CN108772627A - 一种用于汽车上电机铜环端子的激光焊接设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于汽车上电机铜环端子的激光焊接设备，涉及激光焊接技术领域，包括设于安全围栏内部依次安装的铜环堆栈式上料区、端子焊接区、小片上料及激光焊接区、焊后组装区及成品堆栈区和设于安全围栏外部的机器人控制柜、操作台、主控制柜、稳压电源、小片焊接激光器、铜环焊接激光器及冷水机，所述的机器人控制柜设于安全围栏外部一侧，所述的操作台、主控制柜、稳压电源、小片焊接激光器、铜环焊接激光器及冷水机并排设于安全围栏外部另一侧；本发明的一种用于汽车上电机铜环端子的激光焊接设备，实现了电机铜环端子的焊接及组装的全自动化生产，发明一条全新的自动化生产线，具有节约人力成本、生产效率高的特点。

Description

一种用于汽车上电机铜环端子的激光焊接设备

技术领域

本发明涉及汽车上电机铜环端子的激光焊接领域，尤其涉及一种用于汽车上电机铜环端子的激光焊接设备。

背景技术

目前，汽车行业快速发展，汽车上电机的使用必不可少，电机铜环端子作为汽车电机上必不可少的零部件，因而电机铜环端子的使用将会越来越普遍。然而，目前的电机铜环端子普遍采用人工焊接或者有较少采用单工序的焊接和组装设备，而且激光焊接作为一个快速发展的新型行业，在机械、汽车、钢铁等工业领域获得了日益广泛的应用。

与其它焊接技术相比，激光焊接具有以下几个优点：1、速度快、深度大、变形小；2、可焊接难熔材料，并能对异性材料施焊，效果良好；3、可进行微型焊接，激光束经聚焦后可获得很小的光斑，且能精确定位，可应用于大批量自动化生产的微、小型工件的组焊中；4、能在室温或特殊条件下进行焊接，焊接设备装置简单；5、激光聚焦后，功率密度高；6、激光束易实现光束按时间与空间分光，能进行多光束同时加工及多工位加工，为更精密的焊接；7、可焊接难以接近的部位，施行非接触远距离焊接，具有很大的灵活性。尤其是近几年来，在YAG激光加工技术中采用了光纤传输技术，使激光焊接技术获得了更为广泛的推广和应用。综上所述，对于电机铜环端子的全自动化的激光焊接生产需要将会越来越迫切。因此，本发明的用于汽车上电机铜环端子的激光焊接设备也将具有更加的发展前景及现实意义。

发明内容

本发明要解决技术问题是提供了一种自动化集成度高、生产效率高等特点的用于汽车上电机铜环端子的激光焊接设备。

本发明为解决上述技术问题提供的技术方案如下：

提供了一种用于汽车上电机铜环端子的激光焊接设备，包括设于安全围栏内部依次安装的铜环堆栈式上料区、端子焊接区、小片上料及激光焊接区、焊后组装区及成品堆栈区和设于安全围栏外部的机器人控制柜、操作台、主控制柜、稳压电源、小片焊接激光器、铜环焊接激光器及冷水机，所述的机器人控制柜设于安全围栏外部一侧，所述的操作台、主控制柜、稳压电源、小片焊接激光器、铜环焊接激光器及冷水机并排设于安全围栏外部另一侧。

优选地，电机铜环端子包括塑料底盘、大铜环组件、中铜环组件、小铜环组件和螺母，所述的大铜环组件包括大铜环、第一端子和第一小片，所述的中铜环组件包括中铜环、第二端子和第二小片，所述的小铜环组件包括小铜环、第三端子和第三小片。

优选地，所述的铜环堆栈式上料区包括铜环堆栈料车、铜环搬运六轴机器人和铜环抓手组件，所述铜环抓手组件安装于铜环搬运六轴机器人上，所述铜环堆栈料车设置三组，每组铜环堆栈料车依次堆料为大铜环、中铜环和小铜环，所述大铜环、中铜环、小铜环同时上料；所述的铜环抓手组件包括大铜环抓手、中铜环抓手和小铜环抓手，铜环抓手上安装有抓取夹具，抓取夹具分别抓取大铜环、中铜环和小铜环。

优选地，所述的端子焊接区包括端子焊接基座、机器人安装横梁、端子工作台、端子进给振动盘、铜环定位卡盘、铜环激光焊接头、端子搬运四轴机器人和铜环下料机器人，所述的端子焊接基座和机器人安装横梁固定连接，所述的端子工作台设于端子焊接基座一侧，所述的端子进给振动盘安装于端子工作台上，所述的端子搬运四轴机器人安装于机器人安装横梁上，所述的端子搬运四轴机器人上设有端子抓手组件。

