一種自動焊接臺架及上件與卸件方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及生產輔助設備技術領域，尤其是涉及一種自動焊接臺架及待焊接部件 的上件與卸件方法。
【背景技術】
[0002] 焊接部件是汽車零部件之一，汽車上越來越多部件通過焊接方式實現連結，焊接 的質量成為影響汽車綜合性能的關鍵因素之一，焊接的速度與效率的提高也成為汽車生產 的效率提升的關鍵所在。
[0003] 目前主要焊接輔助方式有兩種：一種是在目前中小企業仍然廣泛使用的純手工配 合簡單固定機械以實現的焊接方式，該方式的特點是初期投入非常小，夾具設計簡單，但是 焊接質量不穩定，焊接過程無法標準化，焊接精度與焊接速度完全取決于工人的焊接技術 嫻熟程度，無法大規模生產，也無法有效提高焊接質量，提升焊接效率；另一種焊接輔助方 式是通過機器人機械手來完成的，該方式的特點是自動化程度高，焊接過程可控可調，焊接 質量穩定，過程易實現標準化，效率提升明顯，但是前期要求投入較大，且后期維護成本高， 對中小企業并不適用。

【發明內容】

[0004] 本發明的目的是針對中小企業，使用機器人代替人工焊接成本過高，而使用人工 手動方式來實現焊接、上件與卸件又面臨著質量不穩定、效率低下等問題，提供一種自動焊 接臺架及應用其上件與卸件方法，其上件操作簡單且自動卸件，焊接過程自動可控，因此能 夠提高焊接效率；其降低焊接質量對工人技術的依賴程度，保證焊接精度，提高焊接自動化 與標準化的程度，又盡量降低中小企業的初期投入成本以及后期使用維護成本的增加。
[0005] 本發明的目的通過如下技術方案實現：
[0006] 本發明提供一種自動焊接臺架，其包括：
[0007] 底座、工件臺、支架、旋轉機構、升降機構、裝件機構、焊接機構與卸件機構；
[0008] 支架下方固定于底座，中部承載工件臺，頂部連接焊接機構；焊接機構固定在工件 臺上方；
[0009] 工件臺上有裝件機構與卸件機構；
[0010] 旋轉機構固定在底座上，包括旋轉電機和旋轉臺；旋轉電機驅動旋轉臺旋轉；
[0011] 升降機構包括升降桿和套筒；所述套筒固定于旋轉臺上；所述升降桿沿著套筒上 下運動。
[0012] 更進一步地，所述工作臺包括：
[0013] 限位塊、工件安裝板和下沉臺；所述工件安裝板上安裝有裝件機構；工件安裝板 設置有中心孔，限位塊的中心設有通孔，該通孔用于安裝定位銷釘以固定待焊接零件的底 座；限位塊上設置有限位塊缺口，下沉臺上設置有下沉臺凸起，限位塊缺口與下沉臺凸起為 對應關系；當限位塊缺口與下沉臺凸起處于配合狀態時，限位塊的表面低于工件安裝板表 面，以便待焊接底座被推送至預定位置等待焊接；限位塊缺口與下沉臺凸起處于非配合狀 態時，限位塊落在下沉臺凸起上方，限位塊表面與工件安裝板表面齊平，以便卸件機構進行 卸件工序。
[0014] 更進一步地，所述工作臺還包括：落料口；所述落料口位于工件安裝板的一側缺 口位置。
[0015] 更進一步地，所述升降機構還包括定位銷釘；定位銷釘位于升降桿頂部，用于固定 待焊接零件的底座。
[0016] 更進一步地，所述裝件機構包括：裝件夾、裝件電機、定位塊、絲桿；
[0017] 絲杠與裝件夾固定連接，裝件電機驅動絲杠；定位塊固定在工件安裝板的邊緣以 限制裝件夾的極限位置，且里面設置有與絲杠配合的螺孔；裝件電機控制絲杠移動以帶動 裝件夾運動到待上件工位。
