CN109290668A - 一种燃气燃烧器的点焊机械手、点焊设备和点焊生产线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃气燃烧器的点焊机械手、点焊设备和点焊生产线。点焊机械手包括机架、燃烧盘夹具、夹具举升机构、夹具旋转机构、夹具平移机构、燃烧盘提升机构、上料机构和下料机构，燃气燃烧器包括下盘和上盘；上料机构包括直线运动装置，第一提升气缸和吸盘；所述的吸盘包括下盘吸盘和上盘吸盘；直线运动装置安装在机架上，第一提升气缸竖直地安装在直线运动装置上，吸盘固定在第一提升气缸活塞杆的下端；下盘吸盘和上盘吸盘并列，沿直线运动装置的运动方向分开布置。本发明的燃气燃烧器点焊设备采用自动化上料、且下盘和上盘同时上料，生产效率高。

Description

一种燃气燃烧器的点焊机械手、点焊设备和点焊生产线

[技术领域]

本发明涉及焊接自动化设备，尤其涉及一种燃气燃烧器的点焊机械手、点焊设备和点焊生产线。

[背景技术]

燃气燃烧器组件传统的焊接方式是手工点焊，焊接时需要手工将上下燃烧盘扣合在一起，并使上下燃烧盘的周边的突起相互对正，因为不易定位，操作难度很大，焊接效率极低。

申请号为CN 201610203222.2的发明公开了一种燃气燃烧器的点焊机械手，包括机架、燃烧盘夹具、夹具举升机构、夹具旋转机构和燃烧盘提升机构，燃气燃烧器包括下盘和上盘，燃烧盘夹具包括托架和夹紧机构；托架包括复数个下盘定位销和复数个上盘定位突起，分别对上盘和下盘进行周向定位。该发明的点焊机械手工作时，上下燃烧盘对正方便、精确，能够大幅度提高燃气燃烧器的焊接效率。

该发明存在以下缺点：燃烧盘提升机构结构复杂、工作过程繁琐、效率低；下料机构结构复杂、工作过程繁琐、效率低；人工上料，自动化程度低。

另外，该发明还存在以下缺点：夹具及相关部分旋转质量大，导致转动惯量很大，点焊时，夹具停止时的位置不准确；燃烧盘提升机构和下料机构采用真空吸盘来吸取点焊后高温的工件，吸盘很容易损坏；该发明和工厂里面的电焊机配合使用，调试的难度大；该发明的夹具每旋转一次点焊一次，工作效率低。

[发明内容]

本发明要解决的技术问题是提供一种自动化程度和生产效率高的燃气燃烧器的点焊机械手。

本发明另一个要解决的技术问题是提供一种自动化程度和生产效率高的燃气燃烧器的点焊设备。

本发明另一个要解决的技术问题是提供一种自动化程度和生产效率高的燃气燃烧器的点焊生产线。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种燃气燃烧器的点焊机械手，包括机架、燃烧盘夹具、夹具举升机构、夹具旋转机构、夹具平移机构、燃烧盘提升机构、上料机构和下料机构，燃气燃烧器包括下盘和上盘；上料机构包括直线运动装置，第一提升气缸和吸盘；所述的吸盘包括下盘吸盘和上盘吸盘；直线运动装置安装在机架上，第一提升气缸竖直地安装在直线运动装置上，吸盘固定在第一提升气缸活塞杆的下端；下盘吸盘和上盘吸盘并列，沿直线运动装置的运动方向分开布置。

以上所述的燃气燃烧器的点焊机械手，燃烧盘提升机构包括第二提升气缸和第一手指气缸，第二提升气缸竖直地固定在机架上，第一手指气缸固定在第二提升气缸活塞杆上；第一手指气缸的夹指位于燃烧盘夹具焊接位置的正上方；下料机构包括旋转气缸、旋转臂和第二手指气缸，第二手指气缸夹指的开口角度为180°；旋转气缸固定在机架上，位于燃烧盘夹具下料位置的一侧；旋转臂的第一端固定在旋转气缸的旋转轴上，第二手指气缸固定在旋转臂的第二端。

