CN112958914B - 一种垫圈组装焊接设备及其焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种垫圈组装焊接设备，包括：箱体；垫圈组装取放机构，设置在所述箱体的顶端一侧；激光焊接机构，设置在所述箱体的顶端另一侧；夹具装载机构，设置在所述箱体的顶端，且位于所述垫圈组装取放机构的下方；垫圈装载机构，设置在所述箱体的顶端，且位于所述激光焊接机构的下方。该垫圈组装焊接设备及其焊接方法，通过设置有垫圈装载机构可对放置垫圈的垫圈放置料盘进行控制，以控制垫圈放置料盘移动到与夹具位置平行后，通过设置有垫圈组装取放机构可将垫圈放置料盘上的垫圈移动到夹具上，组装稳定，通过设置有激光焊接机构可对组装后垫圈的位置进行焊接，自动化程度较高，节省的大量的人力操作，可对垫圈进行稳定准确的组装和焊接。

Description

一种垫圈组装焊接设备及其焊接方法

技术领域

本发明涉及手机制作技术领域，具体为一种垫圈组装焊接设备及其焊接方法。

背景技术

指垫在被连接件与螺母之间的零件，一般为扁平形的金属环，用来保护被连接件的表面不受螺母擦伤，分散螺母对被连接件的压力，垫圈分为：平垫圈-C级、大垫圈-A和C级、特大垫圈-C级、小垫圈-A级、平垫圈-A级、平垫圈-倒角型-A级、钢结构用高强度垫圈、球面垫圈、锥面垫圈、工字钢用方斜垫圈、槽钢用方斜垫圈、标准型弹簧垫圈、轻型弹簧垫圈、重型弹簧垫圈、内齿锁紧垫圈、内锯齿锁紧垫圈、外齿锁紧垫圈、外锯齿锁紧垫圈、单耳止动垫圈、双耳止动垫圈、外舌止动垫圈、圆螺母用止动垫圈，平垫圈一般用在连接件中一个是软质地的，一个是硬质地较脆的，其主要作用是增大接触面积，分散压力，防止把质地软的压坏，而弹簧垫圈的弹簧的基本作用是再螺母拧紧之后给螺母一个力，增大螺母和螺栓之间的摩擦力！材料为65Mn(弹簧钢)、热处理硬度为HRC44～51HRC，经表面氧化处理；

手机在生产过程中需要对垫圈进行组装焊接，如何将垫圈进行稳定准确的组装和焊接是目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种垫圈组装焊接设备及其焊接方法，以解决上述背景技术中提出的如何将垫圈进行稳定准确的组装和焊接问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种垫圈组装焊接设备，包括：

箱体；

垫圈组装取放机构，设置在所述箱体的顶端一侧；

激光焊接机构，设置在所述箱体的顶端另一侧；

夹具装载机构，设置在所述箱体的顶端，且位于所述垫圈组装取放机构的下方；

垫圈装载机构，设置在所述箱体的顶端，且位于所述激光焊接机构的下方。

优选的，所述垫圈组装取放机构包括：第一固定架，固定设置在所述箱体的顶端一侧；条码扫描器，设置在所述固定架的一侧；三轴伺服移动机构，固定设置在所述固定架的一侧；取放爪，固定设置在所述三轴伺服移动机构的一侧。

优选的，所述取放爪包括：卡盘，固定设置在所述三轴伺服移动机构的一侧；连接块，滑动设置在所述卡盘的内侧；吸头固定爪，所述吸头固定爪与所述连接块的内侧相适配套接；弹簧，所述吸头固定爪的顶端左右两侧均插接有弹簧，且所述弹簧固定设置在所述卡盘的底端与所述吸头固定爪之间；吸气管，与所述卡盘的顶端相适配插接，且所述吸气管与所述吸头固定爪的一侧相通；吸头，所述吸头固定爪底端四周均固定设置有与所述吸头固定爪的内腔相通的吸头。

