高稳定性的简易型自动焊线机及其焊接方法与流程

本发明涉及线材组装领域技术，尤其是指一种高稳定性的简易型自动焊线机及其焊接方法。

背景技术：

现有应用于连接笔记本计算机、数码相机、手机等电子装置的数据线缆均有若干金属芯线组成，在线缆通过端子连接其它电子装置时，首先需要将线缆的连接头利用手工焊接或脉冲焊接设备将线缆芯线焊接于连接器上。手工作业，其对作业人员技术要求较高，人力成本高，而且作业效率较低；而现有技术中的焊接设备，其部分工序往往还需要依赖人工辅助，作业人员易疲劳，很难实现真正意义上的无人自动化，局限了连接器焊接制程的效率及良率。

然而，现有技术中的焊接设备存存在设备结构复杂、设备成本高、设备占用空间大等不足；在制程中，常常会用到夹具，现有技术中的夹具通常是活动式的，即：其夹具是沿皮带等轨道输送的，那么，在每个制程环节，对夹具及夹具上的线材的定位难以保证，有些借助定位装置来进行定位，其结构设计复杂，增加了设备整体复杂程度及设备成本。

因此，需要研究出一种新的技术方案来解决上述问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种高稳定性的简易型自动焊线机及其焊接方法，其确保了各制程环节的作业稳定性、精准性及高可控性，同时，整个设备结构简单、设备成本较低，一般适用于一人一机操作模式。

为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：

一种高稳定性的简易型自动焊线机，包括有机架，所述机架上设置有夹具循环输送系统；所述夹具循环输送系统包括有依次衔接设置的下侧夹具回流模组、右端夹具升降模组、上侧夹具间歇拨动输送模组及左端夹具升降模组，所述左端夹具升降模组衔接于下侧夹具回流模组的输入侧； 所述上侧夹具间歇拨动模组具有沿X轴向延伸设置以供夹具适配的滑轨、用于拨动夹具沿滑轨位移的若干拨杆及用于驱动拨杆的夹具移位气缸；所述左端、右端夹具升降模组均具有夹具升降导轨及夹具升降气缸；所述下侧夹具回流模组具有夹具回流限位气缸、夹具回流马达及由夹具回流马达驱动的夹具回流传输带；

沿前述滑轨设置有上线工位、剥皮模组、沾助焊剂模组、沾锡模组、翻转模组、裁切模组、焊接模组及取线模组；前述拨杆对应上线工位、剥皮模组、沾助焊剂模组、沾锡模组、翻转模组、裁切模组、焊接模组一一设置,每个拨杆往返于相应的两个相邻模组之间；

以及,对应前述焊接模组设置有连接器供料模组及连接器吸取模组。

作为一种优选方案，所述上线工位正对位于前述右端夹具升降模组上方；或者，于滑轨上设置有正对位于前述右端夹具升降模组上方的线材预送到工位,前述上线工位则间距式位于线材预送到工位的左侧，前述拨杆中包含有往返线材预送到工位、上线工位之间的拨杆。

作为一种优选方案，所述上线工位、剥皮模组之间设置有拉线模组,所述拉线模组具有拉线定位气缸、夹线气缸及拉线气缸。

作为一种优选方案，所述剥皮模组具有剥皮气缸、剥皮定位气缸、剥皮上刀、剥皮下刀、挪移气缸，所述剥皮气缸联动剥皮上刀、剥皮下刀；

所述沾助焊剂模组具有助焊剂滴嘴及用于驱动助焊剂滴嘴左右位移的助焊剂移位气缸；

所述沾锡模组具有提锡马达、刮锡马达及刮锡升降气缸；

所述翻转模组具有翻转气缸，前述滑轨对应沾锡模组设置有第一可分离拼装式滑轨段，所述翻转气缸联动控制第一可分离拼装式滑轨段翻转动作；

所述裁切模组具有裁切刀、裁切气缸和裁切移位气缸；

所述焊接模组具有连接器对接模块、焊接组件、用于驱动焊接组件沿Z轴向升降的焊接升降马达；前述滑轨对应焊接模组设置有第二可分离拼装式滑轨段，还设置有线材升降气缸联动控制第二可分离拼装式滑轨段升降动作；

