CN108515283A - 一种四通阀焊接机及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种四通阀焊接机，包括机器人焊接机构，转盘工装机构，CCD检测机构和机架；机器人焊接机构，转盘工装机构和CCD检测机构均安装在机架上；机器人焊接机构用于焊接四通阀组件，机器人焊接机构设在转盘工装机构的外周，CCD检测机构安装在转盘工装机构的一侧，CCD检测机构与转盘工装机构上的治具及CCD校准棒配合完成基准定位，CCD检测机构的基准数据实时上传至机器人焊接机构；机器人焊接机构包括机器人和焊接装置，机器人与焊接装置连接，焊接装置设有用于调整焊接角度的旋转气缸；本发明还提供了一种根据四通阀焊接机进行加工的方法。本发明操作简单，工件的焊接精度高。
Description
技术领域
本发明属于机械设备领域，具体涉及一种四通阀焊接机。
背景技术
现有技术中，四通阀的种类繁多，更换产品时都需要重新定位，已有的四通阀焊接机都是根据治具本身的加工精度来保证四通阀放置的位置，存在多层误差，产品的定位精度不高，导致产品的焊接质量不稳定、且产品合格率低。另外，四通阀的外型导致了它本身存在一定的焊接难度，已有的四通阀焊接机对于四通阀背后的铜管焊接难度大，且焊接质量不佳。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种四通阀焊接机，包括机器人焊接机构，转盘工装机构，CCD检测机构，CCD检测机构大大提高了定位精度，机器人焊接机构带旋转气缸可便捷的焊接到四通阀背后的铜管，工件的焊接精度高。
一种四通阀焊接机，包括机器人焊接机构，转盘工装机构，CCD检测机构和机架；机器人焊接机构，转盘工装机构和CCD检测机构均安装在机架上；机器人焊接机构用于焊接四通阀组件，机器人焊接机构设在转盘工装机构的外周，CCD检测机构安装在转盘工装机构的一侧，CCD检测机构与转盘工装机构上的治具及CCD校准棒配合完成基准定位，CCD检测机构的基准数据实时上传至机器人焊接机构；机器人焊接机构包括机器人和焊接装置，机器人与焊接装置连接，焊接装置设有用于调整焊接角度的旋转气缸。
优选的，机器人包括安装装置和用于根据检测数据调整焊接位置的焊接手臂，焊接手臂通过安装装置安装在机架上。
优选的，焊接装置包括连接轴、第一安装板、第二安装板和焊枪；连接轴与焊接手臂连接，旋转气缸安装在第一安装板与第二安装板之间，连接轴安装在第一安装板上；焊枪安装于第二安装板的底部。
优选的，焊接装置还包括气缸固定座、送丝气缸、气缸固定环和钎焊条套筒；气缸固定座包括第一气缸固定座和第二气缸固定座，送丝气缸包括第一送丝气缸和第二送丝气缸，气缸固定环包括第一气缸固定环和第二气缸固定环，钎焊条套筒包括第一钎焊条套筒和第二钎焊条套筒；第一气缸固定座和第二气缸固定座分别安装在第二安装板的两端；第一送丝气缸通过第一气缸固定环活动连接于第一气缸固定座上，第一钎焊条套筒套装在第一送丝气缸的输出端；第二送丝气缸通过第二气缸固定环活动连接于第二气缸固定座上，第二钎焊条套筒套装在第二送丝气缸的输出端。
优选的，转盘工装机构包括旋转圆盘和支撑立柱，旋转圆盘的中心与支撑立柱顶部转动连接。
优选的，旋转圆盘上设有四个治具，治具沿旋转圆盘的圆周均匀分布；治具包括支撑底座和降温盒，支撑底座安装在旋转圆盘上，降温盒安装在支撑底座上。
优选的，降温盒内设有定位V型块、背靠V型块、定位板和固定把手；定位V型块有两块，分别安装在降温盒底部的左右两端；背靠V型块与定位板分别安装在降温盒的前后两端，固定把手安装在定位板上用于固定定位板。
优选的，旋转圆盘下方设置有顶部敞开的圆柱形水槽，圆柱形水槽的直径大于旋转圆盘的直径，支撑立柱的底部贯穿沿圆柱形水槽的中心轴且密封固定，圆柱形水槽安装在机架上。
优选的，CCD检测机构包括CCD检测相机、用于调节CCD检测相机位置的滑台、直线导轨和安装座；CCD检测相机安装在滑台上，滑台安装在直线导轨上，直线导轨安装在安装座上。
优选的，CCD检测机构还包括CCD校准棒和定位芯轴；所述定位芯轴放置在两块定位V型块上，定位芯轴上设有一个定位孔，降温盒内设置有一个定位凹槽，CCD校准棒穿过定位孔，安装在定位凹槽内。
采用以上所述的一种四通阀焊接机，提高了效率和焊接精度，为企业的生产节约了成本。
附图说明
图1为本发明较佳实施例所提供的总装结构示意图。
图2为本发明中机器人焊接机构的结构示意图。
图3为本发明中转盘工装机构的结构示意图。
图4为本发明中CCD检测机构的结构示意图。
图5为本发明中焊接装置的结构示意图。
图6为本发明中焊接装置的第一送丝组件的结构示意图。
图7为本发明中焊接装置的连接组件的结构示意图。
图8为本发明中焊接装置的旋转组件的结构示意图。
图9为本发明中转盘工装机构上的治具的结构示意图。