以上所述的燃气燃烧器的点焊机械手，直线运动装置包括第一直线导轨副和直线模组，第一直线导轨副与直线模组平行布置；第一直线导轨副的导轨固定在机架上，第一直线导轨副的滑块由气缸驱动；直线模组的铝合金型材固定在直线导轨副的滑块上，第一提升气缸固定在直线模组的滑块上。

以上所述的燃气燃烧器的点焊机械手，燃烧盘夹具包括托架和夹紧机构，托架包括托板和两个L形的支承块，L形支承块固定在托板的顶面，L形支承块的凹槽相对布置；夹紧机构包括两个旋压气缸，两个旋压气缸布置在L形支承块的外侧；夹具举升机构包括举升气缸、复数套导杆导套副和底板；举升气缸竖直地安装在底板上，举升气缸活塞杆的上端与托架的中部连接；导杆导套副的导套固定在底板上，导杆导套副导杆的上端与托架连接；夹具旋转机构包括电机板，电机板安装在机架上，伺服电机安装在电机板的下方，伺服电机轴的上端穿过电机板中部的通孔，所述的底板固定在伺服电机轴的上端。

以上所述的燃气燃烧器的点焊机械手，包括夹具高度调整机构，机架包括安装平台；夹具平移机构包括平移底板、平移气缸和两套第二直线导轨副，第二直线导轨副的导轨水平地固定在安装平台上，滑块固定在平移底板上；平移气缸的缸体与第二直线导轨副平行地固定在安装平台上，平移底板由平移气缸驱动；夹具高度调整机构包括两套第三直线导轨副、丝杆螺母副和高度调整旋钮，两套第三直线导轨副的导轨竖直地固定在平移底板上，两套第三直线导轨副的滑块安装在电机板上；丝杆螺母副的螺母固定在电机板的通孔中，丝杆螺母副丝杆的下端由平移底板支承，高度调整旋钮固定在所述丝杆的顶端。

一种燃气燃烧器的点焊设备，包括上述的点焊机械手和点焊机，点焊机固定在点焊机械手的机架上，位于燃烧盘夹具焊接位置的侧面。

以上所述的燃气燃烧器的点焊设备，所述的点焊机为两个，分别位于燃烧盘夹具焊接位置的两侧；点焊机包括上电极组件和下电极组件，上电极组件由气缸驱动。

以上所述的燃气燃烧器的点焊设备，工作时包括以下步骤：

801、燃烧盘夹具处于上料位，上料机构的上盘吸盘和下盘吸盘同时从生产线的传送带上吸取上盘和下盘，上料机构将上盘和下盘先后放入燃烧盘夹具中，上盘在下，下盘在上，燃烧盘夹具将下盘与上盘夹紧；

802、夹具平移机构将燃烧盘夹具带到焊接位置；

803、夹具举升机构带动燃烧盘夹具下降，上盘的焊接部位接触点焊机下电极，点焊机上电极下降通电对上盘与下盘进行点焊；

804、点焊机上电极回位，夹具举升机构带动燃烧盘夹具上升，上盘的焊接部位脱离点焊机下电极；

805、夹具旋转机构带动燃烧盘夹具按正方向旋转一个角度，所述的角度等于燃烧盘相邻焊点所对的圆心角；

806、重复步骤803至805，直至完成焊点总数四分之一的焊接过程；

807、燃烧盘夹具松开下盘与上盘的组合件，燃烧盘提升机构将下盘与上盘的组合件提起；夹具旋转机构带动燃烧盘夹具按反方向旋转90°；

808、夹具举升机构带动燃烧盘夹具下降，将下盘与上盘的组合件放到燃烧盘夹具中，燃烧盘夹具将下盘与上盘夹紧；

809、重复步骤803至808，直至完成全部焊点的焊接过程；

8010、夹具举升机构带动燃烧盘夹具上升，上盘的焊接部位脱离点焊机下电极；夹具平移机构将燃烧盘夹具带到上料位，燃烧盘夹具打开，下料机构取下燃烧盘成品。

一种燃气燃烧器的点焊生产线，包括传送带和上述的点焊设备，点焊设备布置在传送带的侧面，传送带与点焊机械手上料机构的直线运动装置正交；传送带包括装载上盘和下盘的载具，载具中上盘和下盘的布置方向与传送带正交。