所述连接器供料模组具有沿X轴向延伸设置的托盘摆放区，所述托盘摆放区配置有X轴向输送的托盘移位同步带、托盘移位马达及托盘移位导轨；

所述连接器吸取模组具有吸盘、连接于吸盘的吸盘升降气缸、驱动吸盘升降气缸沿Y轴向位移的吸盘移位马达及供吸盘升降气缸滑移动作的吸盘移位滑台；

所述取线模组具有夹线气爪、用于联动夹线气爪升降的取线升降气缸及用于联动取线升降气缸沿Y轴向位移的取线移位气缸；前述滑轨上对应焊接模组的左侧还设置有成品预送到工位，机架的前侧设置有成品收集区，所述夹线气爪往返于成品预送到工位与成品收集区之间。

作为一种优选方案，所述托盘摆放区与焊接模组之间衔接有校正转接座、焊接座；所述校正转接座由抖动电机联动控制，所述连接器吸取模组的吸盘往返于托盘摆放区、校正转接座、焊接座三者之间；所述校正转接座、焊接座上均设置有连接器摆放槽；所述焊接座适配于连接器移位导轨上，所述焊接座由连接器移位气缸驱动沿连接器移位导轨位移，所述托盘摆放区、校正转接座、焊接座的起始位置及焊接模组依次设置，所述焊接座由连接器移位气缸驱动往返于焊接座的起始位置与焊接模组之间。

作为一种优选方案，所述机架上对应上线工位侧旁设置有手动控制的启动开关。

作为一种优选方案，所述机架的前侧对应取线模组设置有便于挂设较长线材产品的挂杆。

一种高稳定性的简易型自动焊线机的焊接方法，整个制程过程中线材由夹具循环输送系统进行输送；

首先，人工将线材放置在上线工位处的夹具上，由夹具移位气缸联动相应拨杆将装设有线材的夹具依次推送至剥皮工位、沾助焊剂工位、沾锡工位、翻转工位、裁切工位、焊接工位进行相应工序；其中，在焊接工位，由连接器供料模组及连接器吸取模组将连接器送至焊接工位，以与线材进行焊接；

然后，由取线模组将焊接后的成品移送至成品收集区；被移走成品后的空夹具则由左端夹具升降模组向下送至下侧夹具回流模组，由下侧夹具回流模组输送至机架右端后，再由右端夹具升降模组向上送至夹具循环输送系统的右端。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知，其主要是整个制程中除了夹具回流环节，其余环节中夹具均处于位置固定控制状态，确保了各制程环节的作业稳定性、精准性及高可控性，同时，整个设备结构简单、设备成本较低，一般适用于一人一机操作模式。

