CN116984807B - 一种高精度自动化焊接机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高精度自动化焊接机构，涉及焊接技术领域，包括固定架、两个夹持组件、两个挡板、移动件、驱动组件以及焊枪组件，两个挡板相对倾斜滑动设置在固定架上，两夹持组件所夹持的钢件与对应的挡板抵接；驱动组件用于驱动移动件在固定架上移动；焊枪组件用于对两对接的钢件的对接缝进行焊接。本发明能够使每组的两个待焊接的钢件的对接缝始终处于一个恒定的焊接位置，无论每组的钢件的长度是否有差异，该焊接位置均不会改变，便于焊枪组件每次都是从同一焊接位置进行焊接操作，提高了焊接的精度，焊枪组件的位置也无需反复调整，简化了焊枪组件的安装与结构，不仅使焊接更加稳定，还能够降低企业生产、维护的成本。
Description
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，具体为一种高精度自动化焊接机构。
背景技术
对两段钢件进行焊接时，需要分别对两段钢件进行夹持固定，在夹持时确保两段钢件的焊接端对接在一起，或者先分别夹持钢件，然后再调节夹持机构使两段钢件的焊接端对接到一起，接着再两段钢件对接在一起的焊接端就行焊接加工。
如公开号为CN216730186U，名称为“一种五金板材焊接装置”的专利，其包括：基座，所述基座间隔设置固定连接有支架，支架远离基座的一端固定连接有支撑板，基座远离支架的一端两侧固定连接有支腿；支撑板用于安装焊接机构，支架用于安装转动机构；以及焊接机构，所述焊接机构固定连接在支撑板靠近基座的一端；用于对五金板材进行焊接加工；转动机构，所述转动机构固定连接在支架的侧面；用于安装夹持机构，并带动夹持机构进行角度调节；夹持机构，所述夹持机构固定连接在转动机构的侧面；用于夹持待加工的五金板材。
包括上述专利在内的现有技术中，在一些情况下，每段待焊接的板材的长度并非完全相同，两段板材在各自夹持后的对接缝的对接位置并不是每次都在同一个位置，这就导致需要不断调整焊枪的位置来适配每次的对接位置，需要额外配置对接缝的检测机构、检测信号处理系统以及调整焊枪位置的驱动机构，不仅增加了企业的生产成本，而且检修维护非常频繁，成本增加。
发明内容
本发明的目的是提供一种高精度自动化焊接机构，以解决上述现有技术中的不足之处。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高精度自动化焊接机构，包括：固定架；两个夹持组件，其中一者转动设置在固定架上，另一者固定设置在固定架上，两夹持组件各用于夹持一个待焊接的钢件，其中转动设置在固定架上的夹持组件转动的过程中具有：一平行于另一夹持组件的上件工位，以及一共线于另一夹持组件的焊接工位；两个挡板，其相对倾斜滑动设置在固定架上，两挡板与两夹持组件一一对应，两夹持组件所夹持的钢件与对应的挡板抵接；移动件，其相对移动设置在固定架上，移动件的移动行程中具有：第一行程，通过第一传动组件驱使两所述挡板呈“八”字形滑动分开，以避让对应的夹持组件；第二行程，通过第二传动组件驱使转动设置在固定架上的所述夹持组件旋转180度至焊接工位，以使两夹持组件所夹持的钢件对接；驱动组件，其用于驱动移动件在固定架上移动；焊枪组件，其用于对两对接的钢件的对接缝进行焊接。
进一步的，所述固定架上固定连接有导向杆，所述移动件滑动连接在导向杆上。
