CN111745295A - 一种自动化连续激光焊接设备及其送料方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自动化连续激光焊接设备及其送料方法，包括安装于机架上的焊接机构、将工件输送至焊接机构的上料机构，上料机构包括顶升机构和转载机构，顶升机构位于机架的前方，顶升机构可抬升工件；转载机构滑动式安装于机架上，转载机构可将工件从顶升机构转移至机架上；转载机构包括伸缩组件和推料组件，伸缩组件包括安装于机架上的输送带和由输送带驱动而平移至位于顶升机构上的工件下方的底座，底座上铰接有用于将顶升机构上的工件向焊接机构一侧拉动的勾板，底座上还安装气缸，气缸的活塞杆铰接勾板，气缸可驱动勾板翻转至与底座之间呈一夹角。本发明可自动将工件从输送链上转运至机架上，实现自动化连续生产。

Description

一种自动化连续激光焊接设备及其送料方法

技术领域

本发明属于焊接装备技术领域，具体涉及一种自动化连续激光焊接设备及其送料方法。

背景技术

激光焊接机配合使用光纤传输，经光纤输出聚焦后，对焊件进行多面或多点焊接，具有光束质量好，光斑均匀细小，安装移动方便等优点。另外，由于激光器的热透镜效应带来的光束模式变化引起的聚焦光束的焦面浮动通过光纤传输后得到有效的抑制，使焊接质量的稳定性以及焊缝质量明显得到提高。光纤激光器具有高功率、理想的光束质量、光纤传导和高电光转换效率等特性，而且体积小、可靠性高。

部分激光焊接设备可将焊件放置于承载板上，再将承载板移动至焊接头下方。为了提高加工效率，对承载板可采用流水线的连续化上料方式，然而承载板(或者自身结构为平板型的工件)上料时需要在流水线的输送带与焊接设备的机架之间转运流通，如果转运过程中工件出现晃动、歪斜、堆积等现象，则会导致上料秩序紊乱，不利于连续化生产。

发明内容

本发明的目的是提供一种自动化连续激光焊接设备，以解决工件在流水线与焊接设备平台之间转运过程中秩序紊乱，影响连续化生产的问题。本发明还提供以上设备的送料方法，实现对工件自动转运、上料，提高焊接设备的自动化程度。

本发明提供了如下的技术方案：

一种自动化连续激光焊接设备，包括焊接机构和上料机构；

所述焊接机构安装于机架上，用于焊接工件或者工件上承载的零件；

所述上料机构用于将工件输送至焊接机构，所述上料机构包括顶升机构和转载机构，所述顶升机构位于机架的前方，所述顶升机构可抬升工件；所述转载机构滑动式安装于机架上，所述转载机构可将工件从顶升机构转移至机架上；所述转载机构包括伸缩组件和推料组件，所述伸缩组件包括安装于机架上的输送带和由所述输送带驱动而平移至位于顶升机构上的工件下方的底座，所述底座上铰接有用于将顶升机构上的工件向焊接机构一侧拉动的勾板，所述底座上还安装气缸，所述气缸的活塞杆铰接所述勾板，所述气缸可驱动所述勾板翻转至与所述底座之间呈一夹角且所述勾板的顶部向上凸出于所述底座。

优选的，所述气缸可驱动所述勾板翻转90°而垂直于所述底座，一根连杆垂直固接于所述勾板的背面下侧，所述气缸的活塞杆铰接于所述连杆的端部。

进一步的，所述机架的台面上安装多个万向滚珠，所述工件可在所述万向滚珠上滑动至焊接机构的焊接头下方。

优选的，所述底座上安装多组单向轮，所述单向轮可将工件单向转移至所述万向滚珠上。

进一步的，还包括工件输送线，所述工件输送线上依次配置顶升机构和落料机构；所述工件输送线包括链架、两条平行地安装于所述链架上且可同步运转的输送链，所述链架的顶部于所述顶升机构与所述落料机构之间固定安装有用于临时阻挡工件前进的挡板。

优选的，所述顶升机构包括上料架、升降板、支撑块和第一升降驱动装置，所述上料架固定于地面上且位于两条输送链之间，所述第一升降驱动装置安装于所述上料架上，所述升降板水平地安装于所述第一升降驱动装置的输出杆上，两个所述支撑块分别固定于所述升降板的左右两端，两个支撑块可同时支撑工件，所述第一升降驱动装置可通过所述支撑块将工件顶离所述输送链且继续提升至高于所述底座。

