双质量飞轮双工位焊接平衡设备的制作方法

1.本技术涉及一种双质量飞轮双工位焊接平衡设备。


背景技术：

2.双质量飞轮市场庞大，前景广阔。在批量化生产过程中，由于受到材料、制造工艺的影响，存在初始不平衡量。带有过大不平衡量的双质量飞轮在高速旋转工作时，会对汽车发动机产生振动、带来噪音、缩短寿命、甚至带来危险，因此必须对飞轮进行动平衡校正处理。
3.动平衡量检测结束后，通常使用焊接加重的方式对双质量飞轮的初级质量进行不平衡量修正处理，在现有技术中，动平衡测试装置和平衡块焊接装置为两个独立的设备，在对双质量习轮动平衡检测之后需要移动至平衡块焊接装置上进行加重修正，效率极低。


技术实现要素：

4.针对上述现有技术的不足，本技术所要解决的技术问题是：提供一种动平衡和焊接加重修正一体化、且动平衡测试和焊接加重可同时进行的双质量飞轮双工位焊接平衡设备。
5.为解决上述技术问题，本技术采用的一个技术方案是：提供一种双质量飞轮双工位焊接平衡设备，用于对双质量飞轮进行动平衡检测以及焊接加重，包括动平衡测试装置以及具有焊接头的平衡块焊接装置，所述动平衡测试装置的测试主轴的上端设有第一飞轮夹具；还包括机架平台，所述动平衡测试装置以及平衡块焊接装置均设置于所述机架平台上，所述动平衡测试装置的测试主轴可转动地穿设于所述机架平台上以使所述第一飞轮夹具位于所述机架平台的上方；还包括设于所述机架平台上且位于所述动平衡测试装置以及平衡块焊接装置之间的位置处的飞轮定位工装、设于所述机架平台上且位于所述动平衡测试装置以及飞轮定位工装之间的旋转机械手、设于所述机架平台上的用于驱动所述平衡块焊接装置水平移动至所述飞轮定位工装位置处和复位的第一往复移动机构、用于驱动所述平衡块焊接装置垂直移动至所述飞轮定位工装位置处和复位的第二往复移动机构、设于所述机架平台上的用于将平衡块上料至所述焊接头位置处的上料装置以及用于将平衡块振动送料至所述上料装置的抓料位的振动送料装置。
6.进一步的，所述旋转机械手包括伺服旋转平台、设于所述伺服旋转平台上的旋转主轴、水平设于所述旋转主轴上端的旋转横轴、设于所述旋转横轴两端的第一垂直驱动机构、设于所述第一垂直驱动机构的输出轴下端的安装板、设于所述安装板上的双向驱动机构以及两分别与所述双向驱动机构的双向输出轴连接的夹持臂，两所述夹持臂能够同时夹持所述第一飞轮夹具上的双质量飞轮和飞轮定位工装上的双质量飞轮。
7.进一步的，所述安装板上沿所述双向驱动机构的长度方向设置有第一滑轨，所述第一滑轨上滑动配合有两第一滑块，其中一夹持臂的上端与其中一第一滑块和双向输出轴的其中一输出轴均连接，另一夹持臂的上端与另一第一滑块和双向输出轴的另一输出轴均
连接。
8.进一步的，两所述夹持臂的相对侧均设有一旋转驱动机构，所述旋转驱动机构的输出轴上连接有夹持块，所述夹持块的夹持面弧度与双质量飞轮的外周面相适配。
9.进一步的，所述飞轮定位工装包括一定位主轴以及设于所述定位主轴上的第二飞轮夹具；所述平衡块焊接装置包括一与所述第二往复移动机构连接的第一架体、设于所述第一架体下端的卸荷单元、设于所述第一架体顶部的第二垂直驱动机构、第三垂直驱动机构以及第四垂直驱动机构、与所述第二垂直驱动机构、第三垂直驱动机构以及第四垂直驱动机构的驱动轴下端分别连接的平衡块吸附部、焊接头正负极、设于所述第一架体前侧的第五垂直驱动机构以及与所述第五垂直驱动机构的输出轴下端连接的压头；所述卸荷单元包括一定位台，所述定位台形成有垂直贯通的定位孔以及一进出孔，所述进出孔前向贯通所述定位台并与所述定位孔连通；当所述旋转机械手将经所述双质量飞轮动平衡检测后的双质量飞轮置于所述飞轮定位工装上后，所述第一往复移动机构驱动所述平衡块焊接装置前向移动以使所述定位主轴被动进入所述定位孔中，所述第二往复移动机构带动所述平衡块焊接装置向上移动，从而使所述卸荷单元向上移动取出所述双质量飞轮，所述第一往复移动机构驱动所述平衡块焊接机构后向移动至焊接位，所述第五垂直驱动机构驱动所述压头下移以压持于所述双质量飞轮上，所述第二垂直驱动机构、第三垂直驱动机构以及第四垂直驱动机构分别驱动所述平衡块吸附部将所述平衡块上移至飞质量飞轮的待焊接部位、焊接头正负极上移以将所述平衡块焊接至所述双质量飞轮上。
