CN210731444U - 单工位五轴自动焊接机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种单工位五轴自动焊接机，包括机箱、变位机构总成以及焊机；其特征在于，所述机箱包括框式底架，所述底架的下表面安装有底板，所述底架的四个角上固定安装四根立柱，在四根立柱的外侧形成的四个侧面上分别固定安装有前侧板、后侧板、左侧板以及右侧板，在四根立柱的上表面固定安装支撑平台；所述的变位机构总成安装在上述的支撑平台上，所述变位机构总成包括X轴变位机构、Y轴变位机构、Z轴变位机构；B轴变位机构以及W轴变位机构；本实用新型能够实现五轴联动加工，提高焊接效率和焊接质量的特点，在实际焊接时工件一次装夹就可完成多个焊道的异形环缝焊接。

Description

单工位五轴自动焊接机

技术领域

本实用新型属于自动焊接设备技术领域，尤其涉及一种单工位五轴自动焊接机。

背景技术

随着电子技术、自动化技术的发展，推动焊接自动化的发展，数字焊接、数字化的控制技术逐渐在市场上得到广泛应用，自动焊接技术在工业及制造领域得到广泛应用和提高，自动焊接技术是集电、焊、机等技术共同的集合而成，随着产品的多样化，要求的自动焊接设备也越来越高，为了更好的满足社会和行业的不同需求，更好的提高焊接技术，提高生产企业的生产效率和产品质量，对自动焊接技术的发展进行研究具有十分重要的意义；

目前对异形工件、管类工件多个焊道的异形环缝焊接时出现的问题是：1、多次定位，定位不准，焊接时工件容易移位，质量不高。2、一次仅能完成一个焊接位置的焊接，不能进行环形同步焊接、多个不同焊接位置的变换，从而影响焊接的效率与品质，同时现有的焊接装置大都为人工手动焊接，不能实现自动化控制。目前市场上，能够实现多维度的自动焊接设备也是种类繁多，但是应用在异形工件、管类工件的自动焊接设备较少，因此有必要设计一种能够提高焊接质量和生产效率的单工位五轴自动焊接机。

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种结构紧凑、自动化程度高、焊接产品质量高、加工效率高、降低劳动强度的单工位五轴自动焊接机。

本实用新型是这样实现的，一种单工位五轴自动焊接机，包括机箱、变位机构总成以及焊机；其特征在于，所述机箱包括框式底架，所述底架的下表面安装有底板，所述底架的四个角上固定安装四根立柱，在四根立柱的外侧形成的四个侧面上分别固定安装有前侧板、后侧板、左侧板以及右侧板，在四根立柱的上表面固定安装支撑平台；在左侧板或右侧板上安装有操作面板和/或检修门；

所述的变位机构总成安装在上述的支撑平台上，所述变位机构总成包括X 轴变位机构、Y轴变位机构、Z轴变位机构；B轴变位机构以及W轴变位机构；

其中所述X轴变位机构包括固定安装在支撑平台上的两根平行于支撑平台的X轴直线滑轨，安装在两根X轴直线滑轨上的X轴移动滑块；所述X轴移动滑块的下表面安装X轴丝杠螺母；所述X轴丝杠螺母内螺装有X轴滚珠丝杠；所述X轴滚珠丝杠通过第一支撑座固定安装在支撑平台上，所述X轴滚珠丝杠的一端连接驱动X轴移动滑块沿X轴方向水平移动的X轴伺服电机；

所述Y轴变位机构垂直安装在所述X轴移动滑块上；所述Y轴变位机构包括竖直安装在X轴移动滑块上的Y轴立柱；固定安装在Y轴立柱上的两根垂直于支撑平台的Y轴直线滑轨，安装在两根Y轴直线滑轨上的Y轴移动滑块；安装在Y轴移动滑块上的Y轴丝杠螺母；所述Y轴丝杠螺母内螺装有Y轴滚珠丝杠；所述Y轴滚珠丝杠通过第二支撑座固定安装在Y轴立柱上，所述Y轴滚珠丝杠的一端连接驱动Y轴移动滑块沿Y轴方向水平移动的Y轴伺服电机；

所述Z轴变位机构垂直安装在所述Y轴移动滑块上；所述Z轴变位机构包括竖直安装在Y轴移动滑块上的Z轴支撑板；固定安装在Z轴支撑板上的两根垂直于Y轴立柱的Z轴直线滑轨，安装在两根Z轴直线滑轨上的Z轴移动滑块；安装在Z轴移动滑块上的Z轴丝杠螺母；所述Z轴丝杠螺母内螺装有Z轴滚珠丝杠；所述Z轴滚珠丝杠通过第三支撑座固定安装在Z轴支撑板上，所述Z轴滚珠丝杠的一端连接驱动Z轴移动滑块沿Z轴方向水平移动的Z轴伺服电机；

