CN210789675U - 一种冰柜门板激光自动焊接设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机械装配领域，具体涉及一种冰柜门板激光自动焊接设备，包括左右两个操作工位、机器人焊接头、机柜；所述机器人焊接头用于对操作工位上的面板进行相应的焊接；所述操作工位设置四个角固定结构对冰柜门板进行固定，固定结构中包括外顶角固定结构、外顶边固定结构内顶角固定块；固定结构中充分利用气缸结构进行控制，从而为门板的焊接提供有力条件。本装置的焊接对象包括冰箱面板的两个把手的侧面与两个直角的反面，采用可以变为机台可以实现一台焊接机焊接不同面。

Description

一种冰柜门板激光自动焊接设备

技术领域

本发明涉及机械装配领域，具体涉及一种冰柜门板激光自动焊接设备。

背景技术

商用冰柜门板均为钣金折弯件，钣金折弯后，为使零件成为一个整体，折弯拼接处还需要进行焊接。目前焊接多采用人工氩弧焊，效率低，焊缝质量差，并且后期还需大量的打磨时间。

激光焊接属于自熔焊，不需要添加材料，焊缝光滑饱满，可完美替代氩弧焊。但冰柜门板折弯后误差一般都在1mm以上，且拼接处缝隙一般超过板厚的20%，激光焊接难度大。现市面上用光纤连续激光焊接冰柜门板的设备较少，尤其是自动焊接方面，基本为空白。如附如附图6与附图7为需要进行焊接的冰箱门板的正面与反面图，正面需要对冰箱门板的四个角进行焊接，其中的焊缝一、二、三为其中的一个角，反面需要焊接4个45°斜角面。从图中可以看出进行焊接的难度很大，自动化生产的程度提高难度也很大。

发明内容

1. 所要解决的技术问题：

针对上述技术问题，本发明提供一种冰柜门板激光自动焊接设备。经过弯折后的冰柜门的结构为长方形，底部为直角折边，还有一个呈现半“工”行的把手边。因此需要相应的工件进行对门板进行固定，并且在固定的同时方便门板的更换，提高工件的自动化生产程度。

2. 技术方案：

一种冰柜门板激光自动焊接设备，包括左右两个操作工位、机器人焊接头、机柜；所述机器人焊接头用于对操作工位上的面板进行相应的焊接。

所述操作工位包括变位机台；所述变位机台的方形面板能够实现面朝机器人焊接头翻转；所述方形面板上端并列设置两个安装板，其中的左面的安装板能够沿方形面板左右移动；右面的安装板位置不动；待加工的冰柜门板平放在安装板表面；所述冰柜门板的四个角依次通过面板的四个角的固定结构将面板固定在安装板的表面；安装板表面位于冰柜面板的四角需要焊接的部位设置为通孔结构。

第一角位于右面的安装板内边；所述安装板内边用于放置冰柜门板的非把手边；所述第一角的固定结构包括了外顶角固定单元与内角固定块；当冰箱门板放置到安装板表面时内角固定块位于冰箱门板角内部与门板的第一角内部结构契合；所述外顶角固定单元位于第一角的外部与第一角外部相契合；所述外顶角固定单元包括与第一角接触的角端仿形块与推动角端仿形块移动的气缸。

第二角位于左面的安装板内边；所述第二角的固定结构包括外顶角固定单元、内顶边固定单元；所述内顶边固定单元安装于冰箱门板的第二角内部向外顶住冰箱门板的左侧边；所述内顶边固定单元包括与第二角相接触的边适应的仿形块以及推动仿形块运动的气缸。

第三角位于左面的安装板的外边；所述外边为冰箱门板的把手的所在的边；第三角的固定结构包括外顶边固定单元、门把手压紧单元与导轨结构；所述外顶边固定单元安装在冰箱门板左端位于第三角的位置能够推动冰箱门板的侧面；所述外顶边固定单元包括与之接触的边相适应的弯折仿形块与推动仿形块移动的气缸；所述弯折仿形块包括长方体与梯形，长方体位于冰箱面板的折边下端，梯形与把手的斜边相契合；门把手压紧单元包括门把手顶紧结构、门把手下压结构；所述门把手顶紧结构将冰箱门板的第三角的左侧面向右顶，门把手下压结构将冰箱门板的第三角的上表面进行下压； 所述导轨结构安装在第三角的固定结构的底部，其中导轨安装在安装板的表面，所述门把手顶紧结构的气缸伸出与缩回时能够带动整个门把手压紧单元在导轨上水平移动。

第四角位于右面的安装板外边；所述第四角的固定结构与第三角的固定结构相同，方向相反。

进一步地，每个角的固定结构中均包括顶部压紧结构；所述顶部压紧结构包括气缸、气缸控制的压紧头以及位于压紧头正下方的支撑块；压紧时，所述压紧头与冰箱面板上表面相接触，所述支撑块与冰箱面板的折面接触。

