CN211162383U - 焊接系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种焊接系统，该系统包括机台、焊接头、驱动机构、转动机构及纠偏机构，驱动机构能使焊接头与夹具在坐标系X轴、Y轴及Z轴之间发生相对移动，转动机构安装于机台上，转动机构包括第一旋转台、第二旋转台和夹具，夹具固定于第二旋转台上，焊接头与夹具间隔设置，第二旋转台旋转能带动夹具相对焊接头旋转，第一旋转台与第二旋转台连接带动夹具相对焊接头翻转，纠偏机构安装于机台上，包括通信连接的工控机及检测组件，检测组件对工件的焊接路径进行检测，工控机与驱动机构通信连接，工控机控制驱动机构，以改变焊接头与夹具之间的相对位置。上述系统能对工件进行五轴焊接，配合纠偏机构对焊接轨迹进行校正，提高了焊接精度。

Description

焊接系统

技术领域

本实用新型涉及焊接装置技术领域，特别是涉及一种焊接系统。

背景技术

手机技术及平板电脑技术等3C产品发展日新月异，目前市面绝大多数手机及平板电脑等电子产品内部均有各种机构件如薄片、螺柱等，通过这些机构件与排线或者壳体连接，达到联通及导电功能，机构件主要通过激光焊接的方式与排线或者壳体进行连接。

由于机构件的形状各式各样，特别是由直线圆弧组成的多维空间曲面图形的形状，常规的焊接系统焊接精度达不到要求。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种焊接精度较高的焊接系统。

机台；

焊接头；

驱动机构，所述驱动机构能使所述焊接头与夹具在坐标系X轴、Y轴及Z轴之间发生相对移动；

转动机构，安装于所述机台上，所述转动机构包括第一旋转台、第二旋转台和夹具，所述夹具固定于所述第二旋转台上，所述焊接头与所述夹具间隔设置，所述第二旋转台旋转能带动所述夹具相对所述焊接头旋转，所述第一旋转台与所述第二旋转台连接以带动所述夹具相对所述焊接头翻转；

纠偏机构，安装于所述机台上，包括通信连接的工控机及检测组件，所述检测组件用于对工件的焊接路径进行检测，所述工控机与所述驱动机构通信连接，所述工控机控制所述驱动机构，以改变所述焊接头与所述夹具之间的相对位置。

上述焊接系统中，上述的数控焊接装置中，旋转机构与驱动机构配合使得焊接头与工件之间实现五轴运动，从而工件表面的各处都能够进行焊接处理，通过设置纠偏机构能够对转动机构上一致性不好的产品进行视觉定位纠偏并给出补偿值，从而提高焊接精度。

在其中一个实施例中，所述第一旋转台的旋转轴线与所述第二旋转台的旋转轴线相互垂直。

在其中一个实施例中，所述转动机构还包括安装架、第一连接板、第二连接板及转轴，所述安装架安装于所述机台上，所述第一旋转台安装于所述安装架的一端，所述转轴转动连接于所述安装架的另一端，所述第二连接板安装于所述转轴上，所述第二旋转台安装于所述第二连接板上，所述第一连接板的一端与所述第一旋转台连接，另一端与所述第二连接板连接，所述第二旋转台转动能驱动所述第一连接板绕所述转轴转动，带动所述夹具相对所述焊接头翻转。

在其中一个实施例中，所述转动机构还包括感应器及感应片，所述感应器安装于所述第一连接板上，所述感应片安装于所述第二旋转台上，所述第二旋转台转动带动所述感应片相对所述感应器转动，以检测所述第二旋转台转动的角度。

在其中一个实施例中，所述驱动机构包括支架、X轴驱动件、Y轴驱动件及Z轴驱动件，所述支架安装于所述机台上，所述X轴驱动件安装于所述支架上，所述X轴驱动件与所述机台间隔设置，所述转动机构安装于所述Y轴驱动件上，所述Z轴驱动件与所述X轴驱动件连接，所述焊接头安装于所述Z轴驱动件上。

