CN106077987B - 一种轮毂小件自动焊接系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了自动焊接设备领域内的一种轮毂小件自动焊接系统，包括安装有焊接机器人的底座，底座上设置有焊接回转机构，焊接回转机构与浮动定心夹紧机构相连；轮毂下方设有轮毂上下料导轨；底座上设有小件上料机构，小件上料机构包括水平滑座和竖直滑座，水平滑座与底座滑动相连，竖直滑座与水平滑座滑动相连，竖直滑座上设有托台，托台上安装有下托板，下托板上设有中心轴管，中心轴管上套装有待焊小件，中心轴管的一端设有挡头，另一端与摆杆相连，下托板上方嵌装有上压盖，上压盖的两侧设有定位销轴，下托板上设有定位槽，下托板的两侧连接有锁紧压盖。本发明能自动化将待焊小件焊接到轮毂上，消除二次定位误差，提高了焊接精度和效率。

Description

一种轮毂小件自动焊接系统

技术领域

本发明属于自动焊接设备领域，特别涉及一种用于轮毂的小件焊接系统。

背景技术

轮毂是轮胎内廓支撑轮胎的圆桶形的、中心套装在轴上的金属部件。市场上的轮毂按照材质可以分为钢轮毂和合金轮毂两大类，两者各有利弊。轮毂在制造过程中，需要在其内圈上焊接固定多个小型零部件，目前，通常采用人工将待焊小型零部件焊接固定在待焊轮毂上。为了提高轮毂焊接质量和焊接效率，满足大批量的生产需求，技术人员采用焊接机器人替代人工进行焊接，降低了焊接成本。现有技术中，焊接机器人焊接待焊小件到轮毂上的焊接工艺包括如下步骤：（1）人工将待焊轮毂用夹具夹紧定位；（2）焊接机器人先将第一个待焊小件点焊在轮毂上，然后满焊，焊接机械手再退出焊接位置；（3）人工将轮毂从夹具取下转动一定角度后，重新在夹具上定位；（4）焊接机器人将第二个待焊小件焊接固定在轮毂上；（5）焊接机器人再依次将剩余的待焊小件焊接固定在轮毂上。其不足之处在于：其一，将轮毂从夹具上取下转动一定角度后重新定位后，轮毂本身存在定位误差；其二，焊接不同的待焊小件到轮毂上时，每个待焊小件与轮毂的相对位置并不完全一致，轮毂小件存在定位误差；轮毂和待焊小件两者都存在二次定位误差，影响待焊小件的焊接精度。

发明内容

本发明的目的是提供一种轮毂小件自动焊接系统，能够实现自动化将待焊小件焊接到轮毂上，消除了轮毂和待焊小件的二次定位误差，提高了焊接精度和效率。

本发明的目的是这样实现的：一种轮毂小件自动焊接系统，包括安装有焊接机器人的底座，所述底座上设置有焊接回转机构，焊接回转机构与装夹待焊轮毂的浮动定心夹紧机构传动相连；所述待焊轮毂的下方对应设置有轮毂上下料导轨；所述底座上对应待焊轮毂设置有小件上料机构，所述小件上料机构包括水平滑座和竖直滑座，水平滑座经水平滑轨与底座滑动相连，水平滑座与水平气缸的活塞杆伸出端相铰接，水平滑座的立柱上设有竖直滑轨，所述竖直滑座经竖直滑轨与水平滑座滑动相连，竖直滑座与竖直气缸的活塞杆伸出端相铰接，竖直滑座上设有水平托台，托台上安装有下托板，所述下托板上设有与其表面平行且可转动的中心轴管，中心轴管上套装有若干U形待焊小件，下托板上轴向开设有可容纳待焊小件的凹槽，所述中心轴管的一端向前延伸超过下托板且设有挡头，另一端与摆杆相连，所述摆杆与中心轴管轴线相垂直，摆杆上设有轴向限位槽，摆杆的限位槽内配合插入有与滑台偏转气缸的滑台相连的销轴，销轴轴线与滑台偏转气缸滑台表面相垂直，所述下托板的凹槽上方嵌装有底部开口与待焊小件相匹配的上压盖，上压盖的前部与中心轴管伸出端相平齐，上压盖的两侧均设有定位销轴，所述下托板上对应定位销轴设有定位槽，下托板的两侧均滑动连接有锁紧压盖，锁紧压盖上设有与下托板定位槽相对应的锁紧开口，靠近下托板的位置设有用于压紧待焊小件的推料气缸。

