CN109048042B - 一种机器人搅拌摩擦焊用焊头更换装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人搅拌摩擦焊用焊头更换装置，包括主板和焊接平台，所述主板的上端左侧活动安装有第一转盘，所述第一转盘和第二转盘的外表面均等角度活动设置有限位球，所述第一转盘通过限位球连接有夹具，所述第一转盘的外表面中间固定安装有微型电机，所述转杆的下端一体化焊接连接有旋紧套，所述第二转盘通过限位球连接有第一固定筒，所述换热装置的后端连接有换热腔，所述主板的中间外表面预留设置有主槽道。该机器人搅拌摩擦焊用焊头更换装置，不需要等待其温度降低后拆卸更换，通过换热的方式进行降温，不容易导致摩擦焊损坏，提高了其使用寿命，自动化程度较高，自身带有更换装置，提高了效率。

Description

一种机器人搅拌摩擦焊用焊头更换装置

技术领域

本发明涉及搅拌摩擦机技术领域，具体为一种机器人搅拌摩擦焊用焊头更换装置。

背景技术

摩擦焊是一种工件端面不断运动、相互摩擦而产生热量，然后使端面达到热塑性的效果和状态，接着就迅速的压紧顶焊，从而完成焊接的一种方法，这种焊接过程中其实不需要其它焊接材料，例如焊条、焊丝等，唯一使用的是搅拌摩擦头，所以消耗的也是搅拌摩擦头，搅拌摩擦头在这种焊接技术中是最为关键的工件，因为搅拌头的设计会直接影响到摩擦热量的产生情况，从而会决定焊接的好坏程度，决定焊接头是否能有更加广泛的应用，其结构造型质量等都起着重要的影响因素。

都知道搅拌摩擦焊产生的热量是极高的，所以在对工件进行焊接加工后，往往需要对其进行拆卸更换，但受其温度的影响，这是一个继续解决的问题，但是现有的机器人搅拌摩擦焊用焊头更换装置在使用过程中存在着以下问题：摩擦头的安装方式大都通过螺栓安装，需要等待其温度降低后才可以通过人工手动进行拆卸更换，操作十分麻烦，而且费时费力；通过冷液对摩擦焊进行直接降温，容易导致摩擦焊损坏，降低了其使用寿命；自动化程度较低，自身不带有更换装置，且更换工作不具有连续性，耽误了工件的加工，降低效率；摩擦焊的安装连接方式不够巧妙，使用起来不够灵活。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机器人搅拌摩擦焊用焊头更换装置，以解决上述背景技术中提出的摩擦头的安装方式大都通过螺栓安装，需要等待其温度降低后才可以通过人工手动进行拆卸更换，操作十分麻烦，而且费时费力；通过冷液对摩擦焊进行直接降温，容易导致摩擦焊损坏，降低了其使用寿命；自动化程度较低，自身不带有更换装置，且更换工作不具有连续性，耽误了工件的加工，降低效率；摩擦焊的安装连接方式不够巧妙，使用起来不够灵活的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种机器人搅拌摩擦焊用焊头更换装置，包括主板和焊接平台，所述主板的上端左侧活动安装有第一转盘，且主板的下端左侧活动安装有第二转盘，所述第一转盘和第二转盘的外表面均等角度活动设置有限位球，所述第一转盘通过限位球连接有夹具，且夹具的内部卡合连接设置有焊头装置，所述第一转盘的外表面中间固定安装有微型电机，且微型电机的下端连接有转杆，所述转杆的下端一体化焊接连接有旋紧套，所述第二转盘通过限位球连接有第一固定筒，且第二转盘的内部设置有换热装置，所述换热装置的后端连接有换热腔，且换热腔固定设置在主板的下端内部，所述主板的中间外表面预留设置有主槽道，且主槽道前侧连接有第一活动板，所述第一活动板的外表面左右两侧均预留设置有第一槽道，且第一槽道的内侧活动连接有第二活动板，所述第二活动板的外表面通过螺纹连接安装有固定板，且固定板的外表面中间预留设置有第二槽道，所述第二槽道的内部前侧左右对称活动连接有第二固定筒，且第二固定筒的上端内侧开设有螺纹槽，所述第二固定筒的外表面固定连接有伸缩杆，且伸缩杆上连接有液压缸，并且液压缸分别固定安装在第二活动板的外表面左右两侧，所述焊接平台固定设置在主板的下端，且焊接平台的上表面内侧卡合设置有加工件，所述加工件的上端左右两侧均设置有活动片，且活动片活动连接在主板的外表面内部。

