CN108032006A - 一种异形铜片和导线的自动焊接装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种应用于空气元器件开关领域中的异形铜片和导线的自动焊接装置及方法两个筛选传送装置、两个导线裁剪机、两个焊接机分别相对于搬运机械臂的中心呈径向对称布置，筛选传送的震动盘输出口处设有电动推杆，震动盘输出口处前端无缝连接铜片直行滑槽后端，铜片直行滑槽前端向前延伸有一个长方形平台，长方形平台上装有第二接近开关感应器和电动助推器，焊接机装在导线裁剪机的旁侧，电动滑台位于导线裁剪机和焊头之间，电动滑台上设有电动滑轨，电动滑轨上配装有电动滑块，电动滑块通过液压夹持器连接导线夹爪，导线经过两组滚轮且穿过剪裁装置，导线的焊接端靠近焊头；本发明实现异形铜片和导线的自动焊接，提高生产效率。

Description

一种异形铜片和导线的自动焊接装置及方法

技术领域

本发明涉及自动化焊接领域，具体是空气元器件开关生产领域，要将应用于空气元器件开关领域中的专用的异形铜片和导线焊接。

背景技术

专用的异形铜片和导线的焊接成品主要应用于空气元器件开关领域，其具有产量大、生产效率高的特点。 参见图1所示，异形铜片1由三部分组成，分别是：水平的铜片底板13、铜片底板13的后端左侧壁向上延伸垂直的后突板12、铜片底板13的前侧壁向上延伸垂直的前突板14。铜片底板13的左侧壁向左延伸一个夹持突板11，铜片底板13的右侧壁向右延伸一个焊接突板15，夹持突板11和焊接突板15位于前突板14和后突板12之间。导线2为细长圆柱状，呈前后走向，导线2的后端是导线焊接端21，导线焊接端21为半圆柱状，导线焊接端21在焊接突板15的下方，要求将导线焊接端21的半圆柱状的平面与焊接突板15的下表面焊接在一起，构成整体呈前后走向的焊接成品。目前，这种异形铜片1和导线2焊接时，要先人工将导线2切割为设定的长度，然后再人工手持异形铜片1和导线2相焊接。这种焊接方式存在以下问题：1）人工参与焊接容易受客观因素制约，焊接生产效率低下，焊接质量无法保证；2）无法进行大规模自动化生产，不利于向完全自动化方向发展。

发明内容

本发明的目的在于解决现有空气元器件开关生产领域中异形铜片和导线人工焊接存在的问题，提出一种异形铜片和导线的自动焊接装置及该装置的焊接方法，以提高生产效率，减轻工人劳动强度，调高焊接质量。

本发明一种异形铜片和导线的自动焊接装置采用的技术方案是：具有两个筛选传送装置、两个导线裁剪机和两个焊接机，两个筛选传送装置、两个导线裁剪机、两个焊接机分别相对于搬运机械臂的中心呈径向对称布置，筛选传送装置包括一个震动盘，震动盘内壁上设有沿内壁螺旋上升的导轨槽，导轨槽的槽宽与异形铜片的左右宽度相匹配，震动盘输出口处设有电动推杆，电动推杆的杆头沿径向指向震动盘的中心，电动推杆旁侧装有第一接近开关感应器，震动盘输出口处前端无缝连接铜片直行滑槽后端，铜片直行滑槽前端向前延伸有一个长方形平台，长方形平台上装有第二接近开关感应器和电动助推器，电动助推器固定连接助推器推板；搬运机械臂具有底座旋转电机，底座旋转电机的输出端垂直向上且同轴固定连接旋转盘，旋转盘在搬运机械臂的正中间位置，旋转盘上表面固定连接一个相对于旋转盘的中心对称的U型的连接壳体，连接壳体的U型两侧壁分别各固定连接一个水平的旋转电机，每个旋转电机的输出轴同轴连接一个液压缸，每个液压缸的输出端均经一个液压夹爪滑轨连接机械臂夹爪，焊接机装在导线裁剪机的旁侧，焊接机具有焊头；电动滑台位于导线裁剪机和焊头之间，电动滑台上设有电动滑轨，电动滑轨上配装有电动滑块，电动滑块通过液压夹持器连接导线夹爪，导线经过两组滚轮且穿过剪裁装置，导线的焊接端靠近焊头。

