CN104985368A - 一种多自由度联动焊接装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及排气管焊接领域，尤其涉及一种多自由度联动焊接装置，该多自由度联动焊接装置包括底座、排气管定位装置和自动焊接装置，所述底座连接所述排气管定位装置和所述自动焊接装置。该多自由度联动焊接装置的焊枪通过三轴运动定位，定位准确快速，生产效率高。

Description

一种多自由度联动焊接装置

技术领域

本发明涉及排气管焊接领域，尤其涉及一种多自由度联动焊接装置。

背景技术

传统的排气管焊接都是采用手工焊接，人工焊接生产效率低，工作环境差，劳动强度高。

即使有一些多自由度联动焊接装置，但是由于这些装置的准确性不好，很难准确定位，不能满足现有焊接条件。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种多自由度联动焊接装置，采用了三轴传动的方式，使得排气管焊接装置在自动化设备中能够应用，解决了人工焊接生产效率低，工作环境差，劳动强度高的问题。

本发明是这样实现的：一种多自由度联动焊接装置，该多自由度联动焊接装置包括底座、排气管定位装置和自动焊接装置，所述底座连接所述排气管定位装置和所述自动焊接装置，所述自动焊接装置包括X轴焊接装置、Y轴移动装置、Z轴移动装置，所述Y轴移动装置带动所述Z轴移动装置和所述X轴焊接装置在Y轴方向运动，所述Z轴移动装置带动所述X轴焊接装置在所述Z轴方向运动，所述X轴焊接装置包括支架、连接所述支架的电机、丝杆，所述支架还包括轴承座，所述丝杆两端通过轴承座连接到所述支架上，所述电机连接并带动所述丝杆，所述支架还设有平行的两条滑道，所述X轴焊接装置还包括焊枪、固定所述焊枪的X轴移动架，所述X轴移动架还固定连接两块分别配合两条所述滑道的滑块，所述X轴移动架还包括固定在所述X轴移动架上的螺纹块，所述螺纹块设有啮合所述丝杆的螺纹，所述排气管定位装置包括第一支架、连接所述第一支架的第一定位脚和第二定位脚，所述排气管定位装置还包括连接所述第一支架的第一夹紧装置，所述第一夹紧装置包括安放排气管的固定槽、设置在所述固定槽两侧的固定在所述第一支架上的第三气缸、连接所述第三气缸的夹紧块，所述第一支架还设有配合所述夹紧块的凹槽，所述排气管定位装置还包括连接所述第一支架的第二夹紧装置，所述第二夹紧装置包括连接所述第一支架的第二支架、固定在所述第二支架上的第一气缸、连接所述第一气缸活塞的夹头，所述排气管定位装置还包括设置在所述第一定位脚和所述第二定位脚之间的固定装置，所述固定装置包括连接所述第一支架的第三支架、固定在所述第三支架上的第二气缸、连接所述第二气缸的固定块。

本发明的进一步技术方案是：所述排气管定位装置还包括旋转装置，所述旋转装置包括第四支架、连接所述第一支架和所述第四支架的转盘、固定在所述第四支架上的电机，所述转盘一端固定连接所述第四支架，所述电机连接并带动所述转盘。

本发明的进一步技术方案是：夹头还设有辅助导轨，所述第二支架还设有配合所述辅助导轨的通孔。

本发明的进一步技术方案是：所述旋转装置还包括固定座，所述固定座固定在所述第四支架上，所述电机通过该固定座连接所述第四支架，所述固定座设有利于所述电机机轴通过的通孔。

本发明的进一步技术方案是：所述X轴焊接装置还包括一套与所述电机、所述丝杆、所述轴承座、所述焊枪和所述X轴移动架相同且并排连接到所述支架上的电机、丝杆、轴承座、焊枪和X轴移动架。

本发明的进一步技术方案是：所述滑块包括滑块主体，所述滑块主体设有啮合所述滑道的缺口，所述缺口的上部和所述缺口的下部分别设有上齿和下齿。

本发明的进一步技术方案是：所述X轴焊接装置还包括夹头，所述夹头包括连接块和夹头块，所述夹头块设有柱形槽，所述夹头块在所述柱形槽的一端开设有切口，在垂直所述切口面上设有紧固螺丝和配合所述紧固螺丝的通孔，所述夹头块的另一端设有契合所述连接块的凸起，所述连接块设有的缺口连接两个所述夹头块。

