一种可自动更换压具的焊接装置的制作方法

[0001]
本实用新型涉及机械加工技术领域，具体为一种可自动更换压具的焊接装置。


背景技术：

[0002]
对于汽车门板这一类型的造型复杂，且由多件塑料零件装配一起后焊接的产品，往往需要进行大量的焊接加工，在焊接时若使用大量的焊接头一次性完成所有焊接位置的焊接则会由于焊接头数量过多导致难以实现或加工效率低下，因此常常需要分批进行焊接，使用多个不同的压具，进而导致在焊接过程中常常需要多次更换压具。在人民的物质需求日益增长的今天，采用人工进行焊接和压具更换，不论是焊接的效率和质量，都已无法满足如今的市场需求。


技术实现要素：

[0003]
本实用新型的目的在于提供一种，以解决上述背景技术中提出的针对现有技术无法解决的问题。
[0004]
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种可自动更换压具的焊接装置，包括机架和固定安装于机架上的升降机构，两个所述升降机构前后间隔设置，且所述升降机构左右两侧至少一侧间隔设置有压具伸出机构,上方设置有至少一组三坐标模组焊接机构，下方设置有输送机构，输送机构上设有顶升机构，且输送机构上放置有胎模，所述顶升机构位于胎模下方；所述三坐标模组焊接机构、输送机构和压具伸出机构均固定安装于机架上。
[0005]
优选的，所述升降机构包括焊接组件和龙门架，焊接组件活动安装在龙门架上；所述焊接组件包括第一支架、第二支架和第三支架，其中所述第一支架活动安装于龙门架的导轨上，所述第二支架活动安装于第一支架的导轨上，第三支架活动安装于第二支架的导轨上，且龙门架、第一支架和第二支架的导轨互为空间垂直关系；所述第一支架、第二支架和第三支架均通过电动丝杆机构驱动进行滑动，且所述第三支架上固定设置有超声波焊接头。
[0006]
优选的，所述升降机构上方设置两组三坐标模组焊接机构，且龙门架上设置有左右间隔两组焊接组件。
[0007]
优选的，所述升降机构下方设置有上下间隔布置的两组输送机构；所述输送机构包括左右间隔布置的倍速链，通过传动轴连接，由伺服电机进行驱动；所述顶升机构设置在上层的输送机构上，布置于倍速链之间，所述胎模左右两侧分别放置在倍速链上。
[0008]
优选的，所述顶升机构包括顶升板顶升气缸，所述顶升板底部固定设有导柱和可旋转的滚轮，通过导柱可升降地嵌入机架；所述滚轮的一侧设有楔块，所述楔块与顶升气缸的活塞杆固定连接,且所述楔块的斜面朝向滚轮的外侧滚动曲面，顶升气缸可驱动楔块朝向滚轮移动，通过顶起顶升板进而升起胎模脱离输送机构。
[0009]
优选的，所述压具伸出机构包括上下间隔布置的至少两个水平的承托平台和第一
驱动装置，所述第一驱动装置位于所述承托平台的上方，所述第一驱动装置设有可左右水平移动的第一驱动件；所述承托平台上放置有压具，且所述压具与第一驱动件的末端通过卡扣结构连接。
[0010]
优选的，所述升降机构包括压具工作槽和第二驱动装置，两个所述压具工作槽的槽口相对设置，两个所述压具工作槽的引导方向均与所述第一驱动件的移动方向一致，两个所述压具工作槽的内底面位于同一水平面上，所述第二驱动装置设有可竖直移动的第二驱动件，所述第二驱动件的末端与所述压具工作槽的上表面固定连接。
[0011]
优选的，所述承托平台包括前后间隔设置的两个压具放置槽，两个所述压具放置槽的槽口相对设置，两个所述压具放置槽的引导方向均与所述第一驱动件的移动方向一致，两个所述压具放置槽的内底面位于同一水平面上。
[0012]
优选的，所述压具工作槽的上表面连接有至少一个压紧装置，所述压紧装置上设有可伸缩的压紧杆，所述压紧杆穿过所述压具工作槽的顶部并伸入到压具工作槽内。
[0013]
优选的，两个所述压具放置槽的上表面均固定设有第一感应开关，两个所述压具工作槽的上表面均固定设有至少一个第二感应开关。
[0014]
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：升降机构控制压具进行升降，由其上方的三坐标模组焊接机构配合对应的压具进对产品进行焊接，通过第二驱动装置驱动压具工作槽与压具放置槽配合对接，再由第一驱动装置驱动压盘进行更换，实现焊接加工过程中压具的自动更换；使用第一感应开关和第二感应开关检测压盘的位置，便于进行自动化控制；使用多组焊接组件进行焊接，提高焊接的速度；使用两组输送机构实现胎膜和产品的循环输送，便于工作人员进行取件和放件，提高效率，减少空间的占用。