优选的，所述第一转盘和第二转盘在主板的前侧均为转动结构，且第一转盘和第二转盘关于主板对称设置。

优选的，所述焊头装置包括焊头本体、连接块和旋紧块，焊头本体的上端外表面固定安装有连接块，焊头本体的顶端固定安装有旋紧块。

优选的，所述旋紧套在第一转盘的前侧为转动结构，且旋紧套与旋紧块的连接方式为卡合连接，并且旋紧套的内侧和旋紧块的外侧均呈八边形结构。

优选的，所述第一固定筒在第二转盘上以及夹具在第一转盘上均为转动结构，且限位球在第二转盘和第一转盘的外表面内侧均中心对称设置有4组，且第一固定筒与焊头装置的连接方式为卡合连接。

优选的，所述换热装置包括换热管、进气端和出气端，换热管前侧的一端安装连接有进气端，换热管后侧的一端安装连接有出气端。

优选的，所述进气端和出气端均呈漏斗状结构，且出气端贯穿第二转盘和主板与换热腔相连接，第二转盘的前侧表面中间呈蜂窝状结构，并且换热管呈盘绕式结构设置在第二转盘的内部。

优选的，所述第一活动板在主板上为滑动结构，且第二活动板在第一活动板上为升降结构，并且固定板在第二活动板上为拆卸结构。

优选的，所述第二固定筒通过伸缩杆和第二槽道在固定板上为滑动结构，且第二固定筒和伸缩杆关于固定板左右对称设置有2组，第二固定筒呈横截面呈半圆形结构，且第二固定筒通过连接块与焊头本体的连接方式为螺纹连接。

优选的，所述活动片在主板上设置有2组，且活动片在主板上为转动结构。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该机器人搅拌摩擦焊用焊头更换装置，摩擦头的安装方式简单牢固，不需要等待其温度降低后拆卸更换，通过换热的方式进行降温，不容易导致摩擦焊损坏，提高了其使用寿命，自动化程度较高，自身带有更换装置，且更换工作具有连续性，提高了效率，摩擦焊的安装连接方式比较巧妙；

1、通过设置有第一转盘、第二转盘和限位球，通过第一转盘的作用方便固定安装多组摩擦焊以供使用，再通过第二转盘的作用方便对使用后的摩擦焊进行收集固定，且限位球可以保证每一组摩擦焊的方向始终向下，从而方便***到第二固定筒的内侧；

2、通过设置有微型电机、转杆和旋紧套，通过旋紧套的作用与旋紧块卡合连接，再通过微型电机带动转杆转动从而带动旋紧套和旋紧块一起转动，再通过连接块的作用方便使焊头装置安装固定在第二固定筒的内侧，通过连接块和螺纹槽的作用方便将焊头装置安装的更紧密；

3、通过设置有换热装置和换热腔，通过换热装置的作用方便对第二转盘上的焊头装置进行换热，将热量稳定的转移到换热腔的内部，避免焊头装置直接的接触降温导致损坏；

4、通过设置有第二槽道、第二固定筒和液压缸，通过液压缸的作用方便控制伸缩杆伸缩从而带动2组第二固定筒相互分离，方便焊头装置的直接脱离拆卸，不耽误其他焊头装置的安装，大大的提高了工作效率。