所述B轴变位机构安装在Z轴支撑板的前端面上；B轴变位机构包括L型连接板，所述L型连接板的竖直立板固定安装在Z轴支撑板的前端面上，所述 L型连接板的水平支撑板上安装有B轴伺服电机，在L型连接板的水平支撑板的下方所述B轴伺服电机连接焊枪固定架，所述焊枪固定架的前端部安装有焊枪固定座；所述焊枪固定座上通过紧固件安装焊枪，所述焊枪连接位于机箱内的焊机，在焊枪所述Z轴支撑板端部外侧固定安装有送丝机；

所述W轴变位机构包括设置在机箱内的电机支架，所述电机支架上安装有 W轴伺服电机，所述W轴伺服电机连接动力输出轴，所述动力输出轴垂直前侧板设置，并且伸出前侧板，在前侧板的外侧所述动力输出轴上可拆卸式安装有装卡工件的胎具。

本实用新型还可以采用如下技术方案：优选的所述机箱的底部四角设有行走轮。

所述X轴变位机构和/或Y轴变位机构和/或Z轴变位机构上还均设有动滑块柔性保护罩。

所述前侧板、后侧板、左侧板以及右侧板的内侧面设有支撑筋，所述支撑筋呈交叉布置。

本实用新型具有的优点和积极效果是：本实用新型能够实现五轴联动加工，提高焊接效率和焊接质量的特点，在实际焊接时工件一次装夹就可完成多个焊接点的焊接。同时配置上五轴联动的高档数控伺服系统，还可以对复杂的空间曲面进行高精度焊接。另外，本实用新型还具有结构紧凑、自动化程度高、降低劳动强度等优点，此外，本实用新型采用更换不同的胎具还可以实现多台设备进行组线形成一个自动化焊接生产线。

附图说明

图1是本实用新型主视图；

图2是本实用新型后视图；

图3是本实用新型左视图；

图4是本实用新型右视图；

图5是去掉焊机主机后立体结构示意图；

图6是侧板内部加强筋布置结构示意图；

图7本实用新型多工位连线结构示意图。

图中、10、机箱；11、框式底架；12、底板；13、立柱；14、前侧板；15、后侧板；16、左侧板；17、右侧板；18、支撑平台；191、操作面板；192、检修门；193、散热窗；20、变位机构总成；210、X轴变位机构；211、X轴直线滑轨；212、X轴移动滑块；213、X轴丝杠螺母；214、X轴滚珠丝杠；215、第一支撑座；216、X轴伺服电机；220、Y轴变位机构；220、Y轴变位机构；221、 Y轴立柱；222、Y轴直线滑轨；223、Y轴移动滑块；224、Y轴丝杠螺母；225、 Y轴滚珠丝杠；226、第二支撑座；227、Y轴伺服电机；230、Z轴变位机构； 231、Z轴支撑板；232、Z轴直线滑轨；233、Z轴移动滑块；234、Z轴丝杠螺母；235、Z轴滚珠丝杠；236、第三支撑座；237、Z轴伺服电机；240、B轴变位机构；241、L型连接板；242、B轴伺服电机；243、焊枪固定架；244、焊枪固定座；250、W轴变位机构；251、电机支架；252、W轴伺服电机；253、动力输出轴；254、胎具；301、焊枪；302、焊机主机；303、送丝机；40、行走轮；50、工件；60、柔性保护罩；70、支撑筋。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，下面结合附图进行详细说明。

请参阅图1至图5，一种单工位五轴自动焊接机，包括机箱10、变位机构总成20以及焊机，此外还包括有本领域常规设计中跟随变位机构实现变位移动的柔性线排，柔性线排属于现有技术在图中未显示；上述的焊机采用市场上自动化程度较高能与数控伺服系统实现通讯的焊机，该类焊机在焊接过程中可随意精准切换电流、使焊接成品率更高，焊缝形成美观，可实现在一条焊道上直流与脉冲焊接随意切换；上述机箱10包括框式底架11，所述底架的下表面安装有底板12，所述底架的四个角上固定安装四根立柱13，在四根立柱的外侧形成的四个侧面上分别固定安装有前侧板14、后侧板15、左侧板16以及右侧板17，在四根立柱的上表面固定安装支撑平台18；在左侧板上安装有操作面板191和/ 检修门192；在后侧板还设有与焊机主机对应的散热窗193，在操作面板上可以编辑加工参数、工艺路线等，此操作面板通过模拟接口、串口、差分输出口分别与焊机、变位机构实现通讯属于数控伺服控制领域的现有技术；检修门用于检修机箱内部结构及电器控制维护，方便快捷。

