CN113770579B

CN113770579B - 一种翻领成型器自动化焊接成型方法

Info

Publication number: CN113770579B
Application number: CN202111116264.XA
Authority: CN
Inventors: 李思奇; 孙沂琳; 张秋菊; 姚宇
Original assignee: Jiangsu Jicui Composite Material Equipment Research Institute Co ltd
Current assignee: Jiangsu Jicui Composite Material Equipment Research Institute Co ltd
Priority date: 2021-09-23
Filing date: 2021-09-23
Publication date: 2022-09-23
Anticipated expiration: 2041-09-23
Also published as: CN113770579A

Abstract

本发明涉及一种翻领成型器自动化焊接成型方法，依次将圆筒焊接于支板上，将波纹板焊接于圆筒上，由定位工装对支板、圆筒和波纹板进行定位固定，并进行贴合辅助操作，使得异形的波纹板能够与圆筒可靠贴合，便利于由机械手进行相接处的焊接；并且，机械手在焊接之后，能够通过自动切换操作头对焊接位置进行取像检测、打磨和补焊，从而实现了翻领成型器的可靠一次性成型，替代了人工，大大提升了成型效率和成型一致性。

Description

一种翻领成型器自动化焊接成型方法

技术领域

本发明涉及翻领成型器成型装备技术领域，尤其是一种翻领成型器自动化焊接成型方法。

背景技术

现有技术中，翻领成型器的焊接成型极大地依赖于人工操作，并且需要两个工人合作完成，其中一个工人在焊接时对接触零件间施力进行辅助位置固定，另一个人则进行焊接操作，产品生产效率低，并且产品精度不高，而生产成本较高。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的翻领成型器自动化焊接成型方法，从而实现了翻领成型器的可靠一次性自动化成型，替代了人工，大大提升了成型效率和成型一致性。

本发明所采用的技术方案如下：

一种翻领成型器自动化焊接成型方法，翻领成型器包括支板，上下贯穿支板中部安装有圆筒，圆筒周向还安装有波纹板，包括如下步骤：

将支板放置固定于支承组件上，将圆筒贯穿放置于支板上并调正定位；

由焊接组件对支板和圆筒相接处进行焊接，焊接过程中支板和圆筒共同在旋转组件带动下转动；

由检测组件结合旋转组件的转动，对支板和圆筒相接处的焊缝进行影像检测；

通过打磨组件和焊接组件分别结合旋转组件的转动，对支板和圆筒相接处的焊缝进行打磨、补焊；

将波纹板放置于圆筒后方的支板上，通过推平机构将波纹板后下边缘与支板后边缘对齐并相对预紧；

通过贴合机构向波纹板上部从后向前施加推力，使得波纹板上部前倾并贴合至圆筒；同时侧压机构向波纹板两侧施加侧压力，使得波纹板边缘完全与圆筒外壁面贴合；

由焊接组件对波纹板和圆筒相接处进行焊接，焊接过程中波纹板和圆筒共同在旋转组件带动下转动；

由检测组件结合旋转组件的转动，对波纹板和圆筒相接处的焊缝进行影像检测；

通过打磨组件和焊接组件分别结合旋转组件的转动，对波纹板和圆筒相接处的焊缝进行打磨、补焊；

所述焊接组件、检测组件和打磨组件均由机械手带动移动，并且由同一个机械手自动切换使用。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述圆筒侧面沿轴向开设有通槽，由对中机构通过通槽对圆筒进行周向定位，圆筒由撑紧机构从底端内侧进行撑紧固定。

待焊接成型的翻领成型器放置于定位工装上；

所述定位工装包括有将支板固定的支承组件、将圆筒定位固定的对中机构和撑紧机构、使得波纹板与圆筒贴合的推平机构和贴合机构，以及施加侧压力于波纹板的侧压机构。

所述定位工装底部通过底板安装于旋转组件上，旋转组件相对于工作平台在水平面内转动，机械手位于定位工装后方的工作平台上，工作平台上还设置有用于焊接组件、检测组件和打磨组件存放的夹具存储组件。