所述的异形铜片和导线的自动焊接装置的焊接方法是：包括如下步骤：

A、震动盘震动，使异形铜片到达震动盘输出口处，第一接近开关感应器感应到异形铜片，电动推杆工作，将非标准姿势的异形铜片推入震动盘中，标准姿势的异形铜片到达铜片直行滑槽前端；第二接近开关感应器感应到异形铜片，电动助推器工作，将异形铜片推到长方形平台上；

B、搬运机械臂工作，液压缸带动机械臂夹爪平移到长方形平台上的异形铜片处，液压夹爪滑轨带动机械臂夹爪夹持异形铜片，再上移动异形铜片；底座旋转电机工作，带动两个异形铜片均旋转90度，然后旋转电机带动两个异形铜片旋转180度，使异形铜片的焊接突板的焊接面的下平面翻转到了上面，液压缸工作，带动翻转后的异形铜片伸到焊头下方的焊接位置；

C、导线裁剪机将导线输至导线夹爪处，液压夹持器工作，带动导线夹爪夹持导线，然后剪裁装置将导线截断，电动滑台工作，带动导线夹爪夹持着截断的导线向焊接机移动，使导线焊接端正好位于异形铜片的焊接突板的下表面的上方，焊接机工作，将异形铜片与导线完成焊接。

本发明采用上述技术方案后的有益效果是：本发明实现生产过程中异形铜片和导线的自动焊接，通过筛选传送装置、搬运机械臂、导线裁剪机、焊接装置的配合运动实现异形铜片和导线焊接的自动化，同时提供了一种针对异形铜片的筛选方法，极大提高了生产效率，实现自动化焊接，提高生产自动化程度，减少人工对生产过程的干扰，提高了产品质量和产量。

附图说明

图1为异形铜片和导线焊接好后倒置的位置关系示意图；

图2为本发明所述的一种异形铜片和导线的自动焊接装置的结构示意图；

图3为图2中的筛选传送装置的工作结构放大图；

图4为异形铜片在震动盘输出口处的四种姿态示意图；

图5为图2中搬运机械臂的工作结构放大图；

图6为图2中的导线裁剪机和焊接机的工作结构放大图；

图中：1.异形铜片；11.夹持突板；12.后突板；13.铜片底板；14.前突板；15.焊接突板；

2.导线；21.导线焊接端；

3.筛选传送装置；31.震动盘；32.震动器底座；33.轨道支撑台底座；34.电动助推器；35.助推器推板；36.接近开关感应器；37.推槽挡板；38.铜片直行滑槽；39.电动推杆壳体；310.电动推杆；311.接近开关感应器；312.外延支撑平台；313.外延防掉平台；

4.搬运机械臂；41.液压夹爪滑轨；42.液压缸输出端；43.液压缸；44.底座旋转电机；45.机械臂底座；46.旋转盘；47.机械臂夹爪；48.连接壳体；49.旋转电机；410.旋转电机输出端；

5.导线裁剪机；51.导线裁剪壳体；52.滚轮；53.裁剪机底座；54.剪裁装置；

6.焊接机；61.焊接机焊头；62.焊接机底座；63.成品回收盒；64.电动滑块；65.液压夹持器；66.电动滑轨；67.电动滑台；68.导线夹爪；69.支撑底座；610.焊接臂；8.工作平台。

具体实施方式

参见图2，本发明所述的一种异形铜片和导线的自动焊接装置底部是一个水面的工作平台8，工作平台8为一个方形板状平台，通过底部支撑架固定在地面上。在工作平台8正中间安装搬运机械臂4，在搬运机械臂4的四周布置有两个相同的筛选传送装置3、两个相同的导线裁剪机5和两个相同的焊接机6，两个筛选传送装置3相对搬运机械臂4的中心呈径向对称，即两个筛选传送装置3面对面布置且相差180度角，两个导线裁剪机5相对搬运机械臂4的中心呈径向对称，两个导线裁剪机5面对面布置且相差180度角，两个焊接机6也相对搬运机械臂4的中心呈径向对称，两个焊接机6面对面布置且相差180度角。两个筛选传送装置3、两个导线裁剪机5和两个焊接机6的底部都固定在工作平台8上表面上。

