CN113333996A - 一种提高异形工件焊接精度的焊接装置及焊接方法 - Google Patents

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CN113333996A CN202110890468.2A CN202110890468A CN113333996A CN 113333996 A CN113333996 A CN 113333996A CN 202110890468 A CN202110890468 A CN 202110890468A CN 113333996 A CN113333996 A CN 113333996A
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李会芹
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Abstract

本发明公开了一种提高异形工件焊接精度的焊接装置及焊接方法,其提高异形工件焊接精度的焊接装置包括安装架,所述安装架的顶部滑动连接有对称设置的第一外壳,所述第一外壳的数量为两个,第一外壳的顶部滑动连接有第二外壳,所述第二外壳的后侧开设有矩形通孔,所述第一外壳的内壁上固定安装有第一电机,所述第一电机输出轴上套设有第一连接套,本发明通过设置两个电机,第一电机和第二电机,第一电机用于带动第一外壳垂直移动,第二电机用于带动第二电机水平移动,第二外壳就可带动两个异形工件的焊接点进行对接,第一外壳和第二外壳在移动过后还可自动进行定位,来更好的对异形工件进行焊接。

Description

一种提高异形工件焊接精度的焊接装置及焊接方法
技术领域
本发明涉及焊接装置技术领域,尤其涉及一种提高异形工件焊接精度的焊接装置及焊接方法。
背景技术
焊接,也称作熔接,是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术;现代焊接的能量来源有很多种,包括气体焰、电弧、激光、电子束、摩擦和超声波等;除了在工厂中使用外,焊接还可以在多种环境下进行,如野外、水下和太空;无论在何处,焊接都可能给操作者带来危险,所以在进行焊接时必须采取适当的防护措施;焊接给人体可能造成的伤害包括烧伤、触电、视力损害、吸入有毒气体、紫外线照射过度等;
现有的焊接装置在对异形工件进行焊接时,无法调整两个异形工件的位置,同时还无法对两个异形工件的位置进行固定,因此,我们提出一种提高异形工件焊接精度的焊接装置及焊接方法。
发明内容
基于背景技术存在现有的焊接装置在对异形工件进行焊接时,无法调整两个异形工件的位置,同时还无法对两个异形工件的位置进行固定的技术问题,本发明提出了一种提高异形工件焊接精度的焊接装置及焊接方法。
本发明提出的一种提高异形工件焊接精度的焊接装置,包括安装架,所述安装架的顶部滑动连接有对称设置的第一外壳,所述第一外壳的数量为两个,第一外壳的顶部滑动连接有第二外壳,所述第二外壳的后侧开设有矩形通孔,所述第一外壳的内壁上固定安装有第一电机,所述第一电机输出轴上套设有第一连接套,位于左侧位置的所述第一连接套的右侧固定安装有第二伞齿轮,所述第一外壳的后侧内壁上转动连接有带动齿轮,所述带动齿轮的前侧固定安装有第一伞齿轮,所述第一伞齿轮与第二伞齿轮相啮合,所述带动齿轮与安装架相配合,所述第二外壳内设有移动机构,位于左侧位置的所述第二外壳的右端设有定位机构,所述第一外壳内设有固定机构,所述固定机构与安装架相配合。
优选的,所述固定机构包括万向节、推动杆、转动杆和扭力弹簧,所述固定机构中的所述扭力弹簧的数量为两个,位于左侧位置的所述万向节转动连接在第二伞齿轮的右侧,所述推动杆与万向节转动连接,所述推动杆与转动杆转动连接,所述转动杆转动连接在第一外壳的内壁上,所述扭力弹簧与转动杆固定连接,所述扭力弹簧固定安装在第一外壳的内壁上,固定机构用于将第一外壳固定在安装架上,防止对异形工件焊接时产生的震动或外部因素造成第一外壳移动,第一外壳就会带动异形工件移动,从而影响焊接。