进一步地，第一角的固定结构中的角端仿形块包括角端与折弯处两个部分；其中角端为直角能够与冰箱门板的角相适应，折弯处位于冰箱门板的折面下方托住冰箱门板的底部折面。

进一步地，所述机器人焊接头中的激光头为激光器输出激光束，经过光纤系统的耦合与传输，在焊接头处聚焦。

进一步地，还包括工控机与PLC；所述工控机与PLC 相连；方形面板旋转的电机与PLC相连；机器人焊接头的控制电路与PLC相连；气缸的控制电路与PLC相连。

3.有益效果：

（1）本装置的焊接对象包括冰箱面板的两个把手的侧面与两个直角的反面，采用可以变为机台可以实现一台焊接机焊接不同面。

（2） 本方案中采用两个焊接变位机台，实现上下工件与焊接交叉运行，使上、下工件与焊接时间重叠，提高生产效率。

（3）本方案中工位上集成所有的工装和功能，利用伺服电机作为动力，实现整个机构的旋转，程序精确控制机构的旋转角度。

（4）本方案中采用与冰箱内板的四个角形状适应的角仿形块，从内外进行对面板的精准对接为激光焊接提供准确条件。使用上述压紧气缸的目的主要有两个：将各焊缝定位至规定位置，实现批量自动化焊接；压紧气缸带有多种和门板外形一致的仿形头 ，可见门板二次整形，使折弯贴合面缝隙减小至板厚15%以下，满足激光自熔焊的基本要求。

附图说明

图1为自动焊接设备的整体结构简图；

图2为本发明的一个工位的结构图；

图3为本发明中的外顶角固定单元的结构图；

图4为本发明中第四角的外顶边固定单元的折弯压紧机构；

图5为具体实施方式中各个气缸的运行流程图；

图6为本装置中需要焊接门板的正面焊缝位置示意图；

图7为本装置中需要焊接门板的反面焊缝位置示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行具体的说明。

如附图1至5所示，一种冰柜门板激光自动焊接设备，包括左右两个操作工位1、机器人焊接头2、机柜3；所述机器人焊接头用于对操作工位上的面板进行相应的焊接。

所述操作工位包括变位机台；所述变位机台的方形面板能够实现面朝机器人焊接头翻转；所述方形面板上端并列设置两个安装板，其中的左面的安装板能够沿方形面板左右移动；右面的安装板位置不动；待加工的冰柜门板平放在安装板表面；所述冰柜门板的四个角依次通过面板的四个角的固定结构将面板固定在安装板的表面；安装板表面位于冰柜面板的四角需要焊接的部位设置为通孔结构。

第一角位于右面的安装板内边；所述安装板内边用于放置冰柜门板的非把手边；所述第一角的固定结构包括了外顶角固定单元11与内角固定块12；当冰箱门板放置到安装板表面时内角固定块12位于冰箱门板角内部与门板的第一角内部结构契合；所述外顶角固定单元位于第一角的外部与第一角外部相契合；所述外顶角固定单元包括与第一角接触的角端仿形块111与推动角端仿形块移动的气缸112；图3中113为气缸行程调整把手。

第二角位于左面的安装板内边；所述第二角的固定结构包括外顶角固定单元11、内顶边固定单元13；所述内顶边固定单元安装于冰箱门板的第二角内部向外顶住冰箱门板的左侧边；所述内顶边固定单元包括与第二角相接触的边适应的仿形块以及推动仿形块运动的气缸；

第三角位于左面的安装板的外边；所述外边为冰箱门板的把手的所在的边；第三角的固定结构包括外顶边固定单元14、门把手压紧单元15与导轨结构16；所述外顶边固定单元安装在冰箱门板左端位于第三角的位置能够推动冰箱门板的侧面；所述外顶边固定单元包括与之接触的边相适应的弯折仿形块17与推动仿形块移动的气缸；所述弯折仿形块包括长方体与梯形，长方体位于冰箱面板的折边下端，梯形与把手的斜边相契合；门把手压紧单元包括门把手顶紧结构、门把手下压结构；所述门把手顶紧结构将冰箱门板的第三角的左侧面向右顶，门把手下压结构将冰箱门板的第三角的上表面进行下压； 所述导轨结构安装在第三角的固定结构的底部，其中导轨安装在安装板的表面，所述门把手顶紧结构的气缸伸出与缩回时能够带动整个门把手压紧单元在导轨上水平移动；图4中113为气缸行程调整把手。

第四角位于右面的安装板外边；所述第四角的固定结构与第三角的固定结构相同，方向相反。

图4为第四角的外顶边固定单元，第三角的结构与之相同，只是方向相反。

进一步地，每个角的固定结构中均包括顶部压紧结构18；所述顶部压紧结构包括气缸、气缸控制的压紧头以及位于压紧头正下方的支撑块；压紧时，所述压紧头与冰箱面板上表面相接触，所述支撑块与冰箱面板的折面接触。

