CN107931791A - 一种自动焊接装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于焊接技术领域，具体涉及一种自动焊接装置，包括皮带输送机构、伺服驱动器和焊接机构总成，焊接机构总成包括焊枪，皮带输送机构的皮带上排列有若干个焊接件放置模型孔，皮带输送机构的皮带一侧固定有遮光板，皮带输送机构一侧设有光控开关，光控开关用于发送焊接信号给伺服驱动器，伺服驱动器用于控制皮带输送机构停止输送，且控制焊枪进行焊接。本发明的有益效果是：可以实现待焊工件的自动送料和自动定位，定位精确，不需暂停和调整位置，接着进行焊接，实现了自动化焊接装置与焊接输送生产线一体化，避免了资源浪费；不需人工将待焊工件工装至焊接工位，避免产生工伤，工人远离焊接辐射，利于工人健康。

Description

一种自动焊接装置
技术领域
本发明属于焊接技术领域，具体涉及一种自动焊接装置。
背景技术
自动化焊接生产线在现有技术中已经广泛采用，大大提高了焊接效率和准确率的同时，也保证了操作人员的安全。但是现有技术中的自动化焊接装置仍需人工将待焊工件工装至焊接工位，危险性较大，焊接辐射大易造成人体伤害；或者增加一组输送待焊工件的流水线，但流水线中不能实现自动定位的功能，还须人工暂停并调整待焊工件的位置，因此不能实现自动化焊接装置与焊接输送生产线一体化，造成资源浪费。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种可以实现待焊工件的自动送料和自动定位，定位精确，不需暂停和调整位置，接着进行焊接，实现了自动化焊接装置与焊接输送生产线一体化，避免了资源浪费；不需人工将待焊工件工装至焊接工位，避免产生工伤，工人远离焊接辐射，利于工人健康的自动焊接装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种自动焊接装置，包括皮带输送机构、伺服驱动器和焊接机构总成，焊接机构总成包括焊枪，皮带输送机构的皮带传输面上沿传输方向排列有若干个焊接件放置模型孔，皮带输送机构的皮带一侧固定有遮光板，皮带输送机构一侧设有光控开关，光控开关用于在被遮光板遮蔽时发送焊接信号给伺服驱动器，伺服驱动器用于在接收焊接信号后控制皮带输送机构停止输送，且控制焊枪对焊接件放置模型孔中放置的焊接件进行焊接。
首先根据焊接件的形状，选择具有对应的焊接件放置模型孔的皮带，或者在皮带上添加新的焊接件放置模型孔，然后调整光控开关的位置，即当遮光板运动到光控开关位置时，此时最佳设计方案是，焊接件刚好和遮光板、光控开关在位于皮带中央的同一竖直平面上，该位置便于安装和测量。光控开关在被遮光板遮蔽时，发送焊接信号给伺服驱动器，伺服驱动器在接收焊接信号后控制皮带输送机构停止输送，且控制焊枪对焊接件放置模型孔中放置的焊接件进行焊接。
在光控开关感应遮光板后，通过伺服驱动器可以实现待焊工件的自动送料和自动定位，伺服驱动器预先设定好之后，定位精确，不需暂停和调整位置，接着进行焊接(堆焊、塞焊、对焊等)，实现了自动化焊接装置与焊接输送生产线一体化，避免了资源浪费；更不需人工将待焊工件工装至焊接工位，避免产生工伤，工人远离焊接辐射，利于工人健康。
具体地，自动焊接装置还包括工作台，工作台上设有下料口，皮带输送机构的皮带输出端设于下料口的正上方，焊枪位于皮带输送机构靠近下料口的皮带上方；伺服驱动器还用于在驱动焊枪焊接完成后，控制皮带输送机构继续输送并将焊接件输入下料口中。焊接结束后，皮带输送机构的皮带按照预设的行程向前运动，然后焊接后的零件掉落至下料口中，进一步实现了焊接流水线的一体化，提高了生产效率。
进一步地，伺服驱动器还用于在皮带输送机构的皮带输送一段距离并将焊接件全部输入下料口中后，控制皮带输送机构将皮带反向输送至初始位置。当遮光板再次遮蔽光控开关时，焊枪复位，此时皮带可按照预设行程继续循环运动，进一步提高了生产效率。由于光控开关设于皮带输送机构一侧，因此若皮带正向循环传送，遮光板会与其他轴承座等机构产生干涉，而皮带反向复位可避免遮光板复位时产生结构干涉的问题。