所述旋转组件通过升降组件安装于工作平台上，升降组件带动旋转组件、定位工装相对于工作平台升降。

所述机械手输出端部安装有夹指气缸，位于两组夹指内侧的夹指气缸端头安装有定位块，定位块中部向外延伸有定位柱，所述焊接组件、检测组件和打磨组件上均设置有与定位块相贴合的配合板，配合板中部开设有与定位柱相配的定位孔；所述夹指内侧面与配合板侧面之间斜面配合，使得配合板与定位块紧密贴合。

本发明的有益效果如下：

本发明结构紧凑、合理，操作方便，通过依次将圆筒焊接于支板上，将波纹板焊接于圆筒上，由定位工装对支板、圆筒和波纹板进行定位固定，并进行贴合辅助操作，使得异形的波纹板能够与圆筒可靠贴合，便利于由机械手进行相接处的焊接；并且，机械手在焊接之后，能够通过自动切换操作头对焊接位置进行取像检测、打磨和补焊，从而实现了翻领成型器的可靠一次性成型，有效替代了人工，大大提升了成型效率和成型一致性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明焊接组件与机械手安装示意图。

图3为本发明夹具存储组件的结构示意图。

图4为本发明定位工装的结构示意图。

图5为本发明定位工装与翻领成型器的安装示意图（省略侧压机构）。

图6为本发明定位工装的结构示意图（省略侧压机构）。

图7为本发明推平机构与贴合机构的结构示意图。

图8为本发明侧压机构的结构示意图。

其中：1、工作平台；2、夹具存储组件；3、机械手；4、定位工装；5、旋转组件；6、升降组件；7、焊接组件；8、检测组件；9、打磨组件；

21、焊接支座；22、检测支座；23、打磨支座；

31、夹指气缸；32、定位块；33、定位柱；311、夹指；

41、底板；42、对中机构；43、撑紧机构；44、推平机构；45、贴合机构；46、翻领成型器；47、支承组件；48、侧压机构；

4401、垫块；4402、滑块；4403、导轨；4404、移动块；4405、推平块；4406、菱形块；4409、丝杆；4410、后支座；4411、锁紧块；44051、台阶面；

451、推板；452、螺母座；453、丝杠；454、转角球头；455、手柄；456、销轴；457、连接头；458、螺母；4511、耳板；4551、球头手柄；

461、支板；462、圆筒；463、波纹板；4621、通槽；

471、支撑垫；472、支承块；4721、台阶

481、侧压座；482、侧压气缸；483、螺杆；484、侧压板；485、支杆；

71、配合板；72、定位孔；73、焊接头。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

本实施例的一种翻领成型器自动化焊接成型方法，如图5所示，翻领成型器46包括支板461，上下贯穿支板461中部安装有圆筒462，圆筒462周向还安装有波纹板463，包括如下步骤：

如图4所示，将支板461放置固定于支承组件47上，将圆筒462贯穿放置于支板461上并调正定位；

由焊接组件7对支板461和圆筒462相接处进行焊接，焊接过程中支板461和圆筒462共同在旋转组件5带动下转动；

由检测组件8结合旋转组件5的转动，对支板461和圆筒462相接处的焊缝进行影像检测；

通过打磨组件9和焊接组件7分别结合旋转组件5的转动，对支板461和圆筒462相接处的焊缝进行打磨、补焊；

将波纹板463放置于圆筒462后方的支板461上，通过推平机构44将波纹板463后下边缘与支板461后边缘对齐并相对预紧；

通过贴合机构45向波纹板463上部从后向前施加推力，使得波纹板463上部前倾并贴合至圆筒462；同时侧压机构48向波纹板463两侧施加侧压力，使得波纹板463边缘完全与圆筒462外壁面贴合；

