CN114310058B - 基于自动收缩一体式焊接夹具的焊接工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及金属焊接技术领域，具体涉及基于自动收缩一体式焊接夹具的焊接工艺，包括以下步骤：Step1：接收半成品焊接目标，分析半成品焊接目标外观缺陷；Step2：获取半成品焊接目标参数，选择焊接成品焊接指标，选择半成品焊接目标适配焊接夹具；Step3：将半成品焊接目标放入夹具中，加工设备的气缸产生压力使顶头下压，通过自动收缩弹簧夹将外壳口部收缩，使半成品焊接目标外壳在口部轻微变形与半成品焊接目标内胆匹配；本发明通过对现有技术的改进大大提升了加工产品焊接的生产效率，便于作业人员操作，其焊接过程中的模具更换维修便捷，提高作业人员安全环境，同时提升焊接合格率，降低生产成本，焊接加工产品的合格率也有所增高。
Description
技术领域
本发明涉及金属焊接技术领域，具体涉及基于自动收缩一体式焊接夹具的焊接工艺。
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。
但对于现有技术中原先使用卧式手工的方式进行焊接，需要人工握紧焊枪且眼镜一直看焊接情况不能休息，加工产品直径大，导致尺寸不稳定加大焊接难度，且所使用的焊接设备大，模具重，需求气压大，同心度底，合模时设备无缓冲可能导致产品损伤及焊接合格率低，生产效率慢，对技术工人伤害过大，且培养周期过长。
发明内容
解决的技术问题
针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了基于自动收缩一体式焊接夹具的焊接工艺，解决了使用卧式手工的方式进行焊接，需要人工握紧焊枪且眼镜一直看焊接情况不能休息，加工产品直径大，导致尺寸不稳定加大焊接难度，且所使用的焊接设备大，模具重，需求气压大，同心度底，合模时设备无缓冲可能导致产品损伤及焊接合格率低，生产效率慢的问题。
技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
基于自动收缩一体式焊接夹具的焊接工艺，包括以下步骤：
Step1：接收半成品焊接目标，分析半成品焊接目标外观缺陷；
Step2：获取半成品焊接目标参数，选择焊接成品焊接指标，选择半成品焊接目标适配焊接夹具；
Step3：将半成品焊接目标放入夹具中，加工设备的气缸产生压力使顶头下压，通过自动收缩弹簧夹将外壳口部收缩，使半成品焊接目标外壳在口部轻微变形与半成品焊接目标内胆匹配；
Step4：分析半成品焊接目标属性，设置焊接工艺选项库，从焊接工艺选项库选择适配半成品焊接目标属性的焊接工艺；
Step5：等待操作端确认后，开始执行半成品焊接目标焊接操作；
Step6：将完成加工的焊接目标取出。
更进一步地，所述步骤Step1中包含有以下步骤：
Step1-1：捕捉半成品焊接目标缺陷位置，模拟半成品焊接操作，判断半成品焊接目标可操作性；
Step1-2：对半成品焊接目标判断为无操作性的目标进行重铸。
更进一步地，所述步骤Step1-1判断半成品焊接目标为可操作性的目标时，选择具有可操作性的含缺陷半成品焊接目标，以缺陷端进行焊接。
更进一步地，所述步骤Step4中包含有以下步骤：
Step4-1：部署焊接工艺选项程序库默认程序，在无修改命令等待后执行默认程序选择焊接工艺选项程序库中默认焊接工艺执行。
更进一步地，所述步骤Step4中焊接工艺选项库包括：焊条电弧焊、埋弧焊、二氧化碳气体保护焊、MIG/MAG焊、TIG焊、等离子弧焊。
更进一步地，所述步骤Step3中将半成品焊接目标放入夹具中所用装置包括装置外壳，所述装置外壳的内部固定连接有底座，所述底座的顶面中心位置通过轴承连接有轴杆，所述轴杆的表面套接有被动齿轮，所述底座的顶面固定连接有固定件，所述固定件的表面安装有第一电机，所述第一电机的输出端与底座的顶面通过轴承相连接，所述第一电机的输出端套接有主动齿轮，所述主动齿轮与被动齿轮相啮合，所述轴杆的表面套接有运动盘，所述运动盘的底面固定连接有连接环，所述连接环套设在装置外壳的表面，所述运动盘的顶面呈环形等距安装有夹具主体，所述底座的顶面安装有顶升机构。