10.进一步的，所述第一往复移动机构包括设于所述机架平台上的两相互平行的第二滑轨、设于两所述第二滑轨之间的第一丝杆以及与所述第一丝杆轴接以驱动其转动的第一电机；所述第二往复移动机构的下端与所述第一丝杆上的丝杆螺母以及两第二滑轨上的第二滑块均连接。
11.进一步的，所述第二往复移动机构包括第二架体、设于所述第二架体上朝向所述测试主轴的前侧的两相互平行的第三滑轨、设于两所述第三滑轨之间的第二丝杆、设于所述第二架体的顶面且与所述第二丝杆轴接以驱动其转动的第二电机；所述第二架体与所述第一丝杆上的丝杆螺母以及两第二滑轨上的第二滑块均连接，所述第一架体的后侧与所述第二丝杆上的丝杆螺母以及两第三滑轨上的第三滑块均连接。
12.进一步的，所述振动送料装置包括设于所述焊接头一侧外的振动盘以及振动送料通道，所述振动送料通道的进料端与所述振动盘连通，所述振动送料通道的出料端位于所述抓料位处。
13.进一步的，所述机架平台上位于所述振动送料通道的出料端位置处立设有一料架，所述抓料位形成于所述料架的顶端，所述料架的顶端还设有推料板以及与所述推料板连接的推料气缸，所述推料气缸用于将所述出料端输出的平衡块推动至所述抓料位处。
14.进一步的，所述上料装置包括设于所述抓料位上方的吸盘、用于驱动所述吸盘上下移动的吸料气缸以及用于驱动所述吸料气缸向所述焊接头方向移动以及复位的第三往复移动机构。
15.本实用新型双质量飞轮双工位焊接平衡设备，与传统的单个动平衡测试装置和单个平衡块焊接装置相比，极大地降低了工序复杂度，极大地节约了时间，自动化、流程化控制动平衡测试、送料、上料、焊接修正，提高生产效率，降低人力成本。另外，本实用新型双质
量飞轮双工位焊接平衡设备还同时实现测试工位和焊接工位双工位同时工作，进一步提高生产效率。
附图说明
16.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
17.图1是本实用新型双质量飞轮双工位焊接平衡设备一实施例的结构示意图。
18.图2是图1中平衡块焊接装置的结构示意图。
19.图3是图1中旋转机械手的结构示意图。
20.图4是图1中上料装置的结构示意图。
具体实施方式
21.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术具体实施例及相应的附图对本技术技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
22.请参阅图1至图4，本实用新型双质量飞轮双工位焊接平衡设备用于一站式对双质量飞轮a进行动平衡检测以及焊接加重，从而进行动平衡修正。本实用新型双质量飞轮双工位焊接平衡设备在对一个双质量飞轮a进行测试的同时能够对另一个经测试后需要加重的双质量飞轮a进行焊接加重，实现双工位同时进行，极大地提高了效率。