自动焊接工作站的制作方法

本申请涉及机械设备领域，特别是涉及一种自动焊接工作站。

背景技术：

谐振杆组件主要用于通信基站滤波器上，其包含谐振杆和抽头线两部分，由焊锡焊接而成。抽头线和谐振杆种类繁多，其中抽头线结构更为复杂，难以实现通用性。

目前，谐振杆组件制作工艺的全部流程由人工完成。例如，人工将谐振体、抽头线装入相应的定位夹具中，再采用焊机进行焊接，之后人工取下焊好的谐振杆组件。整个过程中，人工作业繁重，而且谐振杆组件种类繁多，每一种类产品对应一种夹具，加工成本高，耗时长，加工过程中还容易导致人受伤，且由人工焊接的产品质量也无法得到保证。

技术实现要素：

本申请提供一种自动焊接工作站，能够实现对工件的抓取、定位对准、焊接的自动化。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种自动焊接工作站。该自动焊接工作站包括：谐振体上料工位，用于存放待焊接的谐振体；抽头线上料工位，用于存放待焊接的抽头线；抓取装置，用于分别从谐振体上料工位和抽头线上料工位抓取谐振体和抽头线；预装工位，用于夹持抓取装置传送过来的谐振体和抽头线，并预装工位对谐振体和抽头线的相对位置进行调整，进而将抽头线插入谐振体的装配孔；焊接装置用于将插入装配孔的抽头线与谐振体焊接成一体。

本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请公开了一种自动焊接工作站。通过采用谐振体上料工位、抽头线上料工位、预装工位、抓取装置和焊接装置，实现对谐振体、抽头线的抓取、定位对准、焊接的自动化，相比于人工完成上述工艺过程，本申请提供的自动焊接工作站，采用抓取装置实现抽头线、谐振体的自动上下料，采用预装工位实现将抽头线插入谐振体侧壁上的装配孔中，采用焊接装置将谐振体、抽头线焊接成一体，极大地减轻了人工作业量，提高了工作效率和安全性，有效提高了产品质量的一致性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请提供的自动焊接工作站一实施例的结构示意图；

图2是本申请中谐振体的结构示意图；

图3是本申请中抽头线的结构示意图；

图4是图1自动焊接工作站中预装工位的结构示意图；

图5是图4预装工位中第一抽头线机构及第二抽头线传动机构的结构示意图；

图6是图4预装工位中抽头线夹持机构的结构示意图；

图7是图6抽头线夹持机构中第一夹指的结构示意图；

图8是图4预装工位中谐振体夹持机构的结构示意图；

图9是图8谐振体夹持机构中第二夹指的结构示意图；

图10是图1自动焊接工作站中谐振体上料工位的结构示意图；

图11是图10谐振体上料工位中储料台的结构示意图；

图12是图10谐振体上料工位中上料台及上料台传动机构的结构示意图；

图13是图1自动焊接工作站中抽头线上料工位的结构示意图；

图14是图1自动焊接工作站中抓取装置的部分结构示意图；

图15是图14抓取装置中谐振体抓取机构的结构示意图；

图16是图14抓取装置中抽头线抓取机构的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

参阅图1，图1是本申请提供的自动焊接工作站一实施例的结构示意图。

该自动焊接工作站100包括谐振体上料工位10、抽头线上料工位20、抓取装置30、预装工位40和焊接装置50。

其中，谐振体上料工位10用于存放待焊接的谐振体1，谐振体1上设置有装配孔2。抽头线上料工位20用于存放待焊接的抽头线3。抓取装置30用于分别从谐振体上料工位10和抽头线上料工位20抓取谐振体1和抽头线3。抓取装置30进一步将所抓取的谐振体1和抽头线3传动至预装工位40，预装工位40用于夹持抓取装置30传送过来的谐振体1和抽头线3，并对谐振体1和抽头线3的相对位置进行调整，进而将抽头线3插入装配孔2。焊接装置50用于将插入装配孔2的抽头线3与谐振体1焊接成一体。

