CN102699513A - 一种电阻焊接设备自动上料装置 - Google Patents

Abstract

一种电阻焊接设备自动上料装置，用于实现汽车连杆工件电阻焊接的自动上料操作，它包括机械手、左右平移机构、工件排序输出机构、底座支架和PLC控制系统，所述机械手安装在左右平移机构的上面，所述左右平移机构和工件排序输出机构均安装在底座支架上，所述底座支架通过可调节底脚安装在水平地面上。本发明采用PLC控制系统使焊接工件上料动作与电阻焊接设备的夹紧及焊接动作配合，实现了自动化焊接作业，整个操作过程可在12秒之内完成，工作效率提高了百分之二十，不仅大大降低了操作者劳动强度，而且消除了安全生产隐患。

Description

一种电阻焊接设备自动上料装置

技术领域

本发明涉及一种焊装设备的自动上料装置，特别涉及一种用于汽车连杆工件、由电阻焊接设备焊接时的自动上料装置，属于金属焊接技术领域。

背景技术

目前，汽车连杆产品的焊接大多采用电阻焊工艺，电阻焊是通过瞬间融化两电极间的材料，来实现快速焊接作业。它具有操作简单，焊接接头稳定可靠的特点，能满足连杆产品的焊接要求。但目前在进行汽车连杆工件的电阻焊接时，操作者用手直接拿取工件，再由气缸压紧后实施焊接，由于缺乏必要的上料工装，工件放置点不统一，不仅工作效率低、产品的一致性难以保证，而且操作者劳动强度大，存在安全隐患，很容易压伤、烫伤操作者的手指。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种快速高效、安全可靠的电阻焊接设备自动上料装置。

本发明所述问题是以下述技术方案实现的：

一种电阻焊接设备自动上料装置，它包括机械手、左右平移机构、工件排序输出机构、底座支架和PLC控制系统，所述机械手安装在左右平移机构的上面，所述左右平移机构和工件排序输出机构均安装在底座支架上，所述底座支架通过可调节底脚安装在水平地面上。

上述电阻焊接设备自动上料装置，所述机械手包括手指夹紧单元、手指夹紧气缸、旋转气缸、升降气缸Ⅰ、前后运动气缸、升降气缸Ⅱ和升降气缸Ⅱ固定架，所述手指夹紧单元包括手指、驱动杆和手指夹紧单元支架，所述手指、驱动杆均由上下对称布置的两部分组成，其中每一部分的手指与驱动杆通过铰接轴铰接，驱动杆上下两部分通过主转轴与手指夹紧气缸伸缩臂铰接，所述手指夹紧单元支架套装在手指夹紧气缸的外面，在手指夹紧单元支架上设有滑道，手指可在驱动杆推动下沿滑道移动。

上述电阻焊接设备自动上料装置，所述手指夹紧气缸与旋转气缸配装，所述旋转气缸固定安装在升降气缸Ⅰ伸缩臂的端部，所述升降气缸Ⅰ固定安装在前后运动气缸伸缩臂的端部，所述前后运动气缸固定安装在升降气缸Ⅱ伸缩臂的端部，所述升降气缸Ⅱ安装在升降气缸Ⅱ固定架上，所述升降气缸Ⅱ固定架安装在左右平移机构元件上。

上述电阻焊接设备自动上料装置，所述左右平移机构包括左右平移气缸、直线轴承、机械手安装座、直线导轨和左右平移机构安装座，所述左右平移气缸固定在左右平移机构安装座上，左右平移气缸的伸缩臂通过左右平移气缸推板与机械手安装座连接，所述直线导轨固定在左右平移机构安装座上，所述左右平移机构安装座固定在底座支架上。

上述电阻焊接设备自动上料装置，所述工件排序输出机构包括工件排序箱、工件出料板和出料气缸，所述工件排序箱固定安装在底座支架上，所述工件出料板位于工件排序箱的底部，在工件出料板上设有与工件形状匹配的漏料槽，所述出料气缸安装在工件排序箱的下面，出料气缸伸缩臂与出工件出料板配装。

上述电阻焊接设备自动上料装置，所述PLC控制系统包括传感器、微处理器、控制电路、气路元件和操作按钮，所述传感器由出料板位置传感器、旋转气缸位置传感器和左右移动气缸位置传感器组成，传感器将运动元件到位信号传递给微处理器，通过微处理器发出指令控制电、气元件来完成连杆工件的上料动作和该自动上料装置的复位动作。

