CN108568611A - 一种手推车自动焊接装置和焊接控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及推车加工技术领域，具体为一种手推车自动焊接装置，其能够方便实现手推车的自动焊接，减少人工成本，提高加工效率和产品质量，上料机构包括上料支架，上料支架上安装有两块间隔布置的支撑板，中间输送机构包括底部支架，底部支架上安装有水平横向导轨，水平横向导轨上安装有连接第一驱动机构的水平横向移动座，水平横向移动座上安装有水平纵向导轨，水平纵向导轨上安装有连接第二驱动机构的水平纵向移动座，水平纵向移动座上安装有连接第三驱动机构的旋转台，旋转台上安装有竖向支架，竖向支架上安装有竖向导轨，竖向导轨上安装有连接第四驱动机构的升降座，升降座上安装有吸料机构，同时，本发明还提供了一种手推车自动焊接控制方法。
Description
技术领域
本发明涉及推车加工技术领域，具体为一种手推车自动焊接装置和焊接控制方法。
背景技术
手推车目前是超市必备品，极大的方便了人们购物，手推车在加工过程中，一般是先加工出篮子本体，但是后端留有一块缺口，在最后一道焊接工序时将后端的一块铁丝网板焊接固定形成成品，目前对于最后一道工序的操作都是由人工完成，需要操作工人将篮子搬至焊接机处进行三个部位的焊接，即两侧和底部三处位置，正常需要四个人才能完成上述操作，人力劳动强度大，效率低，人工成本高，而且人工频繁操作时容易发生偏差，影响产品质量。
发明内容
为了解决现有加工效率低，人工成本高的问题，本发明提供了一种手推车自动焊接装置，其能够方便实现手推车的自动焊接，减少人工成本，提高加工效率和产品质量，同时，本发明还提供了一种手推车自动焊接控制方法。
其技术方案是这样的：一种手推车自动焊接装置，其包括焊接机，其特征在于，所述焊接机前端顺次设置有中间输送机构和上料机构，所述上料机构包括上料支架，所述上料支架上安装有两块间隔布置的支撑板，所述中间输送机构包括底部支架，所述底部支架上安装有水平横向导轨，所述水平横向导轨上安装有连接第一驱动机构的水平横向移动座，所述水平横向移动座上安装有水平纵向导轨，所述水平纵向导轨上安装有连接第二驱动机构的水平纵向移动座，所述水平纵向移动座上安装有连接第三驱动机构的旋转台，所述旋转台上安装有竖向支架，所述竖向支架上安装有竖向导轨，所述竖向导轨上安装有连接第四驱动机构的升降座，所述升降座上安装有吸料机构。
其进一步特征在于，所述焊接机为碰焊机，所述碰焊机上安装有呈三角布置的三个碰焊机构，所述碰焊机构包括固定座和活动座，所述活动座连接驱动气缸，所述固定座和所述活动座上安装有配合的焊接用黄铜排；
所述第一驱动机构、第二驱动机构、第四驱动机构均为连接伺服电机的丝杆驱动机构；
所述第三驱动机构为连接伺服电机的皮带轮传动机构或连接伺服电机的齿轮传动机构；
所述吸料机构包括吸料支架，所述吸料支架端部安装有电吸盘，所述电吸盘电控连接吸料伺服电机，所述电吸盘尺寸小于两块所述支撑板的间距；
所述上料机构包括至少两个并排布置的所述上料支架；
所述支撑板上安装有L形定位挡条。
一种手推车自动焊接控制方法，其特征在于，其包括以下步骤：
（1）对每个篮子的规格尺寸进行建模，然后每个篮子确定一组坐标数据，将所有的坐标数据和篮子铁丝厚度数据存入内部存储器；
（2）确定焊接机处焊接点的坐标、电吸盘的初始位置坐标并存入内部存储器；
（3）控制器根据电吸盘的坐标、篮子的坐标和焊接点的坐标数据计算出取料运动路径、焊接送料路径；