本发明的进一步技术方案是：所述Y轴移动装置和所述Z轴移动装置结构相同，方向不同，这两种移动装置均包括电机、丝杆、螺母、移动平台，所述电机连接并带动所述丝杆，所述丝杆配合并带动所述螺母，所述螺母连接所述移动平台。

本发明的进一步技术方案是：所述Y轴移动装置包括Y轴支架、连接所述Y轴支架的电机、连接所述电机并被所述电机带动的所述丝杆、两条平行的滑道、Y轴移动平台，所述Y轴移动装置还包括螺母，所述螺母配合所述丝杆，所述螺母连接所述移动平台。

本发明的进一步技术方案是：所述Z轴移动装置包括Z轴支架、连接所述Z轴支架的电机、连接所述电机并被所述电机带动的所述丝杆、两条平行的滑道、Z轴移动平台，所述Z轴移动装置还包括螺母，所述螺母配合所述丝杆，所述螺母连接所述移动平台。

本发明的有益效果是：该多自由度联动焊接装置的焊枪通过三轴运动定位，定位准确快速，生产效率高。

附图说明

图1是本发明实施例提供的多自由度联动焊接装置立体图。

图2是本发明实施例提供的自动焊接装置立体图。

图3是本发明实施例提供的Y轴移动装置立体图。

图4是本发明实施例提供的Y轴移动平台立体图。

图5是本发明实施例提供的X轴焊接装置立体图。

图6是本发明实施例提供的滑块立体图。

图7是本发明实施例提供的夹头立体图一。

图8是本发明实施例提供的夹头立体图二。

图9是本发明实施例提供的排气管定位装置立体图。

图10是本发明中提到的旋转装置立体图。

图11是本发明中提到的第二定位脚立体图。

图12是本发明中提到的第二夹紧装置立体图。

图13是本发明中提到的第一夹紧装置立体图。

图14是本发明中提到的固定装置立体图。

附图标记：1.排气管定位装置，11.旋转装置，111.第四支架，112.转盘，113.固定座，114.电机，115.减速装置，12.第一支架，15.第一定位脚，16.第二定位脚，161.缺口槽，162.小脚支架，17.第一夹紧装置，171.固定槽，172.第三气缸，173.夹紧块，174.凹槽，175.限定脚，18.第二夹紧装置，181.第二支架，182.第一气缸，183.夹板，184.固定板，185.弧状缺口，19.固定装置，191.第三支架，192.第二气缸，193.固定块，2.X轴焊接装置，21.X轴支架，22.电机，23.丝杆，24.轴承座，25.X轴移动架，2511.滑块主体，2512.上齿，2513.下齿，26.焊枪，27.夹头，271.夹块，272.连接块，273.螺丝，3.Z轴移动装置，4.Y轴移动装置，41.Y轴支架，42.Y轴移动平台，43.螺母，5.底座。

具体实施方式

一种多自由度联动焊接装置，该多自由度联动焊接装置包括底座5、排气管定位装置1和自动焊接装置，所述底座5连接所述排气管定位装置1和所述自动焊接装置。

所述排气管定位装置1包括第一支架12、连接所述第一支架12的第一定位脚15和第二定位脚16，所述排气管定位装置1还包括连接所述第一支架12的第一夹紧装置17，所述第一夹紧装置17包括安放排气管的固定槽171、设置在所述固定槽171两侧的固定在所述第一支架12上的第三气缸172、连接所述第三气缸172的夹紧块173，所述第一支架12还设有配合所述夹紧块173的凹槽174，所述排气管定位装置1还包括连接所述第一支架12的第二夹紧装置18，所述第二夹紧装置18包括连接所述第一支架12的第二支架181、固定在所述第二支架181上的第一气缸182、连接所述第一气缸182活塞的夹板183，所述排气管定位装置1还包括设置在所述第一定位脚15和所述第二定位脚16之间的固定装置19，所述固定装置19包括连接所述第一支架12的第三支架191、固定在所述第三支架191上的第二气缸192、连接所述第二气缸192的固定块193。

所述排气管定位装置1还包括旋转装置11，所述旋转装置11包括第四支架111、连接所述第一支架12和所述第四支架111的转盘112、固定在所述第四支架111上的电机114，所述转盘112一端固定连接所述第四支架111，所述电机114连接并带动所述转盘112。该旋转装置11的设置有助于该装置应用到自动化设备中，即方便了自动化设备对固定着的排气管进行多角度全方位的焊接。

