CN103286429B - 一种高效节能降噪伺服点焊设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及点焊设备机械技术领域,尤其涉及一种高效节能降噪伺服点焊设备。本发明包括焊头升降机构、自动送料装置及控制模块,所述焊头升降机构设置于所述自动送料装置的送料输出端;所述控制模块分别与伺服减速机和驱动电机控制信号连接。本发明采用控制模块进行自动化控制,焊头升降机构采用伺服减速机带动曲柄连杆来驱动焊头做升降运动,替代传统采用气缸驱动的方式,并且采用自动送料装置代替人工操作实现自动送料,其自动化程度高,焊接能耗低、无噪音、焊接效率和精确度更高,设备使用工况条件要求低。

Description

一种高效节能降噪伺服点焊设备
技术领域
本发明涉及点焊设备机械技术领域,尤其涉及一种高效节能降噪伺服点焊设备。
背景技术
制冷设备的蒸发器,如图1所示,包括U形弯曲的蒸发管91和若干与蒸发管91焊接的钢丝92,若干钢丝92平行且与蒸发管91交错设置,由于在蒸发管91与钢丝92接触的各位置均需要焊接,因而其焊接点较多。焊接上述蒸发器90的点焊设备包括焊头,为节省焊接时间和提高焊接效率,在焊头上横向设有若干焊接工位,焊接工位与每排蒸发管91或每排钢丝92的焊接点相对应,这样焊头一次运行便可完成一排焊接点的焊接。在焊接时,先将蒸发管91和钢丝92放入治具排列好,然后将治具推送至焊接工位的对应位置,现有的点焊设备采用气缸驱动焊头做往返运动,用气量大,能耗高,噪音大,气缸每往返一次即焊头完成一次焊接工序,由于气缸的行程较大,其精确度难以控制,且气缸两次往返的间隔时间较长,因此现有的点焊设备焊接效率较低,焊接精确度不高,不能满足高效的工业化生产需求。另外,现有的点焊设备在焊接时,需先将蒸发管91和钢丝92放入治具排列好,然后由人工操作将治具推送至焊接工位的对应位置,每当焊头完成一次焊接工序,都需要再由人工操作递进式地送料,其自动化程度不高,费时耗力,焊接效率较低。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术所存在的问题而提供一种高效节能降噪伺服点焊设备,本高效节能降噪伺服点焊设备采用控制模块进行自动化控制,其焊头升降机构充分利用机械原理,采用伺服减速机带动曲柄连杆来驱动焊头做升降运动,替代传统采用气缸驱动的方式,达到高效、节能、降噪的效果;通过改变焊接点的接触方式,减少一次焊接点(面),降低设备对电力、气源的配置要求,使设备能耗、噪音及使用工况条件降低;并且采用自动送料装置代替人工操作实现自动送料,故其自动化程度高,焊接能耗低、噪音小、焊接效率和精确度更高,设备使用工况条件要求低。
为达到上述目的,本发明通过以下技术方案来实现。
一种高效节能降噪伺服点焊设备,包括焊头升降机构、自动送料装置及控制模块,所述焊头升降机构设置于所述自动送料装置的送料输出端;所述焊头升降机构包括基座、伺服减速机和焊头,所述伺服减速机设置于基座上且可驱动焊头做直线往复运动,伺服减速机通过曲柄连杆机构与焊头连接;所述曲柄连杆机构包括曲柄和连接杆,所述曲柄与伺服减速机的转轴连接,所述连接杆的两端分别与曲柄和焊头铰接;所述自动送料装置包括机架、驱动电机和送料盘,机架上沿送料方向架设有滚珠丝杆,所述驱动电机与滚珠丝杆连接且可驱动滚珠丝杆进行回转,所述滚珠丝杆上套设有与其螺纹配合的螺母,所述送料盘沿送料方向滑动设置于机架上且与所述螺母固定连接;所述控制模块分别与伺服减速机和驱动电机控制信号连接。
其中,所述基座上设有安装板,伺服减速机固定安装于所述安装板上,焊头滑动设置于所述安装板上。所述安装板上沿所述焊头往复运动的方向设有第一滑轨,所述焊头设有与所述第一滑轨相匹配的第一滑槽。进一步地,所述安装板滑动设置于基座上。基座上设有气缸,所述气缸的活塞杆与安装板固定连接,所述基座上设有可阻挡安装板位移的限位块。所述基座沿所述焊头往复运动的方向设有第二滑轨,所述安装板设有与所述第二滑轨相匹配的第二滑槽。
其中,所述曲柄通过其两端的固定座架设于所述安装板上,所述固定座与所述安装板固定连接。