由焊接组件7对波纹板463和圆筒462相接处进行焊接，焊接过程中波纹板463和圆筒462共同在旋转组件5带动下转动；

由检测组件8结合旋转组件5的转动，对波纹板463和圆筒462相接处的焊缝进行影像检测；

通过打磨组件9和焊接组件7分别结合旋转组件5的转动，对波纹板463和圆筒462相接处的焊缝进行打磨、补焊；

焊接组件7、检测组件8和打磨组件9均由机械手3带动移动，并且由同一个机械手3自动切换使用。

圆筒462侧面沿轴向开设有通槽4621，由对中机构42通过通槽4621对圆筒462进行周向定位，圆筒462由撑紧机构43从底端内侧进行撑紧固定。

对中机构42的结构为：包括倒置U型结构的对中座，前后贯穿对中座安装有支撑杆，支撑杆外端头安装有小螺母，支撑杆内端头安装有对中棱柱，位于对中座与对中棱柱之间的支撑杆上套装有弹簧；支撑杆相对于对中座轴向移动；通过小螺母向前施力于支撑杆，使得支撑杆相对于对中座前移，弹簧压缩，旋动圆筒462使得其上通槽朝前放置，松开支撑杆使其在弹簧弹性作用下后移，对中棱柱向后伸至圆筒462通槽4621内，实现圆筒462零件的对中。

本实施例中，撑紧机构43为三爪卡盘。

待焊接成型的翻领成型器46放置于定位工装4上；

如图4、图5和图6所示，定位工装4包括有将支板461固定的支承组件47、将圆筒462定位固定的对中机构42和撑紧机构43、使得波纹板463与圆筒462贴合的推平机构44和贴合机构45，以及施加侧压力于波纹板463的侧压机构48。

如图1所示，定位工装4底部通过底板41安装于旋转组件5上，旋转组件5相对于工作平台1在水平面内转动，机械手3位于定位工装4后方的工作平台1上，工作平台1上还设置有用于焊接组件7、检测组件8和打磨组件9存放的夹具存储组件2。

如图2所示，机械手3输出端部安装有夹指气缸31，位于两组夹指311内侧的夹指气缸31端头安装有定位块32，定位块32中部向外延伸有定位柱33，焊接组件7、检测组件8和打磨组件9上均设置有与定位块32相贴合的配合板71，配合板71中部开设有与定位柱33相配的定位孔72；夹指311内侧面与配合板71侧面之间斜面配合，使得配合板71与定位块32紧密贴合；配合板71外侧面固装焊接头73。

如图3所示，夹具存储组件2包括有并列布置于工作平台1上的焊接支座21、检测支座22和打磨支座23，分别通过卡槽用于定位转存放置焊接组件7、检测组件8和打磨组件9。

旋转组件5通过升降组件6安装于工作平台1上，升降组件6带动旋转组件5、定位工装4相对于工作平台1升降。

本实施例中，支承组件47的结构为：包括固装于底板41上的支撑垫471，支撑垫471上安装有支承块472，支承块472顶面的前端和后端对称设置有多级台阶4721，前后相对于的台阶4721位于同一平面内，同一平面内的台阶4721共同支承翻领成型器46的支板461；通过多级台阶4721的设置，适用于不同类型翻领成型器46上支板461的支承使用。

如图7所示，本实施例中，推平机构44的结构为：包括左右间隔对称布置的导轨4403，导轨4403上均滑动安装有滑块4402，两侧滑块4402上共同安装有移动块4404，移动块4404前侧安装有推平块4405，推平块4405上设置有台阶面44051，台阶面44051中部向上延伸有菱形块4406；菱形块4406的尖角水平朝向撑紧机构43的方向，波纹板463底面开设有与菱形块4406间隙配装的菱形孔；通过推平块4405，以及推平块4405上菱形块4406的设置，在向前推动波纹板463的时候，使得波纹板463与支板461之间能够左右一致；通过菱形块4406尖角的特性，与推平块4405的台阶面44051配合，使得波纹板463与支板461对齐可靠。