进一步的，所述第一传动组件包括：两个呈“八”字形分布的斜槽，其开设在固定架上；两个滑块，其与两所述挡板一一对应地固定连接，两所述滑块与两斜槽一一对应地滑动连接；两个连杆，其一端分别与所述移动件转动连接；两个圆杆，其与两连杆远离移动件的一端一一对应地固定连接，两所述圆杆与两挡板一一对应地滑动且转动连接。
进一步的，所述第二传动组件包括：齿轮，其与转动设置在固定架上的夹持组件的转动轴同轴固定连接；齿条，其通过滑动件滑动设置在导向杆上，齿条在导向杆上的移动行程中具有一与齿轮啮合配合的啮合行程；在第二行程中，移动件抵接滑动件，以使齿条移动进入啮合行程，从而使转动设置在固定架上的夹持组件旋转180度。
进一步的，每个所述夹持组件包括：平板；固定板，其固定连接在平板的一侧；活动板，其弹性转动设置在平板的另一侧；滑动板，其滑动设置在平板上；第一弹性件，其恢复形变的过程驱使滑动板将平板上的钢件抵接到挡板上；压板，其竖向滑动设置在平板上；第二弹性件，其恢复形变的过程驱使压板将钢件压紧固定在平板上；在两个夹持组件中，其中，固定设置在固定架上的夹持组件的平板固定连接在固定架上，转动设置在固定架上的夹持组件的平板转动连接在固定架上。
进一步的，每个夹持组件与对应的挡板之间均设有协同组件，所述协同组件包括：触发件，其滑动设置在压板上，触发件相对对应压板的滑动行程中具有一触发工位，在上件工位时位于触发工位的触发件与对应的挡板顶部活动抵接配合，在焊接工位时两个所述协同组件的触发件相抵接脱离触发工位；第三弹性件，其恢复形变的过程驱使触发件滑动至所述触发工位；弧形杆，其固定连接在齿条上，移动件反向移动的过程中，通过挡板与弧形杆之间的活动抵接配合，以使转动设置在固定架上的夹持组件由焊接工位转回上件工位。
进一步的，所述触发件包括轴杆和滚筒，轴杆与对应的压板滑动配合，滚筒与轴杆转动连接，滚筒与对应的挡板顶部滚动配合。
进一步的，所述挡板上转动连接有滚柱，挡板通过滚柱与弧形杆滚动抵接配合。
进一步的，每个所述夹持组件还包括固定连接在压板上的把手，两个夹持组件的把手组件设置有卡接结构，在焊接工位时，卡接结构处于卡接状态。
进一步的，所述焊枪组件包括机械臂以及设置在机械臂末端的焊枪。
在上述技术方案中，本发明提供的一种高精度自动化焊接机构，上件工位时，两夹持组件各自夹持一个待焊接的钢件，让所夹持的钢件的待焊接端与对应的挡板抵接，驱动组件首先驱动移动件移动第一行程，移动件通过第一传动组件两挡板呈“八”字形滑动分开，以避让对应的夹持组件，即两挡板在高度上要低于夹持组件的最底部，接着驱动组件再驱动移动件移动第二行程，移动件通过第二传动组件驱使转动设置在固定架上的所述夹持组件旋转180度至焊接工位，从而使得两夹持组件所夹持的钢件的待焊接端对接到一起，再通过焊枪组件对两对接的钢件的对接缝进行焊接。本发明能够使每组的两个待焊接的钢件的对接缝始终处于一个恒定的焊接位置，无论每组的钢件的长度是否有差异，该焊接位置均不会改变，便于焊枪组件每次都是从同一焊接位置进行焊接操作，提高了焊接的精度，焊枪组件的位置也无需反复调整，简化了焊枪组件的安装与结构，不仅使焊接更加稳定，还能够降低企业生产、维护的成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的整体结构示意图；
图2为本发明实施例提供的上件工位的结构示意图Ⅰ；
图3为本发明实施例提供的上件工位的结构示意图Ⅱ；
图4为本发明实施例提供的上件工位的结构示意图Ⅲ；
图5为本发明实施例提供的焊接工位的结构示意图Ⅰ；
图6为本发明实施例提供的焊接工位的结构示意图Ⅱ；
图7为本发明实施例提供的焊接工位的结构示意图Ⅲ；