本发明工作时，通过轮毂上下料导轨将轮毂装夹在浮动定心夹紧机构上，小件上料机构开始上料，滑动锁紧压盖使得锁紧开口正对下托板定位槽，再将上压盖卸下，滑台偏转气缸的滑台滑动，滑台上的销轴带动摆杆转动，中心轴管转动至挡头竖直向下，按工艺需要焊接的小件数量将待焊小件依次从中心轴管前端套装上去，再将上压盖嵌装在下托板上，使定位销轴卡入定位槽内，再滑动锁紧压盖直至盖身遮盖住定位槽，滑台偏转气缸再工作带动中心轴管转动直至挡头竖直向上，推料气缸工作将待焊小件压紧在挡头上，小件上料机构开始待命；焊接回转机构带动装夹在浮动定心夹紧机构上的轮毂转动到第一个焊接工位，水平气缸带动水平滑座向前滑动至靠近轮毂的位置，竖直气缸带动竖直滑座向下移动至待焊小件与轮毂接触，然后焊接机器人工作将小件先点焊在轮毂上；焊接机器人后退并调整焊枪姿态以做好满焊的准备，推料气缸的活塞杆收缩与待焊小件分开，滑台偏转气缸的滑台回位，摆杆带动中心轴管的挡头转动至竖直向下，水平滑座后退至起始点，小件上料机构与第一个小件分开，第一个小件固定在轮毂上；滑台偏转气缸和推料气缸再次工作，将第二个待焊小件压紧到中心轴管前端的挡头上，小件上料机构做好焊接第二个小件的准备，焊接机器人前进进入轮毂将第一个小件满焊在轮毂上；焊接回转机构工作带动轮毂旋转到第二个焊接工位，依照上述步骤将第二个待焊小件焊接在轮毂上；如此循环将所有待焊小件全都焊接固定在轮毂上。焊接完成后，通过轮毂上下料导轨将轮毂从浮动定心夹紧机构取下，再换上未焊接的轮毂，继续进行焊接。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：通过焊接回转机构将待焊轮毂旋转到特定的焊接工位，省去了将轮毂从夹紧机构上取下再重新定位的麻烦，消除了二次定位误差，提高了焊接效率；通过小件上料机构将直线排列的待焊小件依次自动送到轮毂需要进行焊接的位置，待焊小件不存在二次定位误差，更加精确地将待焊小件焊接到轮毂上，提高了焊接精度；轮毂通过轮毂上下料导轨进行上下料，自动化程度更高。本发明通过焊接机器人将待焊小件焊接到轮毂上，实现自动化焊接，避免了二次定位误差，提高了待焊小件的焊接精度，焊接效率更高。

作为本发明的进一步改进，所述焊接回转机构包括伺服电机，伺服电机的输出轴上传动连接有主动齿轮，主动齿轮与从动齿轮相啮合，从动齿轮上周向均布有若干法兰连接孔。伺服电机带动主动齿轮转动，从动齿轮带动浮动定心夹紧机构转动，轮毂实现旋转到不同的焊接工位，由伺服电机带动转动的轮毂定位更准确。

作为本发明的进一步改进，所述浮动定心夹紧机构包括经法兰与从动齿轮传动相连的安装基板，安装基板上均布有至少三个径向滑槽，滑槽内匹配设置有由气缸驱动的滑动夹爪。滑动夹爪沿滑槽滑动，滑动夹爪悬停时将轮毂夹紧，三个滑动夹爪作用在轮毂上的夹紧力互相平衡，不会损坏轮毂。

