CN106563899B - 自动焊接机及其焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种自动焊接机及其焊接方法，包括机架、设置于机架上的X轴向作业线及Y轴向作业线；X轴向作业线依次设置有送夹具模组、夹具摆放模组、夹具移位模组、夹具定位模组、焊接模组、取线模组及空夹具回流模组；Y轴向作业线设置有连接器供料模组；其通过X轴向作业线、Y轴向作业线实现芯线、连接器供料，在焊接模组处结合焊接，同时，利用两个物料盘摆放区实现了不停机换物料盘，最后由取线模组对焊接后的成品及夹具进行夹取分离，成品自动输出，空夹具则由空夹具回流模组返送至X轴向作业线的启始端供后续装夹芯线使用；其降低了设备成本，节省了设备占用空间，节省了焊接作业时所需人力成本，有效提高了焊接效率。
Description
技术领域
本发明涉及线材组装领域技术，尤其是指一种自动焊接机及其焊接方法。
背景技术
现有应用于连接笔记本计算机、数码相机、手机等电子装置的数据线缆均有若干金属芯线组成，在线缆通过端子连接其它电子装置时，首先需要将线缆的连接头利用手工焊接或脉冲焊接设备将线缆芯线焊接于连接器上。手工作业，其对作业人员技术要求较高，人力成本高，而且作业效率较低；而现有技术中的焊接设备，其部分工序往往还需要依赖人工辅助，作业人员易疲劳，很难实现真正意义上的无人自动化，局限了连接器焊接制程的效率及良率。以及，现有技术中的焊接设备存存在设备结构复杂、设备成本高、设备占用空间大、有效工作时间利用率不高等不足。
因此，需要研究出一种新的技术方案来解决上述问题。
发明内容
有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种自动焊接机及其焊接方法，其降低了设备成本，节省了设备占用空间，节省了焊接作业时所需人力成本，有效提高了焊接效率，降低了加工成本。
为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：
一种自动焊接机，包括有机架、设置于机架上的X轴向作业线及Y轴向作业线；
其中，该X轴向作业线按工艺顺序依次设置有送夹具模组、夹具摆放模组、夹具移位模组、夹具定位模组、焊接模组、取线模组及空夹具回流模组；该送夹具模组包括有送夹具气缸、第一分夹具气缸及第二分夹具气缸；该夹具摆放模组包括有摆放夹持气缸、摆放升降气缸、摆放移位马达、由摆放移位马达驱动的齿轮、与齿轮相啮合的直齿条，该夹具摆放模组具有第一夹持部，所述第一夹持部具有横向左右夹持配合的两个第一夹持臂，所述两个第一夹持臂均沿Y轴延伸设置；该夹具移位模组包括有夹持气缸、夹持升降气缸及第一X轴向夹持移位气缸，该夹具移位模组具有第二夹持部，所述第二夹持部具有竖向左右夹持配合的两个第二夹持臂，所述两个第二夹持臂均沿Z轴延伸设置，所述两个第二夹持臂之间形成有向上开设的夹持口，前述夹持气缸、夹持升降气缸及夹持移位气缸均位于第二夹持部下方；该夹具定位模组包括有夹具定位气缸；该焊接模组包括有连接器对接模块、焊接组件、用于驱动焊接组件沿Z轴向升降的焊接升降马达、用于驱动连接器对接模块旋转的旋转换位气缸，所述连接器对接模块沿Y轴向两端分别对称式设置有用于置放连接器的承载部；
该空夹具回流模组包括有回流输送带及用于驱动回流输送带的夹具回流马达；
