一种自动焊接工装的制作方法

本实用新型属于机械技术领域，涉及一种自动焊接工装。

背景技术：

钢瓶在生产过程中，通常分为两部分即上瓶体和下瓶体，上瓶体和下瓶体各自加工好后，再将上瓶体和下瓶体焊接在一起形成一个完整的钢瓶。

现有焊接一般采用人工结合机器设备完成，其焊接部分基本上采用人工焊接，劳动强度大，工作效率低，而且焊接质量与焊接工人的焊接经验及技能关系较大，从而焊接品质不能很好保证，不合格率较高。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种能实现全自动焊接从而提高焊接效率及质量的自动焊接工装。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种自动焊接工装，包括控制柜和与控制柜连接的进料输送装置、出料输送装置及若干个焊接工位，所述焊接工位排列在上述进料输送装置和出料输送装置之间，每个所述焊接工位包括两个焊接装置和一个贯穿设置在两个焊接装置上方的分料机构，所述的分料机构能将待焊接工件从进料输送装置上分配到上述两个焊接装置上进行焊接工作，其特征在于,所述的焊接装置包括：

移料机构，将分配机构分配过来的待焊接工件移动到焊接位置且将焊接好后的工件移出到出料输送装置上；

夹具工装，将位于焊接位置上的待焊接工件夹紧或焊接好后的工件松开；

焊接跟踪装置，对位于焊接位置上且被夹具工装夹紧的待焊接工件进行焊接工作；

机架，上述移料机构、夹具工装和焊接跟踪装置均安装在机架上。

在上述的一种自动焊接工装中，所述的进料输送装置包括进料输送机架和两条安装在进料输送机架上且分别对应上述两个焊接装置的进料输送线，所述每条进料输送线上安装有若干个定位限位机构，每组定位限位机构分别位于对应的分料机构下方，所述定位限位机构包括第一接近开关、第二接近开关和两个由限位杆及限位气缸构成的限位结构。

在上述的一种自动焊接工装中，所述的第一接近开关和第二接近开关均为红外传感器一。

在上述的一种自动焊接工装中，所述的出料输送装置包括两条出料输出线，且分别位于上述焊接装置的两外侧。

在上述的一种自动焊接工装中，所述的分料机构包括伺服电机、横臂和通过螺杆连接在横臂上的送料机械手，所述伺服电机与控制柜电连接，所述横臂两端分别固定安装在上述两个焊接装置的机架上，所述的送料机械手包括机械手座、吸盘和安装在机械手座上的送料气缸一，机械手座与螺杆螺纹连接，吸盘连接在送料气缸一的活塞杆上，送料气缸一上安装有上到位开关一和下到位开关一，所述吸盘上安装有多个电磁铁一。

在上述的一种自动焊接工装中，所述的吸盘上安装有红外传感器二。

在上述的一种自动焊接工装中，所述的移料机构包括安装在上述机架上的预托架、横向移料气缸和移料结构，所述移料结构包括安装在横向移料气缸上的移料支架和安装在移料支架上的移料气缸一和移料气缸二，所述移料气缸一和移料气缸二各自活塞杆上分别安装有托架一和托架二，移料气缸一和托架一位于预托架处，移料气缸二和托架二位于焊接位置正下方，所述移料气缸一和移料气缸二同步动作且移料气缸一上安装有上到位开关二和下到位开关二，横向移料气缸上安装有焊接到位开关，所述焊接到位开关位于焊接位置正下方。

在上述的一种自动焊接工装中，所述的预托架上安装有用来检测预托架上有无工件的红外传感器三。

在上述的一种自动焊接工装中，所述的托架二上安装有若干个电磁铁二。

在上述的一种自动焊接工装中，所述的夹具工装包括安装在上述机架上的两夹具机座和分别安装在两夹具机座上的两夹紧气缸，所述两夹紧气缸上分别安装有前夹头和后夹头，所述两夹紧气缸上分别安装有夹具到位开关。

在上述的一种自动焊接工装中，所述的焊接跟踪装置包括焊接支架、焊接气缸、焊接座、变频电机和固定安装在焊接座上的焊枪、激光发射器和摄像头，焊接座连接在焊接气缸的活塞杆上，焊接支架固定安装在上述的机架上，所述焊接座连接在焊接支架上，所述变频电机通过驱动机构与焊机气缸连接且能驱动焊接气缸及焊接座相对焊接支架摆动，所述变频电机、焊枪、激光发射器和摄像头均与上述的控制柜电连接。

在上述的一种自动焊接工装中，所述的工件为钢瓶。

与现有技术相比，本自动焊接工装具有如下几个优点：

1、多工位同步操作，且每个工位都设有两个焊接装置，设计合理，占地较小，同时大大提高了生产效率；

2、所有进送料、移料、焊接及出送料都实现全自动化操作，提高效率的同时，降低了劳动强度，节省人力操作，降低成本，且还能保证焊接品质；

3、整个工装上到处布满了接近开关和到位开关，从而能够实现精准控制，保证工装各机构动作的有序及准确；

4、焊接采用激光发射器发出激光打到钢瓶及焊接处，通过摄像头采集呈像判断是否符合焊接要求，符合的话就启动焊接，不符合的话就停机调整直到符合，通过智能实时检测焊接情况，以提高焊接质量。