优选的,所述移动机构包括第二电机、皮带轮、齿形带、第二连接套、主动齿轮、连接架、连接齿轮、配合杆、半齿轮、第一伸缩杆、定位杆、环形滑槽、啮合齿轮、第二伸缩杆、拉伸弹簧和固定块,所述皮带轮的数量为两个,皮带轮转动连接在第二外壳的内壁上,所述齿形带套设在皮带轮上,所述第二电机固定安装在第二外壳的内壁上,所述第二连接套套设在第二电机的输出轴上,所述第二连接套与主动齿轮固定连接,所述连接齿轮的顶部与连接架的底端转动连接,所述连接齿轮与主动齿轮转动连接,位于左侧位置的所述配合杆的左端与连接架的顶部转动连接,位于左侧位置的所述配合杆的右端与定位杆转动连接,所述第一伸缩杆的顶端与定位杆的底部固定连接,所述第一伸缩杆的底端固定安装在第二外壳的后侧内壁上,所述半齿轮的顶部与定位杆的底部固定连接,所述半齿轮的底部与啮合齿轮的顶部转动连接,所述啮合齿轮的底部与第二伸缩杆的顶端固定连接,所述拉伸弹簧固定安装在第二伸缩杆上,所述第二伸缩杆的底端与第二外壳的底部转动连接,所述啮合齿轮与齿形带的内壁相啮合,所述固定块与齿形带的后侧固定连接,所述固定块延伸至第二外壳外并与第一外壳的前侧固定连接,所述固定块与矩形通孔的内壁滑动连接,移动机构用于带动第二外壳移动,第二外壳移动后就会带动异形工件进行移动,来实现两个异形工件焊接点的对接。
优选的,所述定位机构包括,接触块、夹具、螺纹杆、螺母、转环、连接杆,所述夹具和连接杆的数量为两个,位于左侧位置的螺纹杆固定安装在位于左侧位置的第二外壳的右侧,位于左侧位置的所述螺纹杆的右端与接触块固定连接,所述夹具与接触块转动连接,所述夹具与连接杆转动连接,所述连接杆与转环转动连接,所述转环与螺母转动连接,所述螺母与螺纹杆螺纹连接,定位机构则用于将异形工件定位在第二外壳的右侧,来实现对异形工件的固定。
优选的,所述第一连接套上开设有第一弧形滑槽,所述第一电机输出轴上固定安装有第一连接柱,所述第一连接柱的外侧与第一弧形滑槽的内壁滑动连接,所述第二连接套上开设有第二弧形滑槽,所述第二电机输出轴上固定安装有第二连接柱,所述第二连接柱的外侧与第二弧形滑槽的内壁滑动连接,使得第一电机和第二电机在启动后可向右侧推动第一连接套和第二连接,第一连接套再推动第二伞齿轮与第一伞齿轮进行啮合,第二连接套再推动连接齿轮与啮合齿轮啮合。
优选的,所述安装架上开设有对称设置的矩形滑槽,所述第一外壳的底部与矩形滑槽的内壁滑动连接,位于左侧位置的所述矩形滑槽的右侧内壁上开设有齿条,所述齿条与带动齿轮相啮合,所述齿条上开设有多个等间距排列的啮合槽,所述转动杆的后侧与啮合槽的内壁滑动接触,转动杆与啮合槽啮合后就可对第一外壳进行定位,带动齿轮在齿条上转动就可带动第一外壳移动。
优选的,所述啮合齿轮上开设有环形滑槽,所述半齿轮的后侧与环形滑槽的内壁滑动连接,使得啮合齿轮可在半齿轮的后侧转动,来带动齿形带转动。
优选的,所述安装架上固定安装有控制器,所述控制器上固定安装有摄像头,所述摄像头与控制器电连接,所述控制器与第一电机和第二电机电连接,摄像头用于检测两个异形工件焊接点的对接情况,控制器用于控制第一电机和第二电机。
本发明还提出了一种提高异形工件焊接精度的焊接方法,包括以下步骤:
S1:在对两个异形工件进行焊接时,先将异形工件放置在两个夹具内,然后再旋转螺母;
S2:螺母旋转之后就会带动转环在螺纹杆上移动,转环就会推动连接杆,连接杆就会推动两个夹具,此时两个夹具就会相互靠近来对异形工件进行夹持;
S3:两个异形工件固定完成过后需要移动异形工件的水平位置时,可通过控制器来启动第一电机来实现;
S4:第一电机启动后先带动第一连接柱在第一弧形滑槽内移动,第一连接柱就会向右侧推动第一连接套,第一连接套再推动第二伞齿轮移动,第二伞齿轮再推动推动杆进行移动,推动杆再推动转动杆进行移动,使得转动杆在第一外壳的内壁上转动并蓄力转动杆顶部和底部的扭力弹簧,此时转动杆就会放开啮合槽,对第一外壳进行解锁,然后第二伞齿轮就会与第一伞齿轮进行啮合,此时第一连接柱就会与第一弧形滑槽的顶部或者底部内壁接触,然后第一连接柱就会带动第一连接套旋转,第一连接套再带动第二伞齿轮转动,第二伞齿轮再带动第一伞齿轮转动,第一伞齿轮再带动带动齿轮在齿条上转动,带动齿轮就可带动第一外壳向上或者向下移动,第一外壳移动就会带动第二外壳向上或者向下移动,第二外壳再带动异形工件向上或者向下移动,将两个异形工件焊接点进行对接,第一外壳移动完成后再停止第一电机,第一电机停止后转动杆就会通过两个扭力弹簧复位,此时转动杆就会反向推动推动杆,将推动杆推回,推动杆再推动第二伞齿轮,此时第二伞齿轮与第一伞齿轮脱离,转动杆再插入到啮合槽内,此时就形成了对第一外壳的定位,当第二伞齿轮与第一伞齿轮脱离时,第二伞齿轮就会推动第一连接套与第一电机输出轴重新啮合,第一连接套再将第一连接柱推动至第一弧形滑槽的中间位置并带动第一电机输出轴反转,方便下一次推动第一连接套;
