CN111673369A - 一种自动装配焊接系统及自动装配焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动装配焊接系统，涉及自动焊接技术领域，包括：管材运输机构、平板上料机构、装配机构、换位机构、定位翻转机构、焊接机构。本发明通过定位翻转机构以旋转成向上角度的方式以接收平板上料机构运送过来平板工件，再次旋转复位后，使得管材卡入到平板通孔中，进而使得焊接机构对管材和平板的连接处焊接，焊接的同时通过定位翻转机构控制管材、平板同步翻转，形成均匀的全周环形角焊缝。通过此种切换角度的方式接料并进行装配以适应自动化生产线，大大提高了装配效率，并且，焊接过程中能够以环绕管材与平板连接处进行焊接，形成均匀的全周环形角焊缝，提高焊接效率，提高产品质量。

Description

一种自动装配焊接系统及自动装配焊接方法

技术领域

本发明涉及自动焊接技术领域，特别涉及一种自动装配焊接系统。

背景技术

机械设备加工中，常常会遇到需将圆管与方管、圆管等管材与方板、圆板等平板工件进行焊接,举一个例子，如图1所示，通常人们会在方板b上开设相适应大小的通孔，然后将方管a插设在方板b的通孔内,再进行焊接，焊接成全周环形角焊缝C,使二者紧密固定在一起。

目前，对待焊接的管材的抓取与对平板的抓取，多需要人工辅助，而且将两者装配在一起后焊接，也不能做到多面焊接，需要焊接完一面再焊接另一面，因此，加工效率较低，低效率的加工(不能对多个面连续焊接)，将会可能影响焊接的均匀性,影响成品质量。现有的设备难以做到在将方管插设在方板的通孔内后进行自动焊接工作，因此需要设计一种自动装配焊接系统以解决前述技术问题。

发明内容

本发明目的之一是解决现有技术在装配和焊接过程中，效率低，且难以焊接均匀,影响成品质量的问题。

本发明目的之二是提供一种自动装配焊接方法。

为达到上述目的之一，本发明采用以下技术方案：一种自动装配焊接系统，其中，包括：管材运输机构，所述管材运输机构沿左右方向运输管材；平板上料机构，所述平板上料机构设置在所述管材运输机构后侧端，所述平板上料机构通过振动的方式将平板一一排列进行运输；装配机构，所述装配机构设置在所述管材运输机构的左端；换位机构，所述换位机构设置在所述装配机构与所述管材运输机构的上端，所述换位机构通过夹取或吸取的方式将从管材运输机构运输过来的管材移至所述装配机构上；定位翻转机构，所述定位翻转机构设置在所述装配机构的后端，所述定位放置机构位于所述平板上料机构的左或右侧端，所述定位翻转机构具有翻转成不同角度位置的功能，所述定位翻转机构还具有带动管材与平板同步旋转的功能；通过该翻转功能以顺利从上方接收所述平板上料机构输送平板以及顺利从前方接收所述装配机构推动过来的管材；焊接机构，所述焊接机构设置在所述定位翻转机构侧端。

在上述技术方案中，本发明实施例首先通过管材运输机构从右往左方向运输管材，同时通过平板上料机构以振动的方式将平板一一排列进行运输；其次通过换位机构以夹取或吸取的方式将从管材运输机构运输过来的管材移至装配机构上静止，使得管材正对定位翻转机构；之后旋转定位翻转机构，使得定位翻转机构从上方接收平板上料机构输送过来的平板，再次旋转定位翻转机构复位，使得管材与平板的通孔相对应；然后通过装配机构推动管材，使得管材卡入至位于定位翻转机构上的平板通孔内完成装配；最后通过焊接机构焊接管材与平板的卡入线位置，同时通过定位翻转机构带动管材、平板同步旋转，使得焊接机构以环绕该卡入线位置的方式进行焊接，最终形成均匀的全周环形角焊缝。

进一步地，在本发明实施例中，所述管材运输机构包括：机架；驱动电机，所述驱动电机安装在所述机架上；传动轴，所述传动轴与所述驱动电机相连；输送工装，所述输送工装与所述传动轴动力连接，所述输送工装用于放置管材。