单个导轨4403底部与底板41之间还安装有垫块4401，位于两个导轨4403之间的底板41上还前后间隔安装有前支座和后支座4410，前支座和后支座4410共同转动安装有丝杆4409，丝杆4409上螺旋副配装有螺母块，螺母块顶部与移动块4404底面固装；位于后支座4410后方的丝杆4409上锁装有锁紧块4411；旋动丝杆4409，使得移动块4404以导轨4403为导向向前移动，直至推平块4405将波纹板463与支板461贴平时，通过锁紧块4411将丝杆4409锁紧不再转动。

本实施例中，贴合机构45安装于移动块4404后侧面的中部，贴合机构45的结构为：包括与移动块4404后侧面中部固装的螺母座452，位于移动块4404上方的螺母座452内安装有螺母458，前后贯穿螺母458并通过螺旋副配合安装有丝杠453，丝杠453前端头安装有连接头457，连接头457前端头通过销轴456转动安装有推板451，推板451后侧面左右间隔安装有耳板4511，销轴456左右贯穿两个耳板4511和连接头457端部；丝杠453后端头固装有手柄，手柄中部的转角球头454与丝杠453固连，转角球头454两侧对称向外延伸有手柄455，手柄455端头固装有球头手柄4551；旋动手柄455，使得丝杠453旋转，从而使得丝杠453相对于螺母座452向前移动，推板451靠近并施力于前侧的波纹板463，使得波纹板463上部向着圆筒462的方向翻折倾斜；由于推板451与丝杠453端头连接头457之间通过销轴456转动连接，使得在与波纹板463的施力接触过程中，推板451以销轴456为圆心转动，从而更好地贴合于波纹板463上。

如图8所示，本实施例中，侧压机构48的结构为：包括侧压座481，侧压座481上锁装有侧压气缸482，侧压气缸482的输出端朝向支承组件47的方向，侧压气缸482输出端端部安装有支杆485，支杆485与侧压气缸482之间球面配合，使得支杆485能够相对于侧压气缸482端部周向摆动；支杆485上通过螺纹配装有螺杆483，螺杆483朝向支承组件47的端部安装有侧压板484；随着侧压气缸482的推动，经支杆485带动螺杆483、侧压板484朝着波纹板463的方向移动，直至侧压板484与波纹板463接触并向其施加向着圆筒462贴合的力；由于波纹板463本身为金属材质，具有一定的强度，在侧压板484接触到波纹板463之后，随着进一步的施力，支杆485通过球面配合相对于侧压气缸482摆动，使得侧压板484与波纹板463贴合可靠；侧压板484朝向波纹板463的侧面设置有阵列布置的多个凸点，侧压板484通过凸点与波纹板463接触。

本实施例中，检测组件8为工业相机，其在取像后判断焊接表观缺陷位置，并配合旋转组件5的旋转来获取位置信息，而后由打磨组件9、焊接组件7进行修正、补焊。

本实施例中，升降组件6用于调整定位工装4相对于工作平台1的高度，尤其是在待成型的翻领成型器46类型调整时进行高度调节，以便于机械手3的配合操作。

本实施例中，通过依次将圆筒462焊接于支板461上，将波纹板463焊接于圆筒462上，由定位工装4对支板461、圆筒462和波纹板463进行定位固定，并进行贴合辅助操作，使得异形的波纹板463能够与圆筒462可靠贴合，便利于由机械手3进行相接处的焊接；并且，机械手3在焊接之后，能够通过自动切换操作头对焊接位置进行取像检测、打磨和补焊，从而实现了翻领成型器46的可靠一次性成型。

本发明有效替代了人工，大大提升了成型效率和成型一致性。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims

1.一种翻领成型器自动化焊接成型方法，翻领成型器（46）包括支板（461），上下贯穿支板（461）中部安装有圆筒（462），圆筒（462）周向还安装有波纹板（463），其特征在于：包括如下步骤：

