一种自动旋转工装及采用其的加工系统的制作方法

本实用新型涉及一种工装及采用其的加工系统，尤其涉及一种自动旋转工装及采用其的加工系统。

背景技术：

消音器是安装在空气动力设备的气流通道上，或进、排气系统中的降低噪音的装置。消音器能够阻挡声波的传播，允许气流通过，是控制噪音的有效工具。

目前消音器焊接过程均为人工焊接，在此生产过程中，受人工技能影响，人工焊接后的消音器容易出现焊瘤、焊漏、过烧等质量异常现象，且焊接过程繁琐，动作浪费较多，人员劳动强度大，焊接效率偏低，容易造成生产瓶颈。

技术实现要素：

鉴于此，本实用新型提供一种自动旋转工装及采用其的加工系统，通过设置水平旋转组件和竖直旋转组件，再将待加工件固定到竖直旋转组件的工件夹具上，通过控制水平旋转组件和竖直旋转组件的旋转将待加工件旋转到预设位置采用机器人进行加工，解决了人工焊接过程繁琐，焊接质量不稳定，焊接效率低以及操作人员劳动强度大的问题，具体的，

一种自动旋转工装，用于固定待加工的工件，包括水平旋转组件、竖直旋转组件以及控制系统，其中：

水平旋转组件包括工作台以及与工作台驱动连接地第一驱动机构，第一驱动机构用于驱动工作台水平转动；

竖直旋转组件，设置在工作台上，当工作台进行水平转动时可使竖直旋转组件处于不同的工位，竖直旋转组件包括驱动连接地第二驱动机构和第一工件夹具，第二驱动机构用于驱动第一工件夹具竖直转动；

控制系统，包括控制阀和主控元件，主控元件控制第一驱动机构使工作台水平旋转；控制阀与竖直旋转组件连接，控制阀在水平旋转组件转动过程中或完成转动之后控制竖直旋转组件转动。

优选的，竖直旋转组件还包括夹具安装部，夹具安装部与第二驱动机构的驱动端连接，第一工件夹具设置在夹具安装部上。

优选的，夹具安装部还包括第二工件夹具，第二工件夹具设置在第一工件夹具一侧，

第一工件夹具和第二工件夹具用于对不同工件进行固定。

优选的，夹具安装部上还设置有保护介质输出部，保护介质输出部向工件提供保护介质。

优选的，竖直旋转组件还包括支撑部，支撑部设置在工作台上，第二驱动机构的驱动端穿过支撑部与夹具安装部连接在一起。

优选的，控制阀为滚轮式气动控制阀，

竖直旋转组件还包括触发部，触发部设置在工作台下方，且在工作台转动过程中，触发部触发滚轮式气动控制阀，使其开启并控制竖直旋转组件转动。

优选的，工作台上设有多个竖直旋转组件，多个竖直旋转组件沿着工作台转动的周向分布。

本实用新型还提供一种采用本实用新型旋转工装的自动旋转加工系统，自动旋转加工系统还包括加工机器人，

加工机器人设置一个或多个，每个加工机器人对应一个工位设置。

优选的，加工机器人包括第一加工机器人和第二加工机器人，其中，第一加工机器人实施第一加工工序，第二加工机器人实施第二加工工序。

本实用新型提供一种自动旋转工装及采用其的加工系统，通过自动控制水平旋转组件和竖直旋转组件分别沿着水平面和竖直平面进行旋转，设置加工机器人并控制其实施自动加工，缩短了焊接加工耗费时间，降低了操作人员的劳动强度，提高了焊接效率以及焊接质量稳定性，避免了焊瘤、焊漏、过烧等焊接质量异常现象。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施例，本公开的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。下面描述的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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本实用新型实施例1-3中焊接系统示意图；

图2本实用新型实施例1和实施例3中滚轮式气动控制阀和挡板作用示意图；

图中：

1-水平旋转组件；11-工作台；12-挡板；2-竖直旋转组件；21-第二驱动机构；22-第一工件夹具；23-夹具安装部；24-第二工件夹具；241-管路件固定块；242-凹槽；25-保护介质输出部；26-支撑部；3-控制阀；31-滚轮式气动控制阀；4-第一焊接机器人；5-第二焊接机器人；6-拆装工位；7-等待工位；8-第一焊接工位；9-第二焊接工位。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。

虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员以使得本实用新型所属技术领域的技术人员能够容易实施。正如本实用新型所属技术领域的技术人员能够容易理解，将在后面描述的实施例在不脱离本实用新型的概念和范围的基础上可变形为多种形式。在附图中尽量将相同或相似的部分用相同的附图标记表示。

在此使用的专业术语只是用来说明特定实施例而提供的，并不是用来限制本实用新型。在此使用的单数形式在没有表示明确的相反含义的情况下也包含复数形式。在说明书中使用的“包含”的具体化了特定的特性、领域、常数、步骤、动作、要素及/或成分，并不排除其他特定的特性、领域、常数、步骤、动作、要素、成分及/或组的存在或附加。

将下面使用的技术用语及科学用语包括在内的所有用语具有与本实用新型所属技术领域的技术人员一般理解的含义相同的含义。在词典中所定义的用语被补充解释为与相关技术文献和当前公开的内容相符的含义，在没有定义的情况下，不能被解释为具有非常正式的含义。

实施例1：

如图1-2所示，本实施例提供一种自动旋转工装，本实施例中的自动旋转工装用于对消音器组件在焊接加工前进行装配、固定，并将其运送到预设位置，方便焊接机器人对其进行后续的焊接加工，其中，消音器组件包括消音器和铜管。具体的，本实施例中的自动旋转工装包括水平旋转组件1、竖直旋转组件2以及控制系统，其中：

水平旋转组件1包括工作台11以及与工作台11驱动连接地第一驱动机构，第一驱动机构用于驱动工作台11水平转动。本实施例中的第一驱动机构为旋转电机，旋转电机的驱动输出端与工作台11的底部平面连接在一起，旋转电机转动时能驱动工作台11和设置在工作台11上的其它机构，以及待焊接的消音器组件进行水平转动，改变待焊接的消音器组件在水平面上的位置。工作台11为消音器组件的焊接提供了操作空间，使得消音器组件的焊接操作能在工作台11上进行。

竖直旋转组件2，设置在工作台11上，当工作台11进行水平转动时可使竖直旋转组件2处于不同的工位，竖直旋转组件2包括驱动连接地第二驱动机构21和第一工件夹具22，第二驱动机构21用于驱动第一工件夹具22竖直转动。

优选的，本实施例中工作台11沿其转动周向依次分布有拆装工位6、等待工位7、第一焊接工位8以及第二焊接工位9，随着工作台11的转动，装配在竖直旋转组件2上的消音器组件可依次经过这四个工位并被实施对应的工序。

本实施例中的第二驱动机构21为旋转气缸，旋转气缸的设置方向为与工作台11平行设置，旋转气缸转动时，与旋转气缸驱动端连接的其它机构、待焊接的消音器组件以旋转气缸驱动输出端为中心进行竖直方向的旋转，改变待焊接的消音器组件在竖直平面上的位置。

本实施例中的第一工件夹具22为消音器夹具，用于对待焊接的消音器进行夹紧固定和焊前定位。

优选的，竖直旋转组件2还包括夹具安装部23，夹具安装部23构造为板状结构，夹具安装部23与第二驱动机构21的驱动端连接，第一工件夹具22设置在夹具安装部23上。具体的，本实施例中旋转气缸的驱动输出端与夹具安装部23一侧平面连接，夹具安装部23凸出于工作台11设置，且其设置方向垂直于工作台11平面方向，既能使得夹具安装部23能随着第二驱动机构21的运动实现竖直旋转，又能避免夹具安装部23在旋转过程中磕碰到工作台11造成运动干涉，损坏机构。

优选的，夹具安装部23还包括第二工件夹具24，第二工件夹具24设置在第一工件夹具22一侧，第一工件夹具22和第二工件夹具24用于对不同工件进行固定。

本实施例中的第二工件夹具24包括管路件固定块241和凹槽242，管路件固定块241和凹槽242均设置在第一工件夹具22一侧，且管路件固定块241设在凹槽242的上方位置，两者配合使用可固定弯制的铜管。进一步优选的，夹具安装部23左右两侧均安装有第一工件夹具22和第二工件夹具24，即本实施例中一个夹具安装部23上可同时固定两套待焊接的消音器组件，有利于提高焊接效率。