更进一步地，所述装置外壳的顶面呈环形等距开设有球形凹槽，所述装置外壳顶面开设的球形凹槽内均设置有滚珠，所述滚珠的表面与连接环的内部顶面相抵。
更进一步地，所述运动盘的顶面固定连接有防护环。
更进一步地，所述顶升机构包括固定块，所述底座的顶面固定连接有固定块，所述固定块的表面安装有第二电机，所述第二电机的输出端套接有不完全齿轮，所述底座的顶面对称固定连接有定位块，所述定位块相互靠近的一侧均开设的有滑槽，所述定位块通过相互靠近的一侧开设的滑槽滑动连接有运动件，所述运动件的内部等距对称开设有齿槽，所述运动件通过内部开设的齿槽与不完全齿轮箱啮合，所述运动件的顶端固定连接有联动板，所述装置外壳的内部呈环形等距固定连接有导向件，所述导向件靠近轴杆的一侧均开设有滑槽，所述导向件通过表面开设的滑槽滑动连接有顶升件。
更进一步地，所述导向件的内部通过转轴连接有滚轮，所述滚轮的表面与顶升件的表面相抵，所述顶升件的顶端呈斜坡状。
有益效果
采用本发明提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：
1、本发明通过对现有技术的改进大大提升了加工产品焊接的生产效率，且便于作业人员操作，降低人员成本，其焊接过程中的模具更换维修便捷，从而降低模具成本，提高作业人员安全环境，同时提升焊接合格率，降低生产成本，焊接加工产品的合格率也有所增高。
2、本发明中方法能够对于焊接加工产品属性能够进行具体分析，从而判断出所需加工产品最适宜的焊接方式，且能够根据实际工艺需求进行选择，从而提升了该方法在实际使用时的智能性。
3、本发明在使用过程中，能够对加工产品外形进行分析判断，从分析结果中可以知晓加工产品的外观缺陷，进而判断加工产品外观缺陷是否会影响到焊接的顺利进行，再经过选择后进行焊接操作，从而减少了使用该方法对加工产品进行焊接过程中的报错率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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为本基于自动收缩一体式焊接夹具的焊接工艺的流程示意图；
图2为本发明的加工装置结构概述图；
图3为本发明的加工装置内部结构示意图；
图4为本发明中图3中A处的局部放大图；
图5为本发明中零件夹具主体的分解状态示意图；
图6为本发明中焊接目标外观举例示意图；
图中的标号分别代表：1、装置外壳；2、底座；3、轴杆；4、被动齿轮；5、固定件；6、第一电机；7、主动齿轮；8、运动盘；9、连接环；10、滚珠；11、夹具主体；12、防护环；13、固定块；14、第二电机；15、不完全齿轮；16、定位块；17、运动件；18、联动板；19、导向件；20、顶升件；21、滚轮。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例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作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。
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1
本实施例的基于自动收缩一体式焊接夹具的焊接工艺，如图1所示，包括以下步骤：
Step1：接收半成品焊接目标，分析半成品焊接目标外观缺陷；
Step2：获取半成品焊接目标参数，选择焊接成品焊接指标，选择半成品焊接目标适配焊接夹具；
