CN111390460A - 一种自动焊接装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动焊接装置，属于焊接领域。一种自动焊接装置，包括：机座；中心轴，竖直设置于所述机座上；第一驱动机构，用于驱动所述中心轴转动；支撑架，竖直设置于所述中心轴上，焊枪，铰接于所述支撑架上，在第二驱动机构驱动的驱动下转动；机械臂，铰接于所述中心轴上；机械手，安装于所述机械臂上，用于夹取待焊接的工件；第一滑轨与第二滑轨，均固定安装于所述机中心轴上，所述支撑架通过所述第一滑轨与中心轴滑动连接，所述机械臂通过与第二滑轨与所述中心轴滑动连接；工作台，设置于所述机座上，用于放置所述工件。与现有技术相比，本申请的自动焊接装置焊接效率更高。

Description

一种自动焊接装置

技术领域

本发明涉及焊接领域，具体涉及一种自动焊接装置。

背景技术

焊接是一种常用的金属工艺，通过高温熔化材料，从而将两个零部件固定在一起。对于一些焊接要求较高的工艺中，两部件之间需要有多个焊点，反复焊接。为了节省人力，市场上出现了多种自动焊接装置，对工件接合部进行自动焊接。

但是现有的焊接装置自由度较差，并且难以实现快速上下料，需要人工定位以及搬运，对于大型部件，人工搬运显然耗费人力。另一方面，在有些焊接设备中，需要在出料通道与进料通道转运部件，这种方式不适用于大型部件的焊接，需要大功率动力源与搬运工具，设备成本较高。并且搬运与焊接切换焊接效率较低。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种自动焊接装置。解决现有的焊接装置焊接效率低、不适用于大型零部件的技术问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种自动焊接装置，包括：

机座；

中心轴，竖直设置于所述机座上；

第一驱动机构，用于驱动所述中心轴转动；

支撑架，竖直设置于所述中心轴上，

焊枪，铰接于所述支撑架上，在第二驱动机构驱动的驱动下转动；

机械臂，铰接于所述中心轴上；

机械手，安装于所述机械臂上，用于夹取待焊接的工件；

第一滑轨与第二滑轨，均固定安装于所述机中心轴上，所述支撑架通过所述第一滑轨与中心轴滑动连接，所述机械臂通过与第二滑轨与所述中心轴滑动连接；

两个工作台，设置于所述机座上，用于放置所述工件。

进一步地，所述焊枪上设有气体喷头，所述气体喷头朝向所述焊枪头部，所述气体喷头与外部气源连通。

进一步地，所述工作台上固定安装有顶针，所述顶针用于固定所述工件。

进一步地，所述机械臂上固定安装有悬挂架，所述悬挂架上固定安装有伸摆气缸，所述伸摆气缸的输出端固定安装有抛光刷，所述伸摆气缸用于驱动所述抛光刷旋转以及沿所述伸摆气缸输出端移动。

进一步地，所述气体喷头与所述外部气源之间设有加热管，所述加热管内设有加热电阻丝，所述加热管呈螺旋形。

进一步地，还包括红外传感器、定位激光灯、温度传感器、至少两个距离传感器与处理器，所述定位激光灯安装于所述工作台上，指向所述焊缝，并与所述焊缝对齐；

所述温度传感器设置于所述焊枪上，用于测定所述焊接处的温度；

两个所述距离传感器分别设置于所述机械手与所述焊枪上，分别用于测量所述机械手下端以及所述焊枪与所述工件的距离；

所述红外传感器安装于所述工作台上；

所述定位激光灯、温度传感器、第一驱动机构、距离传感器、红外传感器均与所述处理器电性连接。

进一步地，所述机械臂包括铰接头与至少两个臂体，相邻的所述臂体相铰接，其中一只臂体与所述铰接头铰接，所述铰接头与所述第二滑轨滑动连接；所述机械手安装在距离所述铰接头最远的臂体上。

