CN108907530B - 一种双断点电器系统全自动焊接设备 - Google Patents

一种双断点电器系统全自动焊接设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双断点电器系统全自动焊接设备,包括在台面上设置有转盘,转盘上表面沿圆周均匀固定安装有六个锁位夹具,转盘圆周外侧设置有六个工位,每个工位均设置有不同功能的机构,即一工位外侧设置有双断点架上料机构、二工位外侧设置有上料机构一、三工位外侧设置有焊接机构一、四工位外侧设置有上料机构二、五工位外侧设置有焊接机构二、六工位外侧设置有出料机械手,出料机械手旁边配置有合格品输出轨道及不合格品输出轨道。本发明的装置,兼容多种触点和双断点架的自动化生产,生产效率提高25‑40倍,电极寿命增长,焊接强度达100%,合格率达到100%,成本大幅下降。

Description

一种双断点电器系统全自动焊接设备
技术领域
本发明属于焊接技术领域,涉及一种双断点电器系统全自动焊接设备。
背景技术
双断点电器系统是由触点、圆弧状双断点架组焊而成,焊接加工时先利用简易夹具将双断点架与触点固定牢靠,再手工添加焊片、焊剂,借助夹钳手工夹持双断点电器使用电阻点焊,完成焊接。所焊接的产品一致性差、焊接质量波动大,效率低,关键焊接尺寸难以保证,焊接不充分,焊接牢固度不可靠,易造成双断点的触点焊接高度和圆弧状触点的塌陷,使得不同双断点组成的双断点电器系统间烧损情况不同,导致实际使用过程中双断点电器系统掉触点,双断点电器系统工作不稳定,可靠性差;同时,简易夹具无法兼容多种规格的双断点电器系统,触点或双断点定位性差,存在翘边、触头偏移、焊接塌陷、表面不光滑、融合性差、变色、组件变形等问题。
现有针对双断点电器系统的焊接装置采用上电极和下电极对应安装,相对圆弧形的触点直接加热加压,进行上下电极正对垂直硬直对压通电加热,实现电阻钎焊接。此种焊接方式对于厚度较薄,焊接面窄、薄厚比巨大的产品,存在以下不足:
1)由于圆弧形触点中间厚,四周薄,四周已焊接,中间往往难焊,例如电阻点胶焊,四周点胶已融化溢出,而触点中间的点胶还未融化需要继续加热,等到中间厚的地方点胶融化,圆弧形触点薄的四周点胶已溢出流掉无法形成焊缝和焊料,焊接面积大大减少,产生空隙的虚焊,圆弧形触点与双断点焊接强度不均匀不牢固,导致焊接失效,圆弧形触点与双断点的使用大大被打折扣。
2)造成双断点和触点连接处及触点外形极易产生变形、凸出和错位。
3)特别对于难焊的铜银件,电阻钎焊、融化的焊料易被挤出,焊接强度降低或融化焊接液体挤出成毛刺及虚焊,使焊接失败;焊料流入焊腔和凹槽、夹具中及被焊在触点、双断点上,使产品无法使用及返工后降级使用。
4)窄长薄的特征使双断点架易造成焊接导电线路过长,使得焊接热量沿双断点架损失掉,从而影响了焊接产品的质量。为了降低错位和变形,现有的焊接电极需要经过多次重复大电流焊接才能完成,但多次焊接会导致每个双断点架与触点的焊接效果不一致,电极材质反复受到软化,对电极消耗较大易造成电极脱落。
5)为了降低双断点架和触点连接处的变形凸出和错位,采用手工添加焊片、焊剂,先感应加热、焊接完后将产品放入水中冷却,采用焊接后酸洗和打磨处理,工序多,产品生产效率极低,加工成本高。
6)现有大电流电阻钎焊方式采用凸楞与凹槽焊接电极结构,仅依靠电极外表面传输电流和硬直压力,凸楞与凹槽固定了形状,垂直对压固定了电流压力的方向,但遇到不同规格的产品时,产品外表的曲率出现差异,电极外表面和产品表面接触贴合产生间隙,极易产生飞溅。当飞溅黏在凸楞与凹槽的焊接电极上,使其结构被改变,形状不能保持一致,需要刮除飞溅,严重者产品与电极焊在一体必须更换电极,其一次焊接合格率仅有20%,多次焊接仅能达到30%。
经检索,目前还未有成功的全自动多工位一次焊接兼容多种产品焊接系统,还没有针对双断点电器系统全自动焊接设备的应用。
发明内容
本发明提供了一种双断点电器系统全自动焊接设备,解决了现有技术中手工方式焊接不良、产品质量低、成本高、生产效率不高、不能兼容多种规格的问题。
本发明技术方案是,一种双断点电器系统全自动焊接设备,包括在台面上设置有转盘,转盘上表面沿圆周均匀固定安装有六个锁位夹具,转盘圆周外侧设置有六个工位,每个工位均设置有不同功能的机构,即一工位外侧设置有双断点架上料机构、二工位外侧设置有上料机构一、三工位外侧设置有焊接机构一、四工位外侧设置有上料机构二、五工位外侧设置有焊接机构二、六工位外侧设置有出料机械手,出料机械手旁边配置有合格品输出轨道及不合格品输出轨道。
本发明的双断点电器系统全自动焊接设备,其特征还包括:
所述的双断点架上料机构的结构是,包括振送部分和上料机械手,
振送部分的结构是,包括振盘,振盘出口与倾斜的直振轨连通,直振轨配置有直振,振盘与直振均设置在支架上;直振轨的滑动面与双断点架弦切面形状吻合;直振轨出料口侧面设置有一个用于感应识别槽的传感器一,直振轨出料口设置有弹簧弹性夹;
上料机械手设置在直振轨出料口上方,包括支座上分别安装有滑轨副一和横移推杆气缸,滑轨副一上套装有滑动支架,滑动支架与横移推杆气缸传动连接,滑动支架正面固定有L型的滑动副架和斜推气缸,滑动副架倾斜设置,滑动副架中套装有滑动架,滑动架与斜推气缸传动连接;滑动架正面安装有L型座板,L型座板上固定连接有旋转气缸,旋转气缸向下的活塞杆端头设置有夹头,该夹头配置有夹头气缸。
