CN113118657A - 一种蜂巢能源焊接器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种蜂巢能源焊接器，包括夹具加紧机构、夹具气路系统、摇臂小件、四轴上料机器人、直线运动滑台、伺服滑动平台、焊接振镜头PFO、焊接夹具、夹具辅助定位装置、视觉系统和自动出料上料机构，所述夹具加紧机构的控制端与夹具气路系统电性连接。本发明提高了自动出料和初始定位的稳定性，使得工作的稳定性高；传动机构加速和加速度反应时间短，定位位置准确，保证了焊接夹具的重复定位精度，从而保证了焊接夹具工作的精准度，焊接振镜头PFO调整焊接图形位置后进行焊接，有效的提高了焊接点的准确性。

Description

一种蜂巢能源焊接器
技术领域
本发明涉及焊接器技术领域，具体来说，涉及一种蜂巢能源焊接器。
背景技术
焊接器焊接准度不高及工作效率低存在如下几点原因：
1、焊接器在焊接的工作过程中，抓取焊接件的稳定性不高，焊接件容易掉落。
2、焊接的过程中，焊接夹具安装的稳定性不高，发生偏移时影响焊接的精准度。
3、针对不同的焊接件以及每次焊接时放置位置出现的位偏差，无法准确的对焊接点位置的变化进行调整，因而不能保证焊接的准确性及焊接的质量。
要保障焊接的准确性，首先要保证上料的稳定性，同时要保证焊接夹具安装的稳定性，最后要根据每次焊接点的变化，调整焊接端的位置，以此来提高焊接的准确性，为此提出一种蜂巢能源焊接器。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出一种蜂巢能源焊接器，具有工作稳定性高，焊接点的精准度高，解决目前焊接器焊接的准确性不高，稳定性低，工作效率低的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种蜂巢能源焊接器，包括夹具夹紧机构、夹具气路系统、摇臂小件、四轴上料机器人、直线运动滑台、伺服滑动平台、焊接振镜头PFO、主焊接夹具、夹具辅助定位装置、视觉系统和自动出料上料机构，所述夹具夹紧机构的控制端与夹具气路系统电性连接，自动出料上料机构装配在夹具夹紧机构的输出端，摇臂小件放置在自动出料上料机构的预先定位块内，四轴上料机器人安装在自动出料上料机构的侧端；所述直线运动滑台装配在自动出料上料机构的输入端，所述四轴上料机器人装配在自动出料上料机构的内侧，四轴上料机器人的输入加装有伺服滑动平台，伺服滑动平台的外侧加装视觉系统；所述夹具辅助定位装置装配在自动出料上料机构的侧端，主焊接夹具装配在夹具辅助定位装置上；所述焊接振镜头PFO装配在主焊接夹具的焊接端的上侧。
更进一步地，所述夹具夹紧机构包括夹具座、SMC气缸和工件二维码臊面感应器，SMC气缸固定安装在夹具座的上端，SMC气缸的侧端加装有电气接口、SMC气缸的输出端加装有涡壳激光焊接夹具，SMC气缸的另一侧安装有主定位销，工件二维码臊面感应器安装在主定位销内侧的夹具座上；所述夹具座的输入端装配有物料框，物料框内放置零件压铸缸体，SMC气缸、工件二维码臊面感应器以及电气接口与夹具气路系统电性连接。
更进一步地，所述自动出料上料机构包括振动料盘、三轴机器人、取件抓手、电气系统和底座，振动料盘固定安装在底座上，三轴机器人固定安装在振动料盘后侧的底座上，取件抓手加装在三轴机器人的输出端，底座的左侧加装有支撑架，电气系统加装在支撑架的上端内侧，振动料盘和三轴机器人均与电气系统固定连接。
更进一步地，所述直线运动滑台的上端加装有输送电机、输送电机的输出端加装有滚珠丝杆，滚珠丝杆的前端加装有传动机构。
更进一步地，所述直线运动滑台采用方管型材焊接组成，输送电机采用交流伺服电机，采用编码器控制，编码器与夹具气路系统电性连接。
更进一步地，所述夹具气路系统的侧端装配有电气控制系统包括主控制箱、操作面板和操作按钮盒，操作面板和操作按钮盒位于主控制箱的侧端，并与主控制箱电性连接。
更进一步地，所述主控制箱采用PLC作为控制与管理核心，激光头、分度盘以及夹具气路系统均与主控制箱电性连接，操作面板完成系统的启动、焊接、调试以及停止灯操作，操作按钮盒由人机界面完成系统延伸的快捷启动、预约以及急停灯操作。
更进一步地，所述视觉系统采用黑白智能相机，用以对工件装料位置进行识别。