优选的，所述激光焊接机构包括：第二固定架，固定设置在所述箱体的顶端另一侧；二轴伺服移动机构，设置在所述第二固定架的顶端；焊接模块，固定设置在所述二轴伺服移动机构的一侧，且所述焊接模块位于取放爪的一侧；定位器，设置在所述二轴伺服移动机构的一侧。

优选的，所述夹具装载机构包括：底座，所述底座的数量为两个，且两个所述底座沿左右方向固定设置在所述箱体的顶端；伺服电机，固定设置在所述底座的一侧；丝杠，所述伺服电机的输出端延伸进所述底座的内腔并通过联轴器锁紧有丝杠；丝杠螺母，与所述丝杠的外壁相螺接；滑块，与所述底座的顶端相适配套接，且所述滑块延伸进所述底座的内腔并与所述丝杠螺母固定连接；移动模块，固定设置在所述滑块的顶端。

优选的，所述垫圈装载机构包括：X轴横向移动座，所述X轴横向移动座的数量为两个，且两个所述X轴横向移动座沿左右方向固定设置在所述箱体的顶端一侧；垫圈放置料盘，可拆卸地设置在所述X轴横向移动座的顶端，且所述垫圈放置料盘位于取放爪的底端；垫圈，放置在所述垫圈放置料盘内。

一种垫圈组装焊接设备的焊接方法，包括以下步骤：

步骤1，手动将夹具放在移动模块的板上，接通伺服电机的外接电源并控制伺服电机启动，伺服电机可驱动丝杠绕自身轴线顺时针，在丝杠的外壁螺纹旋转力的作用下可使丝杠螺母向一侧稳定移动，以带动移动模块移动，控制移动模块移动到条码扫描器的下方以扫描夹具条形码，并将夹具移动到垫圈组装取放机构的底端，并通过三轴伺服移动机构使夹具Z方向闭合；

步骤2，将放置有垫圈的垫圈放置料盘放置在X轴横向移动座上，通过控制X轴横向移动座移动，以带动垫圈放置料盘移动至夹具的一侧，通过CCD检测装置检测垫圈放置料盘是否移动到位，位置准确后进行对垫圈的组装和激光焊接；

步骤3，组装焊接结束后解除对夹具的位置固定，以控制移动模块向另一侧移动，从而可完成对手机的生产加工，可卸载夹具。

优选的，步骤中，所述垫圈组装和激光焊接的具体工作过程为：

S1：通过三轴伺服移动机构控制取放爪移动，通过CCD检测装置控制吸头固定爪移动到垫圈的正上方；

S2：控制吸头固定爪向下移动，当吸头与垫圈接触后，在弹簧的弹力作用下可对吸头固定爪进行缓冲，以使吸头固定爪能够在连接块的外侧上下缓冲移动，以确保对垫圈的接触稳定；

S3：通过外部负压装置连接吸气管，以使吸气管产生吸力，并使吸头吸住垫圈，通过三轴伺服移动机构控制垫圈移动到夹具上，CCD检查垫圈和装配位置之间的间隙；

S4：通过二轴伺服移动机构控制焊接模块移动到焊接位置进行焊接，焊接点在垫圈的内环沿周向焊接。

本发明提出的一种垫圈组装焊接设备及其焊接方法，有益效果在于：

1、本发明通过设置有夹具装载机构可将夹具固定在移动模块上进行移动，从而可对移动模块上的夹具进行加工，通过控制丝杠绕自身轴线顺时针或逆时针转动可便于夹具进行装配焊接，通过设置有垫圈装载机构可对放置垫圈的垫圈放置料盘进行控制，以控制垫圈放置料盘移动到与夹具位置平行后，通过设置有垫圈组装取放机构可将垫圈放置料盘上的垫圈移动到夹具上，组装稳定；

2、本发明通过设置有激光焊接机构可对组装后垫圈的位置进行焊接，自动化程度较高，节省的大量的人力操作，可对垫圈进行稳定准确的组装和焊接。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明夹具装载机构的结构示意图；