所述的六个锁位夹具的结构一致,每个锁位夹具结构是,包括依次排列连接为一体的T字型板、三角板、支撑板和防护板,T字型板中轴向开有孔一、两个扁方槽、两个孔二,三角板、支撑板和防护板利用长螺栓通过相通的圆孔一、圆孔二、圆孔三连接为一体,三角板、支撑板和防护板另外还开通有矩形孔一、矩形孔二和定位孔,贯通的矩形孔一中安装有前支板,贯通的矩形孔二中安装有后支板,贯通的定位孔中安装有卡位板,卡位板朝向T字型板一边安装有定位凸块,卡位板朝向T字型板,通过传动轴伸出T字型板孔一另一边与定位气缸活塞杆传动连接,定位气缸缸体固定在转盘上;
三角板弧面开有四方槽,四方槽露出前支板、后支板和卡位板,并且在四方槽低位槽口内设置有一对T型支撑架;该对T型支撑架向下与推升气缸的活塞杆传动连接,该对T型支撑架向上正对双断点架上的触点槽一。
所述的每个锁位夹具套装在一组定位组件上,每组定位组件位于转盘上的一组底板方槽两边;每组定位组件下端安装在一个导电板一上,导电板一与转盘固定连接,每个导电板一下方连接有一个中间电极。
所述的焊接机构一的驱动机构是,包括固定在主支架上的安装板和水平推杆气缸,安装板正面设置有滑轨副四,滑轨副四中的滑块B与水平推杆气缸传动连接,滑块B正面的固定板上安装有一套焊接单元;
焊接机构二的驱动机构是,包括安装在主支架上的连杆气缸,连杆气缸活塞杆与连接杆传动连接,连接杆另一端与连杆板一端耦合连接,连杆板另一端与固定板上的转动轴承副中的转动轴耦合连接,固定板两个对角分别设置有上限位块和下限位块;转动轴的另一端穿过主支架与另一面的焊接单元的固定架一固定连接。
所述的焊接单元包括初次加压组件和辅助加压组件两部分,
初次加压组件包括U型的固定架一,固定架一上板设有气缸,固定架一内框中滑动套装有滑块A,滑块A上固定有倒L型机架,倒L型机架上部固定安装有液压缸,倒L型机架与气缸传动连接,在倒L型机架内框中固定有滑轨副三,滑轨副三的滑块B上固定有固定架二,固定架二与液压缸传动连接;倒L型机架上端设有限位杆二,固定架二上端设有限位杆一,固定架二侧面与导电板二连接,导电板二也与固定在台面下的变压器及导电器连接。
所述的辅助加压组件结构是,包括液体电极、电极杆及电极头;电极杆的上端为凹圆弧端面,中间为杆身,下端为螺纹杆,电极杆向下穿出固定架二的下板;
电极头包括上段的T型的电极套和下段的电极端头,电极套大端内孔为上螺纹孔,电极套小端称为滑动套,该滑动套的外圆柱面穿过固定架一下板的圆孔,滑动套的内孔中设置有下螺纹孔;电极套通过滑动套套压在固定架一下板圆孔上,电极套上表面与固定架二下表面之间设置有弹簧,同时弹簧套装在电极杆外圆表面;
液体电极与电极杆顶部曲面接触,电极杆中部铰接在销轴上,电极杆下端的螺纹杆与电极套的上螺纹孔螺纹连接;滑动套通过下螺纹孔与电极端头的外圆上部螺纹连接;
上螺纹孔内镶嵌有碳石墨棒,碳石墨棒向上与电极杆下端紧密接触;碳石墨棒下部凸台下沿的外圆弧向下与电极端头内孔上端面中的外弧面紧密接触;电极杆上端设有凹圆弧端面和电极端头下端设有凸圆弧端面的圆弧面曲率相同且形状对称;电极端头下端的内弧面与外圆弧对称设置,内弧面的弧面与外圆弧的弧面曲率与形状相同,并且内弧面与触点上表面弧面吻合;电极杆上端面的上曲面与碳石墨棒下部凸台下沿的外圆弧上下对称。
所述的上料机构一和上料机构二的结构一致,均包括一套触点上料组件和一套焊胶输送组件;
触点上料组件包括输料组件、横推单元、纵推单元、触点检测单元、转运机械手五部分;
输料组件的结构是,包括依次对接的料斗、振料盘及长U型直轨;长U型直轨出口垂直对接有送料槽;
横推单元的结构是,包括短U型直轨,短U型直轨与长U型直轨平行设置,并且短U型直轨与送料槽前端出口连通,送料槽后端设置有L型推杆一,L型推杆一所属的驱动气缸固定在上台阶,上台阶设置在支撑柱上;
纵推单元包括双滑杆气缸,双滑杆气缸杆头设有直线推杆,直线推杆位于短U型直轨的后端;
触点检测单元包括上移气缸,上移气缸的缸体固定在上台阶的下层,上移气缸活塞杆向上与L型推杆二传动连接,L型推杆二上表面台阶中设置喷胶口,L型推杆二上表面与短U型直轨直线槽出口对接;在L型推杆二外侧正对L型推杆二上表面台阶设有传感器三,在L型推杆二预定举升高度设有传感器二;
转运机械手的结构是,包括固定在立架上的电缸和滑轨副二,滑轨副二中的L型支架与电缸传动连接,L型支架安装有竖直气缸,竖直气缸活塞杆下端头安装有平移气缸,平移气缸活塞杆端头安装有夹手,夹手设置有自己的夹手气缸。
所述的出料机械手的结构是,包括在主支撑板上部正面设置有轴承支座,轴承支座中穿有旋转轴,旋转轴另一端穿到主支撑板背面通过连杆与活性转轴铰接,活性转轴与推杆气缸一活塞杆端头传动连接,推杆气缸一缸体与主支撑板的耳座铰接;轴承支座上安装有U型架,U型架上部设有推杆气缸二,U型架中滑动设置有直线滑块,该直线滑块固定连接有L型板,L型板与推杆气缸二活塞杆传动连接,L型板上安装有夹紧气缸,夹紧气缸活塞杆下端设有夹爪。
