CN102554532B - 三维全自动焊接机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种三维全自动焊接机，所述焊接机的主梁(13)的主梁侧板(75)上安装驱动机构的纵移电机(9)、压带电机(12)和横移电机(63)，纵移电机(9)带动压带机构和焊接机(1)纵向移动，压带电机(12)带动焊接头(29)以及焊接机(1)水平移动，横移电机(63)带动装有压带机构和焊接机(1)的滑块(40)横向移动，从而带动焊接机(1)运动到指定位置，完成焊接工序。该发明取代了人工焊接短焊缝(或点焊)的方式，提高了焊接质量和焊接效率，降低了劳动强度，改善了劳动环境。本发明还具有结构简单、工作可靠、焊接效果美观、性能优异和使用、维护方便等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种焊接设备技术领域，特别是涉及一种短焊缝(或点焊)、自动寻找焊缝实现自动焊接的三维全自动焊接机。
背景技术
目前，自动焊接设备比较多，一般适用于焊缝位置固定不变的场合，且焊缝轨迹(或坐标)也是预设定或者模拟的程序控制进行焊接。对于焊接位置在不断改变的短焊缝(或点焊)而言，有的采用智能视觉系统机器人进行焊接，但造价很高，使用受限。所以很多场合只好采用人工焊接，而人工焊接劳动强度高，损害工人的身心健康，并且焊接质量低，焊接效率不高。
发明内容
为了克服现有技术中存在的智能视觉系统机器人焊接造价高、使用受限及人工焊接质量低等问题，本发明提供一种三维全自动焊接机，该发明摆脱了人工焊接的操作方式，降低了焊接成本，提高了焊接质量和效率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：所述三维全自动焊接机，包括焊接机、主梁、驱动机构、信号反馈机构和位置调节机构，其中，位置调节机构的手轮固定在滑座侧板上；所述主梁的主梁侧板上安装驱动机构的纵移电机、压带电机和横移电机，纵移电机带动压带机构和焊接机纵向移动，压带电机带动焊接头以及焊接机水平移动，横移电机带动装有压带机构和焊接机的滑块横向移动。所述纵移电机通过联轴器I与光杠I的一端相连，光杠I的另一端开有键槽，并在此端装有导向平键I和锥齿轮II，套有定距平垫I和衬套I的锥齿轮II与安装在焊接头中的垂直丝杠上端的锥齿轮I啮合，垂直丝杠上的活动螺母固定在滑块上，滑块的上端安装限位块，滑块的下端安装有压带机构的辊架；所述滑块下端压带机构的辊架用锁枪轴固定，辊架下部辊子孔中装有压带辊，压带辊两端用锁紧套锁紧，滑块和辊架的连接孔中有压带弹簧、小芯轴和内六角螺钉，锁枪轴的连接卡头卡紧焊接机；所述横移电机通过联轴器与光杠的一端相连，光杠的另一端开有键槽，并装有导向平键和锥齿轮，锥齿轮套有定距平垫和衬套，与锥齿轮啮合的锥齿轮装在横移丝杠的上端，横移丝杠一端通过小压盖和衬套而另一端通过压盖和衬套安装在焊接头上，横移丝杠上套有十字滑块螺母。十字滑块螺母位于滑块和焊接头之间，在十字滑块螺母下侧有通过螺栓与焊接头相连的导向板，导向板起到对十字滑块螺母横移导向的作用，当横移电机作用下横移丝杠转动，从而推动十字滑块螺母横向移动，十字滑块螺母横向移动的过程中，带动安装有压带机构和焊接机的滑块横向移动，从而带动焊接机运动到指定位置，完成焊接工序。
所述压带电机通过联轴器与传动丝杠相连，传动丝杠与压紧螺母相配合，压紧螺母通过螺栓与焊接头固联，当压带电机作用下在传动丝杠转动，压紧螺母带动焊接头以及焊接机水平移动。