图3为本发明夹具装载机构的部分爆炸结构示意图；

图4为本发明垫圈装载机构的结构示意图；

图5为本发明激光焊接机构的结构示意图；

图6为本发明垫圈组装取放机构的结构示意图；

图7为本发明图6中的A处放大图。

图中：1、箱体，2、垫圈组装取放机构，21、第一固定架，22、条码扫描器，23、三轴伺服移动机构，24、取放爪，241、卡盘，242、连接块，243、吸头固定爪，244、弹簧，245、吸气管，246、吸头，3、激光焊接机构，31、第二固定架，32、二轴伺服移动机构，33、焊接模块，34、定位器，4、夹具装载机构，41、底座，42、伺服电机，43、丝杠，44、丝杠螺母，45、滑块，46、移动模块，5、垫圈装载机构，51、X轴横向移动座，52、垫圈放置料盘，53、垫圈。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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。

实施例、请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种垫圈组装焊接设备，包括：箱体1、垫圈组装取放机构2、激光焊接机构3、夹具装载机构4和垫圈装载机构5，垫圈组装取放机构2设置在箱体1的顶端一侧，激光焊接机构3设置在箱体1的顶端另一侧，夹具装载机构4设置在箱体1的顶端，且位于垫圈组装取放机构2的下方，垫圈装载机构5设置在箱体1的顶端，且位于激光焊接机构3的下方。

作为优选方案，更进一步的，垫圈组装取放机构2包括：第一固定架21、条形扫描器22、三轴伺服移动机构23和取放爪24，第一固定架21固定设置在箱体1的顶端一侧，条码扫描器22设置在固定架21的一侧，三轴伺服移动机构23固定设置在固定架21的一侧，取放爪24固定设置在三轴伺服移动机构23的一侧。

作为优选方案，更进一步的，取放爪24包括：卡盘241、连接块242、吸头固定爪243、弹簧244、吸气管245和吸头246，卡盘241固定设置在三轴伺服移动机构23的一侧，连接块242滑动设置在卡盘241的内侧，吸头固定爪243吸头固定爪243与连接块242的内侧相适配套接，弹簧244吸头固定爪242的顶端左右两侧均插接有弹簧244，且弹簧244固定设置在卡盘241的底端与吸头固定爪243之间，在弹簧244的弹力作用下可对吸头固定爪243进行缓冲，以使吸头固定爪243能够在连接块242的外侧上下缓冲移动，吸气管245与卡盘241的顶端相适配插接，且吸气管245与吸头固定爪243的一侧相通，通过外部负压装置连接吸气管245，以使吸气管245产生吸力，并使吸头246吸住垫圈53，吸头固定爪243底端四周均固定设置有与吸头固定爪243的内腔相通的吸头246，吸头246可通过四个位置将垫圈吸起。

作为优选方案，更进一步的，激光焊接机构3包括：第二固定架31、二轴伺服移动机构32、焊接模块33和定位器34，第二固定架31固定设置在箱体1的顶端另一侧，二轴伺服移动机构32设置在第二固定架31的顶端，焊接模块33固定设置在二轴伺服移动机构32的一侧，且焊接模块33位于取放爪24的一侧，焊接模块33为现有技术，可对垫圈53进行激光焊接，定位器34设置在二轴伺服移动机构32的一侧。

作为优选方案，更进一步的，夹具装载机构4包括：底座41、伺服电机42、丝杠43、丝杠螺母44、滑块45和移动模块46，底座41的数量为两个，且两个底座41沿左右方向固定设置在箱体1的顶端，伺服电机42固定设置在底座1的一侧，伺服电机42为现有技术，伺服电机42可驱动丝杠43绕自身轴线顺时针或逆时针转动，符合本案的伺服电机型号均可使用，伺服电机42的输出端延伸进底座41的内腔并通过联轴器锁紧有丝杠43，丝杠螺母44与丝杠43的外壁相螺接，滑块45与底座41的顶端相适配套接，且滑块45延伸进底座41的内腔并与丝杠螺母44固定连接，在丝杠43的外壁螺纹旋转力的作用下可使丝杠螺母44向一侧稳定移动，以带动移动模块46移动，移动模块46固定设置在滑块45的顶端。