图10为本发明中治具放入CCD校准棒的结构示意图。
图11为本发明中转盘工装机构上的转盘装置的结构示意图。
图12为本发明中CCD检测机构上的CCD检测装置的结构示意图。
图13为本发明中的一款四通阀的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1-13，一种四通阀焊接机1000，包括机器人焊接机构100，转盘工装机构200，CCD检测机构300和机架1001；机器人焊接机构100，转盘工装机构200和CCD检测机构300均安装在机架1001上；机架1001可以是一个整体的机架1001，也可以分为三个分开的小机架，分别为1001、1002和1003，图中所示为分开的机架。机器人焊接机构100用于焊接四通阀组件，机器人焊接机构100设在转盘工装机构200的外周，CCD检测机构300安装在转盘工装机构200的一侧，CCD检测机构300与转盘工装机构200上的治具40及CCD校准棒配合完成基准定位，CCD检测机构300的基准数据实时上传至机器人焊接机构100；机器人焊接机构100包括机器人和焊接装置30，机器人与焊接装置30连接，焊接装置30设有用于调整焊接角度的旋转气缸153。
请参阅图2，机器人包括安装装置30和用于根据检测数据调整焊接位置的焊接手臂20，焊接手臂20通过安装装置30安装在机架1001上；焊接手臂20可以根据基准数据和后面的检测数据来判断四通阀70放置的位置偏移多少，然后根据偏移位置来确定焊接手臂20移动的方向和位置。
请参阅图5-8，焊接装置10包括第一送丝组件11、第二送丝组件12、连接组件13、焊接组件14和旋转组件15；第一送丝组件11和第二送丝组件12安装在第二安装板154的左右两侧，连接组件13用于将焊接装置10与焊接手臂20连接起来；焊接组件14位于第二安装板154的底部，通过固定件将焊枪安装在第二安装板154的底部；旋转组件15用于焊接时调整焊枪的焊接位置。
请参阅图6，第一送丝组件11和第二送丝组件12均包括送丝气缸111、气缸固定环112、气缸固定座113、活塞杆114和钎焊条套筒115；气缸固定座113包括第一气缸固定座和第二气缸固定座，送丝气缸111包括第一送丝气缸和第二送丝气缸，气缸固定环112包括第一气缸固定环和第二气缸固定环，钎焊条套筒115包括第一钎焊条套筒和第二钎焊条套筒；第一气缸固定座和第二气缸固定座分别安装在第二安装板154的两端；第一送丝气缸通过第一气缸固定环活动连接于第一气缸固定座上，第一钎焊条套筒套装在第一送丝气缸的输出端；第二送丝气缸通过第二气缸固定环活动连接于第二气缸固定座上，第二钎焊条套筒套装在第二送丝气缸的输出端。
本发明采用钎焊技术，钎焊是采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点，低于母材熔化温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法；钎焊变形小，接头光滑美观，适合于焊接精密、复杂和由不同材料组成的构件。通过焊接组件114上的焊枪预热四通阀70上的铜管，当铜管上的温度高于焊丝时，通过送丝气缸111动作，将在钎焊条套筒115处的焊丝送到预定位置，焊丝在铜管上自融，完成焊接，钎焊变形小，接头光滑美观。
请参阅图5-8，连接组件13，包括连接轴131，连接轴131上开有通孔132，连接轴131的底部设有安装轴133，机器人焊接手臂20穿置于通孔132内，完成机器人焊接手臂20与焊接装置10的连接；安装轴133安装在第一安装板151内，通过锁紧件进行锁紧。
请参阅图5-8，旋转组件15，包括第一安装板151，第二安装板154，旋转气缸153；旋转气缸153安装在第一安装板151与第二安装板154之间，第一安装板151上设有一个第一凹槽152，安装轴133安装在第一凹槽152内，通过锁紧件进行紧固；第二安装板154上设有一个第二凹槽155，旋转气缸153的底部安装在第二凹槽155内。第二安装板154的第二凹槽155两端各有一个安装孔，第一安装孔156和第二安装孔157，第一气缸固定座安装在第一安装孔156处，第二气缸固定座安装在第二安装孔157处。焊接组件14安装第二安装板154的底部，通过固定件将焊枪固定在第二安装板154的底部。
请参阅图1-13，转盘工装机构200包括转盘装置50和转盘上的治具40，转盘装置50安装在机架1002上；转盘装置50包括旋转圆盘51、圆柱形水槽52和支撑立柱53，旋转圆盘51的中心与支撑立柱53的顶部转动连接，旋转圆盘51的下方设置有顶部敞开的圆柱形水槽52，圆柱形水槽52的直径大于旋转圆盘51的直径，支撑立柱53的底部贯穿沿圆柱形水槽52的中心轴且密封固定，圆柱形水槽52安装在机架1002上。