附图说明

图1是本实用新型单个焊接工位的结构示意图。

图2是本实用新型的局部结构图。

图中，1、出料输出线；2、进料输送装置；21、进料输送机架；22、进料输送线；3、分料机构；31、横臂；32、机械手座；33、吸盘；34、电磁铁一；35、送料气缸一；4、移料机构；41、预托架；42、横向移料气缸；43、移料支架；44、移料气缸一；45、托架一；46、移料气缸二；47、托架二；48、电磁铁二；5、夹具工装；51、夹具机座；52、夹紧气缸；53、前夹头；54、后夹头；6、焊接跟踪装置；61、焊接支架；62、焊接气缸；63、焊枪；64、激光发射器；65、摄像头；66、焊接座；7、排出板；8、钢瓶。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1和2所示，本自动焊接工装用于将加工好的钢瓶8上瓶体和下瓶体焊接在一起，包括控制柜和与控制柜连接的进料输送装置2、出料输送装置及多个焊接工位。进料输送装置2包括进料输送机架21和两条进料输送线22，出料输送装置包括两条出料输出线1，两条进料输送线22并在一起位于两条出料输出线1的中间位置。每个焊接工位包括两个焊接装置和一个贯穿设置在两个焊接装置上方的分料机构3，两个焊接装置分别位于进料输送线22与两条出料输出线1之间。

焊接工位根据需要可以设置多个，沿着进料输出线和出料输出线1之间均匀间隔布设，每条进料输送线22上安装有数量与焊接工位相同的定位限位机构且一一对应配合对应的焊接装置工作。每组定位限位机构分别位于对应焊接工位的分料机构3下方，定位限位机构包括第一接近开关、第二接近开关和两个由限位杆及限位气缸构成的限位结构，这些结构均安装在进料输送机架21上。第一接近开关和第二接近开关为红外传感器一。第一接近开关、第二接近开关和两个由限位杆及限位气缸构成的限位结构均为惯用技术手段，不再详细阐述，在图中也未示出。

分料机构3包括伺服电机、横臂31和通过螺杆连接在横臂31上的送料机械手，伺服电机与控制柜电连接，横臂31两端分别固定安装在上述两个焊接装置的机架上，送料机械手包括机械手座32、吸盘33和安装在机械手座32上的送料气缸一35，机械手座32与螺杆螺纹连接，吸盘33连接在送料气缸一35的活塞杆上，送料气缸一35上安装有上到位开关一和下到位开关一，吸盘33上安装有多个电磁铁一34，吸盘33上安装有红外传感器二。

焊接装置包括移料机构4、夹具工装5、焊接跟踪装置6和机架。钢瓶8被夹具工装5夹紧到位时为焊接位置。

移料机构4包括安装在机架上的预托架41、横向移料气缸42和移料结构，预托架41上安装有用来检测预托架41上有无工件的红外传感器三。移料结构包括安装在横向移料气缸42上的移料支架43和安装在移料支架43上的移料气缸一44和移料气缸二46。移料气缸一44和移料气缸二46各自活塞杆上分别安装有托架一45和托架二47，托架二47上安装有若干个电磁铁二48，移料气缸一44和托架一45位于预托架41处，移料气缸二46和托架二47位于焊接位置正下方，移料气缸一44和移料气缸二46同步动作且移料气缸一44上安装有上到位开关二和下到位开关二，横向移料气缸42上安装有焊接到位开关，焊接到位开关位于焊接位置正下方。

夹具工装5包括安装在机架上的两夹具机座51和分别安装在两夹具机座51上的两夹紧气缸52，两夹紧气缸52上分别安装有前夹头53和后夹头54，两夹紧气缸52上分别安装有夹具到位开关。

焊接跟踪装置6包括焊接支架61、焊接气缸62、焊接座66、变频电机和固定安装在焊接座66上的焊枪63、激光发射器64和摄像头65，焊接座66连接在焊接气缸62的活塞杆上，焊接支架61固定安装在上述的机架上，所述焊接座66连接在焊接支架61上，变频电机通过驱动机构与焊机气缸连接且能驱动焊接气缸62及焊接座66相对焊接支架61摆动。当激光发射器64、焊枪63和摄像头65偏离钢瓶8的焊接处时，控制柜可以控制变频电机驱动焊接气缸62及焊接座66摆动调整到正确焊接位置。驱动机构可以为齿轮等传动结构，也可以为包括但不仅限于的转动轴结构，均为常用技术结构，在此不再详细叙述。变频电机、焊枪63、激光发射器64和摄像头65均与控制柜电连接。

