CN108500620A - 中空件焊接装配机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械设备领域。中空件焊接装配机，其特征在于包括机架及其上的工作台、下盖上料机构、上盖上料机构、上下盖铆压机构、超声波焊接机构和成品下料机构，下盖上料机构、上盖上料机构、上下盖铆压机构、超声波焊接机构和成品下料机构沿工作台的外侧依次排列。该中空件焊接装配机的优点是整个中空件生产过程全部自动化操作，加工效率高。

Description

中空件焊接装配机

技术领域

本发明涉及机械设备领域，尤其是一种焊接装配机。

背景技术

为了节省重量或成本，很多产品采用中空的结构，例如游戏币，生产时是由上盖和下盖组合而成的，类似游戏币的中空件生产过程如下：先将上盖和下盖放入压铆设备中，通过压铆设备开口相向的铆合在一起，将铆合在一起的产品放入超声波焊接设备中进行超声波焊接固定。现有类似游戏币的中空件生产存在的不足是：多到生产工序分开操作，生产效率低。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述中空件生产存在的不足，提供一种生产效率高，全自动操作的中空件焊接装配机。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：中空件焊接装配机，包括机架及其上的工作台、下盖上料机构、上盖上料机构、上下盖铆压机构、超声波焊接机构和成品下料机构 ，下盖上料机构、上盖上料机构、上下盖铆压机构、超声波焊接机构和成品下料机构沿工作台的外侧依次排列；

工作台上设有夹具，夹具上设有用于放置工件的容纳槽；每个夹具内设有两个放置工件的容纳槽；

下盖上料机构包括下盖离心盘底座、下盖离心盘、下盖储料滑轨部件、下盖收集部件和下盖上料机械手部件，下盖储料滑轨部件、下盖收集部件和下盖上料机械手部件固定设置在机架上，下盖离心盘固定设置在下盖离心盘底座上，下盖储料滑轨部件一端与下盖离心盘相衔接，另一端与下盖收集部件相衔接，下盖上料机械手部件位于下盖收集部件上方，下盖上料机械手部件将下盖收集部件中的下盖运送到第一工位处的夹具上；

下盖储料滑轨部件包括导轨压板、导轨、侧板、升降板、丝杆和滑轨底座，导轨压板通过螺钉安装在导轨上，导轨上通过侧板安装在升降板上，升降板通过丝杆与滑轨底座相连接，滑轨底座固定在机架上，通过丝杆上下移动调整升降板及其上导轨压板的高度；

下盖收集部件包括收集底座、直角固定块、立板、收集器、滑块、第一气缸导轨、第一气缸和连接板，收集底座固定在机架上，立板通过直角固定块固定在收集底座上，滑块和第一气缸固定设置在立板上；第一气缸导轨与滑块相配装，第一气缸通过连接板与第一气缸导轨相连接，收集器固定在第一气缸导轨上，通过第一气缸芯轴的伸缩带动第一气缸导轨在滑块中移动，从而带动固定在第一气缸导轨上的收集器移动；

收集器上设有两个收集槽，两个收集槽的形状和间距与夹具内的两个容纳槽匹配；导轨连在立板的顶部，滑块位置处于导轨的下方，即导轨压板和导轨位置处于收集器的上方；

下盖上料机械手部件包括支撑板、第二气缸、第二气缸滑块、两个横向测距探头、横移固定板、电机推杆、纵移滑块、纵移固定板、纵向测距探头、取料吸头和取料气缸；支撑板底部固定在机架上，第二气缸设置在支撑板上，第二气缸滑块与支撑板上的导轨相配合，横移固定板固定设置在第二气缸滑块上，第二气缸的芯轴与横移固定板相连接，通过芯轴的伸缩来带动横移固定板的横向移动；两个横向测距探头分别固定设置在支撑板的两侧，两个横向测距探头用于控制第二气缸滑块的横向移动距离，电机推杆固定设置在横移固定板上，电机推杆的推头与纵移滑块相连接，纵移固定板固定设置在纵移滑块上，取料吸头和纵向测距探头固定设置在纵移固定板上；电机推杆的推头移动带动纵移滑块纵向移动实现纵移固定板及其上的取料吸头和纵向测距探头纵向移动，纵向测距探头用于控制取料吸头纵向的移动距离；