参阅图2、图3，谐振体1具有空心筒体4，空心筒体4侧壁上设有装配孔2，空心筒体4内部为腔体。抽头线3具有与装配孔2配合插接的圆柱体或空心轴段。

本实施例中，抽头线3包括呈L形连接的第一线分段5和第二线分段6，第一线分段5或第二线分段6可插入装配孔2。在另一实施例中，第一线分段5和第二线分段6可以呈其他的夹角连接，例如30度、60度等；或者，抽头线3具有多段线分段；或者，抽头线3只具有一段线分段。

参阅图4，具体地，预装工位40包括谐振体夹持机构41、定位传感器42、谐振体传动机构43、抽头线夹持机构44、第一抽头线传动机构45和第二抽头线传动机构46。

谐振体夹持机构41用于夹持谐振体1。定位传感器42用于对装配孔2的位置进行检测。谐振体传动机构43用于根据定位传感器42的检测结果绕谐振体1的轴向转动谐振体1，以使得装配孔2朝向预设方向。抽头线夹持机构44用于夹持抽头线3。第一抽头线传动机构45用于沿第一方向传动抽头线夹持机构44，进而沿谐振体1的轴向调整抽头线3与装配孔2的相对位置。即第一方向为谐振体1的空心筒体4被谐振体夹持机构41夹持时的轴向。第二抽头线传动机构46用于沿垂直于第一方向的第二方向传动抽头线夹持机构44，进而沿谐振体1的径向调整抽头线3与装配孔2的相对位置。

进一步地，预装工位40还包括第三抽头线传动机构47，用于绕第二方向传动抽头线3，即绕第二方向旋转抽头线3，以使得在第一线分段5插入到装配孔2后，第二线分段6与谐振体1的轴向保持预设角度。

参阅图6、图7，具体地，抽头线夹持机构44包括第一气缸440和两个相对设置的第一夹指441，第一气缸440驱动两第一夹指441相向运动，即驱动两第一夹指441相互靠近，以夹持抽头线3。

第一夹指441上设有第一线分槽442和第二线分槽443，第一线分槽442用于夹持第一线分段5，第二线分槽443用于夹持第二线分段6，两第一夹指441配合可夹持不同规格的抽头线3。

例如，第一线分槽442、第二线分槽443均为V型槽或圆弧槽，进而两第一夹指441能够配合夹持多种尺寸规格的抽头线3。第一线分槽442、第二线分槽443还可具有其他形状，本申请对此不作限制。

参阅图8、图9，谐振体夹持机构41包括第二气缸410和两个相对设置的第二夹指411，第二夹指411上设有卡合槽413，第二气缸410驱动两第二夹指411相向运动，使得两卡合槽413可夹持不同规格的谐振体1，即夹持空心筒体4的外侧。

例如，卡合槽413为V型槽，进而多种规格的空心筒体4均可被V型的卡合槽413所夹持。卡合槽413还可为其他形状，如圆弧形、矩形等，本申请对此不作限制。

参阅图5，第一抽头线传动机构45包括电机450和丝杆组件452，电机450驱动丝杆组件452沿第一方向传动抽头线夹持机构44。

丝杆组件452包括丝杆轴453、丝杆推块454和滑轨456，滑轨456内设有滑道，丝杆轴453沿滑道设置，丝杆推块454与丝杆轴453连接且位于滑道内，丝杆轴453接收动力驱动丝杆推块454沿滑道运动。此外，还可用导杆代替滑轨456，使得丝杆推块454沿导杆运动。

其中，第二抽头线传动机构46与丝杆推块454连接，随丝杆推块454沿第一方向运动。

第二抽头线传动机构46的结构与第一抽头线传动机构45的结构相似，沿第二方向传动抽头线夹持机构44，第三抽头线传动机构47与第二抽头线传动机构46上的丝杆推块连接，且抽头线夹持机构44与第三抽头线传动机构47连接，第三抽头线传动机构47例如为电机，其绕第二方向传动抽头线夹持机构44，以传动抽头线3。