请参阅图1-13，旋转圆盘51上设有四个治具40，治具40包括背靠V型块41、定位V型块42、定位凹槽43、定位板44，降温盒45和固定把手46。治具40沿旋转圆盘51的圆周均匀分布，治具40安装在支撑底座上，支撑底座安装在旋转圆盘51上。降温盒45内设有定位V型块42、背靠V型块41、定位板44和固定把手46；定位V型块42有两块，分别安装在降温盒45底部的左右两端；背靠V型块41与定位板44分别安装在降温盒45的前后两端，固定把手46安装在定位板44上用于固定定位板44；降温盒45采用降温材料，在焊接时能起到保护作用。
请参阅图1-13，校准时，调好CCD检测装置60，将CCD校准棒放入治具40内，先将定位芯轴302放入治具40内的两块定位V型块42上，通过两块定位V型块42将定位芯轴302固定在治具40内，定位芯轴302上开有一个定位孔303，CCD校准棒301穿过定位孔303安装在降温盒底部的定位凹槽43内，限制CCD校准棒301的6个自由度；以CCD校准棒的中心线为基准，为CCD检测装置60提供基准数据，基准数据上传至机器人焊接机构100；焊接时通过CCD检测装置60对产品的位置进行检测，检测数据上传至机器人焊接机构100，机器人焊接机构100根据基准数据和检测数据确定产品放置的位置偏移多少，从而调整机器人焊接机构100的位置，从而保证焊接质量。
请参阅图1-13，CCD检测机构300包括CCD检测装置60和机架1003，以及定位芯轴302和CCD校准棒301；CCD检测装置安装在机架1003上，CCD校准棒301用于提供定位基准，定位芯轴302用于固定CCD校准棒。
请参阅图12，CCD检测装置60包括CCD检测相机61、第一安装块62、微调件63、滑台64、第二安装块65、滑块66、直线导轨67和安装座68。CCD检测相机61通过第一安装块62与滑台64连接，滑台64上有微调件63，微调件63用于微调CCD检测相机61的位置；滑台64通过第二安装块65安装在滑块66上，滑块66滑动安装于直线导轨67上，直线导轨67安装在安装座68上，安装座68安装在机架1003上。
请参阅图13，四通阀70，四通阀70的种类繁多，但基本上都是包括前排铜管71、72和73以及后排铜管74，前排铜管71、72、73和后排铜管74均安装在底管75上，76为需要焊接的焊接件。焊接时，四通阀70安装在治具40内，后排铜管74卡装在背靠V型块41的V字型内，前排铜管71、72、73通过定位板44定好位置，然后通过固定把手46将定位板44定位，不移位。
四通阀焊接机1000的加工方法的特征在于：步骤S100，利用CCD检测相机61与CCD校准棒301配合，记录基准零点，基准数据上传至机器人焊接机构100；步骤S200，在转盘工装机构200上的治具40上放置好四通阀70；步骤S300，CCD检测装置60对四通阀70的放置位置进行检测，检测数据上传至机器人焊接机构100；步骤S400,机器人焊接机构100根据基准数据和检测数据进行调整位置，然后对四通阀70进行焊接；步骤S500，焊接完成，取下四通阀70。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明保护的范围之内。
Claims (10)
1.一种四通阀焊接机，其特征在于：包括机器人焊接机构，转盘工装机构，CCD检测机构和机架；所述机器人焊接机构，所述转盘工装机构和所述CCD检测机构均安装在所述机架上；所述机器人焊接机构用于焊接四通阀组件，所述机器人焊接机构设在所述转盘工装机构的外周，所述CCD检测机构安装在所述转盘工装机构的一侧，所述CCD检测机构与所述转盘工装机构上的治具及CCD校准棒配合完成基准定位，所述CCD检测机构的基准数据实时上传至所述机器人焊接机构；所述机器人焊接机构包括机器人和焊接装置，所述机器人与所述焊接装置连接，所述焊接装置设有用于调整焊接角度的旋转气缸。
2.如权利要求1所述的一种四通阀焊接机，其特征在于：所述机器人包括安装装置和用于根据所述检测数据调整焊接位置的焊接手臂，所述焊接手臂通过所述安装装置安装在所述机架上。
3.如权利要求2所述的一种四通阀焊接机，其特征在于：所述焊接装置包括连接轴、第一安装板、第二安装板和焊枪；所述连接轴与所述焊接手臂连接，所述旋转气缸安装在所述第一安装板与所述第二安装板之间，所述连接轴安装在所述第一安装板上；所述焊枪安装于所述第二安装板的底部。
4.如权利要求3所述的一种四通阀焊接机，其特征在于：所述焊接装置还包括气缸固定座、送丝气缸、气缸固定环和钎焊条套筒；所述气缸固定座包括第一气缸固定座和第二气缸固定座，所述送丝气缸包括第一送丝气缸和第二送丝气缸，所述气缸固定环包括第一气缸固定环和第二气缸固定环，所述钎焊条套筒包括第一钎焊条套筒和第二钎焊条套筒；
