CN111660027A - 一种容错率高的l型金属片自动焊接装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动焊接设备领域，具体是涉及一种容错率高的L型金属片自动焊接装置，用于焊接成品，成品包括有第一金属片和第二金属片，第一金属片和第二金属片均具有彼此互为直角的水平段和竖直段，包括：第一定位治具、第二定位治具、第一上料机构、第二上料机构、第一移料机构、第二移料机构、全自动焊接机器人、控制器，本装置可以全自动焊接L型金属片，在第二金属片上料时通过第二定位治具对其位置进行校正，然后第二移料机构驱动第二金属片将第一金属片压紧使其通过第一定位治具对自身的位置进行校正，使得第一金属片和第二金属片的上料位置无需特别精准，容错率高，生产效率高。

Description

一种容错率高的L型金属片自动焊接装置

技术领域

本发明涉及自动焊接设备领域，具体是涉及一种容错率高的L型金属片自动焊接装置。

背景技术

两块L型金属片之间的自动焊接一直是自动焊接领域的技术难题。例如，中国专利CN201420065516.X公开了一种电容器引出焊片焊接夹具，包括垫板，所述垫板成矩形，所述垫板一边连接挡块，所述垫板上连接挡块的对边装有纵向限位柱，所述挡块和纵向限位柱之间距离和电容器引出焊片长度方向相配，所述垫板在挡块和纵向限位柱之间开有卸件孔，所述卸件孔和挡块之间设置有2个横向限位柱，所述2个横向限位柱之间距离与电容器引出焊片宽度方向相配，所述卸件孔两侧设置有多道条状限位槽，所述条状限位槽宽度与电容器引出焊片厚度相对应。

该专利公开的夹具即用于焊接两个L型金属片，由于两块L型金属片焊接后的成品分别在两个方向上有凸起，使得抓取L型金属片的机械手分别需要在焊接工作台的上下两侧夹取L型金属片，如何确保机械手之间互不干扰并且容错率高是一大难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种容错率高的L型金属片自动焊接装置，本装置可以全自动焊接L型金属片，容错率高，生产效率高。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

一种容错率高的L型金属片自动焊接装置，用于焊接成品，成品包括有第一金属片和第二金属片，第一金属片和第二金属片均具有彼此互为直角的水平段和竖直段，包括：

第一定位治具，其与第一金属片的底面及其所有侧边抵靠，并且第一金属片与第一定位治具过盈嵌合；

第二定位治具，在第二金属片处于倾斜姿态时，其与第二金属片的三面抵靠，并且第二金属片可与第二定位治具相对滑动；

第一上料机构，用于将第一金属片移动至第一定位治具的旁侧；

第二上料机构，用于将第二金属片移动至第二定位治具的旁侧；

第一移料机构，用于将第一定位治具上的成品移出生产线，同时将第一金属片自第一上料机构的出料端移动至第一定位治具；

第二移料机构，用于将第二金属片自第二上料机构的出料端移动至第二定位治具，然后将第二金属片移动至第一定位治具使其与第一金属片贴合并且使第二金属片对第一金属片施加压力；

全自动焊接机器人，用于焊接第一金属片与第二金属片的贴合部位；

控制器，其与第一上料机构、第一移料机构、第二上料机构、第二移料机构、全自动焊接机器人均电连接。

优选的，第一定位治具的顶部具有水平设置的第一定位面，第一定位面上设置有多个竖直向上延伸的定位凸起，定位凸起的顶部为向外凸出的圆弧形状。

优选的，第二定位治具具有彼此相邻但不相交的第二定位面、第三定位面、第四定位面，第三定位面、第四定位面分别与第二金属片阳角侧的两面抵靠，第二定位面与第二金属片的侧面抵靠，第二定位面竖直设置，第三定位面与第四定位面之间的夹角倾斜向上设置。

优选的，第一上料机构包括有第一振动盘、第一导轨、第一振动电机、第一分料器，第一振动盘、第一导轨、第一分料器顺序连接，第一导轨与第一振动电机的工作部固定连接，第一导轨具有可容纳第一金属片水平段沿着长度方向传输的第一凹槽，第一导轨还具有悬挂在第一金属片竖直段顶面上方的压杆。

优选的，第一分料器包括有第一移动块、第一直线驱动器、第一传感器，第一移动块与第一直线驱动器的工作部固定连接，第一移动块具有可容纳并且仅能容纳一个第一金属片的第二凹槽，第二凹槽的旁侧设置有与第一导轨出料端平齐的止动面，第一移动块上设置有第一安装架，第一安装架具有长度方向平行于第一金属片传输方向的第一腰型孔，第一传感器安装在第一腰型孔内部，第一传感器设置于第一金属片的传输终点，第一传感器与控制器电连接。

优选的，第一移料机构包括有第一工业机器人、第一夹持机构、第二夹持机构、第二工业机器人、顶出块，第一夹持机构、第二夹持机构均固定安装于第一工业机器人的工作部，顶出块固定安装于第二工业机器人的工作部，第一夹持机构与第二夹持机构的工作端之间的距离等于第一上料机构出料端与第一定位治具之间的距离，顶出块设置于第一定位治具的正下方，第一定位治具上设置有供顶出块竖直向上穿过的避让开口。