更进一步地，在本发明实施例中，所述管材运输机构还包括：传送链条，所述传送链条与所述输送工装相连；链条张紧器，所述链条张紧器连接所述传动轴与所述传送链条。

进一步地，在本发明实施例中，所述平板上料机构包括：振动盘；水平振动送料器，所述水平振动送料器连接所述振动盘；上料装置，所述上料装置设置在所述水平振动送料器侧端，所述上料装置包括：第一气缸，所述第一气缸横向水平设置；第二气缸，所述第二气缸垂直连接所述第一气缸，所述第一气缸推动所述第二气缸横向移动；取料抓手，所述取料抓手与所述第二气缸的伸缩端相连，所述取料抓手用于抓取所述水平振动送料器上的平板。

进一步地，在本发明实施例中，所述装配机构包括：立架；滑动块，所述滑动块滑动连接在所述立架上；存放板，所述存放板安装在所述滑动块上，所述存放板至少具有两个，两个所述存放板构成“V”型结构，所述存放板之间活动连接；推动气缸，所述推动气缸设置在所述存放板的侧端，所述推动气缸的伸缩端正对所述存放板的“V”型结构开口。

进一步地，在本发明实施例中，所述换位机构包括：导轨；活动架，所述活动架与所述导轨滑动连接；调位电机，所述调位电机安装在所述活动架上，所述调位电机的动力端与导轨相连；升降电机，所述升降电机垂直安装在所述活动架上；取放结构，所述取放结构连接所述升降电机；导杆，所述导轨穿设在所述取放结构上。

更进一步地，在本发明实施例中，所述取放结构具有吸气孔或者所述取放结构具有机械爪手。

进一步地，在本发明实施例中，所述定位翻转机构包括：切换电机；主板，所述主板具有：被动轴，所述被动轴连接所述切换电机；第一轴承座，所述第一轴承座设置在所述切换电机与所述主板之间，所述被动轴穿设在所述第一轴承座上；定位部，所述定位部垂直固定在所述主板上，所述定位部为中空结构，所述定位部包括：转盘轴承；转体，所述转体与所述转盘轴承相连，所述转体中心具有：内凹结构，所述内凹结构位于所述转体中心处，所述内凹结构的大小大于管材，所述内凹结构的大小小于平板；对接平台，所述对接平台以围绕着所述内凹结构的方式设置在所述转体上；定位夹板，所述定位夹板设置在所述转体上，所述定位夹板位于所述对接平台周围；定位卡爪，所述定位卡爪设置在所述内凹结构中心处。

更进一步地，在本发明实施例中，所述定位翻转机构还包括：翻转电机，所述翻转电机安装在所述主板上；第二轴承座，所述第二轴承座安装在所述主板上；连接轴，所述连接轴穿设在所述第二轴承座上，所述连接轴连接所述翻转电机与所述转体；顶出气缸，所述顶出气缸安装在所述主板上；顶出杆，所述顶出杆一端连接所述顶出气缸，所述顶出杆另一端贯穿所述转体与所述对接平台形成贯穿通道，所述顶出杆沿该贯穿通道自由伸缩。

进一步地，在本发明实施例中，所述焊接机构包括：板架；对位电机，所述对接电机与所述板架相连；纵向运动电机，所述对位电机连接所述纵向运动电机；横向运动电机，所述横向运动电机垂直连接所述纵向运动电机；稳定壁，所述稳定壁连接所述横向运动电机；固定组件，所述固定组件活动安装在所述稳定壁上；焊炬，所述焊炬固定在所述固定组件上。

更进一步地，在本发明实施例中，所述焊接机构还包括：检测开关，所述检测开关安装在所述板架上。

进一步地，在本发明实施例中，所述自动装配焊接系统还包括：码垛机器人，所述码垛机器人设置在所述装配机构的侧端。

更进一步地，在本发明实施例中，所述自动装配焊接系统还包括：控制装置，所述控制装置连接所述管材运输机构、所述平板上料机构、所述装配机构、所述换位机构、所述定位翻转机构、所述焊接机构。