所述信号反馈机构的滑杆端面顶在反馈顶杆端部的长方形面板上，反馈顶杆的另一端装有弹簧使得反馈顶杆的端面和滑杆端面紧紧贴在一起，反馈顶杆的两根滑杆通过焊接头的两个圆管，反馈顶杆的顶端连接开关碰头，开关碰头的另一端安装有弹簧，开关箱体内部的上下侧装有两个开关垫块，两个开关垫块上分别装有下微动开关和上微动开关，开关箱体一侧装有两个调节螺柱，两个调节螺柱与两个开关垫块连接；在开关箱体同侧还装有芯轴的调节螺栓；导向杆一端焊接在焊接头上，另一端穿过滑杆的孔槽。
位置调节机构中的滑座通过锥套固定在底板上，导向垫焊接在滑板上，导向滑块固定在导向垫上，滑板和滑座配合安装。带有手动丝杠的手轮配合手动螺母，而手动螺母通过螺栓安装在保护罩上。
所述主梁的主梁侧板焊接在主梁横梁的一端，燕尾板焊接在主梁横梁的下侧，焊接头的焊接头侧板焊接在焊接头横梁侧面，焊接头耳板和导槽焊接在焊接头侧板的同侧。
本发明的有益效果是：该发明采用机械控制方式实现了对钢带带头焊接处的自动寻位、压紧带头、自动焊接等功能，取代了人工焊接短焊缝(或点焊)的方式，提高了焊接质量和焊接效率，降低了劳动强度，改善了劳动环境。所述三维全自动焊接机还具有结构简单、工作可靠、焊接效果美观、性能优异和使用、维护方便等优点。
附图说明
下面是结合附图和实施例对本发明的具体实施方案进行详细地说明。
图1是三维全自动焊接机的结构示意图；
图2是三维全自动焊接机的俯视图；
图3是三维全自动焊接机的左视图；
图4是横移传动机构的B-B剖视图；
图5是纵移传动机构的A-A剖视图；
图6是位置调节机构的C-C剖视图；
图7是压带头机构的D-D剖视图；
图8是压带头机构的局部E-E剖视图；
图9是压带头机构的局部F-F剖视图；
图10是压带头机构的局部H-H剖视图；
图11是主梁的结构示意图；
图12是焊接头的结构示意图。
在上述附图中，1.焊接机，2.光杠I，3.垂直丝杠，4.锥齿轮I，5.锥齿轮II，6.保护罩I，7.保护罩II，8.联轴器I，9.纵移电机，10.联轴器II，11.保护罩III，12.压带电机，13.主梁，14.调节螺栓，15.调节螺柱，16.芯轴，17.弹簧，18.开关箱体，19.开关垫块，20.下微动开关，21.开关碰头，22.压紧螺母，23.传动丝杠，24.反馈顶杆，25.滑杆，26.圆垫，27.限位块，28.内六角螺钉I，29.焊接头，30.导向平键I，31.小圆螺母，32.键，33.定距平垫I，34.衬套I，35.开关箱体，36.内六角螺钉II，37.压紧盖，38.衬套II，39.滑动螺母，40.滑块，41.十字滑块螺母，42.压盖，43.衬套III，44.横移丝杠，45.衬套IV，46.小压盖，47.压带弹簧，48.小芯轴，49.内六角螺钉III，50.锁紧套，51.压带辊，52.辊架，53.锁枪轴，54.导向杆，55.卡头，56.锥套，57.滑座，58.绝缘底板，59.手动丝杠，60.手动螺母，61.手轮，62.底板，63.横移电机，64.光杠II，65.联轴器III，66.锥齿轮III，67.导向平键II，68.定距平垫II，69.衬套V，70.锥齿轮IV，71.小螺母，72.导向板，73.上微调开关，74.主梁横梁，75.主梁侧板，76.燕尾板，77.焊接头耳板，78.焊接头侧板，79.焊接头横梁，80.导槽，81.导向垫，82.导向滑块，d.钢带厚度。
具体实施方式
实施例1
图1是本发明公开的一个实施例，所述三维全自动焊接机，包括驱动机构、信号反馈机构、位置调节机构、焊接机1和主梁13。所述主梁13的主梁侧板75上安装驱动机构的纵移电机9、压带电机12和横移电机63，保护罩II7和保护罩III11通过螺栓连接在主梁侧壁75上，上述三个电机都处于保护罩II11之中，保护罩III11起到保护三个电机的作用。驱动机构的纵移电机9带动压带机构和焊接机1纵向移动；驱动机构的压带电机12带动焊接头29以及焊接机1水平移动；驱动机构的横移电机63带动装有压带机构和焊接机1的滑块40横向移动，从而带动焊接机1运动到指定位置，完成焊接工序。
