CN216706230U - 一种低压电器行业触点与联接板全自动高频感应钎焊设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种低压电器行业触点与联接板全自动高频感应钎焊设备，包括六工位转盘、送料机构、焊片裁剪装配机构、触点排序装配机构、焊接系统、冷却系统以及尺寸检测机构以及有机械手臂，六工位转盘的六个工位径向外侧依次对应安装有送料机构、焊片裁剪装配机构、触点排序装配机构、焊接系统、冷却系统以及尺寸检测机构，在送料机构接近六工位转盘的一侧安装有机械手臂。触点与联接板实现了全自动高频感应钎焊。该设备集机械手臂运动系统、可视化人机交互系统、夹具旋转系统、机器视觉检测系统、智能测温系统、冷却系统于一体，并配备有压力检知、在线尺寸测量及报警等符合安全要求的装置。

Description

一种低压电器行业触点与联接板全自动高频感应钎焊设备

技术领域

本实用新型属于金属加工技术领域，涉及自动焊接技术，具体是一种低压电器行业触点与联接板全自动高频感应钎焊设备。

背景技术

目前的低压电器触点与联接板的焊接工艺是这样的：触点与联接板手工进行预装配，再置于高频感应钎焊设备的工装进行固定，然后根据母材及焊材的特性选择合适的钎焊工艺进行钎焊。但实践证明，产品焊接质量很不稳定，分析是由以下原因引起：

1、产品零部件形状尺寸不一：由于低压电器产品的零部件大多是冲压件及粉末冶金件，其形状和尺寸不规则，分散性也较大，人工装配焊接很难发现，对后续产品的装配焊接有直接的影响，但产品对焊接后的质量有很高的要求，如钎着率要求大于85％，产品焊后尺寸也要求很严。所以，手工焊接及半自动焊接不能很好的保证焊接质量，且采用手工焊接效率较低。

2、触点有正反面之别：基于产品的需要，触点有正反面，如果反面焊接在联接板上则产品直接报废，所以需要识别正反面。

3、感应钎焊属于非接触式加热方式，需要感应器与工件耦合，焊接工艺参数受外界因素影响，工件上的加热电流非恒定值，造成焊接质量不稳定。

4、高频钎焊易受到高频感应器更换、夹具温度的影响，易造成产品质量的不稳定，从而导致产品的报废。

5、产品焊后尺寸不能在线检测。产品对焊后尺寸要求很严，所以焊后需要专门一道工序来检测尺寸，增加了工序增加了成本。所以必须要实现在线检测方可。

综上所述，手工或半自动焊接不能满足产品焊接要求，全自动可以保证产品的焊接质量，但现有的全自动设备无法解决以上几个方面的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种提升质量、提升效率、可靠性高、节约人工的低压电器行业触点与联接板全自动高频感应钎焊设备。

本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种低压电器行业触点与联接板全自动高频感应钎焊设备，其特征在于：包括六工位转盘、送料机构、焊片裁剪装配机构、触点排序装配机构、焊接系统、冷却系统以及尺寸检测机构以及有机械手臂，六工位转盘的六个工位径向外侧依次对应安装有送料机构、焊片裁剪装配机构、触点排序装配机构、焊接系统、冷却系统以及尺寸检测机构，在送料机构接近六工位转盘的一侧安装有机械手臂。

而且，六工位转盘的每个工位均安装有用于夹持工件的钎焊夹具。

而且，送料机构包括矩形机架、链传动组件、料盘，矩形机架内安装有链传动组件，矩形机架上导向安装有料盘，料盘由链传动组件驱动在矩形机架上往复移动。

而且，料盘能够阵列式装配60个工件；链传动组件采用倍速链。

而且，冷却系统包括空冷机构和水冷机构，冷却时先水冷降温，然后通过高压压缩空气对工件进行吹干。

而且，焊片裁剪装配机构通过直线振动器将焊片送至待抓取位上，采用真空吸盘的方式抓取焊片，并采用激光测距传感器对工件进行检测。

而且，触点排序装配机构采用触点视觉系统对触点进行识别，并将触点有序排列；触点排序装配机构采用真空吸盘的方式进行抓取触点。

而且，焊接系统同时按采用压力控制和机器视觉检测，压力控制为焊接过程中对触点压力的检测，机器视觉检测焊接过程中焊料熔化后流出焊缝的状态。

而且，尺寸检测机构采用机器视觉系统对焊接完成后工件进行自动测量。

本实用新型的优点和积极效果是：

1、触点与联接板实现了全自动高频感应钎焊。该设备集机械手臂运动系统、可视化人机交互系统、夹具旋转系统、机器视觉检测系统、智能测温系统、冷却系统于一体，并配备有压力检知、在线尺寸测量及报警等符合安全要求的装置，是目前国内自动化及智能化程度最高的高频感应钎焊设备。