进一步地，所述自动焊接装置的使用方法包括以下步骤：

驱动所述机械臂，使得抛光刷朝向所述工件，启动所述伸摆气缸，使所述抛光刷抵靠在所述工件的焊缝处，再驱动所述抛光刷旋转，打磨所述焊缝；

制动所述伸摆气缸，转动机械臂，使得抛光刷脱离所述工件表面；

使用机械手夹取所述工件，所述第一驱动机构驱动所述中心轴转动，将所述工件放置于所述工作台上，使用夹具支撑固定所述工件；

使用所述焊枪焊接所述工件。

进一步地，所述自动焊接装置的使用方法包括以下步骤：

驱动所述机械臂，使用机械手夹取所述工件，所述第一驱动机构驱动所述中心轴转动，将所述工件放置于所述工作台上，使用夹具支撑固定所述工件；

调整所述支撑架的高度与所述焊枪的角度，使得焊枪朝向工件的焊接部位；

通电加热电阻丝，使外部气源向所述气体喷头输送焊接保护气体，所述电阻丝加热所述焊接保护气体，所述焊接保护气体经过加热后喷向所述工件；

使用所述焊枪焊接所述工件。

进一步地，所述电阻丝将所述焊接保护气体加热至60～100℃。

本发明的有益效果：

通过旋转中心轴，使得焊枪与机械臂可以互换工位，焊枪进行焊接的同时，机械臂与机械手在另一侧的工作台上进行工件的上下料，减少搬运工作的同时，可以双边交替作业，显著提高了焊接效率。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本申请的自动焊接装置的立体结构示意图；

图2为本申请的自动焊接装置的主视结构示意图；

图3为本申请的自动焊接装置的电性连接关系示意图。

图中各标号对应的部件如下：

1、中心轴；2、第一驱动机构；3、支撑架；4、焊枪；5、机械手；6、第一滑轨；7、第二滑轨；8、工作台；9、气体喷头；10、顶针；11、抛光刷；12、悬挂架；13、定位激光灯；14、距离传感器；15、温度传感器；16、臂体；17、铰接头；18、红外传感器；19、处理器。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

一种自动焊接装置，包括：机座；中心轴1竖直设置于机座上，具有支撑作用；第一驱动机构2，用于驱动中心轴1转动，其中第一驱动机构2可以是电机或摆缸；支撑架3，竖直设置于中心轴1上；焊枪4，铰接于支撑架3上，在第二驱动机构驱动的驱动下转动；机械臂，铰接于中心轴1上；机械手5，安装于机械臂上，用于夹取待焊接的工件；其中机械手5可以为启动或电动；第一滑轨6与第二滑轨7，均固定安装于机中心轴1上，支撑架3通过第一滑轨6与中心轴1滑动连接，机械臂通过与第二滑轨7与中心轴1滑动连接；两个工作台8，设置于机座上，且布置于中心轴1两侧，用于放置工件。

下面具体描述本发明的使用原理，在本实施例中，第一驱动机构2可驱动中心轴1转动，带动机械臂与支撑架3旋转，使得焊枪4位于一个工作台8上方，使机械手5位于另一工作台8一侧的传送带上。再使用夹具固定在工作台8上的工件，另一方面，机械臂移动机械手5，使得机械手5夹持传送带上的待焊接的工件，将待加工工件从传送带移动至另一工作台8上。工作台8的工件固定完成后，即可调整焊枪4，使得焊枪4沿着第一滑轨6下移。贴近焊缝，启动焊枪4进行焊接。焊接完成后，第一驱动机构2驱动中心轴1旋转180°，使得焊枪4位于另一工作台8上方，使机械手5位于一工作台8一侧的传送带上。此时焊枪4焊接先前待焊接的工件，而与此同时，机械臂与机械手5相配合，将之前焊接完成的零部件送回传送带上。

因此，通过第一驱动机构2旋转中心轴1，使得焊枪4与机械臂可以互换工位，焊枪4进行焊接的同时，机械臂与机械手5在另一侧的工作台8上进行工件的上下料，减少搬运工作的同时，可以双边交替作业，显著提高了焊接效率。

进一步地，焊枪4上设有气体喷头9，气体喷头9朝向焊枪4头部，气体喷头9与外部气源连通。其中外部气源的气体成分可以是但不限于氮气、氩气或氦气，通过喷射保护气体，保护金属熔滴、熔池及焊缝区的气体，它使高温金属免受外界气体的侵害。

