CN111055014A - 金属件四轴焊接机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种金属件四轴焊接机，包括机台、焊接装置、旋转调节R轴装置、三轴移动滑台和工件定位治具，旋转调节R轴装置和三轴移动滑台安装于机台，焊接装置安装于三轴移动滑台，工件定位治具可拆卸地安装于旋转调节R轴装置，三轴移动滑台配置为驱动焊接装置沿X轴或者Y轴或者Z轴方向运动；焊接装置配置为对工件定位治具上的工件进行焊接；旋转调节R轴装置配置为对工件定位治具进行旋转。焊接装置在三轴移动滑台的驱动下能够三轴运动，再配合旋转调节R轴装置驱动放置工件的工件定位治具的旋转运动，实现四轴运动，能够在一台机上实现对多个金属件的焊接，实现机台一体焊接，节约人力，提高生产效率。

Description

金属件四轴焊接机
技术领域
本发明涉及焊接设备领域，特别涉及一种金属件四轴焊接机。
背景技术
3C产品是近几年来伴随着电子产业的发展而新兴起的，主要是指计算机类(computer)、通信类(communication)、消费类(consumer)电子产品，在这一行业中，科技的发展日新月异，升级换代频繁，几乎每个月都要推出大量新产品，这也就成为产品设计的热点领域。
目前，针对3C产品有专门的3C行业，3C产品一般是通过大量的零部件组装形成，而焊接则是制造这些3C产品零部件所必不可少的工序之一。
目前市面上，当需要将多个金属件需要焊接在一起时，多为分开使用多个焊接机台焊接，这种焊接方式需要的操作人员多而且生产效率慢。
发明内容
本发明的目的是提供一种焊接方便、焊接效率高、节约人力的金属件四轴焊接机，至少能够解决上述问题之一。
根据本发明的一个方面，提供了一种金属件四轴焊接机，包括机台、焊接装置、旋转调节R轴装置、三轴移动滑台和工件定位治具，旋转调节R轴装置和三轴移动滑台安装于机台，焊接装置安装于三轴移动滑台，工件定位治具可拆卸地安装于旋转调节R轴装置，
三轴移动滑台配置为驱动焊接装置沿X轴或者Y轴或者Z轴方向运动；
焊接装置与工件定位治具相配合，配置为对工件定位治具上的工件进行焊接；
旋转调节R轴装置与工件定位治具相配合，配置为对工件定位治具进行旋转。
由此，本发明提供了一种四轴焊接机，焊接装置在三轴移动滑台的驱动下能够三轴运动，再配合旋转调节R轴装置驱动放置工件的工件定位治具的旋转运动，实现四轴运动，能够在一台机上实现对多个金属件的焊接，实现机台一体焊接，节约人力，提高生产效率。
在一些实施方式中，工件定位治具包括底板以及安装于底板的治具本体、升降压板机构和安装轴，安装轴的一端安装于底板，另一端可拆卸地安装于旋转调节R轴装置，治具本体安装于底板的上方，且用于放置工件，升降压板机构安装于治具本体且位于工件的上方，用于压紧治具本体上的工件。由此，本发明的工件定位治具设有升降压板组件，人工手动将工件放入治具本体后，升降压板组件工作将工件压紧于治具本体，便于后续翻转工作的顺利进行。
在一些实施方式中，升降压板机构包括压板、导柱和第二驱动件，压板通过导柱安装于治具本体，第二驱动件的一端安装于治具本体，另一端与压板固定连接。由此，工件放入治具本体后，第二驱动件开始工作，驱动压板沿着导柱向下运动压紧工件于治具本体上。
在一些实施方式中，旋转调节R轴装置包括第一安装架、第一驱动件和卡盘，第一安装架安装于机台，第一驱动件和卡盘安装于第一安装架，工件定位治具通过安装轴可拆卸地安装于卡盘，第一驱动件的驱动端与卡盘连接，用于驱动卡盘旋转。由此，第一驱动件驱动卡盘旋转，带动安装于卡盘的工件定位治具旋转，进而与焊接装置配合完成焊接工作。
在一些实施方式中，卡盘包括卡盘本体以及安装于卡盘本体端部的多个卡爪，卡盘本体开设有与安装轴相配合的安装孔，卡爪安装于安装孔的外周，用于将安装轴夹紧。由此，卡爪和安装孔的设置便于实现安装轴的安装、固定和拆卸，进而实现工件定位治具与旋转调节R轴装置之间的可拆卸连接。
在一些实施方式中，压板上开设有多个与焊接装置相配合的第一焊接孔。由此，第一焊接孔的开设便于焊接装置进行精准焊接。