取料吸头是两个，两个取料吸头连接一个取料气缸，即取料气缸控制两个取料吸头同时吸取工件或放开下盖；两个取料吸头的形状和间距与夹具内的两个容纳槽匹配。

作为优选，上盖上料机构的结构与下盖上料机构相同。

作为优选，上盖上料机构包括上盖离心盘底座、上盖离心盘、上盖储料滑轨部件、上盖收集部件、上盖上料机械手，上盖离心盘固定在上盖离心盘底座上，上盖储料滑轨部件、上盖收集部件和上盖上料机械手固定设置在机架上，上盖收集部件通过上盖储料滑轨部件与上盖离心盘相衔接，即上盖储料滑轨部件一端与上盖离心盘相衔接，上盖储料滑轨部件另一端与上盖收集部件相衔接，上盖上料机械手位于上盖收集部件上方，上盖上料机械手将上盖收集部件中的上盖运送到第二工位处的夹具上。

作为优选，下盖储料滑轨部件用于输送开口朝下的下盖；上盖储料滑轨部件起输送开口朝上的上盖。

采用了上述技术方案的中空件焊接装配机，下盖上料机构用于下盖的上料，上盖上料机构用于上盖的上料，上下盖铆压机构用于将上盖和下盖铆合在一起，超声波焊接机构用于将铆合在一起的上盖和下盖焊接在一起，成品下料机构用于将加工完成后的工件成品送出。每个夹具内设有两个放置工件的容纳槽，即每个工位可以完成两个中空件的加工。该中空件焊接装配机的优点是整个中空件生产过程全部自动化操作，加工效率高。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。

图2为机架的结构示意图。

图3为六分度工作台的结构示意图。

图4为六分度转盘的结构示意图。

图5为夹具、下盖和下盖的结构示意图。

图6为下盖上料机构的结构示意图。

图7为下盖储料滑轨部件的结构示意图。

图8为下盖收集部件和下盖储料滑轨部件的结构示意图。

图9为下盖上料机械手部件的结构示意图。

图10为上盖上料机构的结构示意图。

图11为上下盖铆压机构的爆炸结构示意图。

图12为超声波焊接机构的结构示意图。

图13为成品下料机构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图1-13和实施例对本发明做进一步描述。

如图1所示的中空件焊接装配机，包括机架1、工作台、下盖上料机构3、上盖上料机构4、上下盖铆压机构5、超声波焊接机构6和成品下料机构 7。工作台是六分度工作台2。下盖上料机构3、上盖上料机构4、上下盖铆压机构5、超声波焊接机构6和成品下料机构 7分别固定设置在机架1上，且下盖上料机构3、上盖上料机构4、上下盖铆压机构5、超声波焊接机构6和成品下料机构 7沿六分度工作台2外侧依次顺时针排列。

如图2所示，所述的机架1上设有控制器11、急停开关12、气压阀13和散热器14，控制器11固定设置在机架1的上部，急停开关12、气压阀13和散热器14均设置在工作台15内部。

如图3所示，所述的六分度工作台2包括电机21、轮系减速器22、电机固定座23、从动同步轮24、蜗轮蜗杆减速器25、六分度转盘26、主动同步轮27，电机21输出轴a安装在轮系减速器22上，主动同步轮27安装在轮系减速器22输出轴b上，轮系减速器22安装在电机固定座23上，电机固定座23固定设置在机架1的下部上，蜗轮蜗杆减速器25固定设置在机架1上，从动带轮24安装在蜗轮蜗杆减速器25的输入轴c上，主动同步轮27通过同步带带动从动同步轮24转动，使得蜗轮蜗杆减速器25上方的输出轴d转动，六分度转盘26安装在蜗轮蜗杆减速器25的输出轴d上，使得蜗轮蜗杆减速器25的输出轴d转动带动六分度转盘26转动。

如图4所示，所述的六分度转盘26包括转盘267及其上的第一工位261、第二工位262、第三工位263、第四工位264、第五工位265和第六工位266，六个工位规则排列在转盘267上，任意相邻工位之间的距离相同，任意相邻工位与转盘267中心之间的夹角相同。