附图说明
[0015]
图1为本实用新型立体视角的结构示意图；
[0016]
图2为本实用新型的正视图；
[0017]
图3为本实用新型三坐标模组焊接机构、升降机构、输送机构和顶升机构的立体视角的结构示意图；
[0018]
图4为图3中i处的放大视图；
[0019]
图5为本实用新型内部结构的爆炸视图；
[0020]
图6为图5中p处的放大视图；
[0021]
图7为图6中n处的放大视图；
[0022]
图8为图5中o处的放大视图；
[0023]
图9为图8中k处的放大视图。
[0024]
图10为本实用新型输送机构和顶升机构的立体视角的结构示意图；
[0025]
图11为图10中g处的放大视图。
[0026]
图中：1、机架；2、升降机构；3、压具伸出机构；4、三坐标模组焊接机构；5、输送机构；6、压具；201、第二驱动装置；202、压具工作槽；203、第二感应开关；204、压紧装置；205、第二驱动件；301、第一驱动装置；302、压具放置槽；303、第一驱动件；304、第一感应开关；305、连接杆；401、龙门架；402、第一支架；403、第二支架；404、第三支架；405、超声波焊接头；501、倍速链；701、第三驱动装置；702、第三驱动件；703、第二连接板；704、第二导柱；
801、顶升板；802、导柱；803、滚轮；804、楔块；805、顶升气缸。
具体实施方式
[0027]
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。最后需要说明的是，如文中术语“中心、上、下、左、右、竖直、水平、内、外”等指示的方位或位置关系则为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，如文中术语“第一、第二、第三”则仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0028]
本实用新型提供一种技术方案，参考附图1、附图2、附图3和附图5，一种可自动更换压具的焊接装置，主要由机架1、升降机构2、压具伸出机构3、三坐标模组焊接机构4、输送机构5以及压具6组成，其中升降机构2、压具伸出机构3、三坐标模组焊接机构4和输送机构5均固定安装在机架1上。
[0029]
参考附图5和附图6，升降机构2包括第二驱动装置201和压具工作槽202，两个所述压具工作槽202的槽口相对设置，所述压具6前后两侧分别嵌入于前后间隔分布的压具工作槽202的槽口内。
[0030]
所述第二驱动装置201设有可竖直移动的第二驱动件205，该第二驱动件205的末端与所述压具工作槽202的上表面固定连接，驱动压具工作槽202进行升降动作，进而调整压具6的高度。
[0031]
参考附图7，优选的，压盘工作槽202的上表面连接有至少一个压紧装置204，该压紧装置204能够将压具固定在压具工作槽202上。所述压紧装置204上设有可伸缩的压紧杆，所述压紧杆穿过所述压具工作槽202的顶部并伸入到压具工作槽内。两个或两个以上的压紧装置204能够起到更好的固定作用。
[0032]
参考附图3，升降机构2上方设置了三坐标模组焊接机构4、下方设置了输送机构5。加工生产过程中，胎模通过输送机构5的倍速链501输送至升降机构2的下方，处于升降机构2所固定的压具6的下方的相应位置。胎模上放置有产品，升降机构2驱动压具6下降，将产品固定压在胎膜上，再由三坐标模组焊接机构4对产品进行焊接加工。
[0033]
参考附图4，三坐标模组焊接机构4主要由龙门架401和焊接组件构成，优选的，升降机构2上方设置两组三坐标模组焊接机构4，且龙门架401上设置有左右间隔两组焊接组件，多组焊接组件共同进行焊接能够进一步提高焊接加工的效率。
[0034]
焊接组件包括第一支架402、第二支架403、第三支架404和超声波焊接头405，参考附图中的xyz坐标系，第一支架402活动安装在龙门架401的导轨上，在x轴方向上进行水平移动；第二支架403活动安装在第一支架402的导轨上，在y轴方向上进行水平移动；第三支架404活动安装在第二支架403的导轨上，在z轴方向上进行竖直移动。超声波焊接头405固