以上所述的燃气燃烧器的点焊生产线，包括复数台所述的点焊设备，复数台点焊设备沿传送带的运动方向布置；传送带包括复数个所述的载具，载具之间的间距与点焊设备之间的间距相同。

本发明的燃气燃烧器点焊设备采用自动化上料、且下盘和上盘同时上料，生产效率高。

[附图说明]

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明实施例燃气燃烧器的点焊生产线的立体图。

图2是本发明实施例点焊生产线传送带的立体图。

图3是本发明实施例燃气燃烧器点焊设备的立体图。

图4是本发明实施例燃气燃烧器点焊设备另一视角的立体图。

图5是本发明实施例燃气燃烧器点焊设备的主视图。

图6是本发明实施例燃气燃烧器点焊设备的俯视图。

图7是本发明实施例夹具及各相关机构的主视图。

图8是本发明实施例夹具及各相关机构的侧视图。

图9是本发明实施例夹具及各相关机构的立体图。

图10是本发明实施例上料机构的立体图。

图11是本发明实施例上料机构的主视图。

图12是本发明实施例上料机构的俯视图。

图13是本发明实施例燃烧盘提升机构的立体图。

图14是本发明实施例下料机构的立体图。

图15是本发明实施例点焊机的立体图。

[具体实施方式]

本发明实施例燃气燃烧器的点焊生产线的结构如图1和图2所示，燃气燃烧器由下盘202和上盘201组合焊接而成。燃气燃烧器的点焊生产线包括传送带100和5台点焊设备200，点焊设备200布置在传送带100的侧面，沿传送带100的运动方向等间距布置。

传送带100与点焊机械手300上料机构的直线运动装置正交。传送带100上安装了许多装载上盘201和下盘202的载具3，载具3中上盘201和下盘202的布置方向与传送带100正交。载具3之间的间距与点焊设备200之间的间距相同。

本发明实施例燃气燃烧器的点焊设备200如图3至图6所示，包括点焊机械手300和两台点焊机400，两台点焊机400固定在点焊机械手300的机架1上，分别位于燃烧盘夹具焊接位置的两侧。点焊机400包括上电极组件4和下电极组件5，上电极组件4由气缸6驱动。

本发明实施例燃气燃烧器的点焊机械手300如图3至图6所示，包括机架1、燃烧盘夹具30、夹具举升机构40、夹具旋转机构50、夹具平移机构60、夹具高度调整机构70、燃烧盘提升机构80、上料机构10和下料机构90。机架1的中部有一个安装平台101。

上料机构10如图10至图13所示，包括直线运动装置，提升气缸11和吸盘12。吸盘12包括下盘吸盘13和上盘吸盘14。直线运动装置安装在机架1上，提升气缸11竖直地安装在直线运动装置上，吸盘12固定在提升气缸11活塞杆的下端。下盘吸盘13和上盘吸盘14并列，沿直线运动装置的运动方向分开布置。

直线运动装置包括直线导轨副15和直线模组16，直线导轨副15与直线模组16平行布置。直线导轨副15的导轨17固定在机架1上，直线导轨副15的滑块18由无杆气缸19驱动。直线模组16的铝合金型材20固定在直线导轨副的滑块18上，提升气缸11固定在直线模组16的滑块22上。

如图7至图10所示，燃烧盘夹具30包括托架31和夹紧机构。托架31包括托板32和两个L形的支承块33，L形支承块33固定在托板32的顶面上，L形支承块33的凹槽相对布置。夹紧机构采用两个旋压气缸(旋转压紧转角90度下压夹紧气缸)34，两个旋压气缸34布置在L形支承块33的外侧。

托架31的其它结构与现有技术相同，凹槽的侧壁为弧面，便于对上盘201和下盘202进行中心定位、每个L形支承块33的凹槽的底面上有两个个定位突起，定位突起卡到上盘201边缘的凹槽中，对上盘201进行周向定位。