第二抽头线传动机构46上还连接有支撑板460，定位传感器42设置在支撑板460上。预装工位40进一步包括送丝机构48，用于向装配孔2传动焊丝，送丝机构48也与支撑板460连接。

再次参阅图4，谐振体传动机构43及第一抽头线传动机构46均连接于机架49上。

谐振体传动机构43根据定位传感器42的检测结果绕谐振体1的轴向转动谐振体1，以使得装配孔2朝向预设方向，该预设方向为第二方向，以便于抽头线3插入装配孔2。之后，第一抽头线传动机构45沿第一方向调整抽头线3与装配孔2的相对位置，第二抽头线传动机构46沿第二方向调整抽头线3与装配孔2的相对位置，进而使得第一线分段5能够插入到装配孔2。第三抽头线传动机构47绕第二方向传动抽头线3，使得第二线分段6与谐振体1的轴向保持预设角度，以完成抽头线3与谐振体1之间的预装，送丝机构48向装配孔2传动焊丝，焊接装置50将预装完成后的抽头线3与谐振体1焊接成一体。

例如，第二线分段6与谐振体1的轴向夹角为30度、60度等角度，本申请对此不作限制。

参阅图10，具体地，谐振体上料工位10进一步包括多个储料台11、上料台12和上料台传动机构13。

其中，多个储料台11沿竖直方向间隔设置，用于分别承载并水平传动多个储料托盘14，谐振体1放置于储料托盘14上。上料台12设置于多个储料台11的侧向。上料台传动机构13用于沿竖直方向传动上料台12，进而接收储料台11所传动出的储料托盘14，并将储料托盘14保持在预定高度，以供抓取装置30抓取谐振体1。

抓取装置30进一步从预装工位40抓取焊接后的谐振体1和抽头线3，并放置于上料台12上的储料托盘14，并进一步由上料台传动机构将储料托盘14送回至储料台11。

参阅图11，储料台11包括并排设置的多个辊筒110，储料托盘14承载于多个辊筒组成的平面上，多个辊筒接收动力驱动并水平传动储料托盘14。

例如，多个辊筒110由皮带传动连接，其中的一个辊筒110被电机所驱动。

具体地，储料台11包括两个辊筒110、位于两辊筒之间的承载板112及绕两辊筒110、承载板设置的传送带113，承载板112用于承载储料托盘14。更详细地，辊筒110连接于两安装板114之间，承载板112也与安装板114连接。

传动带113上放置有储料托盘14，辊筒110接收动力带动传送带113，传送带113带动储料托盘14沿承载板112向上料台12运动。

参阅图12上料台12的结构与储料台11的结构相识，上料台12接收储料台11所传动出的储料托盘14。

上料台12上还设有夹紧气缸120，夹紧气缸120用于定位夹紧储料托盘14于上料台12上。夹紧气缸120设置于上料台12接收储料托盘的所经过的轨迹的一侧。

上料台12朝向多个储料台11的一侧设置有多个过渡滚轮121，过渡滚轮121用于保持储料托盘14由储料台11向上料台12传动的过程中平稳过渡，防止储料托盘14倾斜而无法被传动到上料台12上。

上料台12朝向储料台11的一侧和远离储料台11的一侧均设有位置传感器122，位置传感器122用于检测储料托盘14的位置。进一步地，位置传感器122检测储料托盘14而发出的信号还用于控制上料台12及储料台11传动储料托盘14的启停。