定安装在第三支架404上。龙门架401、第一支架402和第二支架403的导轨互为空间垂直关系，方便对超声波焊接头405的空间位置进行计算。
[0035]
为了提高超声波焊接的加工精度，第一支架402、第二支架403和第三支架404的移动采用电动丝杆机构进行驱动，电动丝杆机构相对齿轮齿条机构等具有更高的位置精度。
[0036]
优选的，所述升降机构2下方设置有上下间隔布置的两组输送机构5，在生产线中，处于上方的输送机构5负责需要进行焊接的胎膜和产品的正向输送，处于下方的输送机构5负责已经加工完成的胎膜和产品的反向输送，能够实现胎膜和产品的循环运输，在同一工位进行放置需要进行焊接的产品和取出已经完成焊接的产品，这样能够节省生产线所占据的空间，并且提高工作人员取放产品的工作效率。
[0037]
参考附图3、附图10和附图11，所述输送机构5包括倍速链501，所述倍速链501左右间隔布置，通过传动轴连接，由伺服电机进行驱动，所述顶升机构8设置在上层的输送机构5上，布置于倍速链501之间，所述胎模左右两侧分别放置在倍速链501上。除采用倍速链501外还可采用皮带传动等方式，但采用倍速链501能够保证传送位置更加准确，动作更加迅速和灵活。
[0038]
参考附图11，所述顶升机构8包括顶升板801和顶升气缸805，所述顶升板801底部固定设有导柱802和可旋转的滚轮803，通过导柱802可升降地嵌入机架1；所述滚轮803的一侧设有楔块804，所述楔块804与顶升气缸805的活塞杆固定连接,且所述楔块804的斜面朝向滚轮803的外侧滚动曲面，顶升气缸805可驱动楔块804朝向滚轮803移动，通过顶起顶升板801进而升起胎模脱离输送机构5。
[0039]
当胎模被输送机构5的倍速链501输送至三坐标模组焊接机构4下方时，同时该胎模位于顶升机构8的上方。此时由顶升气缸805驱动楔块804朝向滚轮803进行移动，利用楔块804的斜面对滚轮803进行顶升，进而驱动顶升板801上升，使得将胎模的底部与倍速链501脱离，便于进行加工。顶升板801通过导柱802约束其移动路径，保证升降动作的稳定。若直接对放置在倍速链501上的胎模的产品进行加工，会以为胎模与倍速链501之间缺乏足够的摩擦力导致加工定位的偏差，影响生产质量。
[0040]
由于产品的焊接位置较多，在超声波焊接加工的过程中，对于同一件产品，往往设有多个压具6，分别对应不同的焊接点，因此常常需要对压具6进行更换。为进一步提高超声波焊接加工的生产效率，本实用新型在升降机构2的左右两侧中至少一侧间隔设置有压具伸出机构3，通过该压具伸出机构3实现对升降机构2中压具6的更换。
[0041]
参考附图5和附图8，所述压具伸出机构3包括上下间隔布置的至少两个水平的承托平台，其中一个承托平台放置有压具6，另一个为空缺状态；更换压具6时，将升降机构2中的压具6推送至空缺状态的承托平台，再将另一承托平台上的压具6推送至升降机构2。压具6的推送由第一驱动装置301驱动第一驱动件303实现。
[0042]
所述承托平台包括前后间隔设置的两个压具放置槽302，两个所述压具放置槽302的槽口相对设置，两个所述压具放置槽302的引导方向均与所述第一驱动件303的移动方向一致，两个所述压具放置槽302的内底面位于同一水平面上。压具6的前后两侧嵌入压具放置槽302的槽口内，与第一驱动件303通过卡扣结构连接，由第一驱动件303带动其进行移动。
[0043]
优选的，所述升降机构2左右两侧均间隔设置有三坐标模组焊接机构4，使得设备
能够容纳更多的压具进行自动更换，避免因为设备无法容纳多个压具而在生产加工过程中需要手动将压具伸出机构中的压具进行更换。
[0044]
升降机构2的两个所述压具工作槽202的引导方向均与所述第一驱动件303的移动方向一致，两个所述压具工作槽202的内底面位于同一水平面上，保证处于压具伸出机构3的压具6能够顺利被推送到压具工作槽202上。
[0045]
参考附图7和附图9，优选的，两个所述压具放置槽302的上表面均固定设有第一感应开关304，两个所述压具工作槽202的上表面均固定设有至少一个第二感应开关203。压具处于压具伸出机构3上未伸出的位置为备用位置，压具6处于升降机构2上进行工作生产的位置为工作位置，第一感应开关304设置在当压具6处于备用位置时卡扣结构所在的位置，第二感应开关203设置在当压具6处于工作位置时卡扣结构所在的位置。通过使用第一感应开关304和第二感应开关203检测压具6在进行更换和工作时，其位置是否准确，以达到进行自动化控制的目的。