作为优选方案，更进一步的，垫圈装载机构5包括：X轴横向移动座51、垫圈放置料盘52和垫圈53，X轴横向移动座51的数量为两个，且两个X轴横向移动座51沿左右方向固定设置在箱体1的顶端一侧，垫圈放置料盘52可拆卸地设置在X轴横向移动座51的顶端，且垫圈放置料盘52位于取放爪24的底端，垫圈53放置在垫圈放置料盘52内，垫圈53分组放置有垫圈ML和垫圈WI。

一种垫圈组装焊接设备的焊接方法，包括以下步骤：

步骤1，手动将夹具放在移动模块45的板上，接通伺服电机42的外接电源并控制伺服电机42启动，伺服电机42可驱动丝杠43绕自身轴线顺时针，在丝杠43的外壁螺纹旋转力的作用下可使丝杠螺母44向一侧稳定移动，以带动移动模块45移动，控制移动模块45移动到条码扫描器22的下方以扫描夹具条形码，并将夹具移动到垫圈组装取放机构2的底端，并通过三轴伺服移动机构23使夹具Z方向闭合；

步骤2，将放置有垫圈53的垫圈放置料盘52放置在X轴横向移动座51上，通过控制X轴横向移动座51移动，以带动垫圈放置料盘52移动至夹具的一侧，通过CCD检测装置检测垫圈放置料盘52是否移动到位，位置准确后进行对垫圈的组装和激光焊接；

具体的，垫圈组装和激光焊接的具体工作过程为：

S1：通过三轴伺服移动机构23控制取放爪24移动，通过CCD检测装置控制吸头固定爪243移动到垫圈53的正上方；

S2：控制吸头固定爪243向下移动，当吸头246与垫圈接触后，在弹簧244的弹力作用下可对吸头固定爪243进行缓冲，以使吸头固定爪243能够在连接块242的外侧上下缓冲移动，以确保对垫圈53的接触稳定；

S3：通过外部负压装置连接吸气管245，以使吸气管245产生吸力，并使吸头246吸住垫圈53，通过三轴伺服移动机构23控制垫圈53移动到夹具上，CCD检查垫圈和装配位置之间的间隙；

S4：通过二轴伺服移动机构32控制焊接模块33移动到焊接位置进行焊接，焊接点在垫圈的内环沿周向焊接；

步骤3，组装焊接结束后解除对夹具的位置固定，以控制移动模块45向另一侧移动，从而可完成对手机的生产加工，可卸载夹具。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (2)

1.一种使用垫圈组装焊接设备进行焊接的方法，垫圈组装焊接设备，包括：

箱体（1）；

垫圈组装取放机构（2），设置在所述箱体（1）的顶端一侧，所述垫圈组装取放机构（2）包括：

第一固定架（21），固定设置在所述箱体（1）的顶端一侧；

条码扫描器（22），设置在所述第一固定架（21）的一侧；

三轴伺服移动机构（23），固定设置在所述第一固定架（21）的一侧；

取放爪（24），固定设置在所述三轴伺服移动机构（23）的一侧，所述取放爪（24）包括：

卡盘（241），固定设置在所述三轴伺服移动机构（23）的一侧；

连接块（242），滑动设置在所述卡盘（241）的内侧；

吸头固定爪（243），所述吸头固定爪（243）与所述连接块（242）的内侧相适配套接；

弹簧（244），所述吸头固定爪（243）的顶端左右两侧均插接有弹簧（244），且所述弹簧（244）固定设置在所述卡盘（241）的底端与所述吸头固定爪（243）之间；

