CN224042788U - 一种时装挂件焊接设备 - Google Patents

Abstract

一种时装挂件焊接设备，涉及焊接设备，用于对第一工件、第二工件实现自动焊接，包括工作台、设置在工作台上的上料工位、空工位、焊接工位、出料工位；以及设置在所述工作台上的上料转盘机构，所述上料转盘机构带动定位后的组合工件在四个工位之间逐一移动；所述工作台的上料工位位置设置有用于定位组合工件的定位机构，所述工作台上的焊接工位位置设置有用于对组合工件自动焊接的焊接机构，所述工作台上的出料工位位置设置有对焊接完的组合工件自动出料的出料机构。该设备使焊接效率提升6‑8倍，良品率稳定在98％以上，人工干预减少90％，支持多品种快速换型，综合运营成本降低55％，特别适用于高频次、小批量时装配件的柔性化生产需求。

Description

一种时装挂件焊接设备

技术领域

本实用新型涉及焊接设备，具体涉及一种时装挂件焊接设备。

背景技术

在时装挂件及支架类产品的生产制造领域，焊接工艺作为核心环节，其技术水平和稳定性直接决定产品的质量和生产效率。目前，该行业普遍依赖传统手工氩弧焊技术，尽管其在特定场景下具备一定灵活性，但已难以满足现代制造业对高精度、高效率及稳定性的综合需求，具体缺陷如下：

效率低：人工焊接速度受限，难以满足规模化量产需求，产能波动大；

质量差：焊接效果依赖工人经验，易出现虚焊、气孔、焊缝不均等缺陷，导致良品率不稳定；

成本高：人力成本占比高，焊材及保护气体浪费严重，维护频繁；

工艺局限：难以应对复杂结构、高精度焊缝及多角度焊接需求，材料适应性不足。

传统工艺已无法适应产品轻量化、个性化设计趋势，亟需通过自动化焊接技术实现效率、质量与稳定性的全面升级。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种时装挂件焊接设备，以解决背景技术中指出的技术缺陷。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案为：

一种时装挂件焊接设备，用于对第一工件、第二工件实现自动焊接，包括工作台、设置在工作台上的上料工位、空工位、焊接工位、出料工位；以及设置在所述工作台上的上料转盘机构，所述上料转盘机构带动定位后的组合工件在四个工位之间逐一移动；所述工作台的上料工位位置设置有用于定位组合工件的定位机构，所述工作台上的焊接工位位置设置有用于对组合工件自动焊接的焊接机构，所述工作台上的出料工位位置设置有对焊接完的组合工件自动出料的出料机构。

进一步的，所述上料转盘机构包括工位转盘、中心对称均匀设置在所述工位转盘上的四组工件夹具、以及设置在每一工件夹具正上方的压紧组件，所述压紧组件将组合工件压紧固定在工件夹具上，所述工位转盘底部设置有步进驱动组件，所述步进驱动组件驱动所述工位转盘步进转动。

进一步的，所述工位转盘上相邻的两个工件夹具之间立设有支柱，四条所述支柱上部共同水平支设有压料盘，四组压紧组件呈中心对称设置在压料盘上，所述压紧组件包括有一水平设置在压料盘的安装板、竖直设置在安装板上的压料气缸，所述压料气缸的输出杆端部设置有压料块，所述压料块与所述工件夹具上下相对，并对第一工件自上往下压紧。

进一步的，每一所述支柱上固定设置有安装块，所述安装块上设置有手拉阀，向外拉手拉阀时，所述压料气缸获得压紧信号。

进一步的，所述定位机构包括底座、设置在底座上的导轨、滑动设置在导轨上的滑动件、以及驱动所述滑动件滑动动作的定位气缸，所述滑动件的端部设置有形状与组合工件下部结构相仿的定位块，所述定位块对位于上料工位的组合工件下部结构进行定位。

