CN111375939A - 一种接触系统自动点焊装置 - Google Patents

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Abstract

一种接触系统自动点焊装置，包括工作台；所述工作台的表面安装有送料机构；所述送料机构的一侧安装有电焊机；所述送料机构包括送料导轨、水平自适应机构、定位夹爪、模具定位块、气动夹持杆、接触系统；所述送料导轨安装于所述工作台表面，所述送料导轨滑动连接水平自适应机构，所述水平自适应机构用以微小水平浮动抵消点焊应力，所述水平自适应机构的顶部安装有模具定位块和气动夹持杆；本发明采用视觉系统反馈焊点位置，焊接时接触系统能够自由运动，避免焊接应力损伤焊点，保证了焊接点的质量，提高了接触系统焊接的性能。

Description

一种接触系统自动点焊装置
技术领域
本发明属于继电器接触系统加工技术领域，特别涉及一种接触系统自动点焊装置。
背景技术
继电器接触系统是利用继电器、接触器等控制电器，通过对电动机的启动、停止、正转、反转及调速等自动控制的电气控制系统，实现生产机械各种生产工艺的要求；
在继电器接触系统的点焊加工过程中，有人工操作也有自动操作，但无论是人工点焊还是机器自动点焊，均是把接触系统放置于夹具内进行，接触系统所处的环境保持固定不变，这便导致在点焊过程中，接触系统会在自身应力的影响下发生一定程度的形变，接触柱与动簧片之间发生一定的错位，最终影响接触系统的导电性能。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种接触系统自动点焊装置，具体技术方案如下：
一种接触系统自动点焊装置，包括工作台；所述工作台的表面安装有送料机构；所述送料机构的一侧安装有电焊机；
所述送料机构包括送料导轨、水平自适应机构、定位夹爪、模具定位块、气动夹持杆、接触系统；所述送料导轨安装于所述工作台表面，所述送料导轨滑动连接水平自适应机构，所述水平自适应机构用以微小水平浮动抵消点焊应力，所述水平自适应机构的顶部安装有模具定位块和气动夹持杆，所述模具定位块、气动夹持杆之间相对设置，所述模具定位块、气动夹持杆之间夹持固定有所述夹具，所述夹具的表面安装有所述接触系统，所述定位夹爪安装于水平自适应机构的一侧，所述定位夹爪用以夹持定位所述水平自适应机构；
所述送料机构的顶部安装有点焊机构，所述点焊机构用以点焊所述接触系统，所述点焊机构安装于四轴机械手上，所述点焊机构与所述电焊机连接。
进一步的，所述水平自适应机构包括滑动底板、Y向直线导轨、Y向滑块、X向滑块、夹具安装板以及定位销；所述滑动底板滑动安装于所述送料导轨上，所述滑动底板的表面设有Y向直线导轨，所述Y向直线导轨的表面滑动连接Y向滑块，所述Y向滑块的表面滑动连接有X向滑块；所述X向滑块的顶面设有夹具安装板，所述夹具安装板的表面相对安装有所述模具定位块、气动夹持杆，所述夹具安装板的侧部边缘处垂直设有定位销，所述定位销位于所述模具定位块的外侧，所述定位销配合连接所述定位夹爪，所述定位销用以锁紧定位所述Y向滑块、X向滑块。
进一步的，所述滑动底板的表面垂直对称设有Y向限位块，所述Y向限位块对称设于所述Y向滑块的运动方向两侧，所述Y向滑块的侧截面呈T型。
进一步的，所述Y向滑块的表面垂直对称设有X向限位块，所述X向限位块对称设于所述X向滑块的运动方向两侧，所述X向滑块的侧截面呈T型。
进一步的，所述点焊机构包括机械手连接件、点焊部件、接触系统位置检测机构以及夹爪位置检测机构；所述机械手连接件与所述四轴机械手连接，所述机械手连接件的底端连接有接触系统位置检测机构和点焊部件，所述接触系统位置检测机构与所述点焊部件并列间隔设置，所述接触系统位置检测机构用以检测所述接触系统的点焊间距，所述点焊部件用以点焊所述接触系统，所述夹爪位置检测机构位于所述接触系统位置检测机构的底部，所述夹爪位置检测机构安装于所述工作台上，所述夹爪位置检测机构用以检测所述点焊部件的夹爪间距。