所述双质量飞轮双工位焊接平衡设备包括机架100、设于所述机架100上的动平衡测试装置200、设于机架100上且位于所述动平衡测试装置200正后方的平衡块焊接装置300、设于所述机架100上且位于所述动平衡测试装置200及平衡块焊接装置300之间的飞轮定位工装400、设于所述机架100上且位于所述动平衡测试装置200及飞轮定位工装400之间的旋转机械手500、设于所述机架100上的用于驱动所述平衡块焊接装置300水平移动至所述飞轮定位工装400位置处和复位(前后移动)的第一往复移动机构600、用于驱动所述平衡块焊接装置300垂直移动至所述飞轮定位工装400位置处和复位的第二往复移动机构700、设于所述机架100一侧的振动送料装置800以及设于所述振动送料装置800与所述平衡块焊接装置300之间的上料装置900。所述动平衡测试装置200和平衡块焊接装置300均可采用现有的任何一动平衡测试装置200和任何一平衡块焊接装置300，所述动平衡测试装置200的测试主轴210上端设有第一飞轮夹具220，下端设有主轴旋转驱动机构(图未示出)，所述平衡块焊接装置300具有焊接头。所述第一飞轮夹具220可采用现有技术的动平衡测试装置200的现有飞轮夹具，此处不再一一赘述。所述动平衡测试装置200、旋转机械手500、飞轮定位工装400以及动平衡测试装置200沿所述机架100的长度方向由前至后依次设置，它们位于一条纵线上。所述振动送料装置800以及上料装置900位于一条横线上，平衡块由所述振动送料装置800沿所述横线方向向所述上料装置900的抓料位送料，所述上料装置900沿所述横线向所述平衡块焊接装置300的焊接头处上料。本实用新型的双质量飞轮双工位焊接平衡设备，通过在所述平衡块焊接装置300正前方设置飞轮定位工装400，可使得平衡块焊接装置300焊接完成后的双质量飞轮a置于所述飞轮定位工装400上；在所述动平衡设置装置和飞轮定位工装400之间设
置旋转机械手500，旋转机械手500可同时抓取所述动平衡测试装置200上的双质量飞轮a和飞轮定位工装400上的双质量飞轮a进行180度旋转，使得焊接后的双质量飞轮a被抓取至动平衡测试装置200上进行复测，同时使得动平衡测试装置200测试后需要焊接的双质量飞轮a被抓取至飞轮定位工装400处，便于平衡块焊接装置300卸荷至焊接位进行焊接。如此，可同时使两个飞轮分别位于焊接工位和测试工位，避免只有一个工位的情况下平衡块焊接装置300空闲或动平衡测试装置200空闲的情况。当复测完成无需焊接加重后，所述旋转机械手500可旋转预定角度放料，再通过人工或机械手将新的需要测试的双质量飞轮a上料至动平衡测试装置200上即可。本实用新型双质量飞轮双工位焊接平衡设备，可通过一套控制系统(图未示出)控制所述动平衡测试装置200、平衡块焊接装置300、第一往复移动机构600、第二往复移动机构700、旋转机械手500、上料装置900以及送料装置无缝衔接配合，控制系统与所述动平衡测试装置200、平衡块焊接装置300、第一往复移动机构600、第二往复移动机构700、旋转机械手500、上料装置900以及送料装置的电气控件均电连接。与传统的单个动平衡测试装置200和单个平衡块焊接装置300相比，极大地降低了工序复杂度，极大地节约了时间，自动化、流程化控制动平衡测试、送料、上料、焊接修正，提高生产效率，降低人力成本。另外，本实用新型双质量飞轮双工位焊接平衡设备还同时实现测试工位和焊接工位双工位同时工作，进一步提高生产效率。
23.所述机架100包括机架平台110以及形成于所述机架平台110上的机仓120。所述机架平台110呈一长方形状，所述动平衡测试装置200、旋转机械手500、飞轮定位工装400以及平衡块焊接装置300沿所述机架平台110的长度方向由前至后依次间隔设置，并且它们在同一条纵线上。即，所述平衡测试装置位于所述旋转机械手500的正前方，所述旋转机械手500位于所述飞轮定位工装400的正前方，所述飞轮定位工装400位于所述平衡块焊接装置300的正前方。动平衡测试装置200的主轴旋转驱动机构收容于所述机仓120内，所述测试主轴210穿设于所述机架平台110上，下端与所述主轴旋转驱动机构的输出端连接，上端设置所述第一飞轮夹具220(即测试夹具，用于夹持飞轮，随所述测试主轴210旋转)。
