CN111347203B - 一种多角度点焊设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多角度点焊设备，采用多个焊头从多个角度对焊件进行点焊，其中至少有一个焊头包括固定组件、摆动组件和焊头本体；当焊头本体与偏移的焊点接触时，焊头本体会受到接触点对其的反作用力，同时由于固定组件在焊头驱动装置的驱动下保持原来的移动方向，使得整个焊头在焊头本体与先接触的焊点的作用下，摆动组件通过连接组件朝向接触点摆动，使得能够从多个角度同时对焊件进行点焊的同时，还能够根据焊件的形状自动调节焊头的朝向，防止出现虚焊和焊接时间差，确保点焊作业的准确度。

Description

一种多角度点焊设备

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，尤其涉及一种多角度点焊设备。

背景技术

在一些点焊作业中，需要对同一个焊件的多个焊点进行点焊，多个焊头进行作业，各个焊头在相应的驱动装置（通常采用气缸）的驱动下，对焊件上的多个点施加压力。由于各个焊头的位置和角度不同，同时作用在焊件上时，焊件可能会发生小幅度的振动而导致焊点发生偏移，使得某个焊头可能出现虚焊。

还有在一些点焊作业中，还需要采用一个焊头同时对非常接近的多个焊点进行点焊的情况。但是，由于焊件本身可能存在凹凸不平等情况导致多个焊点不平整，焊头垂直向下移动的时候，有可能焊头与焊件之间存在间隙而产生虚焊，或者焊头与各个焊点的碰触会存在时间差，而在点焊作业前通常会预设焊头的通电时间，这样导致多个焊点的实际点焊作业时间不同，使得焊件在后与焊头接触的焊点处的焊接不牢，影响焊接质量。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种多角度点焊设备，这种多角度点焊设备采用多个焊头从多个角度对焊件进行点焊，并且能够根据焊件的形状自动调节焊头的朝向，防止出现虚焊和焊接时间差，确保点焊作业的准确度。采用的技术方案如下：

一种多角度点焊设备，包括机架、点焊座、主导轨和点焊平移机构，主导轨沿前后方向设置在机架上，点焊座通过点焊平移机构可前后移动的安装在主导轨上，其特征在于：所述多角度点焊设备还包括自前向后依次紧密设置在所述点焊座上的第一点焊机构、第二点焊机构和第三点焊机构；第一点焊机构包括第一锁紧机构、第一驱动装置和第一焊头，第一驱动装置通过第一锁紧机构安装在点焊座上，第一驱动装置通过第一锁紧机构调节其安装的水平位置和倾斜角度，第一焊头安装在第一驱动装置的动力输出端上；第二点焊机构包括第二调节机构、第二驱动装置和第二焊头，第二调节机构安装在点焊座上，第二驱动装置安装在第二调节结构上并且能够在竖直面内左右移动，第二焊头安装在第二驱动装置的动力输出端上；第三点焊机构包括第三锁紧机构、第三驱动装置和第三焊头，第三驱动装置通过第三锁紧机构安装在点焊座上，第三驱动装置通过第三锁紧机构调节其安装的水平位置和倾斜角度，第三焊头安装在第三驱动装置的动力输出端上；在第一焊头、第二焊头和第三焊头中，至少有一个包括固定组件、摆动组件和焊头本体，固定组件安装在相应的第一驱动装置、第二驱动装置或第三驱动装置的动力输出端上，摆动组件可摆动的连接在固定组件上，焊头本体固定安装在摆动组件的下端。

上述点焊平移机构用于驱动点焊座沿主导轨前后移动，可以通过多种合适的驱动方式，比如伺服电机配合链条链轮等，驱动整个点焊座沿导轨前后移动。

上述第一点焊机构、第二点焊机构和第三点焊机构通常均设置有独立的电路和水路，三个点焊机构在点焊作业的过程中相互独立。

上述第一驱动装置、第二驱动装置和第三驱动装置分别处于互相平行的竖直面中。上述第一锁紧机构用于在点焊作业前对第一驱动装置进行位置的固定设置，包括预设第一驱动装置的水平位置和倾斜角度。上述第二调节机构用于在点焊作业的过程中实时调节第二驱动装置的水平位置。上述第三锁紧机构用于在点焊作业前对第三驱动装置进行位置的固定设置，包括预设第三驱动装置的水平位置和倾斜角度。