进一步的，所述点焊部件包括电极夹爪支架、焊接电极夹爪、电极调节电缸，所述电极夹爪支架安装于所述机械手连接件上，所述电极夹爪支架的底端内壁安装有焊接电极夹爪，所述焊接电极夹爪包括升降组件、正极连接块、负极连接块，所述升降组件的底端滑动连接有正极连接块和负极连接块，所述升降组件用以驱动所述正极连接块、所述负极连接块做升降运动，所述正极连接块的底端设有正极夹爪，所述负极连接块的底端设有负极夹爪，所述升降组件的侧面连接电极调节电缸，所述电极调节电缸用以驱动所述正极连接块、负极连接块做开合运动。
本发明的有益效果是：
1、水平自适应机构能够跟随接触系统受力方向而作出相应的摆动，从而释放接触系统的应力，避免接触系统发生形变，接触柱与动簧片的相对位置保持不便，进而保证了焊接精度；
2、通过接触系统位置检测机构能够对焊接点的距离进行测量，夹爪位置检测机构能够对焊接夹爪距离进行测量，使得焊接夹爪的间距能够跟随接触系统的状态而及时调整，保证了焊接成功率。
附图说明
图1示出了本发明的接触系统自动点焊装置整体结构示意图；
图2示出了本发明的点焊机构结构示意图；
图3示出了图2的点焊部件结构示意图；
图4示出了本发明的正极连接块、负极连接块结构示意图；
图5示出了本发明的送料机构结构示意图；
图6示出了本发明的水平自适应机构结构示意图；
图7示出了本发明的水平自适应机构与送料导轨连接结构示意图；
图8示出了本发明的接触系统与模具连接结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，一种接触系统自动点焊装置，包括四轴机械手1、点焊机构2、送料机构3、夹爪位置检测机构4、电焊机5以及工作台6；工作台6的表面安装有四轴机械手1，四轴机械手1的底部连接点焊机构2，点焊机构2的底部设有送料机构3，送料机构3安装于工作台6上，送料机构6用以将接触系统36送至点焊机构2的底部，送料机构6的侧部设有夹爪位置检测机构4和电焊机5，夹爪位置检测机构4用以检测点焊机构2的夹爪间距。
本发明的技术难度在于如何消除点焊应力，为解决上述问题，本发明提供了如图5所示的送料机构结构图；
送料机构3包括送料导轨31、水平自适应机构32、定位夹爪33、模具定位块34、气动夹持杆35、接触系统36以及夹具37；送料导轨31上滑动连接有水平自适应机构32，水平自适应机构32用以在水平方向运动消除点焊时的应力，水平自适应机构32的顶面左端安装有模具定位块34，顶面右端安装有气动夹持杆35，模具定位块34、气动夹持杆35之间夹持固定有夹具37，模具定位块34用以与夹具37契合，使得夹具37能够稳定、精准的安装在水平自适应机构32的顶面，气动夹持杆35能够伸缩运动从另一端夹持定位夹具37；夹具37的顶面定位安装有接触系统36；水平自适应机构32左侧垂直固定有定位夹爪33，定位夹爪33延伸至水平自适应机构32的顶面，定位夹爪33用以夹持固定水平自适应机构32的端部，从而避免水平自适应机构32在不加工时左右运动，保证接触系统36在安装定位时的稳定性。
为进一步展示水平自适应机构的工作状态，本发明提供了如图6和图7所示的水平自适应机构；
水平自适应机构32包括滑动底板321、Y向限位块322、Y向直线导轨323、Y向滑块324、X向滑块325、X向限位块326、夹具安装板327、定位销328；