该Y轴向作业线设置有连接器供料模组，该连接器供料模组包括有沿X轴向邻设的至少两个物料盘摆放区，每个物料盘摆放区均包括有沿Y轴向朝向前述X轴向作业线所在侧依次布置的连接器备料区和连接器取料区；针对每个物料盘摆放区配置有用于驱动物料盘按需往返连接器备料区和连接器取料区的驱动装置,或者，在每个物料盘摆放区上设置有便于手动推拉物料盘的导轨，所述导轨沿连接器备料区朝向连接器取料区延伸设置；该连接器供料模组还包括有连接器吸取组件、驱动连接器吸取组件沿X轴向位移的X轴向位移马达、驱动连接器吸取组件沿Y轴向位移的Y轴向位移马达、驱动连接器吸取组件沿z轴向位移的Z轴向升降气缸，所述连接器吸取组件往返于连接器取料区和前述连接器对接模块之间。
作为一种优选方案，所述取线模组包括有第二X轴向夹持移位气缸、第一Y轴向夹持移位气缸、取料支座、取夹具夹持部、取成品夹持部，所述取成品夹持部包括有取线材端夹持部和取连接器端夹持部，所述取夹具夹持部、取线材端夹持部和取连接器端夹持部均装设于取料支座上，所述取夹具夹持部、取线材端夹持部、取连接器端夹持部由不同驱动气缸控制夹持动作。
作为一种优选方案，所述第二X轴向夹持移位气缸为双行程结构设计，所述第二X轴向夹持移位气缸包括有平行设置的两个X轴向夹持移位分气缸，两个X轴向夹持移位分气缸的缸体相互连接，两个X轴向夹持移位分气缸的伸缩杆反向伸出，两个X轴向夹持移位分气缸的伸缩杆分别连接于取料支座、第一Y轴向夹持移位气缸；
所述第一Y轴向夹持移位气缸为双行程结构设计，所述第一Y轴向夹持移位气缸包括有平行设置的两个Y轴向夹持移位分气缸，两个Y轴向夹持移位分气缸的缸体相互连接，两个Y轴向夹持移位分气缸的伸缩杆反向伸出，两个Y轴向夹持移位分气缸的伸缩杆分别连接于X轴向导轨座、Y轴向导轨座，所述Y轴向导轨座相对机架固定，所述第一Y轴向夹持移位气缸装设适配于 Y轴向导轨座上，所述第二X轴向夹持移位气缸装设适配于X轴向导轨座上。
作为一种优选方案，所述夹持升降气缸为双段行程气缸。
一种自动焊接机的焊接方法，将芯线由夹具装夹沿X轴向作业线经分夹具、送夹具、夹具摆放、夹具移位、夹具定位至焊接模组处；连接器摆放至物料盘内，装载有连接器的物料盘从连接器备料区推送至连接器取料区，再由连接器吸取组件往返于连接器取料区和前述连接器对接模块之间以将连接器移送至焊接模组处，连接器对接模块经旋转换位后实现芯线与连接器间的彼此对接，并由焊接组件进行焊接；清空后的物料盘从连接器取料区返回至连接器备料区接受下一次连接器装载，与此同时，连接器吸取组件从相邻的连接器取料区上物料盘进行吸取连接器，以实现不停机换物料盘；由取线模组对焊接后的成品及夹具进行夹取分离，成品自动输出，空夹具由空夹具回流模组返送至X轴向作业线的启始端供后续装夹芯线使用。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知，其主要是通过X轴向作业线、Y轴向作业线实现芯线、连接器供料，在焊接模组处结合焊接，同时，利用两个物料盘摆放区实现了不停机换物料盘，最后由取线模组对焊接后的成品及夹具进行夹取分离，成品自动输出，空夹具则由空夹具回流模组返送至X轴向作业线的启始端供后续装夹芯线使用；其降低了设备成本，节省了设备占用空间，节省了焊接作业时所需人力成本，有效提高了焊接效率，降低了加工成本。
为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。
附图说明
图1是本发明之实施例的组装立体示图；
图2是本发明之实施例的另一角度组装立体示图；
图3是本发明之实施例的局部结构示图；
图4是本发明之实施例中夹具移位模组的结构示图；