S5:需要移动异形工件的水平位置时,可通过控制启动第二电机来实现,第二电机启动后通过第二连接柱推动第二连接套,第二连接套再推动主动齿轮,主动齿轮再推动连接架,连接架就会推动配合杆,配合杆再推动定位杆,抬升定位杆并拉伸第一伸缩杆,此时定位杆就会带动半齿轮与齿形带脱离并拉动与半齿轮转动连接的啮合齿轮,半齿轮不可转动,半齿轮与齿形带脱离,对齿形带进行解锁,啮合齿轮就会与齿形带啮合,连接架在移动的同时连接架还会带动连接齿轮与啮合齿轮啮合,啮合齿轮还会拉动第二伸缩杆延伸和拉伸拉伸弹簧,此时第二电机再带动主动齿轮旋转,主动齿轮再带动连接齿轮转动,连接齿轮再带动啮合齿轮转动,啮合齿轮就会带动齿形带在皮带轮上转动,齿形带通过固定块与第一外壳的固定连接,齿形带就会推动第二外壳移动,第二外壳再带动异形工件水平移动,来实现两个异形工件焊接点的对接,此时摄像头就会对异形工件进行监控,摄像头将图像传输给控制器,控制器再对图像进行分析,检测夹具是否已经对两个异形工件进行了对接的计算公式为,
Figure 583279DEST_PATH_IMAGE002
(1)
其中,t表示摄像头拍摄异形工件的实时图像,q表示两个异形工件的对接状态,1表示对接成功,0表示对接不成功;fm表示使用卷积抽取摄像头拍摄异形工件的实时图像特征,M表示摄像头拍摄异形工件的实时图像t前M个最大的特征值,f表示第f个最大的特征值,f的取值范围为[1,M],e表示自然常数,
Figure 194389DEST_PATH_IMAGE004
表示使用卷积网络抽取后的特征,
Figure 921911DEST_PATH_IMAGE006
表示使用交叉熵训练的卷积网络抽取特征;
若检测到夹具已经对两个异形工件进行了对接,控制器就会停止第二电机,若没检测到则继续检测;夹具已经对两个异形工件进行了对接拉伸弹簧就会复位,拉伸弹簧再拉动啮合齿轮与齿形带脱离,啮合齿轮再拉动半齿轮与齿形带啮合,对齿形带进行定位,齿形带再对第二外壳的位置进行定位,此时就可使用焊接工具对两个异形工件进行焊接。
本发明的有益效果是:
1、通过启动第一电机,第一电机就会先向右侧推动第二伞齿轮,第二伞齿轮再推动推动杆,推动杆再推动转动杆对第一外壳解锁,然后第二伞齿轮再与第一伞齿轮啮合并带动第一外壳垂直移动,第一外壳再带动第二外壳垂直移动,第二外壳再带动异形工件垂直移动,来对两个异形工件的焊接点进行对接;
2、通过启动第二电机,第二电机再推动连接齿轮和配合杆,配合杆向上抬起半齿轮和啮合齿轮,啮合齿轮与连接齿轮啮合,半齿轮对齿形带解锁,第二电机就可带动齿形带移动,齿形带再带动第二外壳水平移动,第二外壳就可带动异形工件水平移动,实现了两个异形工件的对接,对接完成后再自动形成固定,增加了焊接过程中异形工件的稳定性;
本发明通过设置两个电机,第一电机和第二电机,第一电机用于带动第一外壳垂直移动,第二电机用于带动第二电机水平移动,第二外壳就可带动两个异形工件的焊接点进行对接,第一外壳和第二外壳在移动过后还可自动进行定位,来更好的对异形工件进行焊接。
附图说明
图1为本发明提出的一种提高异形工件焊接精度的焊接装置的结构三维图;
图2为本发明提出的一种提高异形工件焊接精度的焊接装置的结构第一外壳俯视图;
图3为本发明提出的一种提高异形工件焊接精度的焊接装置的结构第二外壳俯视图;
图4为本发明提出的一种提高异形工件焊接精度的焊接装置的结构第二外壳主视图;
图5为本发明提出的一种提高异形工件焊接精度的焊接方法的系统框图;
图6为本发明提出的一种提高异形工件焊接精度的焊接装置的结构A放大示意图;
图7为本发明提出的一种提高异形工件焊接精度的焊接装置的结构B放大示意图;
图8为本发明提出的一种提高异形工件焊接精度的焊接装置的结构C放大示意图;
图9为本发明提出的一种提高异形工件焊接精度的焊接装置的扭力弹簧和转动杆放大示意图。
图中:1安装架、2第一外壳、3第二外壳、4第一电机、5第二电机、6转动杆、7扭力弹簧、8带动齿轮、9第一伞齿轮、10第二伞齿轮、11接触块、12第一连接套、13第一连接柱、14第一弧形滑槽、15夹具、16推动杆、17皮带轮、18齿形带、19第二连接套、20第二弧形滑槽、21第二连接柱、22主动齿轮、23连接架、24连接齿轮、25配合杆、26半齿轮、27第一伸缩杆、28定位杆、29环形滑槽、30啮合齿轮、31第二伸缩杆、32拉伸弹簧、33螺纹杆、34螺母、35转环、36连接杆、37摄像头、38控制器、39万向节、40矩形滑槽、41齿条、42啮合槽、43固定块、44矩形通孔。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例
