一种自动焊接设备的制作方法

1.本发明涉及机械自动化设备技术领域，具体涉及一种自动焊接设备。


背景技术：

2.在微型传感器加工制造工艺中，其中有一个步骤是将铁盒与筒管焊接在一起，并检测焊接后的成品是否合格。
3.目前，铁盒与筒管的焊接和检测主要依靠人工操作完成，人工焊接效率低，成本高，且焊接的产品良品率低；人工检测容易漏检且误判率高。


技术实现要素：

4.本发明的发明目的是提供一种自动焊接设备，能够自动完成对铁盒与筒管之间的焊接与检测。
5.为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种自动焊接设备，包括转盘组件，所述转盘组件包括转盘、电机和多个铁盒夹具，所述转盘与所述电机连接，多个所述铁盒夹具均匀排布在所述转盘上；铁盒自动上料组件，所述铁盒自动上料组件包括铁盒上料仓组件、铁盒搬运组件和铁盒入料组件，所述铁盒上料仓组件设置在所述铁盒搬运组件的下方，所述铁盒搬运组件与所述铁盒入料组件配合将放置在所述铁盒上料仓组件中的铁盒放入所述铁盒夹具中；筒管自动上料组件，所述筒管自动上料组件自动将筒管放置在所述铁盒上；自动焊接组件，所述自动焊接组件包括焊接激光器和筒管按压模组，所述筒管按压模组设置在所述焊接激光器的下方；自动检测组件，所述自动检测组件包括ccd相机和检测气缸，所述ccd相机与所述检测气缸连接；成品取料组件，所述成品取料组件包括成品搬运组件和成品料仓组件，所述成品搬运组件自动将焊接完成的成品搬运至所述成品料仓组件中；所述铁盒上料仓组件、所述铁盒搬运组件、所述铁盒入料组件、所述筒管自动上料组件、所述自动焊接组件、所述自动检测组件、所述成品搬运组件和所述成品料仓组件围绕所述转盘排布。
6.进一步地，所述铁盒夹具包括底座、限位框、第一弹性限位件、第二弹性限位件、第三弹性限位件和第四限位件；所述底座固定在所述转盘上；所述限位框固定在所述底座上，所述限位框是由四个限位块连接形成的矩形框体结构；所述第一弹性限位件、所述第二弹性限位件、所述第三弹性限位件和所述第四限位件设置在所述限位框内，并分别与四个所述限位块连接，形成一个限位铁盒的卡槽。
7.进一步地，所述铁盒上料仓组件包括固定板、第一支撑架、第二支撑架、多个移动滑轨、第一料仓盒、第二料仓盒、第一顶升步进电机、第二顶升步进电机、多个铁盒板支撑件和铁盒板移动件；所述第一支撑架和所述第二支撑架固定在所述固定板上，多个所述移动
滑轨分设在所述第一支撑架和所述第二支撑架的两侧，所述第一料仓盒和所述第二料仓盒分别活动设置在所述第一支撑架和所述第二支撑架内，并与所述移动滑轨滑动连接；所述第一顶升步进电机和第二顶升步进电机设置在所述固定板下方，并分别位于所述第一料仓盒、所述第二料仓盒的顶升通孔下方，所述第一顶升步进电机和第二顶升步进电机的升缩杆上固定有顶升板；多个所述铁盒板支撑件成对固定在所述第二支撑架相对的两个侧板顶部；所述铁盒板移动件设置在所述第一支撑架和所述第一支撑架的上方，用于将放置在所述第一支撑架和所述第一料仓盒内的铁盒板移动到所述铁盒板支撑件上。
8.进一步地，所述铁盒板支撑件包括连接板、铁盒气缸和伸缩舌；所述连接板和所述铁盒气缸固定在所述第二支撑架的顶部；所述连接板设有伸缩限位槽口，所述伸缩舌活动设置在伸缩限位槽口中，并与所述铁盒气缸连接。
9.进一步地，所述铁盒板移动件包括铁盒水平板移动气缸、铁盒纵向板移动气缸、铁盒板气缸和两个铁盒搬运板；所述铁盒水平板移动气缸固定在所述第一支撑架和所述第一支撑架上，并与所述铁盒纵向板移动气缸连接，所述铁盒板气缸与所述铁盒纵向板移动气缸连接；两块所述铁盒搬运板与所述铁盒板气缸连接，所述铁盒搬运板位于所述第一料仓盒和所述第二料仓盒的上方。