本自动焊接工装的工作原理及工作过程如下：

启动该工装工作，工作人员将钢瓶8(事先将上瓶体和下瓶体组装好)搬运到两条进料输送线22上，两条进料输送线22各自独立工作并分别进行给料，或者采用机器设备采用机械手自动将钢瓶8搬运到这两条进料输送线22上。钢瓶8沿输送线往前移动，钢瓶8瓶底面向输送方向，当钢瓶8瓶底到达第一接近开关时，第一接近开关检测到并发信号给控制柜，当钢瓶8瓶底达到第二接近开关时，第二接近开关检测到并发信号给控制柜，控制柜控制限位结构上的限位气缸工作驱动限位杆上行伸出，此时钢瓶8位于两个限位杆之间，进料输送带仍然在工作，但继续输送过来的钢瓶8被限制在限位杆外面不能进入。进料输送线22上的其他钢瓶8继续输送不收影响。

待限位杆对钢瓶8限位孤立后，控制柜控制伺服电机将送料机械手(送料机械手原先是位于两条进料输送线22的中间位置)移动到对应进料输送线22的正上方，然后送料气缸一35带动吸盘33下行到下到位开关一停止下行，此时吸盘33刚好与钢瓶8上端面接触，吸盘33上的红外传感器二检测到有钢瓶8，控制电磁铁一34通电，产生磁力，将钢瓶8吸住，然后送料气缸一35带动吸盘33及钢瓶8上行使钢瓶8脱离进料输送线22，上行到上到位开关一停止上行。控制伺服电机驱动送料机械手及钢瓶8往焊接装置方向移动到预托架41正上方停止，接着送料气缸一35带动吸盘33及钢瓶8下行到下到位开关一停止下行，此时钢瓶8刚好置放在预托架41上。

预托架41上的红外传感器三感测到有钢瓶8，送料机械手断电复位到初始状态即回退到位于两条进料输送线22中间的上方。移料气缸一44工作带动托架一45上行托起钢瓶8上行到上到位开关二停止上行，横向移料气缸42工作带动整个移料支架43及其上的移料气缸一44、托架一45和钢瓶8往焊接装置的中间位置及焊接位置移动，直至接触焊接到位开关停止即钢瓶8达到焊接位置。接着，夹具工装5工作，控制柜控制两夹紧气缸52工作，分别驱动前夹头53和后夹头54相互靠拢夹紧，两夹紧气缸52独立工作，各自靠拢到各自的夹具到位开关即停止继续靠拢，比如前夹头53及对应夹紧气缸52到达夹具到位开关后即停止移动，哪怕此时与后夹头54还没夹紧钢瓶8，后夹头54继续靠拢直至到达对应的夹具到位开关停止，此时前夹头53和后夹头54将钢瓶8夹紧。这样通过夹具到位开关来对钢瓶8的夹紧位置进行智能定位，提高钢瓶8焊接的定位正确性，保证焊接质量。

夹紧钢瓶8后，托架一45和移料气缸一44下行到下到位开关二停止然后横向移动复位到初始状态(即位于预托架41处)。托架二47和移料气缸二46与托架一45和移料气缸一44是同步动作的，当托架一45和移料气缸一44复位时，其托架二47和移料气缸二46也从出料输送线那端下行并复位到焊接位置的下方即被夹紧钢瓶8的正下方。

托架一45和移料气缸一44复位的同时，焊接跟踪装置6同时工作，焊接气缸62驱动焊接座66及其上的焊枪63、激光发射器64和摄像头65下行到到位开关，启动激光发射器64工作发出激光，激光与钢瓶8的上瓶体和下瓶体之间的接触线为垂直关系。摄像头65对投射到钢瓶8上的激光线进行拍摄采集，如果采集到的激光线为一条直线，则说明上瓶体和下瓶体之间焊接位置符合要求，启动焊枪63进行焊接即可；如果采集到的激光线为一条中间有凹口的线，则说明钢瓶8的上瓶体和下瓶体之间的间距过大不符合焊接要求则自动停机。摄像头65采集的激光线符合要求后，焊枪63启动工作进行对上瓶体和下瓶体连接处进行焊接，同时夹具工装5驱动瓶体转动配合焊枪63的焊接。

待钢瓶8焊接好后，焊接跟踪装置6停止工作并上行复位。托架一45和移料气缸一44上行托起从进料输送线22分配过来的下一个待焊接钢瓶8并到达上到位开关二，同时托架二47和移料气缸二46同步工作上行使托架二47刚好托着已经焊接好的钢瓶8，托架二47上的电磁铁二48通电吸住钢瓶8。夹具工装5复位退回到初始位置停止工作，对焊接好后的钢瓶8松开，此时钢瓶8被托架二47拖着并被牢牢吸住。然后横向移料气缸42工作，托架一45将下一个待焊接的钢瓶8移动到焊接位置，而托架二47将已经焊接好的钢瓶8移到出料输送线处，然后电磁铁二48断电不再吸住焊接好的钢瓶8并通过倾斜的排出板7将焊接好的钢瓶8传送到出料输送线上。

本实施例中的所有红外传感器、到位开关、各类电机及限位杆、限位气缸等结构均为本技术领域的公知常识及惯用手段，不再详细阐述，图中均未示出。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。