夹板183还设有辅助导轨，所述第二支架181还设有配合所述辅助导轨的通孔。该辅助导轨有助于所述夹板183平稳和牢固的固定住所述排气管的端头部位。使得所述夹板183不必因为只有气缸活塞的连接而旋转，增加了夹板183形状的选择，有助于更好的固定排气管的端头。

所述旋转装置11还包括固定座113，所述固定座113固定在所述第四支架111上，所述电机114通过该固定座113连接所述第四支架111，所述固定座113设有利于所述电机114机轴通过的通孔。所述电机114通过所述固定座113连接到所述第四支架111上延长了所述电机114与所述转盘112之间的轴的长度，避免由于长时间使用导致所述转盘112与所述电机114产生微小偏转，造成不必要的误差。

由于所述电机114要带动整个第一支架12及连接所述第一支架12的所有装置转动，所以所述电机114在必要的时候，可以在所述固定座113或者连接所述转盘112之间增设减速装置115，或者直接在所述电机114内集成减速装置115。安装该减速装置115后的电机114不仅可以进一步保证旋转角度的精确性，而且能够避免由于其他原因情况下电机114烧毁的可能。

所述排气管定位装置1的另一种描述是：所述排气管定位装置1包括旋转装置11、第一支架12、连接所述第一支架12的第二支架181和第三支架191、连接所述第一支架12的第一定位脚15和第二定位脚16、第一夹紧装置17、第二夹紧装置18和固定装置19。

所述旋转装置11包括第四支架111、连接所述第四支架111的转盘112、连接所述第四支架111的固定座113、连接所述固定座113的电机114。所述转盘112为两个平行的盘面，中间采用短粗的轴连接，该轴铰接其中的一个盘面。或者所述转盘112固定连接所述轴的一端的盘面可以取消，而直接固定连接到相应的装置上。连接有所述电机114的所述转盘112其轴铰接所述第四支架111，在所述轴和所述第四支架111直接通过轴承连接，所述电机114直接连接并带动所述轴的转动。所述旋转装置11还包括减速装置115，所述固定座113和所述电机114之间通过所述减速装置115连接。所述电机114通过该减速装置115带动所述轴。

所述第一支架12是用于定位所述排气管的主体，所述第一支架12连接所述转盘112，并且尽量保证所述排气管在所述旋转装置11带动下，所述排气管与所述轴在转动过程中处于同一个轴线上。所述第一支架12连接所述第二支架181和所述第三支架191。

所述第一定位脚15和所述第二定位脚16连接所述第一支架12。由于排气管中间粗两端细，所以所述第一定位脚15和所述第二定位脚16均设计成中间采用圆弧状的缺口槽161，在对应排气管两端的位置设置相应的小脚支架162，所述小脚支架162的端面配合所述排气管喇叭状的管径。

所述固定装置19设置在所述第一定位脚15和所述第二定位脚16支架之间。所述固定装置19包括连接所述第一支架12的第三支架191、固定连接是第三支架191的所述第二气缸192、连接所述第二气缸192的固定块193。所述固定块193从所述第一定位脚15和所述第二定位脚16的另一面对所述排气管进行固定，即通过所述固定装置19和所述第一定位脚15和所述第二定位脚16的配合对所述排气管的一个零件进行固定。使得该零件可以在旋转装置11的带动下进行旋转，而且不会由于旋转角度的不同而改变定位位置。所述固定块193还设有对应所述排气管弧度的缺口。避免由于所述固定装置19的固定导致受力不均，进而对排气管产生损伤。

所述第一夹紧装置17包括安放排气管的固定槽171、设置在所述固定槽171两侧的固定在所述第一支架12上的第三气缸172、连接所述第三气缸172的夹紧块173，所述第一支架12还设有配合所述夹紧块173的凹槽174。在排气管焊接过程中会有一些相应的细长而不规则的管子，为了对这些管子的定位，该排气管定位装置1设置了第一夹紧装置17。所述第一夹紧装置17通过第一支架12设有的凹槽174和第三气缸172的配合对相应的管子进行加紧固定。同时所述第一夹紧装置17还可以对套接在所述排气管上的粗管进行初步定位。在后续的定位中由于该管材是套接在所述排气管上的，可以不对其进行固定，但是为了其不发生位置上的偏移，需要对其轴向上的位置进行限定。所述固定槽171的两端分别设有对应该粗管的限定脚175。