本发明有益效果是,产品可沿定位夹具向下浮动产热、下电极产热、上电极弹簧缓冲垂直对压通电焊接、电极座内部导电液柔性加压,兼容多种触点和双断点架的自动化组焊;消除了自动上下料的高故障和卡料,造成无法定位或错位及焊接变形无法装配的问题;消除了凸楞与凹槽和硬直垂直对压导致的电极和产品表面变形、飞溅和虚焊的问题;每分钟焊接35-65只,生产效率提高25-40倍,电流和压力消耗下降80%-95以上,电极寿命增长32倍,焊接强度达100%,合格率达到100%,设备及生产成本大幅下降。
附图说明
图1a是本发明焊接对象的双断点架焊接前的结构示意图;
图1b是本发明焊接对象的双断点架焊接后的结构示意图;
图2是本发明全自动焊接设备的整体结构示意图;
图3是本发明中的转盘工位分布示意图;
图4是本发明中的锁位夹具3的安装结构示意图;
图5是本发明中的锁位夹具3的装配结构示意图;
图6是本发明中的焊接机构二8的驱动机构示意图;
图7a是本发明中的焊接单元75的安装结构示意图;
图7b是本发明中的焊接单元75的局部结构示意图;
图8是本发明中的焊接机构一6的结构示意图;
图9是本发明的双断点架上料机构4的结构示意图;
图10是本发明中的上料机构一5的结构示意图;
图11是本发明中的出料机械手9的结构示意图。
图中,1、台面,2、转盘,3、锁位夹具,4、双断点架上料机构,5、上料机构一,6、焊接机构一,7、上料机构二,8、焊接机构二,9、出料机械手,10、转盘总成,11、一工位,12、二工位,13、三工位,14、四工位,15、五工位,16、六工位,17、T型支撑架,18、分割器,19、推升气缸,26、T字型板,27、定位气缸,28、三角板,29、支撑板,30、防护板,31-1、矩形孔一,31-2、矩形孔二,31-3、定位孔,32、旋转阀,33、定位凸块,34、孔一,35、前支板,36、卡位板,37、后支板,38、扁方槽,39、孔二,40、四方槽,41、圆孔一,42、圆孔二,43、圆孔三,44、中间电极,45、弹簧弹性夹,46、振盘,47、直振轨,48、支架,49、双行程推移气缸,51、传感器一,52、直振,53、支座,54、旋转气缸,55、斜推气缸,56、滑动副架,57、滑轨副一,58、滑动支架,59、横移推杆气缸,60、滑动架,61、定位组件,62、导电板一,63、转动轴,72、主支架,75、焊接单元,76、上限位块,80、活性转轴,81、推杆气缸一,82、耳座,83、主支撑板,84、轴承支座,85、U型架,86、旋转轴,87、直线滑块,88、L型板,89、夹紧气缸,90、夹爪,91、推杆气缸二,111、料斗,112、振料盘,113、电缸,114、滑轨副二,115、竖直气缸,116、平移气缸,117、夹手,118、支撑柱,119、上台阶,120、长U型直轨,121、横推单元,122、L型推杆一,123、送料槽,125、上移气缸,126、L型推杆二,127、传感器二,128、传感器三,129、短U型直轨,130、立架,138、连杆气缸,139、下限位块,140、连接杆,141、连杆板,142、转动轴承副,149、电极头,150、倒L型机架,151、滑轨副三,152、固定架二,153、电极杆,154、限位杆一,160、液压缸,161、气缸,162、限位杆二,163、液体电极,164、螺纹杆,167、弹簧,170、初次加压组件,171、固定架一,172、导电板二,175、辅助加压组件,176、电极端头,177、碳石墨棒,178、外圆弧,179、内弧面,180、电极套,181、滑动套,182、安装板,183、滑轨副四,184、固定板,185、水平推杆气缸,186、上螺纹孔,187、下螺纹孔,188、销轴,235、触点槽一,236、圆弧桥,237、触点槽二,239、L型槽一,240、中间通槽,241、半圆槽,242、L型槽二,243、识别槽,244、触点,245、双断点架,253、输料组件,255、转运机械手,256、双滑杆气缸。
具体实施方式
如图1a、图1b,在双断点架245上需要焊接一对触点244,每个触点244上表面为圆弧面,每个触点244底面为带有花纹的圆弧焊接面;
双断点架245上表面为圆弧桥236,圆弧桥236的圆弧面两端分别设置有触点槽二237和触点槽一235,触点槽二237和触点槽一235的槽底均为圆弧形状,用于添加焊接导电胶和装配触点244;双断点架245的弦切面中部为轴向的中间通槽240,中间通槽240中间位置设有半圆槽241,中间通槽240的弦向两边分别设置有L型槽一239和L型槽二242(用于卡位),L型槽一239和L型槽二242的深度小于中间通槽240的三分之二长度;L型槽一239端面设置有识别槽243,用于识别双断点架245的方向状态。
如图2、图3,本发明的整体结构是,包括在台面1上设置有转盘2,转盘2上表面沿圆周均匀固定安装有六个锁位夹具3,转盘2圆周外侧设置有六个工位,每个工位均设置有不同功能的机构,即一工位11外侧设置有双断点架上料机构4(用于双断点架245的自动识别与上料)、二工位12外侧设置有上料机构一5(用于触点槽一235中的触点244喷胶和上料)、三工位13外侧设置有焊接机构一6(完成触点槽一235与所属触点244的焊接)、四工位14外侧设置有上料机构二7(用于触点槽二237中的触点244喷胶和上料)、五工位15外侧设置有焊接机构二8(完成触点槽二237与所属触点244的焊接)、六工位16外侧设置有出料机械手9(完成成品的出料),出料机械手9旁边配置有合格品输出轨道及不合格品输出轨道。
