CN211638869U - 一种用于异形体薄壁零件的焊接装配装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了用于异形体薄壁零件的焊接装配装置，包括用于定位并夹紧管件的管件定位机构、用于夹紧并调整异形体薄壁零件的异形体薄壁零件调节机构、用于检测异形体薄壁零件的检测机构和用于对管件及异形体薄壁零件焊接的焊接机构，异形体薄壁零件调节机构的异形体薄壁零件的夹紧定位端与管件定位机构的管件焊接端的位置相对应，且该管件焊接端的位置与焊接机构的焊接端的位置对应设置。通过管件定位机构、异形体薄壁零件调节机构分别对待焊接装配的管件及异形体薄壁零件进行夹紧定位，并通过调节结构对异形体薄壁零件进行调整使其精确移动至待焊接装配处，避免异形体薄壁零件焊接装配的碰伤损坏，提高异形体薄壁零件的精准焊接效率。

Description

一种用于异形体薄壁零件的焊接装配装置

技术领域

本实用新型属于机械加工技术领域，尤其是涉及一种用于异形体薄壁零件的焊接装配装置。

背景技术

装备制造领域常涉及到一些加工难度较大的异形体薄壁零件，异形体薄壁零件的外形为变截面圆弧，零件的小端为薄壁斜切圆管，零件的大端需与配套的管件进行焊接装配。

目前，在需要焊接时，通常采用夹具定位方式，但是由于零件薄壁端较薄，使用的夹具容易碰伤薄壁端，使得零件的报废率较高，并且采用夹具定位方式，其装配精度和生产效率较低。

因此，为了解决上述技术问题，需要设计能够保证零件的焊接定位精度的焊接装配装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种结构简单、操作简单、以非接触式测量方式定位焊接装配位置、保证装配精度高、生产效率高的用于异形体薄壁零件的焊接装配装置。

本实用新型的技术方案如下：

一种用于异形体薄壁零件的焊接装配装置，包括用于定位并夹紧管件的管件定位机构、用于夹紧并调整异形体薄壁零件的异形体薄壁零件调节机构、用于检测异形体薄壁零件的检测机构和用于对管件及异形体薄壁零件焊接的焊接机构，所述异形体薄壁零件调节机构的异形体薄壁零件的夹紧定位端与所述管件定位机构的管件焊接端的位置相对应，且该管件焊接端的位置与所述焊接机构的焊接端的位置对应设置。

在上述技术方案中，所述焊接装配装置还包括底座，所述管件定位机构、异形体薄壁零件调节机构、检测机构和焊接机构均安装在底座上，所述底座位于管件定位机构处设有第一导轨。

在上述技术方案中，所述管件定位机构包括固定侧回转组件和受驱动在所述第一导轨上滑动的活动侧回转组件，所述固定侧回转组件的定位端与管件具有内孔的一侧端面相配合，所述管件的另一侧端面与所述活动侧回转组件的端面相配合以用于定位管件，所述活动侧回转组件滑动安装在所述第一导轨上，用于所述活动侧回转组件沿第一导轨向固定侧回转组件运行而对管件定位夹紧。

在上述技术方案中，所述固定侧回转组件包括固定侧轴座和安装在固定侧轴座内的固定侧回转轴，所述固定侧轴座通过螺栓固定安装在所述底座上，且该固定侧回转轴的定位端伸出所述固定侧轴座以用于与管件具有内孔的端面相配合；

所述活动侧回转组件包括驱动气缸、气缸座、受驱动的活动侧轴座和安装在活动侧轴座上的活动侧回转轴，所述活动侧轴座的底部设有第一滑块，所述第一滑块滑动安装在所述第一导轨上，所述驱动气缸通过气缸座安装在所述第一导轨上，所述驱动气缸的输出轴与所述活动侧轴座连接，所述活动侧回转轴的端面伸出所述活动侧轴座，且该活动侧回转轴的定位端为锥形以用于与管件的远离固定侧回转组件的一端相配合，在驱动气缸的作用下，推动所述活动侧轴座向固定侧回转组件的方向移动以实现对管件定位及夹紧。