参考图1-9,本实施例中提出了一种提高异形工件焊接精度的焊接装置,包括安装架1,需要说明的是,本实施例中左侧结构与右侧结构为对称结构,现在以左侧为例进行描述。安装架1的顶部滑动连接有对称设置的第一外壳2,第一外壳2的数量为两个,第一外壳2的顶部滑动连接有第二外壳3,第二外壳3的后侧开设有矩形通孔44,第一外壳2的内壁上固定安装有第一电机4,第一电机4输出轴上套设有第一连接套12,位于左侧位置的第一连接套12的右侧固定安装有第二伞齿轮10,第一外壳2的后侧内壁上转动连接有带动齿轮8,带动齿轮8的前侧固定安装有第一伞齿轮9,第一伞齿轮9与第二伞齿轮10相啮合,带动齿轮8与安装架1相配合,第二外壳3内设有移动机构,位于左侧位置的第二外壳3的右端设有定位机构,第一外壳2内设有固定机构,固定机构与安装架1相配合,固定机构包括万向节39、推动杆16、转动杆6和扭力弹簧7,所述固定机构中的扭力弹簧7的数量为两个,位于左侧位置的万向节39转动连接在第二伞齿轮10的右侧,推动杆16与万向节39转动连接,推动杆16与转动杆6转动连接,转动杆6转动连接在第一外壳2的内壁上,扭力弹簧7与转动杆6固定连接,扭力弹簧7固定安装在第一外壳2的内壁上,固定机构用于将第一外壳2固定在安装架1上,防止对异形工件焊接时产生的震动或外部因素造成第一外壳2移动,第一外壳2就会带动异形工件移动,从而影响焊接,移动机构包括第二电机5、皮带轮17、齿形带18、第二连接套19、主动齿轮22、连接架23、连接齿轮24、配合杆25、半齿轮26、第一伸缩杆27、定位杆28、环形滑槽29、啮合齿轮30、第二伸缩杆31、拉伸弹簧32和固定块43,皮带轮17的数量为两个,皮带轮17转动连接在第二外壳3的内壁上,齿形带18套设在皮带轮17上,第二电机5固定安装在第二外壳3的内壁上,第二连接套19套设在第二电机5的输出轴上,第二连接套19与主动齿轮22固定连接,连接齿轮24的顶部与连接架23的底端转动连接,连接齿轮24与主动齿轮22转动连接,位于左侧位置的配合杆25的左端与连接架23的顶部转动连接,位于左侧位置的配合杆25的右端与定位杆28转动连接,第一伸缩杆27的顶端与定位杆28的底部固定连接,第一伸缩杆27的底端固定安装在第二外壳3的后侧内壁上,半齿轮26的顶部与定位杆28的底部固定连接,半齿轮26的底部与啮合齿轮30的顶部转动连接,啮合齿轮30的底部与第二伸缩杆31的顶端固定连接,拉伸弹簧32固定安装在第二伸缩杆31上,第二伸缩杆31的底端与第二外壳3的底部转动连接,啮合齿轮30与齿形带18的内壁相啮合,固定块43与齿形带18的后侧固定连接,固定块43延伸至第二外壳3外并与第一外壳2的前侧固定连接,固定块43与矩形通孔44的内壁滑动连接,固定块43位于矩形通孔44内,固定块43的外侧与矩形通孔44的内壁滑动连接,矩形通孔44开设在第二外壳3的后侧,43固定块与第一外壳2的前侧固定连接,第二外壳3的后侧与第一外壳2的前侧滑动连接。移动机构用于带动第二外壳3移动,第二外壳3移动后就会带动异形工件进行移动,来实现两个异形工件焊接点的对接,定位机构包括,接触块11、夹具15、螺纹杆33、螺母34、转环35、连接杆36,夹具15和连接杆36的数量为两个,位于左侧位置的螺纹杆33固定安装在位于左侧位置的第二外壳3的右侧,位于左侧位置的螺纹杆33的右端与接触块11固定连接,夹具15与接触块11转动连接,夹具15与连接杆36转动连接,连接杆36与转环35转动连接,转环35与螺母34转动连接,螺母34与螺纹杆33螺纹连接,定位机构则用于将异形工件定位在第二外壳3的右侧,来实现对异形工件的固定,第一连接套12上开设有第一弧形滑槽14,第一电机4输出轴上固定安装有第一连接柱13,第一连接柱13的外侧与第一弧形滑槽14的内壁滑动连接,第二连接套19上开设有第二弧形滑槽20,第二电机5输出轴上固定安装有第二连接柱21,第二连接柱21的外侧与第二弧形滑槽20的内壁滑动连接,使得第一电机4和第二电机5在启动后可向右侧推动第一连接套12和第二连接套19,第一连接套12再推动第二伞齿轮10与第一伞齿轮9进行啮合,第二连接套19再推动连接齿轮24与啮合齿轮30啮合,安装架1上开设有对称设置的矩形滑槽40,第一外壳2的底部与矩形滑槽40的内壁滑动连接,位于左侧位置的矩形滑槽40的右侧内壁上开设有齿条41,齿条41与带动齿轮8相啮合,齿条41上开设有多个等间距排列的啮合槽42,转动杆6的后侧与啮合槽42的内壁滑动接触,转动杆6与啮合槽42啮合后就可对第一外壳2进行定位,带动齿轮8在齿条41上转动就可带动第一外壳2移动,啮合齿轮30上开设有环形滑槽29,半齿轮26的后侧与环形滑槽29的内壁滑动连接,使得啮合齿轮30可在半齿轮26的后侧转动,来带动齿形带18转动,安装架1上固定安装有控制器38,控制器38上固定安装有摄像头37,摄像头37与控制器38电连接,控制器38与第一电机4和第二电机5电连接,摄像头37用于检测两个异形工件焊接点的对接情况,控制器38用于控制第一电机4和第二电机5。