Step3：将半成品焊接目标放入夹具中，加工设备的气缸产生压力使顶头下压，通过自动收缩弹簧夹将外壳口部收缩，使半成品焊接目标外壳在口部轻微变形与半成品焊接目标内胆匹配；
Step4：分析半成品焊接目标属性，设置焊接工艺选项库，从焊接工艺选项库选择适配半成品焊接目标属性的焊接工艺；
Step5：等待操作端确认后，开始执行半成品焊接目标焊接操作；
Step6：将完成加工的焊接目标取出。
实施例2
如图1所示，步骤Step1中包含有以下步骤：
Step1-1：捕捉半成品焊接目标缺陷位置，模拟半成品焊接操作，判断半成品焊接目标可操作性；
Step1-2：对半成品焊接目标判断为无操作性的目标进行重铸。
如图1所示，步骤Step1-1判断半成品焊接目标为可操作性的目标时，选择具有可操作性的含缺陷半成品焊接目标，以缺陷端进行焊接。
通过该设置，在对半成品焊接目标焊接前，能够对自动化的对半成品焊接目标进行外观分析，避免不合格的半成品焊接目标进入焊接环境，导致焊接过程出现报错的情况；
同时对于半成品焊接目标存在缺陷的，能够选择性的进行焊接，确保外观存在缺陷但不影响焊接及焊接后成品正常功能性的半成品焊接目标进入焊接环节。
如图1所示，步骤Step4中包含有以下步骤：
Step4-1：部署焊接工艺选项程序库默认程序，在无修改命令等待后执行默认程序选择焊接工艺选项程序库中默认焊接工艺执行。
通过该设置提供了操作者进行选择焊接工艺的需求，并在操作者不选择的情况下以默认程序运行进行自动化作业，从而使得使用该方法在使用过程中更加的便于操作者操作，使用更加智能。
如图1所示，步骤Step4中焊接工艺选项库包括：焊条电弧焊、埋弧焊、二氧化碳气体保护焊、MIG/MAG焊、TIG焊、等离子弧焊。
实施例3
如图2-6所示，步骤Step3中将半成品焊接目标放入夹具中所用装置包括装置外壳1，装置外壳1的内部固定连接有底座2，底座2的顶面中心位置通过轴承连接有轴杆3，轴杆3的表面套接有被动齿轮4，底座2的顶面固定连接有固定件5，固定件5的表面安装有第一电机6，第一电机6的输出端与底座2的顶面通过轴承相连接，第一电机6的输出端套接有主动齿轮7，主动齿轮7与被动齿轮4相啮合，轴杆3的表面套接有运动盘8，运动盘8的底面固定连接有连接环9，连接环9套设在装置外壳1的表面，运动盘8的顶面呈环形等距安装有夹具主体11，底座2的顶面安装有顶升机构。
在本实施例使用时，任意一组的夹具主体11正上方设置有冲压装置上的冲压端头，运动盘8上方安装的各组夹具主体11由规格大小呈环形依次排列，此时根据焊接目标的大小规格选择合适的夹具主体11放入，若放置焊接目标的夹具主体11不处于冲压装置上的冲压端头正下方所处的夹具主体11中，即可启动第一电机6，第一电机6的输出端带动主动齿轮7转动，主动齿轮7在转动的过程中同步传动与之相捏合的被动齿轮4旋转，从而与被动齿轮4相连的轴杆3被其带动，轴杆3表面套接的运动盘8跟随其一同转动，从而通过运动盘8的转动，放置有焊接目标的夹具主体11旋转运动至冲压装置上的冲压端头的正下方，此时冲压端头被冲压装置带动向下移动通过夹具主体11上自动收缩弹簧夹将外壳口部收缩，使焊接目标的外壳与内胆完全匹配，从而在其在口部轻微变形情况下可以正常焊接。
其中，如图5所示，夹具主体11的上半部分为自动收缩弹簧夹，下半部分为底座。
如图4所示，装置外壳1的顶面呈环形等距开设有球形凹槽，装置外壳1顶面开设的球形凹槽内均设置有滚珠10，滚珠10的表面与连接环9的内部顶面相抵。
通过滚珠10的设置，当运动盘8转动时，运动盘8所连的连接环9会在装置外壳1的顶端转动，通过滚珠10能够使得连接环9与装置外壳1之间留有一定缝隙，并且连接环9在转动的过程中会借助较小的摩擦力带动滚珠10在装置外壳1顶端所开的球形凹槽中滚动对连接环9进行辅助传导，使得连接环9的运动更加顺畅，且在运动过程中产生的摩擦磨损更小。
如图1所示，运动盘8的顶面固定连接有防护环12。