[0046]
所述第一驱动装置301和第二驱动装置201包括气缸、液压缸、线性电机中的任意一种，本发明的第一驱动装置301和第二驱动装置201优选为气缸，所述第一驱动件303和第二驱动件205具体为活塞杆。
[0047]
本发明自动更换压具的流程：
[0048]
1、胎膜和产品在处于上方的输送机构5的带动下被输送到焊接位置，到达准确位置后，plc控制伺服电机停止驱动倍速链501，胎膜与产品停止移动；然后plc控制顶升气缸805驱动楔块804，推动顶升板801顶升胎模脱离倍速链501。
[0049]
2、所述第二驱动装置201在plc的控制下，将所述压具工作槽202对接到与该胎模对应的压具放置槽302上，然后所述第一驱动装置301在plc的控制下，将压具6从压具放置槽302移动到压具工作槽202内，当压具6上的卡扣结构被所述第二感应开关203感应后，所述压紧装置204上的压紧杆压紧所述压具6，所述第二驱动装置201上的第二驱动件205带动所述压具6压向胎模，此时所述第一驱动装置301上的第一驱动件303与压具6连接的卡扣结构分离，使得压具6能够顺利下降。
[0050]
3、压具6将产品压在胎膜上，plc控制电动丝杆机构驱动第一支架402、第二支架403和第三支架404进行滑移，将超声波焊接头405移动至相应的焊接位置，对产品进行焊接。
[0051]
4、当产品完成一次焊接后，所述第二驱动装置201在plc的控制下，通过第二驱动件205将所述压具6上升到焊接前的高度，此时第一驱动件303与所述压具6通过卡扣结构重新进行卡接，最后所述第一驱动装置301在plc的控制下，通过第一驱动件303将所述压具6回收到所述压具放置槽302内，当压具6上的卡扣结构被所述第一感应开关304感应后，所述第一驱动装置301停止运行。
[0052]
5、plc控制第二驱动装置201，驱动压具工作槽202移动至与放置有另一压具6的压具放置槽302相同的高度，再由该压具放置槽302上的第一驱动装置301和第一驱动件303带动压具6，移动至压具工作槽202内，实现压具6的更换。
[0053]
6、完成更换后，升降机构2在plc的控制下再次将压具6下降并压在产品上，再由三坐标模组焊接机构4进行再次焊接，以此类推，完成多次焊接，直至完成所有焊接点的焊接。
[0054]
7、完成对产品的所有焊接后，plc控制顶升气缸805做回退动作，带动楔块804回
退，顶升板801下降，直至胎模下降至倍速链501。plc控制伺服电机驱动倍速链501输送胎模与产品至下一加工设备，并且将下一组需要进行焊接的胎膜和产品输送过来，而完成该生产线的加工工序的产品和胎膜则由下方的输送机构5进行反方向的输送，将产品输送至放置产品的工位，方便工作人员在同一工位进行取件和放件，提高工作效率，减少场地占用面积。
[0055]
参考附图8，为了提升所述压具工作槽202与压具放置槽302的对接效率，所述压具放置槽302的下方设有第三驱动装置701，所述第三驱动装置7设有可竖直移动的第三驱动件702，位于同一侧的上下两个所述压具放置槽302之间通过连接杆305定连接在一起。所述第三驱动装置701包括气缸、液压缸、线性电机中的任意一种，本发明的第三驱动装置701优选为气缸，所述第三驱动件702具体为活塞杆。
[0056]
所述第三驱动装置701的前端法兰连接有水平的第二连接板703，所述第三驱动件702穿过所述第二连接板703后，所述第三驱动件702的末端与下层压具放置槽302的下底面固定连接，所述第二连接板703上固定设有两个竖直向上的第二导柱704，两个所述第二导柱704均穿过上下两个所述压具放置槽302并起到导向作用，前后两个所述第三驱动装置701同步运行。当所述压具工作槽202与压具放置槽302进行对接时，所述第三驱动装置701也可调节所述压具放置槽302的高度，实现压具工作槽202与压具放置槽302高效对接。
[0057]
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替代，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。