工作原理:在对两个异形工件进行焊接时,先将异形工件放置在两个夹具15内,然后再旋转螺母34,螺母34旋转之后就会带动转环35在螺纹杆33上移动,转环35就会推动连接杆36,连接杆36就会推动两个夹具15,此时两个夹具15就会相互靠近来对异形工件进行夹持,两个异形工件固定完成过后需要移动异形工件的水平位置时,可通过控制器38来启动第一电机4来实现,第一电机4启动后先带动第一连接柱13在第一弧形滑槽14内移动,第一连接柱13就会向右侧推动第一连接套12,第一连接套12再推动第二伞齿轮10移动,第二伞齿轮10再推动推动杆16进行移动,推动杆16再推动转动杆6进行移动,使得转动杆6在第一外壳2的内壁上转动并蓄力转动杆6顶部和底部的扭力弹簧7,此时转动杆6就会放开啮合槽42,对第一外壳2进行解锁,然后第二伞齿轮10就会与第一伞齿轮9进行啮合,此时第一连接柱13就会与第一弧形滑槽14的顶部或者底部内壁接触,然后第一连接柱13就会带动第一连接套12旋转,第一连接套12再带动第二伞齿轮10转动,第二伞齿轮10再带动第一伞齿轮9转动,第一伞齿轮9再带动带动齿轮8在齿条41上转动,带动齿轮8就可带动第一外壳2向上或者向下移动,第一外壳2移动就会带动第二外壳3向上或者向下移动,第二外壳3再带动异形工件向上或者向下移动,就实现了两个异形工件焊接点的对接,第一外壳2移动完成后再停止第一电机4,第一电机4停止后转动杆6就会通过两个扭力弹簧7复位,此时转动杆6就会反向推动推动杆16,将推动杆16推回,推动杆16再推动第二伞齿轮10,此时第二伞齿轮10与第一伞齿轮9脱离,转动杆6再插入到啮合槽42内,此时就形成了对第一外壳2的定位,当第二伞齿轮10与第一伞齿轮9脱离时,第二伞齿轮10就会推动第一连接套12与第一电机4输出轴重新啮合,第一连接套12再将第一连接柱13推动至第一弧形滑槽14的中间位置并带动第一电机4输出轴反转,方便下一次推动第一连接套12,需要移动异形工件的水平位置时,可通过控制启动第二电机5来实现,第二电机5启动后通过第二连接柱21推动第二连接套19,第二连接套19再推动主动齿轮22,主动齿轮22再推动连接架23,连接架23就会推动配合杆25,配合杆25再推动定位杆28,抬升定位杆28并拉伸第一伸缩杆27,此时定位杆28就会带动半齿轮26与齿形带18脱离并拉动与半齿轮26转动连接的啮合齿轮30,半齿轮26不可转动,半齿轮26与齿形带18脱离,就实现了对齿形带18的解锁,啮合齿轮30就会与齿形带18啮合,连接架23在移动的同时连接架23还会带动连接齿轮24与啮合齿轮30啮合,啮合齿轮30还会拉动第二伸缩杆31延伸和拉伸拉伸弹簧32,此时第二电机5再带动主动齿轮22旋转,主动齿轮22再带动连接齿轮24转动,连接齿轮24再带动啮合齿轮30转动,啮合齿轮30就会带动齿形带18在皮带轮17上转动,齿形带18通过固定块43与第一外壳2的固定连接,齿形带18就会推动第二外壳3移动,第二外壳3再带动异形工件水平移动,来实现两个异形工件焊接点的对接,此时摄像头37就会对异形工件进行监控,摄像头37将图像传输给控制器38,控制器38再对图像进行分析,若检测到夹具15已经对两个异形工件进行了对接,控制器38就会停止第二电机5,若没检测到则继续检测,此时拉伸弹簧32就会复位,拉伸弹簧32再拉动啮合齿轮30与齿形带18脱离,啮合齿轮30再拉动半齿轮26与齿形带18啮合,对齿形带18进行定位,齿形带18再对第二外壳3的位置进行定位,就实现了对两个异形工件位置的定位,此时就可使用焊接工具对两个异形工件进行焊接
本发明还提出了一种提高异形工件焊接精度的焊接方法,包括以下步骤:
S1:在对两个异形工件进行焊接时,先将异形工件放置在两个夹具15内,然后再旋转螺母34;
S2:螺母34旋转之后就会带动转环35在螺纹杆33上移动,转环35就会推动连接杆36,连接杆36就会推动两个夹具15,此时两个夹具15就会相互靠近来对异形工件进行夹持;
S3:两个异形工件固定完成过后需要移动异形工件的水平位置时,可通过控制器38来启动第一电机4来实现;
S4:第一电机4启动后先带动第一连接柱13在第一弧形滑槽14内移动,第一连接柱13就会向右侧推动第一连接套12,第一连接套12再推动第二伞齿轮10移动,第二伞齿轮10再推动推动杆16进行移动,推动杆16再推动转动杆6进行移动,使得转动杆6在第一外壳2的内壁上转动并蓄力转动杆6顶部和底部的扭力弹簧7,此时转动杆6就会放开啮合槽42,对第一外壳2进行解锁,然后第二伞齿轮10就会与第一伞齿轮9进行啮合,此时第一连接柱13就会与第一弧形滑槽14的顶部或者底部内壁接触,然后第一连接柱13就会带动第一连接套12旋转,第一连接套12再带动第二伞齿轮10转动,第二伞齿轮10再带动第一伞齿轮9转动,第一伞齿轮9再带动带动齿轮8在齿条41上转动,带动齿轮8就可带动第