本发明的有益效果是：

本发明通过定位翻转机构以旋转成向上角度的方式以接收平板上料机构运送过来平板工件，再次旋转复位后，使得管材卡入到平板通孔中，进而使得焊接机构对管材和平板的连接处焊接，焊接的同时通过定位翻转机构控制管材、平板同步翻转，形成均匀的全周环形角焊缝。通过此种切换角度的方式接料并进行装配以适应自动化生产线，大大提高了装配效率，并且，焊接过程中能够以环绕管材与平板连接处进行焊接，形成均匀的全周环形角焊缝，提高焊接效率，解决现有技术在装配和焊接过程中，效率低，且难以焊接均匀,影响成品质量的问题。

为达到上述目的之二，本发明采用以下技术方案：一种自动装配焊接方法，包括以下步骤：

运料，通过管材运输机构从右往左方向运输管材，同时通过平板上料机构以振动的方式将平板一一排列进行运输；

换位，通过换位机构以夹取或吸取的方式将从管材运输机构运输过来的管材移至装配机构上静止，使得管材正对定位翻转机构；

接料，旋转定位翻转机构，使得定位翻转机构从上方接收平板上料机构输送过来的平板，之后再次旋转定位翻转机构复位，使得管材与平板的通孔相对应；

装配，通过装配机构推动管材，使得管材卡入至位于定位翻转机构上的平板通孔内完成装配；

焊接，管材卡入平板通孔内后，通过焊接机构焊接管材与平板的卡入线位置，同时通过定位翻转机构带动管材、平板同步旋转，使得焊接机构以环绕该卡入线位置的方式进行焊接，最终形成均匀的全周环形角焊缝。

进一步地，在本发明实施例中，运料步骤中，管材运输机构的工作原理为：启动驱动电机驱动传动轴旋转，带动传送链条转动，进而带动放有管材的输送工装从右往左运动，其中，传送链条通过链条张紧器保持张紧力。

进一步地，在本发明实施例中，运料步骤中，平板上料机构的工作原理为：启动振动盘对振动盘中的平板进行振动，使得平板在振动力下移动至水平振动送料器上进行一一排列移动，此时，启动第一气缸推动第二气缸进行水平运动，使得第二气缸上的取料抓手位于水平振动送料器上的平板正上方，之后启动第二气缸推动取料抓手下降，使得取料抓手牢牢吸住平板，进而通过第一气缸、第二气缸将平板移动至定位翻转机构上。

进一步地，在本发明实施例中，换位步骤中，换位机构的工作原理为：启动调位电机驱使活动架沿导轨左右方向移动，使得活动架上的升降电机上的取放结构位于管材运输机构的上方，之后启动升降电机带动取放结构沿导杆下降，使得取放结构以夹取或吸取管材运输机构上的管材，进而通过升降电机、调位电机将取放结构上的管材移动至装配机构上。

进一步地，在本发明实施例中，接料步骤中，定位翻转机构的工作原理为：启动切换电机带动主板的被动轴旋转，同时带动主板以及与主板相连的定位部旋转，进而使得定位部上的与转体相连的对接平台朝上，在平板放入至对接平台后，控制对接平台周围的定位夹板夹紧平板，然后再次启动切换电机带动主板、定位部复位，在管材卡入至平板过程中，与转体相连的定位卡爪被管材套入，之后控制定位卡爪抵住管材的内壁面对管材固定。

进一步地，在本发明实施例中，装配步骤中，装配机构的工作原理为：启动推动气缸，推动放置在“V”型存放板中的管材，使得管材卡入至定位翻转机构上的平板通孔内。

更进一步地，在本发明实施例中，当位于“V”型存放板中的管材为多边形管材时，管材翻转带动存放板向上运动，使得与存放板连接是滑动块滑动，进而使得管材顺利翻转。

更进一步地，在本发明实施例中，焊接步骤中，焊接机构与定位翻转机构的工作原理为：启动焊接机构的对位电机推动纵向运动电机、横向运动电机前后移动，之后启动纵向运动电机、横向运动电机控制焊炬靠近管材与平板的卡入线位置进行焊接，焊接同时启动定位翻转机构上的翻转电机驱动定位部上的转体旋转，进而带动管材与平板转动。