图8为本发明实施例提供的装配钢件时上件工位的结构示意图；
图9为本发明实施例提供的装配钢件时焊接工位的结构示意图；
图10为本发明实施例提供的第一传动组件、第二传动组件及协同组件的连接结构示意图。
附图标记说明：
1、固定架；2、夹持组件；2.1、平板；2.2、固定板；2.3、活动板；2.4、滑动板；2.5、第一弹性件；2.6、压板；2.7、第二弹性件；2.8、把手；2.9、卡接结构；3、挡板；4、移动件；5、导向杆；6、驱动组件；7、第一传动组件；7.1、斜槽；7.2、滑块；7.3、连杆；7.4、圆杆；8、第二传动组件；8.1、齿轮；8.2、齿条；8.3、滑动件；9、协同组件；9.1、触发件；9.2、第三弹性件；9.3、弧形杆；9.4、滚柱；10、焊枪组件。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
请参阅图1-10，本发明实施例提供的一种高精度自动化焊接机构，包括固定架1、两个夹持组件2、两个挡板3、移动件4、驱动组件6以及焊枪组件10，其中一个夹持组件2转动设置在固定架1上，另一个夹持组件2固定设置在固定架1上，两夹持组件2各用于夹持一个待焊接的钢件，其中转动设置在固定架1上的夹持组件2转动的过程中具有：一平行于另一夹持组件2的上件工位，以及一共线于另一夹持组件2的焊接工位；两个挡板3相对倾斜滑动设置在固定架1上，两挡板3与两夹持组件2一一对应，两个挡板3朝向上位于件工位的夹持组件2的一侧位于同一平面上，两夹持组件2所夹持的钢件与对应的挡板3抵接；移动件4相对移动设置在固定架1上，具体的，固定架1上固定连接有导向杆5，移动件4滑动穿设在导向杆5上，移动件4的移动行程中具有：第一行程，通过第一传动组件7驱使两挡板3呈“八”字形滑动分开，以避让对应的夹持组件2；第二行程，通过第二传动组件8驱使转动设置在固定架1上的夹持组件2旋转180度至焊接工位，以使两夹持组件2所夹持的钢件对接；驱动组件6用于驱动移动件4在固定架1上移动，具体的，驱动组件6优选为液压缸、气缸或电动推杆，为具备输出往复直线运动的装置；焊枪组件10用于对两对接的钢件的对接缝进行焊接，焊枪组件10可采用现有技术中的机械臂式焊枪，具体的焊枪组件10包括机械臂以及设置在机械臂末端的焊枪。
在上述技术方案中，本发明提供的一种高精度自动化焊接机构，上件工位时，两夹持组件2各自夹持一个待焊接的钢件，让所夹持的钢件的待焊接端与对应的挡板3抵接，参阅图2-4、图8；驱动组件6首先驱动移动件4移动第一行程，移动件4通过第一传动组件7两挡板3呈“八”字形滑动分开，以避让对应的夹持组件2，即两挡板3在高度上要低于夹持组件2的最底部，接着驱动组件6再驱动移动件4移动第二行程，移动件4通过第二传动组件8驱使转动设置在固定架1上的夹持组件2旋转180度至焊接工位，从而使得两夹持组件2所夹持的钢件的待焊接端对接到一起，参阅图5-7、图9；再通过焊枪组件10对两对接的钢件的对接缝进行焊接。本发明能够使每组的两个待焊接的钢件的对接缝始终处于一个恒定的焊接位置，无论每组的钢件的长度是否有差异，该焊接位置均不会改变，便于焊枪组件10每次都是从同一焊接位置进行焊接操作，提高了焊接的精度，焊枪组件10的位置也无需反复调整，简化了焊枪组件10的安装与结构，不仅使焊接更加稳定，还能够降低企业生产、维护的成本。
