CN215034483U - 一种用于金属箱体焊接系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了提供一种用于金属箱体焊接系统，本系统包括机械手臂，拼缝焊接工位与定位螺母焊接工位。本装置采用机器臂连接激光焊接器，具有焊接可靠性强，焊缝后期处理简单的优点；本工装对定位螺母的进行内侧焊接，实现定位螺母与母体焊接，焊接后无需再打磨，且外观及后续装配表现非常优秀采用定位拼装治具，有效控制折弯公差带来的形变，控制产品外观尺寸的一致性；本工装采用机械手臂控制激光焊接头，操作人员只要将产品放入定位治具后，焊接平台自动对产品进行焊接，对操作人员焊接技能要求比较低。

Description

一种用于金属箱体焊接系统

技术领域

本发明涉及激光焊接技术领域，具体涉及一种用于金属箱体焊接系统。

背景技术

在对工件进行焊接时，盒式焊接工件比较常见，如附图1所示，为需要焊接的工件的示意图，本需要焊接的工件也为盒式结构但是需要在盒式结构的相对应的边焊接定位螺母。在实际的工作流程中，该工件先经过金属材料折弯流程后，再进行焊接折弯拼缝，最后焊接定位螺母而成。现有技术中，折弯拼缝通常是采用人工焊接，人工焊接的话就需要焊接工人熟练掌握焊接工艺，才能保证焊缝符合设计工艺，即焊缝饱满无缝隙，无气泡；对于定位螺母，则需要在定位螺母工件外侧与母体焊接一周。并且由于后续精密装配要求，需要定位螺母精准定位。人工焊接时容易出现误差，其焊接良率一直只能是80%左右，返工很多，造成成本浪费；其次是焊接后再打磨焊缝，将焊疤高度打磨至装配要求，打磨少了装配不上，打磨过度导致焊接强度不足，打磨工位的良率也只有88%左右，因此需要更有效率的焊接工装。

发明内容

1.所要解决的技术问题：

针对上述技术问题，本发明提供一种用于金属箱体焊接系统，本系统采用机器臂连接激光焊接器，具有焊接可靠性强，焊缝后期处理简单的优点；本工装对定位螺母的进行内侧焊接，实现定位螺母与母体焊接，焊接后无需再打磨，且外观及后续装配表现非常优秀采用定位拼装治具，有效控制折弯公差带来的形变，控制产品外观尺寸的一致性；本工装采用机械手臂控制激光焊接头，操作人员只要将产品放入定位治具后，焊接平台自动对产品进行焊接，对操作人员焊接技能要求比较低。

2.技术方案：

一种用于金属箱体焊接系统，其特征在于：包括机械手臂，拼缝焊接工位与定位螺母焊接工位。

所述机械手臂包括安装于手臂底部的可移动底座、安装于手臂顶部的焊接激光器。

所述拼缝焊接工位包括变位机、安装于变位机表面的第一工装底板；所述第一工装底板为方形；第一工装底板的中间位置设置与金属箱体预留的通孔对应的定位销；所述定位销为4个，分别位于金属箱体的四个角；所述第一工装底板表面左右两个对边、前后两个对边均设置夹持结构；所述夹持结构均通过其对应的气缸控制实现对放置在第一工装底板表面的金属箱体的四个边的夹持；位于放置金属箱体的正上方，悬空安装向下压紧装置与前后撑开装置；所述向下压紧装置通过气缸控制向下压放置在第一工装底板表面的金属箱体；所述前后撑开装置固定连接在向下压紧装置下端，当向下压紧装置下降时同时带动前后撑开装置向下运动至略高于第一工装底板；所述前后撑开装置的夹板通过气缸控制向外撑住放置在第一工装底板的金属箱体的左右两边的内壁。

所述定位螺母焊接工位包括变位机、安装于变位机表面的第二工装底板；所述第二工装底板为方形；所述第二工装底板的中间位置设置与金属箱体预留的通孔对应的定位销；所述第二工装底板表面设置前后夹紧机构；所述前后夹紧机构的夹板位于金属箱体与螺母连接处设置通孔；焊接时通孔内放置待加工的定位螺母；焊接时，焊接激光器伸入金属箱体的内腔实现对箱体的通孔与定位螺母的焊接。

还包括控制系统；所述控制系统包括变位机控制电路、焊接激光器控制电路、手臂底座控制电路、多个夹持装置的气缸控制装置以及PLC；所述变位机控制电路、激光电焊器控制电路、手臂底座控制电路、夹持装置的气缸控制装置均与PLC相连。

进一步地，第一工装底板表面左右夹持结构包括左右两边夹持板及其对应的气缸；左右夹持板在其对应的气缸作用下从左右方向夹持金属箱体的左右两边，从而实现对金属箱体的固定。