10.进一步地，所述铁盒上料仓组件还包括第一到位锁死气缸、第二到位锁死气缸和多个到位液压缓冲；所述第一到位锁死气缸和所述第二到位锁死气缸分别设置在所述第一料仓盒和所述第二料仓盒的下方；多个所述到位液压缓冲分别固定在所述第一支撑架和所述第二支撑架上。
11.进一步地，所述铁盒搬运组件包括第一铁盒搬运气缸、第二铁盒搬运气缸、第三铁盒搬运气缸、铁盒旋转气缸、铁盒夹爪气缸和铁盒夹爪；所述第一铁盒搬运气缸通过支架固定在工作台上，所述第二铁盒搬运气缸分别与所述第一铁盒搬运气缸和所述第三铁盒搬运气缸连接，所述第一铁盒搬运气缸、所述第二铁盒搬运气缸和所述第三铁盒搬运气缸分别驱动所述铁盒夹爪在y轴方向、x轴方向和z轴方向移动；所述铁盒旋转气缸与所述第三铁盒搬运气缸连接；所述铁盒夹爪气缸分别与所述铁盒旋转气缸和所述铁盒夹爪连接。
12.进一步地，所述铁盒入料组件包括铁盒纵向移动气缸、铁盒入料气缸和铁盒入料夹爪；所述铁盒纵向移动气缸通过支架固定在工作台上，并与所述铁盒入料气缸连接；所述铁盒入料夹爪位于所述铁盒夹具的正上方，所述铁盒入料夹爪与所述铁盒入料气缸连接。
13.进一步地，所述筒管按压模组包括第一筒管按压气缸、第二筒管按压气缸和按压板；所述第一筒管按压气缸通过支架固定在工作台上，所述第二筒管按压气缸分别与所述第一筒管按压气缸和所述按压板连接，所述第一筒管按压气缸和所述第二筒管按压气缸分别驱动所述按压板沿y轴和z轴方向移动；所述按压板位于所述铁盒夹具的上方。
14.进一步地，所述自动焊接设备还包括控制系统；所述控制系统分别与所述转盘组件、所述铁盒自动上料组件、所述筒管自动上料组件、所述自动焊接组件、所述自动检测组件和所述成品取料组件电连接。
15.由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明公开了先通过铁盒自动上料组件可自动将铁盒放置在铁盒和夹具中，再由转盘带动将装载有铁盒的夹具运输至筒管自动上料组件下方，然后通过筒管自动上料组件自动将筒管放置在铁盒的上方，并自动调整筒管与铁盒之间的角度，再通过自动焊接组件
自动将铁盒与筒管焊接在一起，焊接完成之后通过自动检测组件自动检测焊接的产品是否合格，最后在通过成品搬运组件将检测完毕的产品搬运至成品料仓组件中，实现了铁盒与筒管的自动焊接和检测，焊接效率高，且焊接质量高，节省了人力，降低了成本。
附图说明
16.图1为本发明实施例1中自动焊接设备的俯视图；图2为本发明实施例1中铁盒夹具的结构示意图；图3为本发明实施例1中铁盒上料仓组件的结构示意图；图4为图3中c部的放大图；图5为本发明实施例1中铁盒搬运组件的结构示意图；图6为本发明实施例1中铁盒入料组件的结构示意图；图7为本发明实施例1中筒管自动上料组件的结构示意图；图8为本发明实施例1中自动焊接组件的结构示意图；图9为本发明实施例1中自动检测组件的结构示意图；图10为本发明实施例1中成品搬运组件的结构示意图；图11为本发明实施例1中成品料仓组件的结构示意图；图12为本发明实施例1中铁盒按压组件的结构示意图；图13为本发明实施例1中成品导出组件的结构示意图；图14为本发明实施例1中铁盒与筒管的结构示意图。
