CN110883430A - 一种钢丝环装夹焊接设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钢丝环装夹焊接设备，与钢丝成型机配合使用，钢丝环装夹焊接设备包括：移动夹持装置、装夹定位装置、顶料装置、焊接装置以及控制器。本发明实现了对成型后的半成品钢丝环的夹持、移动、端口闭合、端口压紧、端口焊接的一系列工序，提高了钢丝环制备工艺的自动化程度，不再需要通过人手操作夹具来接合钢丝环的两端，降低了生产人员的劳动强度；另外，钢丝环接合的稳定性得到了很大的提高，进而提高了焊接品质和产品良率，同时极大地提高了生产效率。

Description

一种钢丝环装夹焊接设备
技术领域
本发明涉及机械设备领域，具体涉及一种钢丝环装夹焊接设备。
背景技术
钢丝环，顾名思义是一种利用钢丝绕成环状的工件，在小家电等行业内有比较广泛的应用。例如在两个塑胶件的连接处内嵌套一个钢丝环，然后通过高温将两塑胶件进行热熔，钢丝环即可被固定在两塑胶件的内部，使两者无法分离，起到接合密封的作用。
钢丝环的制备主要有以下工序：1、通过钢丝成型机将原料钢丝卷上的一段既定长度的钢丝加工成型(环形、圆形、方形或异形)，然后将其从钢丝卷上切割下来；参阅图1-图2，此时钢丝的两端口断开，呈一段不闭合的环形。2、得到该半成品后，需要将钢丝的两端对准、接合，然后在接合处进行焊接(在有间隙存在的情况下无法焊接熔合)，使两端熔合连接，形成闭合的钢丝环成品。
目前，在上述第二点的焊接工艺中，主要是由人工通过专门的夹具将钢丝的两端接合，再焊接成型，该方法存在劳动强度大，生产效率低，合格率低，品质不稳定等缺陷。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种钢丝环夹持焊接设备，其可以对成型后的半成品钢丝完成夹持、移动、端口对准、端口压紧、端口焊接闭合的一系列工序，使钢丝环的制造工艺实现自动化。
本发明通过以下的技术方案来实现：
一种钢丝环装夹焊接设备，所述钢丝环装夹焊接设备与钢丝成型机配合使用，所述钢丝环装夹焊接设备包括：
移动夹持装置，包括第一导轨、第一驱动机构、手指气缸以及取件夹具；所述第一驱动机构用于驱动所述第一导轨的滑块纵向移动；所述手指气缸固定连接在所述第一导轨的滑块上，所述取件夹具包括两个夹持部，分别固定连接在所述手指气缸的输出端上；装夹定位装置，包括第二导轨、第二驱动机构以及定位夹具；所述第二导轨和所述第二驱动机构的数量均为两个，并左右对称设置；所述第二驱动机构用于驱动所述第二导轨的滑块横向运动；所述定位夹具固定连接在所述第二导轨的滑块上；所述定位夹具设置在所述取件夹具的端部，包括两个左右设置的齿形导向块，所述齿形导向块上间隔设置有钢丝压合板和压板导向槽，左右两侧的所述钢丝压合板和所述压板导向槽呈齿形交错设置，所述钢丝压合板适于与所述压板导向槽咬合，所述钢丝压合板上设置有容纳单根钢丝宽度的钢丝容腔；当两侧的所述齿形导向块相互咬合时，所有所述钢丝容腔均处在同一水平直线方向上；顶料装置，包括第三驱动机构和顶料摆块；所述第三驱动机构用于驱动所述顶料摆块运动；所述顶料摆块设置在所述齿形导向块的端部，以对钢丝环的外侧实现压紧或松开；焊接装置，所述焊接装置设置在所述齿形导向块的上方；控制器，至少与所述第一驱动机构、所述第二驱动机构、所述第三驱动机构和所述焊接装置电连接；所述控制器内设有预编程序，以控制工作流程循环。
进一步地，所述顶料摆块的一端与所述第三驱动机构连接，所述顶料摆块的中部与所述齿形导向块可转动连接，以使所述顶料摆块的另一端形成摆动部。
进一步地，所述顶料装置还包括连杆和弹簧；所述连杆的两端分别与所述第三驱动机构和所述顶料摆块固定连接，所述弹簧套接于所述连杆外。
进一步地，所述移动夹持装置还包括缓冲限位杆；所述缓冲限位杆固定设置在所述第一导轨的侧部，并适于与所述第一导轨的滑块实现限位抵接。
进一步地，所述钢丝环装夹焊接设备还包括人机交互界面；所述人机交互界面与所述控制器电连接。