在其中一个实施例中，所述X轴驱动件、所述Y轴驱动件及所述Z轴驱动件均为直线电机。

在其中一个实施例中，所述检测组件包括定位相机及安装板，所述安装板安装于所述Z轴驱动件上，所述定位相机安装于所述安装板上且与所述焊接头平行。

在其中一个实施例中，所述检测组件还包括补光件及连接杆，所述连接杆连接所述安装板与所述补光件，所述补光件为环形结构，所述定位相机镜头的延伸线穿过所述补光件。

在其中一个实施例中，还包括机罩，所述机罩罩设于所述机台上，所述转动机构、所述驱动机构、所述纠偏机构均设于所述机罩与所述机台围成的空间内。

在其中一个实施例中，还包括气动门组件，所述气动门组件安装于所述机罩上，所述气动门组件包括气缸安装板、气缸、导轨安装板、直线导轨及观察窗，所述气缸安装板安装于所述机罩上，所述气缸安装于所述气缸安装板上，所述导轨安装板设于所述气缸安装板的两端并沿所述气缸的运动方向延伸，所述直线导轨安装于所述导轨安装板上，所述观察窗滑动设置于所述直线导轨上且与所述气缸传动连接，所述机罩上还开设有操作口，所述观察窗沿所述直线导轨滑动能将所述操作口覆盖。

附图说明

图1为一实施方式焊接系统的结构示意图；

图2为图1所示焊接系统中内部的结构示意图；

图3为图2所示焊接系统中A处的放大示意图；

图4为图1所示焊接系统中转动机构的结构示意图；

图5为图1所示焊接系统中气动门组件的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

参见图1，一实施方式的焊接系统10主要用于工件的焊接，特别是能够用于焊接由直线圆弧组成的多维空间曲面图形的形状，使得工件能够固定连接于需要的结构上。

参见图2，焊接系统10包括机台100、焊接头200、转动机构300、驱动机构400及纠偏机构500。机台100提供了各个结构的安装位置及工件的装载位置，转动机构300安装于机台100上。同时参见图4，转动机构300包括第一旋转台310、第二旋转台320和夹具330。夹具330固定于第二旋转台320上，焊接头200与夹具330间隔设置，且焊接头200设置于夹具330的上方。第二旋转台320的转动面与焊接头200平行，第二旋转台320旋转能带动夹具330相对焊接头200旋转。第一旋转台310的转动面与焊接头200垂直，第一旋转台310与第二旋转台320连接以带动夹具330相对焊接头200翻转。驱动机构400能使焊接头200与夹具330在坐标系X轴、Y轴及Z轴之间发生相对移动，驱动机构400与转动机构300配合，使得焊接头200与工件之间能够实现五轴运动，从多个方位对工件进行焊接。纠偏机构500安装于机台100上，纠偏机构500包括通信连接的工控机510及检测组件520，检测组件520用于对工件的焊接效果进行检测，工控机510与驱动机构400通信连接，检测组件520能够将检测的结果发送到工控机510中。工控机510将检测的结果进行分析后给出焊接补偿值，从而控制驱动结构进行校正，以改变焊接头200与夹具330之间的相对位置，得到标准的焊接轨迹。

需要说明的是，焊接前根据需要焊接的工件的三维图导入到工控机510中，设定需要焊接的轨迹，这样，检测组件520将当前的焊接状态的数据传送到工控机510中时就能进行实时比对，同时给出补偿值控制驱动机构400进行校准。

上述的数控焊接装置中，旋转机构与驱动机构400配合使得焊接头200与工件之间实现五轴运动，从而工件表面的各处都能够进行焊接处理，通过设置纠偏机构500能够对转动机构300上一致性不好的产品进行视觉定位纠偏并给出补偿值，从而提高焊接精度。

继续参见图4，在一个实施例中，转动机构300还包括安装架340、第一连接板350、第二连接板360及转轴370。安装架340安装于机台100上，安装架340包括底座341、第一立板342、第二立板343及加强筋344。第一立板342与第二立板343间隔安装于底座341上且相对设置，第一立板342与底座341之间、第二立板343与底座341之间均设置有加强筋344以提高安装架340的结构稳定性。第一旋转台310安装于第一立板342上，转轴370转动连接于第二立板343上，第二连接板360安装于转轴370上，第二旋转台320安装于第二连接板360上，第一连接板350的一端与第一旋转台310连接，另一端与第二连接板360连接，第二旋转台320转动能驱动第一连接板350绕转轴370转动，带动夹具330相对焊接头200翻转。