上料台12上还连接有滑块123，谐振体上料工位10在竖直方向上设有与滑块123配合的导轨124，上料台传动机构13沿导轨124传动上料台12。

上料台传动机构13进一步包括两个链轮架130和绕两个链轮架130设置的链条133。

两个链轮架130设置于上料台12运动路径的两端，其包括转轴131和连接于转轴131两端的链轮132，其中一链轮架130还用于接收动力驱动。

链条133将两链轮架130上对应一端的链轮132连接，且链条133还与上料台12连接，进而链条133沿导轨124的安装方向传动上料台12。

上料台12运动路劲的两端还设置有限位传感器125。

具体地，谐振体上料工位10还包括机架15，链轮架130、限位传感器125、导轨124及安装上料台12的安装板均安装于机架15上。

例如，五个储料台11沿竖直方向间隔设置，上料台传动机构13沿竖直方向传动上料台12，使得上料台12对准储料台11后，接收自储料台11传动来的储料托盘14，并保持储料托盘14在一预设高度，并在储料托盘14内装满焊接好的成品后，上料台传动机构13再次将上料台12对准原储料台11(空置的储料台11)，并将储料托盘14传动至储料台11。重复上述过程，直至所有储料托盘14上均装满成品，再更换储料托盘14及其内的谐振体1。

参阅图13，抽头线上料工位20包括第一传送机构21、视觉检测装置22，第一传送机构21用于承载并传动抽头线3，视觉检测装置22设置于第一传送机构21的侧边，用于检测识别抽头线3，以供抓取装置30抓取抽头线3。

抽头线上料工位20进一步包括第二传送机构23和收料盒24。

第二传送机构23与第一传送机构21层叠错位设置，且位于第一传送机构21的下方，使得第一传送机构21沿其传动方向超出第二传送机构23，进而未被视觉检测装置22识别的抽头线3得以落于第二传送机构23上，且第二传送机构23的传动方向与第一传送机构21的传动方向相反。

收料盒24设置于第二传送机构23的一端，即收料盒24设置于第二传送机构沿自身传动方向的尽头，收料盒24用于收存经第二传送机构23传送的抽头线3，减少物料的浪费。

第一传送机构21上沿其传动方向尽头的一侧连接有挡板25，挡板25用于防止抽头线3在掉落时飞溅，保证抽头线3落于第二传送机构23上。

收料盒24包括一体结构的盒体240和连接板241，连接板241用于与第二传送机构23连接，盒体240用于收存抽头线3。

具体地，第一传送机构21包括转轴210和绕两转轴210设置的皮带212，212皮带用于承载并传动抽头线3，转轴210用于接收动力驱动皮带212运动。

第二传动机构23的结构与第一传动机构21的结构相似，不再赘述。

视觉检测装置22包括支架220和连接于支架220上的视觉相机221，以使得视觉相机221位于第一传送机构21的正上方，便于其检测抽头线3的位置。

进一步地，第一传送机构21每次均运动预设距离，以传动抽头线3至视觉检测装置22的识别区域。该预设距离例如为视觉检测装置22的识别区域的长度。第二传送机构23始终保持传动，以实现对未被识别的抽头线3的回收。

例如，第一传送机构21的动力源为伺服电机，第二传动机构23的动力源为三相异步电机。

进一步地，视觉检测装置22在其识别区域内检测无符合识别特征的抽头线3时，还用于发出信号使得第一传送机构21运动预设距离，即驱动皮带212运动预设距离。即分析系统对视觉相机221采集的图像分析，得出该图像中无符合识别特征的抽头线3时，给控制中心发出信号，以控制开启第一传送机构21运动预设距离。

进一步地，视觉检测装置22还用于记录第一传动机构21的运动距离，并在第一传动机构21累计的运动距离达到上料区域长度时发出信号，以提示对抽头线3进行上料。即分析系统记录皮带212累计的运动距离达到上料区域长度时，发出信号提示上料。