本发明的有益效果：
1、通过振动料盘实现了小零件垫片的自动出料和完成自动初始定位，若吸取不正常以及抓料中途发生掉落，可在识别感知后自动返回出料装置再次取件，提高了自动出料和初始定位的稳定性，使得工作的稳定性高。
2、由编码器配合夹具气路系统控制驱动输送电机工作，使滚珠丝杆在高精度等级的直线运动滑台上快速移动，传动机构加速和加速度反应时间短，定位位置准确，保证了焊接夹具的重复定位精度，从而保证了焊接夹具工作的精准度。
3、通过视觉系统纠正工件定位位置的偏差，同时也通过视觉系统，在焊接前对工件的焊缝位置进行定位补偿；使用视觉系统对摇臂小件做初定位，对定位特征找圆，得出圆心坐标，将位置偏差值传输给焊接振镜头PFO，焊接振镜头PFO调整焊接图形位置后进行焊接，有效的提高了焊接点的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的夹具加紧机构结构示意图；
图3是本发明的直线运动滑台结构示意图；
图4是本发明的自动出料上料机构结构示意图；
图5是本发明的焊接振镜头PFO主向扫描图；
图6是本发明的焊接振镜头PFO侧向扫描图；
图7是本发明的焊接振镜头PFO扫描结果图；
图8是本发明的视觉系统拍照及补偿图。
图中：
1、夹具夹紧机构；101、夹具座；102、SMC气缸；103、工件二维码臊面感应器；104、电气接口；105、涡壳激光焊接夹具；106、主定位销；2、夹具气路系统；3、摇臂小件；4、四轴上料机器人；5、直线运动滑台；501、输送电机；502、滚珠丝杆；503、传动机构；6、伺服滑动平台；7、焊接振镜头PFO；8、主焊接夹具；9、夹具辅助定位装置；10、视觉系统；11、自动出料上料机构；111、振动料盘；112、三轴机器人；113、取件抓手；114、电气系统；115、底座；116、支撑架；12、物料框；13、电气控制系统；131、主控制箱；132、操作面板；133、操作按钮盒。
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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-8，一种蜂巢能源焊接器，包括夹具夹紧机构1、夹具气路系统2、摇臂小件3、四轴上料机器人4、直线运动滑台5、伺服滑动平台6、焊接振镜头PFO7、主焊接夹具8、夹具辅助定位装置9、视觉系统10和自动出料上料机构11，夹具夹紧机构1的控制端与夹具气路系统2电性连接，自动出料上料机构11装配在夹具夹紧机构1的输出端，摇臂小件3放置在自动出料上料机构11的预先定位块内，四轴上料机器人4安装在自动出料上料机构11的侧端；直线运动滑台5装配在自动出料上料机构11的输入端，四轴上料机器人4装配在自动出料上料机构11的内侧，四轴上料机器人4的输入加装有伺服滑动平台6，伺服滑动平台6的外侧加装视觉系统10；夹具辅助定位装置9装配在自动出料上料机构11的侧端，主焊接夹具8装配在夹具辅助定位装置9上；焊接振镜头PFO7装配在主焊接夹具8的焊接端的上侧。
请参阅图2，在上述实施例中，夹具加紧机构1包括夹具座101、SMC气缸102和工件二维码臊面感应器103，SMC气缸102固定安装在夹具座101的上端，SMC气缸102的侧端加装有电气接口104、SMC气缸102的输出端加装有涡壳激光焊接夹具105，SMC气缸102的另一侧安装有主定位销106，工件二维码臊面感应器103安装在主定位销106内侧的夹具座101上；夹具座101的输入端装配有物料框12，物料框12内放置零件压铸缸体，SMC气缸102、工件二维码臊面感应器103以及电气接口104与夹具气路系统2电性连接。
通过采用上述技术方案，通过从物料框12内取出零件压铸缸体装入夹具夹紧机构1的主定位销106内，夹具气路系统2根据程序的设定先后顺序对涡轮壳体进行定位夹持，然后，将摇臂小件3放置在自动出料上料机构11的预先定位块内，自动出料上料机构11的振动料盘111将蝶形垫片输送至指定位置。