一外壳2向上或者向下移动,第一外壳2移动就会带动第二外壳3向上或者向下移动,第二外壳3再带动异形工件向上或者向下移动,将两个异形工件焊接点进行对接,第一外壳2移动完成后再停止第一电机4,第一电机4停止后转动杆6就会通过两个扭力弹簧7复位,此时转动杆6就会反向推动推动杆16,将推动杆16推回,推动杆16再推动第二伞齿轮10,此时第二伞齿轮10与第一伞齿轮9脱离,转动杆6再插入到啮合槽42内,此时就形成了对第一外壳2的定位,当第二伞齿轮10与第一伞齿轮9脱离时,第二伞齿轮10就会推动第一连接套12与第一电机4输出轴重新啮合,第一连接套12再将第一连接柱13推动至第一弧形滑槽14的中间位置并带动第一电机4输出轴反转,方便下一次推动第一连接套12;
S5:需要移动异形工件的水平位置时,可通过控制启动第二电机5来实现,第二电机5启动后通过第二连接柱21推动第二连接套19,第二连接套19再推动主动齿轮22,主动齿轮22再推动连接架23,连接架23就会推动配合杆25,配合杆25再推动定位杆28,抬升定位杆28并拉伸第一伸缩杆27,此时定位杆28就会带动半齿轮26与齿形带18脱离并拉动与半齿轮26转动连接的啮合齿轮30,半齿轮26不可转动,半齿轮26与齿形带18脱离,对齿形带18进行解锁,啮合齿轮30就会与齿形带18啮合,连接架23在移动的同时连接架23还会带动连接齿轮24与啮合齿轮30啮合,啮合齿轮30还会拉动第二伸缩杆31延伸和拉伸拉伸弹簧32,此时第二电机5再带动主动齿轮22旋转,主动齿轮22再带动连接齿轮24转动,连接齿轮24再带动啮合齿轮30转动,啮合齿轮30就会带动齿形带18在皮带轮17上转动,齿形带18通过固定块43与第一外壳2的固定连接,齿形带18就会推动第二外壳3移动,第二外壳3再带动异形工件水平移动,来实现两个异形工件焊接点的对接,此时摄像头37就会对异形工件进行监控,摄像头37将图像传输给控制器38,控制器38再对图像进行分析,检测夹具15是否已经对两个异形工件进行了对接的计算公式为,
Figure DEST_PATH_IMAGE007
(1)
其中,t表示摄像头37拍摄异形工件的实时图像,q表示两个异形工件的对接状态,1表示对接成功,0表示对接不成功;fm表示使用卷积抽取摄像头37拍摄异形工件的实时图像特征,M表示摄像头37拍摄异形工件的实时图像t前M个最大的特征值,f表示第f个最大的特征值,f的取值范围为[1,M],e表示自然常数,
Figure 392207DEST_PATH_IMAGE004
表示使用卷积网络抽取后的特征,
Figure 997632DEST_PATH_IMAGE006
表示使用交叉熵训练的卷积网络抽取特征;加入公式好处是可以自动检测到夹具15已经对两个异形工件是否进行了对接,节约人力;
若检测到夹具15已经对两个异形工件进行了对接,控制器38就会停止第二电机5,若没检测到则继续检测;夹具15已经对两个异形工件进行了对接拉伸弹簧32就会复位,拉伸弹簧32再拉动啮合齿轮30与齿形带18脱离,啮合齿轮30再拉动半齿轮26与齿形带18啮合,对齿形带18进行定位,齿形带18再对第二外壳3的位置进行定位,此时就可使用焊接工具对两个异形工件进行焊接。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种提高异形工件焊接精度的焊接装置,包括安装架(1),其特征在于,所述安装架(1)的顶部滑动连接有对称设置的第一外壳(2),所述第一外壳(2)的数量为两个,第一外壳(2)的顶部滑动连接有第二外壳(3),所述第二外壳(3)的后侧开设有矩形通孔(44),所述第一外壳(2)的内壁上固定安装有第一电机(4),所述第一电机(4)输出轴上套设有第一连接套(12),位于左侧位置的所述第一连接套(12)的右侧固定安装有第二伞齿轮(10),所述第一外壳(2)的后侧内壁上转动连接有带动齿轮(8),所述带动齿轮(8)的前侧固定安装有第一伞齿轮(9),所述第一伞齿轮(9)与第二伞齿轮(10)相啮合,所述带动齿轮(8)与安装架(1)相配合,所述第二外壳(3)内设有移动机构,位于左侧位置的所述第二外壳(3)的右端设有定位机构,所述第一外壳(2)内设有固定机构,所述固定机构与安装架(1)相配合。
2.根据权利要求1所述的一种提高异形工件焊接精度的焊接装置,其特征在于,所述固定机构包括万向节(39)、推动杆(16)、转动杆(6)和扭力弹簧(7),所述固定机构中的所述扭力弹簧(7)的数量为两个,位于左侧位置的所述万向节(39)转动连接在第二伞齿轮(10)的右侧,所述推动杆(16)与万向节(39)转动连接,所述推动杆(16)与转动杆(6)转动连接,所述转动杆(6)转动连接在第一外壳(2)的内壁上,所述扭力弹簧(7)与转动杆(6)固定连接,所述扭力弹簧(7)固定安装在第一外壳(2)的内壁上。