更进一步地，气体喷头9与外部气源之间设有加热管，加热管内设有加热电阻丝，加热管呈螺旋形。通过此种设置，通电加热电阻丝时，将会加热加热管内的焊接保护气体，焊接保护气体经加热后喷射在焊接表面，保护焊缝的同时，使得焊缝处表面温度升高，去除附近水分，有效降低湿度，提高焊接质量。

更具体地，工作台8上固定安装有顶针10，顶针10用于固定工件。尤其对于圆柱形工件与管件，通过移动顶针10，可以快速完成工件的固定。

机械臂上固定安装有悬挂架12，悬挂架12上固定安装有伸摆气缸，伸摆气缸的输出端固定安装有抛光刷11，伸摆气缸用于驱动抛光刷11旋转以及沿伸摆气缸输出端移动。通过伸摆气缸驱动抛光刷11进行进给与旋转动作，这样在夹取与焊接物件前，可以伸出抛光刷11，对焊缝处进行抛光，使得焊缝更加平整、光滑，减少焊缝处的翘边与毛刺，提高焊接质量。

此外，本发明的自动焊接装置还包括红外传感器18、定位激光灯13、温度传感器15、至少两个距离传感器14与处理器19，定位激光灯13安装于工作台8上，指向焊缝，并与焊缝对齐；温度传感器15设置于焊枪4上，用于测定焊接处的温度；两个距离传感器14分别设置于机械手5与焊枪4上，分别用于测量机械手5下端以及焊枪4与工件的距离；红外传感器18安装于工作台8上；定位激光灯13、温度传感器15、第一驱动机构2、距离传感器14、红外传感器18均与处理器19电性连接。

通过上述传感器能够进行协同控制，具体地，在本实施例中，红外传感器18检测到传送带上有工件时，处理器19控制机械臂与机械手5抓取工件。距离传感器14用于检测机械手5以及支撑架3与工作台的距离，从而进行高度控制。温度传感器15实时监测焊接时的温度，防止焊接时温度过高，温度超过预设值时，反馈至处理器19，处理器19发出报警信号。

更具体地，机械臂包括铰接头17与至少两个臂体16，相邻的臂体16相铰接，其中一只臂体16与铰接头17铰接，铰接头与第二滑轨7滑动连接；机械手5安装在距离铰接头最远的臂体16上。

在本发明的一个实施例中，自动焊接装置的使用方法包括以下步骤：驱动机械臂，使得抛光刷11朝向工件，启动伸摆气缸，使抛光刷11抵靠在工件的焊缝处，再驱动抛光刷11旋转，打磨焊缝；制动伸摆气缸，转动机械臂，使得抛光刷11脱离工件表面；使用机械手5夹取工件，第一驱动机构2驱动中心轴1转动，将工件放置于工作台8上，使用夹具支撑固定工件；使用焊枪4焊接工件。

通过此种方法，在焊接前通过预先使用伸摆气缸，使得抛光刷探出，打磨抛光焊缝材料，这样在夹取与焊接物件前，可以伸出抛光刷11，对焊缝处进行抛光，使得焊缝更加平整、光滑，减少焊缝处的翘边与毛刺，提高焊接质量。

在本发明的另一个实施例中，自动焊接装置的使用方法包括以下步骤：驱动机械臂，使用机械手5夹取工件，第一驱动机构2驱动中心轴1转动，将工件放置于工作台8上，使用夹具支撑固定工件；调整支撑架3的高度与焊枪4的角度，使得焊枪4朝向工件的焊接部位；通电加热电阻丝，使外部气源向气体喷头9输送焊接保护气体，电阻丝加热焊接保护气体，焊接保护气体经过加热后喷向工件；使用焊枪4焊接工件。电阻丝将焊接保护气体加热至60～100℃。

部分工件在切割中有冷却液残留在焊缝处，这样在焊接材料熔化时，水分容易破坏焊缝处的金属材料。通过此种方法，可以利用气体喷嘴9喷射的保护气体，通过加热保护气体，去除焊缝处的水分。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (10)

