CN118046161A - 一种全自动高精度的s线焊接系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动高精度的S线焊接系统，包括S线高精度自动焊接系统，在S线高精度自动焊接系统上下盖焊环专机、下盖环焊上下料机器人，下盖环焊上下料机器人，底脚焊工件矫正机构，上盖环焊上下料机器人、上盖焊接测高机构B的两侧配合设有焊机、配电柜、地脚料箱、下盖环焊专机，下盖环焊专机、底脚焊工件矫正机构、底脚焊接专机、上盖环焊专机A以及搬运机器控制柜，该S线高精度自动焊接系统的功能全面，可以实现S线自动化焊接，焊接的精度高，焊接效率高。

Description

一种全自动高精度的S线焊接系统

技术领域

本发明涉及全自动高精度的S线焊接技术领域，具体为一种全自动高精度的S线焊接系统。

背景技术

焊接技术是随着金属的应用而出现的，古代的焊接方法主要是中国商朝制造的铁刃铜钺，就是铁与铜的铸焊件，其表面铜与铁的熔合线蜿蜒曲折，接合良好，春秋战国时期曾侯乙墓中的建鼓铜座上有许多盘龙，是分段钎焊连接而成的，经分析，所用的与现代软钎料成分相近。

金属焊接方法有40种以上，按照焊接过程中金属所处的状态不同，可以把焊接方法分为熔焊、压焊和钎焊三大类。

熔焊

是在焊接过程中将工件接口加热至熔化状态，不加压力完成焊接的方法。熔焊时，热源将待焊两工件接口处迅速加热熔化，形成熔池，熔池随热源向前移动，冷却后形成连续焊缝而将两工件连接成为一体。

在熔焊过程中，如果大气与高温的熔池直接接触，大气中的氧就会氧化金属和各种合金元素，大气中的氮、水蒸汽等进入熔池，还会在随后冷却过程中在焊缝中形成气孔、夹渣、裂纹等缺陷，恶化焊缝的质量和性能。

为了提高焊接质量，人们研究出了各种保护方法，例如，气体保护电弧焊就是用氩、二氧化碳等气体隔绝大气，以保护焊接时的电弧和熔池率；又如钢材焊接时，在焊条药皮中加入对氧亲和力大的钛铁粉进行脱氧，就可以保护焊条中有益元素锰、硅等免于氧化而进入熔池，冷却后获得优质焊缝。

压焊

是在加压条件下，使两工件在固态下实现原子间结合，又称固态焊接。常用的压焊工艺是电阻对焊，当电流通过两工件的连接端时，该处因电阻很大而温度上升，当加热至塑性状态时，在轴向压力作用下连接成为一体。

各种压焊方法的共同特点是在焊接过程中施加压力而不加填充材料，多数压焊方法如扩散焊、高频焊、冷压焊等都没有熔化过程，因而没有象熔焊那样的有益合金元素烧损，和有害元素侵入焊缝的问题，从而简化了焊接过程，也改善了焊接安全卫生条件。同时由于加热温度比熔焊低、加热时间短，因而热影响区小。许多难以用熔化焊焊接的材料，往往可以用压焊焊成与母材同等强度的优质接头。

钎焊

是使用比工件熔点低的金属材料作钎料，将工件和钎料加热到高于钎料熔点、低于工件熔点的温度，利用液态钎料润湿工件，填充接口间隙并与工件实现原子间的相互扩散，从而实现焊接的方法。

焊接时形成的连接两个被连接体的接缝称为焊缝。焊缝的两侧在焊接时会受到焊接热作用，而发生组织和性能变化，这一区域被称为热影响区。焊接时因工件材料焊接材料、焊接电流等不同，焊后在焊缝和热影响区可能产生过热、脆化、淬硬或软化现象，也使焊件性能下降，恶化焊接性，这就需要调整焊接条件，焊前对焊件接口处预热、焊时保温和焊后热处理可以改善焊件的焊接质量。

另外，焊接是一个局部的迅速加热和冷却过程，焊接区由于受到四周工件本体的拘束而不能自由膨胀和收缩，冷却后在焊件中便产生焊接应力和变形。重要产品焊后都需要消除焊接应力，矫正焊接变形。