优选的，第一夹持机构和第二夹持机构结构相同，第一夹持机构包括有第一相向驱动器和分别安装在第一相向驱动器两个工作部上的第一夹持板、第二夹持板，第一夹持板和第二夹持板平行设置，第一夹持板的两边分别设置有朝向第二夹持板延伸并且始终不与第二夹持板接触的第一防脱板、第二防脱板，第一夹持机构工作时，第一夹持板和第二夹持板分别夹设于第一金属片的两面，第一金属片的两边位于第一防脱板和第二防脱板之间。

优选的，第二上料机构包括有第二振动盘、第二导轨、第二振动电机、第二分料器，第二振动盘、第二导轨、第二分料器顺序连接，第二导轨与第二振动电机的工作部固定连接，第二导轨具有可容纳第二金属片水平段沿着宽度方向传输的第三凹槽，第二导轨还具有悬挂在第二金属片水平段上方的压板。

优选的，第二分料器包括有第二移动块、第七直线驱动器、第八直线驱动器、第二传感器，第二移动块与第七直线驱动器的工作部固定连接，第七直线驱动器与第八直线驱动器的工作部固定连接，第七直线驱动器的工作方向水平朝向第二移料机构设置，第八直线驱动器水平设置并且垂直于第七直线驱动器的工作方向；第二移动块具有可与第二金属片连接的移动件，第二移动块上设置有第二安装架，第二安装架具有长度方向平行于第二金属片传输方向的第二腰型孔，第二传感器安装在第二腰型孔内部，第二传感器设置于第二金属片的传输终点，第二振动盘、第二振动电机、第二传感器均与控制器电连接。

优选的，第二移料机构包括有旋转驱动器和夹持机构，旋转驱动器包括有支架、半齿轮、翻板、第九直线驱动器、齿条，夹持机构包括有第二相向驱动器、第三夹持板、第四夹持板；半齿轮可旋转安装在支架上，翻板与半齿轮固定连接，第九直线驱动器与支架固定连接，齿条与第九直线驱动器的工作部固定连接，齿条与半齿轮啮合，第二相向驱动器与翻板固定连接，第三夹持板、第四夹持板分别与第二相向驱动器的两个工作部固定连接。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：

控制器用于向第一上料机构、第一移料机构、第二上料机构、第二移料机构、全自动焊接机器人发出信号，使其按照预设的程序工作，第一上料机构源源不断地将第一金属片传输至第一定位治具的旁侧，第一移料机构将第一金属片自第一上料机构的出料端移动至第一定位治具，使得第一定位治具与第一金属片的所有侧边抵靠；第二上料机构源源不断地将第二金属片传输至第二定位治具的旁侧，第二移料机构将第二金属片自第二上料机构的出料端移动至第二定位治具，使得第二金属片在重力的作用下自然滑动并且最终使其三面与第二定位治具抵靠，从而完成第二金属片的定位；第二移料机构移动第二定位治具上的第二金属片使其与第一定位治具上的第一金属片贴合，第二金属片与第一金属片贴合的同时，第二移料机构通过第二金属片对第一金属片施加压力使得第一金属片的底面与第一定位治具完全贴合，从而完成第一金属片的定位，随后全自动焊接机器人焊接第一金属片与第二金属片的贴合部位，焊接完成后，第一移料机构将第一金属片和第二金属片一起移出生产线并投入至成品箱中，同时将下一个待焊接的第一金属片移动至第一定位治具。

本装置可以全自动焊接L型金属片，在第二金属片上料时通过第二定位治具对其位置进行校正，然后第二移料机构驱动第二金属片将第一金属片压紧使其通过第一定位治具对自身的位置进行校正，使得第一金属片和第二金属片的上料位置无需特别精准，容错率高，生产效率高。

附图说明

图1为本发明的俯视图；

图2为本发明的立体图；

图3为本发明的第一上料机构、第一移料机构、第一定位治具、第二上料机构、第二移料机构、第二定位治具的立体图；

图4为本发明的第一定位治具、全自动焊接机器人的立体图；

图5为图4的A处局部放大图；

图6为本发明的第一上料机构、第一移料机构、第一定位治具的立体图；

图7为图6的B处局部放大图；

图8为本发明的第一导轨俯视图；

图9为图8的C-C截面处的剖视图；

图10为本发明的第二上料机构、第二移料机构、第二定位治具的立体图；

图11为图10的D处局部放大图；

图12为本发明的第二导轨俯视图；

图13为图12的E-E截面处的剖视图；

图14、15、16、17本发明的第一移料机构、第一定位治具、第二移料机构、第二定位治具分别在第二金属片上料工步、第二金属片定位工步、第一金属片定位工步、成品出料工步的立体图；

图18为本发明的第二移料机构局部剖视立体图；

图19为本发明的第二定位治具立体图；

图20为本发明的第一夹持机构立体图；

图中标号为：

1-成品；1a-第一金属片；1b-第二金属片；

2-第一上料机构；2a-第一振动盘；2b-第一导轨；2b1-第一凹槽；2b2-压杆；2c-第一振动电机；2d-第一移动块；2d1-第二凹槽；2d2-止动面；2d3-第一安装架；2e-第一直线驱动器；2f-第一传感器；

3-第一移料机构；3a-第一工业机器人；3a1-第二直线驱动器；3a2-第三直线驱动器；3a3-第四直线驱动器；3b-第一夹持机构；3b1-第一相向驱动器；3b2-第一夹持板；3b3-第二夹持板；3b4-第一防脱板；3b5-第二防脱板；3c-第二夹持机构；3d-第二工业机器人；3d1-第五直线驱动器；3d2-第六直线驱动器；3e-顶出块；