优选地，所述的小片上料及激光焊接区包括小片安装基座、小片安装横梁、旋转铜环定位卡盘、小片激光焊接头、小片定位CCD机构、小片四轴搬运机器人、小片料盘、小片上料机构、小片高精度预定位夹具和小片传输机构；所述的小片安装横梁与小片安装基座固定连接，所述的小片四轴搬运机器人及小片抓手组件、小片料盘、小片上料机构和小片高精度预定位夹具固定安装于小片安装基座一端，所述的小片传输机构横向固定安装于小片安装基座上，所述的小片激光焊接头和小片定位CCD机构安装于小片安装横梁上，所述小片四轴搬运机器人底部设有小片吸嘴，底部一侧连接有小片抓手组件，所述的小片抓手组件一侧设有吸管接头。

优选地，所述的焊后组装区及成品堆栈区包括铜环搬运机器人、螺母进给振动盘、螺母搬运四轴机器人、塑胶底盘上料机构、组装成品抓取机器人、组装成品堆栈机构、铜环装配基座和铜环装配固定机构；所述的铜环装配固定机构设于铜环装配基座上，所述的铜环搬运机器人、螺母进给振动盘和螺母搬运四轴机器人设于铜环装配基座一侧，所述的塑胶底盘上料机构、组装成品堆栈机构和组装成品抓取机器人设于铜环装配基座另一侧。

本发明的技术方案所取得的技术效果如下：

本发明的用于汽车上电机铜环端子的激光焊接设备，实现了电机铜环端子的焊接及组装的全自动化生产，发明了一条自动化集成度高、生产效率高的自动化生产线，节省了人力成本，不仅操作简单，维护方便，同时达到了生产效率高的效果。

附图说明

图1是激光焊接设备布局图示意图；

图2是组装成品结构示意图；

图3是铜环堆栈式上料区结构示意图；

图4是铜环搬运六轴机器人结构示意图；

图5是端子焊接区结构示意图；

图6是小片上料及激光焊接区结构示意图；

图7是焊后组装区及成品堆栈区结构示意图；

图8是小片四轴搬运机器人结构示意图；

图9是小片四轴搬运机器人及其中A和B的放大结构示意图；

图10是激光设备焊接及组装成品工序简图。

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，并不用于限定发明。

实施例

图1示出了本发明提供的激光焊接设备，包括设于安全围栏7内部依次安装的铜环堆栈式上料区1、端子焊接区2、小片上料及激光焊接区3、焊后组装区4及成品堆栈区5和设于安全围栏7外部的机器人控制柜6、操作台8、主控制柜9、稳压电源10、小片焊接激光器11、铜环焊接激光器12及冷水机13，机器人控制柜6设于安全围栏外部一侧，所述的操作台8、主控制柜9、稳压电源10、小片焊接激光器11、铜环焊接激光器12及冷水机13并排设于安全围栏外部另一侧。

安全围栏7根据实际需要设置上料门、下料门和操作人员通道，机械运行时保护操作人员的安全；激光焊接设备根据实际的情况调整设备及安全围栏7的占地，优化空间，合理提高场地的占用，并方便操作人员对设备的操作及维护保养。

图2为电机铜环端子组装成品结构；每件电机铜环端子601为1件塑料底盘6011、1件大铜环组件6012、1件中铜环组件6013、1件小铜环组件6014和3件螺母6015装配而成，大铜环组件6012包含1件大铜环60121、1件第一端子60122和6件第一小片60123，中铜环组件6013包含1件中铜环60131、1件第二端子60132和6件第二小片60133，小铜环组件6014包含1件小铜环60141、1件第三端子60142和6件第三小片60143。

图3提供了铜环堆栈式上料区1结构，其包括铜环堆栈料车103、铜环搬运六轴机器人102及铜环抓手组件105；铜环堆栈料车103设置三组，每组专门制定相对应的铜环堆料机构101，铜环堆料机构101需具备抓取走一个铜环后，下一个铜环弹起，使得每次铜环搬运六轴机器人102在同一水平面抓取铜环的功能；使用时，通过人工堆料，依次将大铜环60121、中铜环60131、小铜环60141放置于铜环堆栈料车103上的铜环堆料机构101，堆料完成后，人工将铜环堆栈料车103移动到料车卡位上，由定位机构对料车进行定位，保证每次铜环堆栈料车103的相对位置精度。