在上述技术方案中，所述异形体薄壁零件调节机构包括用于调节异形体薄壁零件位置的旋转调节组件和用于带动旋转调节组件升降的升降同步组件；

所述旋转调节组件包括竖直设置的驱动电机、回转轴、用于夹紧异形体薄壁零件的焊接定位工装和滑动板，所述旋转调节组件通过滑动板与升降同步组件连接以用于在升降同步组件的带动下升降移动，所述驱动电机安装在滑动板上，所述驱动电机的输出轴与回转轴连接，所述回转轴的底部与焊接定位工装连接，在驱动电机驱动下，所述回转轴带动焊接定位工装旋转以使夹紧的异形件薄壁零件回转；

所述升降同步组件包括立柱、横梁、伺服电机、第二导轨、第一丝杠和同步带，所述横梁安装在立柱的顶部，所述伺服电机通过电机座竖直安装在横梁上，所述第一丝杠通过第一丝杠安装座竖直设置在伺服电机靠近所述旋转调节组件的一侧，所述第二导轨安装在所述第一丝杠安装座上，所述滑动板与第一丝杠相配合，且该滑动板的底部与第二导轨相配合，所述伺服电机顶部的输出轴通过同步带与所述第一丝杠的顶端连接，在伺服电机的驱动下，所述滑动板通过第一丝杠沿第二导轨滑动以使所述焊接定位工装升降运行。

在上述技术方案中，所述焊接定位工装包括仿形定位块和安装在仿形定位块上的锁紧组件，所述仿形定位块的顶端通过连接板与所述回转轴连接，所述仿形定位块上形成有用于卡装异形体薄壁零件的卡槽，所述锁紧组件包括锁紧板和锁紧螺母，所述锁紧板为直角板，且安装在所述仿形定位块的2个相邻面上，所述锁紧螺母安装在锁紧板上以用于夹紧安装在仿形定位块上的异形体薄壁零件。

在上述技术方案中，所述仿形定位块的卡槽的形状与异形体薄壁零件的外形相配合。

在上述技术方案中，所述检测机构包括工业相机、调节架、支撑架和背光，所述支撑架安装在所述底座上，所述调节架设置在所述支撑架的顶部，所述工业相机安装在调节架上以用于调节工业相机在X轴或Y轴方向上的微动调节，所述背光与所述工业相机的检测光线的位置相对以用于增强光源。

在上述技术方案中，所述焊接机构包括安装板、第二丝杠、第三导轨、移动板、驱动气缸和高频焊头，所述安装板、驱动气缸安装在所述底座上，所述第二丝杠通过第二丝杠座设置在安装板上，所述第三导轨设置在安装板上，且该第二丝杠与第三导轨平行设置，所述移动板与第二丝杠相配合，且该移动板滑动安装在第三导轨上，所述高频焊头安装在所述移动板上，所述驱动气缸的输出轴与高频焊头连接以用于在驱动气缸的驱动下，所述第二丝杠带动移动板沿第三导轨往复运动。

在上述技术方案中，所述底座上设有高频发生器，所述高频发生器与所述高频焊头电连接以用于控制高频焊头运行。

本实用新型的另一个目的是提供一种基于所述的焊接装配装置的焊接装配设备，包括工作台、控制器、电器柜和所述的焊接装配装置，所述电器柜设置在所述工作台的下方，所述控制器设置在工作台表面的一侧上，所述工作台上设有工作区域，且在工作区域内设置所述的焊接装配装置，所述电器柜、控制器与焊接装配装置电连接。

在上述技术方案中，所述焊接装配装置的外部设有保护罩。

本实用新型具有的优点和积极效果是：

1.通过管件定位机构、异形体薄壁零件调节机构分别对待焊接装配的管件及异形体薄壁零件进行夹紧定位，并通过调节结构对异形体薄壁零件进行调整使其精确移动至待焊接装配处，避免异形体薄壁零件焊接装配的碰伤损坏，提高异形体薄壁零件的精准焊接效率。