进一步的，所述焊接机构包括沿机架的左右方向安装的X轴滑台和安装于X轴滑台上的焊接头，所述机架上于所述X轴滑台的右前方安装下料传送组件，所述下料传送组件将焊接后的工件直线输送至所述落料机构上。

进一步的，所述下料传送组件包括多个平行设置的、由链条驱动同步旋转的传送辊。

自动化连续激光焊接设备的送料方法包括以下步骤：

将工件依次放置于工件输送线的输送链上，顶升机构动作，将排在最前列的工件顶起至高于底座，然后暂停，等待转载机构动作；

伸缩组件的气缸动作，将勾板翻转至收拢状态，伸缩组件的输送带将底座伸至顶升机构的工件下方，使勾板穿过该工件；

气缸向后复位，将勾板翻转至与底座之间呈一夹角，然后输送带逆向运转而后拉底座，使勾板向后拉移工件，将工件从顶升机构转移至底座上；

将工件移动至焊接机构的焊接头下方，焊接工件。

优选的，工件输送线上还设有由第二升降装置驱动的落料机构，所述机架上安装下料传送组件，所述落料机构的初始高度与所述下料传送组件平齐，所述下料传送组件将焊接后的工件沿直线输送至所述落料机构上，然后第二升降装置降下落料机构，使工件降落至工件输送线上，由工件输送线输送下料。

本发明的有益效果是：

本发明在机架前方设置工件输送线，顶升机构和落料机构沿工件的移动方向依次布置于工件输送线内，顶升机构可自动顶起工件，使其脱离输送链，落料机构可接收机架上的焊接后的工件，将其稳定地转移至输送链上，实现上料和下料的自动化，上料秩序稳定可靠，不会出现工件晃动、歪斜、堆积等现象。

机架上安装转载机构，其底座由沿机架前后方向设置的输送带驱动而实现伸缩动作，底座的前端铰接勾板，底座底部的气缸铰接勾板的背面的连杆，由于连杆垂直于勾板，因此气缸可通过连杆驱动勾板翻转90°，使勾板分别呈水平或者竖直状态，这种结构紧凑，占用空间小。当底座穿过顶升机构上的工件下方时，勾板水平收拢，使其可顺利通过。当勾板通过该工件以后，气缸将勾板翻转成竖直状态，然后输送带后退复位底座，从而可以钩住顶升机构上的工件且将其拉回至机架上，自动化程度高，且动作准确流畅，设备结构紧凑。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明实施例1的整体结构示意图；

图2和图3分别是本发明实施例1的转载机构的两个视角的结构示意图；

图4是本发明实施例1的顶升机构和落料机构的结构示意图；

图5是本发明的实施例2的转载机构的局部俯视结构示意图；

图6是本发明的实施例2的转载机构的局部侧视结构示意图；

图中标记为：10.工件输送线；11.链架；12.输送链；13.挡板；20.焊接机构；21.X轴滑台；22.Z轴滑台；23.Y轴滑台；24.焊接头；30.顶升机构；31.上料架；32.升降板；33.支撑块；34.第一升降驱动装置；35.导杆；40.落料机构；41.第二升降装置；42.载板；60.机架；61.万向滚珠；70.工件；80.转载机构；81.输送带；82.底座；83.勾板；84.连杆；85.气缸；86.单向轮；90.传送辊。

具体实施方式

实施例1

如图1至图4所示，一种自动化连续激光焊接设备，整体上包括工件输送线10、焊接机构20和上料机构。

请重点参照图1和图4，工件输送线10紧靠机架60的前方，用于向上料机构连续输送工件70，工件70可以是刚性板状的工件，也可以是用于支撑零件的承载板，视具体生产情况而定。顶升机构30和落料机构40依次安装于工件输送线10上，顶升机构30用于将工件输送线10上的工件70顶离工件输送线10，等待上料机构将该工件取走；落料机构40用于接收焊接好的工件70，并且将工件70回落至工件输送线10上。工件输送线10包括链架11、两条平行地安装于链架11上且可同步运转的输送链12，链架11的顶部于顶升机构30与落料机构40之间固定安装有用于临时阻挡工件前进的挡板13，使工件70能够准确地停留在顶升机构30上。

