CN1883871A - 柔性自动焊接方法及其设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种柔性自动焊接方法及设备，它可以自动焊接包括塑料零部件在内的各种零部件，设备的机架中设有X、Y、Z三坐标自动进给装置，安放于机架的上部；控制装置包括微电脑及附属设备；焊机的焊头安装于自动进给装置Z轴的工作臂上；夹持零部件的零部件装夹装置，安放于机架的中下部；拖动零部件装夹装置的零部件进给装置，设置于零部件装夹装置的旁边；本发明提供了一套可以在同一台设备上适应不同产品的、柔性的、整个焊接过程自动进行的焊接设备。
Description
技术领域
本发明涉及一种柔性自动焊接的方法和设备，该发明主要用于自动焊接各种零部件。
背景技术
目前，公知的自动焊接设备都是采用只有固定的运动方向、多个焊头之间相对位置固定的焊接设备，设备是为产品量身定做的焊接方式，仅能对单一的零部件进行焊接，一旦零部件的结构尺寸有些变化或焊接不同的零部件就完全无能为力。
发明内容
本发明的首要目的是提供一种柔性自动焊接的方法，采用该方法可以实现针对任意对象在若干工位连续进行的自动焊接，从而构成了一套可以在同一台设备上适应不同产品的、柔性的、整个焊接过程自动进行的焊接方法。
为实现上述目的，本发明提供的柔性自动焊接的方法包括下列步骤：
a、焊接前操作者将需要焊接的零部件放入退出焊接区域的相应底模中，底模上的自动夹紧装置自动对其进行夹紧，等候进入焊接区域焊接；
b、控制装置的微电脑将首先自动检查需要焊接的零部件是否夹紧、操作者安全保护状态等是否到位，如不到位，将停机并提示；如到位合格，进入下一步骤；
c、如全部正常，由控制装置的微电脑控制零部件进给装置将装有待焊接零部件的零部件装夹装置送入焊接区域，同时将原焊接区域内的装有焊接好的零部件的零部件装夹装置送出焊接区域，以便操作者换上另一个待焊接零部件，到位后发信号给控制装置，控制装置控制安装有焊头的X、Y、Z三坐标自动进给装置按照事先编好的指令对焊接区内的零部件的焊点逐步进行自动焊接；
d、该工位上的零部件被焊接完毕后，在控制装置的控制下，零部件进给装置将装有焊接好的零部件的零部件装夹装置送出焊接区域，同时将另一个待焊接的零部件送入焊接区域进行下一步焊接；
e、重复以上步骤，以实现连续加工。
本发明的再一个目的就是提供一种实施上述方法的柔性自动焊接设备，它可以自动焊接包括塑料零部件在内的各种零部件。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：柔性自动焊接方法的专用设备，其特征在于：设备的机架中设有X、Y、Z三坐标自动进给装置，包括X、Y、Z三个方向的高精度进给机构和驱动机构，安放于机架的上部；控制各机构工作的控制装置，包括微电脑及附属设备；执行焊接任务的焊机，包括机体和焊头，焊头安装于自动进给装置Z轴的工作臂上；夹持零部件的零部件装夹装置，安放于机架的中下部；拖动零部件装夹装置的零部件进给装置，设置于零部件装夹装置的旁边；所有装置与控制装置电连接。
由本发明提供的方法和设备给出的技术方案可知，操作者只需进行上下料工作，该自动焊接设备就能够根据事先编好的指令对在若干工位上的不同零部件的若干焊点逐步进行自动焊接。当需要批量焊接其它零部件时，只要更换相应的底模夹具并编好新的的指令即可，无须购买新的设备。这样就构成了一套可以在同一台设备上适应不同产品的、柔性的、整个焊接过程自动进行的焊接设备。
安装在机架上部的X、Y、Z三坐标自动进给装置可以主要由一个彼此互联的X、Y、Z三个方向的高精度进给机构和驱动机构组成，在进给装置的Z轴工作臂上装有焊头，在控制装置的控制下，焊头通过机器人带动，可以按事先设定好的指令在X、Y、Z三个方向上精确运动，以实现自动柔性焊接。
附图概述
图1是本发明中的方法原理框图；