进一步地，所述第一驱动机构为第一气缸；所述第一气缸的输出端与所述第一导轨的滑块固定连接。
进一步地，所述第二驱动机构为第二气缸；所述第二气缸的输出端与所述第二导轨的滑块固定连接。
进一步地，所述第三驱动机构为第三气缸；所述第三气缸的输出端通过连杆与所述顶料摆块连接。
进一步地，所述焊接装置为激光焊枪；所述激光焊枪设置在所述齿形导向块的上方。
进一步地，所述钢丝环装夹焊接设备包括机台；所述移动夹持装置、所述装夹定位装置、所述顶料装置、所述焊接装置均固定安装在所述机台上。
相比于现有技术，本发明能达到的有益效果为：第一驱动机构驱动手指气缸运动，取件夹具运动至钢丝成型机处，取出未闭合的钢丝环，移动至焊接工位；第二驱动机构驱动两侧的定位夹具向中间的钢丝环移动，齿形导向块咬合并夹持钢丝环，使钢丝环的两端口在同一直线上对准；第三驱动机构驱动顶料摆块运动，顶料摆动压紧钢丝环的一侧，使两端口紧密抵接；焊接装置对两端口的接合处进行焊接熔合，使钢丝环成闭合状。本发明实现了对成型后的半成品钢丝环的夹持、移动、端口对准、端口压紧、端口焊接闭合的一系列工序，提高了钢丝环制备工艺的自动化程度，不再需要通过人手操作夹具来接合钢丝环的两端，降低了生产人员的劳动强度；另外，钢丝环接合的稳定性得到了很大的提高，进而提高了焊接品质和产品良率，同时极大地提高了生产效率。
附图说明
图1为焊接前的半成品钢丝环和焊接后的成品钢丝环的正视图；
图2为焊接前的半成品钢丝环和焊接后的成品钢丝环的立体示意图；
图3为钢丝成型机和本发明的配合示意简图；
图4为钢丝成型机和本发明的立体示意图；
图5为本发明的立体示意图；
图6为移动夹持装置的立体示意图；
图7为装夹定位装置及顶料装置的立体示意图；
图8为装夹定位装置及顶料装置的另一立体示意图；
图9为定位夹具处于咬合状态的立体图；
图10为定位夹具处于咬合状态的正视图；
图11为定位夹具处于张开状态的立体图；
图12为顶料装置的立体示意图。
图中：10、钢丝环；11、焊点；20、钢丝成型机；30、第一导轨；40、第一气缸；50、手指气缸；60、取件夹具；70、缓冲限位杆；80、第二导轨；90、第二气缸；100、定位夹具；101、齿形导向块；102、钢丝压合板；103、压板导向槽；104、钢丝容腔；110、第三气缸；120、顶料摆块；130、连杆；140、弹簧；150、激光焊枪；160、人机交互界面；170、机台。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
本发明公开了一种钢丝环装夹焊接装置，与钢丝成型机20配合使用。
如图3所示，钢丝成型机20将原料钢丝卷上的一段既定长度的钢丝加工成型，然后通过切刀将其从原料卷上切割出来，得到钢丝环10的半成品。参阅图1-图2，本发明的技术目的在于取出钢丝环10半成品，并将其焊接成闭环状的成品，钢丝环10两端口接合处为焊点11。钢丝成型机20为已有设备，在此不再对其结构及原理进行赘述。
参阅图4-图5，本发明包括以下部分：
移动夹持装置，包括第一导轨30、第一驱动机构、手指气缸50以及取件夹具60，参阅图6。第一驱动优选为第一气缸40，也可以采用直线电机或其他直线驱动机构替代。第一气缸40的输出端与第一导轨30的滑块固定连接，用于驱动第一导轨30的滑块纵向移动；手指气缸50固定连接在第一导轨30的滑块上，取件夹具60又固定连接在手指气缸50的输出端；取件夹具60包括两个夹持部，呈钳状，并随着手指气缸50的张合实现夹持。优选地，移动夹持装置还包括缓冲限位杆70；缓冲限位杆70固定设置在第一导轨30的侧部，并适于与第一导轨30的滑块实现限位抵接。
移动夹持装置的工作原理为：第一气缸40驱动手指气缸50和取件夹具60向前纵向运动，至钢丝成型机20处，通过手指气缸50的张合，取件夹具60从钢丝成型机20上取出钢丝环10半成品，然后沿第一导轨30向后运动到焊接工位，等待下一步工序。