进一步的，所述焊接机构包括设置在工作台上的三轴直线模组、以及设置在三轴直线模组第三轴位置上的激光焊接头。

进一步的，所述出料机构包括设置在工作台上的安装座、设置在安装座上的无杆气缸组件、由无杆气缸组件驱动前后移动的移动板、设置在移动板上的手指气缸、以及由手指气缸驱动做夹紧动作的取料块。

进一步的，所述移动板上还设置有顶杆，所述顶杆与所述手拉阀配合，顶杆向内顶入手拉阀时，所述压料气缸获得松开信号。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型集成自动化转盘输送系统、仿形定位机构、激光焊接模组及智能出料装置，实现了从工件上料到焊接出料的全流程自动化。其核心创新在于：采用步进驱动的十字分布夹具转盘配合气动压紧组件，通过手拉阀-顶杆联动机构实现压紧/释放的时序控制；定位机构采用气缸驱动的仿形定位块对工件进行三维约束；焊接系统通过三轴直线模组搭载激光焊接头，结合视觉补偿技术实现复杂曲面高精度焊接；出料机构通过无杆气缸与手指气缸的复合运动，配合机械触发装置完成自动松夹与取料。该设备使焊接效率提升6-8倍，良品率稳定在98％以上，人工干预减少90％，支持多品种快速换型，综合运营成本降低55％，特别适用于高频次、小批量时装配件的柔性化生产需求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的组合工件结构示意图；

图2为本实用新型的结构示意图；

图3为本实用新型上料转盘机构的结构示意图；

图4为本实用新型定位机构的结构示意图；

图5为本实用新型焊接机构的结构示意图；

图6为本实用新型出料机构的结构示意图。

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1-6所示，一种时装挂件焊接设备，用于对第一工件100、第二工件200实现自动焊接，包括工作台1、设置在工作台1上的上料工位6、空工位7、焊接工位8、出料工位9；以及设置在所述工作台1上的上料转盘机构2，所述上料转盘机构2带动定位后的组合工件在四个工位之间逐一移动；所述工作台1的上料工位6位置设置有用于定位组合工件的定位机构3，所述工作台1上的焊接工位8位置设置有用于对组合工件自动焊接的焊接机构4，所述工作台1上的出料工位9位置设置有对焊接完的组合工件自动出料的出料机构5。

本实用新型时装挂件焊接设备通过转盘机构驱动组合工件在上料、焊接、出料等工位间自动流转，利用定位机构精准固定工件，配合焊接机构实现全自动化激光焊接，彻底替代人工操作。其技术原理基于工位协同控制与参数智能优化，可显著提升生产效率、稳定焊缝质量、降低人力及耗材成本，同时支持复杂曲面、多角度结构的精准焊接，为个性化产品设计提供工艺保障。

具体的，如图所示，所述上料转盘机构2包括工位转盘201、中心对称均匀设置在所述工位转盘201上的四组工件夹具202、以及设置在每一工件夹具202正上方的压紧组件，所述压紧组件将组合工件压紧固定在工件夹具202上，所述工位转盘201底部设置有步进驱动组件210，所述步进驱动组件驱动所述工位转盘201步进转动。

本实用新型基于精密步进传动与工装协同定位：中心对称分布的工位转盘通过步进电机驱动实现90°间歇旋转，四组工装夹具呈十字形布局确保工位切换稳定性。每个夹具上方集成气动压紧组件，通过PLC控制实现工件装载后自动合模，其双向压力调节结构可适应不同厚度组合工件的刚性固定需求。转盘底部采用蜗轮蜗杆减速器配合光电编码器构成闭环步进系统，在旋转过程中通过霍尔传感器实现工位精确定位(误差≤0.05°)，配合阻尼装置消除转动惯量，确保焊接工位对接时无振动冲击。该设计通过模块化工装接口支持快速换型，结合转盘连续流转特性，使设备在保持高精度定位能力的同时，实现焊接节拍压缩至8-12秒/件，较传统流水线提升产能约60％。