驱动机构的纵移电机9的转轴通过联轴器I8与光杠I2连接(见图1、图4)，光杠I2的另一端开有键槽，并在此端装有锥齿轮II5。光杠I2与锥齿轮II5之间用导向平键I30定位，致使锥齿轮II5转动的同时可以沿着光杠2轴向运动。锥齿轮II5套有定距平垫I33和衬套I34，通过使用定距平垫I33和衬套I34把锥齿轮II5和焊接头29固定在一起。与锥齿轮II5啮合的锥齿轮I4套在垂直丝杠3的一端，并用小圆螺母31固定。垂直丝杠3由内六角螺钉II36、压紧盖37和衬套II38安装在焊接头29上，致使垂直光杠3只能转动。
如图4、图5、图7、图8、图9所示，活动螺母39套在垂直丝杠3与之配合，并且活动螺母39还固定在滑块40上。滑块40下端固定有压带机构。具体为下端的卡槽中安装有辊架52，辊架52和滑块40用锁枪轴53固定。辊架52下部辊子孔中装有压带辊51。压带辊51两端用锁紧套50锁紧。如图9所示，滑块40和辊架52的连接孔中有压带弹簧47、小芯轴48和内六角螺钉III49。滑块40和辊架52之间有钢带厚度d的距离，当压带辊51面和滑杆25面压紧两钢带时，滑杆25停止了压带运动，焊接头29带动压带辊51继续前移直到开关碰头21碰到下微动开关20，此移动的距离即为钢带厚度d，同时也是滑块40和辊架52之间的距离。锁枪轴53的连接卡头55，卡头55的作用是卡紧焊接机1。在滑块40的上端有通过内六角螺钉I28固定的圆垫26和限位块27，限位块27的作用是限制滑块40纵向运动的上位极限。当在纵移电机9作用下垂直丝杠3转动，滑动螺母39被推动，而与滑动螺母39相连接的滑块40就带动压带机构和焊接机1沿纵向移动。
驱动机构的横移电机63通过联轴器III65与光杠II64的一端相连(见图1、图2、图4、图5)，光杠II64的另一端开有键槽，并装有锥齿轮III66，光杠II64与锥齿轮III66之间用导向平键II67定位，致使锥齿轮III66可以沿着光杠II64转动并轴向移动。锥齿轮III66套有定距平垫II68和衬套V69，通过使用定距平垫II68和衬套V69把锥齿轮III66和焊接头29固定在一起。与锥齿轮III66啮合的锥齿轮IV70套在横移丝杠44的一端，并用小圆螺母71固定。横移丝杠44一端通过小压盖46和衬套IV45而另一端通过压盖42和衬套III43安装在焊接头29上，致使横移丝杠44只能转动，不能前后移动。横移丝杠44上套有十字滑块螺母41。十字滑块螺母(41)卧在焊接头(29)中的滑块(40)的凹槽里，在十字滑块螺母41下侧有通过螺栓与焊接头29相连的导向板72，导向板72起到对十字滑块螺母42横移导向的作用。当横移电机63作用下横移丝杠44转动，从而推动十字滑块螺母41横向移动。十字滑块螺母41横向移动的过程中，就带动安装有压带机构和焊接机1的滑块40横向移动。
驱动机构的压带电机12通过联轴器II10与传动丝杠23相连(见图1、图2)，压紧螺母22与传动丝杠23配合，并且压紧螺母22通过螺栓固定在焊接头29上。信号反馈机构的滑杆25端面顶在反馈顶杆24一端长方形端面上，弹簧17给反馈顶杆24弹力，使得反馈顶杆24的长方形端面和滑杆25端面紧紧贴在一起。并且滑杆25端面可以在反馈顶杆24的长方形端面上平移，反馈顶杆24的两根滑杆通过焊接头29的两个圆管，防止反馈顶杆24长方形端面转动。反馈顶杆24的长杆顶端连接着开关碰头21，开关碰头21的另一端安装有弹簧17。开关箱体35通过螺栓固定在保护罩II7上，开关箱体35内部上下侧装有两个开关垫块(19、19′)，两个开关垫块(19、19′)上分别装有下微动开关20和上微动开关73，开关箱体35一侧装有两个调节螺柱(15、15′)，两个调节螺柱(15、15′)与两个开关垫块(19、19′)连接；在开关箱体35同侧还装有芯轴16的调节螺栓14。导向杆54一端焊接在焊接头29上，另一端穿过滑杆25的孔槽，对滑杆25起到导向和推动的作用。