位置对应下盖上料机构3的第一工位261是下盖上料工位，用于下盖的上料。位置对应上盖上料机构4的第二工位262是上盖上料工位，用于上盖的上料。位置对应上下盖铆压机构5的第三工位263是铆压工位，用于将上盖和下盖铆合在一起。位置对应超声波焊接机构6的第四工位264是焊接工位，用于将铆合在一起的上盖和下盖焊接在一起。位置对应成品下料机构 7的第五工位265是下料工位，用于将加工完成后的工件成品送出六分度转盘26。成品下料机构 7与下盖上料机构3之间的工位是检验工位，检验工位的作用是当成品下料机构出现问题，加工完成后的工件成品没有被送出六分度转盘26，可以不停机继续加工，转动至检验工位时手动取下加工完成后的工件，提高加工效率。

如图5所示，每个工位上均设置夹具268，夹具268固定设置在转盘267上，夹具268上设有用于放置工件的容纳槽。容纳槽的形状与加工工件轮廓匹配，且每个夹具268内设有两个放置工件的容纳槽，夹具268容纳槽的下部用于放置下盖269，夹具268容纳槽的上部用于上部放置下盖260，即每个容纳槽用于放置一个下盖269和一个下盖260。

如图6所示，所述的下盖上料机构3包括下盖离心盘底座30、下盖离心盘31、下盖储料滑轨部件32、下盖收集部件33、下盖上料机械手部件34，离心盘底座30设置在机架1旁，下盖储料滑轨部件32、下盖收集部件33和下盖上料机械手部件34固定设置在机架1上，下盖离心盘31固定设置在下盖离心盘底座30上，下盖储料滑轨部件32一端与下盖离心盘31相衔接，另一端与下盖收集部件33相衔接，下盖储料滑轨部件32起输送和储存开口朝下的下盖，下盖上料机械手部件34位于下盖收集部件33上方，下盖上料机械手部件34将下盖收集部件33中的两个下盖运送到六分度工作台2中。

如图7所示，所述的下盖储料滑轨部件32包括导轨压板320、导轨321、侧板322、升降板324、丝杆325、滑轨底座323，导轨压板320通过螺钉安装在导轨321上，导轨321上通过侧板322安装在升降板324上，升降板324通过丝杆325与滑轨底座323相连接，滑轨底座323固定在机架1上， 通过丝杆325上下移动调整升降板324及其上导轨压板320的高度，用来调整导轨压板320与下盖收集部件33的高度，供下盖收集部件33收集下盖。

如图8所示，所述的下盖收集部件33包括收集底座330、直角固定块331、立板332、收集器333、滑块334、第一气缸导轨335、第一气缸336、连接板336，收集底座330固定在机架1上，立板332通过直角固定块331固定在收集底座330上，滑块334和第一气缸336固定设置在立板332上；第一气缸导轨335与滑块334相配装，第一气缸336通过连接板337与第一气缸导轨335相连接，收集器333固定在第一气缸导轨335上，通过第一气缸336芯轴的伸缩带动第一气缸导轨335在滑块334中移动，从而带动固定在第一气缸导轨335上的收集器333移动。收集器333上设有两个收集槽，两个收集槽的形状和间距与夹具268内的两个容纳槽匹配。导轨321连在立板332的顶部，滑块334位置处于导轨321的下方，即导轨压板320和导轨321位置处于收集器333的上方。

收集器333的一个收集槽位置处于导轨压板320的正下方，收集器333的一个收集槽收集到一个下盖后，通过第一气缸336芯轴的伸缩带动第一气缸导轨335在滑块334中移动以实现收集器333的移动，使收集器333的另一个收集槽处于导轨压板320的正下方，完成另一个收集槽对第二个下盖的收集，使得收集器333一次可以运送两个待加工件。

