一种多工位自动化焊接设备及方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本发明属于焊接设备领域，尤其涉及一种多工位自动化焊接设备及方法。
【【背景技术】】
[0002]在压力传感器领域，由于其使用环境(必须浸没在水或者其他液体中，防护等级较高)的原因，氩弧焊接、等离子焊接在压力传感器的结构设计上无疑是一道必不可少的工序。但是由于传感器作为一个测量或者说是检测仪器，又免不了高精度的工艺要求，这就导致了很难有一种特殊的设备来解决传感器的结构焊接这一道工序，所以也就导致了传感器结构焊接这块完全依靠人工操作的现象，对传感器乃至我国的测控仪表的发展造成了巨大影响。
[0003]对于传感器等离子焊接或者氩弧焊接这道工序，现在比较常用的方法是，由人手工操作，将待焊件先放于定制夹具上，然后在手工装夹在普通卧式车床上，然后由人手工将焊枪对准焊缝处，开动车床，同时打开焊枪开关，待工件随车床转动焊完整个焊缝后，再由人手工取下工件，检查焊接质量，检查完成后再焊接下一个工件。这样传统的纯手工焊接方式很显然有很多不足之处，简单总结有一下几点:
[0004]1、生产效率低下，严重影响传感器生产进度。
[0005]整个传感器的生产有一个系统的生产工艺，整个生产工艺如果能够保证协调同步的进行，将是传感器生产的最优生产方案，但是由于焊接工序效率低，将直接拖慢整个生产的效率，为传感器生产带来严重影响；
[0006]2、焊接质量很难保证
[0007]由于人在工作的过程中的影响因素比较多，比如:环境、疲劳操作、注意力不专注等因素，生产过程中操作的不可控性比较大，所以人工焊接时的焊接质量也很难保证，质量参差不齐。
[0008]3、成本巨大
[0009]毫无疑问，现代工业的工业成本的主要来源很明显是人力的成本。从一个专业技术人员的培养，到正式上岗，再到熟练操作安全生产，这中间的投入在产品的成本上占到了很大的比例，而且再加上严重低下的生产效率，更是加大了产品的成本。这样，设计制造一种专门用于传感器焊接的自动化设备已经成为亟待解决的问题。
【
【发明内容】
】
[0010]本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种效率高且焊接质量可靠的多工位自动化焊接设备及方法。
[0011]为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0012]包括设备机台以及在设备机台上安装的工作机构，工作机构包括安装在设备机台上表面左右两侧的两个竖直的机架，两个机架上安装有均为水平且能够上下自由滑动的上压板装配体和下压板装配体，上压板装配体和下压板装配体上配合设置有若干个竖直的工件夹紧装置，每个工件夹紧装置均能够沿其本身的轴线旋转，工件夹紧装置的轴线位于同一竖直面上；机架上安装有能够左右滑动的y轴直线运动系统，y轴直线运动系统连接焊枪，在y轴直线运动系统滑动使焊枪到达任意一个工件的焊接位置时，y轴直线运动系统停止运动且焊枪起弧，工件夹紧装置同步开始旋转。
[0013]进一步地，每个工件夹紧装置均包括上下配对且同轴设置的上轴和下轴，上轴的下端和下轴的上端相对且之间留有空隙，上轴均通过轴承安装在上压板装配体上，下轴均通过轴承安装在下压板装配体上。
[0014]进一步地，设备机台上安装有能够前后滑动的X轴直线运动系统，X轴直线运动系统上活动安装有工装盘，工装盘上排列设置有若干个用于放置工件的台阶孔；X轴直线运动系统和工装盘均位于上轴和下轴之间的空隙内，下轴能够穿过X轴直线运动系统和工装盘与工件同轴相接。