吸气管（245），与所述卡盘（241）的顶端相适配插接，且所述吸气管（245）与所述吸头固定爪（243）的一侧相通；

吸头（246），所述吸头固定爪（243）底端四周均固定设置有与所述吸头固定爪（243）的内腔相通的吸头（246）；

激光焊接机构（3），设置在所述箱体（1）的顶端另一侧，所述激光焊接机构（3）包括：

第二固定架（31），固定设置在所述箱体（1）的顶端另一侧；

二轴伺服移动机构（32），设置在所述第二固定架（31）的顶端；

焊接模块（33），固定设置在所述二轴伺服移动机构（32）的一侧，且所述焊接模块（33）位于取放爪（24）的一侧；

定位器（34），设置在所述二轴伺服移动机构（32）的一侧；

夹具装载机构（4），设置在所述箱体（1）的顶端，且位于所述垫圈组装取放机构（2）的下方，所述夹具装载机构（4）包括：

底座（41），所述底座（41）的数量为两个，且两个所述底座（41）沿左右方向固定设置在所述箱体（1）的顶端；

伺服电机（42），固定设置在所述底座（41）的一侧；

丝杠（43），所述伺服电机（42）的输出端延伸进所述底座（41）的内腔并通过联轴器锁紧有丝杠（43）；

丝杠螺母（44），与所述丝杠（43）的外壁相螺接；

滑块（45），与所述底座（41）的顶端相适配套接，且所述滑块（45）延伸进所述底座（41）的内腔并与所述丝杠螺母（44）固定连接；

移动模块（46），固定设置在所述滑块（45）的顶端；

垫圈装载机构（5），设置在所述箱体（1）的顶端，且位于所述激光焊接机构（3）的下方，所述垫圈装载机构（5）包括：

X轴横向移动座（51），所述X轴横向移动座（51）的数量为两个，且两个所述X轴横向移动座（51）沿左右方向固定设置在所述箱体（1）的顶端一侧；

垫圈放置料盘（52），可拆卸地设置在所述X轴横向移动座（51）的顶端，且所述垫圈放置料盘（52）位于取放爪（24）的底端；

垫圈（53），放置在所述垫圈放置料盘（52）内；

其特征在于，包括以下步骤：

步骤（1），手动将夹具放在所述移动模块（46）的板上，接通所述伺服电机（42）的外接电源并控制所述伺服电机（42）启动，所述伺服电机（42）可驱动所述丝杠（43）绕自身轴线顺时针，在所述丝杠（43）的外壁螺纹旋转力的作用下可使所述丝杠螺母（44）向一侧稳定移动，以带动所述移动模块（46）移动，控制所述移动模块（46）移动到所述条码扫描器（22）的下方以扫描夹具条形码，并将夹具移动到所述垫圈组装取放机构（2）的底端，并通过所述三轴伺服移动机构（23）使夹具Z方向闭合；

步骤（2），将放置有所述垫圈（53）的所述垫圈放置料盘（52）放置在所述X轴横向移动座（51）上，通过控制所述X轴横向移动座（51）移动，以带动所述垫圈放置料盘（52）移动至夹具的一侧，通过CCD检测装置检测所述垫圈放置料盘（52）是否移动到位，位置准确后进行对垫圈的组装和激光焊接；

步骤（3），组装焊接结束后解除对夹具的位置固定，以控制所述移动模块（46）向另一侧移动，从而可完成对手机的生产加工，可卸载夹具。

2.根据权利要求1所述的一种使用垫圈组装焊接设备进行焊接的方法，其特征在于：步骤（2）中，所述垫圈组装和激光焊接的具体工作过程为：

S1：通过三轴伺服移动机构（23）控制取放爪（24）移动，通过CCD检测装置控制吸头固定爪（243）移动到垫圈（53）的正上方；

S2：控制吸头固定爪（243）向下移动，当吸头（246）与垫圈接触后，在弹簧（244）的弹力作用下可对吸头固定爪（243）进行缓冲，以使吸头固定爪（243）能够在连接块（242）的外侧上下缓冲移动，以确保对垫圈（53）的接触稳定；

S3：通过外部负压装置连接吸气管（245），以使吸气管（245）产生吸力，并使吸头（246）吸住垫圈（53），通过三轴伺服移动机构（23）控制垫圈（53）移动到夹具上，CCD检查垫圈和装配位置之间的间隙；

S4：通过二轴伺服移动机构（32）控制焊接模块（33）移动到焊接位置进行焊接，焊接点在垫圈的内环沿周向焊接。

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