如图9所示，所述的下盖上料机械手部件34包括支撑板340、第二气缸341、第二气缸滑块343、两个横向测距探头347、横移固定板342、电机推杆346、纵移滑块344、纵移固定板348、纵向测距探头349、取料吸头345和取料气缸3451；支撑板340底部固定在机架1上，第二气缸341设置在支撑板340上，第二气缸滑块343与支撑板340上的导轨相配合，横移固定板342固定设置在第二气缸滑块343上，第二气缸341的芯轴与横移固定板342相连接，通过芯轴的伸缩来带动横移固定板342的横向移动，两个横向测距探头347分别固定设置在支撑板340的两侧，两个横向测距探头347用于控制第二气缸滑块343的横向移动距离，电机推杆346固定设置在横移固定板342上，电机推杆346的推头与纵移滑块344相连接，纵移固定板348固定设置在纵移滑块344上，取料吸头345和纵向测距探头349固定设置在纵移固定板348上，电机推杆346的推头移动带动纵移滑块344纵向移动实现纵移固定板348及其上的取料吸头345和纵向测距探头349纵向移动，纵向测距探头349用于控制取料吸头345纵向的移动距离。取料吸头345是两个，两个取料吸头345连接一个取料气缸3451，即取料气缸3451控制两个取料吸头3452同时吸取工件或放开下盖。

如图10所示，上盖上料机构4的结构与下盖上料机构3的结构相同。所述的上盖上料机构4包括上盖离心盘底座40、上盖离心盘41、上盖储料滑轨部件42、上盖收集部件43、上盖上料机械手44，上盖离心盘底座40处于机架1旁，上盖离心盘41固定在上盖离心盘底座40上，上盖储料滑轨部件42、上盖收集部件43和上盖上料机械手44固定设置在机架1上，上盖收集部件43通过上盖储料滑轨部件42与上盖离心盘41相衔接，即上盖储料滑轨部件42一端与上盖离心盘41相衔接，上盖储料滑轨部件42另一端与上盖收集部件43相衔接，上盖储料滑轨部件42起输送和储存送开口朝上的上盖，上盖上料机械手44位于上盖收集部件43上方，上盖上料机械手44将上盖收集部件43中的上盖运送到六分度工作台2中的夹具268上。

如图11所示，上下盖铆压机构5包括基座调整座51、铆压基座52、铆压电机53、铆压导轨滑块54、铆压头55、铆合力度控制触点开关56、铆压导轨57，基座调整座51固定设置在机架1上，铆压基座52固定设置在基座调整座51上，基座调整座51用于调整铆压基座52的安装高度和平面位置，铆压电机53固定安装在铆压基座52上端，铆压导轨57固定设置在铆压基座52上，铆压头55通过螺钉固定设置在铆压导轨滑块54上，铆压头55上的压头是两个，铆压头55上的两个压头形状和相互间距与夹具268内的两个容纳槽匹配。铆压导轨滑块54配装在铆压导轨57上，铆压电机53的推头与铆压头55上端的槽口固定连接，当铆压电机53伸缩时，带动铆压头55沿铆压导轨57纵向上下滑动，向下运动时使得第三工位263处夹具268内的上盖和下盖铆合在一起，铆合力度控制触点开关56固定设置在铆压基座52上，且位置处于铆压导轨滑块54正下方，当铆压导轨滑块54下移碰到铆合力度控制触点开关56时，铆压电机53推头上升，改变运动方向，通过铆合力度控制触点开关56的安装高度控制铆合力度。

如图11所示，所述的超声波焊接机构6包括焊接机底盘61、立柱夹块62、立柱63、载台64、防护罩65、进给气缸66、超声波发生器67、导向柱68，焊接机底盘61固定设置在机架1上，立柱63通过立柱夹块62固定设置在焊接机底盘61上，载台64夹紧设置在立柱63上，防护罩65固定设置在立柱63上部并罩住载台64，进给气缸66安装在载台64上，进给气缸66与超声波发生器67连接，导向柱68是两个，超声波发生器67通过两个固定安装在载台64上的导向柱68与载台64构成移动副，即进给气缸66控制超声波发生器67在导向柱68上进行上下纵向移动，超声波发生器67的位置与第四工位264处的夹具268匹配。超声波发生器67底部的接头是两个，两个接头形状和相互间距与夹具268内的两个容纳槽匹配。当通过上下盖铆压机构5铆合后的工件进入声波焊接机构6的超声波发生器67正下方，进给气缸66控制超声波发生器67向下运动，进行超声波焊接，上盖和下盖接合面熔融结合在一起完成焊接，超声波发生器67复位，并准备下一工件加工。