进一步地，第一工装底板表面前后夹持结构包括前后两边夹持板及其对应的气缸；前后夹持板在其对应的气缸作用下从前后方向夹持金属箱体的前后两边，从而实现对金属箱体的固定。

进一步地，所述变位机包括变位机支架、可旋转变位机轴；变位机轴在其电机的控制下能够转动，从而实现安装在其表面的工装底板实现旋转 。

进一步地，金属箱体用于焊接定位螺母的通孔直径略小于定位螺母的直径；焊接时焊接激光器从金属箱体的侧壁的内侧实现定位螺母与金属箱体的焊接。

3.有益效果：

（1）本焊接工装由1台机械手臂，2套变位机，2套产品工装，1套激光焊接机组成，机械手臂，焊接激光器，变位机以及产品工装都连接到控制中心，由PLC依照编辑好的既定程序完成焊接动作，焊接过程全程自动化减小了对操作者的依赖，焊接一致性好。

（2）本焊接工装中将拼缝焊接与定位螺母焊接分开焊接；在拼缝焊接工位进行焊接的同时，工人可以将螺母先放入定位螺母焊接工位的定位槽内，再把已经完成拼缝焊接的金属工件放入定位螺母焊接工位内，按下启动按钮，此时定位螺母焊接工位的定位螺母焊接工位自动夹紧定位，并处于等待状态，只要是拼缝焊接工位焊接完成，机械手臂会自动焊接定位螺母焊接工位，定位螺母焊接采用内侧焊接的方式，是的焊疤在螺母内侧不仅不影响产品的外观，还减少了打磨工序。从而提高生产效率和品质。

综上所述，本金属箱体焊接的工装，能够有效降低对设备操作人员的专业性依赖，提高焊接的生产效率和品质。

附图说明

图1为本工装焊接的金属箱体的结构图；

图2为本发明的总体结构图；

图3为本发明中机械手臂的结构图；

图4为本发明的拼缝焊接工位的结构图；

图5为本发明的定位螺母焊接工位的结构图。

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2至附图4，一种用于金属箱体焊接系统，其特征在于：包括机械手臂，拼缝焊接工位与定位螺母焊接工位。

所述机械手臂包括安装于手臂底部的可移动底座、安装于手臂顶部的焊接激光器。

所述拼缝焊接工位包括变位机、安装于变位机表面的第一工装底板；所述第一工装底板为方形；第一工装底板的中间位置设置与金属箱体预留的通孔对应的定位销；所述定位销为4个，分别位于金属箱体的四个角；所述第一工装底板表面左右两个对边、前后两个对边均设置夹持结构；所述夹持结构均通过其对应的气缸控制实现对放置在第一工装底板表面的金属箱体的四个边的夹持；位于放置金属箱体的正上方，悬空安装向下压紧装置与前后撑开装置；所述向下压紧装置通过气缸控制向下压放置在第一工装底板表面的金属箱体；所述前后撑开装置的夹板通过气缸控制向外撑住放置在第一工装底板的金属箱体的左右两边的内壁。

所述定位螺母焊接工位包括变位机、安装于变位机表面的第二工装底板；所述第二工装底板为方形；所述第二工装底板的中间位置设置与金属箱体预留的通孔对应的定位销；所述第二工装底板表面设置前后夹紧机构；所述前后夹紧机构的夹板位于金属箱体与螺母连接处设置通孔；焊接时通孔内放置待加工的定位螺母；焊接时，焊接激光器伸入金属箱体的内腔实现对箱体的通孔与定位螺母的焊接。

还包括控制系统；所述控制系统包括变位机控制电路、焊接激光器控制电路、手臂底座控制电路、多个夹持装置的气缸控制装置以及PLC；所述变位机控制电路、激光电焊器控制电路、手臂底座控制电路、夹持装置的气缸控制装置均与PLC相连。

进一步地，第一工装底板表面左右夹持结构包括左右两边夹持板及其对应的气缸；左右夹持板在其对应的气缸作用下从左右方向夹持金属箱体的左右两边，从而实现对金属箱体的固定。

进一步地，第一工装底板表面前后夹持结构包括前后两边夹持板及其对应的气缸；前后夹持板在其对应的气缸作用下从前后方向夹持金属箱体的前后两边，从而实现对金属箱体的固定。

进一步地，所述变位机包括变位机支架、可旋转变位机轴；变位机轴在其电机的控制下能够转动，从而实现安装在其表面的工装底板实现旋转 。

进一步地，金属箱体用于焊接定位螺母的通孔直径略小于定位螺母的直径；焊接时焊接激光器从金属箱体的侧壁的内侧实现定位螺母与金属箱体的焊接。

具体实施例：

如附图1所示，本工装焊接的金属箱体包括金属箱主体A1，侧板A2以及定位螺母A3。需要焊接的是已经经过弯折的侧板之间的焊缝，定位螺母与主体之间的连接焊缝。其焊接要求：焊接侧板与主体的拼缝，再焊接两端螺柱。