进一步地，第一角的固定结构中的角端仿形块包括角端与折弯处两个部分；其中角端为直角能够与冰箱门板的角相适应，折弯处位于冰箱门板的折面下方托住冰箱门板的底部折面。

进一步地，所述机器人焊接头中的激光头为激光器输出激光束，经过光纤系统的耦合与传输，在焊接头处聚焦。

进一步地，还包括工控机与PLC；所述工控机与PLC 相连；方形面板旋转的电机与PLC相连；机器人焊接头的控制电路与PLC相连；气缸的控制电路与PLC相连。激光器与冷水机安装在如附图1中的机柜3中。

具体实施过程：

附图6、7为需要焊接的连接缝，如附图5所示，各个气缸松开，人工将冰柜门板放置到变位机台的安装板对应四个角位置，即人工上料完成，安装在操作工位的光电开关自动检测工件放好后，指示灯亮起，操作人员拍下开关后，各压紧气缸运动顺序如附图5所示将门板实现固定。变位机台旋转至焊接位置开始焊接，完成一道焊缝，变位机台接着改变旋转角度，直至完成焊接。气缸按上述流程的反方向松开，而后下料，完成一个工作循环。本装置中的所有气缸伸出和缩回状态都带有反馈信号，无信号时，气缸动作无法继续，机器人动作与气缸型号连锁，保证操作者安全。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本发明的，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。

Claims (5)

1.一种冰柜门板激光自动焊接设备，包括左右两个操作工位、机器人焊接头、机柜；所述机器人焊接头用于对操作工位上的面板进行相应的焊接；其特征在于：

所述操作工位包括变位机台；所述变位机台的方形面板能够实现面朝机器人焊接头翻转；所述方形面板上端并列设置两个安装板，其中的左面的安装板能够沿方形面板左右移动；右面的安装板位置不动；待加工的冰柜门板平放在安装板表面；所述冰柜门板的四个角依次通过面板的四个角的固定结构将面板固定在安装板的表面；安装板表面位于冰柜面板的四角需要焊接的部位设置为通孔结构；

第一角位于右面的安装板内边；所述安装板内边用于放置冰柜门板的非把手边；所述第一角的固定结构包括了外顶角固定单元与内角固定块；当冰箱门板放置到安装板表面时内角固定块位于冰箱门板角内部与门板的第一角内部结构契合；所述外顶角固定单元位于第一角的外部与第一角外部相契合；所述外顶角固定单元包括与第一角接触的角端仿形块与推动角端仿形块移动的气缸；

第二角位于左面的安装板内边；所述第二角的固定结构包括外顶角固定单元、内顶边固定单元；所述内顶边固定单元安装于冰箱门板的第二角内部向外顶住冰箱门板的左侧边；所述内顶边固定单元包括与第二角相接触的边适应的仿形块以及推动仿形块运动的气缸；

第三角位于左面的安装板的外边；所述外边为冰箱门板的把手的所在的边；第三角的固定结构包括外顶边固定单元、门把手压紧单元与导轨结构；所述外顶边固定单元安装在冰箱门板左端位于第三角的位置能够推动冰箱门板的侧面；所述外顶边固定单元包括与之接触的边相适应的弯折仿形块与推动仿形块移动的气缸；所述弯折仿形块包括长方体与梯形，长方体位于冰箱面板的折边下端，梯形与把手的斜边相契合；门把手压紧单元包括门把手顶紧结构、门把手下压结构；所述门把手顶紧结构将冰箱门板的第三角的左侧面向右顶，门把手下压结构将冰箱门板的第三角的上表面进行下压； 所述导轨结构安装在第三角的固定结构的底部，其中导轨安装在安装板的表面，所述门把手顶紧结构的气缸伸出与缩回时能够带动整个门把手压紧单元在导轨上水平移动；

第四角位于右面的安装板外边；所述第四角的固定结构与第三角的固定结构相同，方向相反。

2.根据权利要求1所述的一种冰柜门板激光自动焊接设备，其特征在于：每个角的固定结构中均包括顶部压紧结构；所述顶部压紧结构包括气缸、气缸控制的压紧头以及位于压紧头正下方的支撑块；压紧时，所述压紧头与冰箱面板上表面相接触，所述支撑块与冰箱面板的折面接触。

3.根据权利要求1所述的一种冰柜门板激光自动焊接设备，其特征在于：第一角的固定结构中的角端仿形块包括角端与折弯处两个部分；其中角端为直角能够与冰箱门板的角相适应，折弯处位于冰箱门板的折面下方托住冰箱门板的底部折面。

4.根据权利要求1所述的一种冰柜门板激光自动焊接设备，其特征在于：所述机器人焊接头中的激光头为激光器输出激光束，经过光纤系统的耦合与传输，在焊接头处聚焦。

5.根据权利要求1所述的一种冰柜门板激光自动焊接设备，其特征在于：还包括工控机与PLC；所述工控机与PLC 相连；方形面板旋转的电机与PLC相连；机器人焊接头的控制电路与PLC相连；气缸的控制电路与PLC相连。

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