参见图3，筛选传送装置3包括一个圆筒状的震动盘31，震动盘31底部通过震动盘底座32与工作平台8固定连接，震动盘31的内壁上设有沿内壁螺旋上升的导轨槽，导轨槽的槽宽与异形铜片1的左右宽度相匹配，即图1中夹持突板11和焊接突板15之间的宽度，震动盘31震动时，只有与导轨槽匹配姿态的异形铜片1才能落在导轨槽中，才能沿导轨槽上升到震动盘31顶部的输出口处。参见图4，与导轨槽匹配姿态的异形铜片1到达震动盘31输出口处时呈四种姿态，这四种姿态的异形铜片1的铜片底板13呈水平姿势：第一种是标准姿势a，铜片底板13贴合在震动盘31的输出口处的导轨槽上，前突板14在前，后突板12在后。第二种姿势b，铜片底板13贴合在震动盘31的输出口处的导轨槽上，但前突板14在后，后突板12在前。第三种姿势c，铜片底板13在上方，没有贴合导轨槽，前突板14在后，后突板12在前。第四种姿势d，铜片底板13在上方，没有贴合导轨槽，前突板14在前，后突板12在后。

在震动盘31输出口处设有向震动盘31中心延伸的外延防掉平台313，以防止震动盘31输出口处的异形铜片1掉落。在震动盘31输出口处还设有向远离震动盘31中心处延伸的外延支撑平台312，外延支撑平台312水平布置，在外延支撑平台312的外边缘处设有电动推杆310，电动推杆310的壳体39固定在外延支撑平台312上，电动推杆310的杆头沿径向指向震动盘31的中心，电动推杆310工作时，杆头向震动盘31的中心处移动。在电动推杆310旁侧安装接近开关感应器311，接近开关感应器311能感应接近的异形铜片1。电动推杆310的杆头高于异形铜片1的铜片底板13，当第一种标准姿势a的异形铜片1到达电动推杆310内侧时，电动推杆310的杆头向震动盘31的中心处移动时与异形铜片1不碰触，电动推杆310的杆头径向穿过前突板14和后突板12之间的空间，不接触到异形铜片1；当第二种姿势c的异形铜片1到达电动推杆310内侧时，电动推杆310的杆头向震动盘31的中心处移动时，杆头接触到异形铜片1的后突板12，推动后突板12，使整个异形铜片1向震动盘31中间运动掉落在震动盘31内；当第三种姿势c和第四种姿势d的异形铜片1到达电动推杆310内侧时，电动推杆310的杆头向震动盘31的中心处移动时，杆头接触到上方的铜片底板13，从而将异形铜片1推进震动盘31中。

震动盘31输出口处前端无缝连接铜片直行滑槽38后端，铜片直行滑槽38沿震动盘31输出口处的切线方向向外延伸，铜片直行滑槽38的宽度异形铜片1的宽度相匹配，使异形铜片1的铜片底板13贴合在铜片直行滑槽38的槽底向前直行。铜片直行滑槽38的前端下部通过支撑台底座33固定连接工作平台8。铜片直行滑槽38前端向前延伸有一个长方形平台，长方形平台能容纳异形铜片1。在长方形平台上安装有接近开关感应器36和电动助推器34，电动助推器34固定连接助推器推板35，能带动助推器推板35平移，助推器推板35伸向位于铜片直行滑槽38前端上的异形铜片1并且能接触异形铜片1，助推器推板35的结构与筛选后具有标准姿势的异形铜片1配对，能推动异形铜片1向前运动。异形铜片1的铜片底板13与铜片直行滑槽38的槽底贴合，并且后突板12在后、前突板14在前。当异形铜片1到达铜片直行滑槽38的前端时，接近开关感应器36最先感应到前突板14，然后电动助推器34工作，带动助推器推板35把异形铜片1向前推到长方形平台上，在长方形平台上的异形铜片1的夹持突板11伸在长方形平台之外。电动助推器34和助推器推板35在夹持突板11的对侧，不影响夹持突板11。