滑动底板321滑动装配于送料导轨31上，滑动底板321的表面设有Y向直线导轨323，Y向直线导轨323的上方滑动连接Y向滑块324，Y向滑块324的上方滑动连接X向滑块325，X向滑块325的上方设有夹具安装板327，夹具安装板327的上方安装有夹具37；
在点焊时，焊接的应力会传导至水平自适应机构32上，当水平自适应机构32受到X方向力时，X向滑块325沿着Y向滑块324运动，进而使得横向力有所释放，抵消横向应力；当水平自适应机构32受到Y方向力时，Y向滑块324沿着Y向直线导轨323运动，进而使得纵向力有所释放，抵消纵向应力；并且X向滑块325、Y向滑块324的运动过程会跟随受力自动进行，实现焊接时自动释放应力；
滑动底板321的表面中线处垂直对称设有Y向限位块322，Y向限位块322对称间隔设于Y向滑块324的两侧，Y向限位块322用以从两侧约束限位Y向滑块324，限制Y向滑块324的滑动极限位置；
Y向滑块324的表面两侧垂直对称设有X向限位块326，X向限位块326对称间隔设于X向滑块325的两侧，X向限位块326用以从两侧约束X向滑块325，限制X向滑块325的滑动极限位置；
X向滑块325、Y向滑块324均采用T形设计用以实现底部滑动、上部能够与两侧的限位块抵触限位；
夹具安装板327的表面一侧垂直设有定位销328，定位销328为圆柱形，当定位夹爪33夹持固定定位销328时，夹具安装板327不会再动，进而保证X向滑块325、Y向滑块324不会动作。
如图8所示，图8示出了本发明的接触机构与模具连接结构示意图；
接触系统36包含接线柱一361、接线柱二362、接线柱三363、接线柱四364、动簧片一365、动簧片二366、动簧片三367、动簧片四368；
接线柱一361与动簧片三367接触面点焊，把动簧片三367固定在接线柱一361上，同理动簧片四368点焊在接线柱二362上，动簧片一365点焊在接线柱三363，动簧片二366点焊在接线柱四364上；模具37上设有多个定位柱，使得接触系统36稳定固定。
如图2所示，图2示出了本发明的点焊机构结构示意图；
点焊机构2包括机械手连接件21、接触系统位置检测机构、电极夹爪支架23、焊接电极夹爪24以及电极调节电缸25；机械手连接件21的底端一侧固定连接接触系统位置检测机构、底端另一侧固定连接电极夹爪支架23，电极夹爪支架23的底端侧面固定有焊接电极夹爪24，焊接电极夹爪24的顶部外壁固定连接电极调节电缸25；
接触系统位置检测机构包括相机支架22、接触系统位置相机26、光源气缸27以及光源28；相机支架22固定连接机械手连接件21，相机支架22的外壁固定连接接触系统位置相机26，接触系统位置相机26朝下设置，光源28间隔位于接触系统位置相机26的下方，光源28与接触系统位置相机26之间通过光源气缸27固定，光源气缸27用以驱动光源28上下运动；接触系统位置相机26用以测量动簧片与接线柱之间的焊接距离；
夹爪位置检测机构4与接触系统位置检测机构之间结构相同，夹爪位置检测机构4的夹爪位置相机朝上设置，光源位于夹爪位置相机的上方，夹爪位置相机用以检测正极夹爪2421、负极夹爪2431之间的间距，通过视觉测量接触系统焊接点的距离和焊接夹爪距离测量，保证了焊接成功率。
如图3和图4，图3示出了图2的点焊部件结构示意图；图4示出了本发明的正极连接块、负极连接块结构示意图；
焊接电极夹爪24包括升降组件241、正极连接块242、负极连接块243，升降组件241的底端滑动连接有正极连接块242和负极连接块243，升降组件241用以驱动正极连接块242、负极连接块243做升降运动，正极连接块242的底端设有正极夹爪2421，负极连接块243的底端设有负极夹爪2431；