为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是本发明之实施例的第一组装立体示图(含机架)；

图2是本发明之实施例的第二组装立体示图(含机架)；

图3是本发明之实施例的第三组装立体示图(不含机架)；

图4是本发明之实施例的四组装立体示图(不含机架)；

图5是本发明之实施例中右端夹具升降模组的局部结构示图；

图6是本发明之实施例中下侧夹具回流模组的局部结构示图；

图7是本发明之实施例中拉线模组的局部结构示图；

图8是本发明之实施例中剥皮模组的局部结构示图；

图9是本发明之实施例中沾助焊剂模组的局部结构示图；

图10是本发明之实施例中沾锡模组的局部结构示图；

图11是本发明之实施例中翻转模组的局部结构示图；

图12是本发明之实施例中裁切模组的局部结构示图；

图13是本发明之实施例中焊接模组的局部结构示图；

图14是本发明之实施例中取线模组的局部结构示图；

图15是本发明之实施例中左端夹具升降模组的局部结构示图；

图16是本发明之实施例中下侧夹具回流模组的局部结构示图；

图17是本发明之实施例中连接器供料模组的局部结构示图；

图18是本发明之实施例中连接器吸取模组的局部结构示图。

附图标识说明：

K1、K5、线材焊接产品取出方向

K2、自动机作业流向

K3、装有连接器的托盘进料方向

K4、空托盘出料方向

100、机架 101、启动开关

102、挂杆 11、下侧夹具回流模组

111、夹具回流限位气缸 112、夹具回流马达

113、夹具回流传输带 12、右端夹具升降模组

121、夹具升降气缸 122、夹具升降导轨

123、夹具感应器 13、上侧夹具间歇拨动输送模组

131、拨杆 132、滑轨

1321、线材预送到工位 1322、上线工位

1323、成品预送到工位 133、夹具移位气缸

14、左端夹具升降模组 141、夹具升降气缸

142、夹具升降导轨 20、拉线模组

21、拉线定位气缸 22、夹线气缸

23、拉线气缸 30、剥皮模组、

31、剥皮气缸 32、剥皮定位气缸

33、剥皮上刀 34、剥皮下刀

35、挪移气缸 41、沾助焊剂模组

411、助焊剂滴嘴 412、助焊剂移位气缸

42、沾锡模组 421、提锡马达

422、刮锡马达 423、刮锡升降气缸

50、翻转模组 51、翻转气缸

52、第一可分离拼装式滑轨段 60、裁切模组

61、裁切刀 62、裁切气缸

63、裁切移位气缸 70、焊接模组

71、连接器对接模块 72、焊接组件

73、焊接升降马达 74、第二可分离拼装式滑轨段

75、线材升降气缸 76、线材感应光纤

77、连接器感应光纤 80、取线模组

81、夹线气爪 82、取线升降气缸

83、取线移位气缸 91、连接器供料模组

911、托盘移位同步带 912、托盘移位马达

913、托盘移位导轨 92、连接器吸取模组

921、吸盘 922、吸盘升降气缸

923、吸盘移位马达 924、吸盘移位滑台

925、连接器移位导轨 926、连接器移位气缸

927、校正转接座 928、焊接座。

具体实施方式

请参照图1至图18所示，其显示出了本发明之实施例的具体结构；所述自动焊线机一般适用于一人一机操作模式，其具有较佳的作业稳定性、精准性及高可控性，同时，整个设备结构简单、设备成本较低。

所述自动焊线机包括有机架100，所述机架上设置有夹具循环输送系统；所述夹具循环输送系统包括有依次衔接设置的下侧夹具回流模组11、右端夹具升降模组12、上侧夹具间歇拨动输送模组13及左端夹具升降模组14，所述左端夹具升降模组14衔接于下侧夹具回流模组11的输入侧；结合图3至图6所示，所述上侧夹具间歇拨动模组13具有沿X轴向延伸设置以供夹具适配的滑轨132、用于拨动夹具沿滑轨132位移的若干拨杆131及用于驱动拨杆131的夹具移位气缸133；结合图5及图15所示，所述左端夹具升降模组14具有夹具升降导轨142及夹具升降气缸141，右端夹具升降模组12具有夹具升降导轨122及夹具升降气缸121，右端夹具升降模组12中通常会设置夹具感应器123，其需要在感应到夹具送到位，才控制夹具升降气缸121将夹具向上升至滑轨132上。

结合图3和图16所示，所述下侧夹具回流模组11具有夹具回流限位气缸111、夹具回流马达112及由夹具回流马达112驱动的夹具回流传输带113；沿前述滑轨132设置有上线工位1322、剥皮模组30、沾助焊剂模组41、沾锡模组42、翻转模组50、裁切模组60、焊接模组70及取线模组80；前述拨杆131对应上线工位1322、剥皮模组30、沾助焊剂模组41、沾锡模组42、翻转模组50、裁切模组60、焊接模组70一一设置,每个拨杆131往返于相应的两个相邻模组之间；以及,对应前述焊接模组70设置有连接器供料模组91及连接器吸取模组92；这样，整个制程中除了夹具回流环节，其余环节中夹具均处于位置固定控制状态，确保了各制程环节的作业稳定性、精准性及高可控性。