现代焊接技术已能焊出无内外缺陷的、机械性能等于甚至高于被连接体的焊缝。被焊接体在空间的相互位置称为焊接接头，接头处的强度除受焊缝质量影响外，还与其几何形状、尺寸、受力情况和工作条件等有关，接头的基本形式有对接、搭接、丁字接和角接等。

但是，目前很多能够实现自动化焊接的都是直线焊接，对于曲线焊接基本上还是需要人工进行焊接的，一些简单的曲线焊接尤其对于高难度的多弯折曲线焊接的精度不够高，因此，亟待一种改进的技术来解决现有技术中所存在的这一问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在S线高精度自动焊接系统上下盖焊环专机、下盖环焊上下料机器人，下盖环焊上下料机器人，底脚焊工件矫正机构，上盖环焊上下料机器人、上盖焊接测高机构B的两侧配合设有焊机、配电柜、地脚料箱、下盖环焊专机，下盖环焊专机、底脚焊工件矫正机构、底脚焊接专机、上盖环焊专机A以及搬运机器控制柜，S线高精度自动焊接系统的功能全面，可以实现S线自动化焊接，焊接的精度高，焊接效率高的全自动高精度的焊接S线自动化，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种全自动高精度的S线焊接系统，包括S线高精度自动焊接系统，所述S线高精度自动焊接系统的中间位置设有下盖焊接测高机构、下盖环焊上下料机器人、底脚焊工件矫正机构、上盖环焊上下料机器人、自动上下料机器人，所述下盖焊接测高机构、下盖环焊上下料机器人、底脚焊工件矫正机构、上盖环焊上下料机器人、自动上下料机器人的两侧分别设有下盖焊环专机、上盖环焊专机B、下盖环焊专机、底脚焊接专机以及上盖环焊专机A；

所述底脚焊工件矫正机构的机箱内部设有焊接夹具A、焊接夹具伺服变位机A、焊接夹具伺服变位机B、焊接夹具B、清渣剪丝机、顶盖防护罩、六轴焊接机器人，所述焊接夹具A配合设置在焊接夹具伺服变位机A的斜上方，所述焊接夹具伺服变位机B设置于焊接夹具B的正下方；

所述下盖环焊上下料机器人上设有机箱，机箱的内壁配合设有底脚架视觉定位镜头，底脚架视觉定位镜头的下方配合设有地脚架上料机器人，所述地脚架上料机器人的一侧配合设有底脚架分度盘储料机构，所述下盖环焊上下料机器人机箱内部的另一侧配合设有底脚焊接机构、焊接工位，所述焊接工位设置于底脚焊接机构的正下方，所述下盖环焊上下料机器人的外壁配合设有送丝机，送丝机与底脚焊接机构配合安装；

所述自动上下料机器人的底座上方设有多方向摆臂，多方向摆臂的的端头配合设有雄克气爪。

优选的，所述S线高精度自动焊接系统的外部两侧配合设有焊机、配电柜、地脚料箱，所述S线高精度自动焊接系统左侧端头中央配合设有进料托盘线，所述进料托盘线的一侧配合设有底盖焊接测高机构、下盖环焊上下料机器人，所述下盖环焊上下料机器人的一侧配合设有底脚焊工件矫正机构，所述底脚焊工件矫正机构与底脚焊接专机、自动上下料机器人配合安装；

所述进料托盘线的另一侧配合设有下盖焊接测高机构，下盖焊接测高机构与下盖环焊上下料机器人、下盖焊环专机配合安装；

所述S线高精度自动焊接系统的右侧中央配合设有出料过渡输送线，出料过渡输送线与盖环焊专机B配合安装；

优选的，所述上盖环焊专机B的一侧配合设有上盖焊接测高机构B。

优选的，所述底脚焊接专机、上盖环焊专机A之间配合设有之间配合设有底脚焊抽检工位、上盖焊接测高机构A，所述上盖焊接测高机构A上设有测高杆升降伺服模组，测高杆升降伺服模组与竖直方向成15°倾角设置，所述测高杆升降伺服模组的外表面配合设有基恩士位移传感器、测高杆，所述测高杆的斜下方配合设有定位工件，所述测高杆升降伺服模组、传感器、测高杆、定位工件均设置相同的倾角。