2、实现了联接板的在线筛选及识别焊片有无。

3、实现了触点的自动排序及正反面识别。

4、实现了焊接过程的全程检测及闭环控制。

5、实现了产品焊后在线尺寸全检。

6、操作工人只需要定期将摆放好的物料盘放在送料机构上，物料被输送到抓取位置，自动完成组装、焊接等一系列加工，加工效率高，质量统一，加工效果好。

附图说明

图1为本装置的整体布局示意图；

图2为图1中A部的局部放大示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施例对本实用新型作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。

为了便于清楚叙述结构，本实施例以附图1所示方向进行描述。本设备的加工工件为触点联接板，下文简称为联接板。

一种低压电器行业触点与联接板全自动高频感应钎焊设备，包括六工位转盘6、送料机构4、焊片裁剪装配机构3、触点排序装配机构2、焊接系统1、冷却系统8以及尺寸检测机构7以及有机械手臂5，六工位转盘的每个工位均安装有用于夹持联接板9的钎焊夹具，六工位转盘的六个工位径向外侧依次对应安装有送料机构、焊片裁剪装配机构、触点排序装配机构、焊接系统、冷却系统以及尺寸检测机构，在送料机构接近六工位转盘的一侧安装有机械手臂，六工位转盘逆时针自转从而携带待加工的联接板依次通过六个工位进行对应加工。

钎焊夹具是针对联接板结构设计的专用夹具，钎焊夹具设有可自动锁定的压紧装置，能够实现连接件、焊片、触点的快速可靠固定。

送料机构包括矩形机架4-3、链传动组件4-2、料盘4-1，矩形机架内安装有链传动组件，矩形机架上导向安装有料盘，料盘由链传动组件驱动在矩形机架上往复移动；工人站在远离六工位转盘一侧的位置向料盘内人工上料。

生产工序分为：

人工将联接板摆放在料盘上，送料机构将料盘传送到抓料位置；

机械手臂自动按顺序抓取联接板，然后将联接板放在初始工位对应的钎焊夹具上，钎焊夹具压紧固定联接板；

六工位转盘旋转一个工位，到达对应焊片裁剪装配机构的焊片放置工位；

焊片裁剪装配机构对焊片进行剪裁，然后进行装配；

六工位转盘继续旋转一个工位，到达触点排序装配机构对应的触点装配工位；

触点排序装配机构进行触点装配，通过机器视觉将触点正反面和不合格触点进行识别，将合格触点进行装配；

六工位转盘继续旋转一个工位，达到焊接系统对应的钎焊工位；

焊接系统进行加热钎焊，在钎焊过程中通过机器视觉实时监控钎焊过程，使焊片熔化流出焊缝，实现工件的自动焊接；

六工位转盘继续旋转一个工位，到达空冷/水冷系统对应的冷却工位；

冷却系统包括空冷机构和水冷机构，对工件进行冷却时，先水冷降温，然后通过高压压缩空气对工件进行吹干；

六工位转盘继续旋转一个工位，达到尺寸检测机构对应的检测卸料工位；

尺寸检测机构对工件进行检测，通过机器视觉测量钎焊后触点与联接板的尺寸同时保存在电脑内，机械手臂将工件卸下；

六工位转盘继续旋转，回到初始工位；

如此循环作业。

各设备参数均通过可视化人机交互界面进行工艺参数设定。

送料机构

采用往复式自动上料，每料盘4-1可装配60个触点联接板，料盘放在倍速链上，可以往复运动，当一套料盘进入抓料区时另一套料盘可装配联接板；抓料机械手臂按顺序进行抓放料动作。