17.其中：a、铁盒；b、筒管；1、转盘组件；11、转盘；12、铁盒夹具；121、底座；122、限位框；123、第一弹性限位件；124、第二弹性限位件；125、第三弹性限位件；126、第四限位件；127、上板；2、铁盒自动上料组件；20、铁盒上料仓组件；200、固定板；201、第一支撑架；202、第二支撑架；203、移动滑轨；204、第一料仓盒；205、把手；206、第一顶升步进电机；207、第二顶升步进电机；208、连接板；209、铁盒气缸；210、伸缩舌；211、铁盒板水平移动气缸；212、铁盒板纵向移动气缸；213、铁盒板气缸；214、铁盒搬运板；215、第一到位锁死气缸；216、到位液压缓冲；217、到位光电；22、铁盒搬运组件；221、第一铁盒搬运气缸；222、第二铁盒搬运气缸、223、第三铁盒搬运气缸；224、铁盒旋转气缸、225、铁盒夹爪气缸；226、铁盒夹爪；23、铁盒入料组件；231、铁盒纵向移动气缸；232、铁盒入料气缸；233、铁盒入料夹爪；3、筒管自动上料组件；31、振动盘；32、四轴机器人；33、筒管旋转气缸；34、筒管夹爪气缸；35、筒管夹爪；36、上ccd相机；37、下ccd相机；4、自动焊接组件；41、焊接激光器；42、第一筒管按压气缸；43、第二筒管按压气缸；44、按压板；5、自动检测组件；51、检测气缸；52、检测ccd相机；6、成品取料组件；61、成品搬运组件；62、成品料仓组件；620、废料盒；7、铁盒按压组件；71、铁盒按压气缸；72、限高块；73、限高顶升气缸；8、成品导出组件；81、第一导出气缸；82、第二导出气缸；83、按压导出板；84、导出顶升气缸；9、机架；90、工作台。
具体实施方式
18.为了能够更加清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成，需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
19.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
20.实施例1参照图1，一种自动焊接设备包括机架9、转盘组件1、铁盒自动上料组件2、筒管自动上料组件3、自动焊接组件4、自动检测组件5和成品取料组件6，转盘组件1、铁盒自动上料组件2、筒管自动上料组件3、自动焊接组件4、自动检测组件5和成品取料组件6均固定在机架9上，且铁盒自动上料组件2、筒管自动上料组件3、自动焊接组件4、自动检测组件5和成品取料组件6围绕转盘组件1分布。
21.机架9包括工作台90和支撑架，工作台90固定在支撑架的顶部。为了便于自动焊接设备的移动，支架的底部安装有滑轮。
22.转盘组件1包括转盘11、旋转轴、电机和多个铁盒夹具12，电机固定在工作台90的下方，通过旋转轴与转盘11连接，并驱动转盘11旋转。转盘11设置在工作台90的上方，并与旋转轴固定连接。
23.参照图2，多个铁盒夹具12均匀排布在转盘11上，铁盒夹具12用于固定铁盒a，铁盒夹具12包括底座121、上板127、限位框122、第一弹性限位件123、第二弹性限位件124、第三弹性限位件125和第四限位件126。底座121固定在转盘11上，限位框122是由四个限位块通过螺钉连接形成的矩形框体结构，限位框122固定在底座121上，第一弹性限位件123、第二弹性限位件124、第三弹性限位件125和第四限位件126设置在限位框122内，并分别与限位框122的四个限位块连接，其中第一弹性限位件123、第二弹性限位件124和第三弹性限位件125位于同一高度，第四限位件126位于第一弹性限位件123、第二弹性限位件124和第三弹性限位件125的下方，第一弹性限位件123、第二弹性限位件124、第三弹性限位件125和第四限位件126形成一个卡槽，用于限位铁盒a。第一弹性限位件123、第二弹性限位件124、第三弹性限位件125均包括限位板和连接在限位板与限位块之间的弹簧。