装夹定位装置，包括第二导轨80、第二驱动机构以及定位夹具100，参阅图7-图8。第二驱动机构优选为第二气缸90，也可以采用直线电机或其他直线驱动机构替代。第二导轨80和第二气缸90的数量均为2个，并左右对称设置；第二气缸90的输出端与第二导轨80的滑块固定连接，用于驱动第二导轨80的滑块横向运动，因此两侧的滑块可往中间运动；定位夹具100固定连接在第二导轨80的滑块上，并位于取件夹具60的端部；定位夹具100包括2个左右设置的齿形导向块101，参阅图9-图11，每个齿形导向块101上间隔设置有钢丝压合板102和压板导向槽103，左右两侧的钢丝压合板102和压板导向槽103呈齿形交错设置，钢丝压合板102适于与压板导向槽103咬合，同时钢丝压合板102上设置有容纳单根钢丝宽度的钢丝容腔104。当两侧的齿形导向块101相互咬合时，所有的钢丝容腔104会在同一水平直线方向上对准，见图10。
装夹定位装置的工作原理为：由于从钢丝成型机20上切割下来的钢丝环10半成品的两端呈左右错位，两者的方向不在同一直线上(参阅图2)，因此需要通过装夹定位装置来使钢丝环10的两端对准。第二气缸90驱动齿形导向块101咬合，随着钢丝压合板102的移动，钢丝环10的两端会分别受到两侧钢丝容腔104的挤压，并逐渐靠中间方向变形；当齿形导向块101完成咬合时，两侧的钢丝容腔104均处于同一水平直线上，因此钢丝环10的两端也会被挤压至同一直线上，此时两端口就可以实现对准。
顶料装置，包括第三驱动机构和顶料摆块120，参阅图7-图8、图12。其中第三驱动机构优选为第三气缸110，也可以采用直线电机或其他直线驱动机构替代。第三驱动机构与顶料摆块120连接，用于驱动顶料摆块120运动，同时顶料摆块120设置在齿形导向块101的端部，以对钢丝环10的外侧实现压紧或松开；通过顶料摆块120的运动来顶动钢丝环10，使方向对准后的钢丝环10端口能实现压紧接合。
优选地，顶料摆块120的一端和第三气缸110连接，顶料摆块120的中部与齿形导向块101可转动连接；当第三气缸110驱动顶料摆块120时，顶料摆块120的另一端会做摆动运动，从而对钢丝环10实现压紧或松开。更优选地，顶料装置还包括连杆130和弹簧140；连杆130的两端分别与第三气缸110和顶料摆块120固定连接，作为转接件；弹簧140套接在连杆130外，确保顶料摆块120每次对钢丝环10外侧施加的压力一致，提高稳定性。
顶料装置的工作原理在于：钢丝环10的两端口在装夹定位工序只实现了方向对准，两端口尚未闭合，在有间隙存在的情况下无法焊接熔合。因此，通过第三气缸110驱动顶料摆块120作摆动运动，对齿形导向块101上的钢丝环10外侧施加压力，钢丝环10向内收紧，使两端口紧密闭合，为后续的焊接工序做好准备工作。
焊接装置，优选为激光焊枪150，设置在齿形导向块101的上方，用于对压紧闭合后的钢丝环10进行焊接熔合，使其成为闭环状的成品。
人机交互界面160，与控制器电连接，用于生产人员输入工作指令以及控制设备的开关。
控制器，至少与第一气缸40、第二气缸90、第三气缸110和激光焊枪150电连接；控制器内设有预编程序，用于控制各气缸的运动、触发焊接机的信号等。
机台170，作为设备的框架部分，为各部件起到安装及支承的作用；上述的移动夹持装置、装夹定位装置、顶料装置、焊接装置、人机交互界面160等均安装在机台170上。
另外，在钢丝成型机20上还可加设一个传感器，与本设备完成信号对接。每成型一个钢丝环10后，钢丝成型机20上的切刀需往复运动一次进行切断，切刀动作触发到传感器，启动本设备开始进行工作，以此实现钢丝成型机20与本设备的联动，实现钢丝环10成型的全自动化。
下面对本发明的工作流程进行完整说明：1、钢丝成型机20使钢丝环10成型后切断，切刀触发传感器信号，启动本设备开始工作；2、第一气缸40驱动取件夹具60向前运动至钢丝成型机20处，手指气缸50动作，取件夹具60取出钢丝环10，然后向后运动至焊接工位上；3、第二气缸90分别驱动两侧的齿形导向块101咬合，使钢丝环10的两端受到挤压并变形，两端口在同一水平直线方向上对准；4、第三气缸110驱动顶料摆块120运动，顶料摆块120对钢丝环10的外侧施加压力，钢丝环10向内收紧，两端口紧密闭合；5、控制器触发激光焊枪150的焊接信号，对压紧闭合后的钢丝环10进行焊接熔合，使其成为闭环状的成品。