所述第二夹紧装置18包括连接所述第一支架12的第二支架181、固定在所述第二支架181上的第一气缸182、连接所述第一气缸182活塞的夹板183。所述第二支架181设有固定板184，所述夹板183通过与所述固定板184之间的挤压固定所述排气管端部所述第二支架181和所述夹板183之间设有契合所述排气管端部的缺口。所述夹板183开设有避免所述排气管的弧状缺口185。

所述自动焊接装置包括X轴焊接装置2、Y轴移动装置4、Z轴移动装置3，所述Y轴移动装置4带动所述Z轴移动装置3和所述X轴焊接装置2在Y轴方向运动，所述Z轴移动装置3带动所述X轴焊接装置2在所述Z轴方向运动。

所述Y轴移动装置4和所述Z轴移动装置3结构相同，方向不同，这两种移动装置均包括电机22、丝杆23、螺母43、移动平台，所述电机22连接并带动所述丝杆23，所述丝杆23配合并带动所述螺母43，所述螺母43连接所述移动平台。

所述Y轴移动装置4包括Y轴支架41、连接所述Y轴支架41的电机22、连接所述电机22并被所述电机22带动的所述丝杆23、两条平行的滑道、Y轴移动平台42，所述Y轴移动装置4还包括螺母43，所述螺母43配合所述丝杆23，所述螺母43连接所述Y轴移动平台42。

所述Z轴移动装置3包括Z轴支架、连接所述Z轴支架的电机22、连接所述电机22并被所述电机22带动的所述丝杆23、两条平行的滑道、Z轴移动平台，所述Z轴移动装置3还包括螺母43，所述螺母43配合所述丝杆23，所述螺母43连接所述Z轴移动平台。

本发明中的所述丝杆23为滚珠丝杠，所述滚珠丝杠是将回转运动转化为直线运动，或将直线运动转化为回转运动的理想的产品。

滚珠丝杠是工具机械和精密机械上最常使用的传动元件，其主要功能是将旋转运动转换成线性运动，或将扭矩转换成轴向反复作用力，同时兼具高精度、可逆性和高效率的特点。由于具有很小的摩擦阻力，滚珠丝杠被广泛应用于各种工业设备和精密仪器。

所述X轴焊接装置2，包括X轴支架21。为降低X轴支架21的重量，组成所述X轴支架21的框架多开设有缺口槽。所述X轴支架21上还设有两条平行的滑道。

所述X轴焊接装置2还包括固定在所述X轴支架21上的电机22、丝杆23、轴承座24、X轴移动架25、焊枪26、夹头27。所述电机22通过所述夹头27连接丝杆23，所述丝杆23通过所述轴承固定在所述X轴支架21上，所述丝杆23平行所述滑道。所述X轴移动架25还固定连接两块分别配合两条所述滑道的滑块。所述X轴移动架25还设有螺纹块，所述丝杆23通过所述螺纹块连接所述X轴移动架25。所述电机22通过所述丝杆23带动所述X轴移动架25。

所述滑块包括滑块主体2511，所述滑块主体2511包括完全啮合所述滑道的槽口，所述槽口包括上端面、侧面和下端面，所述上齿2512和所述下齿2513分别设置在所述上端面和所述下端面，所述上齿2512和所述下齿2513接触所述上端面和所述下端面处为圆柱面，所述圆柱面凸向所述槽口。所述上端面和所述下端面通过圆柱面连接所述侧面，所述圆柱面凸向所述槽口。

所述夹头27包括三部分，分别是连接块272、夹块271、螺丝273。所述连接块272如齿轮状，开设有六个齿，每两个齿之间有一个对应的齿槽。每个所述夹头27均包括一个连接块272、两个夹块271和四对螺丝273，所述螺丝273可以配合螺丝母使用，也可以直接配合所述夹块271使用。所述夹块271为圆柱状，一端开设有方便所述夹头27连接的切口，另一端设有配合所述连接块272的三个齿，这三个齿分别对应所述连接块272的三个齿槽，且齿槽间不相邻。在垂直所述切口方向通过所述螺丝273进行加固。