4-第一定位治具；4a-第一定位面；4b-定位凸起；4c-避让开口；

5-第二上料机构；5a-第二振动盘；5b-第二导轨；5b1-第三凹槽；5b2-压板；5c-第二振动电机；5d-第二移动块；5d1-移动件；5d2-第二安装架；5e-第七直线驱动器；5f-第八直线驱动器；5g-第二传感器；

6-第二移料机构；6a-旋转驱动器；6a1-支架；6a2-半齿轮；6a3-翻板；6a4-第九直线驱动器；6a5-齿条；6b-夹持机构；6b1-第二相向驱动器；6b2-第三夹持板；6b3-第四夹持板；

7-第二定位治具；7a-第二定位面；7b-第三定位面；7c-第四定位面；7d-第十直线驱动器(非必要)；

8-全自动焊接机器人；8a-工业机器人；8a1-第十一直线驱动器；8a2-第十二直线驱动器；8a3-第十三直线驱动器；8b-焊接机构。

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，以下结合附图及实施例，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。

在本发明的描述中，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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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。

一种容错率高的L型金属片自动焊接装置，用于焊接成品1，成品1包括有第一金属片1a和第二金属片1b，第一金属片1a和第二金属片1b均具有彼此互为直角的水平段和竖直段，包括：

第一定位治具4，其与第一金属片1a的底面及其所有侧边抵靠，并且第一金属片1a与第一定位治具4过盈嵌合；

第二定位治具7，在第二金属片1b处于倾斜姿态时，其与第二金属片1b的三面抵靠，并且第二金属片1b可与第二定位治具7相对滑动；

第一上料机构2，用于将第一金属片1a移动至第一定位治具4的旁侧；

第二上料机构5，用于将第二金属片1b移动至第二定位治具7的旁侧；

第一移料机构3，用于将第一定位治具4上的成品1移出生产线，同时将第一金属片1a自第一上料机构2的出料端移动至第一定位治具4；

第二移料机构6，用于将第二金属片1b自第二上料机构5的出料端移动至第二定位治具7，然后将第二金属片1b移动至第一定位治具4使其与第一金属片1a贴合并且使第二金属片1b对第一金属片1a施加压力；

全自动焊接机器人8，用于焊接第一金属片1a与第二金属片1b的贴合部位；

控制器，其与第一上料机构2、第一移料机构3、第二上料机构5、第二移料机构6、全自动焊接机器人8均电连接。

控制器用于向第一上料机构2、第一移料机构3、第二上料机构5、第二移料机构6、全自动焊接机器人8发出信号，使其按照预设的程序工作，第一上料机构2源源不断地将第一金属片1a传输至第一定位治具4的旁侧，第一移料机构3将第一金属片1a自第一上料机构2的出料端移动至第一定位治具4，使得第一定位治具4与第一金属片1a的所有侧边抵靠；第二上料机构5源源不断地将第二金属片1b传输至第二定位治具7的旁侧，第二移料机构6将第二金属片1b自第二上料机构5的出料端移动至第二定位治具7，使得第二金属片1b在重力的作用下自然滑动并且最终使其三面与第二定位治具7抵靠，从而完成第二金属片1b的定位；第二移料机构6移动第二定位治具7上的第二金属片1b使其与第一定位治具4上的第一金属片1a贴合，第二金属片1b与第一金属片1a贴合的同时，第二移料机构6通过第二金属片1b对第一金属片1a施加压力使得第一金属片1a的底面与第一定位治具4完全贴合，从而完成第一金属片1a的定位，随后全自动焊接机器人8焊接第一金属片1a与第二金属片1b的贴合部位，焊接完成后，第二移料机构6松开对第二金属片1b的夹持，第一移料机构3将成品1移出生产线并投入至成品箱中，同时将下一个待焊接的第一金属片1a移动至第一定位治具4。

如图4所示，全自动焊接机器人8包括有工业机器人8a和焊接机构8b，工业机器人8a包括有平行设置的第十一直线驱动器8a1、第十二直线驱动器8a2和安装在第十一直线驱动器8a1、第十二直线驱动器8a2工作部上的第十三直线驱动器8a3，第十一直线驱动器8a1、第十二直线驱动器8a2、第十三直线驱动器8a3均为滚珠丝杆滑台，第十三直线驱动器8a3的平行设置并且第十三直线驱动器8a3的工作方向垂直于第十一直线驱动器8a1和第十二直线驱动器8a2，焊接机构8b固定安装在第十三直线驱动器8a3的工作部，焊接机构8b的工作端竖直向下设置，第十一直线驱动器8a1、第十二直线驱动器8a2、第十三直线驱动器8a3用于驱动焊接机构8b在水平面上自由移动；焊接机构8b具有可以竖直升降并且360度旋转还能在一定角度内倾斜的焊接头，焊接机构8b在市场上较为常见，能够轻易地采购到，其具体结构和工作原理此处不做累述。