其中,所述送料盘上卡设有治具。
作为优选的,所述自动送料装置的输出端设有两个焊头升降机构,所述两个焊头升降机构相对设置且分别位于所述送料盘的两端。
本发明的有益效果为:一种高效节能降噪伺服点焊设备,包括焊头升降机构、自动送料装置及控制模块,所述焊头升降机构设置于所述自动送料装置的送料输出端;所述焊头升降机构包括基座、伺服减速机和焊头,所述伺服减速机设置于基座上且可驱动焊头做直线往复运动,伺服减速机通过曲柄连杆机构与焊头连接;所述曲柄连杆机构包括曲柄和连接杆,所述曲柄与伺服减速机的转轴连接,所述连接杆的两端分别与曲柄和焊头铰接;所述自动送料装置包括机架、驱动电机和送料盘,机架上沿送料方向架设有滚珠丝杆,所述驱动电机与滚珠丝杆连接且可驱动滚珠丝杆进行回转,所述滚珠丝杆上套设有与其螺纹配合的螺母,所述送料盘沿送料方向滑动设置于机架上且与所述螺母固定连接;所述控制模块分别与伺服减速机和驱动电机控制信号连接。本高效节能降噪伺服点焊设备的焊头升降机构的伺服减速机是一种低转速大扭矩的传动设备,作为本高效节能降噪伺服点焊设备的焊头升降机构的驱动装置,由控制模块进行PLC编程控制,可驱动曲柄连杆机构按设定程序运作,其运行速度快,能耗低,噪音轻微,控制方便,运行可靠。本伺服高效节能降噪点焊设备通过改变焊接点的接触方式,减少一次焊接点(面),降低设备对电力、气源的配置要求,使设备能耗、噪音及使用工况条件降低。本高效节能降噪伺服点焊设备的自动送料装置的滚珠丝杆,其摩擦力较小,便于控制。本高效节能降噪伺服点焊设备由控制模块控制驱动电机运作,驱动电机驱动滚珠丝杆回转,进而使送料盘实现小间距的等分进给送料,其进给精确度高,非常适用于对蒸发器类产品进行高效点焊。本高效节能降噪伺服点焊设备采用控制模块进行自动化控制,控制模块控制伺服减速机和驱动电机同步协调运作,其焊头升降机构采用伺服减速机带动曲柄连杆来驱动焊头做升降运动,替代传统采用气缸驱动的方式,并且采用自动送料装置代替人工操作实现自动送料,其自动化程度高,焊接能耗低、噪音小、焊接效率和精确更高,设备使用工况条件要求低。
附图说明
下面利用附图来对本发明作进一步的说明,但是附图中的实施例不构成对本发明的任何限制。
图1为蒸发器的立体结构示意图;
图2为本发明的立体结构示意图;
图3为本发明自动送料装置的立体结构示意图;
图4为本发明焊头升降机构的立体结构示意图;
图5为本发明焊头升降机构分解状态的立体结构示意图。
在图1至图5中包括有:
10、自动送料装置;  20、焊头升降机构;  30、控制模块;
11、驱动电机;  12、送料盘;  121、第三滑槽;
122、治具;  13、滚珠丝杆;  131、螺母;  14、机架;
141、第三滑轨;  21、安装板;  211、第二滑槽;
212、第一滑轨;  213、固定座;  22、伺服减速机;
221、曲柄;  222、连接杆;  23、焊头;  231、第一滑槽;
24、气缸;  25、基座;  251、第二滑轨;  252、限位块;
90、蒸发器;91、蒸发管;92、钢丝。
具体实施方式
下面结合实施例来对本发明作进一步的说明。
如图1至图5所示,一种高效节能降噪伺服点焊设备,包括焊头升降机构20、自动送料装置10及控制模块30,所述焊头升降机构20设置于所述自动送料装置10的送料输出端;所述焊头升降机构20包括基座25、伺服减速机22和焊头23,所述伺服减速机22设置于基座25上且可驱动焊头23做直线往复运动,伺服减速机22通过曲柄连杆机构与焊头23连接;所述曲柄连杆机构包括曲柄221和连接杆222,所述曲柄221与伺服减速机22的转轴连接,所述连接杆222的两端分别与曲柄221和焊头23铰接;所述自动送料装置10包括机架14、驱动电机11和送料盘12,机架14上沿送料方向架设有滚珠丝杆13,所述驱动电机11与滚珠丝杆13连接且可驱动滚珠丝杆13进行回转,所述滚珠丝杆13上套设有与其螺纹配合的螺母131,所述送料盘12沿送料方向滑动设置于机架14上且与所述螺母131固定连接;所述控制模块30分别与伺服减速机22和驱动电机11控制信号连接。