图5是本发明之实施例中连接器供料模组的局部结构示图；
图6是本发明之实施例中取线模组的结构示图；
图7是图6所示取线模组的局部放大结构示图；
图8是本发明之实施例中夹具摆放模组的结构示图；
图9是本发明之实施例中连接器对接模块的大致结构示图；
图10是本发明之实施例中送夹具模组的结构示图。
附图标识说明：
100、机架 10、送夹具模组
11、送夹具气缸 12、第一分夹具气缸
13、第二分夹具气缸 20、夹具摆放模组
21、摆放夹持气缸 22、摆放升降气缸
23、摆放移位马达 24、齿轮
25、直齿条 26、第一夹持部
261、第一夹持臂 27、座体
28、X轴向导轨 30、夹具移位模组
31、夹持气缸 32、夹持升降气缸
33、第一X轴向夹持移位气缸 34、第二夹持部
341、第二夹持臂 40、夹具定位模组
50、焊接模组 51、连接器对接模块
511、承载部 52、焊接升降马达
53、旋转换位气缸 61、取线模组
611、第二X轴向夹持移位气缸 612、第一Y轴向夹持移位气缸
613、取料支座 614、取夹具夹持部
615、取线材端夹持部 616、取连接器端夹持部
617、X轴向导轨座 618、Y轴向导轨座
62、空夹具回流模组 621、回流输送带
622、夹具回流马达
701、连接器备料区 702、连接器取料区
703、物料盘 71、导轨。
具体实施方式
请参照图1至图10所示，其显示出了本发明之实施例的具体结构，其包括有机架100、设置于机架100上的X轴向作业线及Y轴向作业线。
其中，如图1所示，该X轴向作业线按工艺顺序依次设置有送夹具模组10、夹具摆放模组20、夹具移位模组30、夹具定位模组40、焊接模组50、取线模组61及空夹具回流模组62。
结合图1、图2及图10所示，该送夹具模组10包括有送夹具气缸11、第一分夹具气缸12及第二分夹具气缸13；所述送夹具模组10中，其第一、二分夹具气缸的伸缩杆沿Z轴向延伸设置，两者的伸缩杆分别连接有用于分隔夹具的第一挡杆；该送夹具气缸11的伸缩杆沿X轴向延伸设置，该送夹具气缸11的伸缩杆连接有第二挡杆和抵推部。
结合图1、图2及图8所示，该夹具摆放模组20包括有摆放夹持气缸21、摆放升降气缸22、摆放移位马达23、由摆放移位马达23驱动的齿轮24、与齿轮24相啮合的直齿条25，该夹具摆放模组20具有第一夹持部26，所述第一夹持部26具有横向左右夹持配合的两个第一夹持臂261，所述两个第一夹持臂261均沿Y轴延伸设置；两个第一夹持臂261间的间距受摆放夹持气缸21控制，两第一夹持臂261的内侧分别设置有用于定位线芯线夹具的定位槽；该定位槽的顶、底端分别形成有限位板；前述摆放夹持气缸21连接于摆放升降气缸23的伸缩杆；前述摆放移位马达23驱动的齿轮24旋转，齿轮24与直齿条25相啮合，整个夹具摆放模组20装设于座体27上，前述直齿条25相对机架100位置固定，直齿条25侧旁设置有与直齿条26平行布置的X轴向导轨28，座体27底部适配于X轴向导轨28上，整个夹具摆放模组20随座体27沿X轴向导轨28可位移式设置。
结合图1、图2及图4所示，该夹具移位模组30包括有夹持气缸31、夹持升降气缸32及第一X轴向夹持移位气缸33，该夹具移位模组30具有第二夹持部34，所述第二夹持部34具有竖向左右夹持配合的两个第二夹持臂341，所述两个第二夹持臂341均沿Z轴延伸设置，所述两个第二夹持臂341之间形成有向上开设的夹持口，前述夹持气缸31、夹持升降气缸32及夹持移位气缸33均位于第二夹持部34下方，如此，相当于夹具移位模组30是在夹具下方工作，大幅度节省了安装调机空间，也节省了成本。以及，本实施例中，所述夹持升降气缸32为双段行程气缸，如此，实现Z轴双行程，可同时完成取治具和摆放治具。