再参见图2，两个筛选传送装置3中的两个铜片直行滑槽38相对于搬运机械臂4的中心径向对称布置，两个铜片直行滑槽38的前端均靠近搬运机械臂4，而两个震动盘31相对于铜片直行滑槽38来说要远离搬运机械臂4。

工作时，震动盘31中间底部储有着杂乱无序的异形铜片1，震动盘31开始震动，无序的异形铜片1将以多种姿态沿震动盘31的导轨槽向前移动，由于震动盘31内壁上导轨槽的结构，使只图4中四种姿态的异形铜片1才运动到震动盘31输出口处，此时接近开关感应器311工作，接近开关感应器311发出信号，电动推杆310工作，沿震动盘31的径向向中心做推动平移运动，只有图4中在第一种标准姿势a的异形铜片1通过筛选，未被电动推杆310推入震动盘31内，能继续向前运动进入到铜片直行滑槽38内，而其余三种姿势异形铜片1则未通过筛选，被电动推杆310推入震动盘31内。

参见图5，搬运机械臂4底部是机械臂底座45，通过机械臂底座45固定在工作平台8上。机械臂底座45的正上方连接底座旋转电机44，底座旋转电机44的输出端垂直向上且同轴固定连接旋转盘46。旋转盘46在搬运机械臂4的正中间位置，底座旋转电机44工作时可以带动旋转盘46旋转。旋转盘46上表面固定连接一个U型的连接壳体48，连接壳体48相对于旋转盘46的中心对称，连接壳体48的U型两侧壁分别各固定连接一个水平的旋转电机49，两个旋转电机49相对于旋转盘46的中心对称，旋转电机49的输出轴朝向旋转盘46的径向外侧，每个旋转电机49的输出轴同轴连接一个液压缸43，旋转电机49可以带动液压缸43绕旋转电机49输出端做旋转运动。每个液压缸43的输出端指向旋转盘46的径向外侧，液压缸输出端42是一块垂直的方板，每个液压缸输出端42的中心均经一个液压夹爪滑轨41连接机械臂夹爪47，液压夹爪滑轨41的滑轨呈上下走向，机械臂夹爪47与液压夹爪滑轨41装配，在液压作用下能沿液压夹爪滑轨41上下垂直移动。机械臂夹爪47的夹爪结构与异形铜片1上的夹持突板11相匹配，能夹持住夹持突板1。整个搬运机械臂4的结构是沿旋转盘46的中心径向对称的结构，再参见图2和图3，两个械臂夹爪47分别对应地伸在两个筛选传送装置3中的铜片直行滑槽38前端的长方形平台处，便于夹持异形铜片1。

工作时，液压缸43工作，带动液压夹爪滑轨41和机械臂夹爪47径向外伸，伸至长方形平台处的异形铜片1处，机械臂夹爪47位于夹持突板11上下两侧，液压夹爪滑轨41在液压作用下带动机械臂夹爪47上下移动做夹持运动，夹持住异形铜片1的夹持突板11部分，然后液压夹爪滑轨41夹持异形铜片1向上移动到设定高度。底座旋转电机44工作，带动旋转盘46旋转90度，也带动两个机械臂夹爪47和异形铜片1旋转90度，旋转电机49工作，带动液压缸43、机械臂夹爪47和异形铜片1绕旋转电机49的中心轴旋转180度，使得焊接突板15下平面焊接面的转到了上面，然后液压缸43工作，机械臂夹爪47和异形铜片1外伸，使两个异形铜片1分别到达对应的焊接机6的焊接位置。