第四限位件126包伸缩板和伸缩气缸，伸缩板活动设置在限位框122的一个限位块中，且伸缩板的前后两端分别从限位块中露出，伸缩板的前端具有一个方形限位槽，该方形限位槽位于第一弹性限位件123、第二弹性限位件124、第三弹性限位件125的下方，伸缩板的后端与固定在底板上的伸缩气缸连接。上板127通过螺钉固定在第一弹性限位件123、第二弹性限位件124、第三弹性限位件125和第四限位件126的上方，上板127具有方形豁口，该方形豁口位于卡槽的正上方。
24.铁盒自动上料组件2包括铁盒上料仓组件20、铁盒搬运组件22和铁盒入料组件23。
25.参照图3，铁盒上料仓组件20包括固定板200、第一支撑架201、第二支撑架202、多个移动滑轨203、第一料仓盒204、第二料仓盒、第一顶升步进电机206、第二顶升步进电机207、多个铁盒板支撑件和铁盒板移动件。固定板200固定在工作台90上，固定板200为平面
板，固定板200上设有多个第一顶升通孔。第一支撑架201和第二支撑架202间隔固定在固定板200上。多个移动滑轨203分别固定在固定板200上，并分别设置在第一支撑架201的两侧和第二支撑架202的两侧。第一料仓盒204活动设置在第一支撑架201内，并与设置在第一支撑架201两侧的移动滑轨203滑动连接，第一料仓盒204与第一支撑架201和移动滑轨203形成一抽屉结构。第一料仓盒204的底板上设有第二顶升通孔，当第一料仓盒204位于第一支撑架201内时，第二顶升通孔位于第二顶升通孔的正上方。第一料仓盒204上设有把手205，以便于将第一料仓盒204从第一支撑架201中抽出。第二料仓盒的结构和连接方式与第一料仓盒204相同，不再详述。第一顶升步进电机206和第二顶升步进电机207固定工作台90下方，并分别位于第一料仓盒204和第二料仓盒的第二顶升通孔下方，第一顶升步进电机206和第二顶升步进电机207的升缩杆上固定有顶升板。多个铁盒板支撑件成对固定在第二支撑架202相对的两个侧板顶部，铁盒板支撑件包括连接板208、伸缩舌210和铁盒气缸209，连接板208和铁盒气缸209固定在第二支撑架202的顶部，连接板208设有伸缩限位槽口，伸缩舌210活动设置在伸缩限位槽口中，并与铁盒气缸209连接。铁盒板移动件设置在第一支撑架201和第一支撑架201的上方，用于将放置在第一支撑架201和第一料仓盒204内的铁盒板移动到铁盒板支撑件上，铁盒板移动件包括铁盒板水平移动气缸211、铁盒板纵向移动气缸212、两个铁盒搬运板214和铁盒板气缸213，其中，铁盒板水平移动气缸211固定在第一支撑架201和第一支撑架201上，并与铁盒板纵向移动气缸212连接，铁盒板气缸213与铁盒板纵向移动气缸212连接，两块铁盒搬运板214与铁盒板纵向移动气缸212连接。
26.铁盒上料仓组件20的自动上料过程如下：通过把手205将第一料仓盒204从第一支撑架201中拉出，然后将若干个放置有多个铁盒a的铁盒板堆放在第一料仓盒204中，再将第一料仓盒204推入第一支撑架201中，通过第一顶升步进电机206将铁盒板顶升至铁盒板移动件的搬运位置处，由铁盒板移动件将铁盒板搬运并放置在至铁盒板支撑件上，最后通过铁盒搬运组件22将铁盒板上的铁盒a取走。当铁盒搬运组件22取走铁盒板上全部的铁盒a后，第二顶升步进电机207上升，当顶升板支撑住铁盒板后，铁盒气缸209带动伸缩舌210缩进伸缩限位槽口中，第二顶升步进电机207带着空铁盒板下降。
