CN105689877B - 一种燃气燃烧器的点焊机械手 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种燃气燃烧器的点焊机械手，包括机架、燃烧盘夹具、夹具举升机构、夹具旋转机构和燃烧盘提升机构，燃气燃烧器包括下盘和上盘，燃烧盘夹具包括托架和夹紧机构；托架包括复数个下盘定位销和复数个上盘定位突起，分别对上盘和下盘进行周向定位。本发明的点焊机械手工作时，上下燃烧盘对正方便、精确，能够大幅度提高燃气燃烧器的焊接效率。

Description

一种燃气燃烧器的点焊机械手
[技术领域]
本发明涉及焊接自动化设备，尤其涉及一种燃气燃烧器的点焊机械手。
[背景技术]
如图12至图15所示，燃气燃烧器组件由两片压制成型的上下燃烧盘扣合后，周边经点焊构成盘形腔体，盘形腔体的周边有许多均布的燃烧孔70，下燃烧盘60的中心有一个圆孔，圆孔部位连接一根燃烧管61。上下燃烧盘的周边各有许多沿周向均布的突起6003和凹槽6004，下燃烧盘的周边各有许多沿周向均布的突起5003和凹槽5004，上下燃烧盘扣合在一起后，突起部分相对，凹槽部分形成所述的燃烧孔70。
燃气燃烧器组件传统的焊接方式是手工点焊，焊接时需要手工将上下燃烧盘扣合在一起，并使上下燃烧盘的周边的突起相互对正，因为不易定位，操作难度很大，焊接效率极低。
[发明内容]
本发明要解决的技术问题是提供一种上下燃烧盘对正方便，能够大幅度提高焊接效率的燃气燃烧器的点焊机械手。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种燃气燃烧器的点焊机械手，包括机架、燃烧盘夹具、夹具举升机构、夹具旋转机构和燃烧盘提升机构，燃气燃烧器包括下盘和上盘，燃烧盘夹具包括托架和夹紧机构；托架包括复数个下盘定位销和复数个上盘定位突起，分别对上盘和下盘进行周向定位。
以上所述的燃气燃烧器的点焊机械手，托架包括托板和两个L形的支承块，L形支承块固定在托板的顶面，L形支承块的凹槽相对布置，所述的定位突起布置在凹槽的底面上，凹槽的侧壁为弧面；定位销布置在L形支承块的顶面；夹紧机构包括两套夹紧装置，夹紧装置布置在L形支承块的外侧。
以上所述的燃气燃烧器的点焊机械手，复数个下盘定位销中心对称，复数个上盘定位突起中心对称；下盘包括两个定位孔，两个定位孔中心对称；下盘的边缘包括两个缺口，两个缺口与两个定位孔错开90°。
以上所述的燃气燃烧器的点焊机械手，夹紧装置包括夹紧气缸、夹紧杠杆和铰接杆，夹紧气缸的缸体固定在托板上，活塞杆朝上；夹紧杠杆的外端与夹紧气缸活塞杆的上端铰接，中部与铰接杆的上端铰接，铰接杆的下端与托架铰接。
以上所述的燃气燃烧器的点焊机械手，夹具旋转机构包括支承座、夹具旋转轴和电机，支承座包括轴承筒和突缘；夹具旋转轴由轴承筒支承，上端与燃烧盘夹具连接，下端由固定在支承座上的电机驱动；夹具举升机构包括复数个举升气缸、复数个滑杆导套副和底板，底板由机架支承；举升气缸竖直地安装在底板上，举升气缸活塞杆的上端与支承座的突缘连接；滑杆导套副导套固定在底板上，滑杆与支承座的突缘连接。
以上所述的燃气燃烧器的点焊机械手，包括夹具平移机构，夹具平移机构包括平移气缸和两套第一直线导轨副，第一直线导轨副的导轨固定在机架上，滑块固定在夹具举升机构的底板上；平移气缸的缸体与第一直线导轨副平行地固定在所述的底板上，活塞杆固定在机架上。