上述第一驱动装置、第二驱动装置和第三驱动装置的安装高度只需要满足第一焊头、第二焊头和第三焊头能够相应的进行点焊作业即可。

本发明多角度点焊设备的工作过程以及工作原理简述如下：

（1）通过点焊平移机构调节点焊座的位置，使各个点焊机构处于焊点上方；然后根据焊件的具体形状，调节第一驱动装置和第三驱动装置的水平位置和倾斜角度；三个驱动装置可以根据作业需要预设是否进行同时或者不同时作业；

（2）三个驱动装置分别驱动三个焊头对焊件进行焊接，其中第二焊头根据焊件的具体形状，能够实时左右调整点焊位置；

（3）当其他两个焊头下降与焊接碰触时，可能导致另一个焊头所对应的点焊部位发生位置变化，导致点焊位置发生一定程度的偏移，该焊头的焊头本体与焊件的接触点会让焊头本体受到阻挡，焊头本体会受到接触点对其的反作用力；同时，由于固定组件在驱动装置的驱动下保持原来的移动方向，摆动组件发生偏转，使得摆动组件在与焊件的接触点的作用下朝向接触点摆动，最终使该焊头能够根据焊件的实际形状自动调节焊头本体的朝向；

（4）而对于焊头本体对应焊件上非常接近的多个焊点的情况，焊件本身可能存在凹凸不平等情况导致多个焊点不平整，当焊头本体在焊头驱动装的驱动下与焊件接触，先与焊头本体接触的焊点会让焊头本体受到阻挡，焊头本体同样会受到接触点对其的反作用力，同时，由于固定组件在焊头驱动装置的驱动下保持原来的移动方向，使得整个焊头在焊头本体与先接触的焊点的作用下，摆动组件通过连接组件朝向接触点摆动，从而调节焊头本体的朝向。

作为本发明的优选方案，所述固定组件包括底板、两个固定件以及一根第一销轴，两个固定件呈前后相对设置在底板的下表面上，固定件的下部各设置一个第一通孔；摆动组件的上部设置有一个第二通孔，摆动组件的上部处在两个固定件之间；第一销轴自前至后依次穿过第一通孔、第二通孔以及另一个第一通孔。摆动组件的上部处在两个固定件之间，提高摆动组件在进行摆动时的稳定性。

作为本发明更进一步的优选方案，所述摆动组件包括摆动件、过渡连接件和至少一根第二销轴；过渡连接件的上部作为摆动组件的上部处在所述两个固定件之间，所述第二通孔设置在过渡连接件的上部，过渡连接件的上表面设有自中间朝左右两侧向下延伸的弧面；摆动件的上表面设有与过渡连接件的下部相匹配的第一凹槽，过渡连接件的下部处在第一凹槽中，过渡连接件的下部至少设有一个第三通孔，第一凹槽的前侧壁和后侧壁均设有至少一个与第三通孔相匹配的第四通孔，第二销轴自前至后依次穿过第四通孔、第三通孔和另一个第四通孔。弧面用于限定点焊头的摆动范围，使点焊头在合理的作业范围内发生摆动。过渡连接件的下部通过第三通孔、第二销轴和第四通孔进行连接，进一步加强了过渡连接件在摆动过程中的稳定性。

作为本发明再更进一步的优选方案，所述固定件的下表面为一个呈左右方向延伸的弧形凸面，固定件的下部的沿左右方向的截面为半圆形；所述摆动组件的上表面设有两个与弧形凸面相匹配的第二凹槽，两个第二凹槽分别处在所述第一凹槽的前侧和后侧。上述弧形凸面的弧度与摆动组件的摆动幅度相匹配。在摆动过程中，固定件和摆动件通过弧形凸面和第二凹槽相应配合，进一步提高点焊头在自行摆动过程中的稳定性，同时使整个点焊头的结构更加紧凑。

作为本发明的优选方案，所述第一锁紧机构和第三锁紧机构均包括左右定位轨、左右定位座和旋转座，左右定位轨沿左右方向设置在所述点焊座上，左右定位座安装在左右定位轨上并可沿左右定位轨左右移动，旋转座安装在左右定位座上并可在竖直面内转动，第一驱动装置和第三驱动装置分别固定安装在相应的旋转座上。在进行第一驱动装置和第三驱动装置的预设时，左右定位座在左右定位轨上移动选择合适的位置后锁紧固定，确保在点焊过程中第一驱动装置和第三驱动装置不会发生水平方向上的位移；第一/第三驱动装置固定安装在相应的旋转座上之后，将旋转座安装至左右定位座上并调整合适的角度，使第一/第三驱动装置满足点焊作业的要求后，将旋转座锁紧固定在左右定位座上，从而完成第一驱动装置和第三驱动装置的固定。左右定位座和旋转座的固定安装可以采用各种锁紧的方式，调节至焊头满足点焊位置和角度的要求后锁紧即可。