该结构配合顶升机构所使用，当顶升机构将完成焊接的焊接目标顶出后，焊接目标会掉落，防护环12的侧环面呈倾斜状，从而对焊接目标产生了引导效果，避免焊接目标向内掉落，滞留在运动盘8的表面。
实施例4
如图3所示，顶升机构包括固定块13，底座2的顶面固定连接有固定块13，固定块13的表面安装有第二电机14，第二电机14的输出端套接有不完全齿轮15，底座2的顶面对称固定连接有定位块16，定位块16相互靠近的一侧均开设的有滑槽，定位块16通过相互靠近的一侧开设的滑槽滑动连接有运动件17，运动件17的内部等距对称开设有齿槽，运动件17通过内部开设的齿槽与不完全齿轮15箱啮合，运动件17的顶端固定连接有联动板18，装置外壳1的内部呈环形等距固定连接有导向件19，导向件19靠近轴杆3的一侧均开设有滑槽，导向件19通过表面开设的滑槽滑动连接有顶升件20。
当焊接目标完成加工，即可启动第二电机14，第二电机14的输出端带动不完全齿轮15转动，不完全齿轮15在转动的过程中传动与之啮合的运动件17在定位块16表面所开的滑槽中做竖直方向的往复运动，每次运动件17向下运动，焊接目标进行焊接，每次运动件17向下运动焊接目标完成焊接，当运动件17向上运动的过程在，会带动其所连的联动板18同步向上运动，从而联动板18所连的各组顶升件20在导向件19中向上滑动，从而顶升件20从运动盘8顶面与各组夹具主体11相对应的事先开设的孔洞中伸出将完成焊接的焊接目标顶出，在运动件17向下运动的过程中会带动联动板18及其上述相连部件复位，并在此时重新向夹具主体11内填装焊接目标，如此重复操作；
进一步的使用，可通过增加焊接及冲压装置来实现该装置的多组不同规格焊接目标的同步加工，从而实现提升加工效率的目的。
如图4所示，导向件19的内部通过转轴连接有滚轮21，滚轮21的表面与顶升件20的表面相抵，顶升件20的顶端呈斜坡状。
通过滚轮21的设置，使得顶升件20在导向件19内沿滑槽滑动时，滚轮21借助与顶升件20接触面因顶升件20运动产生的较小摩擦力而转动，对顶升件20产生辅助传导的效果，使得顶升件20在导向件19中滑动的这一运动更加顺畅，且减小了机械运动所带来的双向摩擦磨损；
而对于顶升件20顶端斜坡面的设置，使得完成加工的焊接目标在被顶出夹具主体11时，倾倒方向因顶升件20顶端斜坡面的设置而被引导，确保完成加工的焊接目标向运动盘8的外侧掉落，以便于集中收集，不影响该装置的正常运行。
综上而言，本发明通过对现有技术的改进大大提升了加工产品焊接的生产效率，且便于作业人员操作，降低人员成本，其焊接过程中的模具更换维修便捷，从而降低模具成本，提高作业人员安全环境，同时提升焊接合格率，降低生产成本，焊接加工产品的合格率也有所增高。
且本发明中方法能够对于焊接加工产品属性能够进行具体分析，从而判断出所需加工产品最适宜的焊接方式，且能够根据实际工艺需求进行选择，从而提升了该方法在实际使用时的智能性。
并且本发明在使用过程中，能够对加工产品外形进行分析判断，从分析结果中可以知晓加工产品的外观缺陷，进而判断加工产品外观缺陷是否会影响到焊接的顺利进行，再经过选择后进行焊接操作，从而减少了使用该方法对加工产品进行焊接过程中的报错率。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.基于自动收缩一体式焊接夹具的焊接工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：接收半成品焊接目标，分析半成品焊接目标外观缺陷；
步骤2：获取半成品焊接目标参数，选择焊接成品焊接指标，选择半成品焊接目标适配焊接夹具；
步骤3：将半成品焊接目标放入夹具中，加工设备的气缸产生压力使顶头下压，通过自动收缩弹簧夹将外壳口部收缩，使半成品焊接目标外壳在口部轻微变形与半成品焊接目标内胆匹配；
步骤4：分析半成品焊接目标属性，设置焊接工艺选项库，从焊接工艺选项库选择适配半成品焊接目标属性的焊接工艺；