（4）开始取篮子前，第四驱动机构的伺服电机带动吸料支架下降，使电吸盘高度低于篮子的高度，第一驱动机构和第二驱动机构的伺服电机带动电吸盘移至篮子下方，电吸盘升起时吸料伺服电机开始工作，第四驱动机构的伺服电机带动吸料支架升起使电吸盘吸附篮子并抬起篮子；
（5）第一驱动机构和第二驱动机构的伺服电机带动电吸盘往焊接机处移动，同时第三驱动机构的伺服电机带动篮子水平转动180度使篮子上焊接处朝向焊接机，第四驱动机构的伺服电机驱动电吸盘高度与焊接机上的焊接机构高度对应；
（6）篮子达到焊接位置后，焊接机根据篮子的铁丝厚度数据自动输出对应的电流进行焊接，焊接完毕后，电吸盘在第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构和第四驱动机构的伺服电机作用下复位并再次去取下一个篮子。
其进一步特征在于，步骤（4）中，电吸盘距离篮子的高度为50mm时吸料伺服电机开始工作；
控制器会实时计算电吸盘当前位置坐标并存储，计算得出所有伺服电机的运行距离、加速度惯量比，并根据上述数据得出相应互补的数据后，控制器发出对应的脉冲量和方向让伺服电机同时工作使电吸盘到达预定位置。
采用本发明的装置和控制方法后，人工将需要焊接的篮子和铁丝网板放置于模具上，将整体模具放置于上料机构的支撑板上，人工启动开关，中间输送机构自动将模具整体取走送至焊接机处焊接，在整个加工过程中，工人只需进行放置上料和取走完成产品的动作，大大减少了人力劳动和人工成本，方便实现了手推车的自动焊接，提高了加工效率和产品质量。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为中间输送机构第一视角示意图；
图3为中间输送机构第二视角示意图；
图4为中间输送机构第三视角示意图；
图5为焊接机结构示意图；
图6为本发明控制原理图。
具体实施方式
见图1至图5所示，一种手推车自动焊接装置，其包括焊接机1，焊接机1前端顺次设置有中间输送机构2和上料机构3，上料机构3包括上料支架3-1，上料支架3-1上安装有两块间隔布置的支撑板3-2，以便于中间输送机构2能够从间隔处取走产品，为了提高取料的精度，在支撑板3-2上安装有L形定位挡条3-3，使得产品上料时能够精确定位，中间输送机构2包括底部支架2-1，底部支架2-1上安装有水平横向导轨2-2，水平横向导轨2-2上安装有连接第一驱动机构的水平横向移动座2-3，第一驱动机构包括第一伺服电机2-4、第一同步带轮机构2-5和第一丝杆机构2-6，水平横向移动座2-3上安装有水平纵向导轨2-7，水平纵向导轨2-7上安装有连接第二驱动机构的水平纵向移动座2-8，第二驱动机构包括第二伺服电机2-9、第二同步带轮机构2-10和第二丝杆机构2-11，水平纵向移动座2-8上安装有连接第三驱动机构的旋转台2-12，第三驱动机构包括第三伺服电机2-13，其可以通过皮带轮传动机构或齿轮传动机构来实现旋转台2-12的转动，由于为现有成熟技术，在此不再详细介绍，旋转台2-12上安装有竖向支架2-14，竖向支架2-14上安装有竖向导轨2-15，竖向导轨2-15上安装有连接第四驱动机构的升降座2-16，第四驱动机构包括第四伺服电机2-17、减速机2-18和第四丝杆机构2-19，升降座2-16上安装有吸料机构，吸料机构包括吸料支架2-20，吸料支架2-20端部安装有电吸盘2-21，电吸盘2-21电控连接吸料伺服电机2-22，电吸盘2-21尺寸小于两块支撑板3-2的间距，使得电吸盘2-21可以从下方吸取产品。图中4为安全防护架。