图2是本发明中设备的结构示意图；
图3是图2的左视图。
具体实施方式
该柔性自动焊接设备的控制装置设有微电脑，各工位每个焊接点的坐标位置都被记录在内，这样微电脑就可以控制各机构周而复始地按工位顺序、按每个焊接点的坐标位置顺序运动，以实现连续工作；当需要焊接新的零部件时，可以通过控制装置的输入机构在某个工位输入新的坐标位置群，该控制装置就可以控制各机构焊接新的零部件；控制装置位于机架面板上。
该柔性自动焊接设备的焊机可以是任意形式的焊机，负责焊接任务的焊头安装于进给装置Z轴的工作臂上，随工作臂在X、Y、Z三个方向上精确运动，以实现自动焊接。
该柔性自动焊接设备设有若干个零部件装夹装置，它们的作用是将待焊接的零部件之间相对位置定位并装夹住，该装置安放于机架的中下部，主要分为底模和夹持机构两部分。
该柔性自动焊接设备设有零部件进给装置，它的作用是拖动各零部件装夹装置顺次进入焊接区域，以实现连续工作。
本发明所述的柔性自动焊接的方法可以实现针对任意对象在若干工位连续进行的自动焊接，从而构成了一套可以在同一台设备上适应不同产品的、柔性的、整个焊接过程自动进行的焊接方法。
由于采用上述方案，该柔性自动焊接设备的机架、X、Y、Z三坐标自动进给装置、控制装置、焊机、零部件装夹装置、零部件进给装置构成了一套完整的柔性自动焊接系统，该系统能够根据事先编好的指令对在若干工位上的不同零部件的焊点逐步进行自动焊接。当需要批量焊接其它零部件时，只要更换相应的底模夹具并编好新的的指令即可，无须购买新的设备。这样就构成了一套可以在同一台设备上适应不同产品的、柔性的、整个焊接过程自动进行的柔性自动焊接设备。
下面结合附图对本发明作进一步详细的描述。
图1为该本发明所述柔性自动焊接方法的原理方框图。在机架中，三坐标自动进给装置，控制装置，焊机，零部件装夹装置，零部件进给装置，焊接前操作者将需要焊接的零部件放入退出焊接区域的部分零部件装夹装置，夹紧装置自动对其进行夹紧，等候进入焊接区域焊接。控制装置的微电脑将首先自动检查需待焊接的零部件是否夹紧、操作者安全保护状态等是否到位，如不到位，将停机并提示，如到位合格，等待焊接区域的零部件焊接完毕后，由控制装置的微电脑控制零部件进给装置将焊接完毕的零部件送出焊接区域，同时将装有待焊接零部件的零部件装夹装置送入焊接区域，到位后发信号给控制装置，控制装置控制安装有焊头的进给装置按照事先编好的指令对焊接区内的零部件的焊点逐步进行自动焊接。该工位上的零部件被焊接完毕后，在控制装置的控制下，零部件进给装置将装有焊接好的零部件的零部件装夹装置送出焊接区域，同时将另一个待焊接的零部件送入焊接区域进行下一步焊接。以上步骤周而复始不断运行，以实现连续加工。当所要焊接的零部件对象改变时，只要更换相应的底模并修改部分指令，即可实现对新的零部件的自动焊接。
下面以同时焊接四个不同的汽车门内板为例进一步说明其柔性自动焊接的方法：首先操作者将两块待焊接的门内板分别放入待焊接区域相应的零部件装夹装置上，并夹紧门内板，按下启动键。控制装置的微电脑将首先自动检查零部件装夹装置上有无待焊接的零部件、需要焊接的零部件是否夹紧、操作者安全保护状态等是否到位，焊头是否停留在机械原点等等，如不到位，将停机并提示；如全部合格，由控制装置的微电脑控制零部件进给装置将装有待焊接零部件的零部件装夹装置送入焊接区域，到位后发信号给控制装置，控制装置控制安装有焊头的机器人按照事先编好的指令对焊接区域内的零部件的焊点逐步进行自动焊接。此时操作者将另外两块待焊接的门内板分别放入待焊接区域相应的零部件装夹装置上，并夹紧门内板，然后按下待焊键，控制装置的微电脑会自动检查刚才装夹的待焊接门内板是否夹紧、操作者安全保护状态等是否到位等等，如不到位，将提示；如全部合格，等候前面的门内板焊接完毕。焊接区内域的零部件被焊接完毕后，在控制装置的控制下，零部件进给装置将装有焊接好的零部件的零部件装夹装置送出焊接区域，同时将刚才装夹的待焊接门内板送入焊接区域进行下一步焊接。
