CN115338538A - 一种精密焊接夹具高速切换的自动保护装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及激光焊接技术领域,具体来说是一种精密焊接夹具高速切换的自动保护装置和方法,包括闭合的高速环形导轨线,高速环形导轨线沿线设有焊接工站和高速切换工站;若干高速平台,沿高速环形导轨线运动,高速平台上设有夹具固定夹,夹具固定夹上设有斜孔,夹具固定夹用于固定焊接夹具;高精度随动轴承组件,设置于高速环形导轨线弧形一端;抓取模块,安装在龙门架上,龙门架上还设有横向运动模块和竖向运动模块,带动抓取模块运动;相机,通过可调节平台安装在支架上,用于判断产品在焊接夹具中漏装或偏位;通过相机实现对焊接夹具的视觉检测,并给予对焊接夹具的检测结果,通过高速切换工站对检测不通过的焊接夹具进行更换。
Description
技术领域
本发明涉及激光焊接技术领域,具体来说是一种精密焊接夹具高速切换的自动保护装置和方法。
背景技术
金属件之间的焊接通常是采用激光焊接技术完成,当金属件由多个部分组成且精度要求比较高时,就需要制作专门的焊接夹具来保证精度,而焊接夹具在使用和搬运过程中不可避免的会发生损坏。
例如,在多个金属件的激光焊接过程中,由于产品本身比较小,如厚度为0.25MM,且多个金属件之间的焊点比较密集,焊点距离金属件边缘0.3MM,精度要求极高。在设备正常生产中,由于各种原因造成产品放不到位、漏放及产品缺料,导致在焊接夹具中有漏放或缺料,使得激光焊接直接焊接到焊接夹具表面,造成焊接夹具的损坏,并影响了后续产品焊接的精度。
同时,焊接夹具在自动化生产中,2S完成一个生产节拍,在不影响设备正常生产的情况下,当检测到产品在精密焊接夹具上未放好或缺失时,如何实现取下异常夹具并高速切换备用夹具,实现设备运行不停机,提升设备的产出至关重要。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术的不足,提供一种精密焊接夹具高速切换的自动保护装置和方法,实现对焊接夹具的检测。
为了实现上述目的,设计一种精密焊接夹具高速切换的自动保护装置,包括闭合的高速环形导轨线,高速环形导轨线沿线设有焊接工站和高速切换工站;若干高速平台,沿高速环形导轨线运动,高速平台上设有夹具固定夹,夹具固定夹上设有斜孔,夹具固定夹用于固定焊接夹具;高精度随动轴承组件,设置于高速环形导轨线弧形一端;抓取模块,安装在龙门架上,龙门架上还设有横向运动模块和竖向运动模块,带动抓取模块运动;相机,通过可调节平台安装在支架上,用于判断产品在焊接夹具中漏装或偏位;焊接工站,包括激光镜头和焊接机构;高速切换工站,包括开夹机构,龙门架上的横向运动模块和竖向运动模块带动开夹机构***夹具固定夹,使夹具固定夹与焊接夹具分离。
本发明还包括如下优选的技术方案:
1.可调节平台由固定块和安装块两部分组成,固定块安装在支架上,相机安装在安装块上,所述的固定块与安装块通过纵向调节机构和横向调节机构连接。
2.纵向调节机构和横向调节机构均由滑块和丝杆组成,且包括纵向调节旋钮和横向调节旋钮,所述的调节旋钮上设有与丝杆相啮合的螺纹,旋转调节旋钮,控制丝杆伸缩,进而控制滑块移动,实现横向调节和纵向调节。
3.高速平台上设有定位针,所述的焊接夹具上对应于所述的定位针设有定位孔。
4.焊接夹具上设有定位台阶,并且所述的焊接夹具上还相对设有固定推块和侧推块,用于对产品进行定位。
5.还包括夹具上料流水线和夹具下料流水线,沿横向设置于所述的高速环形导轨线的两侧。
进一步地,上述一种精密焊接夹具高速切换的自动保护装置的使用方法如下:
S1.产品设置在焊接夹具上,高速平台带动焊接夹具沿高速环形轨道线运动;
S2.相机判断产品在焊接夹具中是否漏装或偏位;
S21.无漏装或偏移,高速平台继续带动焊接夹具运动至焊接工站,焊接机构对产品进行焊接
S22.有漏装或偏移,高速平台带动异常夹具至高速切换工站,开夹机构使得异常夹具与夹具固定夹分离,第一抓取模块取下异常夹具运送至夹具下料流水线,第二抓取模块将备用焊接夹具从夹具上料流水线运送至高速平台。
本发明同现有技术相比,其优点在于:通过相机实现对焊接夹具的视觉检测,并给予对焊接夹具的检测结果,通过高速切换工站对检测不通过的焊接夹具进行更换,防止对有质量缺陷的焊接夹具进行激光焊接操作,导致焊接夹具的进一步损害并影响产品的焊接质量,并且焊接夹具的检测装置整合设置于一条完整的环形输送带上,检测高效便捷,所有动作高效快速,整体用时1.8s(小于设备2s的运作节拍),实现设备不停机持续运行。
附图说明
图1示例性示出了本发明的整体结构示意图;
图2示例性示出了本发明图1中A部分的细节放大图;
图3示例性示出了本发明的可调节平台的示意图;
图4示例性示出了本发明的可调节平台的横向调节示意图;
图5示例性示出了本发明的可调节平台的纵向调节示意图;
图6示例性示出了本发明的焊接夹具结构示意图;
图7示例性示出了本发明的产品的示意图;
图8示例性示出了本发明的焊接工站的示意图;
图9示例性示出了本发明图1中B部分的细节放大图;
图10示例性示出了本发明的夹具更换结构的示意图;
图11示例性示出了本发明图9中C部分的细节放大图;
图中:A.支架布置示意图;B.高速切换工站的示意图;C.夹具更换结构与焊接夹具的夹具固定夹的配合示意图;
1.支架 2.相机 3.光源 31.定位台阶 32.侧推块 33.固定推块 4.焊接夹具 5.可调节平台 51.纵向调节旋钮 52.横向调节旋钮 53.固定块 54.横向固定旋钮 55.安装块 56.纵向滑块 57.导向块 6.焊接盖板 8.夹具上料流水线 9. 夹具下料流水线 10.龙门架 101.横向运动模块 102.竖向运动模块 103.第二抓取模块104.第一抓取模块 1041.夹头 105.开夹机构 11.高速环形导轨线 12.高速平台13.夹具固定夹。
具体实施方式
本实施方式提供一种精密焊接夹具高速切换的自动保护装置,主要包括闭合的高速环形导轨线、若干高速平台、高精度随动轴承组件、抓取模块、相机、焊接工站和高速切换工站,高速环形导轨线沿线设有焊接工站和高速切换工站;高速平台沿高速环形导轨线运动,高速平台上设有夹具固定夹,夹具固定夹上设有斜孔,夹具固定夹用于固定焊接夹具;高精度随动轴承组件设置于高速环形导轨线弧形一端;抓取模块安装在龙门架上,龙门架上还设有横向运动模块和竖向运动模块,带动抓取模块运动;相机通过可调节平台安装在支架上,用于判断产品在焊接夹具中漏装或偏位;焊接工站包括激光镜头和焊接机构;高速切换工站包括开夹机构,龙门架上的横向运动模块和竖向运动模块带动开夹机构***夹具固定夹,使夹具固定夹与焊接夹具分离。
参见图1所示,焊接夹具的检测机构包括支架、可调节平台、相机和光源3,所述的支架1上连接有两个所述的可调节平台,两个所述的可调节平台分别用于连接相机2和光源3,其中相机2用于对焊接夹具4进行CCD检测,光源3用于为相机2提供合适的光照。优选地,所述的光源3采用LED环形光源,所述的LED环形光源设置于所述的相机2的下侧。