优选的，所述底脚焊工件矫正机构上配套设有两套焊枪，所述底脚焊工件矫正机构上设置有两套独立焊接旋转夹持机构，焊接旋转夹持机构安装于180°分度转盘上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)底脚焊接机构30配置两套独立焊接旋转夹持机构，夹具夹持壳体外圆，可以满足焊接和上下同时进行，夹具安装于180度分度转盘上，往复分度交换工件，配合外围上下料机器人使实现自动上下料，底脚架采用6分度转盘储料机配和六轴机器人上料，底脚架通过视觉镜头识别上料角向；

(2)上盖焊接测高机构A上下盖环焊工序上料前需要检测壳体高度，反馈到焊接专机调整焊枪焊接位置，提高焊接精度，上盖焊接测高机构A工件通过机器人放置到检测定位工装处，通过伺服模组带动3套基恩士机械式位移检测传感器，检测壳体上端面，换算出壳体实际高度，反馈到对应焊接专机内，焊接专机机器人调整焊枪高度，提高焊接位置精度；

(3)该S线高精度自动焊接系统的功能全面，可以实现S线自动化焊接，焊接的精度高，焊接效率高。

附图说明

图1为本发明S线高精度自动焊接系统结构图；

图2为本发明S线高精度自动焊接系统布局俯视图；

图3为本发明底脚焊工件矫正机构结构示意图；

图4为本发明下盖环焊上下料机器人结构示意图；

图5为本发明自动上下料机器人结构示意图；

图6为本发明上盖焊接测高机构A结构示意图。

图中：1、S线高精度自动焊接系统；2、底盖焊接测高机构；3、进料托盘线；4、下盖焊接测高机构；5、下盖环焊上下料机器人；6、下盖焊环专机；7、底脚焊工件矫正机构；8、焊机；9、配电柜；10、地脚料箱；11、下盖环焊上下料机器人；12、下盖环焊专机；13、底脚焊工件矫正机构；14、底脚焊接专机；15、底脚焊抽检工位；16、上盖焊接测高机构A；17、上盖环焊专机A；18、上盖环焊上下料机器人；19、搬运机器控制柜；20、上盖焊接测高机构B；21、上盖环焊专机B；22、出料过渡输送线；23、焊接夹具A；24、焊接夹具伺服变位机A；25、焊接夹具伺服变位机B；26、焊接夹具B；27、清渣剪丝机；28、顶盖防护罩；29、六轴焊接机器人；30、底脚焊接机构；31、焊接工位；32、送丝机；33、二分度分割器转台；34、底脚架视觉定位镜头；35、底脚架上料机器人；36、底脚架分度盘储料机构；37、自动上下料机器人；38、机器人底座；39、雄克气爪；40、测高杆升降伺服模组；41、基恩士位移传感器；42、测高杆；43、定位工件。

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。

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种全自动高精度的S线焊接系统，包括S线高精度自动焊接系统1，所述S线高精度自动焊接系统1的中间位置设有下盖焊接测高机构4、下盖环焊上下料机器人5、底脚焊工件矫正机构7、上盖环焊上下料机器人18、自动上下料机器人37，所述下盖焊接测高机构4、下盖环焊上下料机器人5、底脚焊工件矫正机构7、上盖环焊上下料机器人18、自动上下料机器人37的两侧分别设有下盖焊环专机6、上盖环焊专机B21、下盖环焊专机12、底脚焊接专机14以及上盖环焊专机A17。

底脚焊工件矫正机构7的机箱内部设有焊接夹具A23、焊接夹具伺服变位机A24、焊接夹具伺服变位机B25、焊接夹具B26、清渣剪丝机27、顶盖防护罩28、六轴焊接机器人29，所述焊接夹具A23配合设置在焊接夹具伺服变位机A24的斜上方，所述焊接夹具伺服变位机B25设置于焊接夹具B26的正下方。

下盖环焊上下料机器人5上设有机箱，机箱的内壁配合设有底脚架视觉定位镜头34，底脚架视觉定位镜头34的下方配合设有地脚架上料机器人35，所述地脚架上料机器人35的一侧配合设有底脚架分度盘储料机构36，所述下盖环焊上下料机器人5机箱内部的另一侧配合设有底脚焊接机构30、焊接工位31，焊接工位31设置于底脚焊接机构30的正下方，所述下盖环焊上下料机器人5的外壁配合设有送丝机32，送丝机32与底脚焊接机构30配合安装，自动上下料机器人37的底座上方设有多方向摆臂，多方向摆臂的的端头配合设有雄克气爪39。

