一种多工位焊接一体机的制作方法

1.本实用新型涉及五金加工设备领域，具体的涉及一种多工位焊接一体机。


背景技术：

2.水龙头是水阀的通俗称谓，用来控制水流的大小开关，有节水的功效。按照水龙头的材料来区分，水龙头可以分为sus304不锈钢、铸铁、全塑、黄铜、锌合金材料水龙头，高分子复合材料水龙头等。按照水龙头的功能来区分，可以分为面盆、浴缸、淋浴、厨房水槽水龙头及电热水龙头(瓷能电热水龙头)等。其中带长弯管的水龙头由于高度较高，其出水口离台盆较远，因此便于洗漱和使用，被广泛应用于厨房水槽和卫生间台盆上，水龙头的弯管加工工艺包括成型金属管、折弯金属管和焊接螺纹接头等步骤，其中传统的焊接螺纹接头工艺中，采用人工拿取长弯管和螺纹接口对接，然后进行焊接操作，其加工效率低下，人工成本高，此外，传统工艺中需要手工拿取焊接组件、并与零件本体对接等操作，用于接头与零件本体并不是紧固连接，接头在焊接过程中容易发生松动、外移或倾斜，进而导致焊接的接头倾斜、位置不正，焊缝不均匀和缺焊等工艺缺陷，成品率没有保证，有鉴于此，本案由此产生。


技术实现要素：

3.本实用新型的一个目的是通过一种多工位焊接一体机解决至少上述问题。
4.为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：多工位焊接一体机，其特征在于：包括：
5.座体，所述座体上设有顺序分布的上料工位、组装工位和焊接工位；
6.夹料机构，用于夹持零件本体；
7.工位切换机构，用于切换零件本体所在的加工工位，所述夹料机构设置于工位切换机构上；
8.组装机构，用于将焊接组件压入零件本体上，所述组装机构固设于组装工位上；
9.焊接机构，用于将焊接组件和零件本体进行焊接，所述焊接机构固设于焊接工位上；
10.优选的，还包括平口机构，用于削平零件本体待焊接的端口，所述座体上设有平口工位，所述平口机构固设于平口工位上，所述工位切换机构包括可旋转设置于座体上的转盘，所述夹料机构固设于转盘上，所述上料工位、平口工位、组装工位和焊接工位以转盘的转轴为中轴线等角度间隔分布,所述转盘上设有四个以转盘的转轴为中轴线等角度分布的夹料机构，转盘上的四个夹料机构的位置与底座的四个工位相对应，所述平口机构包括平口横移驱动单元、平口底座、平口数控刀和平口驱动电机，所述平口横移驱动单元固设于座体上，所述平口数控刀可旋转的设置于平口底座上，所述平口底座和平口数控刀在平口横移驱动单元驱动下远离或靠近夹料机构，所述平口数控刀在平口驱动电机驱动下对零件本体的待焊接端口进行削平。
11.优选的，所述夹料机构包括夹料下底座、夹料上压座、夹料支架和夹料驱动单元，所述夹料下底座和夹料上压座之间形成用于放置零件本体的夹装腔体，所述夹料下底座和夹料支架固设于转盘上，所述夹料驱动单元固设于夹料支架上，所述夹料上压座位于夹料下底座的上方，夹料上压座位由夹料驱动单元驱动进行上下移动，以实现对零件本体的夹持或松放。
12.优选的，所述组装机构包括：
13.给料装置，用于将焊接组件输送给送料装置；
14.送料装置，用于将焊接组件输送给卡料装置，送料装置设置于给料装置出料口下方；
15.卡料装置，用于将焊接组件卡入压料装置上；
16.和压料装置，用于将焊接组件压入夹料机构上的零件本体内，所述压料装置的位置与其中一个夹料机构相对应。
17.优选的，所述给料装置包括工件振动盘和送料通道，所述送料通道的顶部与零件给料盘连通，底部出料口位于送料装置上方。