更进一步地，在本发明实施例中，焊接完成后，控制定位夹板复位的同时，启动定位翻转机构上的顶出气缸控制顶出杆，顶出焊接好后的管材与平板。

附图说明

图1为现有技术中将方管和方板装配和焊接后的成品示意图。

图2为本发明实施例自动装配焊接系统的立体结构示意图。

图3为本发明实施例管材运输机构的立体结构示意图。

图4为本发明实施例平板上料机构的立体结构示意图。

图5为图2的A局部放大图。

图6为本发明实施例换位机构的立体结构示意图。

图7为本发明实施例定位翻转机构的立体结构示意图。

图8为图7的B局部放大图。

图9为本发明实施例定位翻转机构的放料效果示意图。

图10为本发明实施例定位翻转机构待对接管材时的状态示意图。

图11为本发明实施例焊接机构的立体结构示意图。

附图中

10、管材运输机构 11、机架 12、驱动电机

13、传动轴 14、输送工装 15、传送链条

16、链条张紧器

20、平板上料机构 21、振动盘 22、水平振动送料器

23、上料装置 24、第一气缸 25、第二气缸

26、取料抓手

30、装配机构 31、立架 32、存放板

33、滑动块

40、换位机构 41、导轨 42、活动架

43、调位电机 44、升降电机 45、导杆

46、取放结构

50、定位翻转机构 51、切换电机 52、主板

521、被动轴 53、第一轴承座 54、定位部

541、转盘轴承 542、转体 543、对接平台

544、定位夹板 545、定位卡爪

55、翻转电机 56、第二轴承座 57、连接轴

58、顶出气缸 581、顶出杆

60、焊接机构 61、板架 62、对位电机

63、纵向运动电机 64、横向运动电机 65、稳定壁

66、固定组件 67、焊炬 68、检测开关

70、码垛机器人 80、控制装置

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案进行清楚、完整地描述，及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明实施例进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅仅用以解释本发明实施例，并不用于限定本发明实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“中”“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“顶”、“底”、“侧”、“竖直”、“水平”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“一”、“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

出于简明和说明的目的，实施例的原理主要通过参考例子来描述。在以下描述中，很多具体细节被提出用以提供对实施例的彻底理解。然而明显的是。对于本领域普通技术人员，这些实施例在实践中可以不限于这些具体细节。在一些实例中，没有详细地描述公知自动装配焊接方法和结构，以避免无必要地使这些实施例变得难以理解。另外，所有实施例可以互相结合使用。

实施例一：

一种自动装配焊接系统，其中，包括：管材运输机构10、平板上料机构20、装配机构30、换位机构40、定位翻转机构50、焊接机构60。

管材运输机构10沿左右方向运输管材。平板上料机构20设置在管材运输机构10后侧端，平板上料机构20通过振动的方式将平板一一排列进行运输。

装配机构30设置在管材运输机构10的左端。换位机构40设置在装配机构30与管材运输机构10的上端，换位机构40通过夹取或吸取的方式将从管材运输机构10运输过来的管材移至装配机构30上。

定位翻转机构50设置在装配机构30的后端，定位放置机构位于平板上料机构20的左或右侧端，定位翻转机构50具有翻转成不同角度位置的功能，定位翻转机构50还具有带 动管材与平板同步旋转的功能。通过该翻转功能以顺利从上方接收平板上料机构20输送平板以及顺利从前方接收装配机构30推动过来的管材。

焊接机构60设置在定位翻转机构50侧端。

工作原理：首先通过管材运输机构10从右往左方向运输管材，同时通过平板上料机构20以振动的方式将平板一一排列进行运输。其次通过换位机构40以夹取或吸取的方式将从管材运输机构10运输过来的管材移至装配机构30上静止，使得管材正对定位翻转机构50。之后旋转定位翻转机构50，使得定位翻转机构50从上方接收平板上料机构20输送过来的平板，再次旋转定位翻转机构50复位，使得管材与平板的通孔相对应。然后通过装配机构30推动管材，使得管材卡入至位于定位翻转机构50上的平板通孔内完成装配。最后通过焊接机构60焊接管材与平板的卡入线位置，即管材与平板连接位置，同时通过定位翻转机构50带动管材、平板同步旋转，使得焊接机构60以环绕该卡入线位置的方式进行焊接，最终形成均匀的全周环形角焊缝。