S线高精度自动焊接系统1的外部两侧配合设有焊机8、配电柜9、地脚料箱10，所述S线高精度自动焊接系统1左侧端头中央配合设有进料托盘线3，所述进料托盘线3的一侧配合设有底盖焊接测高机构2、下盖环焊上下料机器人11，所述下盖环焊上下料机器人11的一侧配合设有底脚焊工件矫正机构13，所述底脚焊工件矫正机构13与底脚焊接专机14、自动上下料机器人37配合安装，进料托盘线3的另一侧配合设有下盖焊接测高机构4，下盖焊接测高机构4与下盖环焊上下料机器人5、下盖焊环专机6配合安装，S线高精度自动焊接系统1的右侧中央配合设有出料过渡输送线22，出料过渡输送线22与盖环焊专机B21配合安装，上盖环焊专机B21的一侧配合设有上盖焊接测高机构B20。

底脚焊接专机14、上盖环焊专机A17之间配合设有之间配合设有底脚焊抽检工位15、上盖焊接测高机构A16，上盖焊接测高机构A16上设有测高杆升降伺服模组40，测高杆升降伺服模组40与竖直方向成15°倾角设置，所述测高杆升降伺服模组40的外表面配合设有基恩士位移传感器41、测高杆42，所述测高杆42的斜下方配合设有定位工件43，所述测高杆升降伺服模组40、传感器41、测高杆42、定位工件43均设置相同的倾角。

底脚焊工件矫正机构7上配套设有两套焊枪，所述底脚焊工件矫正机构7上设置有两套独立焊接旋转夹持机构，焊接旋转夹持机构安装于180°分度转盘上。

该S线高精度自动焊接系统1上焊接专机采用机器人带焊枪对壳体和下盖进行环焊，通过专用焊接变位机对工件进行倾斜45度均速旋转，设备配置两套独立焊接旋转夹持机构，夹具夹持壳体外圆，可以满足焊接和上下同时进行。

下盖环焊上下料机器人5的前防护罩下移套入工件下盖上，外部护罩抱住壳体本体，防止焊渣粘附工件表面，设备上下料两个工位采用伺服卷帘门防护。

底脚焊接机构30设备配套两套焊枪，用于焊接压缩机底盖与底脚架的4个焊接点位，两侧焊枪用于焊接底脚架于底盖接触圆上四个焊点，焊枪先焊接两个侧焊点，侧边焊枪通过伺服电机带动齿轮盘旋转90度，再焊接另外2个焊点，焊枪整个滑台采用伺服升降，通过丝杆和伺服电机驱动，导轨和丝杆配置钢制风琴罩防护，底脚焊接机构30配置两套独立焊接旋转夹持机构，夹具夹持壳体外圆，可以满足焊接和上下同时进行，夹具安装于180度分度转盘上，往复分度交换工件，配合外围上下料机器人使实现自动上下料，底脚架采用6分度转盘储料机配和六轴机器人上料，底脚架通过视觉镜头识别上料角向。

上盖焊接测高机构A16上下盖环焊工序上料前需要检测壳体高度，反馈到焊接专机调整焊枪焊接位置，提高焊接精度，上盖焊接测高机构A16工件通过机器人放置到检测定位工装处，通过伺服模组带动3套基恩士机械式位移检测传感器，检测壳体上端面，换算出壳体实际高度，反馈到对应焊接专机内，焊接专机机器人调整焊枪高度，提高焊接位置精度。

焊接过程：下盖环焊上下料机器人6从进料托盘线3上夹取预装完成压缩机—放置于下盖焊接测高机构4内，夹取检测完成工件放入底盖焊接测高机构2内，交换出焊接完成工件—放置到底脚焊上料校正机构工装上，两侧自动线上下料机器人同在上料托盘线取料。

底脚焊上下料机器人从底脚焊上料校正机构工装取工件放入底盖环焊专机内，交换出焊接完成工件—焊接完成工件通过机器人放置到上盖焊接测高机构工装上。

上盖环焊上下料机器人18从上盖焊机测高机构，夹取检测完成工件放入上盖环焊专机A17内，交换出焊接完成工件—放置到出料过渡输送线22上，两侧下盖焊环专机6、下盖环焊专机12放料到同一条出料过渡输送线上，原有钎焊线上料机械手从过渡输送线夹取工件—移载放置钎焊链板输送线工装上。

