CN109500539A - 高效焊接设备 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了高效焊接设备，包括转盘、螺母防错检测装置及凸焊机，转盘连接驱动其绕其轴线自转的转盘驱动装置且其顶面设置有至少四个均分转盘的载料台，载料台包括可向转盘外侧翻转下料的翻板及用于定位螺母且穿过翻板的定位销，当所述螺母防错检测装置与一个翻板的位置对应时，所述凸焊机与相邻的另一个翻板的位置对应。本方案设计精巧，结构简单，通过在可自转的转盘上设置多个载料台，从而可以在一个载料台上的工件进行焊接的同时，其他载料台上进行上料、下料、检测操作，能够有效缩短单个工件焊接所用时间，提高时间的利用率和加工效率；同时，工作人员只要负责上料工序，其他工序自动化进行，劳动强度低，自动化程度改善。

Description

高效焊接设备

技术领域

本发明涉及焊接设备，尤其是高效焊接设备。

背景技术

在汽车加工领域，需要将螺母固定到各种零件上以便后续组装，在将螺母焊接到零件上时，往往由一个工人先将待焊的螺母和工件放置于承载治具上，并由人工或通过检测设备确认螺母是否放置错误，当确认无误后，人工启动焊机进行焊接，焊接完成后，人工或通过自动化设备下料，这样的焊接工序中，工件及螺母始终位于一个承载治具上，在螺母防错检测、焊接及自动下料的过程中，工作人员往往只能等待，无法充分利用每个加工工序所需的时间，造成了时间成本的增加，不利于焊接效率的提高。

并且，在焊接过程中，上料、焊机的启动、下料操作等均由一个工作人员操作，劳动强度大。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种高效焊接设备。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

高效焊接设备，包括转盘、螺母防错检测装置及凸焊机，所述转盘连接驱动其绕其轴线自转的转盘驱动装置且其顶面设置有至少四个均分所述转盘的载料台，所述载料台包括可向转盘外侧翻转下料的翻板及用于定位螺母且穿过所述翻板的定位销，所述螺母防错检测装置、凸焊机位于所述转盘的上方，且当所述螺母防错检测装置与一个翻板的位置对应时，所述凸焊机与相邻的另一个翻板的位置对应。

优选的，所述的高效焊接设备中，所述螺母防错检测装置包括检测传感器，所述检测传感器位置可调地设置于驱动其沿纵向移动的升降装置上。

优选的，所述的高效焊接设备中，所述凸焊机包括可升降的焊头，所述焊头的前方设置有与其同步升降的防护板。

优选的，所述的高效焊接设备中，所述转盘驱动装置包括电机，所述电机通过分度器连接所述转盘。

优选的，所述的高效焊接设备中，所述载料台包括基板，所述基板靠近转盘边缘的一侧设置有一对支柱，两个所述支柱上开设有等高的孔，一转轴的两端可转动地插设于两个孔中，所述转轴上设置所述翻板且其一端连接驱动其自转的转轴驱动机构。

优选的，所述的高效焊接设备中，所述载料台包括基板，所述基板靠近转盘边缘的一侧设置有一对支柱，两个所述支柱上开设有腰型孔，一转轴的两端可上下移动地插设于两个腰形孔中，所述转轴上设置所述翻板及位于其两侧的从动板，所述转轴还通过铰链连接分别位于所述从动板下方的传动件，所述传动件可滑动地设置于沿纵向延伸的导轨上；所述高效焊接设备还包括驱动所述传动件升降且位于转盘下方的顶升机构，所述基板及转盘上开设有供所述顶升机构的顶杆通过的通孔。

优选的，所述的高效焊接设备中，所述载料台包括基板，所述基板靠近转盘边缘的一侧设置有一对支柱，两个所述支柱上开设有孔，一转轴的两端可转动地插设于两个孔中，所述转轴上设置所述翻板及位于翻板两侧的从动板，两个所述从动板分别枢轴连接一顶杆，且从动板和顶杆分别连接一套装于枢轴外周的扭簧的一端，所述顶杆的下端枢轴连接一导向杆，所述导向杆穿过所述基板上开设的通孔，所述高效焊接设备还包括驱动所述导向杆升降且位于转盘下方的顶升机构，所述转盘上开设与所述基板上的通孔对应的孔。