24.所述飞轮定位工装400包括一定位主轴410以及设于所述定位主轴410上的第二飞轮夹具420，所述飞轮定位工装400的定位主轴410固定的立于所述机架平台110上，所述第二飞轮夹具420固定于所述定位主轴410的上端面。所述第二飞轮夹具420及定位主轴410的结构可与所述测试主轴210和第一飞轮夹具220一致，由于所述测试主轴210和第一飞轮夹具220均可采用现有结构，此处亦不对所述定位主轴410及第二飞轮夹具420一一赘述和限制。
25.所述平衡块焊接装置300包括一与所述第二往复移动机构700连接的第一架体310、设于所述第一架体310下端的卸荷单元320、设于所述第一架体310顶部的第二垂直驱动机构330、第三垂直驱动机构340以及第四垂直驱动机构350、与所述第二垂直驱动机构330、第三垂直驱动机构340以及第四垂直驱动机构350的驱动轴下端分别连接的平衡块吸附部331、焊接头正极341、焊接头负极351、设于所述第一架体310前侧的第五垂直驱动机构360以及与所述第五垂直驱动机构360的输出轴下端连接的压头361。所述第一架体310包括顶部腔体311、设于所述顶部腔体311的前侧的第一安装座312、设于所述顶部腔体311下端的两侧的第一侧架313及第二侧架314，所述第五垂直驱动机构360设于所述第一安装座312上。所述第二垂直驱动机构330、第三垂直驱动机构340以及第四垂直驱动机构350均可为气
缸或者液压缸，它们并排穿设于所述顶部腔体311中，它们的输出轴下端位于所述顶部腔体311的下方。所述平衡块吸附部331通过第二安装座332与位于中间的第二垂直驱动机构330的输出轴下端连接，所述焊接头正负极分别通过第三安装342座及第四安装座352与两侧的第二垂直驱动机构340和第三垂直驱动机构350的输出轴下端连接。
26.所述卸荷单元320包括一定位台321，所述定位台321形成有垂直贯通的定位孔以及一进出孔322，所述进出孔322前向贯通所述定位台321并与所述定位孔连通；当所述旋转机械手500将经所述双质量飞轮a动平衡检测后的双质量飞轮a置于所述飞轮定位工装400上后，所述第一往复移动机构600驱动所述平衡块焊接装置300前向移动以使所述定位主轴410被动进入所述定位孔中，所述第二往复移动机构700带动所述平衡块焊接装置300向上移动，从而使所述卸荷单元320向上移动取出所述双质量飞轮a，所述第一往复移动机构600驱动所述平衡块焊接机构后向移动至焊接位，所述第五垂直驱动机构360驱动所述压头361下移以压持于所述双质量飞轮a上，所述第二垂直驱动机构330、第三垂直驱动机构340以及第四垂直驱动机构350分别驱动所述平衡块吸附部331将所述平衡块上移至飞质量飞轮的待焊接部位、两焊接头上移以将所述平衡块焊接至所述双质量飞轮a上。
27.所述第一往复移动机构600与所述控制系统电连接。所述第一往复移动机构600包括设于所述机架平台110上的两相互平行的第二滑轨610、设于两所述第二滑轨610之间的第一丝杆620以及与所述第一丝杆620轴接以驱动其转动的第一电机630；所述第二往复移动机构700的下端与所述第一丝杆620上的丝杆螺母以及两第二滑轨610上的第二滑块611均连接。所述两第二滑轨610沿所述机架平台110长度方向设置，前端靠近所述飞轮定位工装400，后端远离所述飞轮定位。所述第一丝杆620平行设置于所述两第二滑轨610之间。在所述第一往复移动机构600上设置有两第一风琴防护罩640，所述第二往复移动机构700的第一架体310穿过两第一风琴防护罩640之间的空隙与所述第一丝杆620的丝杆螺母和第二滑块611连接。