优选的，夹具安装部23上还设置有保护介质输出部25，保护介质输出部25向工件提供保护介质。本实施例中的保护介质输出部25为供气管路，供气管路提供保护气体，在加工过程中对工件进行保护，例如，当工件进行焊接时，供气管路提供氮气或其它惰性气体对工件进行保护。在本实施例中供气管路沿着管路件固定块241和凹槽242的方向设置，便于向已固定好的弯制铜管中吹氮气帮助焊接。

优选的，竖直旋转组件2还包括支撑部26，支撑部26设置在工作台11上，第二驱动机构21的驱动端穿过支撑部26与夹具安装部23连接在一起。本实施例中的支撑部26为气缸支架，该气缸支架设置在工作台11上，在气缸支架上端形成有圆孔，旋转气缸的驱动输出端穿过圆孔与夹具安装部23连接在一起，起到了支撑、抬高旋转气缸的作用。

控制系统，包括控制阀3和主控元件，主控元件控制第一驱动机构使工作台11进行水平旋转；控制阀3与竖直旋转组件2连接，控制阀3在水平旋转组件1转动过程中或完成转动之后控制竖直旋转组件2转动。本实施例中的主控元件可对工作台11底部的第一驱动机构进行控制，使其驱动工作台11水平转动；控制阀3可对第二驱动机构21进行控制，驱动夹具安装部23及装配的消音器组件竖直旋转。

进一步可优选的，第二驱动机构21可被控地驱动夹具安装部23在工作台11旋转过程中或旋转完成后进行旋转。本实施中第二驱动机构21优选为被控地驱动夹具安装部23在工作台11转动过程中进行竖直旋转，缩短焊接过程耗费时间，提高焊接效率。

优选的，本实施例中的控制阀3为滚轮式气动控制阀31，滚轮式气动控制阀31优选安装在工作台11下方，与第二驱动机构21之间通过气管连接。一个竖直旋转组件2对应设置有一个滚轮式气动控制阀31，滚轮式气动控制阀31可精确控制夹具安装部23的旋转角度，使得夹具安装部23上的待焊接件在焊接前处于正确的焊接位置，提高焊接可行性。

进一步优选的，控制阀3在竖直旋转组件2旋转到位后给主控元件发送旋转到位信号，避免与其它设备运动冲突发生碰撞。

优选的，竖直旋转组件2还包括触发部，触发部设置在工作台11下方，在工作台11转动过程中触发部可对滚轮式气动控制阀31进行触发，使其开启并控制竖直旋转组件2竖直转动。具体的，本实施例中的触发部为一挡板12，该挡板12设置在工作台11下方，工作台11两相邻侧边的中间位置，当由于工作台11的旋转，竖直旋转组件2由一个工位转换到另一工位的过程中，滚轮式气动控制阀31触碰挡板12获取控制第二驱动机构21运动的信号。具体的，本实施例中挡板12一共有两处，其中一处设置在第一焊接工位8和第二焊接工位9之间的工作台11下方，使得竖直旋转组件2从第一焊接工位8转动至第二焊接工位9的过程中，滚轮式气动控制阀31触碰挡板12后控制竖直旋转组件2在竖直平面上进行转动，即使得待焊接的工件在水平面上转动的同时在竖直平面上也进行转动，进而使待焊接的工件变换三维空间位置，有利于对待焊接的工件不同位置进行焊接加工；另一处在第二焊接工位9和拆装工位6之间的工作台11下方，使得焊接完的竖直旋转组件2能恢复原姿态，便于操作人员拆卸和安装工件。

本实施例还可进一步优选，控制阀3选为电动控制阀，即本实施例中通过电动控制阀对旋转气缸的转动进行控制，控制准确度高，可操作性强，且无需外部件对其进行触发来获取对旋转气缸的控制信号。由于电动控制阀无需外部件对其进行触发来获取对旋转气缸的控制信号，因此在采用电动控制阀时，工作台11下方不必设置挡板12，使得自动旋转工装的结构更加精简。

