一种自动化装配的电子束焊接方法与流程

文档序号:42050598发布日期:2025-06-04 18:11阅读:60来源:国知局

本发明涉及焊接,尤其涉及一种自动化装配的电子束焊接方法。


背景技术:

1、电子束焊接技术主要应用于质量或生产率要求高的产品或行业领域,电子束焊接是目前最为成熟的高能束流加工方法之一。由于使用电子束焊接面临着更加严格的工艺要求,因此,电子束焊接的工序也较为复杂,涉及到物料转运、焊前表面清理、装配质量检测、定位焊接、电子束焊接等工序。尤其在焊接前,需要复杂的焊接工艺和设备完成产品的焊前装配及焊接维形。目前在电子束焊接领域,针对焊接前的工序仍以人工操作或者配合单机设备完成为主,效率低、成本高、一致性差,焊接质量严重依赖操作者的水平,既不能满足大批量生产的需求,也不符合智能化、柔性化装备制造的发展趋势。


技术实现思路

1、鉴于上述的分析,本发明实施例旨在提供一种自动化装配的电子束焊接方法,用以解决现有电子束焊接领域传统人工装配的方式效率低、一致性差,焊接质量严重依赖操作者的水平的问题。

2、本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的:

3、一种自动化装配的电子束焊接方法,包括以下步骤:

4、步骤s1:将待焊接工件出库,由物流系统转运至激光清洗工位;

5、步骤s2:完成待焊接工件焊缝的焊前清洗,由物流系统转运至自动装配工位;

6、步骤s3:完成待焊接工件的自动装配和焊前定位夹紧,由物流系统转运至预调与定位焊工位;

7、步骤s4:完成焊缝质量检测与定位焊接,由物流系统转运至电子束焊接工位;

8、步骤s5:完成待焊接工件的电子束焊接。

9、进一步的,步骤s3包括以下分步骤:

10、s310:选取抓取定位工装并完成抓取定位工装的组装;

11、s320:在抓取定位工装上安装视觉定位块;

12、s330:将抓取定位工装分别安装在待焊接工件上;

13、s340:完成待焊接工件的自动化装配并通过自动装配工装实施待焊接工件的焊前定位夹紧;

14、s350:由物流系统将装配件转运至预调与定位焊工位。

15、进一步的,抓取定位工装为螺栓式抓取定位工装;分步骤s330包括以下分步骤:

16、s331-1:将螺栓式抓取定位工装上的连接固定螺栓与待焊接工件的定位孔对接拧紧;

17、s332-1:拧紧螺栓式抓取定位工装上锁紧螺钉。

18、进一步的,抓取定位工装为夹紧式抓取定位工装;分步骤s330包括以下分步骤:

19、s331-2:将待焊接工件放置在夹紧式抓取定位工装的夹紧单元上;

20、s332-2:将待焊接工件上的对接部与夹紧式抓取定位工装上的对接单元相对接;

21、s333-2:操作夹紧单元上的锁紧结构,完成夹紧式抓取定位工装的安装。

22、进一步的,抓取定位工装包括螺栓式抓取定位工装和夹紧式抓取定位工装;分步骤s330包括以下分步骤:

23、s331-3:将螺栓式抓取定位工装上的连接固定螺栓与其中一个待焊接工件的定位孔对接拧紧;

24、s332-3:拧紧螺栓式抓取定位工装上的锁紧螺钉,完成螺栓式抓取定位工装的安装。

25、s333-3:将另一待焊接工件放置在夹紧式抓取定位工装的夹紧单元上;

26、s334-3:将待焊接工件上的对接部与夹紧式抓取定位工装上的对接单元相对接;

27、s335-3:操作夹紧单元上的锁紧结构,完成夹紧式抓取定位工装的安装。

28、进一步的,分步骤s340还包括以下分步骤:

29、s341:自动装配机器人首先通过视觉系统对工件的视觉定位块进行拍照,获得抓取点;

30、s342:自动装配机器人抓取第一待焊接工件,将第一待焊接工件与安装在自动装配工装上,松开机器人夹爪;

31、s343:自动装配机器人抓取第二待焊接工件,将第二待焊接工件与第一待焊接工件对接后,安装在自动装配工装上,松开机器人夹爪;

32、s344:自动装配工装的锁紧机构将待焊接工件锁紧;

33、进一步的,分步骤s342和s343通过自动装配机器人夹爪上的球形块和抓取定位工装上的抓取定位导向孔相对接,进行定位抓取。

34、进一步的,步骤s1至s2采用agv运输装置,通过将agv转运托盘与下一工位的接驳站对接的方式完成待焊接工件的转运。

35、进一步的,步骤s3采用agv转运装置,通过将自动装配工装的底座与下一工位的接驳站对接的方式完成组合工件的转运。

36、进一步的,步骤s4包括以下分步骤:

37、s410:采用激光3d相机对工件的装配缝隙进行检测;

38、s420:如果检测到对接间隙在0.1mm以上,则报警为不合格,由人工进行预调接对接缝隙,如果检测对接间隙<0.1mm,则直接进行下一工序;

39、s430:协作臂机器人对检测合格的待焊区域进行激光定位焊。

40、s440:由物流系统将组合件转运至电子束焊接工位。

41、另一方面,本发明还提供了一种自动化装配的电子束焊接生产线,用于实施以上自动化装配的电子束焊接方法;自动化装配的电子束焊接生产线包括激光清洗单元、自动装配单元、预调与定位焊单元、电子束焊接单元和agv物流系统。

42、进一步的,激光清洗单元包括龙门桁架、协作臂机器人、激光清洗头、激光清洗机和待焊接工件放置台。

43、进一步的,自动装配单元包括自动装配机器人、自动装配工装、自动装配工装接驳站、待焊接工件接驳站和工装存放台。

44、进一步的,自动装配机器人的装配机器人末端包括机器人夹爪、视觉系统和力控系统;机器人夹爪上设置有球形块。

45、进一步的,自动装配工装包括工装底座、固定基座、移动基座、第一夹紧机构、第二夹紧机构和工装通电装置。

46、进一步的,预调与定位焊单元包括龙门桁架、协作臂机器人、激光3d相机、激光定位焊机、工装旋转装置和工装自动通电装置。

47、进一步的,电子束焊接单元包括电子束焊接设备、电子束自动上下料桁架机器人和工装定位缓存接驳站。

48、进一步的,agv物流系统包括转运待焊接工件的小型agv、转运工装的大型agv、小型agv转运托盘和调度系统。

49、与现有技术相比,本发明至少可实现如下有益效果之一:

50、(1)通过在待焊接工件上安装专用的抓取定位工装和视觉定位块的方法,可顺利完成装配机器人对待焊接工件的精准定位和抓取,满足了自动化精准装配的前置条件。

51、(2)通过采用六维力控传感器,并执行自动装配工装对待焊接工件的锁紧、压紧和焊接维形等步骤的方法,完成待焊接工件的柔顺对接,实现焊前的自动化装配和夹紧定位;降低了生产成本,提高了装配质量,为完成精准、可靠、高效的电子束焊接创造了条件。

52、(3)通过采用agv智能运输装置,将转运托盘或自动工装底座与工位接驳站对接定位的方法,实现了从待焊接工件以零件状态出库,到自动完成焊缝的激光清洗、零件的自动装配、焊缝质量检测和定位焊接,一直到焊接完成下线的全过程自动化,有效的提高焊接效率、焊接合格率以及电子束设备的利用率。

53、本发明中,上述各技术方案之间还可以相互组合,以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的内容中阐述,并且,部分优点可从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过文字以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

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