作为本发明进一步的优选方案，所述第二调节机构包括伺服电机、两个皮带轮、皮带、左右平移导轨和左右平移座；左右平移导轨沿左右方向设置在所述点焊座上，并且左右平移导轨处于所述第一锁紧机构和第三锁紧机构的左右定位轨之间；两个皮带轮张紧皮带，伺服电机的输出轴与其中一个皮带轮传动连接，移动座安装皮带上并沿左右平移导轨左右移动；所述第二驱动装置安装在左右平移座上。

作为本发明更进一步的优选方案，所述第一驱动装置包括第一气缸，第一气缸的缸体安装在所述第一锁紧机构的旋转座上；所述第二驱动装置包括第二气缸，第二气缸的缸体竖直安装在所述第二调节机构的移动座上并且朝向为下；所述第三驱动装置包括第三气缸，第三气缸的缸体安装在所述第三锁紧机构的旋转座上。第一气缸和第三气缸可以通过各自旋转座调节缸体的朝向，第二气缸默认缸体朝下。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

本发明多角度点焊设备采用多个焊头从多个角度对焊件进行点焊，其中至少有一个焊头包括固定组件、摆动组件和焊头本体；当焊头本体与偏移的焊点接触时，焊头本体会受到接触点对其的反作用力，同时由于固定组件在焊头驱动装置的驱动下保持原来的移动方向，使得整个焊头在焊头本体与先接触的焊点的作用下，摆动组件通过连接组件朝向接触点摆动，使得能够从多个角度对焊件进行点焊的同时，还能够根据焊件的形状自动调节焊头的朝向，防止出现虚焊和焊接时间差，确保点焊作业的准确度。

附图说明

图1为本发明优选实施方式的立体结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为图1的左视图；

图4为图1中503的分解示意图。

具体实施方式

下面结合附图和本发明的优选实施方式做进一步的说明。

如图1至图3所示，一种多角度点焊设备，包括机架1、点焊座2、主导轨3、点焊平移机构4和第一点焊机构5、第二点焊机构6和第三点焊机构7；主导轨3沿前后方向设置在机架1上，点焊平移机构4可以采用伺服电机配合链条链轮对点焊座2进行驱动，点焊座2通过点焊平移机构4可前后移动的安装在主导轨3上；第一点焊机构5、第二点焊机构6和第三点焊机构7自前向后依次紧密设置在点焊座2上；

第一点焊机构5包括第一锁紧机构501、第一驱动装置502和第一焊头503，第一锁紧机构501包括左右定位轨5011、左右定位座5012和旋转座5013，左右定位轨5011沿左右方向设置在点焊座2上，左右定位座5012安装在左右定位轨5011上并可沿左右定位轨5011左右移动，旋转座5013安装在左右定位座5012上并可在竖直面内转动；第一驱动装置502固定安装在旋转座5013上，第一驱动装置502包括第一气缸，第一气缸502的缸体安装在旋转座5013上，第一焊头503安装在第一气缸502的活塞杆上；

第三点焊机构7包括第三锁紧机构701、第三驱动装置702和第三焊头703，第三锁紧机构701包括左右定位轨7011、左右定位座7012和旋转座7013，左右定位轨7011沿左右方向设置在点焊座2上，左右定位座7012安装在左右定位轨7011上并可沿左右定位轨7011左右移动，旋转座7013安装在左右定位座7012上并可在竖直面内转动；第三驱动装置702固定安装在旋转座7013上，第三驱动装置702包括第三气缸，第三气缸702的缸体安装在旋转座7013上，第三焊头703安装在第三气缸702的活塞杆上；

第二点焊机构6包括第二调节机构601、第二驱动装置602和第二焊头（图中未标示）；第二调节机构601包括伺服电机（图中未标示）、两个皮带轮（图中未标示）、皮带（图中未标示）、左右平移导轨6011和左右平移座6012，左右平移导轨6011沿左右方向设置在点焊座2上，并且左右平移导轨6011处于第一锁紧机构501的左右定位轨5011和第三锁紧机构701的左右定位轨7011之间；两个皮带轮张紧皮带，伺服电机的输出轴与其中一个皮带轮传动连接，移动座安装皮带上并沿左右平移导轨6011左右移动；第二驱动装置602安装在左右平移座6012上并且能够沿左右平移导轨6011在竖直面内左右移动，第二驱动装置602包括第二气缸，第二气缸602的缸体竖直安装在左右平移座6012上并且朝向为下，第二焊头安装在第二气缸602的活塞杆上。