2.对管件及异形体薄壁零件的定位夹紧，保证零件以非接方式定位，并自动调整而完成焊接装配工作，提高了工件的装配质量和生产效率，并满足工件设计的装配要求。

3.通过检测机构确定管件与异形体薄壁零件的待焊接装配位置，提高自动调整的效率，提高焊接的准确率。

附图说明

图1是本实用新型的用于异形体薄壁零件的焊接装配装置的结构示意图；

图2是本实用新型中管件定位机构的剖面图；

图3是本实用新型中异形体薄壁零件调整机构的结构示意图；

图4是本实用新型中异形体薄壁零件的焊接定位工装的结构示意图；

图5是本实用新型中异形体薄壁零件的仿形块结构示意图；

图6是本实用新型中焊接机构的结构示意图；

图7是本实用新型中检测机构的结构示意图；

图8是本实用新型的用于异形体薄壁零件的焊接装配设备的结构示意图

图中：

1、底座 2、固定侧轴座 3、固定侧回转轴

4、管件 5、活动侧回转轴 6、活动侧轴座

7、第一滑块 8、第一导轨 9、气缸座

10、驱动气缸 11、锁紧螺母 12、异形体薄壁零件

13、仿形定位块 14、立柱 15、横梁

16、回转轴 17、第一丝杠 18、同步带

19、伺服电机 20、第二导轨 21、滑动板

22、焊接定位工装 23、安装板 24、第二丝杠

25、移动板 26、第三导轨 27、高频焊头

28、支撑架 29、调节架 30、工业相机

31、管件定位机构 32、异形体薄壁零件调节机构 33、焊接机构

34、高频发生器 35、检测机构 36、控制器

37、电器柜 38、工作区域 39、保护罩

40、工作台 41、卡槽 42、移动块

43、滑块

具体实施方式

以下结合具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，决不限制本实用新型的保护范围。

实施例1

如图所示，本实用新型的用于异形体薄壁零件的焊接装配装置，包括用于定位并夹紧管件4的管件定位机构31、用于夹紧并调整异形体薄壁零件的异形体薄壁零件调节机构32、用于检测异形体薄壁零件的检测机构35和用于对管件4及异形体薄壁零件焊接的焊接机构33，所述异形体薄壁零件调节机构32的异形体薄壁零件的夹紧定位端与所述管件定位机构31的管件4焊接端的位置相对应，且该管件4焊接端的位置与所述焊接机构33的焊接端的位置对应设置。

所述焊接装配装置还包括底座1，所述管件定位机构31、异形体薄壁零件调节机构32、检测机构35和焊接机构33均安装在底座1上，所述底座1位于管件定位机构31处设有第一导轨8。

所述管件定位机构31包括固定侧回转组件和受驱动在所述第一导轨8上滑动的活动侧回转组件，所述固定侧回转组件的定位端与管件4具有内孔的一侧端面相配合，所述管件4的另一侧端面与所述活动侧回转组件的端面相配合以用于定位管件4，所述活动侧回转组件滑动安装在所述第一导轨8上，用于所述活动侧回转组件沿第一导轨8向固定侧回转组件运行而对管件4定位夹紧。

进一步地说，所述固定侧回转组件包括固定侧轴座2和安装在固定侧轴座2内的固定侧回转轴3，所述固定侧轴座2通过螺栓固定安装在所述底座1上，且该固定侧回转轴3的定位端伸出所述固定侧轴座2以用于与管件4具有内孔的端面相配合；

所述活动侧回转组件包括驱动气缸、气缸座9、受驱动的活动侧轴座6和安装在活动侧轴座6上的活动侧回转轴5，所述活动侧轴座6的底部设有第一滑块7，所述第一滑块7滑动安装在所述第一导轨8上，所述驱动气缸通过气缸座9安装在所述第一导轨8上，所述驱动气缸的输出轴与所述活动侧轴座6连接，所述活动侧回转轴5的端面伸出所述活动侧轴座6，且该活动侧回转轴5的定位端为锥形以用于与管件4的远离固定侧回转组件的一端相配合，所述锥形的定位端能够起到自定心的作用；在驱动气缸的作用下，推动所述活动侧轴座6向固定侧回转组件的方向移动以实现对管件4定位及夹紧。