28.所述第二往复移动机构700包括第二架体710、设于所述第二架体710上朝向所述测试主轴210的前侧的两相互平行的第三滑轨720、设于两所述第三滑轨720之间的第二丝杆(图未示出)以及设于所述第二架体710的顶面且与所述第二丝杆轴接以驱动其转动的第二电机730。所述第二往复移动机构600上设置有两第二风琴防护罩740；所述第二架体710与所述第一丝杆620上的丝杆螺母以及两第二滑轨610上的第二滑块611均连接，所述第一架体310的后侧与所述第二丝杆上的丝杆螺母以及两第三滑轨720上的第三滑块721均连接。所述第二架体710可以是具有矩形内腔的矩形箱体结构，后侧面设置有配重单元。所述平衡块焊接装置300的焊接电源部分可设于所述第二架体710的内腔中，所述平衡块焊接装置300设置于所述第二架体710的前侧面，通过与所述第二架体710前侧面的第三滑块721以及第二丝杆的丝杆螺母连接，使得所述第二电机730可以驱动所述平衡块焊接装置300可以上下移动。
29.所述旋转机械手500包括伺服旋转平台510、设于所述伺服旋转平台510上的旋转主轴520、水平设于所述旋转主轴520上端的旋转横轴530、设于所述旋转横轴530两端的第一垂直驱动机构540、设于所述第一垂直驱动机构540的输出轴下端的安装板550、设于所述安装板550上的双向驱动机构560以及两分别与所述双向驱动机构560的双向输出轴连接的夹持臂570，两所述夹持臂570能够同时夹持所述第一飞轮夹具220上的双质量飞轮a和飞轮
定位工装400上的双质量飞轮a。所述伺服旋转平台510采用重载中空旋转平台，例如可采用yh-90hp的中载中空旋转平台。所述重载中空旋转平台的旋转端朝上，所述旋转主轴520与所述重载中空旋转平台的旋转端连接。所述旋转横轴530水平固设于所述旋转主轴520的上端面以能够随所述旋转主轴520而转动，所述旋转横轴530的长度与所述第一飞轮夹具220至第二飞轮夹具420的距离相适配，以使得安装于所述旋转横轴530两端的两夹持臂570能够同时夹持所述第一飞轮夹具220和第二飞轮夹具420上的双质量飞轮a。所述第一垂直驱动机构540为气缸或者液压缸，两个第一垂直驱动机构540分别固定于所述旋转横轴530的两端面，它们的输出轴朝向。所述安装板550的长度方向与所述机架平台110的长度方向平行，所述安装板550的下表面安装有所述双向驱动机构560。所述双向驱动机构560可为双向气缸，其具有两个输出轴，能够沿所述机架平台110的长度方向相背和相向伸缩。所述安装板550下表面上还设置有与所述双向驱动机构560平行的第一滑轨580，所述第一滑轨580上滑动配合有两第一滑块581，其中一夹持臂570的上端与其中一第一滑块581和双向输出轴的其中一输出轴均连接，另一夹持臂570的上端与另一第一滑块581和双向输出轴的另一输出轴均连接。两所述夹持臂570的相对侧均设有一旋转驱动机构590，所述旋转驱动机构590的输出轴上连接有夹持块591，所述夹持块591的夹持面弧度与双质量飞轮a的外周面相适配。
30.所述振动送料装置800包括设于所述焊接头一侧外的振动盘810以及振动送料通道820，所述振动送料通道820的进料端与所述振动盘810连通，所述振动送料通道820的出料端位于所述抓料位处。
31.所述机架平台110上位于所述振动送料通道820的出料端位置处立设有一料架111，所述抓料位901形成于所述料架111的顶端，所述料架111的顶端还设有推料板112以及与所述推料板112连接的推料气缸113，所述推料气缸113用于将所述出料端输出的平衡块推动至所述抓料位901处。
