一种自动焊接台架及上件与卸件方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及生产辅助设备技术领域，尤其是涉及一种自动焊接台架及待焊接部件 的上件与卸件方法。
【背景技术】
[0002] 焊接部件是汽车零部件之一，汽车上越来越多部件通过焊接方式实现连结，焊接 的质量成为影响汽车综合性能的关键因素之一，焊接的速度与效率的提高也成为汽车生产 的效率提升的关键所在。
[0003] 目前主要焊接辅助方式有两种：一种是在目前中小企业仍然广泛使用的纯手工配 合简单固定机械以实现的焊接方式，该方式的特点是初期投入非常小，夹具设计简单，但是 焊接质量不稳定，焊接过程无法标准化，焊接精度与焊接速度完全取决于工人的焊接技术 娴熟程度，无法大规模生产，也无法有效提高焊接质量，提升焊接效率；另一种焊接辅助方 式是通过机器人机械手来完成的，该方式的特点是自动化程度高，焊接过程可控可调，焊接 质量稳定，过程易实现标准化，效率提升明显，但是前期要求投入较大，且后期维护成本高， 对中小企业并不适用。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是针对中小企业，使用机器人代替人工焊接成本过高，而使用人工 手动方式来实现焊接、上件与卸件又面临着质量不稳定、效率低下等问题，提供一种自动焊 接台架及应用其上件与卸件方法，其上件操作简单且自动卸件，焊接过程自动可控，因此能 够提高焊接效率；其降低焊接质量对工人技术的依赖程度，保证焊接精度，提高焊接自动化 与标准化的程度，又尽量降低中小企业的初期投入成本以及后期使用维护成本的增加。
[0005] 本发明的目的通过如下技术方案实现：
[0006] 本发明提供一种自动焊接台架，其包括：
[0007] 底座、工件台、支架、旋转机构、升降机构、装件机构、焊接机构与卸件机构；
[0008] 支架下方固定于底座，中部承载工件台，顶部连接焊接机构；焊接机构固定在工件 台上方；
[0009] 工件台上有装件机构与卸件机构；
[0010] 旋转机构固定在底座上，包括旋转电机和旋转台；旋转电机驱动旋转台旋转；
[0011] 升降机构包括升降杆和套筒；所述套筒固定于旋转台上；所述升降杆沿着套筒上 下运动。
[0012] 更进一步地，所述工作台包括：
[0013] 限位块、工件安装板和下沉台；所述工件安装板上安装有装件机构；工件安装板 设置有中心孔，限位块的中心设有通孔，该通孔用于安装定位销钉以固定待焊接零件的底 座；限位块上设置有限位块缺口，下沉台上设置有下沉台凸起，限位块缺口与下沉台凸起为 对应关系；当限位块缺口与下沉台凸起处于配合状态时，限位块的表面低于工件安装板表 面，以便待焊接底座被推送至预定位置等待焊接；限位块缺口与下沉台凸起处于非配合状 态时，限位块落在下沉台凸起上方，限位块表面与工件安装板表面齐平，以便卸件机构进行 卸件工序。
[0014] 更进一步地，所述工作台还包括：落料口；所述落料口位于工件安装板的一侧缺 口位置。
[0015] 更进一步地，所述升降机构还包括定位销钉；定位销钉位于升降杆顶部，用于固定 待焊接零件的底座。
[0016] 更进一步地，所述装件机构包括：装件夹、装件电机、定位块、丝杆；
[0017] 丝杠与装件夹固定连接，装件电机驱动丝杠；定位块固定在工件安装板的边缘以 限制装件夹的极限位置，且里面设置有与丝杠配合的螺孔；装件电机控制丝杠移动以带动 装件夹运动到待上件工位。
[0018] 更进一步地，所述焊接机构包括：上挡板、定位旋转块和焊枪；
[0019] 定位旋转块安装在上挡板的底部，正对着待焊接工件；焊枪安装在支架上，以升降 杆的轴线为中心以圆形阵列分布，焊枪焊丝出口正对工件焊接处。
[0020] 更进一步地，所述卸件机构包括：卸件电机和卸件滑块；
[0021] 卸件滑块在卸件电机驱动下推动焊接完成的工件移至落料口。
[0022] 本发明还提供一种基于自动焊接台架的上件与卸件方法，其包括：
[0023] 步骤S101，将待焊接工件传送至升降机构与装件机构中间的工作台上，通过装件 机构夹住工件，待焊接底座在外，待焊接主体在内；
[0024] 步骤S102,装件机构将工件往升降机构推送，待焊接底座先落入工作台上并被限 定，待焊接工件主体随后被推送到待焊接底座上方，随后装件机构退回；
[0025] 步骤S103,升降机构控制升降杆上升，待焊接工件主体通过其腔体内缘与上定位 旋转块发生摩擦以调整至精确位置；
[0026] 步骤S104,焊接同时旋转机构正转，待焊接结束后，旋转机构停止转动，升降机构 驱动升降杆下降到初始位置；
[0027] 步骤S105,卸件机构推动焊接完成的工件移至落料口，然后返回至初始位置，旋转 机构控制旋转台回旋至初始位置，限位块的限位块缺口与下沉台凸起再次啮合，落入工件 台的下沉台，等待下一次上件。
[0028] 更进一步地，所述步骤S103具体包括：
[0029] 升降机构控制升降杆上升，上升之初，限位块的限位块缺口与下沉台凸起啮合；待 焊接底座由升降杆上的定位销钉定位，待焊接工件主体通过其腔体内缘与上定位旋转块发 生摩擦以调整至精确位置。