进一步地，夹具330用于固定产品，夹具330与第二电机采用可拆卸式连接的方式，这样能够更换不同的夹具330来针对固定不同的产品。第一旋转台310的旋转轴370线与第二旋转台320的旋转轴370线相互垂直，因此通过设置第一旋转台310和第二旋转台320能够使产品绕两个相垂直的方向转动，从而配合驱动机构400使得工件与焊接头200之间形成五轴运动，能够焊接的工件形状更多。第一旋转台310及第二旋转台320均采用DD马达，其中第一旋转台310峰值扭矩30NM，最大操作速度500Rpm，第人旋转台峰值扭矩9NM，最大操作速度800Rpm，重复定位精度≤±5″，响应快速灵敏，能够适用于较为复杂的焊接轨迹。

在一个实施例中，转动机构300还包括感应器380及感应片390。感应器380安装于第一连接板350上，感应片390安装于第二旋转台320上，第二旋转台320转动带动感应片390相对感应器380转动，以检测第二旋转台320转动的角度。感应器380为光电感应器380，感应片390转动的过程中将会对感应器380进行遮挡。将感应器380被遮挡时的位置设定为第二旋转台320的初始位置，如此设置，可以了解到第二旋转台320转动的角度，从而将工件调节到需要的位置，提高焊接的精度。

参见图2及图3，在一个实施例中，驱动机构400包括支架410、X轴驱动件420、Y轴驱动件430及Z轴驱动件440。支架410安装于机台100上，支架410包括第一立柱411、第二立柱412及横柱413，第一立柱411与第二立柱412间隔安装于机台100上且相对设置，横柱413的两端分别安装于第一立柱411上远离机台100的一端、第二立柱412上远离机台100的一端。X轴驱动件420安装于横柱413上，X轴驱动件420与机台100间隔设置。Y轴驱动件430安装于机台100上，安装架340的底座341安装于Y轴驱动件430上，Z轴驱动件440与X轴驱动件420连接，焊接头200安装于Z轴驱动件440上。

Y轴驱动件430能够驱动转动机构300沿三维坐标系中的Y轴方向移动，X轴驱动件420能够驱动Z轴驱动件440沿三维坐标系中的X轴方向移动，焊接头200安装于Z轴驱动件440上，Z轴驱动件440能够驱动焊接头200沿三位坐标系中的Z轴方向移动，因此焊接头200可以沿着三维坐标系中的X轴和Z轴方向移动，通过与可沿Y轴方向移动的转动机构300配合，能够对位于转动机构300上的工件表面进行焊接加工。为了保证X轴驱动件420、Y轴驱动件430和Z轴驱动件440的控制精度，上述三者均使用为直线电机，复定位精度为±2um，最大速度可以达到1500mm/s，最大加速度可以达到20m/s*2，运行效率较高。立柱和横板采用大理石材质，大理石材质性能稳定、温度变形小、耐磨性好。同时使用寿命长、平面度好，且整机重心较低，高速运转时整机稳定性好。

参见图3，在一个实施例中，检测组件520包括定位相机530及安装板540。安装板540安装于Z轴驱动件440上，定位相机530安装于安装板540上且与焊接头200平行，如此设置，能够保证定位相机530与焊接头200的同轴度，提高检测的精度。具体地，检测组件520还包括补光件550及连接杆560，连接杆560连接安装板540与补光件550，补光件550为环形结构，定位相机530镜头的延伸线穿过补光件550。补光件550能够提供充分的亮度，环形的补光件550，能够从定位相机530镜头的360度方向进行补光，补光的效果更好，进一步提高定位相机530的检测精度。

再参见图1，在一个实施例中，焊接系统10还包括机罩600。机罩罩设于机台100上，转动机构300、驱动机构400及纠偏机构500均设于机罩与机台100围成的空间内，机罩不仅可以保护机台100上的各结构避免灰尘的污染，还能够在焊接的过程中保护操作人员免受激光的损害。

同时参见图5，进一步地，焊接系统10还包括气动门组件700。气动门组件700安装于机罩上，气动门组件700包括气缸安装板710、气缸720、导轨安装板730、直线导轨740和观察窗750。气缸安装板710安装于机罩上，气缸安装于气缸安装板710上，导轨安装板730设于气缸安装板710的两端并沿气缸的输出方向延伸，直线导轨740安装于导轨安装板730上，观察窗750滑动设置于直线导轨740上且与气缸传动连接，机罩上还开设有操作口(图未示)，观察窗750沿直线导轨740滑动能将操作口覆盖。气缸能够带动观察窗750升降移动从而使得将操作口打开或者关闭，操作人员可以通过操作口方便的将工件从夹具330上进行取放。观察窗750采用亚克力板材质，能够便于操作者观察产品的焊接情况，同时亚克力板还具有一定的强度。