32.所述上料装置900包括设于所述抓料位901上方的吸盘910、用于驱动所述吸盘910上下移动的吸料气缸920以及用于驱动所述吸料气缸920向所述焊接头311方向移动以及复位的第三往复移动机构930。
33.所述吸料气缸920用于驱动所述吸盘910下移至所述抓料位901以吸附所述平衡块，还用于在所述吸盘910吸附所述平衡块后驱动所述吸盘910上移回位。所述吸盘910上设有负压吸嘴911，所述负压吸嘴911与抽真控泵连通。
34.所述第三往复移动机构930通过一组立架940设于所述机架平台110上方，本实施方式中，所述第三往复移动机构930通过两根立架940设于所述机架平台110的上方。所述第三往复移动机构930与所述控制系统电连接，包括设于所述立架940上端且与所述第二往复移动机构700垂直的横架931、沿所述横架931长度方向设置的第三丝杆932、设于所述横架931上且与所述第三丝杆932轴接的第三电机933、设于所述横架931上且与所述第三丝杆932平行的第四滑轨934、滑动设于所述第四滑轨934上的第四滑块935以及与所述第四滑块935连接以与所述第四滑轨934滑动配合的滑动安装块936，所述第四滑块935与所述第三丝杆932的丝杆螺母连接，所述吸料气缸920垂直安装于所述滑动安装块936的前侧。所述横架931包括一背架以及设于所述背架两端的第二侧架，所述第三丝杆932的两端分别转设于两第二侧架上，所述第四滑轨934的两端分别连接于所述两第二侧架上并位于所述第三丝杆
932的前侧，所述第四滑块935为滑动套设于所述第四滑轨934上的u形滑块，所述u形滑块的背侧与所述第三丝杆932的丝杆螺母连接，所述u形滑块的上下两侧设有供所述滑动安装块936螺设于其上的螺孔；所述第三电机933设于远离焊接头311的一端的第二侧架上并与所述第三丝杆932轴接以驱动所述第三丝杆932转动。
35.本实用新型双质量飞轮双工位焊接平衡设备的工作原理如下：首先，将第一个待测双质量飞轮a装于所述测试主轴210上的第一飞轮夹具220上，启动所述动平衡测试装置200对所述双质量飞轮a进行动平衡测试；当所述双质量飞轮a经过动平衡测试后需要加重修正时；其次，所述旋转机械手500初始状态是两夹持臂570分别位于第一飞轮夹具220和第二飞轮夹具420的正上方，使所述旋转机械手500下移至第一飞轮夹具220的位置处，第一个夹持臂570夹取双质量飞轮a并旋转至第二飞轮夹具420上方并置于所述第二飞轮夹具420上；再次，使所述第一往复移动机构600驱动所述平衡块焊接装置300前向移动，同时使所述第二往复移动机构700驱动所述平衡块焊接装置300向下移动，从而使得所述平衡块焊接装置300的定位台321环于所述双质量飞轮a下方的测试主轴210上；同时使所述振动送料装置800振动送料至所述抓取位，还使所述吸料气缸920下移抓料，在抓料后控制所述第三往复移动机构930驱动所述吸盘910移动至平衡块吸附部331位置处，再次，使所述平衡块吸附部331吸附所述平衡块；使所述第二往复移动机构700驱动所述平衡块焊接机构310向上移动进行卸荷，同时控制所述第一往复移动机构600后向移动至焊接位；最后，所述控制系统控制所述垂直驱动机构314驱动所述压头361压持所述双质量飞轮a，控制所述焊接头311将所述平衡块焊接在所述双质量飞轮a上，在此期间，将第二个待测双质量飞轮a装于所述第一飞轮夹具220上与所述焊接工序同时进行动平衡测试。在其他的实施例中，送料、上料的顺序还可作适应变化，只要在焊接之前上料至平衡块吸附部331即可。
36.以上实施例仅表达了本实用新型的优选的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。