作为本发明优选的技术方案，第一传动组件7包括两个斜槽7.1、两个滑块7.2、两个连杆7.3以及两个圆杆7.4，其中，两个斜槽7.1开设在固定架1上，两个斜槽7.1呈“八”字形分布，两个滑块7.2与两挡板3一一对应地固定连接，两滑块7.2与两斜槽7.1一一对应地滑动连接；两个连杆7.3的一端分别与移动件4转动连接；两个圆杆7.4与两连杆7.3远离移动件4的一端一一对应地固定连接，两圆杆7.4与两挡板3一一对应地滑动且转动连接。移动件4移动时，通过两连杆7.3、两圆杆7.4的传动，分别对两挡板3产生相互分开的作用力，在对应滑块7.2与斜槽7.1的滑动配合下，使得两挡板3滑动分离的同时下降高度。
作为本发明优选的技术方案，第二传动组件8包括齿轮8.1与齿条8.2，齿轮8.1与转动设置在固定架1上的夹持组件2的转动轴同轴固定连接，齿条8.2通过滑动件8.3滑动设置在导向杆5上，齿条8.2在导向杆5上的移动行程中具有一与齿轮8.1啮合配合的啮合行程；在第二行程中，移动件4抵接滑动件8.3，以使齿条8.2移动进入啮合行程，移动件4抵接滑动件8.3一起运动，从而使齿条8.2运动，齿条8.2带动齿轮8.1转动，从而使转动设置在固定架1上的夹持组件2旋转180度。
作为本发明优选的技术方案，每个夹持组件2包括平板2.1、固定板2.2、活动板2.3、滑动板2.4、第一弹性件2.5、压板2.6以及第二弹性件2.7，其中，固定板2.2固定连接在平板2.1的一侧，活动板2.3弹性转动设置在平板2.1的另一侧，具体的，活动板2.3转动连接在平板2.1上，活动板2.3与平板2.1之间的转轴上套设有一个扭簧，扭簧的一端与活动板2.3固定连接，另一端与平板2.1固定连接，扭簧的弹力使得活动板2.3贴合在平板2.1的侧壁上，以使活动板2.3与平板2.1垂直；滑动板2.4滑动设置在平板2.1上，第一弹性件2.5恢复形变的过程驱使滑动板2.4将平板2.1上的钢件抵接到挡板3上，具体的，第一弹性件2.5优选为第一拉簧，第一拉簧位于开设于平板2.1上的弹簧槽内，第一拉簧的一端与平板2.1固定连接，另一端与滑动板2.4固定连接；压板2.6竖向滑动设置在平板2.1上，具体的，平板2.1的一侧固定连接有竖杆，压板2.6沿竖杆滑动设置；第二弹性件2.7恢复形变的过程驱使压板2.6将钢件压紧固定在平板2.1上，具体的，第二弹性件2.7优选为第二压簧，第二压簧的套设在竖杆上，第二压簧的一端与对应的压板2.6抵接，另一端与设置在竖杆顶部的端帽抵接；在两个夹持组件2中，其中，固定设置在固定架1上的夹持组件2的平板2.1固定连接在固定架1上，转动设置在固定架1上的夹持组件2的平板2.1转动连接在固定架1上。
在上述技术方案中，在上件工位，将待焊接的钢件放置当平板2.1上，第一弹性件2.5的弹力作用于滑动板2.4上，滑动板2.4将平板2.1上的钢件挤压到对应的挡板3上，即钢件的待焊接端与挡板3抵接，固定板2.2与活动板2.3同时对钢件进行限位，参阅图8；在焊接工位，两个夹持组件2上的钢件焊接完成后，克服第二弹性件2.7的弹力抬升两压板2.6，且拨动两活动板2.3或向活动板2.3方向推动钢件，即可将钢件从夹持组件2上取下。