焊接机1采用碰焊机碰焊机，碰焊机1上安装有呈三角布置的三个碰焊机构，碰焊机构包括固定座1-1和活动座1-2，活动座1-1连接驱动气缸1-3，固定座1-2和活动座1-1上安装有配合的焊接用黄铜排1-4，其焊接原理是利用焊接区本身的电阻热和大量塑性变形能量，使两个分离表现的金属原子之间接近到晶格距离形成金属键，在结合面上产生足够量的共同晶粒而得到焊点、焊缝或对接接头。
为了提高进一步提高焊接效率，上料机构3包括两个并排布置的上料支架3-1，也可以根据实际需求布置更多。
具体工作过程如下所述：工人将装有篮子和铁丝网板的模具放置于支撑板3-2上，通过L形定位挡条3-3实现精确定位，中间输送机构2开始工作，升降座2-16处于一个较低的位置，第一驱动机构和第二驱动机构配合带动旋转台2-12移至取料位置处，第四驱动机构带动升降座2-16升起，至吸料支架2-20端部的电吸盘2-21从底部吸附住模具，继续升起将产品抬离支撑板3-2，第一驱动机构和第二驱动机构配合带动旋转台2-12往焊接机1处移动，并且第三驱动机构驱动旋转台2-12转动，使产品转至焊接机1一侧，焊接处朝向焊接机1，由于采用碰焊机且呈三角布置的三个碰焊机构，可以同步完成三处的焊接操作，焊接完成后工人取走成品，中间输送机构2继续往上料机构3处进行取料进行下次焊接操作。
手推车自动焊接控制方法，其包括以下步骤：
（1）对每个篮子的规格尺寸进行建模，然后每个篮子确定一组坐标数据，将所有的坐标数据和篮子铁丝厚度数据存入内部存储器；
（2）确定焊接机处焊接点的坐标、电吸盘的初始位置坐标并存入内部存储器；
（3）控制器根据电吸盘的坐标、篮子的坐标和焊接点的坐标数据计算出取料运动路径、焊接送料路径；
（4）开始取篮子前，第四驱动机构的伺服电机带动吸料支架下降，使电吸盘高度低于篮子的高度，第一驱动机构和第二驱动机构的伺服电机带动电吸盘移至篮子下方，电吸盘升起时吸料伺服电机开始工作，第四驱动机构的伺服电机带动吸料支架升起使电吸盘吸附篮子并抬起篮子；
（5）第一驱动机构和第二驱动机构的伺服电机带动电吸盘往焊接机处移动，同时第三驱动机构的伺服电机带动篮子水平转动180度使篮子上焊接处朝向焊接机，第四驱动机构的伺服电机驱动电吸盘高度与焊接机上的焊接机构高度对应；
（6）篮子达到焊接位置后，焊接机根据篮子的铁丝厚度数据自动输出对应的电流进行焊接，焊接完毕后，电吸盘在第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构和第四驱动机构的伺服电机作用下复位并再次去取下一个篮子。
步骤（4）中，电吸盘距离篮子的高度为50mm时吸料伺服电机开始工作；
不管输送距离距离长短、速度快慢，本发明中设有插补功能，控制器会实时计算电吸盘当前位置坐标并存储，计算得出所有伺服电机的运行距离、加速度惯量比，并根据上述数据得出相应互补的数据后，控制器发出对应的脉冲量和方向让所有伺服电机同时工作使电吸盘到达预定位置。这种方式下，中间不会产生停顿保证了机器的速度流畅，并且机器不管是突然停电，或者机器故障，工人只需按复位在任意位置都能回到零位，再次按启动会接着移动到上次未焊接完的地方进行焊接无需重新开始。
操作人员只需在触摸屏上点击启动按钮就能实现自动输送，无需像现有的一些需要持续按下按钮，伺服电机才能连续动作，大大提高了自动化程度，根据不同的篮子，只需要预先将参数存入内部存储器内，实际操作时，控制器调用该参数后重新进行计算处理即可。
控制原理图如图6所示，本发明中，控制器采用单片机和西门子系列PLC。
Claims (10)