如图3,在转盘2的下方设置多工位的分割器18,分割器18同轴向上伸出转盘2设置有旋转阀32,转盘2、分割器18、转盘2的驱动电机与齿轮链条副一起称为转盘总成10;
如图9,双断点架上料机构4的结构是,包括振送部分和上料机械手,
振送部分的结构是,包括振盘46,振盘46出口与倾斜的直振轨47连通,直振轨47配置有直振52,振盘46与直振52均设置在支架48上;直振轨47的滑动面与双断点架245弦切面形状吻合,直振轨47倾斜使双断点架245中的触点槽一235槽底保持水平,一直到进入锁位夹具3中触点槽一235的姿势角度保持一致;直振轨47出料口侧面设置有一个用于感应识别槽243的传感器一51,直振轨47出料口设置有弹簧弹性夹45(用于夹持和定位双断点架245),弹簧弹性夹45由双行程推移气缸49驱动U型直线滑动架,实现对双断点架245的打开,称为移动打开组件(图中未显示);
在直振轨47出料口上方设置有四轴的上料机械手,包括支座53上分别安装有滑轨副一57和横移推杆气缸59,滑轨副一57上套装有滑动支架58,滑动支架58与横移推杆气缸59传动连接,滑动支架58正面固定有L型的滑动副架56和斜推气缸55,滑动副架56倾斜设置,滑动副架56中套装有滑动架60,滑动架60与斜推气缸55传动连接;滑动架60正面安装有L型座板(图中未标号),L型座板上固定连接有旋转气缸54,旋转气缸54向下的活塞杆端头设置有夹头,该夹头配置有夹头气缸。
通过传感器一51判断双断点架245的识别槽243位置状态正确时,由夹头夹持双断点架245取出直振轨47,直接送到锁位夹具3中;如果通过传感器一51判断双断点架245的识别槽243位置状态相反时,即触点槽一235与触点槽二237位置倒置时,移动打开组件动作将弹簧弹性夹45夹持的双断点架245推出直振轨47,由夹头夹持双断点架245取出直振轨47,旋转气缸54自转180度,再送入锁位夹具3。
如图3、图4、图5,六个锁位夹具3的结构一致,每个锁位夹具3的结构是,包括依次排列连接为一体的T字型板26、三角板28、支撑板29和防护板30,T字型板26中轴向开有孔一34、两个扁方槽38、两个孔二39,三角板28、支撑板29和防护板30利用长螺栓通过相通的圆孔一41、圆孔二42、圆孔三43连接为一体,三角板28、支撑板29和防护板30另外还开通有矩形孔一31-1、矩形孔二31-2和定位孔31-3,贯通的矩形孔一31-1中安装有前支板35,贯通的矩形孔二31-2中安装有后支板37(前支板35和后支板37为镶嵌有碳石墨的导电件),贯通的定位孔31-3中安装有卡位板36,卡位板36朝向T字型板26一边安装有定位凸块33,卡位板36朝向T字型板26,通过传动轴伸出T字型板26孔一34另一边与定位气缸27活塞杆传动连接,定位气缸27缸体固定在转盘2上;三角板28弧面开有四方槽40,四方槽40露出前支板35、后支板37和卡位板36,并且在四方槽40低位槽口内设置有一对能够上下移动的T型支撑架17;该对T型支撑架17向下与推升气缸19的活塞杆传动连接,该对T型支撑架17向上正对双断点架245上的触点槽一235,推升气缸19及一对T型支撑架17用于双断点架245的支撑防翻转。
每个锁位夹具3套装在一组定位组件61上,每组定位组件61位于转盘2上的一组底板方槽(图中未显示方槽)两边,定位组件61为弹簧及滑轴复合结构;每组定位组件61下端安装在一个导电板一62上,导电板一62与转盘2固定连接,每个导电板一62下方连接有一个中间电极44;导电板一62在锁位夹具3下降时,T字型板26上的前支板35和后支板37沿定位组件61下行受到导电板一62的支撑,各自镶嵌的碳石墨正对双断点架245弦切面上的触点槽二237和触点槽一235,导电板一62从转盘2下方与变压器引出的导电器(图中未显示)接通,用于焊接过程中的通电加热。
上料机械手将双断点架245放入三角板28的四方槽40中,双断点架245的中间通槽240、U型槽一243与U型槽二242分别对应支撑在卡位板36、前支板35和后支板37上,定位气缸27活塞杆伸出,推动定位凸块33顶紧双断点架245的半圆槽241,使得双断点架245在锁位夹具3牢靠定位。
如图8,焊接机构一6的驱动机构是,包括固定在主支架72上的安装板182和水平推杆气缸185,安装板182正面设置有滑轨副四183,滑轨副四183中的滑块B与水平推杆气缸185传动连接,滑块B正面的固定板184上安装有一套焊接单元75,水平推杆气缸185驱动该焊接单元75沿水平方向移动,使得电极头149与下方锁位夹具3中的双断点架245触点槽一235槽底保持正对垂直,以便进行触点槽一235与触点244的焊接。
如图6,焊接机构二8的驱动机构是,包括安装在主支架72上的连杆气缸138,连杆气缸138的活塞杆与连接杆140连接,连接杆140另一端与连杆板141的一端耦合连接,连杆板141另一端与固定板上的转动轴承副142中的转动轴63耦合连接,固定板两个对角分别设置有上限位块76和下限位块139,用于对连杆板141的摆动范围进行限位;转动轴63的另一端穿过主支架72与另一面的焊接单元75的固定架一171固定连接,使得固定架一171随连杆板141摆动,控制焊接时摆动角度,以便与锁位夹具3中的双断点架245的触点槽二237槽底垂直;