正极连接块243通过电缆连通电焊机5的正极，负极连接块244通过电缆连通电焊机的负极，正极连接块243、负极连接块244与升降组件241的连接处设有绝缘片242，绝缘垫片242作用是绝缘，避免电流传递至升降组件241；
升降组件241的侧面连接电极调节电缸25，电极调节电缸25的输出端设有正极调节爪和负极调节爪，正极调节爪固定连接正极连接块243，负极调节爪固定连接负极连接块244；电极调节电缸25用以驱动所述正极连接块242、负极连接块243做开合运动；升降组件241可为气缸、电缸以及机械手中的任意一种；
参阅图1-7，本发明是一种接触系统自动点焊装置，工作时，把接触系统的四个动簧片和四个接线柱固定在夹具37上，再把夹具37放在水平自适应机构32的夹具安装板327上，夹具37的一端与模具定位块34配合，另一端与气动夹持杆35配合，气动夹持杆35推动夹持夹具37，使得夹具37紧贴模具定位块34；然后水平自适应机构32通过送料导轨31运动到工作位置，接触系统36位于点焊机构2下方；
定位夹爪33闭合，夹住定位销328，使夹具安装板327固定不动，这样夹具37就不会在水平自适应机构32上运动，四轴机械手1携带点焊机构2运动至夹具37上方，接触系统位置相机26对接触系统四个焊点焊接距离进行测量，测量距离是第一个接线柱一361与动簧片三367接触点的外形距离以及焊点的位置坐标；
测量的外形距离反馈给电极调节电缸25，电极调节电缸25驱动正极连接块242、负极连接块243分开，焊接电极夹爪24张开，焊接电极夹爪24张开的距离需大于测量的外形距离，以保证水平自适应机构带动接触系统摆动时，接触柱、动簧片仍然处于正极夹爪、负极夹爪之间，点焊可正常进行；
四轴机械手1携带点焊机构2运动至夹爪位置检测机构4的上方，通过夹爪位置检测相机拍照测量焊接正极电机2421、负极夹爪2431之间的距离，当夹爪位置检测相机测量到的距离必须比外形距离大一定的值，焊接电极夹爪24运动至接线柱一361、动簧片三367的焊接点处，没有达到则反馈数据给电极调节电缸25，电极调节电缸25继续调节；
然后松开定位夹爪33，使接触系统夹具能够在水平自适应机构32上自由运动，在点焊时，焊接的应力会传导至水平自适应机构32上，当水平自适应机构32受到X方向力时，X向滑块325沿着Y向滑块324运动，进而使得横向力有所释放，抵消横向应力；当水平自适应机构32受到Y方向力时，Y向滑块324沿着Y向直线导轨323运动，进而使得纵向力有所释放，抵消纵向应力；并且X向滑块325、Y向滑块324的运动过程会跟随受力自动进行，实现焊接时自动释放应力；
然后定位夹爪33闭合，夹住定位圆柱销329，使夹具安装板328固定不动，进行下一个接触点的焊接，一共四次，完成接触系统的点焊。
本发明采用视觉系统反馈焊点位置，焊接时接触系统能够自由运动，避免焊接应力损伤焊点，保证了焊接点的质量，提高了接触系统焊接的性能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种接触系统自动点焊装置，其特征在于：包括工作台(6)；所述工作台(6)的表面安装有送料机构(3)；所述送料机构(3)的一侧安装有电焊机(5)；
所述送料机构(3)包括送料导轨(31)、水平自适应机构(32)、定位夹爪(33)、模具定位块(34)、气动夹持杆(35)、接触系统(36)以及夹具(37)；所述送料导轨(31)安装于所述工作台(6)表面，所述送料导轨(31)滑动连接水平自适应机构(32)，所述水平自适应机构(32)用以微小水平浮动抵消点焊应力，所述水平自适应机构(32)的顶部安装有模具定位块(34)和气动夹持杆(35)，所述模具定位块(34)、气动夹持杆(35)之间相对设置，所述模具定位块(34)、气动夹持杆(35)之间夹持固定有所述夹具(37)，所述夹具(37)的表面安装有所述接触系统(36)，所述定位夹爪(33)安装于水平自适应机构(32)的一侧，所述定位夹爪(33)用以夹持定位所述水平自适应机构(32)；