27.作为一种优选实施方式，铁盒上料仓组件20还包括第一到位锁死气缸215、第二到位锁死气缸、多个到位液压缓冲216和两个到位光电217，第一到位锁死气缸215和第二到位锁死气缸分别设置在第一料仓盒204和第二料仓盒的下方，用于锁死第一料仓盒204和第二料仓盒，防止第一料仓盒204和第二料仓盒在第一支撑架201和第二支撑架202中移动。多个到位液压缓冲216分别固定在第一支撑架201和第二支撑架202上，用于缓冲第一料仓盒204和第二料仓盒。两个到位光电217分别固定在第一支撑架201和第二支撑架202上，用于检测第一料仓盒204和第二料仓盒是否移动到位。
28.参照图4，铁盒搬运组件22设置在铁盒上料仓组件20的上方，铁盒搬运组件22包括第一铁盒搬运气缸221、第二铁盒搬运气缸222、第三铁盒搬运气缸223、铁盒旋转气缸224、铁盒夹爪气缸225和铁盒夹爪226，第一铁盒搬运气缸221通过铁盒支架固定在工作台90上，第一铁盒搬运气缸221、第二铁盒搬运气缸222、第三铁盒搬运气缸223、铁盒旋转气缸224和铁盒夹爪气缸225依次连接，铁盒夹爪226与铁盒夹爪气缸225固定连接，第一铁盒搬运气缸221、第二铁盒搬运气缸222和第三铁盒搬运气缸223分别带动铁盒夹爪226在y轴方向、x轴方向和z轴方向移动，铁盒旋转气缸224带动铁盒夹爪226旋转，铁盒夹爪气缸225驱动铁盒
夹爪226做张开和夹紧动作。
29.参照图5，铁盒入料组件23用于将铁盒搬运组件22搬用过来的铁盒a放入铁盒夹具12的卡槽中，铁盒入料组件23包括铁盒纵向移动气缸231、铁盒入料气缸232和铁盒入料夹爪233，铁盒纵向移动气缸231通过气缸支架固定在工作台90上，铁盒入料夹爪233位于卡槽的正上方，铁盒入料气缸232分别与铁盒纵向移动气缸231和铁盒入料夹爪233连接，其中铁盒入料气缸232用于驱动铁盒入料夹爪233沿竖直方向移动，铁盒入料气缸232用于驱动铁盒入料夹爪233做张开和夹紧动作。
30.参照图6，筒管自动上料组件3用于将筒管b放置在铁盒a的上方，筒管自动上料组件3包括振动盘31、四轴机器人32、筒管旋转气缸33、筒管夹爪气缸34和筒管夹爪35，振动盘31和四轴机器人32分别通过支架固定在工作台90上，筒管旋转气缸33通过连接板208与四轴机器人32连接，筒管夹爪气缸34分别与筒管旋转气缸33和筒管夹爪35连接。
31.作为一种优选实时方式，筒管自动上料组件3还包括上ccd相机36和下ccd相机37，上ccd相机36设置在振动盘31的上方，用于在振动盘31中寻找位置合适的筒管b；下ccd相机37设置在筒管夹爪35的下方，用于拍摄筒管夹爪35抓取的筒管b是否符合被放置在铁盒a上的位置要求。
32.筒管自动上料组件3的工作过程如下：先将筒管b放置在振动盘31中，由振动盘31将筒管b有序排列，然后上ccd相机36在振动盘31中寻找位置合适的筒管b，四轴机器人32和筒管夹爪35驱动筒管夹爪35将上ccd相机36寻找到的筒管b夹起，并向铁盒夹具12移动，在筒管夹爪35移动至下ccd相机37上方时，下ccd相机37对筒管b进行拍摄，之后筒管夹爪35将筒管b放置在铁盒夹具12中，与铁盒a贴合。当筒管b与铁盒a之间的角度不对时，筒管夹爪气缸34驱动筒管夹爪35调整筒管b与铁盒a之间的角度。
33.参照图7，自动焊接组件4包括焊接激光器41和筒管按压模组，焊接激光器41通过焊接支架固定在工作台90上，焊接激光器41用于焊接铁盒a和筒管b。优选的，自动焊接组件4设置有两个焊接激光器41。筒管按压模组设置在焊接激光器41的下方，用于压住筒管b，筒管按压模组包括第一筒管按压气缸42、第二筒管按压气缸43和按压板44，第一筒管按压气缸42通过支架固定在工作台90上，第二筒管按压气缸43分别与第一筒管按压气缸42和按压板44连接，第一筒管按压气缸42和第二筒管按压气缸43分别驱动按压板44沿y轴和z轴方向移动。