当连杆气缸138推动连杆板141旋转触碰下限位块139时,焊接单元75与转盘2垂直,呈不工作状态;当连杆气缸138推动连杆板141旋转触碰上限位块76时,焊接单元75由垂直状态转为倾斜状态,焊接单元75倾斜状态且与双断点架245触点槽二237中的触点244正对垂直,再实施焊接。
可见,焊接机构一6仅为平移驱动,而焊接机构二8还多一个旋转驱动功能,但是两者各自所驱动的焊接单元75结构相同。
如图6、图7a、图7b,每个焊接单元75包括初次加压组件170和辅助加压组件175两部分,
初次加压组件170包括U型的固定架一171,固定架一171上板设有气缸161,固定架一171内框中滑动套装有滑块A,滑块A上固定有倒L型机架150,倒L型机架150上部固定安装有液压缸160,倒L型机架150与气缸161传动连接,在倒L型机架150内框中固定有滑轨副三151,滑轨副三151的滑块B上固定有固定架二152,固定架二152与液压缸160传动连接;倒L型机架150上端设有限位杆二162,固定架二152上端设有限位杆一154,固定架二152侧面与导电板二172连接,导电板二172也与固定在台面1下的变压器及导电器连接(图中未显示),导电板二172设有通水管道并与导电器上的铜排两端设有的通水管连接,即导电器及变压器设置有全路通冷却水。
气缸161向下推动倒L型机架150连带固定架二152和电极头149实现初次快速焊接加压,稳定焊接前压力,防止焊接飞溅的产生;辅助加压组件175设置在固定架二152中,液压缸160再向下驱动固定架二152和电极头149实现辅助加压。
辅助加压组件175结构是,包括液体电极163、电极杆153及电极头149,液体电极163由水和石墨粉按照1:9的质量比配置而成;
电极杆153的上端为凹圆弧端面,中间为杆身,下端为螺纹杆164,电极杆153向下穿出固定架二152的下板;
电极头149包括上段的T型的电极套180和下段的电极端头176,电极套180大端内孔为上螺纹孔186,电极套180小端称为滑动套181,该滑动套181的外圆柱面穿过固定架一171下板的圆孔,工作时由液压缸160驱动固定架二152内的电极杆153,电极杆153带动该滑动套181沿圆孔上下运动,实施焊接与加压,滑动套181的内孔中设置有下螺纹孔187;
电极套180通过滑动套181套压在固定架一171下板圆孔上,电极套180上表面与固定架二152下表面之间设置有弹簧167,弹簧167套装在电极杆153外圆表面;
液体电极163与电极杆153顶部曲面接触,电极杆153中部铰接在销轴188上,电极杆153下端的螺纹杆164与电极套180的上螺纹孔186螺纹连接;滑动套181通过下螺纹孔187与电极端头176的外圆上部螺纹连接;
上螺纹孔186内镶嵌有碳石墨棒177,碳石墨棒177向上与电极杆153下端紧密接触;碳石墨棒177下部凸台下沿的外圆弧178向下与电极端头176内孔上端面中的外弧面紧密接触;电极杆153上端设有凹圆弧端面和电极端头176下端设有凸圆弧端面的圆弧面曲率相同且形状对称;电极端头176下端的内弧面179与外圆弧178对称设置,内弧面179的弧面与外圆弧178的弧面曲率与形状相同,并且内弧面179与触点244上表面弧面吻合;电极杆153上端面的上曲面与碳石墨棒177下部凸台下沿的外圆弧178上下对称;
液体电极163通过对电极杆153上曲面加压,使电极杆153围绕销轴188旋转,电极端头176下端的内弧面179自动找正对中触点244的弧面;滑动套181通过柔性绝缘套套装在固定架一171下板圆孔中,电极杆153中间杆身通过另一个柔性绝缘密封套套装在固定架二152下板孔内,柔性绝缘套和柔性绝缘密封套分别为电极杆153和电极端头176提供旋转调整间隙;电极套180可沿固定架一171下板圆孔上下移动,液压缸160驱动固定架二152上的辅助加压组件175上下移动加压,使电极端头176快速压紧锁位夹具3中的触点244,使电极端头176的圆弧面紧贴触点244的圆弧面,保证触点244曲面上的每个点对底面的焊透率相同,焊透率和焊接牢固度达到100%。
每个焊接单元75中的部件按照功能,分别实现各自焊接过程中的三级缓冲加压及三级产热(创新点),具体分为:
1)气缸161和液压缸160作为第一级缓冲加压,固定架二152与固定架一171之间的弹簧167作为第二级缓冲加压,锁位夹具3上的定位组件61作为第三级缓冲加压。该三级缓冲加压均为柔性加压,加压速度快,不改变产品外形、适应不同平面与曲面的产品加压,冷加压与热加压时产品与电极均无型变,防止变形、变色与焊接飞溅,加压压力下降70%-80%。
2)液体电极163与电极杆153作为第一级产热,电极端头176内镶嵌的石墨电极177作为第二级产热,锁位夹具3导电板一62中镶嵌的碳石墨作为第三级产热。三级产热能够在通电后快速产生热量,所需电流仅为现有技术的5%-15%,热量体量大,仅需现有技术焊接时间的1/7-1/12,焊接时间明显缩短。三级产热杜绝了触点244的变形和错位,对上下电极无伤害,实现焊接成型保持原型及颜色不变和焊接的牢固度,大大提高了焊接效率和焊接质量。
如图10,上料机构一5和上料机构二7的结构一致,均包括一套触点上料组件和一套焊胶输送组件,(焊胶输送组件采用现有技术);