优选的，工作台11上设有多个竖直旋转组件2，多个竖直旋转组件2均匀分布在同一圆周上，由于本实施例中包括有拆装工位6、等待工位7、第一焊接工位8以及第二焊接工位9在内的四个工位，因此在工作台11上设置有四个竖直旋转组件2，且均设置在靠近工作台11的边缘位置处，工作台11每转动90度会由一个工位转换到另一个工位。

本实施例提供的一种自动旋转工装，通过设置水平旋转工装和竖直旋转工装实现消音器组件的位置在水平方向以及竖直方向上的改变，保证了竖直旋转组件的转动精度，缩短了焊接时间，提高了焊接效率，降低了焊接操作人员的劳动强度和企业的劳动成本。

实施例2：

如图1所示，本实施例提供一种加工系统，其采用实施例1中提供的一种自动旋转工装。

优选的，本实施例中的自动旋转加工系统还包括加工机器人，加工机器人设置一个或多个，每个加工机器人对应一个工位设置，减轻了焊接操作人员的劳动强度，使工件加工实现自动化，同时也能够提高加工质量和加工效率。

本实施例中的加工机器人为焊接机器人，用于对消音器组件进行焊接，焊接机器人的数量为两台，即分别为第一焊接机器人4和第二焊接机器人5，其中，第一焊接机器人4的设置位置与工作台11前的第一焊接工位8对应，用于对消音器组件的第一组焊点进行焊接；第二焊接机器人5的设置位置与工作台11前的第二焊接工位9对应，用于对消音器组件的第二组焊点进行焊接。

优选的，本实施例中主控元件与第二焊接机器人5集成在一起，简化了自动旋转加工系统构成。

优选的，本实施例中的自动旋转加工系统还包括手持操作部，用于手动操作向控制系统发送启动信号使其控制自动旋转加工系统中各机构的运动。

本实施例中的自动旋转加工系统也可根据实际加工需求设置一个焊接机器人或三个焊接机器人，或更多的焊接机器人；或根据实际加工需求设置其它加工类型的机器人，如装配机器人，或卸载机器人等，增强自动旋转加工系统的自动化加工程度。

本实施例提供一种自动旋转加工系统，采用焊接机器人对消音器组件进行焊接，降低了焊接操作人员的劳动强度，降低了劳动成本，提高了焊接效率，且焊接质量稳定、可靠，避免产生焊瘤、焊漏以及过烧等质量异常现象。

实施例3：

如图1-2所示，本实施例提供一种自动旋转焊接方法，采用实施例1和/或实施例2中的一种自动旋转加工系统，本实施例中的自动旋转焊接方法用于对消音器组件进行焊接，其中，消音器组件有两组焊点，这两组焊点分别为第一组焊点和位于其下方的第二组焊点，第一组焊点一共有4个，第二组焊点一共有2个，对第一组焊点焊接为第一焊接工序，对第二组焊点焊接为第二焊接工序。

在待焊接件固定到竖直旋转组件2上，自动旋转加工系统自动实施如下操作：

s1:控制水平旋转组件1旋转第一预设角度，当其旋转到位后，再控制第一加工机器人对待焊接件实施第一焊接工序，第一焊接工序完成后实施操作s2；

s2：控制水平旋转组件1旋转第二预设角度，在其旋转过程中或旋转到位后，控制竖直旋转组件2旋转第三预设角度，当竖直旋转组件2旋转到位后发送信号，再控制第二加工机器人对待焊接件实施第二焊接工序。

具体的，自动旋转加工系统未启动时，操作人员站在拆装工位6前将两套消音器组件装配到位于该工位的第一工件夹具22和第二工件夹具24上，再通过手持操作部手动向控制系统中的主控元件发送信号，使其控制旋转电机转动90度，工作台11也随之转动90度，转动完成后装配有消音器组件的竖直旋转组件2位于等待工位7，操作人员再将两套消音器组件装配到位于拆装工位6的竖直旋转组件2上。