进一步地，皮带输送机构包括固定于工作台的台面上的底座，底座的两端分别通过轴承座和轴承安装有主动轴和从动轴，皮带绕于主动轴和从动轴上，主动轴一侧设有固定于底座上的附加轴电机，附加轴电机通过减速齿轮副传动连接主动轴；光控开关安装于底座上且位于同侧的遮光板的行程轨迹下方。主动轴和从动轴通过轴承座和轴承安装在底座的两端，便于拆装更换皮带。
进一步地，底座包括两根平行设置的铝型材，主动轴和从动轴的两端分别通过轴承座和轴承一一对应地安装于铝型材上，两根铝型材相对设置的内侧面上均螺栓连接有L型脚架，两个L 型脚架顶部构成的托放面上螺栓连接有托板，附加轴电机安装于托板上，光控开关安装于铝型材上；结构简单，便于拆装附加轴电机。铝型材性价比高，两个铝型材通过主动轴和从动轴连接为一体，组装成为底座，结构简单，安装方便。
进一步地，工作台一侧固定有电气柜，伺服驱动器设于电气柜中，焊接机构总成还包括五轴焊接机器人、焊接保护气瓶、送丝机和焊接电源，五轴焊接机器人安装于工作台的台面上，焊接保护气瓶、送丝机和焊接电源设于工作台一侧，焊枪安装于五轴焊接机器人的轴臂上，焊接保护气瓶通过气管连接至焊枪的头部，送丝机用于为焊枪自动递送焊丝，焊接电源的负极电连接至工作台，焊接电源的正极电连接至电气柜，电气柜的电力输出端分别连接至五轴焊接机器人、送丝机和焊枪，伺服驱动器的信号输出端电连接至焊接电源。五轴焊接机器人焊接的自由度更多，便于适应复杂的焊接工艺。本发明的焊接保护气瓶、送丝机和焊接电源适用于气体保护焊，尤其是CO2保护焊。此外，焊接电源和送丝机通过通讯线相连，方便操作。
综上所述，本发明的工作步骤如下：
步骤1：根据焊接件的底部形状选择具有对应的焊接件放置模型孔的皮带；如果没有相对应的焊接件放置模型孔，可在皮带上添加新的焊接件放置模型孔。
步骤2：启动电气柜的主电源，根据所选的焊接件放置模型孔位置，调整遮光板的位置，确保零件、光控开关、遮光板能运动在同一竖直平面内。
步骤3：设定五轴焊接机器人的焊接轨迹，设定皮带输送机构的皮带行程；遮光板只在皮带的下侧运动且不超过轴承座所对应的位置，避免结构干涉。
步骤4：伺服驱动器驱动各部件进行工作直至焊接完成；在焊接件放置模型孔中继续放置焊接件进行焊接。
本发明的一种自动焊接装置的有益效果是：
1.在光控开关感应遮光板后，通过伺服驱动器可以实现待焊工件的自动送料和自动定位，伺服驱动器预先设定好之后，定位精确，不需暂停和调整位置，接着进行焊接(堆焊、塞焊、对焊等)，实现了自动化焊接装置与焊接输送生产线一体化，避免了资源浪费；
2.更不需人工将待焊工件工装至焊接工位，避免产生工伤，工人远离焊接辐射，利于工人健康。
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是本发明的一种自动焊接装置的三维示意图；
图2是本发明的一种自动焊接装置的后视图；
图3是本发明的一种自动焊接装置的皮带输送机构的三维结构图；
图4是本发明的一种自动焊接装置的皮带输送机构的俯视图；
图5是本发明的一种自动焊接装置的皮带输送机构的主视图。
其中:1.皮带输送机构；2.电气柜；3.焊枪；4.焊接件放置模型孔；5.遮光板；6.光控开关；7.工作台；8.底座，801.铝型材；9.主动轴；10.从动轴；11.附加轴电机；12.减速齿轮副； 13.五轴焊接机器人；14.焊接保护气瓶；15.送丝机；16.焊接电源；17.L型脚架；18.托板；19.下料口。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1-图5所示的本发明的一种自动焊接装置的具体实施例，其包括皮带输送机构1、伺服驱动器和焊接机构总成，焊接机构总成包括焊枪3，皮带输送机构1的皮带传输面上沿传输方向排列有若干个焊接件放置模型孔4，皮带输送机构1的皮带一侧固定有遮光板5，皮带输送机构1一侧设有光控开关6，光控开关6用于在被遮光板5遮蔽时发送焊接信号给伺服驱动器，伺服驱动器用于在接收焊接信号后控制皮带输送机构1停止输送，且控制焊枪3对焊接件放置模型孔4中放置的焊接件进行焊接。