18.优选的，所述送料装置包括送料驱动单元、送料块、封口板、封口弹簧、送料杆、送料滑轨和送料立柱，所述送料块由送料驱动单元驱动进行横向移动，所述送料块上开设有填装槽，该填装槽的顶面以及背离夹料机构的一面设有开口，所述封口板滑动设置于送料块背离夹料机构的一面，封口板在封口弹簧的弹力作用下可封闭填装槽背离夹料机构一面的开口，所述送料立柱固设于座体上，所述送料滑轨固设于送料立柱上，所述送料杆滑动设置于送料滑轨上，所述送料杆与送料驱动单元的活动端固接，送料杆位于送料通道的下开口的下方，所述送料块固设于送料杆的末端，所述送料驱动单元为气缸。
19.优选的，所述卡料装置包括卡料驱动单元和卡料板，所述卡料驱动单元固设于送料块朝上夹料机构的一面，所述卡料板设置于填装槽内，卡料板由卡料驱动单元驱动，在填装槽内移动以将焊接组件卡入压料装置上，所述卡料驱动单元为气缸，卡料板固设于气缸的活塞杆上。
20.优选的，所述压料装置包括压料底座、压料驱动单元、压料轴套和压料内胀套，所述压料底座滑动设置于座体上，所述压料底座在压料驱动单元驱动下远离或靠近夹料机构，所述压料轴套固设于压料底座上，所述压料内胀套固设于压料轴套内部，所述压料内胀套的轴线与零件本体待焊接端中心相对，所述压料内胀套内部中空，压料内胀套包括内胀螺纹部和内胀瓣片，所述内胀瓣片呈环向固设于内胀螺纹部上，内胀瓣片之间设有内胀开槽，内胀瓣片外侧面靠近末端设有内胀限位凸台。
21.优选的，所述焊接机构包括焊接横移驱动单元、焊接纵移驱动单元、焊接横移底座、焊接纵移底座、焊机、焊接转轴、焊接旋转驱动单元、外胀头、外胀拉杆和拉杆驱动单元，所述焊接横移驱动单元固设于座体上，所述焊接横移底座滑动设置于焊接横移驱动单元上，所述焊接纵移驱动单元固设于焊接横移底座上，所述焊接纵移底座滑动设置于焊接横移底座上，焊接纵移底座在焊接纵移驱动单元驱动下上下移动，所述焊机固设于焊接纵移底座上，所述焊接转轴可旋转设置于焊接纵移底座上，所述焊接转轴在焊接旋转驱动单元驱动下旋转，所述外胀头固设于焊接转轴上，所述外胀头上设有外胀瓣片，所述外胀拉杆套设于外胀头内部，所述外胀拉杆可在拉杆驱动单元驱动下向外撑开外胀瓣片。
22.根据上述的多工位焊接一体机的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：
23.步骤a、上料，将零件本体放入位于上料工位的夹料下底座的夹装腔体内，夹料驱动单元驱动夹料上压座向下夹紧零件本体，零件本体待焊接的端口凸出于夹料下底座和夹料上压座；
24.步骤b、平口，零件本体跟随转盘转动至组装工位，平口数控刀在平口横移驱动单元驱动下靠近零件本体待焊接的端口，并在平口驱动电机驱动下对零件本体的待焊接端口进行削平；
25.步骤c、组装、零件本体跟随转盘转动至组装工位，焊接组件通过工件振动盘和送料通道输送至位于送料通道下方的送料块的填装槽内，送料驱动单元驱动送料块往压料内胀套移动的同时，送料通道的下开口被送料杆所封闭，填装槽背离夹料机构的一面的开口被封口板所封闭，封口板在接近压料内胀套时，封口板被压料轴套顶开，使得填装槽背离夹料机构的一面的开口打开，卡料板由卡料驱动单元在填装槽内移动以将焊接组件卡入压料内胀套上，在内胀瓣片的外胀弹力作用下，焊接组件与压料内胀套卡接，然后送料块离开压料内胀套，焊接组件在压料驱动单元驱动下压入零件本体，由于零件本体与焊接组件的连接张紧力大于焊接组件与压料内胀套的连接张紧力，在压料内胀套回退时，焊接组件留在零件本体上；