结合图1、图2所示，该夹具定位模组40包括有夹具定位气缸；其夹具定位气缸驱动连接有用于放置定位夹线治具以供焊接作业的承载部。
结合图1、图2及图9所示，该焊接模组50包括有连接器对接模块51、焊接组件、用于驱动焊接组件沿Z轴向升降的焊接升降马达52、用于驱动连接器对接模块51旋转的旋转换位气缸53，所述连接器对接模块51沿Y轴向两端分别对称式设置有用于置放连接器的承载部511，通常，该焊接模组50还包括有清洁气缸；该焊接组件包括有加热头、散热风扇及扫渣件，前述清洁气缸驱动连接于扫渣件，前述焊接升降马达52沿Z轴向驱动连接于焊接组件。
结合图1、图2、图3、图6及图7所示，该取线模组61包括有第二X轴向夹持移位气缸611、第一Y轴向夹持移位气缸612、取料支座613、取夹具夹持部614、取成品夹持部，所述取成品夹持部包括有取线材端夹持部615和取连接器端夹持部616，所述取夹具夹持部614、取线材端夹持部615和取连接器端夹持部616均装设于取料支座613上，所述取夹具夹持部614、取线材端夹持部615、取连接器端夹持部616由不同驱动气缸控制夹持动作,其中，所述取夹具夹持部614通常配置有用于控制取夹具夹持部614张合的夹持驱动气缸和用于带动取夹具夹持部614升降的升降控制气缸；该空夹具回流模组62包括有回流输送带621及用于驱动回流输送带621的夹具回流马达622。本实施例中，所述第二X轴向夹持移位气缸611为双行程结构设计，所述第二X轴向夹持移位气缸611包括有平行设置的两个X轴向夹持移位分气缸，两个X轴向夹持移位分气缸的缸体相互连接，两个X轴向夹持移位分气缸的伸缩杆反向伸出，两个X轴向夹持移位分气缸的伸缩杆分别连接于取料支座613、第一Y轴向夹持移位气缸612；同样，所述第一Y轴向夹持移位气缸612为双行程结构设计，所述第一Y轴向夹持移位气缸612包括有平行设置的两个Y轴向夹持移位分气缸，两个Y轴向夹持移位分气缸的缸体相互连接，两个Y轴向夹持移位分气缸的伸缩杆反向伸出，两个Y轴向夹持移位分气缸的伸缩杆分别连接于X轴向导轨座617、Y轴向导轨座618，所述Y轴向导轨座618相对机架100固定，所述第一Y轴向夹持移位气缸612装设适配于 Y轴向导轨座617上，所述第二X轴向夹持移位气缸611装设适配于X轴向导轨座616上；如此，相当于XY轴双行程，通过前述取线模组61可同时完成取治具和取线动作；由取线模组对焊接后的成品及夹具进行夹取分离，成品自动输出，空夹具由空夹具回流模组返送至X轴向作业线的启始端供后续装夹芯线使用。
结合图1、图2及图5所示，该Y轴向作业线设置有连接器供料模组，该连接器供料模组包括有沿X轴向邻设的至少两个物料盘摆放区，每个物料盘摆放区均包括有沿Y轴向朝向前述X轴向作业线所在侧依次布置的连接器备料区701和连接器取料区702；针对每个物料盘摆放区配置有用于驱动物料盘703按需往返连接器备料区701和连接器取料区702的驱动装置,或者，在每个物料盘摆放区上设置有便于手动推拉物料盘703的导轨71，所述导轨71沿连接器备料区701朝向连接器取料区702延伸设置；该连接器供料模组还包括有连接器吸取组件、驱动连接器吸取组件沿X轴向位移的X轴向位移马达、驱动连接器吸取组件沿Y轴向位移的Y轴向位移马达、驱动连接器吸取组件沿z轴向位移的Z轴向升降气缸，所述连接器吸取组件往返于连接器取料区和前述连接器对接模块51之间。