参阅图1、图14，抓取装置30进一步包括谐振体抓取机构31、抽头线抓取机构32和工业机器人33，谐振体抓取机构31用于抓取谐振体1，抽头线抓取机构32用于抓取抽头线3，谐振体抓取机构31和抽头线抓取机构32均安装于工业机器人33的末端。工业机器人33用于带动谐振体抓取机构31从谐振体上料工位10抓取谐振体1，及带动抽头线抓取机构32从抽头线上料工位20抓取抽头线3，并传动至预装工位40。

参阅图15，谐振体抓取机构31包括抓取气缸310和两个抓指311，抓指311上设有对位柱312，抓取气缸310用于驱动两个抓指311相互并拢，进而两对位柱312并拢以对位插入谐振体1腔内，再驱动两个抓指311相互分离，使得对位柱312顶抵谐振体1内壁，以抓取谐振体1。

具体地，对位柱312为半圆柱，两对位柱312可并拢成圆柱，该圆柱对位插入空心筒体4的腔内，之后两个抓指311相互分离，对位柱312顶抵空心筒体4的内壁，以紧固谐振体1，进而可抓取谐振体1。

参阅图16，抽头线抓取机构32包括安装座320和连接于安装座320上的吸附件321，安装座320上具有与吸附件321连通的负压孔322，吸附件321用于吸附抽头线3。

吸附件321上具有容置槽323，负压孔322与容置槽323相通。本实施例中，容置槽323与第一线分段5或第二线分段6相匹配。

安装座320具有避让口324，两吸附件321对应于避让口324相邻的两边设置，且两容置槽323的延伸线在避让口324区域内相交。

例如，避让口324相邻的两边成直角状，且两吸附件321分别沿垂直于对应边的方向设置，使得两容置槽323对应容置并吸附第一线分段5、第二线分段6，以及抽头线夹持机构44从避让口324处夹持该抽头线3。

进一步地，安装座320上设有多个避让口324及对应有多个吸附件321，抽头线抓取机构32可抓取多个抽头线3。

抓取装置30还包括转接板34，谐振体抓取机构31及抽头线抓取机构32设置于转接板34的同一侧，转接板34的另一侧与工业机器人33连接。

转接板34上还设置有第一安装板340和第二安装板341，谐振体抓取机构31与第一安装板340连接，抽头线抓取机构32通过支撑柱343连接于第二安装板341上。

进而工业机器人33能够同时移动谐振体抓取机构31及抽头线抓取机构32，并分别抓取谐振体1和抽头线3。

进一步地，预装工位40数量为二，设置于焊接装置50的两侧。其中焊接装置50进一步包括焊机51和转台机构52，转台机构52用于转动焊机51以分别将两预装工位40上的抽头线1与谐振体3焊接成一体。

可知地，该自动焊接工作站100还包括控制装置，该控制装置分别与谐振体上料工位10、抽头线上料工位20、抓取装置30、预装工位40和焊接装置50通信连接，以控制各部件有序地完成各自的工作。该控制装置例如包括主机及多种传感器，该主机及多种传感器均是本技术领域人员常采用的电子电气产品，主机通过多种传感器收集的数据，给出反馈指令，以控制各部件配合将谐振体1和抽头线3焊接成一体。

再次参阅图1，进一步地，该自动焊接工作站100还包括防护围栏60，该防护围栏60上设有两个窗口，该两个窗口分别对应储料台11和收料盒24，以便于上下储料托盘14、回收抽头线3和对抽头线3进行上料。

区别于现有技术的情况，本申请公开了一种自动焊接工作站。通过采用谐振体上料工位、抽头线上料工位、预装工位、抓取装置和焊接装置，实现对谐振体、抽头线的抓取、定位对准、焊接的自动化，相比于人工完成上述工艺过程，本申请提供的自动焊接工作站，采用抓取装置实现抽头线、谐振体的自动上下料，采用预装工位实现将抽头线插入谐振体侧壁上的装配孔中，采用焊接装置将谐振体、抽头线焊接成一体，极大地减轻了人工作业量，提高了工作效率和安全性，有效提高了产品质量的一致性。

以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。