所述异形体薄壁零件调节机构32包括用于调节异形体薄壁零件位置的旋转调节组件和用于带动旋转调节组件升降的升降同步组件；

所述旋转调节组件包括竖直设置的驱动电机、回转轴16、用于夹紧异形体薄壁零件的焊接定位工装22和滑动板21，所述旋转调节组件通过滑动板21与升降同步组件连接以用于在升降同步组件的带动下升降移动，所述驱动电机安装在滑动板21上，所述驱动电机的输出轴通过联轴器与回转轴16连接，所述回转轴16的底部通过高精度角接触轴承与焊接定位工装 22连接，在驱动电机驱动下，所述回转轴16带动焊接定位工装22旋转以使夹紧的异形件薄壁零件回转；

所述升降同步组件包括2个竖直设置的立柱14、1个水平设置的横梁15、伺服电机19、第二导轨20、第一丝杠17和同步带18，所述横梁15安装在2个立柱14顶部之间，所述伺服电机19通过电机座竖直安装在横梁15上，所述第一丝杠17通过第一丝杠17安装座竖直设置在伺服电机19靠近所述旋转调节组件的一侧，所述第二导轨20安装在所述第一丝杠17 安装座上，所述滑动板21与第一丝杠17相配合，且该滑动板21的底部与第二导轨20相配合，所述伺服电机19顶部的输出轴通过同步带18与所述第一丝杠17的顶端连接，在伺服电机19的驱动下，所述滑动板21通过第一丝杠17沿第二导轨20滑动以使所述焊接定位工装 22升降运行。

所述焊接定位工装22包括仿形定位块13和安装在仿形定位块13上的锁紧组件，所述仿形定位块13的顶端通过连接板与所述回转轴16连接，所述仿形定位块13上形成有用于卡装异形体薄壁零件的卡槽41，所述锁紧组件包括锁紧板和锁紧螺母11，所述锁紧板为直角板，且安装在所述仿形定位块13的2个相邻面上，所述锁紧螺母11安装在锁紧板上以用于夹紧安装在仿形定位块13上的异形体薄壁零件。

进一步地说，所述仿形定位块13的卡槽41的形状与异形体薄壁零件的外形相配合。

所述检测机构35包括工业相机30、调节架29、支撑架28和背光，所述支撑架28安装在所述底座1上，所述调节架29(二维滑台)设置在所述支撑架28的顶部，所述工业相机 30安装在调节架29上以用于调节工业相机30在X轴或Y轴方向上的微动调节，所述背光与所述工业相机30的检测光线的位置相对以用于增强光源。

进一步地说，所述调节架29包括第一调节板和第二调节板，所述第一调节板的一侧设有第一调节块和第一推动块，所述第一调节块上设有第一调节螺母以用于带动第一推动块朝向 X轴方向移动，所述第二调节板的一侧设有第二调节块和第二推动块，所述第二调节块上设有第二调节螺母以用于带动第二推动块朝向Y轴方向移动。

所述焊接机构33包括安装板23、第二丝杠24、第三导轨26、移动板25、驱动气缸和高频焊头27，所述安装板23、驱动气缸安装在所述底座1上，所述第二丝杠24通过第二丝杠24座设置在安装板23上，所述第三导轨26设置在安装板23上，且该第二丝杠24与第三导轨26平行设置，所述移动板25包括滑块43和移动块42，所述滑块43滑动安装在第三导轨 26上，所述移动块42与第二丝杠24相配合，所述移动块42通过连接块与所述滑块43连接以使滑块43和移动块42形成一体，所述高频焊头27安装在所述移动板25的滑块上，所述驱动气缸的输出轴与高频焊头27连接以用于在驱动气缸的驱动下，所述第二丝杠24带动移动板25沿第三导轨26往复运动。