在实际焊接制程中，前述物料盘上连接器的摆放一般是由人工进行操作，作业人员在连接器备料区701上的物料盘进行摆放连接器，摆满后，将该物料盘推送至同一物料盘摆放区（此处定义为第一物料盘摆放区）的连接器取料区702等候；与此同时，连接器吸取组件正在对另一物料盘摆放区（此处定义为第二物料盘摆放区）的连接器取料区702上物料盘连接器进行吸取操作，该物料盘上连接器被吸取完后，连接器吸取组件转换位移至第一物料盘摆放区的连接器取料区进行吸取操作，空物料般被推送至第二物料盘摆放区的连接器备料区701，作业人员更换备料区对物料盘进行摆放连接器； 如此，通过至少两个物料盘摆放区的设置，利用备料区完成人工摆放备料，实现不停机换物料盘，满足焊接机上连接器供料侧的持续性作业，提高了焊接机的有效时间利用率，提高了制程效率，降低了制程成本；相比现有技术之焊接机上的连接器供料装置而言，本实施例中一台焊接机只需一个人工在连接器供料模组处进行连接器摆放操作，即可实现不停机的持续性供料，在焊接机设备设计上十分简单，不需要设计太多自动化装置，节省设备设计及制作成本，也节省人力。
接下来，简单介绍前述自动焊接机的焊接制程（即焊接方法）如下：
将芯线由夹具装夹沿X轴向作业线经分夹具、送夹具、夹具摆放、夹具移位、夹具定位至焊接模组处；连接器摆放至物料盘内，装载有连接器的物料盘从连接器备料区推送至连接器取料区，再由连接器吸取组件往返于连接器取料区和前述连接器对接模块之间以将连接器移送至焊接模组处，连接器对接模块经旋转换位后实现芯线与连接器间的彼此对接，并由焊接组件进行焊接；清空后的物料盘从连接器取料区返回至连接器备料区接受下一次连接器装载，与此同时，连接器吸取组件从相邻的连接器取料区上物料盘进行吸取连接器，以实现不停机换物料盘；由取线模组对焊接后的成品及夹具进行夹取分离，成品自动输出，空夹具由空夹具回流模组返送至X轴向作业线的启始端供后续装夹芯线使用。
本发明的设计重点在于，其主要是通过X轴向作业线、Y轴向作业线实现芯线、连接器供料，在焊接模组处结合焊接，同时，利用两个物料盘摆放区实现了不停机换物料盘，最后由取线模组对焊接后的成品及夹具进行夹取分离，成品自动输出，空夹具则由空夹具回流模组返送至X轴向作业线的启始端供后续装夹芯线使用；其降低了设备成本，节省了设备占用空间，节省了焊接作业时所需人力成本，有效提高了焊接效率，降低了加工成本。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (5)
1.一种自动焊接机，其特征在于：包括有机架、设置于机架上的X轴向作业线及Y轴向作业线；
其中，该X轴向作业线按工艺顺序依次设置有送夹具模组、夹具摆放模组、夹具移位模组、夹具定位模组、焊接模组、取线模组及空夹具回流模组；该送夹具模组包括有送夹具气缸、第一分夹具气缸及第二分夹具气缸；该夹具摆放模组包括有摆放夹持气缸、摆放升降气缸、摆放移位马达、由摆放移位马达驱动的齿轮、与齿轮相啮合的直齿条，该夹具摆放模组具有第一夹持部，所述第一夹持部具有横向左右夹持配合的两个第一夹持臂，所述两个第一夹持臂均沿Y轴延伸设置；该夹具移位模组包括有夹持气缸、夹持升降气缸及第一X轴向夹持移位气缸，该夹具移位模组具有第二夹持部，所述第二夹持部具有竖向左右夹持配合的两个第二夹持臂，所述两个第二夹持臂均沿Z轴延伸设置，所述两个第二夹持臂之间形成有向上开设的夹持口，前述夹持气缸、夹持升降气缸及夹持移位气缸均位于第二夹持部下方；该夹具定位模组包括有夹具定位气缸；该焊接模组包括有连接器对接模块、焊接组件、用于驱动焊接组件沿Z轴向升降的焊接升降马达、用于驱动连接器对接模块旋转的旋转换位气缸，所述连接器对接模块沿Y轴向两端分别对称式设置有用于置放连接器的承载部；