34.参照图8，自动检测组件5用于检测焊接的铁盒a和筒管b是否合格，自动检测组件5包括检测ccd相机52和检测气缸51，检测气缸51通过支架固定在工作台90上，并与检测ccd相机52连接，驱动检测ccd相机52沿竖直方向移动。
35.参照图9和图10，成品取料组件6包括成品搬运组件61和成品料仓组件62，其中成品搬运组件61与铁盒搬运组件22结构相同，此处不再详述，成品料仓组件62与铁盒上料仓组件20结构基本相同，唯一不同之处在于成品料仓组件62还包括废料盒620，废料盒620用于存放焊接不合格的产品。
36.作为一种优选的实施方式，自动焊接设备还包括铁盒按压组件7和成品导出组件8。
37.参照图11，铁盒按压组件7设置在铁盒入料组件23与筒管自动上料组件3之间，用于对铁盒a限高。铁盒按压组件7包括铁盒按压气缸71、限高块72和限高顶升气缸73，铁盒按
压气缸71通过支架固定在工作台90，限高块72与铁盒按压气缸71的伸缩杆固定连接，限高块72设置在铁盒夹具12的上方，限高块72由铁盒按压气缸71驱动将铁盒按压至铁盒夹具12中。限高顶升气缸73固定在工作台90上，并设置在转盘11的下方，用于支撑转盘11，避免铁盒按压组件7在将铁盒a往铁盒夹具12中按压时，转盘11出现倾斜。
38.参照图12，成品导出组件8设置在自动检测组件5的下方，成品导出组件8包括第一导出气缸81、第二导出气缸82、按压导出板83和导出顶升气缸84，第一导出气缸81通过支架固定在工作台90上，第二导出气缸82分别与第一导出气缸81和按压导出板83连接，第一导出气缸81和第二导出气缸82分别带动按压导出板83沿y轴和z轴移动。按压导出板83设置在铁盒夹具12的上方，按压导出板83的自由端设有导出孔，导出孔与铁盒a和筒管b的形状相适配。导出顶升气缸84固定在工作台90上，并位于转盘11的下方。
39.成品导出组件8的工作过程如下：在自动检测组件5对成品检测完毕后，第一导出气缸81和第二导出气缸82带动按压导出板83靠近成品，并将产品压入导出孔中，之后第一导出气缸81和第二导出气缸82驱动按压导出板83带着成品远离铁盒夹具12，从而将成品从铁盒夹具12中取出，按压导出板83取出的成品通过成品取料组件6搬运到成品料仓组件62中。在按压导出板83按压成品的时候，导出顶升组件在转盘11下方支撑转盘11，避免在按压过程中转盘11发生倾斜。
40.自动焊接设备还包括控制系统，控制系统分别与转盘组件1、铁盒自动上料组件2、筒管自动上料组件3、自动焊接组件4、自动检测组件5、成品取料组件6、铁盒按压组件7和成品导出组件8电连接。
41.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以直接相连，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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
42.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对上述实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的上述实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。