具体而言：

如图1和图3所示，所述上线工位1322是供人工手动装线材的区域，其可以正对位于前述右端夹具升降模组12上方，一般会将上线工位设置在右端夹具升降模组12上方的左侧位置，相当于，是在滑轨132上设置有正对位于前述右端夹具升降模组12上方的线材预送到工位1321,前述上线工位1322则间距式位于线材预送到工位1321的左侧，前述拨杆中包含有往返线材预送到工位1321、上线工位1322之间的拨杆；线材预送到工位1321、上线工位3122之间的间距设计得较小的话，操作人员可以坐在机架100的最右端进行摆线操作，如果线材预送到工位1321、上线工位1322之间的间距设计得较远一些的话，操作人员可以坐在机架100的前侧靠右端位置进行摆线作业，两种设计方式都可，这些一般是考虑到车间空间规划及操作人员的操作习惯等；

在所述机架100上对应上线工位1322侧旁可以设置手动控制的启动开关101，操作人员可以在摆放线材之前、后手动控制启动开关101，以实现对机台的间歇式启动、停止控制，操作十分方便；当然，也可将机台设计为自动控制间歇式停、启模式，即：在线材摆放时间段，机台会停止运行。

结合图3及图7所示，所述上线工位1322、剥皮模组30之间设置有拉线模组20,所述拉线模组20具有拉线定位气缸21、夹线气缸22及拉线气缸23。当然，拉线模组也是可以按需设置的，在摆线之前的线材，有些可能是已经进行拉线处理的，也有些在摆线操作时先由操作人员对将摆放的线材进行手动拉线处理亦可，设置有拉线模组20则直接由本机台进行自动拉线环节。

如图8所示，所述剥皮模组30具有剥皮气缸31、剥皮定位气缸32、剥皮上刀33、剥皮下刀34、挪移气缸35，所述剥皮气缸32联动剥皮上刀33、剥皮下刀34。此处，是由剥皮气缸32同时联动剥皮上刀33、剥皮下刀34，所述剥皮上刀33、剥皮下刀34是浮动式裁切设计，提高了裁切精度。

如图9所示，所述沾助焊剂模组41具有助焊剂滴嘴411及用于驱动助焊剂滴嘴411左右位移的助焊剂移位气缸412，这样，助焊剂滴嘴411可以左右往复移动进行多次刷涂，助焊剂刷得更加均匀，有利于后续的焊接制程。

如图10所示，所述沾锡模组42具有提锡马达421、刮锡马达422及刮锡升降气缸423。

如图11所示，所述翻转模组50具有翻转气缸51，前述滑轨132对应沾锡模组42设置有第一可分离拼装式滑轨段52，所述翻转气缸51联动控制第一可分离拼装式滑轨段52翻转动作，以实现对夹具上线材进行沾锡。

如图12所示，所述裁切模组60具有裁切刀61、裁切气缸62和裁切移位气缸63。

如图13所示，所述焊接模组70具有连接器对接模块71、焊接组件72、用于驱动焊接组件72沿Z轴向升降的焊接升降马达73；其中，焊接组件72可以采用常规焊接组件即可，焊接头可以选用铬铁头、热压头等；前述滑轨132对应焊接模组设置有第二可分离拼装式滑轨段74，还设置有线材升降气缸75联动控制第二可分离拼装式滑轨段74升降动作。在本实施例中，焊接工位比滑轨所在位置稍低一些，因此，需要由线材升降气缸75将第二可分离拼装式滑轨段74向下降送至焊接工位，以与下述焊接座928对接，在焊接完成后，再由线材升降气缸95将第二可分离拼装式滑轨段94向上复位，这样，装设有焊接成品的夹具才能被拨杆131推至供取线模组80夹取的位置（此处，是指下述的成品预送到工位）；