触点上料组件包括输料组件253(用于振送触点244)、横推单元121(长U型直轨120中的触点244振送到送料槽123后,换向推送到短U型直轨129)、纵推单元(将触点244推送到短U型直轨129的前端,即触点检测单元的上方)、触点检测单元(触点244被上料到锁位夹具3前检测触点244并举升触点244)、转运机械手255(将举升的触点244夹取装入锁位夹具3)五部分;
输料组件253的结构是,包括依次对接的料斗111、振料盘112及长U型直轨120;长U型直轨120出口垂直对接有送料槽123;
横推单元121的结构是,包括短U型直轨129,短U型直轨129与长U型直轨120平行设置,并且短U型直轨129与送料槽123前端出口连通,送料槽123后端设置有L型推杆一122,L型推杆一122所属的驱动气缸固定在上台阶119,上台阶119设置在支撑柱118上;L型推杆一122沿送料槽123前伸,将长U型直轨120出口的触点244推送到短U型直轨129中;
纵推单元包括双滑杆气缸256,双滑杆气缸256杆头设有直线推杆,直线推杆位于短U型直轨129的后端,用于前推触点244;
触点检测单元包括上移气缸125,上移气缸125的缸体固定在上台阶119的下层,上移气缸125活塞杆向上与L型推杆二126传动连接,L型推杆二126上表面台阶中设置喷胶口,(喷胶口与焊胶输送组件连通),L型推杆二126上表面与短U型直轨129直线槽出口对接,L型推杆一122推送的触点244沿短U型直轨129到达L型推杆二126上表面台阶上,L型推杆二126上的喷胶口正对触点244的底面完成喷胶;在L型推杆二126外侧正对L型推杆二126上表面台阶设有传感器三128(检测触点244的有和无),在L型推杆二126预定举升高度设有传感器二127(检测举升高度位置有和无L型推杆二126),传感器二127固定在立架130上;
转运机械手255的结构是,包括固定在立架130上的电缸113和滑轨副二114,滑轨副二114中的L型支架与电缸113传动连接,L型支架安装有竖直气缸115,竖直气缸115活塞杆下端头安装有平移气缸116,平移气缸116活塞杆端头安装有夹手117,夹手117设置有自己的夹手气缸;该四个气缸共同协作,夹手117先从L型推杆二126上表面台阶夹取触点244,再将触点244前移送至锁位夹具3中双断点架245的一个触点槽中。
如图11,出料机械手9的结构是,包括在主支撑板83上部正面设置有轴承支座84,轴承支座84中穿有旋转轴86,旋转轴86另一端穿到主支撑板83背面通过连杆与活性转轴80铰接,活性转轴80与推杆气缸一81活塞杆端头传动连接,推杆气缸一81缸体与主支撑板83的耳座82铰接;轴承支座84上安装有U型架85,U型架85上部设有推杆气缸二91,U型架85中滑动设置有直线滑块87,该直线滑块87固定连接有L型板88,L型板88与推杆气缸二91活塞杆传动连接,L型板88上安装有夹紧气缸89,夹紧气缸89活塞杆下端设有夹爪90。
推杆气缸一81用于实现夹爪90旋转;推杆气缸二91用于实现夹爪90上下移动;夹紧气缸89驱动夹爪90夹紧或松开成品,完成三轴出料。
本发明上述的各个动作部件,共同与总控制器信号连接,协调一致工作,完成双断点架245两个触点槽与各自触点244的焊接。
本发明的工作过程是:
步骤1,各个上料机构分别准备好各自的上料对象,转盘2停歇状态,六个锁位夹具3分别对应六个工位,依次为双断点架245上料的一工位11、第一个触点244及其焊胶上料的二工位12、触点槽一235与第一个触点244焊接的三工位13、第二个触点244及其焊胶上料的四工位14、触点槽二237与第二个触点244焊接的五工位15、成品下料的六工位16;
以下以第一个锁位夹具3的全程为例,后续的锁位夹具3依次跟进;
步骤2,启动整个设备,转盘2停歇状态下,一工位11上的第一个锁位夹具3外侧的双断点架上料机构4动作,振盘46中的双断点架245被振送进入直振轨47,双断点架245保持直立沿直振轨47前进,到达出料口的弹簧弹性夹45位置,传感器一51检测双断点架245的识别槽243,如果感应到有识别槽243,则横移推杆气缸59推移夹头到弹簧弹性夹45正上方,斜推气缸55推送夹头夹取双断点架245,并移送装入锁位夹具3四方槽40中的前支板35、后支板37和卡位板36上,定位气缸27驱动定位凸块33将双断点架245夹紧在四方槽40内;如果没检测到识别槽243,则移动打开组件驱动双行程推移气缸49将弹簧弹性夹45夹持的双断点架245推出直振轨47,由夹头夹持双断点架245取出直振轨47,旋转气缸54自转180度,再送到锁位夹具3中。
步骤3,转盘2步进一个工位,双断点架245随第一个锁位夹具3到达二工位12;上料机构一5动作,所属的触点上料组件将第一个触点244夹取送入双断点架245的触点槽一235中,然后所属的焊胶输送组件完成点胶;
步骤4,转盘2步进一个工位,完成触点槽一235上料点胶的双断点架245随第一个锁位夹具3转到三工位13;焊接机构一6动作,焊接单元75中的三级缓冲加压及三级产热部件协调工作,完成触点槽一235与所属触点244的焊接;
步骤5,转盘2步进一个工位,完成触点槽一235焊接的双断点架245随第一个锁位夹具3转动到四工位14;上料机构二7动作,所属的触点上料组件将第二个触点244夹取送入触点槽二237中,然后所属的焊胶输送组件完成点胶;