26.步骤d、零件本体和焊接组件跟随转盘转动至焊接工位，焊机和外胀头在焊接横移驱动单元驱动下靠近零件本体和焊接组件，外胀头插入焊接组件内部，外胀拉杆在拉杆驱动单元驱动往后拉，向外撑开外胀瓣片，使得外胀头卡紧焊接组件，夹料上压座与夹料下底座分离，在焊接纵移驱动单元驱动下，外胀头带动零件本体和焊接组件上升，然后在焊接横移驱动单元驱动下离开夹紧机构，焊接旋转驱动单元驱动焊接转轴旋转，进而带动零件本体和焊接组件旋转一周，于此同时焊机工作对零件本体和焊接组件的接缝进行焊接，焊接完毕后，外胀拉杆在拉杆驱动单元驱动下往前移动，外胀瓣片向内回弹，外胀瓣片在回弹状态下其外径小于焊接组件的内径，焊接完毕的焊接组件和零件本体在自重作用下下落，完成零件的自动焊接。
27.由上述描述可知，本实用新型提供的一种多工位焊接一体机具有如下有益效果：待焊接的零件通过夹料机构、工位切换机构、平口工位、组装机构和焊接机构自动完成夹紧零件、切换零件所处工位、对零件本体端口进行削平、将焊接组件压入零件本体以及对焊接组件和零件本体进行焊接等工序，无需人工操作，极大的节省了人工成本，提高生产效率，同时降低了生产中人工操作的安全风险；焊接组件通过工件振动盘和送料通道输送至位于送料通道下方的送料块的填装槽内，送料驱动单元驱动送料块往压料内胀套移动的同时，送料通道的下开口被送料杆所封闭，使得焊接组件逐一与零件本体对接，封口板在接近压料内胀套时，封口板被压料轴套顶开，使得填装槽背离夹料机构的一面的开口打开，卡料板由卡料驱动单元在填装槽内移动以将焊接组件卡入压料内胀套上，在内胀瓣片的外胀弹力作用下，焊接组件与压料内胀套卡接，然后送料块离开压料内胀套，焊接组件在压料驱动单元驱动下压入零件本体，由于零件本体与焊接组件的连接张紧力大于焊接组件与压料内胀套的连接张紧力，在压料内胀套回退时，焊接组件留在零件本体上，通过组装机构解决了传统工艺中需要手工拿取焊接组件、并与零件本体对接等操作，焊接组件卡紧于零件本体内，避免了传统工艺中接头在焊接过程中发生松动，导致的接头倾斜、焊缝不均匀和缺焊等工
艺缺陷，提高成品率。
附图说明
28.图1为本实用新型多工位焊接一体机的立体结构示意图。
29.图2为图1的局部a放大示意图。
30.图3为图1的局部b放大示意图。
31.图4为压料内胀套的立体结构示意图。
32.图5为图1的局部c放大示意图。
33.图6为外胀头的立体结构示意图。
34.图7为本实用新型多工位焊接一体机的立体结构示意图。
35.图8为图7的局部d放大示意图。
36.图9为图7的局部e放大示意图。
具体实施方式
37.以下通过具体实施方式对本实用新型作进一步的描述。
38.为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。
39.如图1和7所示，本实用新型多工位焊接一体机，包括：
40.座体1，座体1上设有顺序分布的上料工位、组装工位和焊接工位；
41.夹料机构2，用于夹持零件本体100；
42.工位切换机构3，用于切换零件本体100所在的加工工位，夹料机构2设置于工位切换机构3上；
43.组装机构4，用于将焊接组件200压入零件本体100上，组装机构4固设于组装工位上；
44.焊接机构5，用于将焊接组件200和零件本体100进行焊接，焊接机构5固设于焊接工位上；
45.如图1，工位切换机构3包括可旋转设置于座体1上的转盘31，夹料机构2固设于转盘31上。
46.工位切换机构3还包括工位切换伺服电机32，工位切换伺服电机32驱动转盘31旋转。
47.本实用新型多工位焊接一体机还包括平口机构6，用于削平零件本体100待焊接的端口，座体1上设有平口工位，平口机构6固设于平口工位上。
48.上料工位、平口工位、组装工位和焊接工位以转盘31的转轴为中轴线等角度间隔分布,转盘31上设有四个以转盘31的转轴为中轴线等角度分布的夹料机构2，转盘31上的四个夹料机构2的位置与底座的四个工位相对应。