[0030] 更进一步地，所述步骤S104具体包括：
[0031] 焊接结束后，升降机构驱动升降杆下降；限位块的限位块缺口与下沉台凸起脱离 啮合；待升降杆下降到初始位置，工作台上的限位块停留在下沉台的下沉台凸起之上，其上 表面与工件台的上表面齐平。
[0032] 由上述本发明的技术方案可以看出，本发明通过焊接台架自动化设计，有效的保 证焊接精度，提高焊接效率，降低改造成本。通过5大机构的单片机控制有序运行，可实现 上件简单，焊接自动，过程可控，自动卸件，速度可调，自动化、标准化程度较高的生产要求。
【附图说明】
[0033] 图1为本发明的自动焊接台架的结构示意图；
[0034] 图2为本发明中的工件台的局部细节图；
[0035] 图3为本发明中的焊接机构的细节图；
[0036] 图4为本发明中的装件机构的细节图。
[0037] 附图中：
[0038] 底座10 ;工件台20 ;支架30 ;旋转机构40 ;升降机构50 ;装件机构60 ;焊接机构 70 ;卸件机构80 ;限位块20-1 ;落料口 20-2 ;工件安装板20-3 ;工件安装板20-3 ;下沉台 20-4 ;限位块缺口 20-5 ;下沉台凸起20-6 ;旋转电机40-1 ;旋转台40-2 ;升降杆50-1 ;套 筒50-2 ;升降电机50-3 ;定位销钉50-4 ;装件夹60-1 ;装件电机60-2 ;定位块60-3 ;丝杆 60-4 ;上挡板70-1 ;定位旋转块70-2 ;焊枪70-3 ;卸件滑块80-1 ;卸件电机80-2。
【具体实施方式】
[0039] 以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
[0040] 本申请人通过对技术工人动作分解分析，由机械构件运动代替人工操作，发明一 种自动焊接台架，其采用电控与机械结合的设计思路，实现上件操作简单，焊接过程自动可 控，并可自动卸件，速度可调节，生产自动化、标准化程度高，生产时间减少55%以上，实现 比机器人焊接更低的成本，比人工焊接更高的精度与效率，而且投入成本与维护较低，适宜 中小企业使用。本发明的一种自动焊接台架的结构如图1所示，包括：底座10、工件台20、 支架30、旋转机构40、升降机构50、装件机构60、焊接机构70与卸件机构80。
[0041] 底座10是整个焊接台架的基础与承载部分，起固定与承载作用；
[0042] 工件台20是焊接台架主要工作部位，装件机构60与卸件机构80均安装在工件台 20上，升降机构50也从工件台20下沉部分开始运动；该工件台20的结构示意图如图2所 示，包括：限位块20-1、落料口 20-2、工件安装板20-3和下沉台20-4。落料口 20-2位于工 件安装板20-3的一侧缺口位置；工件安装板20-3设置有中心孔；限位块20-1的中心设有 通孔；以便安装定位销钉进而便于固定待焊接零件的底座，限位块20-1可沿定位销钉发生 相对上下滑动，但不可发生相对转动。限位块20-1上设置有限位块缺口 20-5,下沉台20-4 上设置有下沉台凸起20-6,限位块缺口 20-5与下沉台凸起20-6为对应关系。限位块缺口 20-5与下沉台凸起20-6设计目的是方便待焊接零件的装载与卸载，当限位块缺口 20-5与 下沉台凸起20-6处于配合状态时，限位块20-1的表面低于工件安装板20-3表面，便于待 焊接底座被推送至预定位置。当零件焊接完毕，由于升降杆转动一定角度的缘故，升降机 构50的升降杆下降回来，限位块缺口 20-5与下沉台凸起20-6将处于非配合状态，限位块 20-1落在下沉台凸起20-6上方，此时限位块20-1表面与工件安装板20-3表面齐平，此时 便于卸件机构80进行卸件工序。该部分尺寸与位置关系如下：限位块20-1直径等于焊接 机构70的待焊接底座直径，下沉台20-4的内径略大于限位块20-1的直径，二者处于间隙 配合状态；限位块缺口 20-5与下沉台凸起20-6为对应关系，均以升降杆轴线为中心以圆形 阵列分布，阵列角度为120度。下沉台凸起20-6的凸起高度与限位块缺口 20-5的缺口高 度一致，凸起高度与限位块20-1厚度之和等于下沉台20-4的深度。
[0043] 支架30是连接底座10与工件台20的关键部件，支架30下方固定于底座10,中部 承载工件台20,顶部连接焊接机构70 ;
[0044] 旋转机构40固定在底座10上，包括旋转电机40-1和旋转台40-2 ;旋转电机40-1 驱动旋转台40-2以升降机构50的升降杆轴线为中心旋转。
[0045] 升降机构50包括升降杆50-1、套筒50-2、升降电机50-3和定位销钉50-4。其中 升降电机50-3和套筒50-2固定在旋转台40-2上，；升降电机50-3控制升降杆50-1沿着 套筒50-2上下运动。定位销钉50-4位于升降杆50-1顶部，用于固定待焊接零件的底座， 避免其在焊接过程中发生位移影响焊接效果，同时销钉通过穿过工件台机构的限位块20-1 中心的孔，将限位块20-1固定在升降杆50-1上方。
[0046] 装件机构60安装在工件台20上，具体安装在工件安装板20-3上。装件机构60 包括装件夹60