以上所述的燃气燃烧器的点焊机械手，燃烧盘提升机构包括提升气缸、平动气缸、提升支架、提升吸盘和第二直线导轨副，第二直线导轨副的导轨水平地固定在机架上，提升支架固定在第二直线导轨副的滑块上，提升气缸的缸体竖直地固定在提升支架上；平动气缸的缸体固定在提升支架上，与第二直线导轨副的导轨平行，平动气缸的活塞杆固定在机架上；提升吸盘固定在提升气缸活塞杆的下端，位于燃烧盘夹具的上方。
以上所述的燃气燃烧器的点焊机械手，包括下料机构，下料机构包括第三直线导轨副、下料支架、下料吸盘、下料气缸和滑块驱动装置；第三直线导轨副的导轨水平地安装在机架的上部，下料支架固定在第三直线导轨副的滑块上，第三直线导轨副的滑块由滑块驱动装置带动；下料气缸竖直地固定在下料支架上，下料吸盘固定在下料气缸活塞杆的下端。
以上所述的燃气燃烧器的点焊机械手，点焊机械手工作时包括以下步骤：
901、将上盘和下盘放入燃烧盘夹具中，上盘在下，下盘在上，燃烧盘夹具将下盘与上盘夹紧；
902、夹具举升机构带动燃烧盘夹具下降，下盘的焊接部位接触焊机下电极，焊机上电极下降通电对上盘与下盘进行点焊；
903、焊机上电极回位，夹具举升机构带动燃烧盘夹具上升，下盘的焊接部位脱离焊机下电极；
904、夹具旋转机构带动燃烧盘夹具按正方向旋转一个角度，所述的角度等于燃烧盘相邻焊点所对的圆心角；
905、重复步骤902至904，直至完成焊点总数四分之一的焊接过程；
906、燃烧盘夹具松开下盘与上盘的组合件，燃烧盘提升机构将下盘与上盘的组合件提起；夹具旋转机构带动燃烧盘夹具按反方向旋转90°；
907、夹具举升机构带动燃烧盘夹具下降，将下盘与上盘的组合件放到燃烧盘夹具中，燃烧盘夹具将下盘与上盘夹紧；
908、重复步骤905和906，直至完成全部焊点的焊接过程；
909、燃烧盘夹具打开，取下燃烧盘成品。
以上所述的燃气燃烧器的点焊机械手，点焊机械手包括夹具平移机构和下料机构，点焊机械手工作时包括以下步骤：
1001、在步骤902之前，夹具平移机构将燃烧盘夹具前移，使上盘和下盘的焊接部位进入到焊机的上、下电极之间；
1002、在步骤905之后，夹具平移机构将燃烧盘夹具后移，使上盘和下盘的边缘离开焊机的上、下电极；
1003、在步骤909中，下料机构将燃烧盘成品从燃烧盘夹具取出。
本发明点焊机械手工作时，上下燃烧盘对正方便、精确，能够大幅度提高燃气燃烧器的焊接效率。
[附图说明]
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明实施例点焊机械手的后视图。
图2是本发明实施例点焊机械手的俯视图。
图3是本发明实施例点焊机械手燃烧盘夹具的主视图。
图4是本发明实施例点焊机械手燃烧盘夹具的俯视图。
图5是本发明实施例点焊机械手上料状态下的主视图。
图6是本发明实施例点焊机械手上料状态下的俯视图。
图7是本发明实施例点焊机械手上料状态下的左视图。
图8是本发明实施例点焊机械手上料状态下的立体图。
图9是本发明实施例点焊机械手夹紧工件的立体图。
图10是本发明实施例点焊机械手焊接位置的立体图。
图11是本发明实施例点焊机械手的下料前的立体图。
图12是本发明实施例燃气燃烧器的主视图。
图13本发明实施例燃气燃烧器下盘的主视图。
图14本发明实施例燃气燃烧器下盘的俯视图。
图15本发明实施例燃气燃烧器上盘的立体图。
[具体实施方式]