如图5所示，第一定位治具4的顶部具有水平设置的第一定位面4a，第一定位面4a上设置有多个竖直向上延伸的定位凸起4b，定位凸起4b的顶部为向外凸出的圆弧形状。

第一定位面4a用于安放第一金属片1a，其与第一金属片1a的底面贴合，定位凸起4b用于嵌合第一金属片1a，其与第一金属片1a的所有侧边贴合，并且第一金属片1a需要一定大小的外力作用下才能够挤入或者脱离定位凸起4b，第一移料机构3安放第一金属片1a时，第一金属片1a抵靠在定位凸起4b顶部的圆弧面上，直至第二移料机构6驱动第二金属片1b抵靠在第一金属片1a的顶面上将其向下压，第一金属片1a才得以抵靠在第一定位面4a上。

如图14所示，第二定位治具7具有彼此相邻但不相交的第二定位面7a、第三定位面7b、第四定位面7c，第三定位面7b、第四定位面7c分别与第二金属片1b阳角侧的两面抵靠，第二定位面7a与第二金属片1b的侧面抵靠，第二定位面7a竖直设置，第三定位面7b与第四定位面7c之间的夹角倾斜向上设置。

第二定位面7a为竖直设置的平板形状，第三定位面7b、第四定位面7c均为顶面为平面的凸起，第二定位面7a、第三定位面7b、第四定位面7c彼此不相交，避免了第二金属片1b表面可能存在的毛刺抵靠在第二定位面7a、第三定位面7b、第四定位面7c的相交部位，造成第二金属片1b无法与第二定位面7a、第三定位面7b、第四定位面7c贴合的情况。

第二移料机构6将第二金属片1b自第二上料机构5的出料端移动至第二定位治具7上，第二金属片1b与第二定位面7a抵靠后停止移动，第二移料机构6松开第二金属片1b，在重力的作用下，第二金属片1b与第三定位面7b、第四定位面7c之间发生相对滑动，直至第二金属片1b与第二定位面7a、第三定位面7b、第四定位面7c贴合。

为了减小第二金属片1b与第三定位面7b、第四定位面7c之间的摩擦力，可以在第三定位面7b和第四定位面7c的表面蒙上光滑的布料，或者安装滚柱或滚珠。

第二定位治具7还包括有第十直线驱动器7d，第二定位面7a、第三定位面7b、第四定位面7c共同组成的治具与第十直线驱动器7d的工作部固定连接，第十直线驱动器7d的工作方向水平朝向远离第二移料机构6的方向，第十直线驱动器7d用于驱动第二定位面7a、第三定位面7b、第四定位面7c共同组成的治具远离第二移料机构6，从而避让出第二移料机构6工作部的活动空间，避免第二移料机构6工作部与第二定位面7a、第三定位面7b、第四定位面7c共同组成的治具相撞。

如图6和9所示，第一上料机构2包括有第一振动盘2a、第一导轨2b、第一振动电机2c、第一分料器，第一振动盘2a、第一导轨2b、第一分料器顺序连接，第一导轨2b与第一振动电机2c的工作部固定连接，第一导轨2b具有可容纳第一金属片1a水平段沿着长度方向传输的第一凹槽2b1，第一导轨2b还具有悬挂在第一金属片1a竖直段顶面上方的压杆2b2。

第一振动盘2a、第一导轨2b、第一振动电机2c、第一分料器组合成常见的振动上料机构，第一振动盘2a用于将第一金属片1a源源不断地按照既定的姿态传输至第一导轨2b上，第一凹槽2b1用于容纳沿着长度方向排列的第一金属片1a，压杆2b2用于限制第一金属片1a的跳动，第一振动电机2c驱动第一导轨2b振动，第一金属片1a在第一凹槽2b1和压杆2b2之间不断地跳动并且朝向第一分料器移动，直至第一金属片1a跳动至传输终点，第一分料器工作将其完全容纳的第一金属片1a移动至第一定位治具4的旁侧，同时封堵住第一导轨2b的出口，阻止后续的第一金属片1a继续移动。

如图7所示，第一分料器包括有第一移动块2d、第一直线驱动器2e、第一传感器2f，第一移动块2d与第一直线驱动器2e的工作部固定连接，第一移动块2d具有可容纳并且仅能容纳一个第一金属片1a的第二凹槽2d1，第二凹槽2d1的旁侧设置有与第一导轨2b出料端平齐的止动面2d2，第一移动块2d上设置有第一安装架2d3，第一安装架2d3具有长度方向平行于第一金属片1a传输方向的第一腰型孔，第一传感器2f安装在第一腰型孔内部，第一传感器2f设置于第一金属片1a的传输终点，第一传感器2f与控制器电连接。

第一直线驱动器2e为双轴双杆气缸滑台，第一直线驱动器2e用于驱动第一移动块2d在第一导轨2b和第一定位治具4之间移动，第一直线驱动器2e位于行程的起点时，第二凹槽2d1与第一导轨2b连通，第一直线驱动器2e位于行程的终点时，第二凹槽2d1位于第一定位治具4的旁侧，止动面2d2封堵住第一导轨2b的出料端；第一安装架2d3通过第一腰型孔安装第一传感器2f，第一传感器2f可以在第一腰型孔内部沿着第一金属片1a的传输方向移动一定的距离，从而调节其自身的安装位置；第一传感器2f为光电开关，第一传感器2f用于检测传输终点是否有第一金属片1a，也就是第一移动块2d的工作部是否完全容纳有一个第一金属片1a，第一传感器2f检测到第一金属片1a时发出信号至控制器，控制器发出信号至第一直线驱动器2e，第一直线驱动器2e驱动第一移动块2d移动至第一定位治具4的旁侧，等待第一移料机构3将第一金属片1a取走。