如图4所示，第一焊头503包括焊头本体5031、固定组件5032和摆动组件5033；固定组件5032包括底板50321、两个固定件50322以及一根第一销轴50323，底板50321安装在第一气缸502的活塞杆上，两个固定件50322呈前后相对设置在底板50321的下表面上，固定件50322的下表面为一个呈左右方向延伸的弧形凸面50324，固定件50322的下部的沿左右方向的截面为半圆形；摆动组件5033包括摆动件50331、过渡连接件50332和两根第二销轴50333，过渡连接件50332的上部作为摆动组件5033的上部处在两个固定件50322之间；两个固定件50322的下部分别设置有一个第一通孔50325，过渡连接件50332的上部设置有一个第二通孔50334，第一销轴50323自前至后依次穿过前侧的固定件50322上的第一通孔50325、过渡连接件50332上的第二通孔50334和后侧的固定件50322上的第一通孔50325；过渡连接件50332的上表面设有自中间朝左右两侧向下延伸的弧面50335，摆动件50331的上表面设有与过渡连接件50332的下部相匹配的第一凹槽50336，过渡连接件50332的下部处在第一凹槽50336中；过渡连接件50332的下部设有两个第三通孔50337，第一凹槽50336的前侧壁和后侧壁均设有两个与第三通孔50337相匹配的第四通孔50338，两根第二销轴50333分别自前至后依次穿过相对应的第四通孔50338、第三通孔50337和另一个第四通孔50338；摆动组件5033的上表面设有两个与固定件50322的弧形凸面50324相匹配的第二凹槽50339，两个第二凹槽50339分别处在第一凹槽50336的前侧和后侧；焊头本体5031固定安装在摆动件50331的下端。

下面结合附图和本发明的优选实施方式对其工作过程以及工作原理简述如下：

（1）通过点焊平移机构4调节点焊座2的位置，使第一点焊机构5、第二点焊机构6和第三点焊机构7处于相应的焊点上方；然后根据焊件的具体形状，调节第一气缸502和第三气缸702的水平位置和倾斜角度；第一气缸502、第二气缸602和第三气缸702可以根据作业需要预设是否进行同时或者不同时作业；

（2）第一气缸502、第二气缸602和第三气缸702分别驱动相应的第一焊头503、第二焊头和第三焊头703对焊件进行焊接；其中第二焊头根据焊件的具体形状，通过第二调节机构601的伺服电机随时调整左右平移座6012的位置，从而调整第二焊头的点焊位置；

（3）当第二焊头和第三焊头703下降与焊接碰触时，可能导致第一焊头503所对应的点焊部位发生位置变化，导致点焊位置发生一定程度的偏移，焊头本体5031会受到接触点对其的反作用力，摆动件50331存在在焊头本体5031的带动下朝向接触点摆动的趋势，而另一方面固定件50322在第一气缸502的驱动下保持原来的移动方向，使得在第一通孔50325、第一销轴50323和第二通孔50334的作用下，过渡连接件50332相对于固定件50322发生朝向接触点的摆动，从而调节焊头本体5031的朝向；

（4）而当第一焊头503对应焊件上非常接近的多个焊点的情况，焊件本身可能存在凹凸不平等情况导致多个焊点不平整，当焊头本体5031在第一气缸502的驱动下与焊件接触，先与焊头本体5031接触的焊点会让焊头本体5031受到阻挡，焊头本体5031会受到接触点对其的反作用力，摆动件50331存在在焊头本体5031的带动下朝向接触点摆动的趋势，而另一方面固定件50322在第一气缸502的驱动下保持原来的移动方向，使得在第一通孔50325、第一销轴50323和第二通孔50334的作用下，过渡连接件50332相对于固定件50322发生朝向接触点的摆动，从而调节焊头本体5031的朝向。

另外，在摆动过程中，固定件50322和摆动件50331通过弧形凸面50324和第二凹槽50339相应配合，弧形凸面50324的弧度通常与摆动组件5033的摆动幅度相匹配，进一步提高点焊头在自行摆动过程中的稳定性，同时使整个点焊头的结构更加紧凑。过渡连接件50332的下部通过第三通孔50337、第二销轴50333和第四通孔50338进行连接，进一步加强了过渡连接件50332在摆动过程中的稳定性。