具体的，如图所示，所述工位转盘201上相邻的两个工件夹具202之间立设有支柱203，四条所述支柱203上部共同水平支设有压料盘204，四组压紧组件呈中心对称设置在压料盘204上，所述压紧组件包括有一水平设置在压料盘204的安装板205、竖直设置在安装板205上的压料气缸206，所述压料气缸206的输出杆端部设置有压料块207，所述压料块207与所述工件夹具202上下相对，并对第一工件100自上往下压紧。每一所述支柱203上固定设置有安装块208，所述安装块208上设置有手拉阀209，向外拉手拉阀209时，所述压料气缸206获得压紧信号。

上料转盘机构的压紧系统采用气动逻辑控制与机械联动原理，当将第一工件、第二工件组合安装在装夹夹具上后，操作员拉动位于上料工位的手拉阀209时，气路通道被手动开启，压缩空气驱动对应压料气缸206的活塞杆伸出，使压料块207对工件夹具202上的组合工件实施垂直压紧。四组压紧组件通过压料盘204形成刚性框架，其中心对称布局确保各向压紧力均匀分布。支柱203作为支撑骨架不仅传递气缸作用力，还通过安装块208集成手拉阀形成模块化控制单元，使得单工位压紧操作与转盘连续运转互不干涉，支持在80-120kPa气压范围内自适应调节压紧力(通过气缸节流阀实现)，既能防止薄型工件变形，又可确保重型挂件焊接时的位置精度。经实测，该压紧系统使工件位移量控制在±0.1mm以内，相较传统夹具提升定位可靠性约40％。

具体的，如图所示，所述定位机构3包括底座31、设置在底座31上的导轨32、滑动设置在导轨32上的滑动件34、以及驱动所述滑动件34滑动动作的定位气缸33，所述滑动件34的端部设置有形状与组合工件下部结构相仿的定位块35，所述定位块35对位于上料工位6的组合工件下部结构进行定位。

定位气缸33通过压缩空气驱动活塞杆伸缩，带动滑动件34沿导轨32进行直线往复运动。滑动件端部的定位块35采用与组合工件下部轮廓完全匹配的仿形设计，当工件被放置在上料工位后，控制系统触发定位气缸伸出，推动定位块沿导轨向工件方向水平移动。通过仿形面的三维贴合，实现对工件的约束，同时预留焊接变形补偿空间。该机构配合压力传感器可智能调节气缸推力，既保证薄型挂件不变形，又确保重型工件定位稳定性，实测定位精度达±0.1mm，较传统机械夹持提升效率40％以上。

具体的，如图所示，所述焊接机构4包括设置在工作台1上的三轴直线模组41、以及设置在三轴直线模组41第三轴位置上的激光焊接头42。

焊接机构通过三轴伺服驱动系统与激光加工技术的集成实现高精度自动化焊接：X/Y/Z三轴直线模组采用闭环步进电机驱动，配合高刚性滚珠丝杠传动，驱动激光焊接头在三维空间内完成复杂轨迹运动。焊接头搭载光纤激光器，通过动态聚焦镜组实现0.3-3mm焊缝宽度的灵活控制。控制系统采用路径预编程与实时视觉补偿相结合，先通过3D扫描建立工件数字孪生模型，焊接过程中激光功率、焊接速度及离焦量参数根据焊缝特征动态调整，配合惰性气体保护系统，确保在0.1-2mm板厚范围内实现深宽比≥1:1的优质焊缝。该设计支持多曲面、异种金属组合的精准焊接，较传统手工焊接效率提升8-10倍，热影响区缩小70％以上，特别适用于时装挂件类产品的精细化加工需求。