如图6和17所示，第一移料机构3包括有第一工业机器人3a、第一夹持机构3b、第二夹持机构3c、第二工业机器人3d、顶出块3e，第一夹持机构3b、第二夹持机构3c均固定安装于第一工业机器人3a的工作部，顶出块3e固定安装于第二工业机器人3d的工作部，第一夹持机构3b与第二夹持机构3c的工作端之间的距离等于第一上料机构2出料端与第一定位治具4之间的距离，顶出块3e设置于第一定位治具4的正下方，第一定位治具4上设置有供顶出块3e竖直向上穿过的避让开口4c。

第一工业机器人3a包括有第二直线驱动器3a1、第三直线驱动器3a2、第四直线驱动器3a3，第二直线驱动器3a1为磁耦合无杆气缸滑台，第三直线驱动器3a2、第四直线驱动器3a3均为双轴双杆气缸滑台，第三直线驱动器3a2安装于第二直线驱动器3a1的工作部，第四直线驱动器3a3安装于第三直线驱动器3a2的工作部，第二直线驱动器3a1用于驱动第一夹持机构3b和第二夹持机构3c沿着平行于第一金属片1a的传输方向移动，第三直线驱动器3a2用于驱动第一夹持机构3b和第二夹持机构3c沿着垂直于第一金属片1a的传输方向移动，第四直线驱动器3a3用于驱动第一夹持机构3b和第二夹持机构3c竖直移动；第一夹持机构3b和第二夹持机构3c分别用于夹持位于第一上料机构2出料端的第一金属片1a和第一定位治具4上的成品1，第一工业机器人3a用于驱动第一夹持机构3b和第二夹持机构3c在第一上料机构2出料端、第一定位治具4、成品箱之间来回移动。

第二工业机器人3d包括有第五直线驱动器3d1、第六直线驱动器3d2，第五直线驱动器3d1、第六直线驱动器3d2均为双轴双杆气缸滑台，第六直线驱动器3d2安装于第五直线驱动器3d1的工作部，第五直线驱动器3d1用于驱动第六直线驱动器3d2竖直向上移动，第六直线驱动器3d2用于驱动顶出块3e朝向靠近避让开口4c的方向水平移动；第六直线驱动器3d2用于驱动顶出块3e移动至避让开口4c的正下方，第二工业机器人3d用于驱动顶出块3e竖直向上移动，顶出块3e穿过避让开口4c将嵌入在第一定位治具4上的第一金属片1a从定位凸起4b之间顶出，便于第二夹持机构3c夹持。

如图20所示，第一夹持机构3b和第二夹持机构3c结构相同，第一夹持机构3b包括有第一相向驱动器3b1和分别安装在第一相向驱动器3b1两个工作部上的第一夹持板3b2、第二夹持板3b3，第一夹持板3b2和第二夹持板3b3平行设置，第一夹持板3b2的两边分别设置有朝向第二夹持板3b3延伸并且始终不与第二夹持板3b3接触的第一防脱板3b4、第二防脱板3b5，第一夹持机构3b工作时，第一夹持板3b2和第二夹持板3b3分别夹设于第一金属片1a的两面，第一金属片1a的两边位于第一防脱板3b4和第二防脱板3b5之间。

第一相向驱动器3b1为宽阔手指气缸，第一移料机构3工作时，首先第一工业机器人3a驱动第一夹持机构3b和第二夹持机构3c自上而下地套设在第一金属片1a竖直段的外侧，此时第一金属片1a的竖直段位于第一夹持板3b2、第二夹持板3b3、第一防脱板3b4、第二防脱板3b5之间，并且第一金属片1a与第一夹持机构3b无接触，随后第二工业机器人3d驱动顶出块3e将第一金属片1a的水平段从第一定位治具4上顶出，第一金属片1a在惯性的作用下向上弹出，第一金属片1a竖直段被第一夹持板3b2、第二夹持板3b3、第一防脱板3b4、第二防脱板3b5包围着停留在第一夹持机构3b的工作区间内，第一金属片1a水平段抵靠在第一夹持机构3b的底端停止向上移动，然后第一金属片1a在重力的作用下回到第一定位治具4的表面，此时，第一金属片1a的水平段与第一定位治具4的表面抵靠，第一金属片1a的竖直段位于第一夹持板3b2、第二夹持板3b3、第一防脱板3b4、第二防脱板3b5的包围中，接着第一相向驱动器3b1驱动第一夹持板3b2和第二夹持板3b3相互靠近，将第一金属片1a的竖直段夹住，再通过第一工业机器人3a驱动第一夹持机构3b、第二夹持机构3c移动第一金属片1a。

如图10、12、13所示，第二上料机构5包括有第二振动盘5a、第二导轨5b、第二振动电机5c、第二分料器，第二振动盘5a、第二导轨5b、第二分料器顺序连接，第二导轨5b与第二振动电机5c的工作部固定连接，第二导轨5b具有可容纳第二金属片1b水平段沿着宽度方向传输的第三凹槽5b1，第二导轨5b还具有悬挂在第二金属片1b水平段上方的压板5b2。