如图13所示，所述的成品下料机构 7包括落料滑轨71、落料安装板72、机械手支撑架73、取料机械手74，机械手支撑架73固定设置在机架1上，落料安装板72固定设置在机械手支撑架73下部，取料机械手74固定设置在机械手支撑架73上部，落料滑轨71上端部固定在落料安装板72上，且落料滑轨71上端部位置处于取料机械手74的正下方。

取料机械手74包括取料气缸741、取料气缸滑块、两个取料横向测距探头747、取料横移固定板742、取料电机746、取料纵移滑块、取料纵移固定板748、取料纵向测距探头749、两个落料吸头745和落料气缸7451；取料气缸741设置在机械手支撑架73上，取料气缸滑块与机械手支撑架73上的导轨相配合，取料横移固定板742固定设置在取料气缸滑块上，取料气缸741的芯轴与取料横移固定板742相连接，通过芯轴的伸缩来带动取料横移固定板742的横向移动，两个取料横向测距探头747分别固定设置在机械手支撑架73的两侧，两个取料横向测距探头747用于控制取料气缸滑块的横向移动距离，取料电机746固定设置在取料横移固定板742上，取料电机746的推头与取料纵移滑块相连接，取料纵移固定板748固定设置在取料纵移滑块上，落料吸头745和取料纵向测距探头749固定设置在取料纵移固定板748上，取料电机746的推头移动带动取料纵移滑块纵向移动实现取料纵移固定板748及其上的落料吸头745和取料纵向测距探头749纵向移动，取料纵向测距探头749用于控制落料吸头745纵向的移动距离。落料气缸7451控制两个落料吸头745同时吸取工件或放开工件。两个落料吸头745与夹具268内的两个容纳槽匹配。使用时，取料机械手74的落料吸头7452将第五工位265处的夹具268内加工完成的工件吸取后运到落料滑轨71正上方，松开后工件下落入落料滑轨71中，滑出加工区域，完成加工。如果发生故障，工件没有被取料机械手74取出，仍然留在第五工位265处的夹具268内，待转盘267再转动一个工位，没有被取料机械手74取出工件的夹具268转至第六工位266，手工取出即可，无需停机。

使用时，下盖上料机构3的收集器333收集两个下盖，通过下盖上料机械手部件34将两个下盖放入第一工位261上的夹具268容纳槽中。六分度转盘26转动一个工位，第一工位261上的夹具268转动至位置对应上盖上料机构4，第一工位261成为第二工位262，上盖上料机构4通过上盖收集部件43收集两个上盖，通过上盖上料机械手44将两个上盖放入第二工位262上的夹具268容纳槽中。下盖和上盖开口相向设置。六分度转盘26转动一个工位，第二工位262上的夹具268转动至位置对应上下盖铆压机构5，第二工位262成为第三工位263，上下盖铆压机构5的铆压头55沿铆压导轨57向下运动时使得第三工位263处夹具268内的上盖和下盖铆合在一起。六分度转盘26转动一个工位，第三工位263上的夹具268转动至位置对应超声波焊接机构6，第三工位263成为第四工位264，超声波焊接机构6的进给气缸66控制超声波发生器67向下移动，将上盖和下盖接合面熔融结合在一起完成焊接。六分度转盘26转动一个工位，第四工位264上的夹具268转动至位置对应成品下料机构 7，第四工位264成为第五工位265，取料机械手74的落料吸头7452将第五工位265处的夹具268内加工完成的工件吸取后运到落料滑轨71正上方，松开后工件下落入落料滑轨71中，滑出加工区域，完成加工。六分度转盘26转动一个工位，第五工位265上的夹具268转动检验工位，第五工位265成为第六工位266，如果发生故障，第五工位265上的工件没有被取料机械手74取出，仍然留在第五工位265处的夹具268内，没有被取料机械手74取出工件可以在第六工位266通过手工取出，无需停机。如果第五工位265上的工件已经被取料机械手74取出，第六工位266不操作，六分度转盘26转动一个工位，第六工位266成为第一工位261，依次循环操作。

Claims (4)

1.中空件焊接装配机，其特征在于包括机架及其上的工作台、下盖上料机构、上盖上料机构、上下盖铆压机构、超声波焊接机构和成品下料机构，下盖上料机构、上盖上料机构、上下盖铆压机构、超声波焊接机构和成品下料机构沿工作台的外侧依次排列；