两个下盘定位销分别布置在两个L形支承块33的顶面上。两个下盘定位销相对于托架31中心对称，4个上盘定位突起也相对于托架31中心对称。

旋压气缸34采用外购的亚德客ACK型旋转压紧转角90度下压夹紧气缸，相对于现有技术的夹紧装置大为简化。

夹具举升机构40包括举升气缸41、两套导杆导套副和底板42。举升气缸41的缸体竖直地安装在底板42上，两套导杆导套副布置在举升气缸41的两侧，举升气缸41活塞杆的上端与托板32的中部连接。导杆导套副的导套43固定在底板42上，导杆44的上端与托架31的中部连接。

夹具旋转机构50包括电机板51，伺服电机52安装在电机板51的下方，伺服电机52主轴的上端穿过电机板51中部的通孔，夹具举升机构40底板42的中部固定在伺服电机52主轴的上端。

夹具平移机构60包括平移底板61、平移气缸62和两套直线导轨副，直线导轨副的导轨63水平地固定在安装平台101上，滑块64固定在平移底板61上。平移气缸(无杆气缸)62与直线导轨副的导轨63平行地固定在安装平台101上，平移底板61由平移气缸62驱动。平移底板61有两个工作位置，当平移气缸62将平移底板61和燃烧盘夹具30推到靠近燃烧盘提升机构80手指气缸82的下方，即两台点焊机400之间时，为燃烧盘夹具30焊接位置；当平移气缸62向相反方向将平移底板61和燃烧盘夹具30推到远离燃烧盘提升机构80手指气缸82和两台点焊机400时，为燃烧盘夹具30上料和下料位置。

夹具高度调整机构70包括两套直线导轨副、一套丝杆螺母副和高度调整旋钮71，两套直线导轨副的导轨72竖直地固定在平移底板61上，两套直线导轨副的滑块73安装在电机板51上。丝杆螺母副的螺母74固定在电机板51的通孔中，丝杆螺母副丝杆75的下端由平移底板61支承，高度调整旋钮71固定在丝杆75的顶端。夹具高度调整机构70用于当点焊机400下电极烧蚀变短后，转动高度调整旋钮71来调整燃烧盘夹具30与下电极的相对高度。

燃烧盘提升机构80包括提升气缸81和手指气缸82，提升气缸81竖直地固定在机架1上，手指气缸82固定在提升气缸81活塞杆上。手指气缸82的夹指位于燃烧盘夹具30焊接位置的正上方。

下料机构90包括旋转气缸91、旋转臂92和手指气缸93，旋转气缸91固定在机架1上，位于燃烧盘夹具30下料位置的一侧。旋转臂92的第一端固定在旋转气缸91的旋转轴上，手指气缸93固定在旋转臂92的第二端。手指气缸93夹指的开口角度为180°，手指气缸93空行程旋转时，夹指打开180°在旋转到燃烧盘夹具30的下料位置时，不会与下盘202的轴管产生干涉，可以让开下盘202的轴管旋转到下料位置。

本发明以上实施例燃气燃烧器的点焊设备200，工作时包括以下步骤：

1)燃烧盘夹具30处于上料位置，两个旋压气缸34的连线与夹具平移机构60的导轨63平行。上料机构10的上盘吸盘14和下盘吸盘13同时从生产线的传送带100的载具上吸取上盘201和下盘202，上料机构10将上盘201和下盘202先后放入燃烧盘夹具30中，上盘201在下，下盘202在上，燃烧盘夹具30的两个旋压气缸34将下盘202与上盘201夹紧。

2)夹具平移机构60的平移气缸62将平移底板61和燃烧盘夹具30推到焊接位置；夹具旋转机构50带动燃烧盘夹具30按反方向旋转45°，此角度为燃烧盘夹具30的原点位置。

3)夹具举升机构40带动燃烧盘夹具30下降，上盘201的焊接部位接触两台点焊机400下电极，两台点焊机400的上电极下降对上盘201与下盘202相隔180°的两个焊点同时进行点焊。

4)点焊机400的上电极回位，夹具举升机构40带动燃烧盘夹具30上升，上盘201的焊接部位脱离点焊机400下电极。

5)夹具旋转机构50带动燃烧盘夹具30按正方向旋转一个角度，此角度等于燃烧盘相邻焊点所对的圆心角；在本实施例中，燃烧盘共要打40个焊点,40个焊点分布一圈,所以每9°打一个焊点。