在一些实施方式中，治具本体包括侧板，侧板为两块，工件安装于两个侧板之间，每块侧板上均开设有多个与焊接装置相配合的第二焊接孔。由此，第二焊接孔的开设便于焊接装置进行精准焊接。
在一些实施方式中，三轴移动滑台包括X轴直线驱动模组、Y轴直线驱动模组以及Z轴直线驱动模组，Y轴直线驱动模组安装于机台，X轴直线驱动模组安装于Y轴直线驱动模组，Z轴直线驱动模组安装于X轴直线驱动模组，焊接装置安装于Z轴直线驱动模组，X轴直线驱动模组、Y轴直线驱动模组、Z轴直线驱动模组分别用于驱动焊接装置沿X轴、Y轴、Z轴方向运动。
在一些实施方式中，金属件四轴焊接机还包括控制器，控制器安装于机台，控制器与焊接装置、三轴移动滑台、旋转调节R轴装置和工件定位治具均连接。
本发明的有益效果：
本发明提供了一种四轴焊接机，焊接装置在三轴移动滑台的驱动下能够三轴运动，再配合旋转调节R轴装置驱动放置工件的工件定位治具的旋转运动，实现四轴运动，能够在一台机上实现对多个金属件的焊接，实现机台一体焊接，节约人力，提高生产效率。
附图说明
图1为使用本发明的金属件四轴焊接机焊接前的金属件的分解结构示意图；
图2为使用本发明的金属件四轴焊接机焊接后的工件的立体结构示意图；
图3为本发明一实施方式的金属件四轴焊接机的立体结构示意图；
图4为图3所示的金属件四轴焊接机的旋转调节R轴装置的立体结构示意图；
图5为图3所示的金属件四轴焊接机的工件定位治具的立体结构示意图之一；
图6为图3所示的金属件四轴焊接机的工件定位治具的立体结构示意图之二；
图7为图3所示的金属件四轴焊接机的三轴移动滑台的立体结构示意图。
图1～7中的附图标记：1-机台；2-焊接装置；3-旋转调节R轴装置；4-工件定位治具；5-三轴移动滑台；6-工件；21-焊接镜头；22-第二安装架；31-第一安装架；32-第一驱动件；33-卡盘；41-底板；42-升降压板机构；43-治具本体；44-安装轴；51-X轴直线驱动模组；52-Y轴直线驱动模组；53-Z轴直线驱动模组；331-卡盘本体；332-卡爪；421-第二驱动件；422-压板；423-导柱；431-侧板；331a-安装孔；422a-第一焊接孔；431a-第二焊接孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
图1～7示意性地显示了根据本发明的一种实施方式的金属件四轴焊接机。
如图1所示，焊接前的工件包括A、B、C三种金属件，其中A金属件为主体，C金属件为两块。本发明的焊接机需要件A、B、C三种金属件焊接在一起。
该金属件四轴焊接机包括机台1、焊接装置2、旋转调节R轴装置3、三轴移动滑台5和工件定位治具4。旋转调节R轴装置3和三轴移动滑台5安装于机台1。焊接装置2安装于三轴移动滑台5，工件定位治具4可拆卸地安装于旋转调节R轴装置3。
三轴移动滑台5配置为驱动焊接装置2沿X轴或者Y轴或者Z轴方向运动。焊接装置2与工件定位治具4相配合，配置为对工件定位治具4上的工件6进行焊接。
旋转调节R轴装置3与工件定位治具4相配合，配置为对工件定位治具4进行旋转。
如图5和图6所示，本实施方式的工件定位治具4包括底板41以及安装于底板41的治具本体43、升降压板机构42和安装轴44。安装轴44的一端安装于底板41，另一端可拆卸地安装于旋转调节R轴装置3。治具本体43安装于底板41的上方，且用于放置工件6。升降压板机构42安装于治具本体43且位于工件6的上方，用于压紧治具本体43上的工件6。由此，本发明的工件定位治具4设有升降压板机构42，人工手动将工件6放入治具本体43后，升降压板机构42工作将工件6压紧于治具本体43，便于后续翻转工作的顺利进行。
升降压板机构42包括压板422、导柱423和第二驱动件421。压板422为方形板状，通过四角处的四根导柱423安装于治具本体43。第二驱动件421的一端安装于治具本体43，另一端与压板422固定连接。本实施方式的第二驱动件421可以为气缸。由此，工件6放入治具本体43后，第二驱动件421开始工作，驱动压板422沿着导柱423向下运动压紧工件6于治具本体43上。
