CN109175867B - 一种自动双面焊接机 - Google Patents

一种自动双面焊接机 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种自动双面焊接机，属于焊接技术领域，该焊接机包括机箱，机箱上设置有焊接机构、翻转机构、固定机构、X轴传动模组、Y轴传动模组和放置面板；机箱上开设有通孔，放置面板上开有槽孔，Y轴传动模组用于驱动放置面板沿Y轴移动，X轴传动模组用于驱动放置面板沿X轴移动；焊接机构包括升降气缸、焊枪和固定块，焊枪固定在升降气缸上，焊枪朝向槽孔且用于焊接待加工工；翻转机构包括翻转气缸、齿轮和齿条，翻转气缸推动杆与齿条端部连接，齿轮与齿条啮合设置，齿轮中心固定有转动轴，固定机构固定在转动轴上；机箱上开设有用于上下翻转的开口，解决了现有焊接机双面焊接过程中，需要人工将工件进行翻转才能实现双面焊接的问题。

Description

一种自动双面焊接机
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，特别涉及一种自动双面焊接机。
背景技术
焊接就是运用各种可熔的合金(焊锡)联接金属部件的进程。焊锡的熔点比被焊材料的低，这样部件就会在不被熔化的情况下，通过其表面发生分子间的联络结束焊接。
目前的焊接方式包括人工焊和机器焊两种，人工焊费时费劲，生产效率低，焊接质量难以达到焊接标准，且存在较大的安全隐患。机器焊主要是通过焊接机进行焊接作业，现有技术中，焊接机通常采用一个焊枪进行三轴丝杆传动来实现焊接，这样只能适合单面焊，对于双面焊的情况，则需要人工将工件进行翻转才能实现双面焊接，操作复杂且繁琐，影响焊接效率，且工件刚焊好一面还未完全定型就将其翻转焊另一面，焊缝质量无法得到很好的保证，工件翻转过程中，工件容易出现松动，甚至还存在与治具脱离的风险。
发明内容
本发明的目的是提供一种自动双面焊接机，其解决了现有焊接机双面焊接过程中，需要人工将工件进行翻转才能实现双面焊接的问题。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种自动双面焊接机，包括机箱，所述机箱上设置有焊接机构、翻转机构、固定机构、X轴传动模组、Y轴传动模组和放置面板；
所述机箱为中空设置且顶部开设有通孔，所述放置面板位于所述机箱上方且用于放置待加工工件，所述放置面板上开有槽孔，所述槽孔位于所述通孔上方且与其位置相对应，所述放置面板固定在所述X轴传动模组上，所述X轴传动模组固定在所述Y轴传动模组上，所述Y轴传动模组用于驱动所述X轴传动模组和所述放置面板沿Y轴移动，所述X轴传动模组用于驱动所述放置面板沿X轴移动；
所述焊接机构包括升降气缸、焊枪和固定块，所述升降气缸通过所述固定块固定在所述固定机构上，所述焊枪固定在所述升降气缸推动杆上，所述焊枪朝向所述槽孔且用于焊接待加工工件；
所述翻转机构包括翻转气缸、齿轮和齿条，所述翻转气缸固定在所述机箱外壳上，所述翻转气缸推动杆与所述齿条端部连接，所述齿轮与所述齿条啮合设置，所述齿轮中心固定有转动轴，所述固定机构固定在所述转动轴上；
所述机箱上开设有用于所述固定机构和所述焊接机构上下翻转的开口。
采用上述结构，在X轴传动模组和Y轴传动模组的驱动下，工件可以在X轴和Y轴方向移动，升降气缸可带动焊枪上下移动，从而实现三轴移动焊接。当工件上一面焊接好后，升降气缸推动杆向内回缩，启动翻转气缸，在齿轮的带动下，固定机构、焊枪和升降气缸通过开口向下翻转180度，使得焊枪从放置面板上方位置翻转到放置面板下方位置，然后再对工件下一面进行焊接，使得焊枪向上穿过通孔和槽孔对待加工工件进行焊接，从而实现了工件的双面焊接。双面焊接过程中，待加工工件始终固定在放置面板上，不需要翻转也不需要移动，减少待加工工件与放置面板错位或脱离现象，提高了焊接质量和效率，简化了操作工序。