49.如图9，夹料机构2包括夹料下底座21、夹料上压座22、夹料支架23和夹料驱动单元24，夹料下底座21和夹料上压座22之间形成用于放置零件本体100的夹装腔体，夹料下底座21和夹料支架23固设于转盘31上，夹料驱动单元24固设于夹料支架23上，夹料上压座22位于夹料下底座21的上方，夹料上压座22位由夹料驱动单元24驱动进行上下移动，以实现对
零件本体100的夹持或松放，夹料驱动单元24为气缸。
50.夹料下底座21上的夹装腔体和夹料上压座22上的夹装腔体的横截面形状为半圆形，夹装腔体与零件本体100形状相匹配。
51.如图2，平口机构6包括平口横移驱动单元61、平口底座62、平口数控刀(未图示)和平口驱动电机63，平口横移驱动单元61固设于座体1上，平口数控刀可旋转的设置于平口底座62上，平口底座62和平口数控刀在平口横移驱动单元61驱动下远离或靠近夹料机构2，平口数控刀在平口驱动电机63驱动下对零件本体100的待焊接端口进行削平。
52.平口机构6还包括铁屑防护罩64，铁屑防护罩64罩设于平口数控刀外部，铁屑防护罩64面向夹料机构2的前侧面以及底面设有开口，转盘31上在夹料下底座21的前方设有铁屑排出口，平口数控刀对零件本体100的待焊接端口进行削平时，铁屑防护罩64的前侧面贴合夹料下底座21和夹料上压座22的侧面，铁屑防护罩64的前侧面的开口小于夹料下底座21和夹料上压座22的侧面，铁屑防护罩64面底面的开口大于或等于转盘31的铁屑排出口。
53.平口底座62上设有平口轴套，平口轴套内可旋转设有平口转轴，平口数控刀固设于平口转轴上，铁屑防护罩64固设于平口轴套上。
54.转盘31下方设有用于承接平口数控刀切削零件本体100产生的铁屑、向下倾斜的排屑通道65，该排屑通道65顶部开口与转盘31的铁屑排出口位置对应。
55.平口横移驱动单元61为丝杆滑台，平口底座62与平口横移驱动单元61的前端板和后端板之间均设有可折叠的、用于防止铁屑进入的伸缩防护罩。
56.零件本体100为设有弯头的管件，与零件本体100进行焊接的焊接组件200为带螺纹的接头。
57.如图3和8，组装机构4包括：
58.给料装置，用于将焊接组件200输送给送料装置；
59.送料装置，用于将焊接组件200输送给卡料装置，送料装置设置于给料装置出料口下方；
60.卡料装置，用于将焊接组件200卡入压料装置上；
61.和压料装置，用于将焊接组件200压入夹料机构2上的零件本体100内，压料装置的位置与其中一个夹料机构2相对应。
62.给料装置包括工件振动盘441和送料通道442，送料通道442的顶部与零件给料盘连通，底部出料口位于送料装置上方。
63.送料装置包括送料驱动单元411和送料块412，送料块412由送料驱动单元411驱动进行横向移动，送料块412上开设有填装槽，该填装槽的顶面以及背离夹料机构2的一面设有开口。
64.送料装置还包括封口板413和封口弹簧414，封口板413滑动设置于送料块412背离夹料机构2的一面，封口板413在封口弹簧414的弹力作用下可封闭填装槽背离夹料机构2一面的开口。
65.送料装置还包括送料杆415、送料滑轨416和送料立柱417，送料立柱417固设于座体1上，送料滑轨416固设于送料立柱417上，送料杆415滑动设置于送料滑轨416上，送料杆415与送料驱动单元411的活动端固接，送料杆415位于送料通道442的下开口的下方，送料块412固设于送料杆415的末端，送料驱动单元411为气缸。