所述的可调节平台由固定块和安装块两部分组成,固定块安装在支架上,相机安装在安装块上,所述的固定块与安装块通过纵向调节机构和横向调节机构连接。以便对安装于所述的可调节平台上的相机2和光源的位置进行调整。例如,在一个实施方式中,结合图2、图3和图4所示,所述的可调节平台包括固定块53和安装块55,所述的固定块53用于与支架1连接,所述的安装块55用于连接相机2或光源3。所述的固定块53上配合连接有可沿纵向运动的纵向滑块56,例如固定块53上设有纵向滑槽,所述的纵向滑块56配合在所述的纵向滑槽内,纵向调节旋钮上设有螺纹,通过旋转纵向调节旋钮,控制丝杆伸缩,进而实现滑块运动,且纵向滑块56连接导向块57,能带动导向块57同步运动,而所述的导向块57上设有横向调节旋钮52,所述的横向调节旋钮52通过螺纹配合连接一丝杆,丝杆另一端连接一横向滑块,横向滑块与所述的安装块55相连,从而转动横向调节旋钮52能带动横向滑块和安装块55沿横向运动。进而,通过对横向调节旋钮52和纵向调节旋钮51的调节,可实现安装块55的横向和纵向运动,并带动相机2或光源3运动。在优选的实施方式中,所述的导向块57上还设有固定片,所述的固定片延伸至所述的安装块55的一侧,且固定片上设有导向槽,导向槽内连接有横向固定旋钮54,通过调节横向固定旋钮54的松紧可以实现横向的固定。
使用时,高速环形轨道线11上的焊接夹具4被运送到检测工位并且位置稳定后,CCD***接到信号,自动打开光源3,相机2拍照识别进行检测。相机2拍照后保存图像,并自动识别搜集的图像特征。待图像识别完成后,将识别信息发送至焊接工站以及高速切换工站以便进行后续操作。
检测合格的焊接夹具4被高速环形导轨线11输送至焊接工站后对产品进行焊接操作。在焊接工站,产品被上料至焊接夹具4内,并进行相应的焊接操作。结合图5和图6所示,所述的焊接夹具4上设有与所述的产品的空腔相对应设置的定位台阶31,用于对产品的空腔进行定位,并且在所述的产品的两侧分别设有固定推块33和侧推块32,所述的侧推块32近于产品的一侧设有若干0.5mm的侧推针,所述的侧推块32与侧推驱动机构,例如气缸,相连接并能在侧推驱动机构的推动下接近或远离所述的固定推块33,从而固定所述的产品。结合图7和图8所示,在焊接工站还设有焊接机构,受驱动机构驱动的焊接盖板6下压后对所述的产品进行焊接操作。
检测不合格的焊接夹具4被高速环形导轨线11输送至高速切换工站后进行换夹操作。所述的换夹机构包括夹具上料流水线8、夹具下料流水线9和开夹机构,龙门架上的横向运动模块和竖向运动模块带动开夹机构***夹具固定夹,使夹具固定夹与焊接夹具分离,所述的夹具上料流水线8和夹具下料流水线9沿横向设置于所述的环形输送带11的两侧。
使用时,识别不合格后,发送指令到焊接工站,焊接工站不进行激光焊接操作,焊接夹具4继续被环形输送带11运送到高速切换工站,高速切换工站接到指令后,横向运动模块101配合竖向运动模块驱动第二抓取模块运动至夹具上料流水线8上侧,第二抓取模块带动夹爪组件夹持夹具上料流水线8上的备用焊接夹具4,放置于高速平台上,横向运动模块101配合竖向运动模块驱动第一抓取模块104带动夹爪组件夹持高速环形导轨线11上的检测不合格的焊接夹具4,放置于夹具下料流水线上,而后分别退回至原位。