如附图2、3、4、5 为本工装的三个主要部分，机械手臂1，拼缝焊接工位2与定位螺母焊接工位3。其中机械手臂1由可移动底座12、手臂11以及焊接激光器13；拼缝焊接工位2包括变位机21、第一工装底板22、定位销27、左右夹持结构23、前后夹持结构24、向下压紧装置25以及前后撑开装置26；定位螺母焊接工位3包括变位机21、第二工装底板32、前后夹紧机构33。

具体操作流程：

步骤一：将金属箱体放置以定位销为基准放入拼装好的主体与侧板至缝焊接工位的第一工装底板；按下启动按钮，向下压紧装置下降至金属箱体的底板，同时前后撑开装置随之下将至略高于金属箱体的底板，夹板向外推进，使其抵住侧板内侧；左右、前后两个夹持结构由气缸驱动向中间移动与内衬板夹紧侧板；左右夹紧结构由气缸驱动向中间移动压死主体侧壁。

步骤二：变位机及与机械手配合运动完成侧边与主体之间的拼缝焊接；所有机构以与夹紧时相反的顺序依次松开；取出金属箱体。

步骤三：当拼缝焊接工位在定位焊接时，将需焊接的定位螺母放入定位螺母焊接工位的前后夹紧机构上的配做孔内；以定位销定位放入拼缝焊接工位焊接完成的金属箱体；前后夹紧机构带着放置好的定位螺母向中间移动使定位螺母与侧板外侧固定、压死。定位螺母焊接工位的变位机与机械手臂配合运动完成焊接；前后夹紧机构后退松开；取出工件。

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)

1.一种用于金属箱体焊接系统，其特征在于：包括机械手臂，拼缝焊接工位与定位螺母焊接工位；

所述机械手臂包括安装于手臂底部的可移动底座、安装于手臂顶部的焊接激光器；

所述拼缝焊接工位包括变位机、安装于变位机表面的第一工装底板；所述第一工装底板为方形；第一工装底板的中间位置设置与金属箱体预留的通孔对应的定位销；所述定位销为4个，分别位于金属箱体的四个角；所述第一工装底板表面左右两个对边、前后两个对边均设置夹持结构；所述夹持结构均通过其对应的气缸控制实现对放置在第一工装底板表面的金属箱体的四个边的夹持；位于放置金属箱体的正上方，悬空安装向下压紧装置与前后撑开装置；所述向下压紧装置通过气缸控制向下压放置在第一工装底板表面的金属箱体；所述前后撑开装置的夹板通过气缸控制向外撑住放置在第一工装底板的金属箱体的左右两边的内壁；

所述定位螺母焊接工位包括变位机、安装于变位机表面的第二工装底板；所述第二工装底板为方形；所述第二工装底板的中间位置设置与金属箱体预留的通孔对应的定位销；所述第二工装底板表面设置前后夹紧机构；所述前后夹紧机构的夹板位于金属箱体与螺母连接处设置通孔；焊接时通孔内放置待加工的定位螺母；焊接时，焊接激光器伸入金属箱体的内腔实现对箱体的通孔与定位螺母的焊接；

还包括控制系统；所述控制系统包括变位机控制电路、焊接激光器控制电路、手臂底座控制电路、多个夹持装置的气缸控制装置以及PLC；所述变位机控制电路、激光电焊器控制电路、手臂底座控制电路、夹持装置的气缸控制装置均与PLC相连。

2.根据权利要求1所述的一种用于金属箱体焊接系统，其特征在于：第一工装底板表面左右夹持结构包括左右两边夹持板及其对应的气缸；左右夹持板在其对应的气缸作用下从左右方向夹持金属箱体的左右两边，从而实现对金属箱体的固定。

3.根据权利要求1所述的一种用于金属箱体焊接系统，其特征在于：第一工装底板表面前后夹持结构包括前后两边夹持板及其对应的气缸；前后夹持板在其对应的气缸作用下从前后方向夹持金属箱体的前后两边，从而实现对金属箱体的固定。

4.根据权利要求1所述的一种用于金属箱体焊接系统，其特征在于：所述变位机包括变位机支架、可旋转变位机轴；变位机轴在其电机的控制下能够转动，从而实现安装在其表面的工装底板实现旋转。

5.根据权利要求1所述的一种用于金属箱体焊接系统，其特征在于：金属箱体用于焊接定位螺母的通孔直径略小于定位螺母的直径；焊接时焊接激光器从金属箱体的侧壁的内侧实现定位螺母与金属箱体的焊接。

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