所述的变位机构总成20安装在上述的支撑平台18上，所述变位机构总成包括X轴变位机构210、Y轴变位机构220、Z轴变位机构230；B轴变位机构 240以及W轴变位机构250；

其中所述X轴变位机构210实现焊机的焊枪在沿X轴方向水平移动，包括固定安装在支撑平台上的两根平行于支撑平台的X轴直线滑轨211，安装在两根X轴直线滑轨上的X轴移动滑块212；所述X轴移动滑块的下表面安装X轴丝杠螺母213；所述X轴丝杠螺母内螺装有X轴滚珠丝杠214；所述X轴滚珠丝杠通过第一支撑座215固定安装在支撑平台18上，所述X轴滚珠丝杠的一端连接驱动X轴移动滑块沿X轴方向水平移动的X轴伺服电机216；

所述Y轴变位机构220垂直安装在所述X轴移动滑块上，实现焊机的焊枪在Y轴方向水平移动；所述Y轴变位机构220包括竖直安装在X轴移动滑块上的Y轴立柱221；固定安装在Y轴立柱上的两根垂直于支撑平台的Y轴直线滑轨222，安装在两根Y轴直线滑轨上的Y轴移动滑块223；安装在Y轴移动滑块上的Y轴丝杠螺母224；所述Y轴丝杠螺母内螺装有Y轴滚珠丝杠225；所述Y轴滚珠丝杠通过第二支撑座226固定安装在Y轴立柱上，所述Y轴滚珠丝杠的一端连接驱动Y轴移动滑块沿Y轴方向水平移动的Y轴伺服电机227；

所述Z轴变位机构230垂直安装在所述Y轴移动滑块223上，实现焊机的焊枪在Z轴方向水平移动；所述Z轴变位机构包括竖直安装在Y轴移动滑块上的Z轴支撑板231；固定安装在Z轴支撑板上的两根垂直于Y轴立柱的Z轴直线滑轨232，安装在两根Z轴直线滑轨上的Z轴移动滑块233；安装在Z轴移动滑块上的Z轴丝杠螺母234；所述Z轴丝杠螺母内螺装有Z轴滚珠丝杠235；所述Z轴滚珠丝杠通过第三支撑座236固定安装在Z轴支撑板上，所述Z轴滚珠丝杠的一端连接驱动Z轴移动滑块沿Z轴方向水平移动的Z轴伺服电机237；

所述B轴变位机构240安装在Z轴支撑板的前端面上，实现焊机的焊枪在 B轴方向做旋转运动；B轴变位机构240包括L型连接板241，所述L型连接板的竖直立板固定安装在Z轴支撑板的前端面上，所述L型连接板的水平支撑板上安装有B轴伺服电机242，在L型连接板的水平支撑板的下方所述B轴伺服电机连接焊枪固定架243，所述焊枪固定架的前端部安装有焊枪固定座244；所述焊枪固定座上通过紧固件安装焊枪301，所述焊枪连接位于机箱内的焊机主机 302，在焊枪所述Z轴支撑板端部外侧固定安装有送丝机303；

所述W轴变位机构250包括设置在机箱内的电机支架251，所述电机支架上安装有W轴伺服电机252，所述W轴伺服电机连接动力输出轴253，所述动力输出轴垂直前侧板设置，并且伸出前侧板，在前侧板的外侧所述动力输出轴上可拆卸式安装有装卡工件50的胎具254，所述胎具根据具体焊接的产品可进行更换。

上述技术方案，优选的，在所述机箱的底部四角设有行走轮40，这样便于实现移动，同时也可以在车间内根据被焊接产品的规格自由组合，临时构件焊接生产线，方便快捷。

上述技术方案，优选的，所述X轴变位机构和/或Y轴变位机构和/或Z轴变位机构上还均设有对应的X轴柔性保护罩、Y轴柔性保护罩、Z轴柔性保护罩，X轴柔性保护罩、Y轴柔性保护罩、Z轴柔性保护罩连接对应的移动滑块的两侧，上述的柔性保护罩60有效的避免了粉尘、焊渣进入轨道上影响正常的滑动，进而提高了使用寿命。