本发明通过定位翻转机构50以旋转成向上角度的方式以接收平板上料机构20运送过来平板工件，再次旋转复位后，使得管材卡入到平板通孔中，进而使得焊接机构60对管材和平板的连接处焊接，焊接的同时通过定位翻转机构50控制管材、平板同步翻转，形成均匀的全周环形角焊缝。通过此种切换角度的方式接料并进行装配以适应自动化生产线，大大提高了装配效率，并且，焊接过程中能够以环绕管材与平板连接处进行焊接，形成均匀的全周环形角焊缝，提高焊接效率，解决现有技术在装配和焊接过程中，效率低，且难以焊接均匀,影响成品质量的问题。

优选地，管材运输机构10包括：机架11、驱动电机12、传动轴13、输送工装14。

驱动电机12安装在机架11上。传动轴13与驱动电机12相连。输送工装14与传动轴13动力连接，输送工装14用于放置管材。

管材运输机构10还包括传送链条15和链条张紧器16。传送链条15与输送工装14相连。链条张紧器16连接传动轴13与传送链条15。

启动驱动电机12驱动传动轴13旋转，带动传送链条15转动，进而带动放有管材的输送工装14从右往左运动。其中，传送链条15通过链条张紧器16保持张紧力，预防传送链条15松动、脱落，减轻传送链条15磨损。

优选地，平板上料机构20包括：振动盘21、水平振动送料器22、上料装置23。

水平振动送料器22连接振动盘21。上料装置23设置在水平振动送料器22侧端。

上料装置23包括：第一气缸24、第二气缸25、取料抓手26，第一气缸24横向水平设置。第二气缸25垂直连接第一气缸24，第一气缸24推动第二气缸25横向移动。取料抓手26与第二气缸25的伸缩端相连，取料抓手26用于抓取水平振动送料器22上的平板。

启动振动盘21对振动盘21中的平板进行振动，使得平板在振动力下移动至水平振动送料器22上进行一一排列移动，此时，启动第一气缸24推动第二气缸25进行水平运动，使得第二气缸25上的取料抓手26位于水平振动送料器22上的平板正上方，之后启动第二气缸25推动取料抓手26下降，使得取料抓手26牢牢吸住平板，进而通过第一气缸24、第二气缸25将平板移动至定位翻转机构50上。

优选地，装配机构30包括：立架31、滑动块33、存放板32、推动气缸。

滑动块33滑动连接在立架31上。存放板32安装在滑动块33上，存放板32至少具有两个，两个存放板32构成“V”型结构，存放板32之间活动连接。推动气缸设置在存放板32的侧端，推动气缸的伸缩端正对存放板32的“V”型结构开口。

启动推动气缸，推动放置在“V”型存放板32中的管材，使得管材卡入至定位翻转机构50上的平板通孔内。

“V”型的存放板32有利于控制容纳多边形管材的一个角朝下，以调节多边形管材的角度，使得多边形管材能够与平板的通孔形状配合并且卡入，提高装配效率。

当管材卡入平板后，管材部分位置还位于“V”型存放板32中时，且管材为多边形管材时，比如方管，管材翻转带动存放板32向上运动，使得与存放板32连接是滑动块33滑动，进而使得管材顺利翻转。

优选地，换位机构40包括：导轨41、活动架42、调位电机43、升降电机44、取放结构46、导杆45。

活动架42与导轨41滑动连接。调位电机43安装在活动架42上，调位电机43的动力端与导轨41相连。升降电机44垂直安装在活动架42上。取放结构46连接升降电机44。导轨41穿设在取放结构46上。

启动调位电机43驱使活动架42沿导轨41左右方向移动，使得活动架42上的升降电机44上的取放结构46位于管材运输机构10的上方，之后启动升降电机44带动取放结构46沿导杆45下降，使得取放结构46以夹取或吸取管材运输机构10上的管材，进而通过升降电机44、调位电机43将取放结构46上的管材移动至装配机构30上。