参见图6，焊接机6安装在导线裁剪机5的旁侧，导线裁剪机5通过其最底部的裁剪机底座53固定在工作平台8上，裁剪机底座53上固定支撑剪裁机壳体51，裁剪机壳体51侧面安装有两组滚轮52，导线2水平布置，并且经过两组滚轮52，在两组滚轮52之间安装剪裁装置54，导线2同时水平穿过剪裁装置54，剪裁装置54用于剪裁导线2，剪裁装置54固定在裁剪机壳体51上。导线2的焊接端21靠近焊接机6的焊头61。焊接机6通过焊接机底座62和支撑底座69共同固定在工作平台8上，焊接机底座62向朝向搬运机械臂4方向伸出焊接臂610，焊接臂610悬接焊头61，焊头61上下布置，在焊头61的正下方是成品回收盒63，用于回收焊接好的成品，成品回收盒63置放在工作平台8上。支撑底座69位于焊接机底座62和导线裁剪机5之间，支撑底座69上端固定设置一个水平的电动滑台67，电动滑台67位于导线裁剪机5和焊头61之间，电动滑台67上设有电动滑轨66，电动滑轨66上配合安装电动滑块64，电动滑块64可以沿电动滑轨66来回滑移，电动滑块64固定连接液压夹持器65，液压夹持器65连接导线夹爪68，导线夹爪68伸向导线2的焊接端21，导线夹爪68的夹爪结构与焊接端21相匹配，能够夹持导线2的焊接端21。

当搬运机械臂4已经将异形铜片1送到焊头61处的焊接位置，导线裁剪机5上的剪裁机滚轮52转动，将导线2向导线夹爪68方向输送，液压夹持器65工作，导线夹爪68夹持住导线2，然后剪裁装置54工作，将导线2剪裁出焊接端21并且截断，再然后电动滑台67工作，由电动滑块64带动夹持了导线2导线夹爪68向焊头61方向运动，使导线2的导线焊接端21正好位于焊接突板15的正上方，在焊头61的焊接端下方处，此时焊头61工作，将异形铜片1与导线2焊接在一起。

参见1-6所示，本发明一种异形铜片和导线的自动焊接装置工作时，具体工作过程如下：首先，筛选传送装置3工作，震动盘31震动，使无序的异形铜片1多种姿态沿震动盘31的导轨槽向前移动，当异形铜片1经过导轨槽初次筛选后到达震动盘31的输出口处时，接近开关感应器311感应到异形铜片1，电动推杆310工作，作径向平移运动，对到达震动盘31输出口处的异形铜片1再次筛选，使只有标准姿势的异形铜片1进入铜片直行滑槽38继续向前运动，其余非标准姿势的异形铜片1被推入震动盘31中。当异形铜片1到达铜片直行滑槽38前端时，接近开关感应器36感应到异形铜片1，电动助推器34工作，将异形铜片1推到长方形平台上。

然后，搬运机械臂4工作，液压缸43带动机械臂夹爪47平移到长方形平台上的异形铜片1处，液压夹爪滑轨41带动机械臂夹爪47夹持异形铜片1，再上移动异形铜片1，使异形铜片1高于长方形平台，使异形铜片1在旋转时与长方形平台不干涉。底座旋转电机44工作，带动旋转盘46、连接壳体48、两个机械臂夹爪47和两个异形铜片1均旋转90度，然后旋转电机49工作，带动两个异形铜片1旋转180度，使得异形铜片1翻转，焊接突板15的焊接面的下平面转到了上面。然后液压缸43工作，带动翻转后异形铜片1伸到焊接机焊头61下方的焊接位置。

最后，导线裁剪机5和焊接机6工作，导线裁剪机5将导线2输至导线夹爪68处，液压夹持器65工作，带动导线夹爪68夹持导线2，然后剪裁装置54工作，将导线2截断，然后电动滑台67工作，带动导线夹爪68夹持着截断的导线2向焊接机6移动，使导线焊接端21正好位于异形铜片1的焊接突板15的下表面的上方，焊接机6工作，通过焊接机焊头61将异形铜片1与导线2完成焊接。同时，搬运机械臂4的两个机械臂夹爪47松开焊接完成的异形铜片1和导线2并且复位，焊接完成后成品落入下方的成品回收盒63中。

Claims (5)