附图说明

图1为本发明正视剖面结构示意图；

图2为本发明侧视剖面结构示意图；

图3为本发明图2中A处放大结构示意图；

图4为本发明焊头装置的结构示意图；

图5为本发明换热装置的结构示意图；

图6为本发明图1中B处放大结构示意图；

图7为本发明固定板和第二固定筒连接的整体结构示意图；

图8为本发明第二固定筒俯视剖面结构示意图。

图中：1、主板；2、第一转盘；3、第二转盘；4、限位球；5、夹具；6、焊头装置；601、焊头本体；602、连接块；603、旋紧块；7、微型电机；8、转杆；9、旋紧套；10、第一固定筒；11、换热装置；1101、换热管；1102、进气端；1103、出气端；12、换热腔；13、主槽道；14、第一活动板；15、第一槽道；16、第二活动板；17、固定板；18、第二槽道；19、第二固定筒；20、螺纹槽；21、伸缩杆；22、液压缸；23、活动片；24、加工件；25、焊接平台。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：一种机器人搅拌摩擦焊用焊头更换装置，包括主板1、第一转盘2、第二转盘3、限位球4、夹具5、焊头装置6、微型电机7、转杆8、旋紧套9、第一固定筒10、换热装置11、换热腔12、主槽道13、第一活动板14、第一槽道15、第二活动板16、固定板17、第二槽道18、第二固定筒19、螺纹槽20、伸缩杆21、液压缸22、活动片23、加工件24和焊接平台25，主板1的上端左侧活动安装有第一转盘2，且主板1的下端左侧活动安装有第二转盘3，第一转盘2和第二转盘3的外表面均等角度活动设置有限位球4，第一转盘2通过限位球4连接有夹具5，且夹具5的内部卡合连接设置有焊头装置6，第一转盘2的外表面中间固定安装有微型电机7，且微型电机7的下端连接有转杆8，转杆8的下端一体化焊接连接有旋紧套9，第二转盘3通过限位球4连接有第一固定筒10，且第二转盘3的内部设置有换热装置11，换热装置11的后端连接有换热腔12，且换热腔12固定设置在主板1的下端内部，主板1的中间外表面预留设置有主槽道13，且主槽道13前侧连接有第一活动板14，第一活动板14的外表面左右两侧均预留设置有第一槽道15，且第一槽道15的内侧活动连接有第二活动板16，第二活动板16的外表面通过螺纹连接安装有固定板17，且固定板17的外表面中间预留设置有第二槽道18，第二槽道18的内部前侧左右对称活动连接有第二固定筒19，且第二固定筒19的上端内侧开设有螺纹槽20，第二固定筒19的外表面固定连接有伸缩杆21，且伸缩杆21上连接有液压缸22，并且液压缸22分别固定安装在第二活动板16的外表面左右两侧，焊接平台25固定设置在主板1的下端，且焊接平台25的上表面内侧卡合设置有加工件24，加工件24的上端左右两侧均设置有活动片23，且活动片23活动连接在主板1的外表面内部。

如图1中第一转盘2和第二转盘3在主板1的前侧均为转动结构，且第一转盘2和第二转盘3关于主板1对称设置，方便使夹具5内侧的焊头装置6能够刚好进入到下端对应的第一固定筒10的内部，且第一固定筒10的内径尺寸大于焊头本体601的内径尺寸且小于连接块602的内径尺寸，所以能够卡住固定，如图3中焊头装置6包括焊头本体601、连接块602和旋紧块603，焊头本体601的上端外表面固定安装有连接块602，焊头本体601的顶端固定安装有旋紧块603，在焊头装置6上设计连接块602和旋紧块603，方便将焊头装置6固定安装在2组第二固定筒19的内侧，且连接的更加紧密牢固。

如图1中旋紧套9在第一转盘2的前侧为转动结构，且旋紧套9与旋紧块603的连接方式为卡合连接，并且旋紧套9的内侧和旋紧块603的外侧均呈八边形结构，方便通过旋紧套9带动旋紧块603转动，使焊头装置6螺纹连接在第二固定筒19上，如图1中第一固定筒10在第二转盘3上以及夹具5在第一转盘2上均为转动结构，且限位球4在第二转盘3和第一转盘2的外表面内侧均中心对称设置有4组，且第一固定筒10与焊头装置6的连接方式为卡合连接，通过限位球4可以保证每一组摩擦焊的方向始终向下，从而方便***到第二固定筒19的内侧，避免摩擦焊的脱落。