优选的，所述的高效焊接设备中，所述腰型孔的延伸方向与所述支柱的延伸方向保持0°-30°的夹角；

优选的，所述的高效焊接设备中，还包括用于将所述载料台上的成品移载至成品箱中的下料机械人；所述下料机器人包括气动夹爪，所述气动夹爪设置于驱动其沿纵向往复移动的气缸上，所述气缸设置于驱动其从所述载料台的上方移动到转盘外侧的平移装置。

优选的，所述的高效焊接设备中，所述气缸为双头气缸。

本发明技术方案的优点主要体现在：

本方案设计精巧，结构简单，通过在可自转的转盘上设置多个载料台，从而可以在一个载料台上的工件进行焊接的同时，其他载料台上进行上料、下料、检测操作，能够有效缩短单个工件焊接所用时间，提高时间的利用率和加工效率；同时，工作人员只要负责上料工序，其他工序自动化进行，劳动强度低，自动化程度改善。

本方案的载料台具有多种可行的结构，可以根据应用场景需要进行调整，应用的灵活性更好。在优选的结构中，多个载台可以采用一个顶升装置实现翻板的翻动，从而设备的整体结构更加精简，所需的动力源减少，产生能耗更少。

下料机械人的增加可以有效弥补翻转下料不适用于较大工件的问题，能够更好的契合不同类型工件的自动下料要求；同时双头气缸下料能够有效的解决下料高度过高的问题，降低工件掉落时出现损伤的风险。

附图说明

图 1 是本发明的俯视图；

图 2 是本发明的主视图；

图 3是本发明的侧视图；

图4是本发明转盘及载料台的俯视图（图中隐去一个载料台）；

图5是本发明的载料台的第二种实施例的主视图及第三种实施例的侧视图；

图6是本发明的载料台的第三中实施例的主视图及第二种实施例的侧视图；

图7是本发明的载料台的主视图；

图8是图2中A区域的放大图。

具体实施方式

本发明的目的、优点和特点，将通过下面优选实施例的非限制性说明进行图示和解释。这些实施例仅是应用本发明技术方案的典型范例，凡采取等同替换或者等效变换而形成的技术方案，均落在本发明要求保护的范围之内。

在方案的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。并且，在方案的描述中，以操作人员为参照，靠近操作者的方向为近端，远离操作者的方向为远端。

下面结合附图对本发明揭示的高效焊接设备进行阐述，如附图1所示，其包括转盘1、螺母防错检测装置2及凸焊机3，所述转盘1连接驱动其绕其轴线自转的转盘驱动装置4且其顶面设置有至少四个均分所述转盘1的载料台5，所述载料台5包括用于放置工件且可向转盘1外侧翻转下料的翻板51以及用于定位螺母且穿过所述翻板51的定位销52，所述螺母防错检测装置2、凸焊机3的焊头位于所述转盘1的上方，且当所述螺母防错检测装置2与一个翻板51的位置对应时，所述凸焊机3的焊头与相邻的另一个翻板51的位置对应。

其中，如附图1所示，所述转盘1近似为一圆盘，当然也可以是一正方体或其他边数更多的正多边形，如附图2、附图3所示，所述转盘驱动装置4包括电机41，所述电机41通过分度器42连接所述转盘1的底部中心位置，从而可以精确的控制转盘1的转动角度；当然，所述转盘驱动装置也可以是其他设备或结构，如可以采用旋转气缸进行驱动，或者以电机作为动力源，以齿轮传动或皮带传动作为传动结构，此处均为现有技术，不再赘述。

如附图2所示，所述螺母防错检测装置2包括检测传感器21，所述检测传感器21通过检测其感应范围内是否有螺母来判定螺母是否放置颠倒，所述检测传感器21位置可调地设置于驱动其沿纵向Z移动的升降装置（图中未示出）上，具体的，所述检测传感器21通过一XYZ三轴调节器22连接所述升降装置的动力输出件，从而可以根据不同的位置需要调整检测传感器21的水平位置和纵向高度，所述升降装置可以是气缸或电缸等装置或具有驱动其沿直线移动的设备或机构，为已知技术，在此不再赘述。

如附图3所示，所述凸焊机3包括可升降的焊头31，所述焊头31的前方设置有与其同步升降的防护板32，所述防护板32可以是与电焊护目镜相似的镜片或者其他具有眼睛防护和防火花溅射的材质，从而可以有效的通过防护板32对焊接时产生的火花、烟尘等进行遮挡，避免对凸焊机的其他部分造成污染和损伤，同时对操作人员的双眼进行防护。