上述技术方案，优选的，所述前侧板、后侧板、左侧板以及右侧板的内侧面设有支撑筋70，所述支撑筋呈交叉布置，请参阅图6；进而提高机箱的强度。

综上所述，本实用新型可以根据数控系统实现五轴联动加工，提高焊接效率和焊接质量的特点，在实际焊接时工件一次装夹就可完成多个多个焊道的异形环缝焊接。如配置上五轴联动的高档数控伺服系统，还可以对复杂的空间曲面进行高精度焊接。另外，本实用新型还具有结构紧凑、自动化程度高、降低劳动强度等优点，此外，本实用新型采用更换不同的胎具还可以实现多台设备进行组线形成一个自动化焊接生产线，请参阅图7。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种单工位五轴自动焊接机，包括机箱、变位机构总成以及焊机；其特征在于，所述机箱包括框式底架，所述底架的下表面安装有底板，所述底架的四个角上固定安装四根立柱，在四根立柱的外侧形成的四个侧面上分别固定安装有前侧板、后侧板、左侧板以及右侧板，在四根立柱的上表面固定安装支撑平台；在左侧板或右侧板上安装有操作面板和/或检修门；

所述的变位机构总成安装在上述的支撑平台上，所述变位机构总成包括X轴变位机构、Y轴变位机构、Z轴变位机构；B轴变位机构以及W轴变位机构；

其中所述X轴变位机构包括固定安装在支撑平台上的两根平行于支撑平台的X轴直线滑轨，安装在两根X轴直线滑轨上的X轴移动滑块；所述X轴移动滑块的下表面安装X轴丝杠螺母；所述X轴丝杠螺母内螺装有X轴滚珠丝杠；所述X轴滚珠丝杠通过第一支撑座固定安装在支撑平台上，所述X轴滚珠丝杠的一端连接驱动X轴移动滑块沿X轴方向水平移动的X轴伺服电机；

所述Y轴变位机构垂直安装在所述X轴移动滑块上；所述Y轴变位机构包括竖直安装在X轴移动滑块上的Y轴立柱；固定安装在Y轴立柱上的两根垂直于支撑平台的Y轴直线滑轨，安装在两根Y轴直线滑轨上的Y轴移动滑块；安装在Y轴移动滑块上的Y轴丝杠螺母；所述Y轴丝杠螺母内螺装有Y轴滚珠丝杠；所述Y轴滚珠丝杠通过第二支撑座固定安装在Y轴立柱上，所述Y轴滚珠丝杠的一端连接驱动Y轴移动滑块沿Y轴方向水平移动的Y轴伺服电机；

所述Z轴变位机构垂直安装在所述Y轴移动滑块上；所述Z轴变位机构包括竖直安装在Y轴移动滑块上的Z轴支撑板；固定安装在Z轴支撑板上的两根垂直于Y轴立柱的Z轴直线滑轨，安装在两根Z轴直线滑轨上的Z轴移动滑块；安装在Z轴移动滑块上的Z轴丝杠螺母；所述Z轴丝杠螺母内螺装有Z轴滚珠丝杠；所述Z轴滚珠丝杠通过第三支撑座固定安装在Z轴支撑板上，所述Z轴滚珠丝杠的一端连接驱动Z轴移动滑块沿Z轴方向水平移动的Z轴伺服电机；

所述B轴变位机构安装在Z轴支撑板的前端面上；B轴变位机构包括L型连接板，所述L型连接板的竖直立板固定安装在Z轴支撑板的前端面上，所述L型连接板的水平支撑板上安装有B轴伺服电机，在L型连接板的水平支撑板的下方所述B轴伺服电机连接焊枪固定架，所述焊枪固定架的前端部安装有焊枪固定座；所述焊枪固定座上通过紧固件安装焊枪，所述焊枪连接位于机箱内的焊机，在焊枪所述Z轴支撑板端部外侧固定安装有送丝机；

所述W轴变位机构包括设置在机箱内的电机支架，所述电机支架上安装有W轴伺服电机，所述W轴伺服电机连接动力输出轴，所述动力输出轴垂直前侧板设置，并且伸出前侧板，在前侧板的外侧所述动力输出轴上可拆卸式安装有装卡工件的胎具。

2.根据权利要求1所述的单工位五轴自动焊接机，其特征在于：所述机箱的底部四角设有行走轮。

3.根据权利要求1所述的单工位五轴自动焊接机，其特征在于：所述X轴变位机构和/或Y轴变位机构和/或Z轴变位机构上还均设有动滑块柔性保护罩。

4.根据权利要求1所述的单工位五轴自动焊接机，其特征在于：所述前侧板、后侧板、左侧板以及右侧板的内侧面设有支撑筋，所述支撑筋呈交叉布置。

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