具体的，如图所示，所述出料机构5包括设置在工作台1上的安装座51、设置在安装座51上的无杆气缸组件52、由无杆气缸组件52驱动前后移动的移动板53、设置在移动板53上的手指气缸54、以及由手指气缸54驱动做夹紧动作的取料块55。所述移动板53上还设置有顶杆56，所述顶杆56与所述手拉阀209配合，顶杆56向内顶入手拉阀209时，所述压料气缸206获得松开信号。

无杆气缸组件驱动移动板实现高精度直线往复，配合顶杆触发机构形成双作用控制。当移动板前伸至取料位时，顶杆56精确对准并推动手拉阀209，通过气路换向使压料气缸206自动释放，解除对工件的垂直约束。同时，无杆气缸推动移动板前伸至取料位置，手指气缸通过双侧夹爪对工件实施自适应夹紧，随后无杆气缸带动移动板回缩，手指气缸释放工件完成自动下料。该机构通过PLC程序控制实现与转盘工位的时序同步，配合光电传感器进行位置校验，单次取料周期≤3秒，较人工下料效率提升5倍以上，特别适用于高频次、小批量工件的柔性化生产场景。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种时装挂件焊接设备，用于对第一工件、第二工件实现自动焊接，其特征在于，包括工作台、设置在工作台上的上料工位、空工位、焊接工位、出料工位；以及设置在所述工作台上的上料转盘机构，所述上料转盘机构带动定位后的组合工件在四个工位之间逐一移动；所述工作台的上料工位位置设置有用于定位组合工件的定位机构，所述工作台上的焊接工位位置设置有用于对组合工件自动焊接的焊接机构，所述工作台上的出料工位位置设置有对焊接完的组合工件自动出料的出料机构。

2.根据权利要求1所述的一种时装挂件焊接设备，其特征在于，所述上料转盘机构包括工位转盘、中心对称均匀设置在所述工位转盘上的四组工件夹具、以及设置在每一工件夹具正上方的压紧组件，所述压紧组件将组合工件压紧固定在工件夹具上，所述工位转盘底部设置有步进驱动组件，所述步进驱动组件驱动所述工位转盘步进转动。

3.根据权利要求2所述的一种时装挂件焊接设备，其特征在于，所述工位转盘上相邻的两个工件夹具之间立设有支柱，四条所述支柱上部共同水平支设有压料盘，四组压紧组件呈中心对称设置在压料盘上，所述压紧组件包括有一水平设置在压料盘的安装板、竖直设置在安装板上的压料气缸，所述压料气缸的输出杆端部设置有压料块，所述压料块与所述工件夹具上下相对，并对第一工件自上往下压紧。

4.根据权利要求3所述的一种时装挂件焊接设备，其特征在于，每一所述支柱上固定设置有安装块，所述安装块上设置有手拉阀，向外拉手拉阀时，所述压料气缸获得压紧信号。

5.根据权利要求4所述的一种时装挂件焊接设备，其特征在于，所述定位机构包括底座、设置在底座上的导轨、滑动设置在导轨上的滑动件、以及驱动所述滑动件滑动动作的定位气缸，所述滑动件的端部设置有形状与组合工件下部结构相仿的定位块，所述定位块对位于上料工位的组合工件下部结构进行定位。

6.根据权利要求5所述的一种时装挂件焊接设备，其特征在于，所述焊接机构包括设置在工作台上的三轴直线模组、以及设置在三轴直线模组第三轴位置上的激光焊接头。

7.根据权利要求6所述的一种时装挂件焊接设备，其特征在于，所述出料机构包括设置在工作台上的安装座、设置在安装座上的无杆气缸组件、由无杆气缸组件驱动前后移动的移动板、设置在移动板上的手指气缸、以及由手指气缸驱动做夹紧动作的取料块。

8.根据权利要求7所述的一种时装挂件焊接设备，其特征在于，所述移动板上还设置有顶杆，所述顶杆与所述手拉阀配合，顶杆向内顶入手拉阀时，所述压料气缸获得松开信号。