本发明通过能容纳多个连杆工件的工件排序箱自动排序上料，设置在工件出料板上的漏料槽使出料气缸每一次动作只能推出一个连杆工件，保证了连杆工件上料动作的有序进行；本发明将不同结构和布置形式的气缸组合成机械手，替代了由人手直接拿取工件的上料模式，保障了操作者的人身安全；本发明采用PLC控制系统使焊接工件上料动作与电阻焊接设备的夹紧及焊接动作配合，实现了自动化焊接作业，整个操作过程可在12秒之内完成，工作效率提高了百分之二十，不仅大大降低了操作者劳动强度，而且消除了安全生产隐患。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的总体布置示意图；

图2是图1中A-A剖面结构图；

图3是机械手结构示意图；

图4是手指夹紧单元结构图；

图5是工件排序输出机构示意图；

图6～图20是本发明工作过程示意图。

图中各标号为：1、机械手，1-1、手指夹紧单元，1-1-1、手指，1-1-2、驱动杆，1-1-3、主转轴，1-1-4、铰接轴，1-1-5、手指夹紧单元支架，1-1-6、滑道，1-2、手指夹紧气缸，1-3、旋转气缸，1-4、升降气缸Ⅰ，1-5、前后运动气缸，1-6、升降气缸Ⅱ，1-7、升降气缸Ⅱ固定架，2、左右平移机构，2-1、左右平移气缸，2-2、左右平移气缸支撑，2-3、左右平移气缸推板，2-4、直线轴承，2-5、直线轴承座，2-6、机械手安装座，2-7、直线导轨，2-8、直线导轨支撑，2-9、左右平移机构安装座，3、工件排序输出机构，3-1、工件排序箱，3-2、工件出料板，3-3、出料气缸推板，3-4、出料气缸，3-5、工件排序箱支撑，4、底座支架，5、可调节底脚，6、连杆工件，7、电阻焊接设备，8、电阻焊接设备夹紧机构。

具体实施方式

参看图 1、图 2，本发明包括机械手1、左右平移机构2、工件排序输出机构3、底座支架4和PLC控制系统，所述机械手1安装在左右平移机构2的上面，所述左右平移机构2和工件排序输出机构3均安装在底座支架4上，所述底座支架4通过可调节底脚5安装在水平地面上。

参看图 1、图3、图4，本发明的机械手1包括手指夹紧单元1-1、手指夹紧气缸1-2、旋转气缸1-3、升降气缸Ⅰ1-4、前后运动气缸1-5、升降气缸Ⅱ1-6和升降气缸Ⅱ固定架1-7，所述手指夹紧单元1-1包括手指1-1-1、驱动杆1-1-2和手指夹紧单元支架1-1-5，所述手指1-1-1、驱动杆1-1-2均由上下对称布置的两部分组成，其中每一部分的手指1-1-1与驱动杆1-1-2通过铰接轴1-1-4铰接，驱动杆上下两部分通过主转轴1-1-3与手指夹紧气缸伸缩臂铰接，所述手指夹紧单元支架1-1-5套装在手指夹紧气缸1-2的外面，在手指夹紧单元支架1-1-5上设有滑道1-1-6，手指1-1-1可在驱动杆1-1-2推动下沿滑道1-1-6移动，实现手指夹紧单元1-1的打开与闭合。

参看图 1、图3，本发明机械手部分的手指夹紧气缸1-2与旋转气缸1-3配装，所述旋转气缸1-3固定安装在升降气缸Ⅰ1-4伸缩臂的端部，所述升降气缸Ⅰ1-4固定安装在前后运动气缸1-5伸缩臂的端部，所述前后运动气缸1-5固定安装在升降气缸Ⅱ1-6伸缩臂的端部，所述升降气缸Ⅱ1-6安装在升降气缸Ⅱ固定架1-7上，所述升降气缸Ⅱ固定架1-7安装在左右平移机构元件上。

参看图2，本发明的左右平移机构2包括左右平移气缸2-1、左右平移气缸支撑2-2、左右平移气缸推板2-3、直线轴承2-4、直线轴承座2-5、机械手安装座2-6、直线导轨2-7、直线导轨支撑2-8和左右平移机构安装座2-9，所述左右平移气缸2-1通过左右平移气缸支撑2-2固定在左右平移机构安装座2-9上，所述左右平移气缸推板2-3将左右平移气缸伸缩臂与机械手安装座2-6连接起来，所述直线轴承2-4与直线导轨2-7配装，直线轴承2-4嵌装在直线轴承座2-5内部，所述直线轴承座2-5与机械手安装座2-5配装，所述直线导轨2-7通过位于其两端的直线导轨支撑2-8固定在左右平移机构安装座2-9上，所述左右平移机构安装座2-9固定在底座支架4上。