更优选地，取放结构46具有吸气孔或者取放结构46具有机械爪手。

优选地，定位翻转机构50包括：切换电机51、主板52、第一轴承座53、定位部54。

主板52两侧具有被动轴521，被动轴521连接切换电机51。第一轴承座53设置在切换电机51与主板52之间，被动轴521穿设在第一轴承座53上。

定位部54垂直固定在主板52上，定位部54为中空结构，定位部54包括：转盘轴承541、转体542、对接平台543、定位夹板544、定位卡爪545。

转体542与转盘轴承541相连，转体542中心具有内凹结构，内凹结构位于转体542中心处，内凹结构的大小大于管材，内凹结构的大小小于平板。对接平台543以围绕着内凹结构的方式设置在转体542上。定位夹板544设置在转体542上，定位夹板544位于对接平台543周围。定位卡爪545设置在内凹结构中心处。

定位翻转机构50还包括：翻转电机55、第二轴承座56、连接轴57、顶出气缸58、顶出杆581。

翻转电机55安装在主板52上。第二轴承座56安装在主板52上。连接轴57穿设在第二轴承座56上，连接轴57连接翻转电机55与转体542。顶出气缸58安装在主板52上。顶出杆581一端连接顶出气缸58，顶出杆581另一端贯穿转体542与对接平台543形成贯穿通道，顶出杆581沿该贯穿通道自由伸缩。

启动切换电机51带动主板52的被动轴521旋转，同时带动主板52以及与主板52相连的定位部54旋转，进而使得定位部54上的与转体542相连的对接平台543朝上，在平板放入至对接平台543后，控制对接平台543周围的定位夹板544夹紧平板，然后再次启动切换电机51带动主板52、定位部54复位，在管材卡入至平板过程中，与转体542相连的定位卡爪545被管材套入，之后控制定位卡爪545抵住管材的内壁面对管材固定。

之后启动焊接机构60对管材与平板的卡入线位置(管材与平板连接处位置)进行焊接，焊接同时启动定位翻转机构50上的翻转电机55驱动定位部54上的转体542旋转，进而带动管材与平板转动。焊接完成后，控制定位夹板544复位的同时，启动定位翻转机构50上的顶出气缸58控制顶出杆581，顶出焊接好后的管材与平板。以此完成自动化的装配、焊接工作，不仅能够大大提高工作效率，还能提高焊接均匀度，提高产品质量。

优选地，焊接机构60包括：板架61、对位电机62、纵向运动电机63、横向运动电机64、稳定壁65、固定组件66、焊炬67。

对接电机与板架61相连。对位电机62连接纵向运动电机63。横向运动电机64垂直连接纵向运动电机63。稳定壁65连接横向运动电机64。固定组件66活动安装在稳定壁65上。焊炬67固定在固定组件66上，通过转动固定组件66以调节焊炬67对应管材与平板连接处的角度，调整好后通过固定件将固定组件66重新固定在稳定壁65上。

启动焊接机构60的对位电机62推动纵向运动电机63、横向运动电机64前后移动，之后启动纵向运动电机63、横向运动电机64控制焊炬67靠近管材与平板的卡入线位置进行焊接。

更优选地，焊接机构60还包括检测开关68，检测开关68安装在板架61上。解决负荷短路与配线错误带来的问题，由于配线错误或带电作业引起负荷短路时，导致大电流流向检测开关68，输出回路烧毁。作为在检测开关68外进行的保护对策，可使用切断快速短路电流的方法，通过熔断器进行保护，不仅可保护负荷短路，还对地线有保护作用。

优选地，自动装配焊接系统还包括码垛机器人70，码垛机器人70设置在装配机构30的侧端。

更优选地，自动装配焊接系统还包括控制装置80，控制装置80连接管材运输机构10、平板上料机构20、装配机构30、换位机构40、定位翻转机构50、焊接机构60。

一种自动装配焊接方法，包括以下步骤：

运料，通过管材运输机构10从右往左方向运输管材，同时通过平板上料机构20以振动的方式将平板一一排列进行运输。

换位，通过换位机构40以夹取或吸取的方式将从管材运输机构10运输过来的管材移至装配机构30上静止，使得管材正对定位翻转机构50。

接料，旋转定位翻转机构50，使得定位翻转机构50从上方接收平板上料机构20输送过来的平板，之后再次旋转定位翻转机构50复位，使得管材与平板的通孔相对应。

装配，通过装配机构30推动管材，使得管材卡入至位于定位翻转机构50上的平板通孔内完成装配。

焊接，管材卡入平板通孔内后，通过焊接机构60焊接管材与平板的卡入线位置，同时通过定位翻转机构50带动管材、平板同步旋转，使得焊接机构60以环绕该卡入线位置的方式进行焊接，最终形成均匀的全周环形角焊缝。