图4结构展示铜环抓手组件105安装于铜环搬运六轴机器人102，而铜环抓手组件105又由大铜环抓手1051、中铜环抓手1052、小铜环抓手1053组成，其铜环抓手上安装定制的抓取夹具，从而可实现大铜环60121、中铜环60131、小铜环60141一次同时上料。

图5提供了端子焊接区2结构，包括端子焊接基座201、机器人安装横梁202、端子工作台208、端子进给振动盘207、铜环定位卡盘206、铜环激光焊接头205、端子搬运四轴机器人204和铜环下料机器人203，端子焊接基座201和机器人安装横梁202固定连接，端子工作台208设于端子焊接基座201一侧，端子进给振动盘207安装于端子工作台208上，用于使杂乱无章放置的端子进行有序排列，端子搬运四轴机器人204安装于机器人安装横梁202上，主要用于端子的上料，端子搬运四轴机器人204上设有端子抓手组件，铜环激光焊接头205主要用于铜环的激光焊接；铜环下料机器人203主要用于铜环下料。

如图4、图5所示，铜环搬运六轴机器人102将大铜环60121、中铜环60131、小铜环60141一次抓取，然后依次放置于相应的铜环定位卡盘206上，端子搬运四轴机器人204及端子抓手组件分别对第一端子60122、第二端子60132和第三端子60142进行抓取，依次放置于大铜环60121、中铜环60131、小铜环60141对应位置处，进而各铜环定位卡盘206对相应铜环、端子进行定位夹紧，然后通过伺服电机控制铜环激光焊接头205移动至各相应焊接位置，然后进行激光焊接，各铜环、端子间可以一处上料，一处进行激光焊接，从而减少加工步骤，提高生产效率，当端子焊接完成后，铜环下料机器人203将铜环及端子搬运至小片激光焊接区3中。

图6展示了小片上料及激光焊接区3结构，小片上料及激光焊接区3包括小片安装基座301、小片安装横梁302、旋转铜环定位卡盘303、小片激光焊接头304、小片定位CCD机构305、小片四轴搬运机器人306、小片料盘307、小片上料机构308、小片高精度预定位夹具309和小片传输机构310；小片安装横梁302与小片安装301固定连接，小片四轴搬运机器人及小片抓手组件306、小片料盘307、小片上料机构308和小片高精度预定位夹具309通过不同固定方式安装于小片安装基座301一端，小片传输机构横向固定安装于小片安装基座301上，小片激光焊接头304和小片定位CCD机构305安装于小片安装横梁上，小片四轴搬运机器人306底部设有小片吸嘴3061，底部一侧连接有小片抓手组件3062，小片抓手组件3062一侧对称设有两个吸管接头3063，小片抓手组件3062底部还设有真空吸孔3064和小片焊缝避让孔3065。

如图5、图6、图7和图8所示，铜环下料机器人203依次将铜环及端子搬运至小片激光焊接区3的旋转铜环定位卡盘303上，进而旋转铜环定位卡盘303对铜环及端子进行定位夹紧，上料同时，小片料盘307进行供料，小片上料机构308对小片原材料进行冲切成型，成型后的小片通过小片传输机构310依次排列输送，传输至相应位置，小片定位CCD机构305上CCD对小片进行位置识别，然后通过小片四轴搬运机器人中的小片吸嘴3062对小片60123进行真空吸取，放置于小片高精度预定位夹具309相应一个槽内，再次吸取放入另一个槽内，其后，小片抓手组件3062对两件小片同时抓取放于旋转铜环定位卡盘303上铜环相应位置处并压紧小片，然后小片激光焊接头304出光焊接，依次重复完成6件小片60123的焊接。

图9展示了焊后组装区及成品堆栈区4，包括铜环搬运机器人401、螺母进给振动盘402、螺母搬运四轴机器人403、塑胶底盘上料机构406、组装成品抓取机器人408、组装成品堆栈机构407、铜环装配基座404和铜环装配固定机构405；铜环装配固定机构405设于铜环装配基座404上，主要用于成品电机铜环端子601组装；铜环搬运机器人401、螺母进给振动盘402和螺母搬运四轴机器人403设于铜环装配基座404一侧，塑胶底盘上料机构406、组装成品堆栈机构407和组装成品抓取机器人408设于铜环装配基座另一侧；铜环搬运机器人401主要用于铜环焊接后的电机铜环端子604下料及组装时的铜环上料；螺母进给振动盘402主要用于使杂乱无章放置的螺母6015进行有序排列；螺母搬运四轴机器人403主要用于螺母6015组装时的上料；塑胶底盘上料机构406主要用于塑料底盘的预定位及放置；组装成品抓取机器人408主要用于塑料底盘6011上料及组装成品的下料；组装成品堆栈机构407主要用于组装成品电机铜环端子601放置堆料，可方便后续打包或运输。