第二振动盘5a、第二导轨5b、第二振动电机5c、第二分料器组合成常见的振动上料机构，第二振动盘5a用于将第二金属片1b源源不断地按照既定的姿态传输至第二导轨5b上，第三凹槽5b1用于容纳沿着宽度方向排列的第二金属片1b，压板5b2用于限制第二金属片1b的跳动，第二振动电机5c驱动第二导轨5b振动，第二金属片1b在第三凹槽5b1和压板5b2之间不断地跳动并且朝向第二分料器移动，直至第二金属片1b跳动至传输终点，第二分料器工作将第二金属片1b移动至第二定位治具7上。

如图11所示，第二分料器包括有第二移动块5d、第七直线驱动器5e、第八直线驱动器5f、第二传感器5g，第二移动块5d与第七直线驱动器5e的工作部固定连接，第七直线驱动器5e与第八直线驱动器5f的工作部固定连接，第七直线驱动器5e的工作方向水平朝向第二移料机构6设置，第八直线驱动器5f水平设置并且垂直于第七直线驱动器5e的工作方向；第二移动块5d具有可与第二金属片1b连接的移动件5d1，第二移动块5d上设置有第二安装架5d2，第二安装架5d2具有长度方向平行于第二金属片1b传输方向的第二腰型孔，第二传感器5g安装在第二腰型孔内部，第二传感器5g设置于第二金属片1b的传输终点，第二振动盘5a、第二振动电机5c、第二传感器5g均与控制器电连接。

第二传感器5g安装在第二腰形孔内部，从而使得第二传感器5g可以在水平方向上移动一定的距离，从而便于将其工作端移动至第二金属片1b传输的终点；第二传感器5g为光电开关，第二传感器5g用于检测第二金属片1b是否位于其传输的终点，第二传感器5g检测到第二金属片1b时，第二传感器5g发出信号给控制器，控制器发出信号给第二振动盘5a、第二振动电机5c、第七直线驱动器5e、第八直线驱动器5f，第二振动盘5a、第二振动电机5c停止工作，第二金属片1b停止传输，移动件5d1为可插入至第二金属片1b竖直段上开口内部的拨杆，第七直线驱动器5e驱动移动件5d1朝向第二移料机构6的方向移动，从而使得移动件5d1插入至第二金属片1b竖直段上的开口内，第二金属片1b竖直段上无开口时，移动件5d1也可以是磁石或者吸盘，磁石或者吸盘也能够与第二金属片1b临时连接从而驱使第二金属片1b移动，第八直线驱动器5f驱动第七直线驱动器5e沿着朝向靠近第二移料机构6的方向移动，使得第二金属片1b被移动件5d1移动至第二移料机构6的工作区间，随后第七直线驱动器5e和第八直线驱动器5f复位使得移动件5d1回到初始位置。

如图18所示，第二移料机构6包括有旋转驱动器6a和夹持机构6b，旋转驱动器6a包括有支架6a1、半齿轮6a2、翻板6a3、第九直线驱动器6a4、齿条6a5，夹持机构6b包括有第二相向驱动器6b1、第三夹持板6b2、第四夹持板6b3；半齿轮6a2可旋转安装在支架6a1上，翻板6a3与半齿轮6a2固定连接，第九直线驱动器6a4与支架6a1固定连接，齿条6a5与第九直线驱动器6a4的工作部固定连接，齿条6a5与半齿轮6a2啮合，第二相向驱动器6b1与翻板6a3固定连接，第三夹持板6b2、第四夹持板6b3分别与第二相向驱动器6b1的两个工作部固定连接。

第九直线驱动器6a4为电动推杆，第九直线驱动器6a4用于驱动齿条6a5沿着其自身的轴线移动，齿条6a5移动驱动半齿轮6a2旋转，半齿轮6a2带动翻板6a3、第二相向驱动器6b1一起旋转，第二相向驱动器6b1用于驱动第三夹持板6b2、第四夹持板6b3相互靠近，从而夹持第二金属片1b的水平段，进而通过旋转驱动器6a带动第二金属片1b旋转使其竖直段与第一金属片1a的水平段抵靠。

本发明的工作原理：

如图1至20所示，控制器用于向第一上料机构2、第一移料机构3、第二上料机构5、第二移料机构6、全自动焊接机器人8发出信号，使其按照预设的程序工作。

第一振动盘2a通过第一导轨2b和第一振动电机2c源源不断地将第一金属片1a传输至第一移动块2d的旁侧，当一个第一金属片1a完整地进入到第二凹槽2d1内部时，第一传感器2f发出信号给控制器，控制器发出信号使第一振动盘2a、第一振动电机2c停止工作，同时使第一直线驱动器2e驱动第一移动块2d移动至第一定位治具4的旁侧，并且使得止动面2d2封堵住第一导轨2b的出料口。

随后第一工业机器人3a驱动第一夹持机构3b和第二夹持机构3c分别夹持住第二凹槽2d1上的第一金属片1a和第一定位治具4上焊接完毕的成品1，同时第二工业机器人3d驱动顶出块3e穿过避让开口4c将嵌入在第一定位治具4上的成品1顶出，从而便于第二夹持机构3c夹持，再通过第一工业机器人3a驱动第一夹持机构3b将第一金属片1a移动至第一定位治具4上，同时驱动第二夹持机构3c将成品1移动至成品箱，位于第一定位治具4上的第一金属片1a其水平段的底面抵靠在定位凸起4b顶部的圆弧面上。