参见图1，在一个实施例中，机罩上还安装有鼠标800、键盘810、显示器820，用于将工件的标准数据导入到纠偏机构500中。另外，还设有控制工控机510的数控操作面板830，方便了焊接系统10的使用。以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种焊接系统，其特征在于，包括：

机台；

焊接头；

驱动机构，所述驱动机构能使所述焊接头与夹具在坐标系X轴、Y轴及Z轴之间发生相对移动；

转动机构，安装于所述机台上，所述转动机构包括第一旋转台、第二旋转台和夹具，所述夹具固定于所述第二旋转台上，所述焊接头与所述夹具间隔设置，所述第二旋转台旋转能带动所述夹具相对所述焊接头旋转，所述第一旋转台与所述第二旋转台连接以带动所述夹具相对所述焊接头翻转；

纠偏机构，安装于所述机台上，包括通信连接的工控机及检测组件，所述检测组件用于对工件的焊接路径进行检测，所述工控机与所述驱动机构通信连接，所述工控机控制所述驱动机构，以改变所述焊接头与所述夹具之间的相对位置。

2.根据权利要求1所述的焊接系统，其特征在于，所述第一旋转台的旋转轴线与所述第二旋转台的旋转轴线相互垂直。

3.根据权利要求2所述的焊接系统，其特征在于，所述转动机构还包括安装架、第一连接板、第二连接板及转轴，所述安装架安装于所述机台上，所述第一旋转台安装于所述安装架的一端，所述转轴转动连接于所述安装架的另一端，所述第二连接板安装于所述转轴上，所述第二旋转台安装于所述第二连接板上，所述第一连接板的一端与所述第一旋转台连接，另一端与所述第二连接板连接，所述第二旋转台转动能驱动所述第一连接板绕所述转轴转动，带动所述夹具相对所述焊接头翻转。

4.根据权利要求3所述的焊接系统，其特征在于，所述转动机构还包括感应器及感应片，所述感应器安装于所述第一连接板上，所述感应片安装于所述第二旋转台上，所述第二旋转台转动带动所述感应片相对所述感应器转动，以检测所述第二旋转台转动的角度。

5.根据权利要求1所述的焊接系统，其特征在于，所述驱动机构包括支架、X轴驱动件、Y轴驱动件及Z轴驱动件，所述支架安装于所述机台上，所述X轴驱动件安装于所述支架上，所述X轴驱动件与所述机台间隔设置，所述转动机构安装于所述Y轴驱动件上，所述Z轴驱动件与所述X轴驱动件连接，所述焊接头安装于所述Z轴驱动件上。

6.根据权利要求5所述的焊接系统，其特征在于，所述X轴驱动件、所述Y轴驱动件及所述Z轴驱动件均为直线电机。

7.根据权利要求5所述的焊接系统，其特征在于，所述检测组件包括定位相机及安装板，所述安装板安装于所述Z轴驱动件上，所述定位相机安装于所述安装板上且与所述焊接头平行。

8.根据权利要求7所述的焊接系统，其特征在于，所述检测组件还包括补光件及连接杆，所述连接杆连接所述安装板与所述补光件，所述补光件为环形结构，所述定位相机镜头的延伸线穿过所述补光件。

9.根据权利要求1所述的焊接系统，其特征在于，还包括机罩，所述机罩罩设于所述机台上，所述转动机构、所述驱动机构、所述纠偏机构均设于所述机罩与所述机台围成的空间内。

10.根据权利要求9所述的焊接系统，其特征在于，还包括气动门组件，所述气动门组件安装于所述机罩上，所述气动门组件包括气缸安装板、气缸、导轨安装板、直线导轨及观察窗，所述气缸安装板安装于所述机罩上，所述气缸安装于所述气缸安装板上，所述导轨安装板设于所述气缸安装板的两端并沿所述气缸的运动方向延伸，所述直线导轨安装于所述导轨安装板上，所述观察窗滑动设置于所述直线导轨上且与所述气缸传动连接，所述机罩上还开设有操作口，所述观察窗沿所述直线导轨滑动能将所述操作口覆盖。

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