工作台上设有夹具，夹具上设有用于放置工件的容纳槽；每个夹具内设有两个放置工件的容纳槽；

下盖上料机构包括下盖离心盘底座、下盖离心盘、下盖储料滑轨部件、下盖收集部件和下盖上料机械手部件，下盖储料滑轨部件、下盖收集部件和下盖上料机械手部件固定设置在机架上，下盖离心盘固定设置在下盖离心盘底座上，下盖储料滑轨部件一端与下盖离心盘相衔接，另一端与下盖收集部件相衔接，下盖上料机械手部件位于下盖收集部件上方，下盖上料机械手部件将下盖收集部件中的下盖运送到第一工位处的夹具上；

下盖储料滑轨部件包括导轨压板、导轨、侧板、升降板、丝杆和滑轨底座，导轨压板通过螺钉安装在导轨上，导轨上通过侧板安装在升降板上，升降板通过丝杆与滑轨底座相连接，滑轨底座固定在机架上，通过丝杆上下移动调整升降板及其上导轨压板的高度；

下盖收集部件包括收集底座、直角固定块、立板、收集器、滑块、第一气缸导轨、第一气缸和连接板，收集底座固定在机架上，立板通过直角固定块固定在收集底座上，滑块和第一气缸固定设置在立板上；第一气缸导轨与滑块相配装，第一气缸通过连接板与第一气缸导轨相连接，收集器固定在第一气缸导轨上，通过第一气缸芯轴的伸缩带动第一气缸导轨在滑块中移动，从而带动固定在第一气缸导轨上的收集器移动；

收集器上设有两个收集槽，两个收集槽的形状和间距与夹具内的两个容纳槽匹配；导轨连在立板的顶部，滑块位置处于导轨的下方，即导轨压板和导轨位置处于收集器的上方；

下盖上料机械手部件包括支撑板、第二气缸、第二气缸滑块、两个横向测距探头、横移固定板、电机推杆、纵移滑块、纵移固定板、纵向测距探头、取料吸头和取料气缸；支撑板底部固定在机架上，第二气缸设置在支撑板上，第二气缸滑块与支撑板上的导轨相配合，横移固定板固定设置在第二气缸滑块上，第二气缸的芯轴与横移固定板相连接，通过芯轴的伸缩来带动横移固定板的横向移动；两个横向测距探头分别固定设置在支撑板的两侧，两个横向测距探头用于控制第二气缸滑块的横向移动距离，电机推杆固定设置在横移固定板上，电机推杆的推头与纵移滑块相连接，纵移固定板固定设置在纵移滑块上，取料吸头和纵向测距探头固定设置在纵移固定板上；电机推杆的推头移动带动纵移滑块纵向移动实现纵移固定板及其上的取料吸头和纵向测距探头纵向移动，纵向测距探头用于控制取料吸头纵向的移动距离；

取料吸头是两个，两个取料吸头连接一个取料气缸，即取料气缸控制两个取料吸头同时吸取工件或放开下盖；两个取料吸头的形状和间距与夹具内的两个容纳槽匹配。

2.根据权利要求1所述的中空件焊接装配机，其特征在于上盖上料机构的结构与下盖上料机构相同。

3.根据权利要求2所述的中空件焊接装配机，其特征在于上盖上料机构包括上盖离心盘底座、上盖离心盘、上盖储料滑轨部件、上盖收集部件、上盖上料机械手，上盖离心盘固定在上盖离心盘底座上，上盖储料滑轨部件、上盖收集部件和上盖上料机械手固定设置在机架上，上盖收集部件通过上盖储料滑轨部件与上盖离心盘相衔接，即上盖储料滑轨部件一端与上盖离心盘相衔接，上盖储料滑轨部件另一端与上盖收集部件相衔接，上盖上料机械手位于上盖收集部件上方，上盖上料机械手将上盖收集部件中的上盖运送到第二工位处的夹具上。

4.根据权利要求3所述的中空件焊接装配机，其特征在于下盖储料滑轨部件用于输送开口朝下的下盖；上盖储料滑轨部件起输送开口朝上的上盖。