以及，所述焊接模组70还具有线材感应光纤76、连接器感应光纤77，其用于感应连接器、线材是否送到位，当然，其中，线材感应光纤76可以选择性设置。

如图14所示，所述取线模组80具有夹线气爪81、用于联动夹线气爪81升降的取线升降气缸82及用于联动取线升降气缸82沿Y轴向位移的取线移位气缸83；前述滑轨132上对应焊接模组70的左侧还设置有成品预送到工位，机架100的前侧设置有成品收集区，所述夹线气爪81往返于成品预送到工位与成品收集区之间。所述成品收集区，可以摆放收集筐或箱等用于收集成品，这一般针对线材较短的焊接产品而言；而对于线材较长的焊接产品而言，若也将成品收集于收集筐或箱内，容易导致产品缠绕混乱的现象，不便于后续整理，因此，本实施例中，在机架10的前侧对应取线模组80设置有挂杆102，夹线气爪81将焊接成品向前送至成品收集区掉落，线材会挂于挂杆102上，整理时，工作人员将其一束一束捆扎即可，十分方便，有效避免了产品缠绕混乱的现象。

如图17所示，所述连接器供料模组91具有沿X轴向延伸设置的托盘摆放区，所述托盘摆放区配置有X轴向输送的托盘移位同步带911、托盘移位马达912及托盘移位导轨913。

如图18所示，所述连接器吸取模组92具有吸盘921、连接于吸盘921的吸盘升降气缸922、驱动吸盘升降气缸922沿Y轴向位移的吸盘移位马达923及供吸盘升降气缸922滑移动作的吸盘移位滑台924。在本实施例中，所述托盘摆放区与焊接模组之间衔接有校正转接座927、焊接座928；所述校正转接座927由抖动电机联动控制，所述连接器吸取模组92的吸盘往返于托盘摆放区、校正转接座、焊接座三者之间；所述校正转接座927、焊接座928上均设置有连接器摆放槽；所述焊接座927适配于连接器移位导轨925上，所述焊接座928由连接器移位气缸926驱动沿连接器移位导轨925位移，所述托盘摆放区、校正转接座、焊接座928的起始位置及焊接模组70依次设置，所述焊接座928由连接器移位气缸926驱动往返于焊接座928的起始位置与焊接模组70之间。吸盘将连接器从托盘上吸取移至校正转接座927上，抖动电机联动校正转接座927左右抖动以使上面的连接器校正摆放位置，校正完成后，再由吸盘将经校正位置的连接器吸取移送至焊接座928上（此时的焊接座是位于起始位置），再由连接器移位气缸926将焊接座推送至焊接工位（通常是对应于焊接模组70下方）。

接下来，简单介绍前述自动焊线机的焊接制程（即焊接方法）如下：整个制程过程中线材由夹具循环输送系统进行输送；

首先，人工将线材放置在上线工位1322处的夹具上，由夹具移位气缸133联动相应拨杆131将装设有线材的夹具依次推送至剥皮工位、沾助焊剂工位、沾锡工位、翻转工位、裁切工位、焊接工位进行相应工序；其中，在焊接工位，由连接器供料模组91及连接器吸取模组92将连接器送至焊接工位，以与线材进行焊接；

然后，由取线模组将焊接后的成品移送至成品收集区；被移走成品后的空夹具则由左端夹具升降模组14向下送至下侧夹具回流模组11，由下侧夹具回流模组11输送至机架100右端后，再由右端夹具升降模12组向上送至上侧夹具间歇拨动输送模组13的右端。

本发明的设计重点在于，其主要是整个制程中除了夹具回流环节，其余环节中夹具均处于位置固定控制状态，确保了各制程环节的作业稳定性、精准性及高可控性，同时，整个设备结构简单、设备成本较低，一般适用于一人一机操作模式。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。