进一步地说，所述底座1上设有高频发生器34，所述高频发生器34与所述高频焊头27 电连接以用于控制高频焊头27运行。

实施例2

在实施例1的基础上，本实用新型的一种基于实施例1所述的焊接装配装置的方法，包括以下步骤：

(1)将异形体薄壁零件的装配面上涂抹焊锡膏后，将异形体薄壁零件放入所述焊接定位工件上，并通过锁紧组件锁紧，将管件4放入所述管件定位机构31上定位并锁紧；

(2)通过检测机构35的照相机对工件装配位置检测，根据位置检测的结果调节所述异形体薄壁零件调节机构32的位置，使异形体薄壁零件移动至与管件4的待焊接装配位置处；

(3)驱动焊接机构33移动至所述待焊接装配位置处，启动高频发生器34输出高频电信号，通过高频焊头27根据预设加热时间对异形体薄壁零件及管件4进行焊接；

(4)完成焊接后，分别通过管件定位机构31、异形体薄壁零件调节机构32松开管件4 及异形体薄壁零件，人工取下焊接完成的工件，对该完成的工件冷却并清洗焊口。

实施例3

如图8所示，本实用新型的基于实施例1所述的焊接装配装置的焊接装配设备，包括工作台、控制器36、电器柜37和所述的焊接装配装置，所述电器柜37设置在所述工作台的下方，所述控制器36设置在工作台表面的一侧上，所述工作台上设有工作区域38，且在工作区域38内设置所述的焊接装配装置，所述电器柜37、控制器36与焊接装配装置电连接。

进一步地说，所述焊接装配装置的外部设有保护罩39。

为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。

而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本实用新型做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本实用新型的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本实用新型的保护范围。

Claims (12)

1.一种用于异形体薄壁零件的焊接装配装置，其特征在于：包括用于定位并夹紧管件的管件定位机构、用于夹紧并调整异形体薄壁零件的异形体薄壁零件调节机构、用于检测异形体薄壁零件的检测机构和用于对管件及异形体薄壁零件焊接的焊接机构，所述异形体薄壁零件调节机构的异形体薄壁零件的夹紧定位端与所述管件定位机构的管件焊接端的位置相对应，且该管件焊接端的位置与所述焊接机构的焊接端的位置对应设置。

2.根据权利要求1所述的焊接装配装置，其特征在于：所述焊接装配装置还包括底座，所述管件定位机构、异形体薄壁零件调节机构、检测机构和焊接机构均安装在底座上，所述底座位于管件定位机构处设有第一导轨。

3.根据权利要求2所述的焊接装配装置，其特征在于：所述管件定位机构包括固定侧回转组件和受驱动在所述第一导轨上滑动的活动侧回转组件，所述固定侧回转组件的定位端与管件具有内孔的一侧端面相配合，所述管件的另一侧端面与所述活动侧回转组件的端面相配合以用于定位管件，所述活动侧回转组件滑动安装在所述第一导轨上，用于所述活动侧回转组件沿第一导轨向固定侧回转组件运行而对管件定位夹紧。

4.根据权利要求3所述的焊接装配装置，其特征在于：所述固定侧回转组件包括固定侧轴座和安装在固定侧轴座内的固定侧回转轴，所述固定侧轴座通过螺栓固定安装在所述底座上，且该固定侧回转轴的定位端伸出所述固定侧轴座以用于与管件具有内孔的端面相配合；

所述活动侧回转组件包括驱动气缸、气缸座、受驱动的活动侧轴座和安装在活动侧轴座上的活动侧回转轴，所述活动侧轴座的底部设有第一滑块，所述第一滑块滑动安装在所述第一导轨上，所述驱动气缸通过气缸座安装在所述第一导轨上，所述驱动气缸的输出轴与所述活动侧轴座连接，所述活动侧回转轴的端面伸出所述活动侧轴座，且该活动侧回转轴的定位端为锥形以用于与管件的远离固定侧回转组件的一端相配合，在驱动气缸的作用下，推动所述活动侧轴座向固定侧回转组件的方向移动以实现对管件定位及夹紧。