如图3和图4所示，本实施方式的旋转调节R轴装置3包括第一安装架31、第一驱动件32和卡盘33。第一安装架31通过螺栓等固定安装于机台1，第一驱动件32和卡盘33安装于第一安装架31。本实施方式的第一驱动件32可以为伺服电机。工件定位治具4通过安装轴44可拆卸地安装于卡盘33，第一驱动件32的驱动端与卡盘33连接，用于驱动卡盘33旋转。由此，第一驱动件32驱动卡盘33旋转，带动安装于卡盘33的工件定位治具4旋转，进而与焊接装置2配合完成焊接工作。
如图4所示，卡盘33包括卡盘本体331以及安装于卡盘本体331端部的多个卡爪332。本实施方式的卡盘33为三爪卡盘。卡盘本体331开设有与安装轴44相配合的安装孔331a，卡爪332安装于安装孔331a的外周，用于将安装轴44夹紧。由此，卡爪332和安装孔331a的设置便于实现安装轴44的安装、固定和拆卸，进而实现工件定位治具4与旋转调节R轴装置3之间的可拆卸连接。
如图5和图6所示，压板422上开设有多个与焊接装置2相配合的第一焊接孔422a。由此，第一焊接孔422a的开设便于焊接装置2进行精准焊接。
治具本体43包括侧板431，侧板431为两块。工件6安装于两个侧板431之间，每块侧板431上均开设有多个与焊接装置2相配合的第二焊接孔431a。由此，第二焊接孔431a的开设便于焊接装置2进行精准焊接。
如图7所示，本实施方式的三轴移动滑台5包括X轴直线驱动模组51、Y轴直线驱动模组52以及Z轴直线驱动模组53。Y轴直线驱动模组52安装于机台1，X轴直线驱动模组51安装于Y轴直线驱动模组52，Z轴直线驱动模组53安装于X轴直线驱动模组51，焊接装置2安装于Z轴直线驱动模组53。X轴直线驱动模组51、Y轴直线驱动模组52、Z轴直线驱动模组53分别用于驱动焊接装置2沿X轴、Y轴、Z轴方向运动。
本实施方式的X轴直线驱动模组51、Y轴直线驱动模组52、Z轴直线驱动模组53可以由伺服电机、丝杆、螺母和滑块组成的直线电机结构。由此，在X轴直线驱动模组51、Y轴直线驱动模组52、Z轴直线驱动模组53的驱动下，能够实现对工件定位治具4以及工件6在X轴、Y轴以及Z轴三轴方向上的位置调节，与焊接装置22配合高效完成焊接工作。
如图3所示，本实施方式的焊接装置2包括焊接镜头21和第二安装架22。焊接镜头21安装于第二安装架22，第二安装架22通过螺栓等紧固件固定安装于Z轴直线驱动模组53的滑块上。由此，在三轴移动滑台5的驱动下，焊接镜头21能够完成X轴、Y轴、Z轴三轴方向上的调节，满足不同的焊接需求。
本实施方式的金属件四轴焊接机还包括控制器。控制器安装于机台1，控制器与焊接装置2、旋转调节R轴装置3、三轴移动滑台5和工件定位治具4均连接，用于控制焊接装置2、旋转调节R轴装置3、三轴移动滑台5和工件定位治具4。本实施方式的控制器可以为PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)，控制器与焊接装置2的焊接镜头21、三轴移动滑台5的X轴直线驱动模组51、Y轴直线驱动模组52以及Z轴直线驱动模组53的驱动件、工件定位治具4的第二驱动件421以及旋转调节R轴装置3的第一驱动件32均电性连接。
本实施方式的金属件四轴焊接机的工作原理为：
S1、通过人工手动将多个金属件放入工件定位治具4内，并通过工件定位治具4将其固定在一起，然后将整个工件定位治具4通过安装轴44固定在旋转调节R轴装置3；
S2、三轴移动滑台5带动激光焊接镜头21移动至工件定位治具4的正上方，开始焊接工件6的第一面，即将B金属件焊接于A金属件；
S3、旋转调节R轴装置3驱动工件定位治具4以及安装于工件定位治具4上的工件6整体旋转90度，三轴移动滑台5带动激光焊接镜头21移动至工件定位治具4的正上方，开始焊接工件6的第二面，将其中一个C金属件焊接于A金属件，并将B金属件的其中一侧边也焊接于A金属件；
S4、旋转调节R轴装置3驱动工件定位治具4以及安装于工件定位治具4上的工件6整体旋转180度，三轴移动滑台5带动激光焊接镜头21移动至工件定位治具4的正上方，开始焊接工件6的第三面，将另一个C金属件焊接于A金属件，并将B金属件的另一侧边也焊接于A金属件；
S5、焊接完成，取出焊接好的工件6；
S6、换上另一个工件定位治具4，重复上述步骤S1～S5。