本高效节能降噪伺服点焊设备的焊头升降机构20的伺服减速机22是一种低转速大扭矩的传动设备,作为本高效节能降噪伺服点焊设备的焊头升降机构20的驱动装置,由控制模块30进行PLC编程控制,可驱动曲柄连杆机构按设定程序运作,控制方便,运行可靠。本高效节能降噪伺服点焊设备采用控制模块30进行自动化控制,其焊头升降机构20充分利用机械原理,采用伺服减速机22带动曲柄连杆来驱动焊头23做升降运动,替代传统采用气缸驱动的方式,达到高效、节能、降噪的效果。
本高效节能降噪伺服点焊设备的自动送料装置10的滚珠丝杆13,其摩擦力较小,便于控制。本高效节能降噪伺服点焊设备由控制模块30控制驱动电机11运作,驱动电机11驱动滚珠丝杆13回转,进而使送料盘12实现小间距的等分进给送料,其进给精确度高,非常适用于对蒸发器90类产品进行高效点焊。
本高效节能降噪伺服点焊设备采用控制模块30进行自动化控制,控制模块30控制伺服减速机22和驱动电机11同步协调运作,其焊头升降机构20采用伺服减速机22带动曲柄连杆来驱动焊头23做升降运动,替代传统采用气缸24驱动的方式,其运行速度快,能耗低,噪音小,控制方便,运行可靠。并且采用自动送料装置10代替人工操作实现自动送料,其自动化程度高,同时提高焊接精确度和焊接效率。
本高效节能降噪伺服点焊设备通过改变焊接方向,减少一次焊接点(面),降低设备对电力、气源的要求,使设备能耗、噪音及使用工况条件降低。通常蒸发管91管道之间的间距比钢丝92之间的间距大,即钢丝92的排列密度比蒸发管91管道的排列密度大,由于现有的点焊设备采用气缸驱动焊头做往复运动,因此采用焊头上的焊接工位与蒸发管91管道上的焊接点相对应,虽然这样可以减少气缸驱动焊头往复运动的次数,但是由于焊接点较多,焊头上对应设置的焊接工位也相对较多,因而现有的点焊设备焊接时电流较高,且焊接时需要大量压缩空气,能耗很大,噪音很高,设备输出功率高达90-100kw,大批量生产时需要配置大容量变压器和空压机。而采用本焊头升降机构20的伺服点焊设备,其焊头23的焊接间隔时间更短,焊接精确度更高,且便于控制,因此本伺服点焊设备焊头23上的焊接工位可采用与钢丝92上的焊接点相对应,即减少焊头23上对应设置的焊接工位,增加焊头23往复运动的次数,使得本伺服点焊设备焊接时电流较低,设备输出功率仅有20kw,设备配置的气缸24仅为增压所用,与现有的点焊设备的用于驱动的气缸相比,用气量极少,无需配置大容量变压器和空压机,从而降低本高效节能降噪伺服点焊设备的能耗、噪音和使用工况要求。
其中,所述基座25上设有安装板21,伺服减速机22固定安装于所述安装板21上,焊头23滑动设置于所述安装板21上。所述安装板21上沿所述焊头23往复运动的方向设有第一滑轨212,所述焊头23设有与所述第一滑轨212相匹配的第一滑槽231。焊头23通过第一滑槽231与第一滑轨212的配合,在伺服减速机22的驱动下,被限制在滑动方向上做直线往复运动;第一滑轨212和第一滑槽231为两组,分别位于安装板21的两侧,所述曲柄221连接机构的连接杆222位于两第一滑轨212之间,使得焊头23往复运行更平稳。
进一步地,所述安装板21滑动设置于基座25上。基座25上设有气缸24,所述气缸24的活塞杆与安装板21固定连接,所述基座25上设有可阻挡安装板21位移的限位块252。所述基座25沿所述焊头23往复运动的方向设有第二滑轨251,所述安装板21设有与所述第二滑轨251相匹配的第二滑槽211。安装板21通过第二滑轨251与第二滑槽211的配合,在气缸24的驱动下,沿第二滑轨251运动,第二滑轨251和第二滑槽211为两组,分别位于基座25的两侧,利用本高效节能降噪伺服点焊设备进行焊接时,在气缸24驱动下,安装板21带动焊头23移动至靠近送料盘12的位置,使焊头23与蒸发器90的距离等于曲柄连杆机构带动焊头23运作的行程距离,实现快速焊接,调节方便,可适用于各种蒸发器90的焊接。限位块252的高度可调节,其设置于安装板21的滑动路径上,当气驱动安装板21沿第二滑轨251移动至限位块252时,限位块252将安装板21挡住,此时安装板21在气缸24活塞杆的推力作用下,被牢固地卡置于基座25上。通过调节限位块252的高度以达到对气缸24行程的精确控制,设置限位块252可防止伺服减速机22驱动曲柄连杆运作时的震动造成安装板21移动,从而影响焊头23焊接的准确度。