第二振动盘5a通过第二导轨5b和第二振动电机5c源源不断地将第二金属片1b传输至第二移动块5d的旁侧，当第二金属片1b移动至移动件5d1的工作区间时，第二传感器5g发出信号给控制器，控制器发出信号使第二振动盘5a、第二振动电机5c停止工作，同时使第七直线驱动器5e、第八直线驱动器5f驱动第二移动块5d移动第二金属片1b至夹持机构6b的工作区间，此时第二相向驱动器6b1驱动第三夹持板6b2、第四夹持板6b3处于张开状态，第二金属片1b的水平段移动至第三夹持板6b2、第四夹持板6b3之间，第二金属片1b的侧面抵靠在第二定位面7a上。

随后第九直线驱动器6a4驱动齿条6a5向上移动，半齿轮6a2带动翻板6a3、第二相向驱动器6b1向下翻转，位于第三夹持板6b2、第四夹持板6b3之间的第二金属片1b滑落到第二定位治具7上，在重力的作用下，第二金属片1b的水平段顺着第四定位面7c滑动直至其竖直段与第三定位面7b抵靠，此时第二金属片1b的竖直段侧面与第二定位面7a抵靠，第二金属片1b的水平段阳角面与第四定位面7c抵靠，第二金属片1b的竖直段阳角面与第三定位面7b抵靠，第二金属片1b完成定位。

然后第二相向驱动器6b1驱动第三夹持板6b2和第四夹持板6b3相互靠近并且夹紧第二金属片1b,第九直线驱动器6a4驱动齿条6a5向下移动，半齿轮6a2带动翻板6a3、第二相向驱动器6b1向上翻转，被第三夹持板6b2、第四夹持板6b3夹持着的第二金属片1b环绕半齿轮6a2的轴线向上旋转，最终第二金属片1b竖直段的阴角面与第一金属片1a水平段的阴角面抵靠，同时旋转驱动器6a通过第二金属片1b对第一金属片1a施加一定的压力，使得第一金属片1a被第二金属片1b挤压着嵌入到定位凸起4b的内部，在第一金属片1a的底面与第一定位面4a抵靠的同时，第一金属片1a的所有侧边均与定位凸起4b抵靠，第一金属片1a完成定位。

随后全自动焊接机器人8焊接第一金属片1a与第二金属片1b的贴合部位，焊接完成后，第二移料机构6松开对第二金属片1b的夹持，第一移料机构3将第一金属片1a从第一定位治具4内部顶出，然后第一移料机构3夹持着成品1将其移动至成品箱。

Claims (10)

1.一种容错率高的L型金属片自动焊接装置，用于焊接成品(1)，成品(1)包括有第一金属片(1a)和第二金属片(1b)，第一金属片(1a)和第二金属片(1b)均具有彼此互为直角的水平段和竖直段，其特征在于，包括：

第一定位治具(4)，其与第一金属片(1a)的底面及其所有侧边抵靠，并且第一金属片(1a)与第一定位治具(4)过盈嵌合；

第二定位治具(7)，在第二金属片(1b)处于倾斜姿态时，其与第二金属片(1b)的三面抵靠，并且第二金属片(1b)可与第二定位治具(7)相对滑动；

第一上料机构(2)，用于将第一金属片(1a)移动至第一定位治具(4)的旁侧；

第二上料机构(5)，用于将第二金属片(1b)移动至第二定位治具(7)的旁侧；

第一移料机构(3)，用于将第一定位治具(4)上的成品(1)移出生产线，同时将第一金属片(1a)自第一上料机构(2)的出料端移动至第一定位治具(4)；

第二移料机构(6)，用于将第二金属片(1b)自第二上料机构(5)的出料端移动至第二定位治具(7)，然后将第二金属片(1b)移动至第一定位治具(4)使其与第一金属片(1a)贴合并且使第二金属片(1b)对第一金属片(1a)施加压力；

全自动焊接机器人(8)，用于焊接第一金属片(1a)与第二金属片(1b)的贴合部位；

控制器，其与第一上料机构(2)、第一移料机构(3)、第二上料机构(5)、第二移料机构(6)、全自动焊接机器人(8)均电连接。

2.根据权利要求1所述的一种容错率高的L型金属片自动焊接装置，其特征在于，第一定位治具(4)的顶部具有水平设置的第一定位面(4a)，第一定位面(4a)上设置有多个竖直向上延伸的定位凸起(4b)，定位凸起(4b)的顶部为向外凸出的圆弧形状。

3.根据权利要求1所述的一种容错率高的L型金属片自动焊接装置，其特征在于，第二定位治具(7)具有彼此相邻但不相交的第二定位面(7a)、第三定位面(7b)、第四定位面(7c)，第三定位面(7b)、第四定位面(7c)分别与第二金属片(1b)阳角侧的两面抵靠，第二定位面(7a)与第二金属片(1b)的侧面抵靠，第二定位面(7a)竖直设置，第三定位面(7b)与第四定位面(7c)之间的夹角倾斜向上设置。

4.根据权利要求1所述的一种容错率高的L型金属片自动焊接装置，其特征在于，第一上料机构(2)包括有第一振动盘(2a)、第一导轨(2b)、第一振动电机(2c)、第一分料器，第一振动盘(2a)、第一导轨(2b)、第一分料器顺序连接，第一导轨(2b)与第一振动电机(2c)的工作部固定连接，第一导轨(2b)具有可容纳第一金属片(1a)水平段沿着长度方向传输的第一凹槽(2b1)，第一导轨(2b)还具有悬挂在第一金属片(1a)竖直段顶面上方的压杆(2b2)。