1.一种自动焊接装置，其特征在于，包括：

机座；

中心轴(1)，竖直设置于所述机座上；

第一驱动机构(2)，用于驱动所述中心轴(1)转动；

支撑架(3)，竖直设置于所述中心轴(1)上，

焊枪(4)，铰接于所述支撑架(3)上，在第二驱动机构驱动的驱动下转动；

机械臂，铰接于所述中心轴(1)上；

机械手(5)，安装于所述机械臂上，用于夹取待焊接的工件；

第一滑轨(6)与第二滑轨(7)，均固定安装于所述机中心轴(1)上，所述支撑架(3)通过所述第一滑轨(6)与中心轴(1)滑动连接，所述机械臂通过与第二滑轨(7)与所述中心轴(1)滑动连接；

两个工作台(8)，均设置于所述机座上，用于放置所述工件。

2.根据权利要求1所述的自动焊接装置，其特征在于，所述焊枪(4)上设有气体喷头(9)，所述气体喷头(9)朝向所述焊枪(4)头部，所述气体喷头(9)与外部气源连通。

3.根据权利要求1所述的自动焊接装置，其特征在于，所述工作台(8)上固定安装有顶针(10)，所述顶针(10)用于固定所述工件。

4.根据权利要求1所述的自动焊接装置，其特征在于，所述机械臂上固定安装有悬挂架(12)，所述悬挂架(12)上固定安装有伸摆气缸，所述伸摆气缸的输出端固定安装有抛光刷(11)，所述伸摆气缸用于驱动所述抛光刷(11)旋转以及沿所述伸摆气缸输出端移动。

5.根据权利要求2所述的自动焊接装置，其特征在于，所述气体喷头(9)与所述外部气源之间设有加热管，所述加热管内设有加热电阻丝，所述加热管呈螺旋形。

6.根据权利要求1所述的自动焊接装置，其特征在于，还包括红外传感器(18)、定位激光灯(13)、温度传感器(15)、至少两个距离传感器(14)与处理器(19)，所述定位激光灯(13)安装于所述工作台(8)上，指向所述焊缝，并与所述焊缝对齐；

所述温度传感器(15)设置于所述焊枪(4)上，用于测定所述焊接处的温度；

两个所述距离传感器(14)分别设置于所述机械手(5)与所述焊枪(4)上，分别用于测量所述机械手(5)下端以及所述焊枪(4)与所述工件的距离；

所述红外传感器(18)安装于所述工作台(8)上；

所述定位激光灯(13)、温度传感器(15)、第一驱动机构(2)、距离传感器(14)、红外传感器(18)均与所述处理器(19)电性连接。

7.根据权利要求1所述的自动焊接装置，其特征在于，所述机械臂包括铰接头(17)与至少两个臂体(16)，相邻的所述臂体(16)相铰接，其中一只臂体(16)与所述铰接头(17)铰接，所述铰接头(17)与所述第二滑轨(7)滑动连接；所述机械手(5)安装在距离所述铰接头(17)最远的臂体(16)上。

8.根据权利要求4所述的自动焊接装置，其特征在于，所述自动焊接装置的使用方法包括以下步骤：

驱动所述机械臂，使得抛光刷(11)朝向所述工件，启动所述伸摆气缸，使所述抛光刷(11)抵靠在所述工件的焊缝处，再驱动所述抛光刷(11)旋转，打磨所述焊缝；

制动所述伸摆气缸，转动机械臂，使得抛光刷(11)脱离所述工件表面；

使用机械手(5)夹取所述工件，所述第一驱动机构(2)驱动所述中心轴(1)转动，将所述工件放置于所述工作台(8)上，使用夹具支撑固定所述工件；

使用所述焊枪(4)焊接所述工件。

9.根据权利要求5所述的自动焊接装置，其特征在于，所述自动焊接装置的使用方法包括以下步骤：

驱动所述机械臂，使用机械手(5)夹取所述工件，所述第一驱动机构(2)驱动所述中心轴(1)转动，将所述工件放置于所述工作台(8)上，使用夹具支撑固定所述工件；

调整所述支撑架(3)的高度与所述焊枪(4)的角度，使得焊枪(4)朝向工件的焊接部位；

通电加热电阻丝，使外部气源向所述气体喷头(9)输送焊接保护气体，所述电阻丝加热所述焊接保护气体，所述焊接保护气体经过加热后喷向所述工件；

使用所述焊枪(4)焊接所述工件。

10.根据权利要求9所述的自动焊接装置，其特征在于，所述电阻丝将所述焊接保护气体加热至60～100℃。

Images