本发明实施例燃气燃烧器点焊机械手的结构和原理如图1至图15所示，包括机架100、燃烧盘夹具300、夹具举升机构、夹具旋转机构、夹具平移机构、燃烧盘提升机构和下料机构
燃烧盘夹具300包括托架和夹紧机构。
托架包括两个下盘定位销202和4个上盘定位突起201，分别在托架中对上盘50和下盘60进行周向定位。
托架包括托板1和两个L形的支承块2，L形支承块2固定在托板1的顶面上，L形支承块2的凹槽相对布置，凹槽的侧壁为弧面，便于对上盘50和下盘60进行中心定位、每个L形支承块2的凹槽的底面上有两个个定位突起201，定位突起201卡到上盘50边缘的凹槽中，对上盘50进行周向定位。
两个定位销202分别布置在两个L形支承块2的顶面上。两个下盘定位销202相对于托架中心对称，4个上盘定位突起201相对于托架中心对称中心对称。
下盘60的边缘有两个定位孔6001，两个定位孔6001中心对称。下盘60的边缘还包括两个缺口6002，两个缺口6002与两个定位孔6001相互错开90°。
夹紧机构包括两套夹紧装置，两套夹紧装置布置在两个L形支承块2的外侧。
夹紧装置包括夹紧气缸3、夹紧杠杆4和铰接杆5，夹紧气缸3的缸体固定在托板1上，活塞杆朝上。夹紧杠杆4的外端与夹紧气缸3活塞杆的上端铰接，中部与铰接杆5的上端铰接，铰接杆5的下端与托架1铰接，夹紧杠杆4的内端有叉形的夹紧头401，叉形的夹紧头401上装有调节螺钉402。
夹具旋转机构包括支承座6、夹具旋转轴8和伺服电机7，支承座6包括轴承筒601和突缘602。夹具旋转轴8由轴承筒601支承，上端与燃烧盘夹具300的托板1连接，下端由固定在支承座6上的伺服电机7驱动。
夹具举升机构包括两个举升气缸9、两个滑杆导套副10和底板11，底板11由安装在机架100上直线导轨副12支承。
两个举升气缸9竖直地安装在底板11上，举升气缸9活塞杆的上端与支承座6的突缘602连接。滑杆导套副10导套1001固定在底板11上，滑杆1002的上端与支承座6的突缘602连接。
夹具平移机构包括平移气缸13和两套直线导轨副12，直线导轨副12的导轨1201固定在机架100上，滑块1202固定在夹具举升机构的底板11上。平移气缸13的缸体与直线导轨副12平行地固定在底板11上，活塞杆固定在机架100上。
燃烧盘提升机构包括提升气缸14、平动气缸15、提升支架19、提升吸盘20和直线导轨副21，直线导轨副21的导轨2101水平地固定在机架100的上部，提升支架19固定在直线导轨副21的滑块2102上，提升气缸14的缸体竖直地固定在提升支架19上。平动气缸15的缸体固定在提升支架19下部，与直线导轨副21的导轨2101平行，平动气缸15的活塞杆固定在机架100上。提升吸盘20固定在提升气缸14活塞杆的下端，位于燃烧盘夹具300的上方。
下料机构包括直线导轨副22、下料支架23、下料吸盘24、下料气缸25和滑块驱动装置26。
直线导轨副22的导轨2201水平地安装在机架100的上部，向外伸出。下料支架23固定在直线导轨副22的滑块2202上，直线导轨副22的滑块由滑块驱动装置26带动做往复运动。下料气缸25竖直地固定在下料支架23上，下料吸盘24固定在下料气缸25活塞杆的下端。
本发明以上实施例点焊机械手工作时包括以下步骤：