步骤5：等待操作端确认后，开始执行半成品焊接目标焊接操作；
步骤6：将完成加工的焊接目标取出；
所述步骤1中包含有以下步骤：
步骤1-1：捕捉半成品焊接目标缺陷位置，模拟半成品焊接操作，判断半成品焊接目标可操作性；
步骤1-2：对半成品焊接目标判断为无操作性的目标进行重铸；
所述步骤1-1判断半成品焊接目标为可操作性的目标时，选择具有可操作性的含缺陷半成品焊接目标，以缺陷端进行焊接；
所述步骤3中将半成品焊接目标放入夹具中所用装置包括装置外壳(1)，所述装置外壳(1)的内部固定连接有底座(2)，所述底座(2)的顶面中心位置通过轴承连接有轴杆(3)，所述轴杆(3)的表面套接有被动齿轮(4)，所述底座(2)的顶面固定连接有固定件(5)，所述固定件(5)的表面安装有第一电机(6)，所述第一电机(6)的输出端与底座(2)的顶面通过轴承相连接，所述第一电机(6)的输出端套接有主动齿轮(7)，所述主动齿轮(7)与被动齿轮(4)相啮合，所述轴杆(3)的表面套接有运动盘(8)，所述运动盘(8)的底面固定连接有连接环(9)，所述连接环(9)套设在装置外壳(1)的表面，所述运动盘(8)的顶面呈环形等距安装有夹具主体(11)，所述底座(2)的顶面安装有顶升机构；运动盘(8)上方安装的各组夹具主体(11)由规格大小呈环形依次排列；夹具主体(11)的上半部分为自动收缩弹簧夹，下半部分为底座。
2.根据权利要求1所述的基于自动收缩一体式焊接夹具的焊接工艺，其特征在于，所述步骤4中包含有以下步骤：
步骤4-1：部署焊接工艺选项程序库默认程序，在无修改命令等待后执行默认程序选择焊接工艺选项程序库中默认焊接工艺执行。
3.根据权利要求1所述的基于自动收缩一体式焊接夹具的焊接工艺，其特征在于，所述步骤4中焊接工艺选项库包括：焊条电弧焊、埋弧焊、二氧化碳气体保护焊、MIG/MAG焊、TIG焊、等离子弧焊。
4.根据权利要求1所述的基于自动收缩一体式焊接夹具的焊接工艺，其特征在于，所述装置外壳(1)的顶面呈环形等距开设有球形凹槽，所述装置外壳(1)顶面开设的球形凹槽内均设置有滚珠(10)，所述滚珠(10)的表面与连接环(9)的内部顶面相抵。
5.根据权利要求1所述的基于自动收缩一体式焊接夹具的焊接工艺，其特征在于，所述运动盘(8)的顶面固定连接有防护环(12)。
6.根据权利要求1所述的基于自动收缩一体式焊接夹具的焊接工艺，其特征在于，所述顶升机构包括固定块(13)，所述底座(2)的顶面固定连接有固定块(13)，所述固定块(13)的表面安装有第二电机(14)，所述第二电机(14)的输出端套接有不完全齿轮(15)，所述底座(2)的顶面对称固定连接有定位块(16)，所述定位块(16)相互靠近的一侧均开设的有滑槽，所述定位块(16)通过相互靠近的一侧开设的滑槽滑动连接有运动件(17)，所述运动件(17)的内部等距对称开设有齿槽，所述运动件(17)通过内部开设的齿槽与不完全齿轮(15)相啮合，所述运动件(17)的顶端固定连接有联动板(18)，所述装置外壳(1)的内部呈环形等距固定连接有导向件(19)，所述导向件(19)靠近轴杆(3)的一侧均开设有滑槽，所述导向件(19)通过表面开设的滑槽滑动连接有顶升件(20)。
7.根据权利要求6所述的基于自动收缩一体式焊接夹具的焊接工艺，其特征在于，所述导向件(19)的内部通过转轴连接有滚轮(21)，所述滚轮(21)的表面与顶升件(20)的表面相抵，所述顶升件(20)的顶端呈斜坡状。
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- 2022-01-20 CN CN202210066949.6A patent/CN114310058B/zh active Active
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