并且，如附图3所示，所述凸焊机3还包括设置于所述转盘1下方的第一电极34及设置于每个载料台5底部的第二电极33，所述第一电极34设置于驱动其升降的升降装置35上且连接电源（图中未示出），每个第二电极33满足当其所在的载料台5转动到凸焊机3处时，所述第二电极33与所述第一电极34位置对应，并且所述第二电极33位于所述转盘1上开设的通孔或缺口且所述电极33与所述定位销52连接；焊接时，每个载料台5转动到所述凸焊机3处时，所述升降装置35驱动所述第一电极34顶升并与所述第二电极33接触，从而进行供电。当然，除了采用凸焊机，也可以是各种其他的焊接设备，如激光焊接、超声焊接设备等。

所述载料台5可以是各种可行的结构，在第一种优选的实施例中，如附图4所示，所述载料台5包括设置于所述转盘1边缘位置的基板53，所述基板53靠近转盘1边缘的一侧设置有一对保持间隙的支柱54，两个所述支柱54上开设有等高的孔（图中未示出），一转轴55的两端可转动地插设于两个孔中，所述转轴55的中间区域为平板结构，其两端为圆柱结构，并且在所述平板上设置有一组间隙设置的连接孔551，从而可以根据需要，调整翻板51在转轴55上的位置，平板结构两端的圆柱结构通过轴承固定在所述孔中；所述转轴55上设置所述翻板51且其一端延伸到所述支柱54外部并连接驱动其自转的转轴驱动机构（图中未示出），如电机或旋转气缸等，下料时，由所述转轴驱动机构驱动转轴自转，从而带动翻板51翻转实现下料。

在这种结构中，位于所述翻板51上的用于定位销52通过的通孔还需要满足在所述翻板51翻转过程中，不会与所述定位销52接触或干涉而影响翻板51的翻转，因此，所述通孔包括一与所述定位销52工作的圆孔部分，还包括一长条状的孔部分（图中未示出），当然，所述通孔也可以是一直径足够大的圆孔。

在第二种优选的实施例中，如附图5、附图6所示，所述载料台5包括基板53，所述基板53靠近转盘1边缘的一侧设置有一对支柱54，两个所述支柱54上分别开设有腰型孔541，一转轴55的两端可上下移动地插设于两个腰形孔541中，所述转轴55上设置所述翻板51且其两端分别枢轴连接一传动件56，例如，所述传动件56分别通过一连接件与所述转轴55连接，所述传动件56可滑动地设置于沿纵向Z延伸的导轨57上，具体是通过连接一可沿所述导轨57滑动的滑块（图中未示出）来实现相对所述导轨57滑动。

如附图5所示，所述高效焊接设备还包括能够驱动所述传动件56升降且位于转盘1下方的顶升机构59，所述顶升机构59包括一对与两个所述传动件56对应的顶杆591，两个所述顶杆591垂直一安装板592上，所述安装板592设置于一气缸593的活塞杆上，并且所述基板53及转盘1上开设有供所述顶杆591通过的通孔。

进一步，所述载料台5还包括驱动所述翻板51绕所述转轴55转动的翻转驱动机构58，例如，所述翻转驱动机构58是设置在所述翻板51底部且活塞杆朝向所述翻板51的气缸（图中未示出），从而通过气缸的活塞杆上顶实现翻板51的翻转，并且所述转轴55和所述支柱54之间还设置有扭簧以防止所述翻板51过渡翻转，或者，所述气缸驱动所述翻板51翻动的角度不超过85°。

当然，所述翻转驱动机构58还可以是下述结构，如附图5所示，其包括设置在所述转轴55上位于所述翻板51两侧的传动板581，在两个所述传动板581的下方分别设置有驱动其翻转的上顶机构（图中未示出），所述上顶机构例如可以是一个设置在所述基板23的气缸，或是其他能够顶升的结构，并且在所述传动件56的两侧还设置有限制所述翻板51翻动角度的L形限位件582，所述L形限位件582高度可调的设置在所述传动件56上。

在这种结构中，工作时，首先通过顶升机构59驱动所述传动件56抬升，从而使所述转轴55抬升并带动所述翻板51抬升至所述定位销52的上方，在顶升机构59上顶的同时或之后，通过所述翻转驱动机构58驱动所述翻板51翻转，此时，所述翻板51上供所述定位销52穿过的通孔不需要特殊的避让定位销52的结构。

进一步，所述腰型孔541朝所述支柱54的外侧边方向延伸，其延伸方向与所述支柱54的延伸方向保持0°-30°的夹角，从而在所述转轴55抬升过程中，能够产生斜向上的力，便于后续翻板51在的翻转，同时，为了避免顶升机构59与传动件56底部频繁的硬接触造成相互的损伤，如附图5所示，所述传动件56的底部和/或所述顶杆591的顶部设置有缓冲垫510。