作为本发明进一步优选的技术方案，每个夹持组件2与对应的挡板3之间分别设有协同组件9，协同组件9包括触发件9.1、第三弹性件9.2以及弧形杆9.3，触发件9.1滑动设置在压板2.6上，触发件9.1相对对应压板2.6的滑动行程中具有一触发工位，在上件工位时位于触发工位的触发件9.1与对应的挡板3顶部活动抵接配合，在焊接工位时两个协同组件9的触发件9.1相抵接脱离触发工位；具体的，触发件9.1包括轴杆和滚筒，轴杆与对应的压板2.6滑动配合，滚筒与轴杆转动连接，滚筒与对应的挡板3顶部滚动配合；第三弹性件9.2恢复形变的过程驱使触发件9.1滑动至触发工位，具体的，轴杆滑动设置在固定连接于压板2.6上的套件的滑槽内，第三弹性件9.2优选为第三压簧，第三压簧位于滑槽内，第三压簧的一端与滑槽的槽底抵接，另一端与轴杆的端部抵接；弧形杆9.3固定连接在齿条8.2上，移动件4反向移动的过程中，通过挡板3与弧形杆9.3之间的活动抵接配合，以使转动设置在固定架1上的夹持组件2由焊接工位转回上件工位；优选的，挡板3上转动连接有滚柱9.4，挡板3通过滚柱9.4与弧形杆9.3滚动抵接配合。
在上述技术方案中，设置协同组件9，在上件工位时，第三弹性件9.2的弹力使触发件9.1位于触发工位，第二弹性件2.7对压板2.6的弹力作用使得触发件9.1抵接在对应的挡板3上，由于挡板3的对触发件9.1的阻挡，使得压板2.6与平板2.1之间具有间隔，以便讲待焊接的钢件放置到平板2.1上；在其中转动设置在固定架1上的夹持组件2由上件工位转动至焊接工位的过程的第一行程中，两挡板3沿“八”字形路径倾斜下滑分开后，挡板3的脱离与触发件9.1的抵接，第二弹性件2.7的弹力释放使得压板2.6下移，从而压板2.6将钢件压紧锁定在平板2.1上，且在第二行程中，压板2.6仍将钢件压紧锁定在平板2.1上，此外，在抵达焊接工位时，两个触发件9.1相抵接均脱离触发工位，第三弹性件9.2被压缩蓄能，因此两个触发件9.1之间并不会产生负面的干涉。在焊接完成并取下已焊接好的钢件后，移动件4反向移动过程中，移动件4通过第一传动件拉动两挡板3倾斜上滑合拢，其中一档杆与弧形杆9.3活动抵接配合，挤压弧形杆9.3使齿条8.2与滑动件8.3跟随移动件4一起移动，从而在挡板3完全复位之前优先让转动设置在固定架1上的夹持组件2由焊接工位转动至上件工位，避免挡板3对转动设置在固定架1上的夹持组件2的转动复位造成阻碍，待转动设置在固定架1上的夹持组件2抵达上件工位后，移动件4再通过第一传动件使两挡板3完全倾斜上滑合拢复位。
在另一个优选技术方案中，设置第四弹性件来替换掉弧形杆9.3，具体的，第四弹性件为第四压簧，第四压簧套设在导向杆5上，第四弹簧的一端与滑动件8.3抵接，另一端与固定架1抵接；在第二行程中，移动件4抵接滑动件8.3带动滑动件8.3一起滑动时，滑动件8.3使第四弹性件蓄能，因此在移动件4反向移动的一开始，随着移动件4不在主动抵压滑动件8.3，第四弹性件的弹力就开始释放反而使滑动件8.3主动抵压到移动件4上，从而通过齿条8.2与齿轮8.1的传动优先使转动设置在固定架1上的夹持组件2由焊接工位反向转动复位至上件工位。
应当清楚的是，固定架1与转动设置在固定架1上的夹持组件2之间应设有限位结构，限位结构使得转动设置在固定架1上的夹持组件2由焊接工位反向转动复位至上件工位时即被限位，防止该夹持组件2过量转动。限位结构优选为相对固定架1固定的挡块，当夹持组件2转动复位至上件工位时，挡块即与一部件挡接，该部件为滑动件8.3或齿条8.2或转动设置在固定架1上的夹持组件2的平板2.1或固定板2.2。
作为本发明优选的技术方案，每个夹持组件2还包括固定连接在压板2.6上的把手2.8，两个夹持组件2的把手2.8组件设置有卡接结构2.9，在焊接工位时，卡接结构2.9处于卡接状态，如此通过卡接在一起的两个把手2.8能够方便将两个压板2.6同时抬起，以便取下焊接好的钢件。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。
Claims (5)