66.卡料装置包括卡料驱动单元421和卡料板422，卡料驱动单元421固设于送料块412朝上夹料机构2的一面，卡料板422设置于填装槽内，卡料板422由卡料驱动单元421驱动，在填装槽内移动以将焊接组件200卡入压料装置上，卡料驱动单元421为气缸，卡料板422固设于气缸的活塞杆上。
67.压料装置包括压料底座431、压料驱动单元432、压料轴套433和压料内胀套434，压料底座431滑动设置于座体1上，压料底座431在压料驱动单元432驱动下远离或靠近夹料机构2，压料轴套433固设于压料底座431上，压料内胀套434固设于压料轴套433内部，压料内胀套434的轴线与零件本体100待焊接端中心相对。
68.如图4，压料内胀套434内部中空，压料内胀套434包括内胀螺纹部和内胀瓣片4341，内胀瓣片4341呈环向固设于内胀螺纹部上，内胀瓣片4341之间设有内胀开槽4342，内胀瓣片4341外侧面靠近末端设有内胀限位凸台4343，焊接组件卡接于的内胀瓣片4341前端时，抵接内胀限位凸台4343。
69.内胀开槽4342在内胀瓣片4341的根部和头部设有圆形开孔。
70.如图5，焊接机构5包括焊接横移驱动单元51、焊接纵移驱动单元52、焊接横移底座53、焊接纵移底座54、焊机55、焊接转轴56、焊接旋转驱动单元57、外胀头58、外胀拉杆59和拉杆驱动单元510，焊接横移驱动单元51固设于座体1上，焊接横移底座53滑动设置于焊接横移驱动单元51上，焊接纵移驱动单元52固设于焊接横移底座53上，焊接纵移底座54滑动设置于焊接横移底座53上，焊接纵移底座54在焊接纵移驱动单元52驱动下上下移动，焊机55固设于焊接纵移底座54上，焊接转轴56可旋转设置于焊接纵移底座54上，焊接转轴56在焊接旋转驱动单元57驱动下旋转，外胀头58固设于焊接转轴56上，外胀头58上设有外胀瓣片581，外胀拉杆59套设于外胀头58内部，外胀拉杆59可在拉杆驱动单元510驱动下向外撑开外胀瓣片581。
71.如图6，外胀头58上沿着环向设有外胀瓣片581，外胀瓣片581之间设有外胀开槽582，外胀开槽582在靠近外胀瓣片581跟部设有圆孔。
72.外胀瓣片581的末端设有张紧凸台583和张紧凹槽584。
73.外胀瓣片581末端内侧为锥面，外胀拉杆59的一端为锥头591，该锥头591位于外胀瓣片581的锥面内部，当外胀拉杆59向后方移动时，锥头591沿着锥面滑动并撑开外胀瓣片581，外胀拉杆59的另一端设有用于安装的螺纹。
74.焊接旋转驱动单元57为伺服电机，焊接旋转驱动单元57通过正时皮带与焊接转轴56连接。
75.焊接横移驱动单元51为丝杆滑动。焊接纵移驱动单元52和拉杆驱动单元510为气缸。
76.焊接为激光焊机55，焊机55的焊接头与外胀头58位置相对应。
77.还包括成品卸料板，成品卸料板位于焊接下方。
78.本实用新型多工位焊接一体机通过plc对各执行单元进行顺序控制。
79.多工位焊接一体机的使用方法，包括以下步骤：
80.步骤a、上料，将零件本体100放入位于上料工位的夹料下底座21的夹装腔体内，夹料驱动单元24驱动夹料上压座22向下夹紧零件本体100，零件本体100待焊接的端口凸出于夹料下底座21和夹料上压座22；
81.步骤b、平口，零件本体100跟随转盘31转动至组装工位，平口数控刀在平口横移驱动单元61驱动下靠近零件本体100待焊接的端口，并在平口驱动电机63驱动下对零件本体100的待焊接端口进行削平；