如图5中换热装置11包括换热管1101、进气端1102和出气端1103，换热管1101前侧的一端安装连接有进气端1102，换热管1101后侧的一端安装连接有出气端1103，通过换热装置11的作用方便对第二转盘3上的焊头装置6进行换热，将热量稳定的转移到换热腔12的内部，避免焊头装置6直接的接触降温导致损坏，如图2中进气端1102和出气端1103均呈漏斗状结构，且出气端1103贯穿第二转盘3和主板1与换热腔12相连接，第二转盘3的前侧表面中间呈蜂窝状结构，并且换热管1101呈盘绕式结构设置在第二转盘3的内部，方便契合安装在第二转盘3的内部，使换热管1101的结构体积最大化，增加其换热的效果。

如图1-7中第一活动板14在主板1上为滑动结构，且第二活动板16在第一活动板14上为升降结构，并且固定板17在第二活动板16上为拆卸结构，方便带动焊头装置6上下移动完成更换再通过左右移动完成对加工件24的焊接作用，如图7-8中第二固定筒19通过伸缩杆21和第二槽道18在固定板17上为滑动结构，且第二固定筒19和伸缩杆21关于固定板17左右对称设置有2组，第二固定筒19呈横截面呈半圆形结构，且第二固定筒19通过连接块602与焊头本体601的连接方式为螺纹连接，通过液压缸22的作用方便控制伸缩杆21伸缩从而带动2组第二固定筒19相互分离，方便焊头装置6的直接脱离拆卸，不耽误其他焊头装置6的安装，大大的提高了工作效率。

如图1中活动片23在主板1上设置有2组，且活动片23在主板1上为转动结构，通过2组活动片23的作用方便将加工件24的两端固定住，避免加工件24发生偏移影响焊接效果。

工作原理：首先将2组加工件24依次卡合放置在焊接平台25的上表面内侧，然后通过2组活动片23转动作用将加工件24的两端进行遮挡固定，防止偏移，然后将4组焊头装置6均夹紧固定在夹具5的内侧，当装置完成一次焊接后，通过主槽道13的作用使第一活动板14向左侧滑动，并带动第二固定筒19内侧的焊头装置6移动到第一转盘2和第二转盘3之间，然后通过第二活动板16带动固定板17向下滑动，通过液压缸22的作用控制伸缩杆21收缩，从而使得2组第二固定筒19相互分离，使使用过的焊头装置6掉落到下端的第一固定筒10的内部，紧接着伸缩杆21便会伸缩使2组第二固定筒19重新靠拢，接着通过换热管1101、进气端1102和出气端1103的作用对第一固定筒10内侧的焊头装置6进行吸热换热，最终使热量逐渐转移到换热腔12的内部，一段时间后完成换热工作，接着第二转盘3会转动45°，使下一组第一固定筒10切换到第二转盘3的最上端位置，然后通过第二活动板16带动固定板17和焊头装置6向上滑动，使焊头装置6移动到夹具5的正下方，然后通过旋紧套9的作用与旋紧块603卡合住，接着通过型号为Y90S-2的微型电机7接通电源带动转杆8转动，从而使得旋紧套9带动焊头装置6整体转动，通过连接块602的作用与第二固定筒19进行螺纹连接，然后通过第一活动板14的滑动作用带动下一组焊头装置6左右滑动，完成对加工件24的焊接工作，当第一转盘2外表面下侧的焊头装置6与第二固定筒19连接后，第一转盘2会转动45°，使另一组焊头装置6切换到最下端的位置，这就是该装置的工作原理以及操作方法。

最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (7)