为了便于将轮毂装夹在浮动定心夹紧机构上，所述轮毂上下料导轨由两对称分布在底座两侧的侧导轨段以及位于底座上方的中间导轨段组成，所述中间导轨段经水平滑块滑轨副与底座滑动连接。轮毂未装夹前，中间导轨段处于与侧导轨段分离的状态，轮毂装上中间导轨段后，中间导轨段滑动至与侧导轨段组合成整体，滑动夹爪移动将轮毂夹紧；焊接完成后，气缸驱动滑动夹爪松开轮毂，轮毂落在中间导轨段上，中间导轨段带动轮毂远离浮动定心夹紧机构，人工将焊接好的轮毂取走，再换上待焊轮毂。

作为本发明的进一步改进，所述下托板上固定设置有套装在中心轴管上的导向套，导向套内孔与中心轴管为间隙配合，导向套紧贴摆杆设置。中心轴管在导向套内孔中周向转动，避免发生偏移。

为了便于锁紧压盖将上压盖锁定在下托板上，所述下托板上对应锁紧压盖设有压盖滑槽，锁紧压盖嵌入压盖滑槽的部分呈楔形设置。倾斜设置的锁紧压盖沿着压盖滑槽滑动时会越滑越紧，锁紧压盖锁紧后其盖身会遮盖住定位槽，上压盖就锁定在下托板上，待焊小件不会在上压盖和下托板之间产生不必要的位移。

作为本发明的进一步改进，所述推料气缸的缸体与下托板互相贴合，下托板上还设有与推料气缸的活塞杆相匹配的导向槽，推料气缸的活塞杆伸出端连接有推动待焊小件的过渡件，过渡件可活动地套装在中心轴管上。推料气缸的活塞杆在下托板的导向槽中滑动时更加顺畅，推料气缸活塞杆通过过渡件推动待焊小件，将待焊小件稳稳地压紧在中心轴管的挡头上。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的部分结构示意图。

图3为焊接回转机构的结构示意图。

图4为浮动定心夹紧机构的结构示意图。

图5为小件上料机构的结构示意图。

图6为小件上料机构的部分结构示意图。

图7为上压盖的结构示意图。

图8为锁紧压盖的锁紧开口正对下托板的定位槽的结构示意图。

图9为图8中A处的放大图。

图10为待焊小件套装在中心轴管上的结构示意图。

其中，1底座，2焊接机器人，2a机器人控制系统，3焊接回转机构，3a伺服电机，3b主动齿轮，3c从动齿轮，4浮动定心夹紧机构，4a安装基板，4b滑动夹爪，5待焊轮毂，6 轮毂上下料导轨，6a侧导轨段，6b中间导轨段，7水平滑座，7a水平滑轨，7b水平气缸，7c立柱，8竖直滑座，8a竖直滑轨，8b竖直气缸，9托台，10下托板，11上压盖，11a定位销轴，12中心轴管，12a挡头，13待焊小件，14摆杆，15销轴，16滑台偏转气缸，17定位槽，18锁紧压盖，18a锁紧开口，19推料气缸，20导向套，21过渡件。