[0015]进一步地，台阶孔的排数和列数均不小于1，且列数与工件夹紧装置的个数相等；台阶孔的台阶为两级，其下侧孔直径为R1，上侧的孔直径为R2，下轴的直径为R0，工件下端的直径为R3，RO彡Rl < R3彡R2。
[0016]进一步地，每个上轴的下端均设置盲孔，该盲孔外均套设有用于和下轴配合夹紧工件的弹簧套筒，弹簧套筒内放置有弹簧，弹簧的上端嵌套在上轴的盲孔中；弹簧套筒的下端设置有用于防止弹簧掉落的凸环，同时在夹紧工件时，工件的上部进入弹簧套筒中并与凸环相接，且弹簧套筒压紧弹簧。
[0017]进一步地，y轴直线运动系统通过焊枪夹具连接焊枪，焊枪夹具包括与y轴直线运动系统相连的水平固定座，以及在固定座左右两端各自竖直连接的导向块，导向块能够在固定座上前后滑动，导向块和固定座之间设置有用于调节导向块位置的前后调节装置；导向块相对的内侧面上连接有用于夹持焊枪的焊枪夹紧装置，焊枪夹紧装置能够沿导向块侧面上下滑动，且焊枪夹紧装置上设置有上下调节装置。
[0018]进一步地，两个机架上分别安装有一个导柱，上压板装配体和下压板装配体分别通过导套安装在导柱上。
[0019]进一步地，机架上装有两个用于带动上压板装配体上下滑动的上气缸，以及两个用于带动下压板装配体上下滑动的下气缸。
[0020]进一步地，工作机构的外部套设有与设备机台相接的设备罩，设备机台上端安装工作台面，且工作台面位于设备罩外。
[0021]本发明焊接方法的技术方案是，包括以下步骤:
[0022](I)先将工件分别放置在工装盘的若干个台阶孔内，将工装盘放置在X轴直线运动系统上；
[0023](2)上压板装配体向下运动，使上轴压在对应的工件上端，下压板装配体向上运动，使下轴同时将工件和上轴顶起，直到工件到达设定位置处；
[0024](3) y轴直线运动系统启动，带动焊枪夹具，将焊枪移动到第一个工件的焊接位置，第一对上轴和下轴带动工件同步开始旋转，焊枪同步起弧开始焊接，待焊接完成后，焊枪移动到下一个工件的焊接位置起弧焊接，直至焊完第一排的工件；
[0025](4)上压板装配体和下压板装配体同时下降，使焊接完成的第一排工件回到工装盘初始位置；松开第一排工件，X轴直线运动系统启动，带动工装盘运动，直至第二排工件处于待夹紧的位置，重复焊接第一排工件的动作，完成第二排的焊接，直至所有工件全部焊接完成；
[0026](5)上压板装配体和下压板装配体复位，取下全部焊接完成的工件。
[0027]与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果:
[0028]本发明通过设置上压板装配体、下压板装配体以及其上的若干个工件夹紧装置，能够对多个工件同时夹紧固定，而且工件夹紧装置的轴线位于同一竖直面上，在夹紧工件后，使焊枪移动至工件的焊接位置并起弧，此时工件夹紧装置同步开始旋转，使焊枪能够对工件进行自动焊接，使焊接效率高，通过y轴直线运动系统能够带动焊枪沿y轴方向运动至每一个工件的焊接位置处，此时焊枪起弧开始焊接，而工件夹紧装置同步开始旋转，将带动工件转动，便于完成周向焊缝的焊接；本发明是全自动焊接，加工精度高，保证了传感器的焊接质量；本发明的正常操作采用一键式操作，操作简单方便，只需普通工人即可操作完成，生成成本低。
[0029]进一步地，本发明通过设置X轴直线运动系统和工装盘，便于排列放置工件，增加工件加工数量；同时下轴能够穿过X轴直线运动系统和工装盘与工件同轴相接，保证了上轴、下轴和工件的同轴度，有效保证工件在旋转的过程中不会偏离轴心，使加工精度高。
[