步骤6,转盘2步进一个工位,完成触点槽一235上料点胶的双断点架245随第一个锁位夹具3转动到五工位15;焊接机构二8动作,焊接单元75中的三级缓冲加压及三级产热部件同时工作,完成触点槽二237与所属触点244的焊接;
步骤7,转盘2步进一个工位,完成双触点槽焊接的双断点架245随第一个锁位夹具3转动到六工位16;出料机械手9动作,完成双断点架245成品的出料,将成品夹取送到台面1下的料箱中。
以此类推,后一个锁位夹具3紧跟前一个锁位夹具3的步伐,重复上述步骤2-步骤7,完成各自所负载的双断点架245两个触点槽与所属两个触点244的全自动电阻点胶焊接流水作业。

Claims (6)

1.一种双断点电器系统全自动焊接设备,其特征是:包括在台面(1)上设置有转盘(2),转盘(2)上表面沿圆周均匀固定安装有六个锁位夹具(3),转盘(2)圆周外侧设置有六个工位,每个工位均设置有不同功能的机构,即一工位(11)外侧设置有双断点架上料机构(4)、二工位(12)外侧设置有上料机构一(5)、三工位(13)外侧设置有焊接机构一(6)、四工位(14)外侧设置有上料机构二(7)、五工位(15)外侧设置有焊接机构二(8)、六工位(16)外侧设置有出料机械手(9),出料机械手(9)旁边配置有合格品输出轨道及不合格品输出轨道;
所述的双断点架上料机构(4)的结构是,包括振送部分和上料机械手,
振送部分的结构是,包括振盘(46),振盘(46)出口与倾斜的直振轨(47)连通,直振轨(47)配置有直振(52),振盘(46)与直振(52)均设置在支架(48)上;直振轨(47)的滑动面与双断点架(245)弦切面形状吻合;直振轨(47)出料口侧面设置有一个用于感应识别槽(243)的传感器一(51),直振轨(47)出料口设置有弹簧弹性夹(45),
上料机械手设置在直振轨(47)出料口上方,包括支座(53)上分别安装有滑轨副一(57)和横移推杆气缸(59),滑轨副一(57)上套装有滑动支架(58),滑动支架(58)与横移推杆气缸(59)传动连接,滑动支架(58)正面固定有L型的滑动副架(56)和斜推气缸(55),滑动副架(56)倾斜设置,滑动副架(56)中套装有滑动架(60),滑动架(60)与斜推气缸(55)传动连接;滑动架(60)正面安装有L型座板,L型座板上固定连接有旋转气缸(54),旋转气缸(54)向下的活塞杆端头设置有夹头,该夹头配置有夹头气缸;
所述的六个锁位夹具(3)的结构一致,每个锁位夹具(3)结构是,包括依次排列连接为一体的T字型板(26)、三角板(28)、支撑板(29)和防护板(30),T字型板(26)中轴向开有孔一(34)、两个扁方槽(38)、两个孔二(39),三角板(28)、支撑板(29)和防护板(30)利用长螺栓通过相通的圆孔一(41)、圆孔二(42)、圆孔三(43)连接为一体,三角板(28)、支撑板(29)和防护板(30)另外还开通有矩形孔一(31-1)、矩形孔二(31-2)和定位孔(31-3),贯通的矩形孔一(31-1)中安装有前支板(35),贯通的矩形孔二(31-2)中安装有后支板(37),贯通的定位孔(31-3)中安装有卡位板(36),卡位板(36)朝向T字型板(26)一边安装有定位凸块(33),卡位板(36)朝向T字型板(26),通过传动轴伸出T字型板(26)孔一(34)另一边与定位气缸(27)活塞杆传动连接,定位气缸(27)缸体固定在转盘(2)上;三角板(28)弧面开有四方槽(40),四方槽(40)露出前支板(35)、后支板(37)和卡位板(36),并且在四方槽(40)低位槽口内设置有一对T型支撑架(17);该对T型支撑架(17)向下与推升气缸(19)的活塞杆传动连接,该对T型支撑架(17)向上正对双断点架(245)上的触点槽一(235);
所述的每个锁位夹具(3)套装在一组定位组件(61)上,每组定位组件(61)位于转盘(2)上的一组底板方槽两边;每组定位组件(61)下端安装在一个导电板一(62)上,导电板一(62)与转盘(2)固定连接,每个导电板一(62)下方连接有一个中间电极(44)。
2.根据权利要求1所述的双断点电器系统全自动焊接设备,其特征是:所述的焊接机构一(6)的驱动机构是,包括固定在主支架(72)上的安装板(182)和水平推杆气缸(185),安装板(182)正面设置有滑轨副四(183),滑轨副四(183)中的滑块B与水平推杆气缸(185)传动连接,滑块B正面的固定板(184)上安装有一套焊接单元(75);
焊接机构二(8)的驱动机构是,包括安装在主支架(72)上的连杆气缸(138),连杆气缸(138)活塞杆与连接杆(140)传动连接,连接杆(140)另一端与连杆板(141)一端耦合连接,连杆板(141)另一端与固定板上的转动轴承副(142)中的转动轴(63)耦合连接,固定板两个对角分别设置有上限位块(76)和下限位块(139);转动轴(63)的另一端穿过主支架(72)与另一面的焊接单元(75)的固定架一(171)固定连接。
3.根据权利要求2所述的双断点电器系统全自动焊接设备,其特征是:所述的焊接单元(75)包括初次加压组件(170)和辅助加压组件(175)两部分,