具体实施方式

如图1-10，为一种轮毂小件自动焊接系统，包括安装有焊接机器人2的底座1，焊接机器人2由机器人控制系统2a控制，底座1上设置有焊接回转机构3，焊接回转机构3包括伺服电机3a，伺服电机3a的输出轴上传动连接有主动齿轮3b，主动齿轮3b与从动齿轮3c相啮合，从动齿轮3c上周向均布有若干法兰连接孔；焊接回转机构3与装夹待焊轮毂5的浮动定心夹紧机构4传动相连；浮动定心夹紧机构4包括经法兰与从动齿轮3c传动相连的安装基板4a，安装基板4a上均布有至少三个径向滑槽，滑槽内匹配设置有由气缸驱动的滑动夹爪4b；待焊轮毂5的下方对应设置有轮毂上下料导轨6；轮毂上下料导轨6由两对称分布在底座两侧的侧导轨段6a以及位于底座1上方的中间导轨段6b组成，中间导轨段6b经水平滑块滑轨副与底座1滑动连接；底座1上对应待焊轮毂5设置有小件上料机构，所述小件上料机构包括水平滑座7和竖直滑座8，水平滑座7经水平滑轨7a与底座1滑动相连，水平滑座7与水平气缸7b的活塞杆伸出端相铰接，水平滑座的立柱7c上设有竖直滑轨8a，竖直滑座8经竖直滑轨8a与水平滑座7滑动相连，竖直滑座8与竖直气缸8b的活塞杆伸出端相铰接，竖直滑座8上设有水平托台9，托台9上安装有下托板10，下托板10上设有与其表面平行且可转动的中心轴管12，下托板10上固定设置有套装在中心轴管12上的导向套20，导向套20内孔与中心轴管12为间隙配合，导向套20紧贴摆杆14设置；中心轴管12上套装有若干U形待焊小件13，下托板10上轴向开设有可容纳待焊小件13的凹槽，中心轴管12的一端向前延伸超过下托板10且设有挡头12a，另一端与摆杆14相连，摆杆14与中心轴管12轴线相垂直，摆杆14上设有轴向限位槽，摆杆14的限位槽内配合插入有与滑台偏转气缸16的滑台相连的销轴15，销轴15轴线与滑台偏转气缸16滑台表面相垂直，10下托板的凹槽上方嵌装有底部开口与待焊小件13相匹配的上压盖11，上压盖11的前部与中心轴管12伸出端相平齐，上压盖11的两侧均设有定位销轴11a，下托板10上对应定位销轴11a设有定位槽17，下托板10的两侧均滑动连接有锁紧压盖18，下托板10上对应锁紧压盖18设有压盖滑槽，锁紧压盖18嵌入压盖滑槽的部分呈楔形设置；锁紧压盖18上设有与下托板10定位槽17相对应的锁紧开口18a，靠近下托板10的位置设有用于压紧待焊小件13的推料气缸19。推料气缸19的缸体与下托板10互相贴合，下托板10上还设有与推料气缸19的活塞杆相匹配的导向槽，推料气缸19的活塞杆伸出端连接有推动待焊小件13的过渡件21，过渡件21可活动地套装在中心轴管12上。

轮毂未装夹前，中间导轨段6b处于与侧导轨段6a分离的状态，轮毂装上中间导轨段6b后，中间导轨段6b滑动至与侧导轨段6a组合成整体，滑动夹爪4b移动将轮毂夹紧，小件上料机构开始上料，滑动锁紧压盖18使得锁紧开口18a正对下托板10定位槽17，再将上压盖11卸下，滑台偏转气缸16的滑台滑动，滑台上的销轴15带动摆杆14转动，中心轴管12转动至挡头12a竖直向下，按工艺需要焊接的小件数量将待焊小件13依次从中心轴管12前端套装上去，再将上压盖11嵌装在下托板10上，使定位销轴11a卡入定位槽17内，再滑动锁紧压盖18直至盖身遮盖住定位槽17，滑台偏转气缸16再工作带动中心轴管12转动直至挡头12a竖直向上，推料气缸19工作将待焊小件13压紧在挡头12a上，小件上料机构开始待命；焊接回转机构3带动装夹在浮动定心夹紧机构4上的轮毂转动到第一个焊接工位，水平气缸7b带动水平滑座7向前滑动至靠近轮毂的位置，竖直气缸8b带动竖直滑座8向下移动至待焊小件13与轮毂接触，然后焊接机器人2工作将小件先点焊在轮毂上；焊接机器人2后退并调整焊枪姿态以做好满焊的准备，推料气缸19的活塞杆收缩与待焊小件13分开，滑台偏转气缸16的滑台回位，摆杆14带动中心轴管12的挡头12a转动至竖直向下，水平滑座7后退至起始点，小件上料机构与第一个小件分开，第一个小件固定在轮毂上；滑台偏转气缸16和推料气缸19再次工作，将第二个待焊小件压紧到中心轴管12前端的挡头12a上，小件上料机构做好焊接第二个小件的准备，焊接机器人2前进进入轮毂将第一个小件满焊在轮毂上；焊接回转机构3工作带动轮毂旋转到第二个焊接工位，依照上述步骤将第二个待焊小件13焊接在轮毂上；如此循环将所有待焊小件全都焊接固定在轮毂上。焊接完成后，气缸驱动滑动夹爪4b松开轮毂，轮毂落在中间导轨段6b上，中间导轨段6b带动轮毂远离浮动定心夹紧机构4，人工将焊接好的轮毂取走，再换上待焊轮毂。