3.根据权利要求1所述的一种提高异形工件焊接精度的焊接装置,其特征在于,所述移动机构包括第二电机(5)、皮带轮(17)、齿形带(18)、第二连接套(19)、主动齿轮(22)、连接架(23)、连接齿轮(24)、配合杆(25)、半齿轮(26)、第一伸缩杆(27)、定位杆(28)、环形滑槽(29)、啮合齿轮(30)、第二伸缩杆(31)、拉伸弹簧(32)和固定块(43),所述皮带轮(17)的数量为两个,皮带轮(17)转动连接在第二外壳(3)的内壁上,所述齿形带(18)套设在皮带轮(17)上,所述第二电机(5)固定安装在第二外壳(3)的内壁上,所述第二连接套(19)套设在第二电机(5)的输出轴上,所述第二连接套(19)与主动齿轮(22)固定连接,所述连接齿轮(24)的顶部与连接架(23)的底端转动连接,所述连接齿轮(24)与主动齿轮(22)转动连接,位于左侧位置的所述配合杆(25)的左端与连接架(23)的顶部转动连接,位于左侧位置的所述配合杆(25)的右端与定位杆(28)转动连接,所述第一伸缩杆(27)的顶端与定位杆(28)的底部固定连接,所述第一伸缩杆(27)的底端固定安装在第二外壳(3)的后侧内壁上,所述半齿轮(26)的顶部与定位杆(28)的底部固定连接,所述半齿轮(26)的底部与啮合齿轮(30)的顶部转动连接,所述啮合齿轮(30)的底部与第二伸缩杆(31)的顶端固定连接,所述拉伸弹簧(32)固定安装在第二伸缩杆(31)上,所述第二伸缩杆(31)的底端与第二外壳(3)的底部转动连接,所述啮合齿轮(30)与齿形带(18)的内壁相啮合,所述固定块(43)与齿形带(18)的后侧固定连接,所述固定块(43)延伸至第二外壳(3)外并与第一外壳(2)的前侧固定连接,所述固定块(43)与矩形通孔(44)的内壁滑动连接。
4.根据权利要求1所述的一种提高异形工件焊接精度的焊接装置,其特征在于,所述定位机构包括接触块(11)、夹具(15)、螺纹杆(33)、螺母(34)、转环(35)、连接杆(36),所述夹具(15)和连接杆(36)的数量为两个,位于左侧位置的螺纹杆(33)固定安装在位于左侧位置的第二外壳(3)的右侧,位于左侧位置的所述螺纹杆(33)的右端与接触块(11)固定连接,所述夹具(15)与接触块(11)转动连接,所述夹具(15)与连接杆(36)转动连接,所述连接杆(36)与转环(35)转动连接,所述转环(35)与螺母(34)转动连接,所述螺母(34)与螺纹杆(33)螺纹连接。
5.根据权利要求3所述的一种提高异形工件焊接精度的焊接装置,其特征在于,所述第一连接套(12)上开设有第一弧形滑槽(14),所述第一电机(4)输出轴上固定安装有第一连接柱(13),所述第一连接柱(13)的外侧与第一弧形滑槽(14)的内壁滑动连接,所述第二连接套(19)上开设有第二弧形滑槽(20),所述第二电机(5)输出轴上固定安装有第二连接柱(21),所述第二连接柱(21)的外侧与第二弧形滑槽(20)的内壁滑动连接。
6.根据权利要求2所述的一种提高异形工件焊接精度的焊接装置,其特征在于,所述安装架(1)上开设有对称设置的矩形滑槽(40),所述第一外壳(2)的底部与矩形滑槽(40)的内壁滑动连接,位于左侧位置的所述矩形滑槽(40)的右侧内壁上开设有齿条(41),所述齿条(41)与带动齿轮(8)相啮合,所述齿条(41)上开设有多个等间距排列的啮合槽(42),所述转动杆(6)的后侧与啮合槽(42)的内壁滑动接触。
7.根据权利要求3所述的一种提高异形工件焊接精度的焊接装置,其特征在于,所述啮合齿轮(30)上开设有环形滑槽(29),所述半齿轮(26)的后侧与环形滑槽(29)的内壁滑动连接。
8.根据权利要求1所述的一种提高异形工件焊接精度的焊接装置,其特征在于,所述安装架(1)上固定安装有控制器(38),所述控制器(38)上固定安装有摄像头(37),所述摄像头(37)与控制器(38)电连接,所述控制器(38)与第一电机(4)和第二电机(5)电连接。
9.一种提高异形工件焊接精度的焊接方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:在对两个异形工件进行焊接时,先将异形工件放置在两个夹具(15)内,然后再旋转螺母(34);
S2:螺母(34)旋转之后就会带动转环(35)在螺纹杆(33)上移动,转环(35)就会推动连接杆(36),连接杆(36)就会推动两个夹具(15),此时两个夹具(15)就会相互靠近来对异形工件进行夹持;
S3:两个异形工件固定完成过后需要移动异形工件的水平位置时,可通过控制器(38)来启动第一电机(4)来实现;