1、将上盘50和下盘60先后放入燃烧盘夹具300中，上盘50在下，下盘60在上；燃烧盘夹具300的4个定位突起201卡分别入上盘50边缘的凹槽中，复数个下盘定位销202穿过下盘60边缘折两个定位孔6001，实现下盘与上盘对正；然后，燃烧盘夹具300的两套夹紧装置将下盘60与上盘50同时夹紧。
2、夹具平移机构的平移气缸13推动燃烧盘夹具300前移，使上盘50和下盘60的焊接部位进入到焊机的上、下电极之间。
3、夹具举升机构的举升气缸9带动燃烧盘夹具300下降，下盘60的焊接部位接触焊机下电极，焊机上电极下降通电对上盘50与下盘60进行点焊。
4、焊机上电极回位，夹具举升机构的举升气缸9带动燃烧盘夹具300上升，下盘60的焊接部位上升脱离焊机下电极。
5、夹具旋转机构带动燃烧盘夹具300按正方向(顺时针)旋转9°(本实施例的燃烧盘共有40个焊点，相邻焊点所对的圆心角为9°)。
6、重复步骤3至5，直至完成10个焊点的焊接过程。
7、夹具平移机构的平移气缸13拉动燃烧盘夹具300后移，使下盘与上盘组合件200的边缘离开焊机的上、下电极。
8、燃烧盘夹具300的两套夹紧装置松开已部分焊接的下盘与上盘的组合件200，燃烧盘提升机构的提升吸盘20将下盘与上盘的组合件200提起。夹具旋转机构带动燃烧盘夹具300按反方向(逆时针)旋转90°。
9、夹具举升机构的提升吸盘20带动燃烧盘夹具300下降，将下盘与上盘的组合件200放到燃烧盘夹具300中，提升吸盘20复位，燃烧盘夹具300的两套夹紧装置再次将下盘60与上盘50夹紧。
10、重复步骤6和9，直至40个焊点的焊接过程全部完成。
11、夹具平移机构的平移气缸13拉动燃烧盘夹具300后移，使燃烧盘成品的边缘离开焊机的上、下电极。
12、燃烧盘夹具300打开，下料机构的下料吸盘24将燃烧盘成品从燃烧盘夹具300中取出，滑块驱动装置26带动下料吸盘24和燃烧盘成品200A沿直线导轨副22运动到外部卸料。
本发明以上实施例燃气燃烧器点焊机械手具有以下优点：
(1)实现了燃烧器组件的高精度定位与装夹，保证燃烧器组件焊接的高效率和可靠性；
(2)使用机械手拾取燃烧器组件，充分利用了有限的空间，实现焊接、取料的连续性；
(3)通过旋转式循环进给焊接实现燃烧器的高速焊接。
本发明成功地实现了燃烧器焊接过程的自动化；对企业来说解放了劳动力、降低了人工成本、改变了传统的生产模式；提高了市场竞争力、争取了更大的效益。对工人来说改善了工作环境、减轻了劳动强度、提高了工作的安全系数。

Claims (9)

1.一种燃气燃烧器的点焊机械手，包括机架，燃气燃烧器包括下盘和上盘，其特征在于，包括燃烧盘夹具、夹具举升机构、夹具旋转机构和燃烧盘提升机构，燃烧盘夹具包括托架和夹紧机构；托架包括复数个下盘定位销和复数个上盘定位突起，分别对下盘和上盘进行周向定位；托架包括托板和两个L形的支承块，L形支承块固定在托板的顶面，L形支承块的凹槽相对布置，所述的定位突起布置在凹槽的底面上，凹槽的侧壁为弧面；定位销布置在L形支承块的顶面；夹紧机构包括两套夹紧装置，夹紧装置布置在L形支承块的外侧。
2.根据权利要求1所述的燃气燃烧器的点焊机械手，其特征在于，复数个下盘定位销中心对称，复数个上盘定位突起中心对称；下盘包括两个定位孔，两个定位孔中心对称；下盘的边缘包括两个缺口，两个缺口与两个定位孔错开90°。
3.根据权利要求1所述的燃气燃烧器的点焊机械手，其特征在于，夹紧装置包括夹紧气缸、夹紧杠杆和铰接杆，夹紧气缸的缸体固定在托板上，活塞杆朝上；夹紧杠杆的外端与夹紧气缸活塞杆的上端铰接，夹紧杠杆的中部与铰接杆的上端铰接，铰接杆的下端与托架铰接。