该S线高精度自动焊接系统的功能全面，可以实现S线自动化焊接，焊接的精度高，焊接效率高。

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 (5)

1.一种全自动高精度的S线焊接系统，包括S线高精度自动焊接系统(1)，其特征在于：所述S线高精度自动焊接系统(1)的中间位置设有下盖焊接测高机构(4)、下盖环焊上下料机器人(5)、底脚焊工件矫正机构(7)、上盖环焊上下料机器人(18)、自动上下料机器人(37)，所述下盖焊接测高机构(4)、下盖环焊上下料机器人(5)、底脚焊工件矫正机构(7)、上盖环焊上下料机器人(18)、自动上下料机器人(37)的两侧分别设有下盖焊环专机(6)、上盖环焊专机B(21)、下盖环焊专机(12)、底脚焊接专机(14)以及上盖环焊专机A(17)；

所述底脚焊工件矫正机构(7)的机箱内部设有焊接夹具A(23)、焊接夹具伺服变位机A(24)、焊接夹具伺服变位机B(25)、焊接夹具B(26)、清渣剪丝机(27)、顶盖防护罩(28)、六轴焊接机器人(29)，所述焊接夹具A(23)配合设置在焊接夹具伺服变位机A(24)的斜上方，所述焊接夹具伺服变位机B(25)设置于焊接夹具B(26)的正下方；

所述下盖环焊上下料机器人(5)上设有机箱，机箱的内壁配合设有底脚架视觉定位镜头(34)，底脚架视觉定位镜头(34)的下方配合设有地脚架上料机器人(35)，所述地脚架上料机器人(35)的一侧配合设有底脚架分度盘储料机构(36)，所述下盖环焊上下料机器人(5)机箱内部的另一侧配合设有底脚焊接机构(30)、焊接工位(31)，所述焊接工位(31)设置于底脚焊接机构(30)的正下方，所述下盖环焊上下料机器人(5)的外壁配合设有送丝机(32)，送丝机(32)与底脚焊接机构(30)配合安装；

所述自动上下料机器人(37)的底座上方设有多方向摆臂，多方向摆臂的的端头配合设有雄克气爪(39)。

2.根据权利要求1所述的一种全自动高精度的S线焊接系统，其特征在于：所述S线高精度自动焊接系统(1)的外部两侧配合设有焊机(8)、配电柜(9)、地脚料箱(10)，所述S线高精度自动焊接系统(1)左侧端头中央配合设有进料托盘线(3)，所述进料托盘线(3)的一侧配合设有底盖焊接测高机构(2)、下盖环焊上下料机器人(11)，所述下盖环焊上下料机器人(11)的一侧配合设有底脚焊工件矫正机构(13)，所述底脚焊工件矫正机构(13)与底脚焊接专机(14)、自动上下料机器人(37)配合安装；

所述进料托盘线(3)的另一侧配合设有下盖焊接测高机构(4)，下盖焊接测高机构(4)与下盖环焊上下料机器人(5)、下盖焊环专机(6)配合安装；

所述S线高精度自动焊接系统(1)的右侧中央配合设有出料过渡输送线(22)，出料过渡输送线(22)与盖环焊专机B(21)配合安装。

3.根据权利要求1所述的一种全自动高精度的S线焊接系统，其特征在于：所述上盖环焊专机B(21)的一侧配合设有上盖焊接测高机构B(20)。

4.根据权利要求1所述的一种全自动高精度的S线焊接系统，其特征在于：所述底脚焊接专机(14)、上盖环焊专机A(17)之间配合设有之间配合设有底脚焊抽检工位(15)、上盖焊接测高机构A(16)，所述上盖焊接测高机构A(16)上设有测高杆升降伺服模组(40)，测高杆升降伺服模组(40)与竖直方向成15°倾角设置，所述测高杆升降伺服模组(40)的外表面配合设有基恩士位移传感器(41)、测高杆(42)，所述测高杆(42)的斜下方配合设有定位工件(43)，所述测高杆升降伺服模组(40)、传感器(41)、测高杆(42)、定位工件(43)均设置相同的倾角。

5.根据权利要求1所述的一种全自动高精度的S线焊接系统，其特征在于：

所述底脚焊工件矫正机构(7)上配套设有两套焊枪，所述底脚焊工件矫正机构(7)上设置有两套独立焊接旋转夹持机构，焊接旋转夹持机构安装于180°分度转盘上。