主控元件控制旋转电机转动第一预设角度到位后，其中，第一预设角度为90度，可使得第一次装配后带有消音器组件的竖直旋转组件2处于第一焊接工位8，主控元件再控制第一焊接机器人4对处于该位置的消音器组件实施第一焊接工序，即对消音器组件的第一组焊点进行焊接，焊接完成后控制第一焊接机器人4退回初始位置等待下一次焊接。

在第一焊接机器人4焊接的过程中，操作人员继续将待焊接的消音器组件装配到拆装工位6的竖直旋转组件2上。

在第一焊接机器人4焊接以及操作人员将待焊接的消音器组件装配完成以后，主控元件控制旋转电机转动第二预设角度。本实施例中第二预设角度为90度，使消音器组件第一组焊点焊接完成后再转动到第二焊接工位9，方便第二焊接机器人5继续对其进行焊接。本实施例中，在装配有消音器组件的竖直旋转组件2由第一焊接工位8转动到第二焊接工位9的过程中，控制阀3在接收到信号后控制旋转气缸转动第三预设角度。本实施例中第三预设角度为180度，即旋转气缸转动180度带动消音器组件旋转180度，使消音器组件的第二组焊点由下方转到上方，方便第二焊接机器人5以合适的角度和姿态实施第二焊接工序，焊接完成后控制第二焊接机器人5退回初始位置等待下一次焊接。

本实施例中的控制阀3优选为滚轮式气动控制阀31，对应的，本实施例的工作台11下方第一焊接工位8和第二焊接工位9中间位置设有一触发部，进一步优选的，本实施例中的触发部为一挡板12。因此，本实施例中竖直旋转组件2由第一焊接工位8转动到第二焊接工位9的过程中，滚轮式气动控制阀31会碰触到挡板12，通过该种方式滚轮式气动控制阀31接收到信号并启动控制旋转气缸开始转动。

本实施例中，竖直旋转组件2中的旋转气缸由第一焊接工位转到第二焊接工位后向主控元件发送旋转到位信号，主控元件接收到该信号后再执行下一次操作，即控制第二焊接机器人5进行焊接，避免在旋转过程中第二焊接机器人5误启动造成碰撞导致设备损坏，提高了自动旋转加工系统的安全性。

在第二焊接机器人5进行焊接的过程中，第一焊接机器人4对处于第一焊接工位8的消音器组件第一组焊点进行焊接，两个焊接机器人同时工作节省了焊接时间，提高了焊接效率。

在第一焊接机器人4和第二焊接机器人5焊接完后，向主控元件发送焊接完毕的信号，主控元件再控制旋转电机带动工作台11转动90度，使焊接完成的消音器组件回到拆装工位6，便于操作人员将其拆卸下来并装配上待焊接的消音器组件；在工作台11转动过程中，控制阀3控制旋转气缸转动180度，使第一工件夹具22、第二工件夹具24和焊接完成的消音器组件都恢复到第二焊接工序前的姿态，便于统一消音器组件装配时的姿态，有利于第一焊接机器人4和第二焊接机器人5以固定的角度和姿态对其进行焊接，简化了控制程序。

至此，一个竖直旋转组件2上的消音器组件焊接完成，重复上述过程，即可实现各个竖直旋转工装上消音器组件的连续焊接。

本实施例提供了一种自动旋转焊接方法，采用水平旋转组件、竖直旋转组件、第一焊接机器人以及第二焊接机器人对消音器组件实施自动焊接，节省了焊接时间，提高了焊接效率，提高了焊接质量的稳定性；在第二焊接工序前增加竖直旋转组件的旋转到位信号，避免了第二焊接机器人误启动造成碰撞，提高了安全性。

综上，本实用新型提供一种自动旋转工装及采用其的加工系统，设置有水平旋转组件、竖直旋转组件、控制系统，通过自动控制水平旋转组件和竖直旋转组件分别沿着水平面和竖直平面进行旋转，设置加工机器人并控制其对消音器组件实施自动焊接，缩短了焊接过程耗费时间，降低了操作人员的劳动强度，降低了劳动成本，提高了焊接效率以及焊接质量稳定性，避免了焊瘤、焊漏、过烧等焊接质量异常现象。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。