进一步优化为：还包括用于将所述待加工工件固定在所述放置面板上的定位机构和夹紧机构；
所述定位机构包括定位气缸和固定架，所述固定架下端固定在所述放置面板上，上端与所述定位气缸固定，所述定位气缸位于所述放置面板上方，所述定位气缸推动杆用于向下压紧所述待加工工件；
所述夹紧机构包括固定板、活动板、活动杆和弹簧，所述固定板和所述活动板分别位于所述放置面板的相对两侧，所述固定板固定在所述放置面板上，所述放置面板侧部开设有圆槽，所述圆槽内设置有弹簧，所述弹簧一端与所述圆槽底部固定，另一端与所述活动杆固定，所述活动杆插设在所述圆槽内且与其滑动设置，所述活动杆一端与弹簧固定，另一端与活动板固定，所述活动板和所述固定板分别与所述待加工工件两侧抵紧。
采用上述结构，定位气缸向下压紧待加工工件，固定板和活动板从两侧夹紧待加工工件，固定性较好，待加工工件能稳定的固定在放置面板上。活动板可通过弹簧沿放置板侧部左右延伸，能适应不同宽度的待加工工件，便于夹紧不同宽度的待加工工件，通用性较好，适应灵活性较高。
进一步优化为：所述固定机构位于所述机箱一侧，所述固定机构包括悬臂和伸缩气缸，所述悬臂呈L型且一端固定在所述转动轴上，另一端用于固定伸缩气缸，所述伸缩气缸推动杆朝向所述放置面板一侧且与所述固定块固定，所述升降气缸固定在所述固定块上。
采用上述结构，伸缩气缸可带动焊枪沿Y轴方向移动，翻转时，伸缩气缸推动杆向内回缩，减小翻转空间，便于焊枪顺利翻转。
进一步优化为：所述Y轴传动模组包括第一电机、主动轴、从动轴和链条，所述第一电机与所述主动轴固定，所述主动轴上固定有主动轮，所述主动轮设置有两个，两个所述主动轮分别固定在所述主动轴两端且分别位于所述机箱的相对两侧；
所述从动轴上固定有从动轮，所述从动轮设置有两个，两个所述从动轮分别固定在所述从动轴两端且分别位于所述机箱的相对两侧，所述链条一端套在所述主动轮上，另一端套在所述从动轮上，所述链条分别与所述主动轮和所述从动轮啮合设置；
所述X轴传动模组固定在所述链条上。
采用上述结构，第一电机开启后，主动轴和从动轴将同步转动，由于链条套在主动轮和从动轮上且分别与其啮合设置，因此主动轴和从动轴时，链条将带动X轴传动模组沿Y轴方向移动，便于定位焊接。
进一步优化为：所述X轴传动模组包括第二电机、移动板和丝杆，所述移动板底部固定有垫板，所述垫板固定在所述链条上，所述第二电机固定在所述移动板上，所述丝杆与所述第二电机输出轴连接，所述丝杆上套设有移动台，所述移动台与所述丝杆螺纹连接，所述移动台底部开设有滑槽，所述移动板上设置有滑轨，所述滑槽与所述滑轨滑动设置，所述放置面板固定在所述移动台上。
采用上述结构，第二电机开启后，丝杆将转动，由于丝杆与移动台螺纹配合，因此丝杆转动时，移动台将带动放置面板沿X轴方向移动，便于定位焊接。
进一步优化为：所述X轴传动模组还包括限位块，所述丝杆一端与所述第二电机固定，另一端与所述限位块转动连接，所述限位块固定在所述移动板上。
采用上述结构，防止移动台脱离丝杆，同时便于支撑丝杆端部，提高丝杆的稳定性。
进一步优化为：所述定位机构至少设置有两个。
采用上述结构，提高待加工工件的放置稳定性，且有时是将两个独立的工件进行双面焊接，两个定位机构可分别定位两个不同的工件。
进一步优化为：所述夹紧机构设置有两个，两个所述夹紧机构分别位于所述槽孔两侧且分别用于固定两个待焊接工件。
采用上述结构，提高待加工工件的放置稳定性，且有时是将两个独立的工件进行双面焊接，两个定位机构可分别定位两个不同的工件。