请参阅图3，在上述实施例中，自动出料上料机构11包括振动料盘111、三轴机器人112、取件抓手113、电气系统114和底座115，振动料盘111固定安装在底座115上，三轴机器人112固定安装在振动料盘111后侧的底座115上，取件抓手113加装在三轴机器人112的输出端，底座115的左侧加装有支撑架116，电气系统114加装在支撑架116的上端内侧，振动料盘111和三轴机器人112均与电气系统114固定连接。
通过采用上述技术方案，通过振动料盘111来实现小零件垫片的自动出料和完成自动初始定位，同时由三轴机器人112进行取件上料动作，三轴机器人112前端连接取件抓手113，取件抓手113取料后有自动检测机构确认是否有正常吸取和抓料；中途若发生掉落，电气系统114可以识别感知后自动返回出料装置再次取件。
请参阅图3，在上述实施例中，直线运动滑台5的上端加装有输送电机501、输送电机501的输出端加装有滚珠丝杆502，滚珠丝杆502的前端加装有传动机构503；在上述实施例中，直线运动滑台5采用方管型材焊接组成，输送电机501采用交流伺服电机，采用编码器控制，编码器与夹具气路系统2电性连接。
通过采用上述技术方案，由编码器配合夹具气路系统2控制驱动输送电机501，使滚珠丝杆502在高精度等级的直线运动滑台5上快速移动，传动机构503加速和加速度反应时间短，定位位置准确，能够保证焊接夹具8的重复定位精度。
请参阅图1，在上述实施例中，夹具气路系统2的侧端装配有电气控制系统13包括主控制箱131、操作面板132和操作按钮盒133，操作面板132和操作按钮盒133位于主控制箱13的侧端，并与主控制箱13电性连接。
通过采用上述技术方案，在上述实施例中，主控制箱131采用PLC作为控制与管理核心，激光头、分度盘以及夹具气路系统2均与主控制箱131电性连接，操作面板132完成系统的启动、焊接、调试以及停止灯操作，操作按钮盒133由人机界面完成系统延伸的快捷启动、预约以及急停灯操作。
请参阅图8，在上述实施例中，视觉系统10采用黑白智能相机，用以对工件装料位置进行识别。
通过采用上述技术方案，通过视觉系统10使生产线很容易适应产品的变化同时纠正工件定位位置的偏差，同时也通过视觉，在焊接前对工件的焊缝位置进行定位补偿；使用视觉系统10对摇臂小件3做初定位，对定位特征找圆，得出圆心坐标，将位置偏差值传输给焊接振镜头PFO7，焊接振镜头PFO7调整焊接图形位置后进行焊接。
为了进一步更好的解释说明本发明，在本发明的降低噪声的具体实施方式如下：
请参阅图1-8，通过从物料框12内取出零件压铸缸体装入夹具加紧机构1的主定位销106内，夹具气路系统2根据程序的设定先后顺序对涡轮壳体进行定位夹持，然后，将摇臂小件3放置在自动出料上料机构11的预先定位块内，自动出料上料机构11的振动料盘111将蝶形垫片输送至指定位置；按下启动按钮，伺服滑动平台6将主焊接夹具8输送至自动上料位置；然后四轴上料机器人4将零件蝶形垫片吸取后再抓取摇臂小件3，然后分别把蝶形垫片和摇臂装入主焊接夹具8内再返回初始位置，SMC气缸102将摇臂小件3进行压紧；放置零件前，通过取件抓手对焊接夹具内工件旁通阀位置进行视觉定位，伺服滑动平台6接到启动信号，将主焊接夹具8输送进入激光焊接装置，SMC气缸102夹紧完全，主焊接夹具8滑动到位确认信号输入，搬运机器人夹持焊接振镜头PFO7进入焊接工位对工件的位置进行识别后进行补偿，焊接振镜头PFO7根据视觉传感传入的数据修正焊缝位置，开始对工件进行焊接；同时焊接实时监控系统对焊接焊缝状态进行实时监控，直至焊接完成。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，本发明提出的蜂巢能源焊接器，通过振动料盘111实现了小零件垫片的自动出料和完成自动初始定位，若吸取不正常以及抓料中途发生掉落，可在识别感知后自动返回出料装置再次取件，提高了自动出料和初始定位的稳定性；由编码器配合夹具气路系统2控制驱动输送电机501工作，使滚珠丝杆502在高精度等级的直线运动滑台5上快速移动，传动机构503加速和加速度反应时间短，定位位置准确，能够保证主焊接夹具8的重复定位精度，再通过视觉系统10纠正工件定位位置的偏差，同时也通过视觉系统10，在焊接前对工件的焊缝位置进行定位补偿；使用视觉系统10对摇臂小件3做初定位，对定位特征找圆，得出圆心坐标，将位置偏差值传输给焊接振镜头PFO7，焊接振镜头PFO7调整焊接图形位置后进行焊接，有效的提高了焊接的准确性；整体工作稳定性高，焊接点的精准度高。