4.根据权利要求1所述的燃气燃烧器的点焊机械手，其特征在于，夹具旋转机构包括支承座、夹具旋转轴和电机，支承座包括轴承筒和突缘；夹具旋转轴由轴承筒支承，上端与燃烧盘夹具连接，下端由固定在支承座上的电机驱动；夹具举升机构包括复数个举升气缸、复数个滑杆导套副和底板，底板由机架支承；举升气缸竖直地安装在底板上，举升气缸活塞杆的上端与支承座的突缘连接；滑杆导套副的导套固定在底板上，滑杆与支承座的突缘连接。
5.根据权利要求4所述的燃气燃烧器的点焊机械手，其特征在于，包括夹具平移机构，夹具平移机构包括平移气缸和两套第一直线导轨副，第一直线导轨副的导轨固定在机架上，滑块固定在夹具举升机构的底板上；平移气缸的缸体与第一直线导轨副平行地固定在所述的底板上，活塞杆固定在机架上。
6.根据权利要求1所述的燃气燃烧器的点焊机械手，其特征在于，燃烧盘提升机构包括提升气缸、平动气缸、提升支架、提升吸盘和第二直线导轨副，第二直线导轨副的导轨水平地固定在机架上，提升支架固定在第二直线导轨副的滑块上，提升气缸的缸体竖直地固定在提升支架上；平动气缸的缸体固定在提升支架上，与第二直线导轨副的导轨平行，平动气缸的活塞杆固定在机架上；提升吸盘固定在提升气缸活塞杆的下端，位于燃烧盘夹具的上方。
7.根据权利要求1所述的燃气燃烧器的点焊机械手，其特征在于，包括下料机构，下料机构包括第三直线导轨副、下料支架、下料吸盘、下料气缸和滑块驱动装置；第三直线导轨副的导轨水平地安装在机架的上部，下料支架固定在第三直线导轨副的滑块上，第三直线导轨副的滑块由滑块驱动装置带动；下料气缸竖直地固定在下料支架上，下料吸盘固定在下料气缸活塞杆的下端。
8.根据权利要求1所述的燃气燃烧器的点焊机械手，其特征在于，点焊机械手工作时包括以下步骤：
801、将上盘和下盘放入燃烧盘夹具中，上盘在下，下盘在上，燃烧盘夹具将下盘与上盘夹紧；
802、夹具举升机构带动燃烧盘夹具下降，下盘的焊接部位接触焊机下电极，焊机上电极下降通电对上盘与下盘进行点焊；
803、焊机上电极回位，夹具举升机构带动燃烧盘夹具上升，下盘的焊接部位脱离焊机下电极；
804、夹具旋转机构带动燃烧盘夹具按正方向旋转一个角度，所述的角度等于燃烧盘相邻焊点所对的圆心角；
805、重复步骤802至804，直至完成焊点总数四分之一的焊接过程；
806、燃烧盘夹具松开下盘与上盘的组合件，燃烧盘提升机构将下盘与上盘的组合件提起；夹具旋转机构带动燃烧盘夹具按反方向旋转80°；
807、夹具举升机构带动燃烧盘夹具下降，将下盘与上盘的组合件放到燃烧盘夹具中，燃烧盘夹具将下盘与上盘夹紧；
808、重复步骤805和806，直至完成全部焊点的焊接过程；
809、燃烧盘夹具打开，取下燃烧盘成品。
9.根据权利要求8所述的燃气燃烧器的点焊机械手，其特征在于，点焊机械手包括夹具平移机构和下料机构，点焊机械手工作时包括以下步骤：
901、在步骤802之前，夹具平移机构将燃烧盘夹具前移，使上盘和下盘的焊接部位进入到焊机的上、下电极之间；
902、在步骤805之后，夹具平移机构将燃烧盘夹具后移，使上盘和下盘的边缘离开焊机的上、下电极；
903、在步骤809中，下料机构将燃烧盘成品从燃烧盘夹具取出。
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