综上所述，本发明具有以下有益效果：焊接时，将两个待加工工件放置在放置面板上，使得两个待加工工件的焊接处位于槽孔上，活动板和固定板抵紧在两个待加工工件的相对两侧，定位气缸下压，将两个待加工工件紧紧的固定在放置面板上。待工件固定好后，驱动第一电机、第二电机和升降气缸，实现三轴移动焊接，待工件上一面焊接好后，升降气缸和伸缩气缸的推动杆分别向内回缩，启动翻转气缸，在齿轮的带动下，悬臂、焊枪、升降气缸和伸缩气缸通过开口向下翻转180度，使得焊枪从放置面板上方位置翻转到放置面板下方位置，然后再对工件下一面进行焊接，使得焊枪向上穿过通孔和槽孔对待加工工件进行焊接，从而实现了工件的双面焊接。双面焊接过程中，待加工工件始终固定在放置面板上，不需要翻转也不需要移动，减少待加工工件与放置面板错位或脱离现象，提高了焊接质量和效率，简化了操作工序。定位气缸向下压紧待加工工件，固定板和活动板从两侧夹紧待加工工件，固定性较好，待加工工件能稳定的固定在放置面板上。活动板可通过弹簧沿放置板侧部左右延伸，能适应不同宽度的待加工工件，便于夹紧不同宽度的待加工工件，通用性较好，适应灵活性较高。
附图说明
图1是实施例的整体结构示意图，主要用于体现焊接机的结构；
图2是实施例的整体结构示意图，主要用于体现焊接机的结构；
图3是实施例的结构示意图，主要用于体现定位机构、夹紧机构、X轴传动模组和Y轴传动模组的结构。
图中，1、机箱；2、焊接机构；21、升降气缸；22、焊枪；23、固定块；3、翻转机构；31、翻转气缸；32、齿轮；33、齿条；34、转动轴；4、固定机构；41、悬臂；42、伸缩气缸；5、放置面板；6、定位机构；61、定位气缸；62、固定架；7、夹紧机构；71、固定板；72、活动板；73、活动杆；8、Y轴传动模组；81、第一电机；82、主动轴；83、从动轴；84、主动轮；85、从动轮；86、链条；9、X轴传动模组；91、第二电机；92、移动板；93、丝杆；94、移动台；95、滑轨；96、滑槽；97、限位块；98、垫板；10、通孔；11、槽孔；12、开口。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例：一种自动双面焊接机，如图1、2、3所示，包括机箱1，机箱1上设置有焊接机构2、翻转机构3、固定机构4、X轴传动模组9、Y轴传动模组8、放置面板5、定位机构6和夹紧机构7。机箱1为中空设置且顶部开设有圆形通孔10，放置面板5位于机箱1上方且用于放置待加工工件，放置面板5上开设有用于与焊接处相对应的槽孔11，槽孔11位于通孔10上方且与其位置相对应。放置面板5固定在X轴传动模组9上，X轴传动模组9固定在Y轴传动模组8上，Y轴传动模组8用于驱动X轴传动模组9和放置面板5沿Y轴移动，X轴传动模组9用于驱动放置面板5沿X轴移动。
参照图1、2、3，Y轴传动模组8包括第一电机81、主动轴82、从动轴83和链条86，主动轴82和从动轴83均与机箱1转动连接。第一电机81与主动轴82固定，主动轴82上固定有主动轮84，主动轮84设置有两个，两个主动轮84分别固定在主动轴82两端且分别位于机箱1的相对两侧。从动轴83上固定有从动轮85，从动轮85设置有两个，两个从动轮85分别固定在从动轴83两端且分别位于机箱1的相对两侧。链条86一端套在主动轮84上，另一端套在从动轮85上，链条86分别与主动轮84和从动轮85啮合设置，X轴传动模组9固定在链条86上。
参照图1、2、3，X轴传动模组9包括第二电机91、移动板92、丝杆93和限位块97。移动板92底部两端均固定有垫板98，垫板98固定在链条86上，第二电机91和限位块97分别固定在移动板92两端，丝杆93一端与第二电机91输出轴固定，另一端与限位块97转动连接。丝杆93上套设有移动台94，移动台94与丝杆93螺纹连接，移动台94底部两侧均开设有滑槽96，移动板92上设置有滑轨95，滑轨95嵌在滑槽96内且与其滑动设置，放置面板5固定在移动台94上。