[0018] 更進一步地，所述焊接機構包括：上擋板、定位旋轉塊和焊槍；
[0019] 定位旋轉塊安裝在上擋板的底部，正對著待焊接工件；焊槍安裝在支架上，以升降 桿的軸線為中心以圓形陣列分布，焊槍焊絲出口正對工件焊接處。
[0020] 更進一步地，所述卸件機構包括：卸件電機和卸件滑塊；
[0021] 卸件滑塊在卸件電機驅動下推動焊接完成的工件移至落料口。
[0022] 本發明還提供一種基于自動焊接臺架的上件與卸件方法，其包括：
[0023] 步驟S101，將待焊接工件傳送至升降機構與裝件機構中間的工作臺上，通過裝件 機構夾住工件，待焊接底座在外，待焊接主體在內；
[0024] 步驟S102,裝件機構將工件往升降機構推送，待焊接底座先落入工作臺上并被限 定，待焊接工件主體隨后被推送到待焊接底座上方，隨后裝件機構退回；
[0025] 步驟S103,升降機構控制升降桿上升，待焊接工件主體通過其腔體內緣與上定位 旋轉塊發生摩擦以調整至精確位置；
[0026] 步驟S104,焊接同時旋轉機構正轉，待焊接結束后，旋轉機構停止轉動，升降機構 驅動升降桿下降到初始位置；
[0027] 步驟S105,卸件機構推動焊接完成的工件移至落料口，然后返回至初始位置，旋轉 機構控制旋轉臺回旋至初始位置，限位塊的限位塊缺口與下沉臺凸起再次嚙合，落入工件 臺的下沉臺，等待下一次上件。
[0028] 更進一步地，所述步驟S103具體包括：
[0029] 升降機構控制升降桿上升，上升之初，限位塊的限位塊缺口與下沉臺凸起嚙合；待 焊接底座由升降桿上的定位銷釘定位，待焊接工件主體通過其腔體內緣與上定位旋轉塊發 生摩擦以調整至精確位置。
[0030] 更進一步地，所述步驟S104具體包括：
[0031] 焊接結束后，升降機構驅動升降桿下降；限位塊的限位塊缺口與下沉臺凸起脫離 嚙合；待升降桿下降到初始位置，工作臺上的限位塊停留在下沉臺的下沉臺凸起之上，其上 表面與工件臺的上表面齊平。
[0032] 由上述本發明的技術方案可以看出，本發明通過焊接臺架自動化設計，有效的保 證焊接精度，提高焊接效率，降低改造成本。通過5大機構的單片機控制有序運行，可實現 上件簡單，焊接自動，過程可控，自動卸件，速度可調，自動化、標準化程度較高的生產要求。
【附圖說明】
[0033] 圖1為本發明的自動焊接臺架的結構示意圖；
[0034] 圖2為本發明中的工件臺的局部細節圖；
[0035] 圖3為本發明中的焊接機構的細節圖；
[0036] 圖4為本發明中的裝件機構的細節圖。
[0037] 附圖中：
[0038] 底座10 ;工件臺20 ;支架30 ;旋轉機構40 ;升降機構50 ;裝件機構60 ;焊接機構 70 ;卸件機構80 ;限位塊20-1 ;落料口 20-2 ;工件安裝板20-3 ;工件安裝板20-3 ;下沉臺 20-4 ;限位塊缺口 20-5 ;下沉臺凸起20-6 ;旋轉電機40-1 ;旋轉臺40-2 ;升降桿50-1 ;套 筒50-2 ;升降電機50-3 ;定位銷釘50-4 ;裝件夾60-1 ;裝件電機60-2 ;定位塊60-3 ;絲桿 60-4 ;上擋板70-1 ;定位旋轉塊70-2 ;焊槍70-3 ;卸件滑塊80-1 ;卸件電機80-2。
【具體實施方式】
[0039] 以下將結合附圖對本發明做進一步詳細說明。