参看图1、图5，本发明的工件排序输出机构3包括工件排序箱3-1、工件出料板3-2、出料气缸3-4、出料气缸推板3-3和工件排序箱支撑3-5，所述工件排序箱3-1通过工件排序箱支撑3-5固定安装在底座支架4上，所述工件出料板3-2位于工件排序箱3-1的底部，它与出料气缸推板3-3配装，在工件出料板3-2上设有与工件形状匹配的漏料槽，在出料板3-2上面设有一个凹槽，这一个凹槽的尺寸正好能容纳下一件工件，当气缸3-4带动出料板回程的时候就会有一个工件掉到凹槽，而且，也只有一件能掉进去。出料气缸根据命令带动出料板推出的时候，出料板就会带着一个工件推出，手指气缸就可以拿取进行下一步动作，这时出料板完成一个完整的动作。重复这一动作，即可完成工件的不停推出。所述出料气缸3-4安装在工件排序箱3-1的下面，出料气缸伸缩臂与出料气缸推板3-3固定连接。 

本发明设有多个传感器，其中，比较重要的是出料板位置传感器、.旋转气缸位置传感器和左右移动气缸位置传感器。整个工作过程由出料板位置传感器、.旋转气缸位置传感器和左右移动气缸位置传感器将各运动元件到位信号传递给微处理器，由微处理器发出指令，在PLC系统控制下完成。其中出料板位置传感器的作用为：当工件出料板3-2没有将连杆工件6推出时，此传感器不发出信号，不进行下一步动作，防止安全事故的发生；当出料板位置传感器感应到有连杆工件6推出时，进行下一步动作。旋转气缸位置传感器的作用为：当旋转气缸1-3没有旋转时，此传感器不发出信号，由PLC系统报警告知操作者，并禁止下一步动作进行，防止旋转气缸1-3在没有旋转的情况下，本电阻焊接设备自动上料装置与电阻焊机相撞；当旋转气缸1-3旋转到位时，旋转气缸位置传感器发出动作完成信号，进行下一步动作。左右移动气缸位置传感器的作用为：当左右移动气缸2-1向右移动不到位时，此传感器不发出信号，由PLC系统报发出报警信号，本电阻焊接设备自动上料装置停止运行，防电阻焊机将电阻焊设备的顶紧机构击穿，造成设备的损坏并发生安全事故。微处理器在得到信号以后，根据操作员事先编成的程序计算出下一步要运行的动作，然后发出的指令，控制执行元件去完成该动作。

参看图6～图20，本发明工作时具体操作步骤为：按下开关按钮，升降气缸Ⅰ1-4的伸缩臂抬起，手指夹紧气缸1-2动作，带动驱动杆1-1-2向外移动，驱动杆1-1-2带动手指1-1-1向外移动，手指1-1-1松开；同时出料气缸3-4伸缩臂伸展，带动工件出料板3-2动作，工件出料板3-2的漏料槽将连杆工件6带出，此时手指夹紧气缸1-2动作，其伸缩臂推动驱动杆1-1-2向内移动，驱动杆推动手指向内移动，完成加紧动作，手指夹紧单元1-1将连杆工件6夹紧；升降气缸Ⅱ1-6的伸缩臂抬起，旋转气缸1-3旋转90度，将连杆工件6旋转到竖直状态；左右平移气缸2-1的伸缩臂推出，通过直线轴承座2-5带动整套机械手右移至右极点，这时升降气缸Ⅰ1-4的伸缩臂缩回，使连杆工件6下降，前后运动气缸1-5的伸缩臂推出，将连杆工件6放置到电阻焊接设备7的定位点上；这时电阻焊接设备夹紧机构8动作，将连杆工件6顶紧，手指夹紧气缸1-2动作使手指夹紧单元1-1张开，随后电阻焊接设备7开始焊接作业，同时前后运动气缸1-5的伸缩臂缩回，旋转气缸1-3回位，左右平移气缸2-1带动整套机械手1回到左侧初始位置，升降气缸Ⅱ1-6的伸缩臂缩回，完成一个循环。

本发明采用PLC控制系统使焊接工件上料动作与电阻焊接设备的夹紧及焊接动作配合，实现了自动化焊接作业，整个操作过程可在12秒之内完成，工作效率提高了百分之二十，降低了操作人员的劳动强度。