参照图1、2、3，定位机构6和夹紧机构7均用于将待加工工件固定在放置面板5上。定位机构6包括定位气缸61和固定架62，固定架62下端固定在放置面板5上，上端与定位气缸61固定，定位气缸61位于放置面板5上方，定位气缸61推动杆用于向下压紧待加工工件。定位机构6设置有两个，两个定位气缸61分别用于固定两个待焊接工件。夹紧机构7包括固定板71、活动板72、活动杆73和弹簧，固定板71和活动板72分别位于放置面板5的相对两侧，固定板71固定在放置面板5上。放置面板5侧部开设有圆槽，圆槽内设置有弹簧，弹簧一端与圆槽底部固定，另一端与活动杆73固定。活动杆73插设在圆槽内且与其滑动设置，活动杆73一端与弹簧固定，另一端与活动板72固定，活动板72和固定板71分别与待加工工件两侧抵紧。夹紧机构7设置有两个，两个夹紧机构7分别位于槽孔11两侧且分别用于固定两个待焊接工件。
参照图1、2、3，焊接机构2包括升降气缸21、焊枪22和固定块23。升降气缸21通过固定块23固定在固定机构4上，焊枪22固定在升降气缸21推动杆上，焊枪22朝向槽孔11且用于焊接待加工工。翻转机构3包括翻转气缸31、齿轮32和齿条33，翻转气缸31固定在机箱1外壳上，翻转气缸31推动杆与齿条33端部连接，齿轮32与齿条33啮合设置，齿轮32中心固定有转动轴34，固定机构4固定在转动轴34上。机箱1上开设有用于固定机构4和焊接机构2上下翻转的开口12。固定机构4位于机箱1一侧，固定机构4包括悬臂41和伸缩气缸42，悬臂41呈L型且一端固定在转动轴34上，另一端用于固定伸缩气缸42，伸缩气缸42推动杆朝下放置面板5且与固定块23固定，升降气缸21固定在固定块23上。
工作过程及原理：焊接时，将两个待加工工件放置在放置面板5上，使得两个待加工工件的焊接处位于槽孔11上，活动板72和固定板71抵紧在两个待加工工件的相对两侧，定位气缸61下压，将两个待加工工件紧紧的固定在放置面板5上。待工件固定好后，驱动第一电机81、第二电机91和升降气缸21，实现三轴移动焊接，待工件上一面焊接好后，升降气缸21和伸缩气缸42的推动杆分别向内回缩，启动翻转气缸31，在齿轮32的带动下，悬臂41、焊枪22、升降气缸21和伸缩气缸42通过开口12向下翻转180度，使得焊枪22从放置面板5上方位置翻转到放置面板5下方位置，然后再对工件下一面进行焊接，使得焊枪22向上穿过通孔10和槽孔11对待加工工件进行焊接，从而实现了工件的双面焊接。焊枪22的移动位置和焊接过程、以及工件在X轴和Y轴方向上的移动均通过计算机控制，从而实现焊缝的自动定位和跟踪功能，提高焊缝跟踪的可靠性和跟踪精度。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (7)

1.一种自动双面焊接机，包括机箱(1)，其特征是：所述机箱(1)上设置有焊接机构(2)、翻转机构(3)、固定机构(4)、X轴传动模组(9)、Y轴传动模组(8)和放置面板(5)；
所述机箱(1)为中空设置且顶部开设有通孔(10)，所述放置面板(5)位于所述机箱(1)上方且用于放置待加工工件，所述放置面板(5)上开有槽孔(11)，所述槽孔(11)位于所述通孔(10)上方且与其位置相对应，所述放置面板(5)固定在所述X轴传动模组(9)上，所述X轴传动模组(9)固定在所述Y轴传动模组(8)上，所述Y轴传动模组(8)用于驱动所述X轴传动模组(9)和所述放置面板(5)沿Y轴移动，所述X轴传动模组(9)用于驱动所述放置面板(5)沿X轴移动；
所述焊接机构(2)包括升降气缸(21)、焊枪(22)和固定块(23)，所述升降气缸(21)通过所述固定块(23)固定在所述固定机构(4)上，所述焊枪(22)固定在所述升降气缸(21)推动杆上，所述焊枪(22)朝向所述槽孔(11)且用于焊接待加工工件；
所述翻转机构(3)包括翻转气缸(31)、齿轮(32)和齿条(33)，所述翻转气缸(31)固定在所述机箱(1)外壳上，所述翻转气缸(31)推动杆与所述齿条(33)端部连接，所述齿轮(32)与所述齿条(33)啮合设置，所述齿轮(32)中心固定有转动轴(34)，所述固定机构(4)固定在所述转动轴(34)上；