本发明提供了一种四轴焊接机，焊接装置2在三轴移动滑台5的驱动下能够三轴运动，再配合旋转调节R轴装置3驱动放置工件6的工件定位治具4的旋转运动，实现四轴运动，能够在一台机上实现对多个金属件的焊接，实现机台一体化焊接，节约人力，提高生产效率。
以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.金属件四轴焊接机，其特征在于，包括机台(1)、焊接装置(2)、旋转调节R轴装置(3)、三轴移动滑台(5)和工件定位治具(4)，所述旋转调节R轴装置(3)和三轴移动滑台(5)安装于机台(1)，所述焊接装置(2)安装于三轴移动滑台(5)，所述工件定位治具(4)可拆卸地安装于旋转调节R轴装置(3)；
所述三轴移动滑台(5)配置为驱动焊接装置(2)沿X轴或者Y轴或者Z轴方向运动；
所述焊接装置(2)与工件定位治具(4)相配合，配置为对工件定位治具(4)上的工件(6)进行焊接；
所述旋转调节R轴装置(3)与工件定位治具(4)相配合，配置为对工件定位治具(4)进行旋转。
2.根据权利要求1所述的金属件四轴焊接机，其特征在于，所述工件(6)定位治具(4)包括底板(41)以及安装于底板(41)的治具本体(43)、升降压板机构(42)和安装轴(44)，所述安装轴(44)的一端安装于底板(41)，另一端可拆卸地安装于旋转调节R轴装置(3)，所述治具本体(43)安装于底板(41)的上方，且用于放置工件(6)，所述升降压板机构(42)安装于治具本体(43)且位于工件(6)的上方，用于压紧治具本体(43)上的工件(6)。
3.根据权利要求2所述的金属件四轴焊接机，其特征在于，所述升降压板机构(42)包括压板(422)、导柱(423)和第二驱动件(421)，所述压板(422)通过导柱(423)安装于治具本体(43)，所述第二驱动件(421)的一端安装于治具本体(43)，另一端与压板(422)固定连接。
4.根据权利要求2所述的金属件四轴焊接机，其特征在于，所述旋转调节R轴装置(3)包括第一安装架(31)、第一驱动件(32)和卡盘(33)，所述第一安装架(31)安装于机台(1)，所述第一驱动件(32)和卡盘(33)安装于第一安装架(31)，所述工件定位治具(4)通过安装轴(44)可拆卸地安装于卡盘(33)，所述第一驱动件(32)的驱动端与卡盘(33)连接，用于驱动卡盘(33)旋转。
5.根据权利要求4所述的金属件四轴焊接机，其特征在于，所述卡盘(33)包括卡盘本体(331)以及安装于卡盘本体(331)端部的多个卡爪(332)，所述卡盘本体(331)开设有与安装轴(44)相配合的安装孔(331a)，所述卡爪(332)安装于安装孔(331a)的外周，用于将安装轴(44)夹紧。
6.根据权利要求3所述的金属件四轴焊接机，其特征在于，所述压板(422)上开设有多个与焊接装置(2)相配合的第一焊接孔(422a)。
7.根据权利要求3所述的金属件四轴焊接机，其特征在于，所述治具本体(43)包括侧板(431)，所述侧板(431)为两块，所述工件(6)安装于两个侧板(431)之间，每个所述侧板(431)上均开设有多个与焊接装置(2)相配合的第二焊接孔(431a)。
8.根据权利要求1～7任一项所述的金属件四轴焊接机，其特征在于，所述三轴移动滑台(5)包括X轴直线驱动模组(51)、Y轴直线驱动模组(52)以及Z轴直线驱动模组(53)，所述Y轴直线驱动模组(52)安装于机台(1)，所述X轴直线驱动模组(51)安装于Y轴直线驱动模组(52)，所述Z轴直线驱动模组(53)安装于X轴直线驱动模组(51)，所述焊接装置(2)安装于Z轴直线驱动模组(53)，所述X轴直线驱动模组(51)、Y轴直线驱动模组(52)、Z轴直线驱动模组(53)分别用于驱动焊接装置(2)沿X轴、Y轴、Z轴方向运动。
9.根据权利要求1～7任一项所述的金属件四轴焊接机，其特征在于，还包括控制器，所述控制器安装于机台(1)，所述控制器与焊接装置(2)、三轴移动滑台(5)、旋转调节R轴装置(3)和工件定位治具(4)均连接。
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