1.一种高精度自动化焊接机构，其特征在于，包括：
固定架；
两个夹持组件，其中一者转动设置在固定架上，另一者固定设置在固定架上，两夹持组件各用于夹持一个待焊接的钢件，其中转动设置在固定架上的夹持组件转动的过程中具有：一平行于另一夹持组件的上件工位，以及一共线于另一夹持组件的焊接工位；
两个挡板，其相对倾斜滑动设置在固定架上，两挡板与两夹持组件一一对应，两夹持组件所夹持的钢件与对应的挡板抵接；
移动件，其相对移动设置在固定架上，移动件的移动行程中具有：第一行程，通过第一传动组件驱使两所述挡板呈“八”字形滑动分开，以避让对应的夹持组件；第二行程，通过第二传动组件驱使转动设置在固定架上的所述夹持组件旋转180度至焊接工位，以使两夹持组件所夹持的钢件对接；
驱动组件，其用于驱动移动件在固定架上移动；
焊枪组件，其用于对两对接的钢件的对接缝进行焊接；
所述固定架上固定连接有导向杆，所述移动件滑动连接在导向杆上；
所述第一传动组件包括：
两个呈“八”字形分布的斜槽，其开设在固定架上；
两个滑块，其与两所述挡板一一对应地固定连接，两所述滑块与两斜槽一一对应地滑动连接；
两个连杆，其一端分别与所述移动件转动连接；
两个圆杆，其与两连杆远离移动件的一端一一对应地固定连接，两所述圆杆与两挡板一一对应地滑动且转动连接；
所述第二传动组件包括：
齿轮，其与转动设置在固定架上的夹持组件的转动轴同轴固定连接；
齿条，其通过滑动件滑动设置在导向杆上，齿条在导向杆上的移动行程中具有一与齿轮啮合配合的啮合行程；
在第二行程中，移动件抵接滑动件，以使齿条移动进入啮合行程，从而使转动设置在固定架上的夹持组件旋转180度；
每个所述夹持组件包括：
平板；
固定板，其固定连接在平板的一侧；
活动板，其弹性转动设置在平板的另一侧；
滑动板，其滑动设置在平板上；
第一弹性件，其恢复形变的过程驱使滑动板将平板上的钢件抵接到挡板上；
压板，其竖向滑动设置在平板上；
第二弹性件，其恢复形变的过程驱使压板将钢件压紧固定在平板上；
在两个夹持组件中，其中，固定设置在固定架上的夹持组件的平板固定连接在固定架上，转动设置在固定架上的夹持组件的平板转动连接在固定架上；
每个夹持组件与对应的挡板之间均设有协同组件，所述协同组件包括：
触发件，其滑动设置在压板上，触发件相对对应压板的滑动行程中具有一触发工位，在上件工位时位于触发工位的触发件与对应的挡板顶部活动抵接配合，在焊接工位时两个所述协同组件的触发件相抵接脱离触发工位；
第三弹性件，其恢复形变的过程驱使触发件滑动至所述触发工位；
弧形杆，其固定连接在齿条上，移动件反向移动的过程中，通过挡板与弧形杆之间的活动抵接配合，以使转动设置在固定架上的夹持组件由焊接工位转回上件工位。
2.根据权利要求1所述的一种高精度自动化焊接机构，其特征在于，所述触发件包括轴杆和滚筒，轴杆与对应的压板滑动配合，滚筒与轴杆转动连接，滚筒与对应的挡板顶部滚动配合。
3.根据权利要求1所述的一种高精度自动化焊接机构，其特征在于，所述挡板上转动连接有滚柱，挡板通过滚柱与弧形杆滚动抵接配合。
4.根据权利要求1所述的一种高精度自动化焊接机构，其特征在于，每个所述夹持组件还包括固定连接在压板上的把手，两个夹持组件的把手组件设置有卡接结构，在焊接工位时，卡接结构处于卡接状态。
5.根据权利要求1所述的一种高精度自动化焊接机构，其特征在于，所述焊枪组件包括机械臂以及设置在机械臂末端的焊枪。
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