进一步地,所述机架14的两侧设有第三滑轨141,所述送料盘12的两侧设有与所述第三滑轨141相匹配的第三滑槽121,所述第三滑槽121卡设于所述第三滑轨141上。滚珠丝杆13架设于机架14两侧的第三滑轨141之间。使得送料盘12沿滚珠丝杆13做进给运动时更平稳,本高效节能降噪伺服点焊设备焊接更可靠。
其中,所述曲柄221通过其两端的固定座213架设于所述安装板21上,所述固定座213与所述安装板21固定连接。曲柄221的两端分别架设于两固定架上,使得曲柄221在伺服减速机22驱动下转动更平稳。
其中,所述送料盘12上卡设有治具122。送料盘12上设有卡设治具122的卡位,治具122卡设于该卡位内,焊接时,先将蒸发管91和钢丝92稳固地安装于治具122上,在对不同蒸发器90进行焊接时,只需更换治具122即可,操作简单方便。
作为优选的,所述自动送料装置10的输出端设有两个焊头升降机构20,所述两个焊头升降机构20相对设置且分别位于所述送料盘12的两端。蒸发器90的上下两端均设有钢丝92,本高效节能降噪伺服点焊设备设有两个焊头升降机构20,可同时对蒸发器90上下两端的钢丝92进行焊接,进一步提高焊接效率。
以上内容仅为本发明的较佳实施例,对于本领域的普通技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种高效节能降噪伺服点焊设备,其特征在于:包括焊头升降机构(20)、自动送料装置(10)及控制模块(30),所述焊头升降机构(20)设置于所述自动送料装置(10)的送料输出端;
所述焊头升降机构(20)包括基座(25)、伺服减速机(22)和焊头(23),所述伺服减速机(22)设置于基座(25)上且可驱动焊头(23)做直线往复运动,伺服减速机(22)通过曲柄连杆机构与焊头(23)连接;所述曲柄连杆机构包括曲柄(221)和连接杆(222),所述曲柄(221)与伺服减速机(22)的转轴连接,所述连接杆(222)的两端分别与曲柄(221)和焊头(23)铰接;
所述自动送料装置(10)包括机架(14)、驱动电机(11)和送料盘(12),机架(14)上沿送料方向架设有滚珠丝杆(13),所述驱动电机(11)与滚珠丝杆(13)连接且可驱动滚珠丝杆(13)进行回转,所述滚珠丝杆(13)上套设有与其螺纹配合的螺母(131),所述送料盘(12)沿送料方向滑动设置于机架(14)上且与所述螺母(131)固定连接;
所述控制模块(30)分别与伺服减速机(22)和驱动电机(11)控制信号连接。
2.根据权利要求1所述的高效节能降噪伺服点焊设备,其特征在于:所述基座(25)上设有安装板(21),伺服减速机(22)固定安装于所述安装板(21)上,焊头(23)滑动设置于所述安装板(21)上。
3.根据权利要求2所述的高效节能降噪伺服点焊设备,其特征在于:所述安装板(21)滑动设置于基座(25)上,基座(25)上设有气缸(24),所述气缸(24)的活塞杆与安装板(21)固定连接,所述基座(25)上设有可阻挡安装板(21)位移的限位块(252)。
4.根据权利要求2所述的高效节能降噪伺服点焊设备,其特征在于:所述曲柄(221)通过其两端的固定座(213)架设于所述安装板(21)上,所述固定座(213)与所述安装板(21)固定连接。
5.根据权利要求1所述的高效节能降噪伺服点焊设备,其特征在于:所述送料盘(12)上卡设有治具(122)。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的高效节能降噪伺服点焊设备,其特征在于:所述自动送料装置(10)的输出端设有两个焊头升降机构(20),所述两个焊头升降机构(20)相对设置且分别位于所述送料盘(12)的两端。
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