本系统通过焊接回转机构将待焊轮毂旋转到特定的焊接工位，省去了将轮毂从夹紧机构上取下再重新定位的麻烦，消除了二次定位误差，提高了焊接效率；通过小件上料机构将直线排列的待焊小件依次自动送到轮毂需要进行焊接的位置，待焊小件不存在二次定位误差，更加精确地将待焊小件焊接到轮毂上，提高了焊接精度；轮毂通过轮毂上下料导轨进行上下料，自动化程度更高。本发明通过焊接机器人将待焊小件焊接到轮毂上，实现自动化焊接，避免了二次定位误差，提高了待焊小件的焊接精度，焊接效率更高。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种轮毂小件自动焊接系统，包括安装有焊接机器人的底座，其特征在于：所述底座上设置有焊接回转机构，焊接回转机构与装夹待焊轮毂的浮动定心夹紧机构传动相连；所述待焊轮毂的下方对应设置有轮毂上下料导轨；所述底座上对应待焊轮毂设置有小件上料机构，所述小件上料机构包括水平滑座和竖直滑座，水平滑座经水平滑轨与底座滑动相连，水平滑座与水平气缸的活塞杆伸出端相铰接，水平滑座的立柱上设有竖直滑轨，所述竖直滑座经竖直滑轨与水平滑座滑动相连，竖直滑座与竖直气缸的活塞杆伸出端相铰接，竖直滑座上设有水平托台，托台上安装有下托板，所述下托板上设有与其表面平行且可转动的中心轴管，中心轴管上套装有若干U形待焊小件，下托板上轴向开设有可容纳待焊小件的凹槽，所述中心轴管的一端向前延伸超过下托板且设有挡头，另一端与摆杆相连，所述摆杆与中心轴管轴线相垂直，摆杆上设有轴向限位槽，摆杆的限位槽内配合插入有与滑台偏转气缸的滑台相连的销轴，销轴轴线与滑台偏转气缸滑台表面相垂直，所述下托板的凹槽上方嵌装有底部开口与待焊小件相匹配的上压盖，上压盖的前部与中心轴管伸出端相平齐，上压盖的两侧均设有定位销轴，所述下托板上对应定位销轴设有定位槽，下托板的两侧均滑动连接有锁紧压盖，锁紧压盖上设有与下托板定位槽相对应的锁紧开口，靠近下托板的位置设有用于压紧待焊小件的推料气缸。

2.根据权利要求1所述的一种轮毂小件自动焊接系统，其特征在于：所述焊接回转机构包括伺服电机，伺服电机的输出轴上传动连接有主动齿轮，主动齿轮与从动齿轮相啮合，从动齿轮上周向均布有若干法兰连接孔。

3.根据权利要求2所述的一种轮毂小件自动焊接系统，其特征在于：所述浮动定心夹紧机构包括经法兰与从动齿轮传动相连的安装基板，安装基板上均布有至少三个径向滑槽，滑槽内匹配设置有由气缸驱动的滑动夹爪。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种轮毂小件自动焊接系统，其特征在于：所述轮毂上下料导轨由两对称分布在底座两侧的侧导轨段以及位于底座上方的中间导轨段组成，所述中间导轨段经水平滑块滑轨副与底座滑动连接。

5.根据权利要求1-3任意一项所述的一种轮毂小件自动焊接系统，其特征在于：所述下托板上固定设置有套装在中心轴管上的导向套，导向套内孔与中心轴管为间隙配合，导向套紧贴摆杆设置。

6.根据权利要求1-3任意一项所述的一种轮毂小件自动焊接系统，其特征在于：所述下托板上对应锁紧压盖设有压盖滑槽，锁紧压盖嵌入压盖滑槽的部分呈楔形设置。

7.根据权利要求1-3任意一项所述的一种轮毂小件自动焊接系统，其特征在于：所述推料气缸的缸体与下托板互相贴合，下托板上还设有与推料气缸的活塞杆相匹配的导向槽，推料气缸的活塞杆伸出端连接有推动待焊小件的过渡件，过渡件可活动地套装在中心轴管上。