1.一种手推车自动焊接装置，其包括焊接机，其特征在于，所述焊接机前端顺次设置有中间输送机构和上料机构，所述上料机构包括上料支架，所述上料支架上安装有两块间隔布置的支撑板，所述中间输送机构包括底部支架，所述底部支架上安装有水平横向导轨，所述水平横向导轨上安装有连接第一驱动机构的水平横向移动座，所述水平横向移动座上安装有水平纵向导轨，所述水平纵向导轨上安装有连接第二驱动机构的水平纵向移动座，所述水平纵向移动座上安装有连接第三驱动机构的旋转台，所述旋转台上安装有竖向支架，所述竖向支架上安装有竖向导轨，所述竖向导轨上安装有连接第四驱动机构的升降座，所述升降座上安装有吸料机构。
2.根据权利要求1所述的一种手推车自动焊接装置，其特征在于，所述焊接机为碰焊机，所述碰焊机上安装有呈三角布置的三个碰焊机构，所述碰焊机构包括固定座和活动座，所述活动座连接驱动气缸，所述固定座和所述活动座上安装有配合的焊接用黄铜排。
3.根据权利要求2所述的一种手推车自动焊接装置，其特征在于，所述第一驱动机构、第二驱动机构、第四驱动机构均为连接伺服电机的丝杆驱动机构。
4.根据权利要求3所述的一种手推车自动焊接装置，其特征在于，所述第三驱动机构为连接伺服电机的皮带轮传动机构或连接伺服电机的齿轮传动机构。
5.根据权利要求4所述的一种手推车自动焊接装置，其特征在于，所述吸料机构包括吸料支架，所述吸料支架端部安装有电吸盘，所述电吸盘电控连接吸料伺服电机，所述电吸盘尺寸小于两块所述支撑板的间距。
6.根据权利要求1所述的一种手推车自动焊接装置，其特征在于，所述上料机构包括至少两个并排布置的所述上料支架。
7.根据权利要求1所述的一种手推车自动焊接装置，其特征在于，所述支撑板上安装有L形定位挡条。
8.权利要求5所述的手推车自动焊接装置的焊接控制方法，其特征在于，其包括以下步骤：
（1）对每个篮子的规格尺寸进行建模，然后每个篮子确定一组坐标数据，将所有的坐标数据和篮子铁丝厚度数据存入内部存储器； （2）确定焊接机处焊接点的坐标、电吸盘的初始位置坐标并存入内部存储器；
（3）控制器根据电吸盘的坐标、篮子的坐标和焊接点的坐标数据计算出取料运动路径、焊接送料路径；
（4）开始取篮子前，第四驱动机构的伺服电机带动吸料支架下降，使电吸盘高度低于篮子的高度，第一驱动机构和第二驱动机构的伺服电机带动电吸盘移至篮子下方，电吸盘升起时吸料伺服电机开始工作，第四驱动机构的伺服电机带动吸料支架升起使电吸盘吸附篮子并抬起篮子；
（5）第一驱动机构和第二驱动机构的伺服电机带动电吸盘往焊接机处移动，同时第三驱动机构的伺服电机带动篮子水平转动180度使篮子上焊接处朝向焊接机，第四驱动机构的伺服电机驱动电吸盘高度与焊接机上的焊接机构高度对应；
（6）篮子达到焊接位置后，焊接机根据篮子的铁丝厚度数据自动输出对应的电流进行焊接，焊接完毕后，电吸盘在第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构和第四驱动机构的伺服电机作用下复位并再次去取下一个篮子。
9.根据权利要求7所述的焊接控制方法，其特征在于，步骤（4）中，电吸盘距离篮子的高度为50mm时吸料伺服电机开始工作。
10.根据权利要求7所述的焊接控制方法，其特征在于，控制器会实时计算电吸盘当前位置坐标并存储，计算得出所有伺服电机的运行距离、加速度惯量比，并根据上述数据得出相应互补的数据后，控制器发出对应的脉冲量和方向让所有伺服电机同时工作使电吸盘到达预定位置。
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