1.一种机器人搅拌摩擦焊用焊头更换装置，包括主板（1）和焊接平台（25），其特征在于：所述主板（1）的上端左侧活动安装有第一转盘（2），且主板（1）的下端左侧活动安装有第二转盘（3），所述第一转盘（2）和第二转盘（3）的外表面均等角度活动设置有限位球（4），所述第一转盘（2）通过限位球（4）连接有夹具（5），且夹具（5）的内部卡合连接设置有焊头装置（6），所述第一转盘（2）的外表面中间活动安装有微型电机（7），且微型电机（7）的下端连接有转杆（8），所述转杆（8）的下端一体化焊接连接有旋紧套（9），所述第二转盘（3）通过限位球（4）连接有第一固定筒（10），且第二转盘（3）的内部设置有换热装置（11），所述换热装置（11）的后端连接有换热腔（12），且换热腔（12）固定设置在主板（1）的下端内部，所述主板（1）的中间外表面预留设置有主槽道（13），且主槽道（13）前侧连接有第一活动板（14），所述第一活动板（14）的外表面左右两侧均预留设置有第一槽道（15），且第一槽道（15）的内侧活动连接有第二活动板（16），所述第二活动板（16）的外表面通过螺纹连接安装有固定板（17），且固定板（17）的外表面中间预留设置有第二槽道（18），所述第二槽道（18）的内部前侧左右对称活动连接有第二固定筒（19），且第二固定筒（19）的上端内侧开设有螺纹槽（20），所述第二固定筒（19）的外表面固定连接有伸缩杆（21），且伸缩杆（21）上连接有液压缸（22），并且液压缸（22）分别固定安装在第二活动板（16）的外表面左右两侧，所述焊接平台（25）固定设置在主板（1）的下端，且焊接平台（25）的上表面内侧卡合设置有加工件（24），所述加工件（24）的上端左右两侧均设置有活动片（23），且活动片（23）活动连接在主板（1）的外表面内部；

所述焊头装置（6）包括焊头本体（601）、连接块（602）和旋紧块（603），焊头本体（601）的上端外表面固定安装有连接块（602），焊头本体（601）的顶端固定安装有旋紧块（603）；

所述旋紧套（9）在第一转盘（2）的前侧为转动结构，且旋紧套（9）与旋紧块（603）的连接方式为卡合连接，并且旋紧套（9）的内侧和旋紧块（603）的外侧均呈八边形结构；

所述第二固定筒（19）通过伸缩杆（21）和第二槽道（18）在固定板（17）上为滑动结构，且第二固定筒（19）和伸缩杆（21）关于固定板（17）左右对称设置有2组，第二固定筒（19）的横截面呈半圆形结构，且第二固定筒（19）通过连接块（602）与焊头本体（601）的连接方式为螺纹连接。

2.根据权利要求1所述的一种机器人搅拌摩擦焊用焊头更换装置，其特征在于：所述第一转盘（2）和第二转盘（3）在主板（1）的前侧均为转动结构，且第一转盘（2）和第二转盘（3）关于主板（1）对称设置。

3.根据权利要求1所述的一种机器人搅拌摩擦焊用焊头更换装置，其特征在于：所述第一固定筒（10）在第二转盘（3）上以及夹具（5）在第一转盘（2）上均为转动结构，且限位球（4）在第二转盘（3）和第一转盘（2）的外表面内侧均中心对称设置有4组，且第一固定筒（10）与焊头装置（6）的连接方式为卡合连接。

4.根据权利要求1所述的一种机器人搅拌摩擦焊用焊头更换装置，其特征在于：所述换热装置（11）包括换热管（1101）、进气端（1102）和出气端（1103），换热管（1101）前侧的一端安装连接有进气端（1102），换热管（1101）后侧的一端安装连接有出气端（1103）。

5.根据权利要求4所述的一种机器人搅拌摩擦焊用焊头更换装置，其特征在于：所述进气端（1102）和出气端（1103）均呈漏斗状结构，且出气端（1103）贯穿第二转盘（3）和主板（1）与换热腔（12）相连接，第二转盘（3）的前侧表面中间呈蜂窝状结构，并且换热管（1101）呈盘绕式结构设置在第二转盘（3）的内部。

6.根据权利要求1所述的一种机器人搅拌摩擦焊用焊头更换装置，其特征在于：所述第一活动板（14）在主板（1）上为滑动结构，且第二活动板（16）在第一活动板（14）上为升降结构，并且固定板（17）在第二活动板（16）上为拆卸结构。

7.根据权利要求1所述的一种机器人搅拌摩擦焊用焊头更换装置，其特征在于：所述活动片（23）在主板（1）上设置有2组，且活动片（23）在主板（1）上为转动结构。

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