在第三种优选的实施例中，如附图5、附图6所示，所述载料台5包括基板53，所述基板53靠近转盘1边缘的一侧设置有一对支柱54，两个所述支柱54上开设有腰型孔541，一转轴55的两端可转动地插设于两个腰型孔541中，所述转轴55上设置所述翻板51及位于翻板51两侧的从动板520，两个所述从动板520的分别枢轴连接一位于其外侧边且向其下方延伸的顶杆530，且所述从动板520和顶杆530分别连接一套装于枢轴外周的扭簧540的一端，所述顶杆530的下端枢轴连接一导向杆550，所述导向杆550可滑动地插接于一位于支架560上的轴套570中且穿过所述基板53上开设的通孔，所述高效焊接设备还包括驱动所述导向杆550升降且位于转盘1下方的顶升机构59，所述顶升机构59与第二实施例的顶升机构的结构相同，在此不再赘述，所述转盘1上开设有与所述基板53上的通孔对应的孔。

工作时，所述顶升机构59驱动所述导向杆550上移，并使所述转轴55整体上移到一定高度后，随着所述顶升机构59继续顶升，所述导向杆550继续上升驱动所述从动板520翻转从而带动所述翻板51翻转，在这种结构中，多个载料台5可以共用一个顶升机构59，因此可以有效的减少动力源的数量，简化了设备结构。

并且，如附图6所示，所述载料台5中的定位销52可浮动地插接于所述基板53上设置的固定套580中，其相对所述固定套580浮动主要是通过在固定套580内形成一纵截面为凸字形的通道，并使所述定位销52具有与所述通道匹配的形状，同时，在所述定位销52和通道底部之间设置弹簧、弹片等弹性件来实现，从而在放置螺母时，能够通过定位销52的浮动来便于螺母快速套装至定位销52中，且减少两者硬接触造成的损伤。

更进一步，如附图7所示，所述载料台5还包括设置于基板53上且被所述固定套580穿过的支撑板590，所述支撑板590的底部设置有导向气缸5100以保证支撑板590安装的位置度，所述安装板590上设置有通过定位柱5200与其保持相对位置的工装5300，所述工装5300与所述翻板51配合承载待焊接件，所述工装5300包括被所述固定套580贯穿的平板53001及位于平板53001上的把手53002、支撑台53003，并且，根据不同的待焊接件的形状，所述支撑台可以具有不同的形状，从而可以根据不同的需要，通过把手快速更换工装5300。

另外，上述的翻转下料形式，对于一些较小的零件较为实用，但是对于一些较大、较重的零件，翻转动作往往无法使产品从翻板上脱离，此时就无法保证下料的稳定性，严重影响后续的焊接作业，对应的，如附图1所示，所述高效焊接设备还包括用于将所述载料台5上的成品移载至成品箱（图中未示出）中的下料机械人6。

如附图8所示，所述下料机械人6包括气动夹爪61，所述气动夹爪61包括两个平行的由气缸613驱动的夹板611，两个夹板611相对的端面处分别设置有防滑垫612，所述防滑垫612相对的端面为锯齿状，所述气动夹爪61设置于一驱动其沿纵向Z往复移动的气缸62上，所述气缸62为双头气缸，取料时，其一侧的气缸伸出；下料至所述成品箱中时，所述气缸62的两侧均伸出，从而能够降低气动夹爪61夹持的产品的下落高度，减少产品损伤，所述气缸62设置于一沿水平方向延伸到所述转盘1外部的电缸或直线模组63的滑块上，所述电缸或直线模组63设置于一支架64上。

整个焊接机工作时，通过各种可行的控制装置，如PLC等，结合各种传感器来控制各动作部件（气缸、焊机、电机、检测传感器等）的启停和运行状态的切换等。

具体工作时，首先通过人工或自动化设备将待焊接件放置于翻板51上并使螺母套装在定位销外周，接着所述转盘驱动装置驱动所述转盘转动90°至所述螺母防错检测装置2下方，所述螺母防错检测装置2的传感器下移一定的距离检测是否能够感应到螺母，并将检测信号传给控制系统，当确认螺母放置正确时，所述控制系统控制转盘1再次转动90°至所述凸焊机的下方，所述第一电极和第二电极连接，所述凸焊机3的焊头下移至待焊位置进行焊接，焊接完成后，所述控制装置控制所述转盘1再次转动90°至下料工位，在此处，所述翻板51翻转下料，或通过所述下料机器人7进行下料。