优选地，运料步骤中，管材运输机构10的工作原理为：启动驱动电机12驱动传动轴13旋转，带动传送链条15转动，进而带动放有管材的输送工装14从右往左运动，其中，传送链条15通过链条张紧器16保持张紧力。

优选地，运料步骤中，平板上料机构20的工作原理为：启动振动盘21对振动盘21中的平板进行振动，使得平板在振动力下移动至水平振动送料器22上进行一一排列移动，此时，启动第一气缸24推动第二气缸25进行水平运动，使得第二气缸25上的取料抓手26位于水平振动送料器22上的平板正上方，之后启动第二气缸25推动取料抓手26下降，使得取料抓手26牢牢吸住平板，进而通过第一气缸24、第二气缸25将平板移动至定位翻转机构50上。

优选地，换位步骤中，换位机构40的工作原理为：启动调位电机43驱使活动架42沿导轨41左右方向移动，使得活动架42上的升降电机44上的取放结构46位于管材运输机构10的上方，之后启动升降电机44带动取放结构46沿导杆45下降，使得取放结构46以夹取或吸取管材运输机构10上的管材，进而通过升降电机44、调位电机43将取放结构46上的管材移动至装配机构30上。

优选地，接料步骤中，定位翻转机构50的工作原理为：启动切换电机51带动主板52的被动轴521旋转，同时带动主板52以及与主板52相连的定位部54旋转，进而使得定位部54上的与转体542相连的对接平台543朝上，在平板放入至对接平台543后，控制对接平台543周围的定位夹板544夹紧平板，然后再次启动切换电机51带动主板52、定位部54复位，在管材卡入至平板过程中，与转体542相连的定位卡爪545被管材套入，之后控制定位卡爪545抵住管材的内壁面对管材固定。

优选地，装配步骤中，装配机构30的工作原理为：启动推动气缸，推动放置在“V”型存放板32中的管材，使得管材卡入至定位翻转机构50上的平板通孔内。

更优选地，当位于“V”型存放板32中的管材为多边形管材时，管材翻转带动存放板32向上运动，使得与存放板32连接是滑动块33滑动，进而使得管材顺利翻转。

更优选地，焊接步骤中，焊接机构60与定位翻转机构50的工作原理为：启动焊接机构60的对位电机62推动纵向运动电机63、横向运动电机64前后移动，之后启动纵向运动电机63、横向运动电机64控制焊炬67靠近管材与平板的卡入线位置进行焊接，焊接同时启动定位翻转机构50上的翻转电机55驱动定位部54上的转体542旋转，进而带动管材与平板转动。更优选地，焊接完成后，控制定位夹板544复位的同时，启动定位翻转机构50上的顶出气缸58控制顶出杆581，顶出焊接好后的管材与平板。

尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员能够理解本发明，但是本发明不仅限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员而言，只要各种变化只要在所附的权利要求限定和确定的本发明精神和范围内，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims (10)

1.一种自动装配焊接系统，其中，包括：

管材运输机构；

平板上料机构，所述平板上料机构设置在所述管材运输机构后侧端；

装配机构，所述装配机构设置在所述管材运输机构的左端；

换位机构，所述换位机构设置在所述装配机构与所述管材运输机构的上端，所述换位机构通过夹取或吸取的方式将从管材运输机构运输过来的管材移至所述装配机构上；

定位翻转机构，所述定位翻转机构设置在所述装配机构的后端，所述定位放置机构位于所述平板上料机构的左或右侧端，所述定位翻转机构具有翻转成不同角度位置的功能，通过该功能以顺利从上方接收所述平板上料机构输送平板以及顺利从前方接收所述装配机构推动过来的管材；