请重点参照图4，顶升机构30包括上料架31、升降板32、支撑块33和第一升降驱动装置34，上料架31固定于地面上且位于两条输送链12之间，第一升降驱动装置34安装于上料架31上，第一升降驱动装置34可以是气缸，升降板32水平地安装于第一升降驱动装置34的输出杆上，两个支撑块33分别固定于升降板32的左右两端，两个支撑块33可同时水平地支撑工件70，第一升降驱动装置34可通过支撑块33将工件70顶离输送链12且继续提升至高于底座82的高度。当左侧的支撑块33顶起工件时，其侧壁可以自动阻挡位于输送链上的下游的工件向前移动，实现逐一、有序地上料。为了提高升降板32升降的稳定性，在上料架31上安装四根导杆35，导杆35竖直地贯穿升降板32，使升降板32沿着导杆35上下移动。

落料机构40的结构与顶升机构30类似，它的载板42由第二升降装置41驱动升降，以可靠地承接机架台面上转移来的焊接好的工件。

请参照图1，焊接机构20安装于机架60的台面上，用于焊接工件或者作为承载板用的工件上的零件。焊接机构20包括沿机架60的左右方向安装的X轴滑台21、安装于X轴滑台21上的Z轴滑台22、安装于Z轴滑台22上的Y轴滑台23，以及安装于Y轴滑台23上的焊接头24，三轴滑台可以灵活地控制焊接头24的坐标，提高焊接精度。

请参照图1至图3，上料机构用于将待焊接的工件输送至焊接机构20，上料机构包括顶升机构30和转载机构80。如前所述，顶升机构30安装于工件输送线10上。转载机构80滑动式安装于机架60上，转载机构80可将工件70从顶升机构30转移至机架60上。转载机构80包括伸缩组件和推料组件，伸缩组件包括安装于机架60上的输送带81和由输送带81驱动而平移至位于顶升机构30上的工件下方的底座82，在底座82的前端铰接有用于将顶升机构30上的工件向焊接机构20一侧拉动工件的勾板83，勾板83的背面垂直固接一根连杆84，底座82上还安装气缸85，气缸85优选为笔形气缸，气缸85的活塞杆铰接于连杆84的端部。气缸85的活塞杆伸出时，可驱动勾板83的顶部向下翻转而减小勾板83与底座82之间的夹角，优选该夹角为0，使勾板83翻转至呈水平状态，因此勾板83可以顺利穿过顶升机构30上的工件的下方。气缸85的活塞杆向后缩回时，可驱动勾板83的顶部向上翻转，使其与底座82之间的夹角增大，勾板83的顶部向上凸出于底座82，优选该夹角为90°，使勾板83能够可靠地向后拉回工件70。

底座82的上表面还可以安装多个万向滚珠，使底座82上的工件能够轻松、顺利地滑动至机架台面上的万向滚珠上。

机架60的台面上安装若干个万向滚珠61，由转载机构80送来的工件70可在万向滚珠61上滑动至焊接机构20的焊接头24下方，移动省力。机架60上于X轴滑台的右前方安装下料传送组件，下料传送组件将焊接后的工件输送至落料机构40上。下料传送组件包括多个由链条驱动同步旋转的传送辊90。在下料传送组件的左侧还安装若干个万向滚珠61，实现工件在台面上灵活地移动。

本自动化连续激光焊接设备的送料方法包括以下步骤：

将工件70依次平铺放置于工件输送线10的输送链上，当排在最前列的工件移动至顶升机构30上方时，顶升机构30的第一升降驱动装置34动作，将该工件70顶起至高于底座82的高度，此时支撑块33自动阻挡输送链上后面的工件前行，第一升降驱动装置34保持顶升状态，等待转载机构80动作；

转载机构80的气缸85动作，将勾板83翻转至水平收拢状态，输送带81将底座82前推至顶升机构30上的工件下方且穿过该工件；

气缸85向后复位，将勾板83翻转至垂直于底座82，然后输送带81逆向运转而回拉底座82，使勾板83向后拉移工件70，将工件从顶升机构30转移至底座82上；然后第一升降驱动装置34驱动支撑块33下行复位，第二个工件被输送至支撑块33上方，且由挡板13阻止其继续前行。

在万向滚珠61的滚动作用下将工件70移动至焊接机构20的焊接头下方，启动焊接头和三轴滑台焊接工件。

第二升降装置41升起落料机构40的载板42，使其初始高度与下料传送组件的高度平齐，下料传送组件将焊接后的工件沿直线输送至载板42上，然后第二升降装置41降载板42，使工件自由降落至工件输送线10上，由工件输送线10将其输送下料。