所述送料机构(3)的顶部安装有点焊机构(2)，所述点焊机构(2)用以点焊所述接触系统(36)，所述点焊机构(2)安装于四轴机械手(1)上，所述点焊机构(2)与所述电焊机(5)连接。
2.根据权利要求1所述的一种接触系统自动点焊装置，其特征在于：所述水平自适应机构(32)包括滑动底板(321)、Y向直线导轨(323)、Y向滑块(324)、X向滑块(325)、夹具安装板(327)以及定位销(328)；所述滑动底板(321)滑动安装于所述送料导轨(31)上，所述滑动底板(321)的表面设有Y向直线导轨(323)，所述Y向直线导轨(323)的表面滑动连接Y向滑块(324)，所述Y向滑块(324)的表面滑动连接有X向滑块(325)；所述X向滑块(325)的顶面设有夹具安装板(327)，所述夹具安装板(327)的表面相对安装有所述模具定位块(34)、气动夹持杆(35)，所述夹具安装板(327)的侧部边缘处垂直设有定位销(328)，所述定位销(328)位于所述模具定位块(34)的外侧，所述定位销(328)配合连接所述定位夹爪(33)，所述定位销(328)用以锁紧定位所述Y向滑块(324)、X向滑块(325)。
3.根据权利要求2所述的一种接触系统自动点焊装置，其特征在于：所述滑动底板(321)的表面垂直对称设有Y向限位块(322)，所述Y向限位块(322)对称设于所述Y向滑块(324)的运动方向两侧，所述Y向滑块(324)的侧截面呈T型。
4.根据权利要求2所述的一种接触系统自动点焊装置，其特征在于：所述Y向滑块(324)的表面垂直对称设有X向限位块(326)，所述X向限位块(326)对称设于所述X向滑块(325)的运动方向两侧，所述X向滑块(325)的侧截面呈T型。
5.根据权利要求2所述的一种接触系统自动点焊装置，其特征在于：所述点焊机构(2)包括机械手连接件(21)、点焊部件、接触系统位置检测机构以及夹爪位置检测机构；所述机械手连接件(21)与所述四轴机械手(1)连接，所述机械手连接件(21)的底端连接有接触系统位置检测机构和点焊部件，所述接触系统位置检测机构与所述点焊部件并列间隔设置，所述接触系统位置检测机构用以检测所述接触系统(36)的点焊间距，所述点焊部件用以点焊所述接触系统(36)，所述夹爪位置检测机构位于所述接触系统位置检测机构的底部，所述夹爪位置检测机构安装于所述工作台(6)上，所述夹爪位置检测机构用以检测所述点焊部件的夹爪间距。
6.根据权利要求5所述的一种接触系统自动点焊装置，其特征在于：所述点焊部件包括电极夹爪支架(23)、焊接电极夹爪(24)、电极调节电缸(25)，所述电极夹爪支架(23)安装于所述机械手连接件(21)上，所述电极夹爪支架(23)的底端内壁安装有焊接电极夹爪(24)，所述焊接电极夹爪(24)包括升降组件(241)、正极连接块(242)、负极连接块(243)，所述升降组件(241)的底端滑动连接有正极连接块(242)和负极连接块(243)，所述升降组件(241)用以驱动所述正极连接块(242)、所述负极连接块(243)做升降运动，所述正极连接块(242)的底端设有正极夹爪(2421)，所述负极连接块(243)的底端设有负极夹爪(2431)，所述升降组件(241)的侧面连接电极调节电缸(25)，所述电极调节电缸(25)用以驱动所述正极连接块(242)、负极连接块(243)做开合运动。
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