所述位置调节机构中的滑座56通过锥套57固定在底板62上(见图1、图6)，主梁13和保护罩II7都焊接在绝缘底板58上，导向垫81焊接在绝缘底板58上，导向滑块82固定在导向垫81上。绝缘底板58和滑座56配合安装。带有手动丝杠59的手轮61配合手动螺母60，而手动螺母60通过螺栓安装在保护罩II7上。手轮61固定在滑座57侧板上。此位置调节机构有着调节焊接位置的作用。
所述主梁13的主梁侧板75焊接在主梁横梁74的一端(见图11、图12)，燕尾板76焊接在主梁横梁74的下侧。焊接头29的焊接头侧板78焊接在焊接头横梁79侧面，焊接头耳板77和导槽80焊接在焊接头侧板78的同侧。
本发明的工作过程如下(见图1、4、5、6)：给纵移电机9一个电信号，纵移电机9转动，通过联轴器I8带动光杠I2上的锥齿轮II5转动，锥齿轮I4和锥齿轮II5啮合，从而通过锥齿轮I4带动垂直丝杠3转动。滑动螺母39固定在滑块40上，滑块40另一端连接焊接装置，与垂直丝杠3配合的滑动螺母39在垂直丝杠3转动的同时带动滑块40上下运动，从而带动焊接头29上下运动到指定位置，实现了焊接头29的垂直运动。
当纵移电机9停止工作后，压带电机12开始工作，压带电机12转动，通过联轴器II10带动传动丝杠23转动从而使压紧螺母22轴向移动，在压紧螺母22作用下，焊接头29以及焊接机1等水平移动。当压带辊51初始接触两根钢带带头时，两根钢带带头还没有被压紧，压带辊51继续向前移动并逐渐压紧两根钢带带头。此时滑杆25、反馈顶杆24以及开关碰头21停止运动，而传动丝杠23继续转动，焊接头29继续前移，下微控开关20随焊接头29同时前移，最终压紧钢带带头后下微控开关20碰触开关碰头21，给压带电机12停止信号，并给横移电机63移动信号。
给横移电机63一个启动电信号后，横移电机63转动，通过联轴器III65带动光杠II64上的锥齿轮III66转动，锥齿轮IV70和锥齿轮III66啮合，通过锥齿轮IV70传动横移丝杠44转动，推动十字滑块螺母41移动，而十字滑块螺母41又推动带有压带机构、滑块40和焊接头29横向移动，焊接头29横向移动的过程中，滑杆25端面和压带辊51也同时在钢带面上横向移动，滑杆25会先经过钢带连接部分，当滑杆25经过钢带连接部分时，会在弹簧17作用下向前移动钢带厚度的距离，致使开关碰头21、上微型开关73动作，给横移电机63一个停止信号，并给焊接机1焊接信号和纵移电机9起动信号。从而带动工作中焊接机1运动到指定位置，完成了焊接工序。
焊接结束后所有部位均快速回到初始工作位等待下次动作指令。
当钢带带头衔接焊缝位置变化时，可以通过调节位置调节机构把焊接机构调节到合适的位置。手动旋转手轮61，在手动螺母60的作用下就达到了调节三维全自动焊接机位置的目的。
Claims (5)
1.一种三维全自动焊接机，包括焊接机(1)、主梁(13)、驱动机构、信号反馈机构和位置调节机构，其中，位置调节机构的手轮(61)安装在滑座(57)的侧板上，所述主梁(13)的主梁侧板(75)上安装驱动机构的纵移电机(9)、压带电机(12)和横移电机(63)，纵移电机(9)带动压带机构和焊接机(1)纵向移动，压带电机(12)带动焊接头(29)以及焊接机(1)水平移动，横移电机(63)带动装有压带机构和焊接机(1)的滑块(40)横向移动，其特征是：