1.一种异形铜片和导线的自动焊接装置，具有两个筛选传送装置（3）、两个导线裁剪机（5）和两个焊接机（6），其特征是：两个筛选传送装置（3）、两个导线裁剪机（5）、两个焊接机（6）分别相对于搬运机械臂（4）的中心呈径向对称布置，筛选传送装置（3）包括一个震动盘（31），震动盘（31）内壁上设有沿内壁螺旋上升的导轨槽，导轨槽的槽宽与异形铜片的左右宽度相匹配，震动盘（31）输出口处设有电动推杆（310），电动推杆（3100的杆头沿径向指向震动盘（31）的中心，电动推杆（310）旁侧装有第一接近开关感应器（311），震动盘（31）输出口处前端无缝连接铜片直行滑槽（38）后端，铜片直行滑槽（38）前端向前延伸有一个长方形平台，长方形平台上装有第二接近开关感应器（36）和电动助推器（34），电动助推器（34）固定连接助推器推板（35）；搬运机械臂（4）具有底座旋转电机（44），底座旋转电机（44）的输出端垂直向上且同轴固定连接旋转盘（46），旋转盘（46）在搬运机械臂（4）的正中间位置，旋转盘（46）上表面固定连接一个相对于旋转盘（46）的中心对称的U型的连接壳体（48），连接壳体（48）的U型两侧壁分别各固定连接一个水平的旋转电机（49），每个旋转电机（49）的输出轴同轴连接一个液压缸（43），每个液压缸（43）的输出端均经一个液压夹爪滑轨（41）连接机械臂夹爪（47），焊接机（6）装在导线裁剪机（5）的旁侧，焊接机（6）具有焊头（61）；电动滑台（67）位于导线裁剪机（5）和焊头（61）之间，电动滑台（67）上设有电动滑轨（66），电动滑轨（66）上配装有电动滑块（64），电动滑块（64）通过液压夹持器（65）连接导线夹爪（68），导线经过两组滚轮（52）且穿过剪裁装置（54），导线的焊接端靠近焊头（61）。

2.根据权利要求1所述的一种异形铜片和导线的自动焊接装置，其特征是：震动盘（31）输出口处设有向震动盘（31）中心延伸的外延防掉平台（313），震动盘（31）输出口处还设有向远离震动盘（31）中心处延伸的外延支撑平台（312），外延支撑平台（312）的外边缘处设所述的电动推杆（310）。

3.根据权利要求1所述的一种异形铜片和导线的自动焊接装置，其特征是：两个械臂夹爪（47）分别对应地伸在两个筛选传送装置（3）中的铜片直行滑槽（38）前端的长方形平台处。

4.根据权利要求1所述的一种异形铜片和导线的自动焊接装置，其特征是：导线的焊接端靠近焊头（61），焊头（61）的正下方是成品回收盒（63）。

5.一种如权利要求1所述的自动焊接装置的焊接方法，其特征是包括如下步骤：

A、震动盘（31）震动，使异形铜片到达震动盘（31）输出口处，第一接近开关感应器（311）感应到异形铜片，电动推杆（310）工作，将非标准姿势的异形铜片推入震动盘（31）中，标准姿势的异形铜片到达铜片直行滑槽（38）前端；第二接近开关感应器（36）感应到异形铜片，电动助推器（34）工作，将异形铜片推到长方形平台上；

B、搬运机械臂（4）工作，液压缸（43）带动机械臂夹爪（47）平移到长方形平台上的异形铜片处，液压夹爪滑轨（41）带动机械臂夹爪（47）夹持异形铜片，再上移动异形铜片；底座旋转电机（44）工作，带动两个异形铜片均旋转90度，然后旋转电机（49）工作，带动两个异形铜片旋转180度，使异形铜片的焊接突板的焊接面的下平面翻转到了上面，液压缸（43）工作，带动翻转后的异形铜片伸到焊头（61）下方的焊接位置；

C、导线裁剪机（5）将导线输至导线夹爪（68）处，液压夹持器（65）工作，带动导线夹爪（68）夹持导线，然后剪裁装置（54）将导线截断，电动滑台（67）工作，带动导线夹爪（68）夹持着截断的导线向焊接机（6）移动，使导线焊接端（21）正好位于异形铜片的焊接突板的下表面的上方，焊接机（6）工作，完成异形铜片与导线的焊接。