所述夹头27的一般实施过程都是将夹块271固定到要相互连接的轴上，然后通过是连接块272进行传动。所述夹块271与所述连接块272只需要进行插接即可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多自由度联动焊接装置，其特征在于：该多自由度联动焊接装置包括底座、排气管定位装置和自动焊接装置，所述底座连接所述排气管定位装置和所述自动焊接装置，所述自动焊接装置包括X轴焊接装置、Y轴移动装置、Z轴移动装置，所述Y轴移动装置带动所述Z轴移动装置和所述X轴焊接装置在Y轴方向运动，所述Z轴移动装置带动所述X轴焊接装置在所述Z轴方向运动，所述X轴焊接装置包括支架、连接所述支架的电机、丝杆，所述支架还包括轴承座，所述丝杆两端通过轴承座连接到所述支架上，所述电机连接并带动所述丝杆，所述支架还设有平行的两条滑道，所述X轴焊接装置还包括焊枪、固定所述焊枪的X轴移动架，所述X轴移动架还固定连接两块分别配合两条所述滑道的滑块，所述X轴移动架还包括固定在所述X轴移动架上的螺纹块，所述螺纹块设有啮合所述丝杆的螺纹，所述排气管定位装置包括第一支架、连接所述第一支架的第一定位脚和第二定位脚，所述排气管定位装置还包括连接所述第一支架的第一夹紧装置，所述第一夹紧装置包括安放排气管的固定槽、设置在所述固定槽两侧的固定在所述第一支架上的第三气缸、连接所述第三气缸的夹紧块，所述第一支架还设有配合所述夹紧块的凹槽，所述排气管定位装置还包括连接所述第一支架的第二夹紧装置，所述第二夹紧装置包括连接所述第一支架的第二支架、固定在所述第二支架上的第一气缸、连接所述第一气缸活塞的夹头，所述排气管定位装置还包括设置在所述第一定位脚和所述第二定位脚之间的固定装置，所述固定装置包括连接所述第一支架的第三支架、固定在所述第三支架上的第二气缸、连接所述第二气缸的固定块。

2.根据权利要求1所述的多自由度联动焊接装置，其特征在于：所述排气管定位装置还包括旋转装置，所述旋转装置包括第四支架、连接所述第一支架和所述第四支架的转盘、固定在所述第四支架上的电机，所述转盘一端固定连接所述第四支架，所述电机连接并带动所述转盘。

3.根据权利要求1所述的多自由度联动焊接装置，其特征在于：夹头还设有辅助导轨，所述第二支架还设有配合所述辅助导轨的通孔。

4.根据权利要求2所述的多自由度联动焊接装置，其特征在于：所述旋转装置还包括固定座，所述固定座固定在所述第四支架上，所述电机通过该固定座连接所述第四支架，所述固定座设有利于所述电机机轴通过的通孔。

5.根据权利要求1所述的多自由度联动焊接装置，其特征在于：所述X轴焊接装置还包括一套与所述电机、所述丝杆、所述轴承座、所述焊枪和所述X轴移动架相同且并排连接到所述支架上的电机、丝杆、轴承座、焊枪和X轴移动架。

6.根据权利要求1或5所述的多自由度联动焊接装置，其特征在于：所述滑块包括滑块主体，所述滑块主体设有啮合所述滑道的缺口，所述缺口的上部和所述缺口的下部分别设有上齿和下齿。

7.根据权利要求6所述的多自由度联动焊接装置，其特征在于：所述X轴焊接装置还包括夹头，所述夹头包括连接块和夹头块，所述夹头块设有柱形槽，所述夹头块在所述柱形槽的一端开设有切口，在垂直所述切口面上设有紧固螺丝和配合所述紧固螺丝的通孔，所述夹头块的另一端设有契合所述连接块的凸起，所述连接块设有的缺口连接两个所述夹头块。

8.根据权利要求6所述的多自由度联动焊接装置，其特征在于：所述Y轴移动装置和所述Z轴移动装置结构相同，方向不同，这两种移动装置均包括电机、丝杆、螺母、移动平台，所述电机连接并带动所述丝杆，所述丝杆配合并带动所述螺母，所述螺母连接所述移动平台。

9.根据权利要求6所述的多自由度联动焊接装置，其特征在于：所述Y轴移动装置包括Y轴支架、连接所述Y轴支架的电机、连接所述电机并被所述电机带动的所述丝杆、两条平行的滑道、Y轴移动平台，所述Y轴移动装置还包括螺母，所述螺母配合所述丝杆，所述螺母连接所述移动平台。

10.根据权利要求6所述的多自由度联动焊接装置，其特征在于：所述Z轴移动装置包括Z轴支架、连接所述Z轴支架的电机、连接所述电机并被所述电机带动的所述丝杆、两条平行的滑道、Z轴移动平台，所述Z轴移动装置还包括螺母，所述螺母配合所述丝杆，所述螺母连接所述移动平台。