所述第一气缸固定座和所述第二气缸固定座分别安装在所述第二安装板的两端；所述第一送丝气缸通过所述第一气缸固定环活动连接于所述第一气缸固定座上，所述第一钎焊条套筒套装在所述第一送丝气缸的输出端；所述第二送丝气缸通过所述第二气缸固定环活动连接于所述第二气缸固定座上，所述第二钎焊条套筒套装在所述第二送丝气缸的输出端。
5.如权利要求1所述的一种四通阀焊接机，其特征在于：所述转盘工装机构包括旋转圆盘和支撑立柱，所述旋转圆盘的中心与所述支撑立柱顶部转动连接，所述旋转圆盘下方设置有顶部敞开的圆柱形水槽，所述圆柱形水槽的直径大于所述旋转圆盘的直径，所述支撑立柱的底部贯穿沿所述圆柱形水槽的中心轴且密封固定，所述圆柱形水槽安装在所述机架上。
6.如权利要求5所述的一种四通阀焊接机，其特征在于：所述旋转圆盘上设有四个所述治具，所述治具沿所述旋转圆盘的圆周均匀分布；所述治具包括支撑底座和降温盒，所述支撑底座安装在所述旋转圆盘上，所述降温盒安装在所述支撑底座上。
7.如权利要求6所述的一种四通阀焊接机，其特征在于：所述降温盒内设有定位V型块、背靠V型块、定位板和固定把手；所述定位V型块有两块，分别安装在所述降温盒底部的左右两端；所述背靠V型块与所述定位板分别安装在所述降温盒的前后两端，所述固定把手安装在所述定位板上用于固定所述定位板。
8.如权利要求1所述的一种四通阀焊接机，其特征在于：所述CCD检测机构包括CCD检测相机、用于调节所述CCD检测相机位置的滑台、直线导轨和安装座；所述CCD检测相机安装在所述滑台上，所述滑台安装在所述直线导轨上，所述直线导轨安装在所述安装座上。
9.如权利要求6所述的一种四通阀焊接机，其特征在于：所述CCD检测机构还包括所述CCD校准棒和定位芯轴；所述定位芯轴放置在两块所述定位V型块上，所述定位芯轴上设有一个定位孔，所述降温盒内设置有一个定位凹槽，所述CCD校准棒穿过所述定位孔，安装在所述定位凹槽内。
10.一种加工方法，其是使用权利要求1～9任何一项的四通阀焊接机的加工方法，该加工方法的特征在于：步骤S100，利用所述CCD检测相机与所述CCD校准棒配合，记录基准零点，基准数据上传至所述机器人焊接机构；步骤S200，在所述转盘工装机构上放料；步骤S300，所述CCD检测装置对所述工件放置位置进行检测；步骤S400,所述机器人焊接机构根据所述基准数据和所述检测数据对所述工件进行焊接；步骤S500，焊接完成，取料。
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| CN108515283B (zh) | 2022-12-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
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Effective date of registration: 20221111 Address after: No. 1, Economic Development Zone, Qingyang County, Chizhou City, Anhui Province, 242800 Applicant after: ANHUI FANGXING INDUSTRIAL (GROUP) CO.,LTD. Address before: 523000 room 605, building A1, Everbright we Valley, No. 2, headquarters 2 Road, Songshanhu high tech Industrial Development Zone, Dongguan City, Guangdong Province Applicant before: DONGGUAN GREENSTONE AUTOMATION TECHNOLOGY CO.,LTD. |
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| GR01 | Patent grant | ||
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A four-way valve welding machine and its processing method Effective date of registration: 20230317 Granted publication date: 20221206 Pledgee: Postal Savings Bank of China Limited by Share Ltd. Qingyang branch Pledgor: ANHUI FANGXING INDUSTRIAL (GROUP) CO.,LTD. Registration number: Y2023980035288 |