5.根据权利要求4所述的焊接装配装置，其特征在于：所述异形体薄壁零件调节机构包括用于调节异形体薄壁零件位置的旋转调节组件和用于带动旋转调节组件升降的升降同步组件；

所述旋转调节组件包括竖直设置的驱动电机、回转轴、用于夹紧异形体薄壁零件的焊接定位工装和滑动板，所述旋转调节组件通过滑动板与升降同步组件连接以用于在升降同步组件的带动下升降移动，所述驱动电机安装在滑动板上，所述驱动电机的输出轴与回转轴连接，所述回转轴的底部与焊接定位工装连接，在驱动电机驱动下，所述回转轴带动焊接定位工装旋转以使夹紧的异形件薄壁零件回转；

所述升降同步组件包括立柱、横梁、伺服电机、第二导轨、第一丝杠和同步带，所述横梁安装在立柱的顶部，所述伺服电机通过电机座竖直安装在横梁上，所述第一丝杠通过第一丝杠安装座竖直设置在伺服电机靠近所述旋转调节组件的一侧，所述第二导轨安装在所述第一丝杠安装座上，所述滑动板与第一丝杠相配合，且该滑动板的底部与第二导轨相配合，所述伺服电机顶部的输出轴通过同步带与所述第一丝杠的顶端连接，在伺服电机的驱动下，所述滑动板通过第一丝杠沿第二导轨滑动以使所述焊接定位工装升降运行。

6.根据权利要求5所述的焊接装配装置，其特征在于：所述焊接定位工装包括仿形定位块和安装在仿形定位块上的锁紧组件，所述仿形定位块的顶端通过连接板与所述回转轴连接，所述仿形定位块上形成有用于卡装异形体薄壁零件的卡槽，所述锁紧组件包括锁紧板和锁紧螺母，所述锁紧板为直角板，且安装在所述仿形定位块的2个相邻面上，所述锁紧螺母安装在锁紧板上以用于夹紧安装在仿形定位块上的异形体薄壁零件。

7.根据权利要求6所述的焊接装配装置，其特征在于：所述仿形定位块的卡槽的形状与异形体薄壁零件的外形相配合。

8.根据权利要求7所述的焊接装配装置，其特征在于：所述检测机构包括工业相机、调节架、支撑架和背光，所述支撑架安装在所述底座上，所述调节架设置在所述支撑架的顶部，所述工业相机安装在调节架上以用于调节工业相机在X轴或Y轴方向上的调节，所述背光与所述工业相机的检测光线的位置相对以用于增强光源。

9.根据权利要求8所述的焊接装配装置，其特征在于：所述焊接机构包括安装板、第二丝杠、第三导轨、移动板、驱动气缸和高频焊头，所述安装板、驱动气缸安装在所述底座上，所述第二丝杠通过第二丝杠座设置在安装板上，所述第三导轨设置在安装板上，且该第二丝杠与第三导轨平行设置，所述移动板与第二丝杠相配合，且该移动板滑动安装在第三导轨上，所述高频焊头安装在所述移动板上，所述驱动气缸的输出轴与高频焊头连接以用于在驱动气缸的驱动下，所述第二丝杠带动移动板沿第三导轨往复运动。

10.根据权利要求9所述的焊接装配装置，其特征在于：所述底座上设有高频发生器，所述高频发生器与所述高频焊头电连接以用于控制高频焊头运行。

11.一种基于权利要求10所述的焊接装配装置的焊接装配设备，其特征在于：包括工作台、控制器、电器柜和权利要求10所述的焊接装配装置，所述电器柜设置在所述工作台的下方，所述控制器设置在工作台表面的一侧上，所述工作台上设有工作区域，且在工作区域内设置所述的焊接装配装置，所述电器柜、控制器与焊接装配装置电连接。

12.根据权利要求11所述的焊接装配设备，其特征在于：所述焊接装配装置的外部设有保护罩。

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