6)重复步骤3至5，直至完成焊点总数二分之一的焊接过程；一台点焊机打10个焊点，两台点焊机共打了20个焊点。

7)燃烧盘夹具30的两个旋压气缸34松开下盘202与上盘201的组合件2，燃烧盘提升机构80的手指气缸82夹住下盘202的管轴，提升气缸81将手指气缸82和下盘202与上盘201的组合件2提起。组合件2提起后，夹具旋转机构50带动燃烧盘夹具30按反方向旋转90°。

8)夹具举升机构40的提升气缸81反向动作，带动燃烧盘夹具30下降，再次将下盘202与上盘201的组合件2放到燃烧盘夹具30中，燃烧盘夹具30的两个旋压气缸34将下盘202与上盘201再次夹紧。

9)重复步骤3至6，直至完成全部焊点的焊接过程；夹具旋转机构50带动燃烧盘夹具30按正方向旋转45°。

10)夹具举升机构40带动燃烧盘夹具30上升，上盘201的焊接部位脱离焊机下电极。夹具平移机构60将燃烧盘夹具30带回到上(下)料位置，燃烧盘夹具30打开，下料机构90的手指气缸93在旋转气缸91和旋转臂带动下旋转180°，旋转到燃烧盘夹具30的下料位置；手指气缸93夹住燃烧盘成品组合件2后，旋转气缸91和旋转臂带动下反向旋转180°，手指气缸93打开将燃烧盘成品组合件2放入成品筐中。

本发明以上实施例燃气燃烧器点焊设备的燃烧盘夹具30、燃烧盘提升机构80结构和下料机构90的结构和工作过程简单，采用自动化、下盘和上盘同时上料，生产效率高。

另外，本发明以上实施例夹具及相关部分旋转质量小，点焊时，夹具停止时的位置精确，改善了产品质量；燃烧盘提升机构80和下料机构90采用手指气缸来夹取焊后高温的工件，燃烧盘提升机构80和下料机构90使用寿命长；本发明以上实施例的点焊机械手上安装两台点焊机，设备出厂前就进行调试好，调试难度低；燃烧盘夹具30每旋转一次点焊两个焊点，设备的工作效率提高一倍。

Claims (10)

1.一种燃气燃烧器的点焊机械手，包括机架、燃烧盘夹具、夹具举升机构、夹具旋转机构、夹具平移机构、燃烧盘提升机构和下料机构，燃气燃烧器包括下盘和上盘，其特征在于，包括上料机构，上料机构包括直线运动装置，第一提升气缸和吸盘；所述的吸盘包括下盘吸盘和上盘吸盘；直线运动装置安装在机架上，第一提升气缸竖直地安装在直线运动装置上，吸盘固定在第一提升气缸活塞杆的下端；下盘吸盘和上盘吸盘并列，沿直线运动装置的运动方向分开布置。

2.根据权利要求1所述的燃气燃烧器的点焊机械手，其特征在于，燃烧盘提升机构包括第二提升气缸和第一手指气缸，第二提升气缸竖直地固定在机架上，第一手指气缸固定在第二提升气缸活塞杆上；第一手指气缸的夹指位于燃烧盘夹具焊接位置的正上方；下料机构包括旋转气缸、旋转臂和第二手指气缸，第二手指气缸夹指的开口角度为180°；旋转气缸固定在机架上，位于燃烧盘夹具下料位置的一侧；旋转臂的第一端固定在旋转气缸的旋转轴上，第二手指气缸固定在旋转臂的第二端。

3.根据权利要求2所述的燃气燃烧器的点焊机械手，其特征在于，直线运动装置包括第一直线导轨副和直线模组，第一直线导轨副与直线模组平行布置；第一直线导轨副的导轨固定在机架上，第一直线导轨副的滑块由气缸驱动；直线模组的铝合金型材固定在直线导轨副的滑块上，第一提升气缸固定在直线模组的滑块上。