以上步骤周而复始不断运行，以实现连续加工。
图2、3分别为该发明所述设备实施例1的主视图、左视图。
在附图2、3所示实施例1中，该设备是由机架1、三坐标自动进给装置2、控制装置3、焊机4、零部件装夹装置5、零部件进给装置6六大部分组成。所有其他部分都安装与机架1上。
安装在机架上部的三坐标自动进给装置2可以主要由一组彼此互联的X、Y、Z三个方向的高精度进给机构和伺服机构组成，X方向为机架长度方向，Y方向为机架宽度方向，Z方向为机架高度方向，通过分别控制各方向的滚珠丝杠7的旋转方向和旋转圈数，可以将安装于三坐标自动进给装置2的Z轴的工作臂8上的焊头9精确带到焊接区域的任意坐标点上实现自动焊接。
安装在机架1前部的控制装置3设有微电脑10和触摸控制屏11，各工位每个焊接点的坐标位置都被记录在内，这样微电脑10就可以控制各机构周而复始地按工位顺序、按每个焊接点的坐标位置顺序运动，以实现连续工作；当需要焊接不同种类的零部件时，可以通过控制装置3输入新的坐标位置群，该控制装置3就可以控制各机构焊接新的零部件。
安装在机架1中部的焊机4可以是是超声波焊机，负责焊接任务的焊头9安装于三坐标自动进给装置2的Z轴的工作臂8上，随工作臂在X、Y、Z三个方向上精确运动，以实现自动焊接。
机架1的工作平台12上设有若干个零部件装夹装置5，它们的作用是将待焊接的部件13的各零件之间相对位置定位并装夹住，该装置安放于机架1的中下部，主要分为底模14和夹持机构15两部分。
安装在机架1底部的零部件进给装置6，它的作用是拖动各零部件装夹装置5顺次进入焊接区域，以实现连续工作。零部件进给装置6主要由滚珠丝杠16和导轨17以及伺服机构18构成。
Claims (4)
1、一种柔性自动焊接方法，本发明包括以下步骤：
a、焊接前操作者将需要焊接的零部件放入退出焊接区域的相应底模中，底模上的自动夹紧装置自动对其进行夹紧，等候进入焊接区域焊接；
b、控制装置的微电脑将首先自动检查需要焊接的零部件是否夹紧、操作者安全保护状态等是否到位，如不到位，将停机并提示；如到位合格，进入下一步骤；
c、如全部正常，由控制装置的微电脑控制零部件进给装置将装有待焊接零部件的零部件装夹装置送入焊接区域，同时将原焊接区域内的装有焊接好的零部件的零部件装夹装置送出焊接区域，以便操作者换上另一个待焊接零部件，到位后发信号给控制装置，控制装置控制安装有焊头的X、Y、Z三坐标自动进给装置按照事先编好的指令对焊接区内的零部件的焊点逐步进行自动焊接；
d、该工位上的零部件被焊接完毕后，在控制装置的控制下，零部件进给装置将装有焊接好的零部件的零部件装夹装置送出焊接区域，同时将另一个待焊接的零部件送入焊接区域进行下一步焊接；
e、以上步骤周而复始不断运行，以实现连续加工。
2、根据权利要求1所述的柔性自动焊接方法，其特征在于：当需要批量焊接其它种类的零部件时，只要更换夹持零部件的底模并修改部分指令，即可实现对新的零部件的自动焊接。
3、一种根据权利要求1所述的柔性自动焊接方法的专用设备，其特征在于：设备的机架中设有X、Y、Z三坐标自动进给装置，包括X、Y、Z三个方向的高精度进给机构和驱动机构，安放于机架的上部；控制各机构工作的控制装置，包括微电脑及附属设备；执行焊接任务的焊机，包括机体和焊头，焊头安装于自动进给装置Z轴的工作臂上；夹持零部件的零部件装夹装置，安放于机架的中下部；拖动零部件装夹装置的零部件进给装置，设置于零部件装夹装置的旁边；所有装置与控制装置电连接。
4、根据权利要求3所述的专用设备，其特征在于：所述的的零部件装夹装置包括底模和夹持机构两部分。
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