焊片裁剪装配机构

将一定宽度的成盘焊片固定在焊片裁剪机构上，通过参数的设定实现焊片长度的裁剪，并通过直线振动器将焊片送至待取标准位上，通过传感器检测到焊片停止振动器运行，伺服抓取机构进行焊片的抓取装配。抓取过程中采用真空吸盘的方式进行抓取，同时实时检测真空度，防止焊片脱落。在装配焊片前，激光测距传感器对工件进行检测，符合尺寸要求的工件进行装配焊片，不符合要求的工件不进行装配，同时后续工位对此工件无动作。

触点排序装配机构

由于触点正反面镀层的不一致，需要对触点正反面进行识别，采用触点视觉系统对触点进行识别并将触点有序排列，通过大量工件的检测最终采用触发式检测对触点识别效果最好，即在固定位触点到达后通过激光传感器检测到触点后给视觉系统发送信号对触点正反面进行检测，合格产品通过振动器传送到标准位，不合格产品通过气动机构吹落回振动器内；触点装配机构将触点从标准位抓取，抓取过程中采用真空吸盘的方式进行抓取，同时实时检测真空度，防止触点脱落。将触点放置在整形机构上进行整形，整形完成后再将触点放置到触点装配位上进行固定。

焊接系统

焊接系统即高频感应线圈与下压机构采用导轨+压力控制和机器视觉的方式，灵活实现钎焊过程中的可控性。压力控制为焊接过程中对触点压力的检测，压力过大会导致触点表面产生压痕，压力过小会导致焊接过程中焊料流出状态导致焊接完成后钎着率的不够。机器视觉检测焊接过程中焊料熔化后流出焊缝的状态，保证焊接完成后的焊接质量。

工件焊后尺寸检测和卸件工位

产品对焊接完成后的尺寸要求很严格，采用机器视觉对焊接完成后工件进行自动测量，做到焊接产品尺寸的全检。检测完成后机械手臂进行取件。

本文中涉及的机器视觉检测系统为在先开发的检测系统，可应用在本设备中，本文不再对机器视觉进行详细描述。

尽管为说明目的公开了本实用新型的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本实用新型及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本实用新型的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。

Claims (9)

1.一种低压电器行业触点与联接板全自动高频感应钎焊设备，其特征在于：包括六工位转盘、送料机构、焊片裁剪装配机构、触点排序装配机构、焊接系统、冷却系统、尺寸检测机构以及有机械手臂，六工位转盘的六个工位径向外侧依次对应安装有送料机构、焊片裁剪装配机构、触点排序装配机构、焊接系统、冷却系统以及尺寸检测机构，在送料机构接近六工位转盘的一侧安装有机械手臂。

2.根据权利要求1所述的低压电器行业触点与联接板全自动高频感应钎焊设备，其特征在于：六工位转盘的每个工位均安装有用于夹持工件的钎焊夹具。

3.根据权利要求1所述的低压电器行业触点与联接板全自动高频感应钎焊设备，其特征在于：送料机构包括矩形机架、链传动组件、料盘，矩形机架内安装有链传动组件，矩形机架上导向安装有料盘，料盘由链传动组件驱动在矩形机架上往复移动。

4.根据权利要求3所述的低压电器行业触点与联接板全自动高频感应钎焊设备，其特征在于：料盘能够阵列式装配60个工件；链传动组件采用倍速链。

5.根据权利要求1所述的低压电器行业触点与联接板全自动高频感应钎焊设备，其特征在于：冷却系统包括空冷机构和水冷机构，冷却时先水冷降温，然后通过高压压缩空气对工件进行吹干。

6.根据权利要求1所述的低压电器行业触点与联接板全自动高频感应钎焊设备，其特征在于：焊片裁剪装配机构通过直线振动器将焊片送至待抓取位上，采用真空吸盘的方式抓取焊片，并采用激光测距传感器对工件进行检测。

7.根据权利要求1所述的低压电器行业触点与联接板全自动高频感应钎焊设备，其特征在于：触点排序装配机构采用触点视觉系统对触点进行识别，并将触点有序排列；触点排序装配机构采用真空吸盘的方式进行抓取触点。

8.根据权利要求1所述的低压电器行业触点与联接板全自动高频感应钎焊设备，其特征在于：焊接系统同时采用压力控制和机器视觉检测，压力控制为焊接过程中对触点压力的检测，机器视觉检测焊接过程中焊料熔化后流出焊缝的状态。

9.根据权利要求1所述的低压电器行业触点与联接板全自动高频感应钎焊设备，其特征在于：尺寸检测机构采用机器视觉系统对焊接完成后工件进行自动测量。

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