4.根据权利要求1所述的燃气燃烧器的点焊机械手，其特征在于，燃烧盘夹具包括托架和夹紧机构，托架包括托板和两个L形的支承块，L形支承块固定在托板的顶面，L形支承块的凹槽相对布置；夹紧机构包括两个旋压气缸，两个旋压气缸布置在L形支承块的外侧；夹具举升机构包括举升气缸、复数套导杆导套副和底板；举升气缸竖直地安装在底板上，举升气缸活塞杆的上端与托架的中部连接；导杆导套副的导套固定在底板上，导杆导套副导杆的上端与托架连接；夹具旋转机构包括电机板，电机板安装在机架上，伺服电机安装在电机板的下方，伺服电机轴的上端穿过电机板中部的通孔，所述的底板固定在伺服电机轴的上端。

5.根据权利要求4所述的燃气燃烧器的点焊机械手，其特征在于，包括夹具高度调整机构，机架包括安装平台；夹具平移机构包括平移底板、平移气缸和两套第二直线导轨副，第二直线导轨副的导轨水平地固定在安装平台上，滑块固定在平移底板上；平移气缸的缸体与第二直线导轨副平行地固定在安装平台上，平移底板由平移气缸驱动；夹具高度调整机构包括两套第三直线导轨副、丝杆螺母副和高度调整旋钮，两套第三直线导轨副的导轨竖直地固定在平移底板上，两套第三直线导轨副的滑块安装在电机板上；丝杆螺母副的螺母固定在电机板的通孔中，丝杆螺母副丝杆的下端由平移底板支承，高度调整旋钮固定在所述丝杆的顶端。

6.一种燃气燃烧器的点焊设备，其特征在于，包括权利要求1所述的点焊机械手和点焊机，点焊机固定在点焊机械手的机架上，位于燃烧盘夹具焊接位置的侧面。

7.根据权利要求6所述的燃气燃烧器的点焊设备，其特征在于，所述的点焊机为两个，分别位于燃烧盘夹具焊接位置的两侧；点焊机包括上电极组件和下电极组件，上电极组件由气缸驱动。

8.根据权利要求6所述的燃气燃烧器的点焊设备，其特征在于，工作时包括以下步骤：

801、燃烧盘夹具处于上料位，上料机构的上盘吸盘和下盘吸盘同时从生产线的传送带上吸取上盘和下盘，上料机构将上盘和下盘先后放入燃烧盘夹具中，上盘在下，下盘在上，燃烧盘夹具将下盘与上盘夹紧；

802、夹具平移机构将燃烧盘夹具带到焊接位置；

803、夹具举升机构带动燃烧盘夹具下降，上盘的焊接部位接触点焊机下电极，点焊机上电极下降通电对上盘与下盘进行点焊；

804、点焊机上电极回位，夹具举升机构带动燃烧盘夹具上升，上盘的焊接部位脱离点焊机下电极；

805、夹具旋转机构带动燃烧盘夹具按正方向旋转一个角度，所述的角度等于燃烧盘相邻焊点所对的圆心角；

806、重复步骤803至805，直至完成焊点总数四分之一的焊接过程；

807、燃烧盘夹具松开下盘与上盘的组合件，燃烧盘提升机构将下盘与上盘的组合件提起；夹具旋转机构带动燃烧盘夹具按反方向旋转90°；

808、夹具举升机构带动燃烧盘夹具下降，将下盘与上盘的组合件放到燃烧盘夹具中，燃烧盘夹具将下盘与上盘夹紧；

809、重复步骤803至808，直至完成全部焊点的焊接过程；

8010、夹具举升机构带动燃烧盘夹具上升，上盘的焊接部位脱离点焊机下电极；夹具平移机构将燃烧盘夹具带到上料位，燃烧盘夹具打开，下料机构取下燃烧盘成品。

9.一种燃气燃烧器的点焊生产线，包括传送带，其特征在于，包括权利要求6所述的点焊设备，点焊设备布置在传送带的侧面，传送带与点焊机械手上料机构的直线运动装置正交；传送带包括装载上盘和下盘的载具，载具中上盘和下盘的布置方向与传送带正交。

10.根据权利要求9所述的燃气燃烧器的点焊生产线，其特征在于，包括复数台所述的点焊设备，复数台点焊设备沿传送带的运动方向布置；传送带包括复数个所述的载具，载具之间的间距与点焊设备之间的间距相同。