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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种蜂巢能源焊接器，包括夹具夹紧机构(1)、夹具气路系统(2)、摇臂小件(3)、四轴上料机器人(4)、直线运动滑台(5)、伺服滑动平台(6)、焊接振镜头PFO(7)、主焊接夹具(8)、夹具辅助定位装置(9)、视觉系统(10)和自动出料上料机构(11)，所述夹具夹紧机构(1)的控制端与夹具气路系统(2)电性连接，自动出料上料机构(11)装配在夹具夹紧机构(1)的输出端，摇臂小件(3)放置在自动出料上料机构(11)的预先定位块内，四轴上料机器人(4)安装在自动出料上料机构(11)的侧端；所述直线运动滑台(5)装配在自动出料上料机构(11)的输入端，所述四轴上料机器人(4)装配在自动出料上料机构(11)的内侧，四轴上料机器人(4)的输入加装有伺服滑动平台(6)，伺服滑动平台(6)的外侧加装视觉系统(10)；所述夹具辅助定位装置(9)装配在自动出料上料机构(11)的侧端，主焊接夹具(8)装配在夹具辅助定位装置(9)上；所述焊接振镜头PFO(7)装配在主焊接夹具(8)的焊接端的上侧。
2.根据权利要求1所述的一种蜂巢能源焊接器，其特征在于，所述夹具夹紧机构(1)包括夹具座(101)、SMC气缸(102)和工件二维码臊面感应器(103)，SMC气缸(102)固定安装在夹具座(101)的上端，SMC气缸(102)的侧端加装有电气接口(104)、SMC气缸(102)的输出端加装有涡壳激光焊接夹具(105)，SMC气缸(102)的另一侧安装有主定位销(106)，工件二维码臊面感应器(103)安装在主定位销(106)内侧的夹具座(101)上；所述夹具座(101)的输入端装配有物料框(12)，物料框(12)内放置零件压铸缸体，SMC气缸(102)、工件二维码臊面感应器(103)以及电气接口(104)与夹具气路系统(2)电性连接。
3.根据权利要求2所述的一种蜂巢能源焊接器，其特征在于，所述自动出料上料机构(11)包括振动料盘(111)、三轴机器人(112)、取件抓手(113)、电气系统(114)和底座(115)，振动料盘(111)固定安装在底座(115)上，三轴机器人(112)固定安装在振动料盘(111)后侧的底座(115)上，取件抓手(113)加装在三轴机器人(112)的输出端，底座(115)的左侧加装有支撑架(116)，电气系统(114)加装在支撑架(116)的上端内侧，振动料盘(111)和三轴机器人(112)均与电气系统(114)固定连接。
4.根据权利要求3所述的一种蜂巢能源焊接器，其特征在于，所述直线运动滑台(5)的上端加装有输送电机(501)、输送电机(501)的输出端加装有滚珠丝杆(502)，滚珠丝杆(502)的前端加装有传动机构(503)。
5.根据权利要求4所述的一种蜂巢能源焊接器，其特征在于，所述直线运动滑台(5)采用方管型材焊接组成，输送电机(501)采用交流伺服电机，采用编码器控制，编码器与夹具气路系统(2)电性连接。
6.根据权利要求5所述的一种蜂巢能源焊接器，其特征在于，所述夹具气路系统(2)的侧端装配有电气控制系统(13)包括主控制箱(131)、操作面板(132)和操作按钮盒(133)，操作面板(132)和操作按钮盒(133)位于主控制箱(13)的侧端，并与主控制箱(13)电性连接。
7.根据权利要求6所述的一种蜂巢能源焊接器，其特征在于，所述主控制箱(131)采用PLC作为控制与管理核心，激光头、分度盘以及夹具气路系统(2)均与主控制箱(131)电性连接，操作面板(132)完成系统的启动、焊接、调试以及停止灯操作，操作按钮盒(133)由人机界面完成系统延伸的快捷启动、预约以及急停灯操作。
8.权利要求7所述的一种蜂巢能源焊接器，其特征在于，所述视觉系统(10)采用黑白智能相机，用以对工件装料位置进行识别。
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