焊接机构，所述焊接机构设置在所述定位翻转机构侧端。

2.根据权利要求1所述自动装配焊接系统，其中，所述管材运输机构包括：

机架；

驱动电机，所述驱动电机安装在所述机架上；

传动轴，所述传动轴与所述驱动电机相连；

输送工装，所述输送工装与所述传动轴动力连接，所述输送工装用于放置管材。

3.根据权利要求2所述自动装配焊接系统，其中，所述管材运输机构还包括：

传送链条，所述传送链条与所述输送工装相连；

链条张紧器，所述链条张紧器连接所述传动轴与所述传送链条。

4.根据权利要求1所述自动装配焊接系统，其中，所述平板上料机构包括：

振动盘；

水平振动送料器，所述水平振动送料器连接所述振动盘；

上料装置，所述上料装置设置在所述水平振动送料器侧端，所述上料装置包括：

第一气缸，所述第一气缸横向水平设置；

第二气缸，所述第二气缸垂直连接所述第一气缸，所述第一气缸推动所述第二气缸横向移动；

取料抓手，所述取料抓手与所述第二气缸的伸缩端相连，所述取料抓手用于抓取所述水平振动送料器上的平板。

5.根据权利要求1所述自动装配焊接系统，其中，所述装配机构包括：

立架；

滑动块，所述滑动块滑动连接在所述立架上；

存放板，所述存放板安装在所述滑动块上，所述存放板至少具有两个，两个所述存放板构成“V”型结构，所述存放板之间活动连接；

推动气缸，所述推动气缸设置在所述存放板的侧端，所述推动气缸的伸缩端正对所述存放板的“V”型结构开口。

6.根据权利要求1所述自动装配焊接系统，其中，所述换位机构包括：

导轨；

活动架，所述活动架与所述导轨滑动连接；

调位电机，所述调位电机安装在所述活动架上，所述调位电机的动力端与导轨相连；

升降电机，所述升降电机垂直安装在所述活动架上；

取放结构，所述取放结构连接所述升降电机；

导杆，所述导轨穿设在所述取放结构上。

7.根据权利要求6所述自动装配焊接系统，其中，所述取放结构具有吸气孔或者所述取放结构具有机械爪手。

8.根据权利要求1所述自动装配焊接系统，其中，所述定位翻转机构包括：

切换电机；

主板，所述主板具有：

被动轴，所述被动轴连接所述切换电机；第一轴承座，所述第一轴承座设置在所述切换电机与所述主板之间，所述被动轴穿设在所述第一轴承座上；定位部，所述定位部垂直固定在所述主板上，所述定位部为中空结构，所述定位部包括：

转盘轴承；

转体，所述转体与所述转盘轴承相连，所述转体中心具有：

内凹结构，所述内凹结构位于所述转体中心处，所述内凹结构的大小大于管材，所述内凹结构的大小小于平板；

对接平台，所述对接平台以围绕着所述内凹结构的方式设置在所述转体上；

定位夹板，所述定位夹板设置在所述转体上，所述定位夹板位于所述对接平台周围；

定位卡爪，所述定位卡爪设置在所述内凹结构中心处。

9.根据权利要求8所述自动装配焊接系统，其中，所述定位翻转机构还包括：

翻转电机，所述翻转电机安装在所述主板上；

第二轴承座，所述第二轴承座安装在所述主板上；

连接轴，所述连接轴穿设在所述第二轴承座上，所述连接轴连接所述翻转电机与所述转体；

顶出气缸，所述顶出气缸安装在所述主板上；

顶出杆，所述顶出杆一端连接所述顶出气缸，所述顶出杆另一端贯穿所述转体与所述对接平台形成贯穿通道，所述顶出杆沿该贯穿通道自由伸缩。

10.根据权利要求1所述自动装配焊接系统，其中，所述焊接机构包括：

板架；

对位电机，所述对接电机与所述板架相连；

纵向运动电机，所述对位电机连接所述纵向运动电机；

横向运动电机，所述横向运动电机垂直连接所述纵向运动电机；

稳定壁，所述稳定壁连接所述横向运动电机；

固定组件，所述固定组件活动安装在所述稳定壁上；

焊炬，所述焊炬固定在所述固定组件上。

Images