本发明中，旋转气缸1-3可采用90°旋转气缸，以驱动手指夹紧气缸1-2、手指夹紧单元1-1及连杆工件完成90°旋转动作。

本发明结构中，所有气缸均采用磁力环气缸，所述磁力环气缸活塞由密封圈、耐磨环、磁环、活塞本体组成，其中的磁环具有磁性。磁力环气缸配合传感器使用，当气体进入气缸后推动活塞前后移动，当活塞移动到传感器位置，由于磁力环具有磁性，传感器得到磁性的信号以后就把信号传递到微处理器，由微处理器发出指令执行下一步动作。本发明中的每一步动作均有防错装置，每步动作出现问题时整个装置自动停止运行，防止事故发生，保证了操作者的人身安全。

Claims (6)

1.一种电阻焊接设备自动上料装置，其特征是，它包括机械手（1）、左右平移机构（2）、工件排序输出机构（3）、底座支架（4）和PLC控制系统，所述机械手（1）安装在左右平移机构（2）的上面，所述左右平移机构（2）和工件排序输出机构（3）均安装在底座支架（4）上，所述底座支架（4）通过可调节底脚（5）安装在水平地面上。

2.根据权利要求1所述的电阻焊接设备自动上料装置，其特征是，所述机械手（1）包括手指夹紧单元（1-1）、手指夹紧气缸（1-2）、旋转气缸（1-3）、升降气缸Ⅰ（1-4）、前后运动气缸（1-5）、升降气缸Ⅱ（1-6）和升降气缸Ⅱ固定架（1-7），所述手指夹紧单元（1-1）包括手指（1-1-1）、驱动杆（1-1-2）和手指夹紧单元支架（1-1-5），所述手指（1-1-1）、驱动杆（1-1-2）均由上下对称布置的两部分组成，其中每一部分的手指（1-1-1）与驱动杆（1-1-2）通过铰接轴（1-1-4）铰接，驱动杆上下两部分通过主转轴（1-1-3）与手指夹紧气缸伸缩臂铰接，所述手指夹紧单元支架（1-1-5）套装在手指夹紧气缸（1-2）的外面，在手指夹紧单元支架（1-1-5）上设有滑道（1-1-6），手指（1-1-1）可在驱动杆（1-1-2）推动下沿滑道（1-1-6）移动。

3.根据权利要求2所述的电阻焊接设备自动上料装置，其特征是，所述手指夹紧气缸（1-2）与旋转气缸（1-3）配装，所述旋转气缸（1-3）固定安装在升降气缸Ⅰ（1-4）伸缩臂的端部，所述升降气缸Ⅰ（1-4）固定安装在前后运动气缸（1-5）伸缩臂的端部，所述前后运动气缸（1-5）固定安装在升降气缸Ⅱ（1-6）伸缩臂的端部，所述升降气缸Ⅱ（1-6）安装在升降气缸Ⅱ固定架（1-7）上，所述升降气缸Ⅱ固定架（1-7）安装在左右平移机构元件上。

4.根据权利要求3所述的电阻焊接设备自动上料装置，其特征是，所述左右平移机构（2）包括左右平移气缸（2-1）、机械手安装座（2-6）、直线导轨（2-7）和左右平移机构安装座（2-9），所述左右平移气缸（2-1）固定在左右平移机构安装座（2-9）上，左右平移气缸的伸缩臂通过左右平移气缸推板（2-3）与机械手安装座（2-6）连接，所述直线导轨（2-7）固定在左右平移机构安装座（2-9）上，所述左右平移机构安装座（2-9）固定在底座支架（4）上。

5.根据权利要求4所述的电阻焊接设备自动上料装置，其特征是，所述工件排序输出机构（3）包括工件排序箱（3-1）、工件出料板（3-2）和出料气缸（3-4），所述工件排序箱（3-1）固定安装在底座支架（4）上，所述工件出料板（3-2）位于工件排序箱（3-1）的底部，在工件出料板（3-2）上设有与工件形状匹配的漏料槽，所述出料气缸（3-4）安装在工件排序箱（3-1）的下面，出料气缸伸缩臂与出工件出料板（3-2）配装。

6.根据权利要求5所述的电阻焊接设备自动上料装置，其特征是，所述PLC控制系统包括传感器、微处理器、控制电路、气路元件和操作按钮，所述传感器由出料板位置传感器、.旋转气缸位置传感器和左右移动气缸位置传感器组成，传感器将运动元件到位信号传递给微处理器，通过微处理器发出指令控制电、气元件来完成连杆工件（6）的上料动作和该自动上料装置的复位动作。

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