另外，本实施例只采用第一焊头能够根据焊件的形状自动调节焊头的朝向，第二焊头和第三焊头均为普通焊头。在其他实施例中，第二焊头和第三焊头均可根据作业需求自行设置，并不仅限于第一焊头。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其各部分名称等可以不同，凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，比如本发明的点焊平移机构、第一锁紧机构、第二调节机构、以及第三锁紧机构均可以采用现有的各种设备，不限于本实施例所述的具体实施方式。只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种多角度点焊设备，包括机架、点焊座、导轨和点焊平移机构，导轨沿前后方向设置在机架上，点焊座通过点焊平移机构可前后移动的安装在导轨上，其特征在于：所述多角度点焊设备还包括自前向后依次紧密设置在所述点焊座上的第一点焊机构、第二点焊机构和第三点焊机构；第一点焊机构包括第一锁紧机构、第一驱动装置和第一焊头，第一驱动装置通过第一锁紧机构安装在点焊座上，第一驱动装置通过第一锁紧机构调节其安装的水平位置和倾斜角度，第一焊头安装在第一驱动装置的动力输出端上；第二点焊机构包括第二调节机构、第二驱动装置和第二焊头，第二调节机构安装在点焊座上，第二驱动装置安装在第二调节结构上并且能够在竖直面内左右移动，第二焊头安装在第二驱动装置的动力输出端上；第三点焊机构包括第三锁紧机构、第三驱动装置和第三焊头，第三驱动装置通过第三锁紧机构安装在点焊座上，第三驱动装置通过第三锁紧机构调节其安装的水平位置和倾斜角度，第三焊头安装在第三驱动装置的动力输出端上；在第一焊头、第二焊头和第三焊头中，至少有一个包括固定组件、摆动组件和焊头本体，固定组件安装在相应的第一驱动装置、第二驱动装置或第三驱动装置的动力输出端上，摆动组件可摆动的连接在固定组件上，焊头本体固定安装在摆动组件的下端；固定组件包括底板、两个固定件以及一根第一销轴，两个固定件呈前后相对设置在底板的下表面上，固定件的下部各设置一个第一通孔；摆动组件包括摆动件、过渡连接件和至少一根第二销轴；过渡连接件的上部作为摆动组件的上部处在两个固定件之间并且设置有一个第二通孔，第二通孔设置在过渡连接件的上部，第一销轴自前至后依次穿过第一通孔、第二通孔以及另一个第一通孔；摆动件的上表面设有与过渡连接件的下部相匹配的第一凹槽，过渡连接件的下部处在第一凹槽中，过渡连接件的下部至少设有一个第三通孔，第一凹槽的前侧壁和后侧壁均设有至少一个与第三通孔相匹配的第四通孔，第二销轴自前至后依次穿过第四通孔、第三通孔和另一个第四通孔；过渡连接件的上表面设有自中间朝左右两侧向下延伸的弧面。

2.按照权利要求1所述的多角度点焊设备，其特征在于：所述固定件的下表面为一个呈左右方向延伸的弧形凸面，固定件的下部的沿左右方向的截面为半圆形；所述摆动组件的上表面设有两个与弧形凸面相匹配的第二凹槽，两个第二凹槽分别处在所述第一凹槽的前侧和后侧。

3.按照权利要求1或2所述的多角度点焊设备，其特征在于：所述第一锁紧机构和第三锁紧机构均包括左右定位轨、左右定位座和旋转座，左右定位轨沿左右方向设置在所述点焊座上，左右定位座安装在左右定位轨上并可沿左右定位轨左右移动，旋转座安装在左右定位座上并可在竖直面内转动，第一驱动装置和第三驱动装置分别固定安装在相应的旋转座上。

4.按照权利要求3所述的多角度点焊设备，其特征在于：所述第二调节机构包括伺服电机、两个皮带轮、皮带、左右平移导轨和左右平移座；左右平移导轨沿左右方向设置在所述点焊座上，并且左右平移导轨处于所述第一锁紧机构和第三锁紧机构的左右定位轨之间；两个皮带轮张紧皮带，伺服电机的输出轴与其中一个皮带轮传动连接，移动座安装皮带上并沿左右平移导轨左右移动；所述第二驱动装置安装在左右平移座上。

5.按照权利要求4所述的多角度点焊设备，其特征在于：所述第一驱动装置包括第一气缸，第一气缸的缸体安装在所述第一锁紧机构的旋转座上；所述第二驱动装置包括第二气缸，第二气缸的缸体竖直安装在所述第二调节机构的移动座上并且朝向为下；所述第三驱动装置包括第三气缸，第三气缸的缸体安装在所述第三锁紧机构的旋转座上。

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