[0040] 本申請人通過對技術工人動作分解分析，由機械構件運動代替人工操作，發明一 種自動焊接臺架，其采用電控與機械結合的設計思路，實現上件操作簡單，焊接過程自動可 控，并可自動卸件，速度可調節，生產自動化、標準化程度高，生產時間減少55%以上，實現 比機器人焊接更低的成本，比人工焊接更高的精度與效率，而且投入成本與維護較低，適宜 中小企業使用。本發明的一種自動焊接臺架的結構如圖1所示，包括：底座10、工件臺20、 支架30、旋轉機構40、升降機構50、裝件機構60、焊接機構70與卸件機構80。
[0041] 底座10是整個焊接臺架的基礎與承載部分，起固定與承載作用；
[0042] 工件臺20是焊接臺架主要工作部位，裝件機構60與卸件機構80均安裝在工件臺 20上，升降機構50也從工件臺20下沉部分開始運動；該工件臺20的結構示意圖如圖2所 示，包括：限位塊20-1、落料口 20-2、工件安裝板20-3和下沉臺20-4。落料口 20-2位于工 件安裝板20-3的一側缺口位置；工件安裝板20-3設置有中心孔；限位塊20-1的中心設有 通孔；以便安裝定位銷釘進而便于固定待焊接零件的底座，限位塊20-1可沿定位銷釘發生 相對上下滑動，但不可發生相對轉動。限位塊20-1上設置有限位塊缺口 20-5,下沉臺20-4 上設置有下沉臺凸起20-6,限位塊缺口 20-5與下沉臺凸起20-6為對應關系。限位塊缺口 20-5與下沉臺凸起20-6設計目的是方便待焊接零件的裝載與卸載，當限位塊缺口 20-5與 下沉臺凸起20-6處于配合狀態時，限位塊20-1的表面低于工件安裝板20-3表面，便于待 焊接底座被推送至預定位置。當零件焊接完畢，由于升降桿轉動一定角度的緣故，升降機 構50的升降桿下降回來，限位塊缺口 20-5與下沉臺凸起20-6將處于非配合狀態，限位塊 20-1落在下沉臺凸起20-6上方，此時限位塊20-1表面與工件安裝板20-3表面齊平，此時 便于卸件機構80進行卸件工序。該部分尺寸與位置關系如下：限位塊20-1直徑等于焊接 機構70的待焊接底座直徑，下沉臺20-4的內徑略大于限位塊20-1的直徑，二者處于間隙 配合狀態；限位塊缺口 20-5與下沉臺凸起20-6為對應關系，均以升降桿軸線為中心以圓形 陣列分布，陣列角度為120度。下沉臺凸起20-6的凸起高度與限位塊缺口 20-5的缺口高 度一致，凸起高度與限位塊20-1厚度之和等于下沉臺20-4的深度。
[0043] 支架30是連接底座10與工件臺20的關鍵部件，支架30下方固定于底座10,中部 承載工件臺20,頂部連接焊接機構70 ;
[0044] 旋轉機構40固定在底座10上，包括旋轉電機40-1和旋轉臺40-2 ;旋轉電機40-1 驅動旋轉臺40-2以升降機構50的升降桿軸線為中心旋轉。
[0045] 升降機構50包括升降桿50-1、套筒50-2、升降電機50-3和定位銷釘50-4。其中 升降電機50-3和套筒50-2固定在旋轉臺40-2上，；升降電機50-3控制升降桿50-1沿著 套筒50-2上下運動。定位銷釘50-4位于升降桿50-1頂部，用于固定待焊接零件的底座， 避免其在焊接過程中發生位移影響焊接效果，同時銷釘通過穿過工件臺機構的限位塊20-1 中心的孔，將限位塊20-1固定在升降桿50-1上方。
[0046] 裝件機構60安裝在工件臺20上，具體安裝在工件安裝板20-3上。裝件機構60 包括裝件夾60