所述机箱(1)上开设有用于所述固定机构(4)和所述焊接机构(2)上下翻转的开口(12)；
焊接机还包括用于将所述待加工工件固定在所述放置面板(5)上的定位机构(6)和夹紧机构(7)；
所述定位机构(6)包括定位气缸(61)和固定架(62)，所述固定架(62)下端固定在所述放置面板(5)上，上端与所述定位气缸(61)固定，所述定位气缸(61)位于所述放置面板(5)上方，所述定位气缸(61)推动杆用于向下压紧所述待加工工件；
所述夹紧机构(7)包括固定板(71)、活动板(72)、活动杆(73)和弹簧，所述固定板(71)和所述活动板(72)分别位于所述放置面板(5)的相对两侧，所述固定板(71)固定在所述放置面板(5)上，所述放置面板(5)侧部开设有圆槽，所述圆槽内设置有弹簧，所述弹簧一端与所述圆槽底部固定，另一端与所述活动杆(73)固定，所述活动杆(73)插设在所述圆槽内且与其滑动设置，所述活动杆(73)一端与弹簧固定，另一端与活动板(72)固定，所述活动板(72)和所述固定板(71)分别与所述待加工工件两侧抵紧。
2.根据权利要求1所述的一种自动双面焊接机，其特征是：所述固定机构(4)位于所述机箱(1)一侧，所述固定机构(4)包括悬臂(41)和伸缩气缸(42)，所述悬臂(41)呈L型且一端固定在所述转动轴(34)上，另一端用于固定伸缩气缸(42)，所述伸缩气缸(42)推动杆朝向所述放置面板(5)一侧且与所述固定块(23)固定，所述升降气缸(21)固定在所述固定块(23)上。
3.根据权利要求1所述的一种自动双面焊接机，其特征是：所述Y轴传动模组(8)包括第一电机(81)、主动轴(82)、从动轴(83)和链条(86)，所述第一电机(81)与所述主动轴(82)固定，所述主动轴(82) 上固定有主动轮(84)，所述主动轮(84)设置有两个，两个所述主动轮(84)分别固定在所述主动轴(82)两端且分别位于所述机箱(1)的相对两侧；
所述从动轴(83)上固定有从动轮(85)，所述从动轮(85)设置有两个，两个所述从动轮(85)分别固定在所述从动轴(83)两端且分别位于所述机箱(1)的相对两侧，所述链条(86)一端套在所述主动轮(84)上，另一端套在所述从动轮(85)上，所述链条(86)分别与所述主动轮(84)和所述从动轮(85)啮合设置；
所述X轴传动模组(9)固定在所述链条(86)上。
4.根据权利要求3所述的一种自动双面焊接机，其特征是：所述X轴传动模组(9)包括第二电机(91)、移动板(92)和丝杆(93)，所述移动板(92)底部固定有垫板(98)，所述垫板(98)固定在所述链条(86)上，所述第二电机(91)固定在所述移动板(92)上，所述丝杆(93)与所述第二电机(91)输出轴连接，所述丝杆(93)上套设有移动台(94)，所述移动台(94)与所述丝杆(93)螺纹连接，所述移动台(94)底部开设有滑槽(96)，所述移动板(92)上设置有滑轨(95)，所述滑槽(96)与所述滑轨(95)滑动设置，所述放置面板(5)固定在所述移动台(94)上。
5.根据权利要求4所述的一种自动双面焊接机，其特征是：所述X轴传动模组(9)还包括限位块(97)，所述丝杆(93)一端与所述第二电机(91)固定，另一端与所述限位块(97)转动连接，所述限位块(97)固定在所述移动板(92)上。
6.根据权利要求1所述的一种自动双面焊接机，其特征是：所述定位机构(6)至少设置有两个。
7.根据权利要求1所述的一种自动双面焊接机，其特征是：所述夹紧机构(7)设置有两个，两个所述夹紧机构(7)分别位于所述槽孔(11)两侧且分别用于固定两个待焊接工件。
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