S4:第一电机(4)启动后先带动第一连接柱(13)在第一弧形滑槽(14)内移动,第一连接柱(13)就会向右侧推动第一连接套(12),第一连接套(12)再推动第二伞齿轮(10)移动,第二伞齿轮(10)再推动推动杆(16)进行移动,推动杆(16)再推动转动杆(6)进行移动,使得转动杆(6)在第一外壳(2)的内壁上转动并蓄力转动杆(6)顶部和底部的扭力弹簧(7),此时转动杆(6)就会放开啮合槽(42),对第一外壳(2)进行解锁,然后第二伞齿轮(10)就会与第一伞齿轮(9)进行啮合,此时第一连接柱(13)就会与第一弧形滑槽(14)的顶部或者底部内壁接触,然后第一连接柱(13)就会带动第一连接套(12)旋转,第一连接套(12)再带动第二伞齿轮(10)转动,第二伞齿轮(10)再带动第一伞齿轮(9)转动,第一伞齿轮(9)再带动带动齿轮(8)在齿条(41)上转动,带动齿轮(8)就可带动第一外壳(2)向上或者向下移动,第一外壳(2)移动就会带动第二外壳(3)向上或者向下移动,第二外壳(3)再带动异形工件向上或者向下移动,将两个异形工件焊接点进行对接,第一外壳(2)移动完成后再停止第一电机(4),第一电机(4)停止后转动杆(6)就会通过两个扭力弹簧(7)复位,此时转动杆(6)就会反向推动推动杆(16),将推动杆(16)推回,推动杆(16)再推动第二伞齿轮(10),此时第二伞齿轮(10)与第一伞齿轮(9)脱离,转动杆(6)再插入到啮合槽(42)内,此时就形成了对第一外壳(2)的定位,当第二伞齿轮(10)与第一伞齿轮(9)脱离时,第二伞齿轮(10)就会推动第一连接套(12)与第一电机(4)输出轴重新啮合,第一连接套(12)再将第一连接柱(13)推动至第一弧形滑槽(14)的中间位置并带动第一电机(4)输出轴反转,方便下一次推动第一连接套(12);
S5:需要移动异形工件的水平位置时,可通过控制启动第二电机(5)来实现,第二电机(5)启动后通过第二连接柱(21)推动第二连接套(19),第二连接套(19)再推动主动齿轮(22),主动齿轮(22)再推动连接架(23),连接架(23)就会推动配合杆(25),配合杆(25)再推动定位杆(28),抬升定位杆(28)并拉伸第一伸缩杆(27),此时定位杆(28)就会带动半齿轮(26)与齿形带(18)脱离并拉动与半齿轮(26)转动连接的啮合齿轮(30),半齿轮(26)不可转动,半齿轮(26)与齿形带(18)脱离,对齿形带(18)进行解锁,啮合齿轮(30)就会与齿形带(18)啮合,连接架(23)在移动的同时连接架(23)还会带动连接齿轮(24)与啮合齿轮(30)啮合,啮合齿轮(30)还会拉动第二伸缩杆(31)延伸和拉伸拉伸弹簧(32),此时第二电机(5)再带动主动齿轮(22)旋转,主动齿轮(22)再带动连接齿轮(24)转动,连接齿轮(24)再带动啮合齿轮(30)转动,啮合齿轮(30)就会带动齿形带(18)在皮带轮(17)上转动,齿形带(18)通过固定块(43)与第一外壳(2)的固定连接,齿形带(18)就会推动第二外壳(3)移动,第二外壳(3)再带动异形工件水平移动,来实现两个异形工件焊接点的对接,此时摄像头(37)就会对异形工件进行监控,摄像头(37)将图像传输给控制器(38),控制器(38)再对图像进行分析,检测夹具(15)是否已经对两个异形工件进行了对接的计算公式为,
Figure 732418DEST_PATH_IMAGE002
(1)
其中,t表示摄像头(37)拍摄异形工件的实时图像,q表示两个异形工件的对接状态,1表示对接成功,0表示对接不成功;fm表示使用卷积抽取摄像头(37)拍摄异形工件的实时图像特征,M表示摄像头(37)拍摄异形工件的实时图像t前M个最大的特征值,f表示第f个最大的特征值,f的取值范围为[1,M],e表示自然常数,
Figure 180717DEST_PATH_IMAGE004
表示使用卷积网络抽取后的特征,
Figure 366979DEST_PATH_IMAGE006
表示使用交叉熵训练的卷积网络抽取特征;
若检测到夹具(15)已经对两个异形工件进行了对接,控制器(38)就会停止第二电机(5),若没检测到则继续检测;夹具(15)已经对两个异形工件进行了对接拉伸弹簧(32)就会复位,拉伸弹簧(32)再拉动啮合齿轮(30)与齿形带(18)脱离,啮合齿轮(30)再拉动半齿轮(26)与齿形带(18)啮合,对齿形带(18)进行定位,齿形带(18)再对第二外壳(3)的位置进行定位,此时就可使用焊接工具对两个异形工件进行焊接。
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