将支板（461）放置固定于支承组件（47）上，将圆筒（462）贯穿放置于支板（461）上并调正定位；

由焊接组件（7）对支板（461）和圆筒（462）相接处进行焊接，焊接过程中支板（461）和圆筒（462）共同在旋转组件（5）带动下转动；

由检测组件（8）结合旋转组件（5）的转动，对支板（461）和圆筒（462）相接处的焊缝进行影像检测；

通过打磨组件（9）和焊接组件（7）分别结合旋转组件（5）的转动，对支板（461）和圆筒（462）相接处的焊缝进行打磨、补焊；

将波纹板（463）放置于圆筒（462）后方的支板（461）上，通过推平机构（44）将波纹板（463）后下边缘与支板（461）后边缘对齐并相对预紧；

通过贴合机构（45）向波纹板（463）上部从后向前施加推力，使得波纹板（463）上部前倾并贴合至圆筒（462）；同时侧压机构（48）向波纹板（463）两侧施加侧压力，使得波纹板（463）边缘完全与圆筒（462）外壁面贴合；

由焊接组件（7）对波纹板（463）和圆筒（462）相接处进行焊接，焊接过程中波纹板（463）和圆筒（462）共同在旋转组件（5）带动下转动；

由检测组件（8）结合旋转组件（5）的转动，对波纹板（463）和圆筒（462）相接处的焊缝进行影像检测；

通过打磨组件（9）和焊接组件（7）分别结合旋转组件（5）的转动，对波纹板（463）和圆筒（462）相接处的焊缝进行打磨、补焊；

所述焊接组件（7）、检测组件（8）和打磨组件（9）均由机械手（3）带动移动，并且由同一个机械手（3）自动切换使用。

2.如权利要求1所述的一种翻领成型器自动化焊接成型方法，其特征在于：所述圆筒（462）侧面沿轴向开设有通槽（4621），由对中机构（42）通过通槽（4621）对圆筒（462）进行周向定位，圆筒（462）由撑紧机构（43）从底端内侧进行撑紧固定。

3.如权利要求2所述的一种翻领成型器自动化焊接成型方法，其特征在于：待焊接成型的翻领成型器（46）放置于定位工装（4）上；

所述定位工装（4）包括有将支板（461）固定的支承组件（47）、将圆筒（462）定位固定的对中机构（42）和撑紧机构（43）、使得波纹板（463）与圆筒（462）贴合的推平机构（44）和贴合机构（45），以及施加侧压力于波纹板（463）的侧压机构（48）。

4.如权利要求3所述的一种翻领成型器自动化焊接成型方法，其特征在于：所述定位工装（4）底部通过底板（41）安装于旋转组件（5）上，旋转组件（5）相对于工作平台（1）在水平面内转动，机械手（3）位于定位工装（4）后方的工作平台（1）上，工作平台（1）上还设置有用于焊接组件（7）、检测组件（8）和打磨组件（9）存放的夹具存储组件（2）。

5.如权利要求4所述的一种翻领成型器自动化焊接成型方法，其特征在于：所述旋转组件（5）通过升降组件（6）安装于工作平台（1）上，升降组件（6）带动旋转组件（5）、定位工装（4）相对于工作平台（1）升降。

6.如权利要求1所述的一种翻领成型器自动化焊接成型方法，其特征在于：所述机械手（3）输出端部安装有夹指气缸（31），位于两组夹指（311）内侧的夹指气缸（31）端头安装有定位块（32），定位块（32）中部向外延伸有定位柱（33），所述焊接组件（7）、检测组件（8）和打磨组件（9）上均设置有与定位块（32）相贴合的配合板（71），配合板（71）中部开设有与定位柱（33）相配的定位孔（72）；所述夹指（311）内侧面与配合板（71）侧面之间斜面配合，使得配合板（71）与定位块（32）紧密贴合。