如图9所示，组装成品抓取机器人408将塑料底盘6011抓取放置于铜环装配固定机构405上，螺母搬运四轴机器人403依次三次抓取螺母6015装于塑料底盘6011对应位置，铜环搬运机器人401将小片上料及激光焊接区3焊接完成后的大铜环组件6012、中铜环组件6013、小铜环组件6014依次放于塑料底盘6011上，并压紧完成装配，电机铜环端子604组装成成品后，组装成品抓取机器人408抓取电机铜环端子604放置于组装成品堆栈机构407上，依次重复工作即可完成批量生产。至此，完成电机铜环端子604的焊接及装配生产。

如图10为激光设备焊接及组装成品的加工、组装工序。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于汽车上电机铜环端子的激光焊接设备，其特征在于：包括设于安全围栏内部依次安装的铜环堆栈式上料区、端子焊接区、小片上料及激光焊接区、焊后组装区及成品堆栈区和设于安全围栏外部的机器人控制柜、操作台、主控制柜、稳压电源、小片焊接激光器、铜环焊接激光器及冷水机，所述的机器人控制柜设于安全围栏外部一侧，所述的操作台、主控制柜、稳压电源、小片焊接激光器、铜环焊接激光器及冷水机并排设于安全围栏外部另一侧。

2.根据权利要求1所述的一种用于汽车上电机铜环端子，其特征在于，包括塑料底盘、大铜环组件、中铜环组件、小铜环组件和螺母，所述的大铜环组件包括大铜环、第一端子和第一小片，所述的中铜环组件包括中铜环、第二端子和第二小片，所述的小铜环组件包括小铜环、第三端子和第三小片。

3.根据权利要求1所述的一种用于汽车上电机铜环端子的激光焊接设备，其特征在于：所述的铜环堆栈式上料区包括铜环堆栈料车、铜环搬运六轴机器人和铜环抓手组件，所述铜环抓手组件安装于铜环搬运六轴机器人上，所述铜环堆栈料车设置三组，每组铜环堆栈料车依次堆料为大铜环、中铜环和小铜环，所述大铜环、中铜环、小铜环同时上料；所述的铜环抓手组件包括大铜环抓手、中铜环抓手和小铜环抓手，铜环抓手上安装有抓取夹具，抓取夹具分别抓取大铜环、中铜环和小铜环。

4.根据权利要求1所述的一种用于汽车上电机铜环端子的激光焊接设备，其特征在于：所述的端子焊接区包括端子焊接基座、机器人安装横梁、端子工作台、端子进给振动盘、铜环定位卡盘、铜环激光焊接头、端子搬运四轴机器人和铜环下料机器人，所述的端子焊接基座和机器人安装横梁固定连接，所述的端子工作台设于端子焊接基座一侧，所述的端子进给振动盘安装于端子工作台上，所述的端子搬运四轴机器人安装于机器人安装横梁上，所述的端子搬运四轴机器人上设有端子抓手组件。

5.根据权利要求1所述的一种用于汽车上电机铜环端子的激光焊接设备，其特征在于：所述的小片上料及激光焊接区包括小片安装基座、小片安装横梁、旋转铜环定位卡盘、小片激光焊接头、小片定位CCD机构、小片四轴搬运机器人、小片料盘、小片上料机构、小片高精度预定位夹具和小片传输机构；所述的小片安装横梁与小片安装基座固定连接，所述的小片四轴搬运机器人及小片抓手组件、小片料盘、小片上料机构和小片高精度预定位夹具固定安装于小片安装基座一端，所述的小片传输机构横向固定安装于小片安装基座上，所述的小片激光焊接头和小片定位CCD机构安装于小片安装横梁上，所述小片四轴搬运机器人底部设有小片吸嘴，底部一侧连接有小片抓手组件，所述的小片抓手组件一侧设有吸管接头。

6.根据权利要求1所述的一种用于汽车上电机铜环端子的激光焊接设备，其特征在于：所述的焊后组装区及成品堆栈区包括铜环搬运机器人、螺母进给振动盘、螺母搬运四轴机器人、塑胶底盘上料机构、组装成品抓取机器人、组装成品堆栈机构、铜环装配基座和铜环装配固定机构；所述的铜环装配固定机构设于铜环装配基座上，所述的铜环搬运机器人、螺母进给振动盘和螺母搬运四轴机器人设于铜环装配基座一侧，所述的塑胶底盘上料机构、组装成品堆栈机构和组装成品抓取机器人设于铜环装配基座另一侧。