通过对上述实施例的详细阐述，可以理解，本发明实现了对成型后的半成品钢丝环的夹持、移动、端口闭合、端口压紧、端口焊接的一系列工序，提高了钢丝环制备工艺的自动化程度，不再需要通过人手操作夹具来接合钢丝环的两端，降低了生产人员的劳动强度；另外，钢丝环接合的稳定性得到了很大的提高，进而提高了焊接品质和产品良率，同时极大地提高了生产效率。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种钢丝环装夹焊接设备，其特征在于，所述钢丝环装夹焊接设备与钢丝成型机配合使用，所述钢丝环装夹焊接设备包括：
移动夹持装置，包括第一导轨、第一驱动机构、手指气缸以及取件夹具；所述第一驱动机构用于驱动所述第一导轨的滑块纵向移动；所述手指气缸固定连接在所述第一导轨的滑块上，所述取件夹具包括两个夹持部，分别固定连接在所述手指气缸的输出端上；
装夹定位装置，包括第二导轨、第二驱动机构以及定位夹具；所述第二导轨和所述第二驱动机构的数量均为两个，并左右对称设置；所述第二驱动机构用于驱动所述第二导轨的滑块横向运动；所述定位夹具固定连接在所述第二导轨的滑块上；所述定位夹具设置在所述取件夹具的端部，包括两个左右设置的齿形导向块，所述齿形导向块上间隔设置有钢丝压合板和压板导向槽，左右两侧的所述钢丝压合板和所述压板导向槽呈齿形交错设置，所述钢丝压合板适于与所述压板导向槽咬合，所述钢丝压合板上设置有容纳单根钢丝宽度的钢丝容腔；当两侧的所述齿形导向块相互咬合时，所有所述钢丝容腔均处在同一水平直线方向上；
顶料装置，包括第三驱动机构和顶料摆块；所述第三驱动机构用于驱动所述顶料摆块运动；所述顶料摆块设置在所述齿形导向块的端部，以对钢丝环的外侧实现压紧或松开；
焊接装置，所述焊接装置设置在所述齿形导向块的上方；
控制器，至少与所述第一驱动机构、所述第二驱动机构、所述第三驱动机构和所述焊接装置电连接；所述控制器内设有预编程序，以控制工作流程循环。
2.如权利要求1所述的钢丝环装夹焊接设备，其特征在于，所述顶料摆块的一端与所述第三驱动机构连接，所述顶料摆块的中部与所述齿形导向块可转动连接，以使所述顶料摆块的另一端形成摆动部。
3.如权利要求2所述的钢丝环装夹焊接设备，其特征在于，所述顶料装置还包括连杆和弹簧；所述连杆的两端分别与所述第三驱动机构和所述顶料摆块固定连接，所述弹簧套接于所述连杆外。
4.如权利要求1所述的钢丝环装夹焊接设备，其特征在于，所述移动夹持装置还包括缓冲限位杆；所述缓冲限位杆固定设置在所述第一导轨的侧部，并适于与所述第一导轨的滑块实现限位抵接。
5.如权利要求1所述的钢丝环装夹焊接设备，其特征在于，所述钢丝环装夹焊接设备还包括人机交互界面；所述人机交互界面与所述控制器电连接。
6.如权利要求1所述的钢丝环装夹焊接设备，其特征在于，所述第一驱动机构为第一气缸；所述第一气缸的输出端与所述第一导轨的滑块固定连接。
7.如权利要求1所述的钢丝环装夹焊接设备，其特征在于，所述第二驱动机构为第二气缸；所述第二气缸的输出端与所述第二导轨的滑块固定连接。
8.如权利要求3所述的钢丝环装夹焊接设备，其特征在于，所述第三驱动机构为第三气缸；所述第三气缸的输出端通过连杆与所述顶料摆块连接。
9.如权利要求1所述的钢丝环装夹焊接设备，其特征在于，所述焊接装置为激光焊枪；所述激光焊枪设置在所述齿形导向块的上方。
10.如权利要求1-9任一项所述的钢丝环装夹焊接设备，其特征在于，所述钢丝环装夹焊接设备包括机台；所述移动夹持装置、所述装夹定位装置、所述顶料装置、所述焊接装置均固定安装在所述机台上。
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