所述纵移电机(9)通过联轴器I(8)与光杠I(2)的一端连接，光杠I(2)的另一端开有键槽，并在此端装有导向平键I(30)和锥齿轮II(5)；套有定距平垫I(33)和衬套I(34)的锥齿轮II(5)，与安装在焊接头(29)中的垂直丝杠(3)上端的锥齿轮I(4)啮合，垂直丝杠(3)上的滑动螺母(39)固定在滑块40上，滑块(40)的上端安装限位块(27)，滑块(40)的下端装有压带机构的辊架(52)；
所述压带机构的辊架(52)用锁枪轴(53)固定，辊架(52)下部辊子孔中装有压带辊(51)，压带辊(51)两端用锁紧套(50)锁紧，滑块(40)和辊架(52)的连接孔中有压带弹簧(47)、小芯轴(48)和内六角螺钉III(49)，锁枪轴(53)的连接卡头(55)卡紧焊接机(1)；
所述横移电机(63)通过联轴器III(65)与光杠II(64)的一端相连，光杠II(64)的另一端开有键槽，并在此端装有导向平键II(67)和锥齿轮III(66)；锥齿轮III(66)套有定距平垫II(68)和衬套(69)，与锥齿轮III(66)啮合的锥齿轮IV(70)装在横移丝杠(44)的上端，横移丝杠(44)一端通过小压盖(46)和衬套IV(45)另一端通过压盖(42)和衬套III(43)安装在焊接头(29)上；横移丝杠(44)上套有十字滑块螺母(41)，十字滑块螺母(41)卧在焊接头(29)之中的滑块(40)的凹槽里，在十字滑块螺母(41)下侧有通过螺栓与焊接头(29)相连的导向板(72)，当横移电机(63)作用下横移丝杠(44)转动，十字滑块螺母(41)横向移动的过程中，带动装有压带机构和焊接机(1)的滑块(40)横向移动，从而带动焊接机(1)运动到指定位置，完成焊接工序。
2.根据权利要求1所述的三维全自动焊接机，其特征是：所述压带电机(12)通过联轴器II(10)与传动丝杠(23)相连，传动丝杠(23)与压紧螺母(22)相配合，压紧螺母(22)与焊接头(29)固联，当压带电机(12)作用下传动丝杠(23)转动，压紧螺母(22)带动焊接头(29)以及焊接机(1)水平移动。
3.根据权利要求1所述的三维全自动焊接机，其特征是：所述信号反馈机构的滑杆(25)端面顶在反馈顶杆(24)端部的长方形面板上，反馈顶杆(24)的另一端装有弹簧(17)使得反馈顶杆(24)的端面和滑杆(25)端面紧紧贴在一起，反馈顶杆(24)的两根滑杆通过焊接头(29)的两个圆管，反馈顶杆(24)的顶端连接开关碰头(21)，开关碰头(21)的另一端安装有弹簧(17)，开关箱体(35)内部的上下侧装有两个开关垫块(19、19′)，两个开关垫块(19、19′)上分别装有下微动开关(20)和上微动开关(73)，开关箱体(35)一侧装有两个调节螺柱(15、15′)，两个调节螺柱(15、15′)与两个开关垫块(19、19′)连接；在开关箱体(35)同侧还装有芯轴(16)的调节螺栓(14)；导向杆(54)一端焊接在焊接头(29)上，另一端穿过滑杆(25)的孔槽。
4.根据权利要求1所述的三维全自动焊接机，其特征是：所述位置调节机构中的滑座(57)通过锥套(56)固定在底板(62)上，导向垫(81)焊接在绝缘底板(58)上，导向滑块(82)固定在导向垫(81)上；绝缘底板(58)和滑座(57)配合安装；手轮(61)的手动丝杠(59)与手动螺母(60)配合，手动螺母(60)通过螺栓安装在保护罩(7)上。
5.根据权利要求1所述的三维全自动焊接机，其特征是：所述主梁(13)的主梁侧板(75)焊接在主梁横梁(74)的一端，燕尾板(76)焊接在主梁横梁(74)的下侧；焊接头(29)的焊接头侧板(78)焊接在焊接头横梁(79)侧面，焊接头耳板(77)和导槽(80)焊接在焊接头侧板(78)的同侧。
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