在一个翻板51上的工位进行焊接时，其他的翻板51上可以分别进行下料、上料和螺母防错检测作业，从而极大的提高了加工效率。

本发明尚有多种实施方式，例如，所述载料台的数量可以是更多个，如8个，12个，转盘每次转动的角度相应调整，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.高效焊接设备，其特征在于：包括转盘（1）、螺母防错检测装置（2）及凸焊机（3），所述转盘（1）连接驱动其绕其轴线自转的转盘驱动装置（4）且其顶面设置有至少四个均分所述转盘（1）的载料台（5），所述载料台（5）包括可向转盘（1）外侧翻转下料的翻板（51）及用于定位螺母且穿过所述翻板（51）的定位销（52），当所述螺母防错检测装置（2）与一个翻板（51）的位置对应时，所述凸焊机（3）与相邻的另一个翻板（51）的位置对应。

2.根据权利要求1所述的高效焊接设备，其特征在于：所述螺母防错检测装置（2）包括检测传感器（21），所述检测传感器（21）位置可调地设置于驱动其沿纵向（Z）移动的升降装置上。

3.根据权利要求1所述的高效焊接设备，其特征在于：所述凸焊机（3）包括可升降的焊头（31），所述焊头（31）的前方设置有与其同步升降的防护板（32）。

4.根据权利要求1所述的高效焊接设备，其特征在于：所述转盘驱动装置（4）包括电机（41），所述电机（41）通过分度器（42）连接所述转盘（1）。

5.根据权利要求1所述的高效焊接设备，其特征在于：所述载料台（5）包括基板（53），所述基板（53）靠近转盘（1）边缘的一侧设置有一对支柱（54），两个所述支柱（54）上开设有等高的孔（541），一转轴（55）的两端可转动地插设于两个孔（541）中，所述转轴（55）上设置所述翻板（51）且其一端连接驱动其自转的转轴驱动机构。

6.根据权利要求1所述的高效焊接设备，其特征在于：所述载料台（5）包括基板（53），所述基板（53）靠近转盘（1）边缘的一侧设置有一对支柱（54），两个所述支柱（54）上开设有腰型孔（541），一转轴（55）的两端可上下移动地插设于两个腰形孔（541）中，所述转轴（55）上设置所述翻板（51）且其两端分别枢轴连接一传动件（56），所述传动件（56）可滑动地设置于沿纵向（Z）延伸的导轨（57）上；所述载料台（5）还包括驱动所述翻板（51）绕所述转轴（55）转动的翻转驱动机构（58）；所述高效焊接设备还包括驱动所述传动件（56）升降且位于转盘（1）下方的顶升机构（59），所述基板（53）及转盘（1）上开设有供所述顶升机构（59）的顶杆（591）通过的通孔。

7.根据权利要求1所述的高效焊接设备，其特征在于：所述载料台（5）包括基板（53），所述基板（53）靠近转盘（1）边缘的一侧设置有一对支柱（54），两个所述支柱（54）上开设有腰型孔（541），一转轴（55）的两端可转动地插设于两个腰型孔（541）中，所述转轴（55）上设置所述翻板（51）及位于翻板（51）两侧的从动板（520），两个所述从动板（520）分别枢轴连接一顶杆（530），且从动板（520）和顶杆（530）分别连接一套装于枢轴外周的扭簧（540）的一端，所述顶杆（530）的下端枢轴连接一导向杆（550），所述导向杆（550）穿过所述基板（53）上开设的通孔；所述高效焊接设备还包括驱动所述导向杆（550）升降且位于转盘（1）下方的顶升机构（59），所述转盘（1）上开设与所述基板（53）上的通孔对应的孔。

8.根据权利要求6或7所述的高效焊接设备，其特征在于：所述腰型孔（541）的延伸方向与所述支柱（54）的延伸方向保持0°-30°的夹角。

9.根据权利要求1-7任一所述的高效焊接设备，其特征在于：还包括用于将所述载料台（5）上的成品移载至成品箱中的下料机械人（6），所述下料机器人（6）包括气动夹爪（61），所述气动夹爪（61）设置于驱动其沿纵向（Z）往复移动的气缸（62）上，所述气缸（62）设置于驱动其从所述载料台（5）的上方移动到转盘（1）外侧的平移装置。

10.根据权利要求9所述的高效焊接设备，其特征在于：所述气缸（62）为双头气缸。