实施例2

如图5和图6所示，本实施例与实施例1的区别仅在于转载机构80的结构不同，本实施例转载机构的底座82上还安装多组单向轮86，单向轮86位于勾板的左右两侧，不干涉勾板的翻转动作。单向轮86可将工件70单向转移至机架上的万向滚珠61上，防止工件70在底座82上左右晃动。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动化连续激光焊接设备，其特征在于，包括焊接机构和上料机构；

所述焊接机构安装于机架上，用于焊接工件或者工件上承载的零件；

所述上料机构用于将工件输送至焊接机构，所述上料机构包括顶升机构和转载机构，所述顶升机构位于机架的前方，所述顶升机构可抬升工件；所述转载机构滑动式安装于机架上，所述转载机构可将工件从顶升机构转移至机架上；所述转载机构包括伸缩组件和推料组件，所述伸缩组件包括安装于机架上的输送带和由所述输送带驱动而平移至位于顶升机构上的工件下方的底座，所述底座上铰接有用于将顶升机构上的工件向焊接机构一侧拉动的勾板，所述底座上还安装气缸，所述气缸的活塞杆铰接所述勾板，所述气缸可驱动所述勾板翻转至与所述底座之间呈一夹角且所述勾板的顶部向上凸出于所述底座。

2.根据权利要求1所述的自动化连续激光焊接设备，其特征在于，所述气缸可驱动所述勾板翻转90°而垂直于所述底座，一根连杆垂直固接于所述勾板的背面，所述气缸的活塞杆铰接于所述连杆的端部。

3.根据权利要求1所述的自动化连续激光焊接设备，其特征在于，所述机架的台面上安装多个万向滚珠，所述工件可在所述万向滚珠上滑动至焊接机构的焊接头下方。

4.根据权利要求3所述的自动化连续激光焊接设备，其特征在于，所述底座上安装多组单向轮，所述单向轮可将工件单向转移至所述万向滚珠上。

5.根据权利要求1所述的自动化连续激光焊接设备，其特征在于，还包括工件输送线，所述工件输送线上布置所述顶升机构和一落料机构；所述工件输送线包括链架、两条平行地安装于所述链架上且可同步运转的输送链，所述链架的顶部于所述顶升机构与所述落料机构之间固定安装有用于临时阻挡工件前进的挡板。

6.根据权利要求5所述的自动化连续激光焊接设备，其特征在于，所述顶升机构包括上料架、升降板、支撑块和第一升降驱动装置，所述上料架固定于地面上且位于两条输送链之间，所述第一升降驱动装置安装于所述上料架上，所述升降板水平地安装于所述第一升降驱动装置的输出杆上，两个所述支撑块分别固定于所述升降板的左右两端，两个支撑块可同时支撑工件，所述第一升降驱动装置可通过所述支撑块将工件顶离所述输送链且继续提升至高于所述底座。

7.根据权利要求5所述的自动化连续激光焊接设备，其特征在于，所述焊接机构包括沿机架的左右方向安装的X轴滑台和安装于X轴滑台上的焊接头，所述机架上于所述X轴滑台的右前方安装下料传送组件，所述下料传送组件将焊接后的工件直线输送至所述落料机构上。

8.根据权利要求7所述的自动化连续激光焊接设备，其特征在于，所述下料传送组件包括多个平行设置的、由链条驱动同步旋转的传送辊。

9.权利要求1所述的自动化连续激光焊接设备的送料方法，其特征在于，包括以下步骤：

将工件依次放置于工件输送线的输送链上，顶升机构动作，将排在最前列的工件顶起至高于底座，然后暂停，等待转载机构动作；

伸缩组件的气缸动作，将勾板翻转至收拢状态，伸缩组件的输送带将底座伸至顶升机构的工件下方，使勾板穿过该工件；

气缸向后复位，将勾板翻转至与底座之间呈一夹角，然后输送带逆向运转而后拉底座，使勾板向后拉移该工件，将工件从顶升机构转移至底座上；

将工件移动至焊接机构的焊接头下方，焊接工件。

10.权利要求9所述的自动化连续激光焊接设备的送料方法，其特征在于，工件输送线上还设有由第二升降装置驱动的落料机构，所述机架上安装下料传送组件，所述落料机构的初始高度与所述下料传送组件平齐，所述下料传送组件将焊接后的工件沿直线输送至所述落料机构上，然后第二升降装置降下落料机构，使工件降落至工件输送线上，由工件输送线输送下料。

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