初次加压组件(170)包括U型的固定架一(171),固定架一(171)上板设有气缸(161),固定架一(171)内框中滑动套装有滑块A,滑块A上固定有倒L型机架(150),倒L型机架(150)上部固定安装有液压缸(160),倒L型机架(150)与气缸(161)传动连接,在倒L型机架(150)内框中固定有滑轨副三(151),滑轨副三(151)的滑块B上固定有固定架二(152),固定架二(152)与液压缸(160)传动连接;倒L型机架(150)上端设有限位杆二(162),固定架二(152)上端设有限位杆一(154),固定架二(152)侧面与导电板二(172)连接。
4.根据权利要求3所述的双断点电器系统全自动焊接设备,其特征是:所述的辅助加压组件(175)结构是,包括液体电极(163)、电极杆(153)及电极头(149);电极杆(153)的上端为凹圆弧端面,中间为杆身,下端为螺纹杆(164),电极杆(153)向下穿出固定架二(152)的下板;
电极头(149)包括上段的T型的电极套(180)和下段的电极端头(176),电极套(180)大端内孔为上螺纹孔(186),电极套(180)小端称为滑动套(181),该滑动套(181)的外圆柱面穿过固定架一(171)下板的圆孔,滑动套(181)的内孔中设置有下螺纹孔(187);电极套(180)通过滑动套(181)套压在固定架一(171)下板圆孔上,电极套(180)上表面与固定架二(152)下表面之间设置有弹簧(167),同时弹簧(167)套装在电极杆(153)外圆表面;
液体电极(163)与电极杆(153)顶部曲面接触,电极杆(153)中部铰接在销轴(188)上,电极杆(153)下端的螺纹杆(164)与电极套(180)的上螺纹孔(186)螺纹连接;滑动套(181)通过下螺纹孔(187)与电极端头(176)的外圆上部螺纹连接;
上螺纹孔(186)内镶嵌有碳石墨棒(177),碳石墨棒(177)向上与电极杆(153)下端紧密接触;碳石墨棒(177)下部凸台下沿的外圆弧(178)向下与电极端头(176)内孔上端面中的外弧面紧密接触;电极杆(153)上端设有凹圆弧端面和电极端头(176)下端设有凸圆弧端面的圆弧面曲率相同且形状对称;电极端头(176)下端的内弧面(179)与外圆弧(178)对称设置,内弧面(179)的弧面与外圆弧(178)的弧面曲率与形状相同,并且内弧面(179)与触点(244)上表面弧面吻合;电极杆(153)上端面的上曲面与碳石墨棒(177)下部凸台下沿的外圆弧(178)上下对称。
5.根据权利要求1所述的双断点电器系统全自动焊接设备,其特征是:所述的上料机构一(5)和上料机构二(7)的结构一致,均包括一套触点上料组件和一套焊胶输送组件;
触点上料组件包括输料组件(253)、横推单元(121)、纵推单元、触点检测单元、转运机械手(255)五部分;
输料组件(253)的结构是,包括依次对接的料斗(111)、振料盘(112)及长U型直轨(120);长U型直轨(120)出口垂直对接有送料槽(123);
横推单元(121)的结构是,包括短U型直轨(129),短U型直轨(129)与长U型直轨(120)平行设置,并且短U型直轨(129)与送料槽(123)前端出口连通,送料槽(123)后端设置有L型推杆一(122),L型推杆一(122)所属的驱动气缸固定在上台阶(119),上台阶(119)设置在支撑柱(118)上;
纵推单元包括双滑杆气缸(256),双滑杆气缸(256)杆头设有直线推杆,直线推杆位于短U型直轨(129)的后端;
触点检测单元包括上移气缸(125),上移气缸(125)的缸体固定在上台阶(119)的下层,上移气缸(125)活塞杆向上与L型推杆二(126)传动连接,L型推杆二(126)上表面台阶中设置喷胶口,L型推杆二(126)上表面与短U型直轨(129)直线槽出口对接;在L型推杆二(126)外侧正对L型推杆二(126)上表面台阶设有传感器三(128),在L型推杆二(126)预定举升高度设有传感器二(127);
转运机械手(255)的结构是,包括固定在立架(130)上的电缸(113)和滑轨副二(114),滑轨副二(114)中的L型支架与电缸(113)传动连接,L型支架安装有竖直气缸(115),竖直气缸(115)活塞杆下端头安装有平移气缸(116),平移气缸(116)活塞杆端头安装有夹手(117),夹手(117)设置有自己的夹手气缸。
6.根据权利要求1所述的双断点电器系统全自动焊接设备,其特征是:所述的出料机械手(9)的结构是,包括在主支撑板(83)上部正面设置有轴承支座(84),轴承支座(84)中穿有旋转轴(86),旋转轴(86)另一端穿到主支撑板(83)背面通过连杆与活性转轴(80)铰接,活性转轴(80)与推杆气缸一(81)活塞杆端头传动连接,推杆气缸一(81)缸体与主支撑板(83)的耳座(82)铰接;轴承支座(84)上安装有U型架(85),U型架(85)上部设有推杆气缸二(91),U型架(85)中滑动设置有直线滑块(87),该直线滑块(87)固定连接有L型板(88),L型板(88)与推杆气缸二(91)活塞杆传动连接,L型板(88)上安装有夹紧气缸(89),夹紧气缸(89)活塞杆下端设有夹爪(90)。
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