82.步骤c、组装、零件本体100跟随转盘31转动至组装工位，焊接组件200通过工件振动盘441和送料通道442输送至位于送料通道442下方的送料块412的填装槽内，送料驱动单元411驱动送料块412往压料内胀套434移动的同时，送料通道442的下开口被送料杆415所封闭，填装槽背离夹料机构2的一面的开口被封口板413所封闭，封口板413在接近压料内胀套434时，封口板413被压料轴套433顶开，使得填装槽背离夹料机构2的一面的开口打开，卡料板422由卡料驱动单元421在填装槽内移动以将焊接组件200卡入压料内胀套434上，在内胀瓣片4341的外胀弹力作用下，焊接组件200与压料内胀套434卡接，然后送料块412离开压料内胀套434，焊接组件200在压料驱动单元432驱动下压入零件本体100，由于零件本体100与焊接组件200的连接张紧力大于焊接组件200与压料内胀套434的连接张紧力，在压料内胀套434回退时，焊接组件200留在零件本体100上；
83.步骤d、零件本体100和焊接组件200跟随转盘31转动至焊接工位，焊机55和外胀头58在焊接横移驱动单元51驱动下靠近零件本体100和焊接组件200，外胀头58插入焊接组件200内部，外胀拉杆59在拉杆驱动单元510驱动往后拉，向外撑开外胀瓣片581，使得外胀头58卡紧焊接组件200，夹料上压座22与夹料下底座21分离，在焊接纵移驱动单元52驱动下，外胀头58带动零件本体100和焊接组件200上升，然后在焊接横移驱动单元51驱动下离开夹紧机构，焊接旋转驱动单元57驱动焊接转轴56旋转，进而带动零件本体100和焊接组件200旋转一周，于此同时焊机55工作对零件本体100和焊接组件200的接缝进行焊接，焊接完毕后，外胀拉杆59在拉杆驱动单元510驱动下往前移动，外胀瓣片581向内回弹，外胀瓣片581在回弹状态下其外径小于焊接组件200的内径，焊接完毕的焊接组件200和零件本体100在自重作用下下落，完成零件的自动焊接。
84.待焊接的零件通过夹料机构2、工位切换机构3、平口工位、组装机构4和焊接机构5自动完成夹紧零件、切换零件所处工位、对零件本体100端口进行削平、将焊接组件200压入零件本体100以及对焊接组件200和零件本体100进行焊接等工序，无需人工操作，极大的节省了人工成本，提高生产效率，同时降低了生产中人工操作的安全风险。
85.本实用新型多工位焊接一体机可用于两种配件之间的组装和焊接，比如零件本体可为卫浴领域的水龙头管件，焊接组件可为螺纹接头，通过本实用新型多工位焊接一体机对两个配件进行组装和焊接，需要指出的是，本实用新型多工位焊接一体机除了用于组装卫浴领域的水龙头管件和螺纹接头以外，也可用于焊接其他类型的配件。
86.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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实用新型的限制，本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
87.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置；本实用新型中提供的用电器的型号仅供参考。对于本领域的普通
技术人员而言，可以根据实际使用情况更换功能相同的不同型号用电器，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
88.上述仅为本实用新型的若干具体实施方式，但本实用新型的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均应属于侵犯本实用新型保护范围的行为。