首先根据焊接件的形状，选择具有对应的焊接件放置模型孔4的皮带，或者在皮带上添加新的焊接件放置模型孔4，然后调整光控开关6的位置，即当遮光板5运动到光控开关6位置时，此时最佳设计方案是，焊接件刚好和遮光板5、光控开关6 在位于皮带中央的同一竖直平面上，该位置便于安装和测量。光控开关6在被遮光板5遮蔽时，发送焊接信号给伺服驱动器，伺服驱动器在接收焊接信号后控制皮带输送机构1停止输送，且控制焊枪3对焊接件放置模型孔4中放置的焊接件进行焊接。
在光控开关6感应遮光板5后，通过伺服驱动器可以实现待焊工件的自动送料和自动定位，伺服驱动器预先设定好之后，定位精确，不需暂停和调整位置，接着进行焊接(堆焊、塞焊、对焊等)，实现了自动化焊接装置与焊接输送生产线一体化，避免了资源浪费；更不需人工将待焊工件工装至焊接工位，避免产生工伤，工人远离焊接辐射，利于工人健康。
具体地，自动焊接装置还包括工作台7，工作台7上设有下料口19，皮带输送机构1的皮带输出端设于下料口19的正上方，焊枪3位于皮带输送机构1靠近下料口19的皮带上方；伺服驱动器还用于在驱动焊枪3焊接完成后，控制皮带输送机构1继续输送并将焊接件输入下料口19中。焊接结束后，皮带输送机构1的皮带按照预设的行程向前运动，然后焊接后的零件掉落至下料口19中，进一步实现了焊接流水线的一体化，提高了生产效率。
进一步地，伺服驱动器还用于在皮带输送机构1的皮带输送一段距离并将焊接件全部输入下料口19中后，控制皮带输送机构1将皮带反向输送至初始位置。当遮光板5再次遮蔽光控开关6时，焊枪3复位，此时皮带可按照预设行程继续循环运动，进一步提高了生产效率。由于光控开关6设于皮带输送机构1一侧，因此若皮带正向循环传送，遮光板5会与其他轴承座等机构产生干涉，而皮带反向复位可避免遮光板5复位时产生结构干涉的问题。
进一步地，皮带输送机构1包括固定于工作台7的台面上的底座8，底座8的两端分别通过轴承座和轴承安装有主动轴9 和从动轴10，皮带绕于主动轴9和从动轴10上，主动轴9一侧设有固定于底座8上的附加轴电机11，附加轴电机11通过减速齿轮副12传动连接主动轴9；光控开关6安装于底座8上且位于同侧的遮光板5的行程轨迹下方。主动轴9和从动轴10通过轴承座和轴承安装在底座8的两端，便于拆装更换皮带。
进一步地，底座8包括两根平行设置的铝型材801，主动轴 9和从动轴10的两端分别通过轴承座和轴承一一对应地安装于铝型材801上，两根铝型材801相对设置的内侧面上均螺栓连接有L型脚架17，两个L型脚架17顶部构成的托放面上螺栓连接有托板18，附加轴电机11安装于托板18上，光控开关6安装于铝型材801上；结构简单，便于拆装附加轴电机11。铝型材801性价比高，两个铝型材801通过主动轴9和从动轴10连接为一体，组装成为底座8，结构简单，安装方便。
进一步地，工作台7一侧固定有电气柜2，伺服驱动器设于电气柜2中，焊接机构总成还包括五轴焊接机器人13、焊接保护气瓶14、送丝机15和焊接电源16，五轴焊接机器人13安装于工作台7的台面上，焊接保护气瓶14、送丝机15和焊接电源 16设于工作台7一侧，焊枪3安装于五轴焊接机器人13的轴臂上，焊接保护气瓶14通过气管连接至焊枪3的头部，送丝机15 用于为焊枪3自动递送焊丝，焊接电源16的负极电连接至工作台7，焊接电源16的正极电连接至电气柜2，电气柜2的电力输出端分别连接至五轴焊接机器人13、送丝机15和焊枪3，伺服驱动器的信号输出端电连接至焊接电源16。五轴焊接机器人 13焊接的自由度更多，便于适应复杂的焊接工艺。本实施例的焊接保护气瓶14、送丝机15和焊接电源16适用于气体保护焊，尤其是CO2保护焊。此外，焊接电源16和送丝机15通过通讯线相连，方便操作。电气柜2方便电路元器件布置和电源配给。
综上所述，本实施例的工作步骤如下：
步骤1：根据焊接件的底部形状选择具有对应的焊接件放置模型孔4的皮带；如果没有相对应的焊接件放置模型孔4，可在皮带上添加新的焊接件放置模型孔4。