在一个实施方式中,所述的高速平台12上设有定位针,所述的焊接夹具4上对应于所述的定位针设有定位孔,在取放所述的焊接夹具4时通过所述的定位针和定位孔的配合实现快速有效的配合连接。在优选的实施方式中,结合图9、图10和图11所示,所述的高速切换工站包括开夹机构,所述的高速平台12上设有可活动的夹具固定夹13,例如将夹具固定夹13设置在一滑槽中,在可活动的夹具固定夹13的一侧设有固定的固定镶件,通过可活动的夹具固定夹13向焊接夹具4施加指向固定镶件的作用力,以固定焊接夹具4。所述的夹具固定夹13对应于所述的开夹机构105设有一由上至下逐渐向焊接夹具4靠近的斜孔,所述的开夹机构由竖向运动模块驱动下移时,能与所述的斜孔相接触,从而带动夹具固定夹13向远离焊接夹具4的方向运动从而松开对焊接夹具4的夹持。并且,所述的夹具固定夹13还连接有施加指向焊接夹具4的作用力的弹性件,例如弹簧,以便开夹机构105脱离与斜孔的接触后,夹具固定夹13能在弹簧的作用力下复位并继续夹持焊接夹具4。
以上所述,仅为此发明的具体实施方式,但本发明的保护范围不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案和新型的构思加于等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种精密焊接夹具高速切换的自动保护装置,其特征在于包括
闭合的高速环形导轨线,高速环形导轨线沿线设有焊接工站和高速切换工站;
若干高速平台,沿高速环形导轨线运动,高速平台上设有夹具固定夹,夹具固定夹上设有斜孔,夹具固定夹用于固定焊接夹具;
高精度随动轴承组件,设置于高速环形导轨线弧形一端;
抓取模块,安装在龙门架上,龙门架上还设有横向运动模块和竖向运动模块,带动抓取模块运动;
相机,通过可调节平台安装在支架上,用于判断产品在焊接夹具中漏装或偏位;
所述焊接工站包括激光镜头和焊接机构;
所述高速切换工站包括开夹机构,龙门架上的横向运动模块和竖向运动模块带动开夹机构***夹具固定夹,使夹具固定夹与焊接夹具分离。
2.如权利要求1所述的一种精密焊接夹具高速切换的自动保护装置,其特征在于:所述的可调节平台由固定块和安装块两部分组成,固定块安装在支架上,相机安装在安装块上,所述的固定块与安装块通过纵向调节机构和横向调节机构连接。
3.如权利要求2所述的一种精密焊接夹具高速切换的自动保护装置,其特征在于:所述的纵向调节机构和横向调节机构均由滑块和丝杆组成,且包括纵向调节旋钮和横向调节旋钮,所述的调节旋钮上设有与丝杆相啮合的螺纹,旋转调节旋钮,控制丝杆伸缩,进而控制滑块移动,实现横向调节和纵向调节。
4.如权利要求1所述的一种精密焊接夹具高速切换的自动保护装置,其特征在于:所述的高速平台上设有定位针,所述的焊接夹具上对应于所述的定位针设有定位孔。
5.如权利要求1所述的一种精密焊接夹具高速切换的自动保护装置,其特征在于:所述的焊接夹具上设有定位台阶,并且所述的焊接夹具上还相对设有固定推块和侧推块,用于对产品进行定位。
6.如权利要求1所述的一种精密焊接夹具高速切换的自动保护装置,其特征在于还包括夹具上料流水线和夹具下料流水线,沿横向设置于所述的高速环形导轨线的两侧。
7.如权利要求1所述的一种精密焊接夹具高速切换的自动保护装置的使用方法,其特征在于方法如下:
S1.产品设置在焊接夹具上,高速平台带动焊接夹具沿高速环形轨道线运动;
S2.相机判断产品在焊接夹具中是否漏装或偏位;
S21.无漏装或偏移,高速平台继续带动焊接夹具运动至焊接工站,焊接机构对产品进行焊接;
S22.有漏装或偏移,高速平台带动异常夹具至高速切换工站,开夹机构使得异常夹具与夹具固定夹分离,第一抓取模块取下异常夹具运送至夹具下料流水线,第二抓取模块将备用焊接夹具从夹具上料流水线运送至高速平台。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20221115 |
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