5.根据权利要求4所述的一种容错率高的L型金属片自动焊接装置，其特征在于，第一分料器包括有第一移动块(2d)、第一直线驱动器(2e)、第一传感器(2f)，第一移动块(2d)与第一直线驱动器(2e)的工作部固定连接，第一移动块(2d)具有可容纳并且仅能容纳一个第一金属片(1a)的第二凹槽(2d1)，第二凹槽(2d1)的旁侧设置有与第一导轨(2b)出料端平齐的止动面(2d2)，第一移动块(2d)上设置有第一安装架(2d3)，第一安装架(2d3)具有长度方向平行于第一金属片(1a)传输方向的第一腰型孔，第一传感器(2f)安装在第一腰型孔内部，第一传感器(2f)设置于第一金属片(1a)的传输终点，第一传感器(2f)与控制器电连接。

6.根据权利要求1所述的一种容错率高的L型金属片自动焊接装置，其特征在于，第一移料机构(3)包括有第一工业机器人(3a)、第一夹持机构(3b)、第二夹持机构(3c)、第二工业机器人(3d)、顶出块(3e)，第一夹持机构(3b)、第二夹持机构(3c)均固定安装于第一工业机器人(3a)的工作部，顶出块(3e)固定安装于第二工业机器人(3d)的工作部，第一夹持机构(3b)与第二夹持机构(3c)的工作端之间的距离等于第一上料机构(2)出料端与第一定位治具(4)之间的距离，顶出块(3e)设置于第一定位治具(4)的正下方，第一定位治具(4)上设置有供顶出块(3e)竖直向上穿过的避让开口(4c)。

7.根据权利要求6所述的一种容错率高的L型金属片自动焊接装置，其特征在于，第一夹持机构(3b)和第二夹持机构(3c)结构相同，第一夹持机构(3b)包括有第一相向驱动器(3b1)和分别安装在第一相向驱动器(3b1)两个工作部上的第一夹持板(3b2)、第二夹持板(3b3)，第一夹持板(3b2)和第二夹持板(3b3)平行设置，第一夹持板(3b2)的两边分别设置有朝向第二夹持板(3b3)延伸并且始终不与第二夹持板(3b3)接触的第一防脱板(3b4)、第二防脱板(3b5)，第一夹持机构(3b)工作时，第一夹持板(3b2)和第二夹持板(3b3)分别夹设于第一金属片(1a)的两面，第一金属片(1a)的两边位于第一防脱板(3b4)和第二防脱板(3b5)之间。

8.根据权利要求1所述的一种容错率高的L型金属片自动焊接装置，其特征在于，第二上料机构(5)包括有第二振动盘(5a)、第二导轨(5b)、第二振动电机(5c)、第二分料器，第二振动盘(5a)、第二导轨(5b)、第二分料器顺序连接，第二导轨(5b)与第二振动电机(5c)的工作部固定连接，第二导轨(5b)具有可容纳第二金属片(1b)水平段沿着宽度方向传输的第三凹槽(5b1)，第二导轨(5b)还具有悬挂在第二金属片(1b)水平段上方的压板(5b2)。

9.根据权利要求8所述的一种容错率高的L型金属片自动焊接装置，其特征在于，第二分料器包括有第二移动块(5d)、第七直线驱动器(5e)、第八直线驱动器(5f)、第二传感器(5g)，第二移动块(5d)与第七直线驱动器(5e)的工作部固定连接，第七直线驱动器(5e)与第八直线驱动器(5f)的工作部固定连接，第七直线驱动器(5e)的工作方向水平朝向第二移料机构(6)设置，第八直线驱动器(5f)水平设置并且垂直于第七直线驱动器(5e)的工作方向；第二移动块(5d)具有可与第二金属片(1b)连接的移动件(5d1)，第二移动块(5d)上设置有第二安装架(5d2)，第二安装架(5d2)具有长度方向平行于第二金属片(1b)传输方向的第二腰型孔，第二传感器(5g)安装在第二腰型孔内部，第二传感器(5g)设置于第二金属片(1b)的传输终点，第二振动盘(5a)、第二振动电机(5c)、第二传感器(5g)均与控制器电连接。

10.根据权利要求1所述的一种容错率高的L型金属片自动焊接装置，其特征在于，第二移料机构(6)包括有旋转驱动器(6a)和夹持机构(6b)，旋转驱动器(6a)包括有支架(6a1)、半齿轮(6a2)、翻板(6a3)、第九直线驱动器(6a4)、齿条(6a5)，夹持机构(6b)包括有第二相向驱动器(6b1)、第三夹持板(6b2)、第四夹持板(6b3)；半齿轮(6a2)可旋转安装在支架(6a1)上，翻板(6a3)与半齿轮(6a2)固定连接，第九直线驱动器(6a4)与支架(6a1)固定连接，齿条(6a5)与第九直线驱动器(6a4)的工作部固定连接，齿条(6a5)与半齿轮(6a2)啮合，第二相向驱动器(6b1)与翻板(6a3)固定连接，第三夹持板(6b2)、第四夹持板(6b3)分别与第二相向驱动器(6b1)的两个工作部固定连接。

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