,所述限位块524上设有长圆形调节孔526。限位块524的设置,用于在把手上的弧形管左右夹紧时,进行下压和紧固弧形管,有效确保弧形管的定位稳定性。    如图6、图7和图10所示,所述第一夹紧组件530包括安装在底板511上的第一夹紧架531,所述第一夹紧架531包括第一安装板532,所述第一安装板532上安装有第一夹紧操作手柄533,所述第一夹紧操作手柄533通过第一推杆534与第一夹紧块536连接,所述第一夹紧块536的两侧通过第一导柱535与第一安装板532连接。当固定连接块由固定连接块定位组件520定位固定后,人工将弧形管套在固定连接块上,然后操作第一夹紧操作手柄533,第一夹紧操作手柄533通过第一推杆534推动第一夹紧块536向把手上的弧形管移动,进而夹紧弧形管。    如图6、图7、图11和图12所示,所述第二夹紧组件550包括位于底板511后侧的第二夹紧架551,所述第二夹紧架551包括第二安装板552和夹紧推块553,所述第二安装板552上安装有第二夹紧操作手柄555,所述第二夹紧操作手柄555通过第二推杆556与夹紧推块553连接,所述夹紧推块553的两侧通过第二导柱557与第二安装板552连接。所述夹紧推块553与把手接触的一侧设有把手上的定位孔相配合的定位柱559,所述夹紧推块553的外侧还设有夹紧盖板,夹紧盖板在把手安装在定位柱559上后通过紧固件使把手定位紧固。弧形管套在固定连接块上并夹紧固定后,将扁平短管上的定位孔对齐夹紧推块553外侧的定位柱559并套在定位柱559上,然后装上夹紧盖板,将扁平短管紧固牢固,再操作第二夹紧操作手柄555,第二夹紧操作手柄555通过第二推杆556驱动夹紧推块553,夹紧推块553进而带动扁平短管和夹紧盖板一起向弧形管移动,使扁平短管与弧形管紧密接触。所述夹紧推块553与第二推杆556之间设有调节螺杆58,所述调节螺杆58的两端分别通过紧固螺母紧固定位。调节螺杆58的设置,用于调节夹紧推块553的左右位置,调节螺杆58与第二夹紧操作手柄555结合在一起使用,有效提升夹紧推块553的行程及调节精度。    如图6、图7、图13和图14所示,所述活动支撑件540包括活动块541、支撑弹簧543和支撑柱542,所述活动块541的中心设有台阶孔544,所述台阶孔544的大孔位于上部,可供支撑柱542穿过,所述台阶孔544的小孔位于下部用于抵接支撑弹簧543,所述支撑弹簧543套设有支撑柱542上,所述支撑柱542的顶部穿过小孔伸入大孔内,所述支撑柱542的底部抵接在底板511上的支撑柱542槽内。活动支撑件540的设置,用于在使用第二夹紧组件550将扁平短管与弧形管夹紧定位的过程中,始终使弧形管处于一定的高度,避免弧形管倾斜,给扁平短管对位夹紧带来困难,进而有效提升把手夹紧效率。    参照图6和图8中所示,首次焊接时,需要首先用第一夹紧组件530夹紧把手主体530,第二夹紧组件550夹紧扁平短管562,固定连接块定位组件520定位把手560中的固定连接块563,由于固定连接块定位组件520的固定连接块定位卡爪5234挡住了固定连接块563上侧边和下侧边,无法进行焊接。为了解决此技术问题,参照图15至图19中所示,本发明把手管口固定连接块补焊夹具6包括垂直固定安装在旋转台板上的补焊夹具底板61,在补焊夹具底板61上设有供把手560以管口朝外状态倒挂的把手挂架62,把手挂架62上设有与把手560的螺孔配合定位的定位销;在补焊夹具底板61上位于把手挂架62下方设有把手定位块64,把手定位块64上设有与把手560相吻合的定位槽;在补焊夹具底板61上位于把手挂架与把手定位块之间位置还设有推夹固定块,在推夹固定块上设有用于将把手560向补焊夹具底板61方向弹性压紧的推夹机构63。装载把手560时,把手560以倒立状态装入,将扁平短管562挂在把手挂架62上,通过定位销定位,之后将把手主体561置于手定位块64的定位槽中,最后推动推夹机构63锁紧即可,操作方便快捷。    为了提高补焊效率,一组本发明把手管口固定连接块补焊夹具6能同时装载两个把手560,所述的把手挂架62包括有垂直固定在补焊夹具底板61上的挂架连接块621,在挂架连接块621的前端垂直固定连接有与补焊夹具底板61平行的悬挂支架块622,在悬挂支架块622的左右两端分别设有左定位销623和右定位销624;所述的把手定位块64包括有与左定位销623对应的左把手定位块641和与右定位销624对应的右把手定位块642;所述的推夹机构63包括有与左定位销623对应的左推夹机构631和与右定位销624对应的右推夹机构632;左推夹机构631与右推夹机构632结构相同,采用对设置。    所述的推夹机构63的具体结构包括有推夹座633,在推夹座铰接有L型夹臂634,L型夹臂634上设有弹性压紧头635,L型夹臂634上转角处铰接有L型手柄636,L型手柄636的转角处与推夹座633之间铰接有联动臂637。当按下L型手柄636时,弹性压紧头635在L型夹臂634的作用下压紧把手560;相反扳起L型手柄636时,弹性压紧头635抬起。为了不同规格的把手560,所述的L型夹臂637上设有调节槽6371,弹性压紧头635通过锁紧螺丝与调节槽6371锁紧连接。    以上所述,仅为本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制;凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本发明;但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内,可利用以上所揭示的技术内容而作出的些许更动、修饰与演变的等同变化,均为本发明的等效实施例;同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等,均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。
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