该空夹具回流模组包括有回流输送带及用于驱动回流输送带的夹具回流马达；
该Y轴向作业线设置有连接器供料模组，该连接器供料模组包括有沿X轴向邻设的至少两个物料盘摆放区，每个物料盘摆放区均包括有沿Y轴向朝向前述X轴向作业线所在侧依次布置的连接器备料区和连接器取料区；针对每个物料盘摆放区配置有用于驱动物料盘按需往返连接器备料区和连接器取料区的驱动装置,或者，在每个物料盘摆放区上设置有便于手动推拉物料盘的导轨，所述导轨沿连接器备料区朝向连接器取料区延伸设置；该连接器供料模组还包括有连接器吸取组件、驱动连接器吸取组件沿X轴向位移的X轴向位移马达、驱动连接器吸取组件沿Y轴向位移的Y轴向位移马达、驱动连接器吸取组件沿z轴向位移的Z轴向升降气缸，所述连接器吸取组件往返于连接器取料区和前述连接器对接模块之间。
2.根据权利要求1所述的自动焊接机，其特征在于：所述取线模组包括有第二X轴向夹持移位气缸、第一Y轴向夹持移位气缸、取料支座、取夹具夹持部、取成品夹持部，所述取成品夹持部包括有取线材端夹持部和取连接器端夹持部，所述取夹具夹持部、取线材端夹持部和取连接器端夹持部均装设于取料支座上，所述取夹具夹持部、取线材端夹持部、取连接器端夹持部由不同驱动气缸控制夹持动作。
3.根据权利要求2所述的自动焊接机，其特征在于：所述第二X轴向夹持移位气缸为双行程结构设计，所述第二X轴向夹持移位气缸包括有平行设置的两个X轴向夹持移位分气缸，两个X轴向夹持移位分气缸的缸体相互连接，两个X轴向夹持移位分气缸的伸缩杆反向伸出，两个X轴向夹持移位分气缸的伸缩杆分别连接于取料支座、第一Y轴向夹持移位气缸；
所述第一Y轴向夹持移位气缸为双行程结构设计，所述第一Y轴向夹持移位气缸包括有平行设置的两个Y轴向夹持移位分气缸，两个Y轴向夹持移位分气缸的缸体相互连接，两个Y轴向夹持移位分气缸的伸缩杆反向伸出，两个Y轴向夹持移位分气缸的伸缩杆分别连接于X轴向导轨座、Y轴向导轨座，所述Y轴向导轨座相对机架固定，所述第一Y轴向夹持移位气缸装设适配于 Y轴向导轨座上，所述第二X轴向夹持移位气缸装设适配于X轴向导轨座上。
4.根据权利要求1所述的自动焊接机，其特征在于：所述夹持升降气缸为双段行程气缸。
5.一种如权利要求1所述自动焊接机的焊接方法，其特征在于：将芯线由夹具装夹沿X轴向作业线经分夹具、送夹具、夹具摆放、夹具移位、夹具定位至焊接模组处；连接器摆放至物料盘内，装载有连接器的物料盘从连接器备料区推送至连接器取料区，再由连接器吸取组件往返于连接器取料区和前述连接器对接模块之间以将连接器移送至焊接模组处，连接器对接模块经旋转换位后实现芯线与连接器间的彼此对接，并由焊接组件进行焊接；清空后的物料盘从连接器取料区返回至连接器备料区接受下一次连接器装载，与此同时，连接器吸取组件从相邻的连接器取料区上物料盘进行吸取连接器，以实现不停机换物料盘；由取线模组对焊接后的成品及夹具进行夹取分离，成品自动输出，空夹具由空夹具回流模组返送至X轴向作业线的启始端供后续装夹芯线使用。
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