步骤2：启动电气柜2的主电源，根据所选的焊接件放置模型孔4位置，调整遮光板5的位置，确保零件、光控开关6、遮光板5能运动在同一竖直平面内。
步骤3：设定五轴焊接机器人13的焊接轨迹，设定皮带输送机构1的皮带行程；遮光板5只在皮带的下侧运动且不超过轴承座所对应的位置，避免结构干涉。
步骤4：伺服驱动器驱动各部件进行工作直至焊接完成；在焊接件放置模型孔4中继续放置焊接件进行焊接。
应当理解，以上所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。由本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种自动焊接装置，其特征在于：包括皮带输送机构(1)、伺服驱动器和焊接机构总成，所述焊接机构总成包括焊枪(3)，所述皮带输送机构(1)的皮带传输面上沿传输方向排列有若干个焊接件放置模型孔(4)，所述皮带输送机构(1)的皮带一侧固定有遮光板(5)，所述皮带输送机构(1)一侧设有光控开关(6)，所述光控开关(6)用于在被遮光板(5)遮蔽时发送焊接信号给伺服驱动器，所述伺服驱动器用于在接收焊接信号后控制皮带输送机构(1)停止输送，且控制焊枪(3)对焊接件放置模型孔(4)中放置的焊接件进行焊接。
2.根据权利要求1所述的一种自动焊接装置，其特征在于：所述自动焊接装置还包括工作台(7)，所述工作台(7)上设有下料口(19)，所述皮带输送机构(1)的皮带输出端设于下料口(19)的正上方，所述焊枪(3)位于皮带输送机构(1)靠近下料口(19)的皮带上方；所述伺服驱动器还用于在驱动焊枪(3)焊接完成后，控制皮带输送机构(1)继续输送并将焊接件输入下料口(19)中。
3.根据权利要求2所述的一种自动焊接装置，其特征在于：所述伺服驱动器还用于在皮带输送机构(1)的皮带输送一段距离并将焊接件全部输入下料口(19)中后，控制皮带输送机构(1)将皮带反向输送至初始位置。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种自动焊接装置，其特征在于：所述皮带输送机构(1)包括固定于工作台(7)的台面上的底座(8)，所述底座(8)的两端分别通过轴承座和轴承安装有主动轴(9)和从动轴(10)，所述皮带绕于主动轴(9)和从动轴(10)上，所述主动轴(9)一侧设有固定于底座(8)上的附加轴电机(11)，所述附加轴电机(11)通过减速齿轮副(12)传动连接主动轴(9)；所述光控开关(6)安装于底座(8)上且位于同侧的遮光板(5)的行程轨迹下方。
5.根据权利要求4所述的一种自动焊接装置，其特征在于：所述底座(8)包括两根平行设置的铝型材(801)，所述主动轴(9)和从动轴(10)的两端分别通过轴承座和轴承一一对应地安装于铝型材(801)上，两根铝型材(801)相对设置的内侧面上均螺栓连接有L型脚架(17)，两个L型脚架(17)顶部构成的托放面上螺栓连接有托板(18)，所述附加轴电机(11)安装于托板(18)上，所述光控开关(6)安装于铝型材(801)上。
6.根据权利要求2或3所述的一种自动焊接装置，其特征在于：所述工作台(7)一侧固定有电气柜(2)，所述伺服驱动器设于电气柜(2)中，所述焊接机构总成还包括五轴焊接机器人(13)、焊接保护气瓶(14)、送丝机(15)和焊接电源(16)，所述五轴焊接机器人(13)安装于工作台(7)的台面上，所述焊接保护气瓶(14)、送丝机(15)和焊接电源(16)设于工作台(7)一侧，所述焊枪(3)安装于五轴焊接机器人(13)的轴臂上，所述焊接保护气瓶(14)通过气管连接至焊枪(3)的头部，所述送丝机(15)用于为焊枪(3)自动递送焊丝，所述焊接电源(16)的负极电连接至工作台(7)，所述焊接电源(16)的正极电连接至电气柜(2)，所述电气柜(2)的电力输出端分别连接至五轴焊接机器人(13)、送丝机(15)和焊枪(3)，所述伺服驱动器的信号输出端电连接至焊接电源(16)。
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