一種輪轂小件自動焊接系統的製作方法

2023-06-02 01:35:21

本實用新型屬於自動焊接設備領域，特別涉及一種用於輪轂的小件焊接系統。

背景技術：

輪轂是輪胎內廓支撐輪胎的圓桶形的、中心套裝在軸上的金屬部件。市場上的輪轂按照材質可以分為鋼輪轂和合金輪轂兩大類，兩者各有利弊。輪轂在製造過程中，需要在其內圈上焊接固定多個小型零部件，目前，通常採用人工將待焊小型零部件焊接固定在待焊輪轂上。為了提高輪轂焊接質量和焊接效率，滿足大批量的生產需求，技術人員採用焊接機器人替代人工進行焊接，降低了焊接成本。現有技術中，焊接機器人焊接待焊小件到輪轂上的焊接工藝包括如下步驟：（1）人工將待焊輪轂用夾具夾緊定位；（2）焊接機器人先將第一個待焊小件點焊在輪轂上，然後滿焊，焊接機械手再退出焊接位置；（3）人工將輪轂從夾具取下轉動一定角度後，重新在夾具上定位；（4）焊接機器人將第二個待焊小件焊接固定在輪轂上；（5）焊接機器人再依次將剩餘的待焊小件焊接固定在輪轂上。其不足之處在於：其一，將輪轂從夾具上取下轉動一定角度後重新定位後，輪轂本身存在定位誤差；其二，焊接不同的待焊小件到輪轂上時，每個待焊小件與輪轂的相對位置並不完全一致，輪轂小件存在定位誤差；輪轂和待焊小件兩者都存在二次定位誤差，影響待焊小件的焊接精度。

技術實現要素：

本實用新型的目的是提供一種輪轂小件自動焊接系統，能夠實現自動化將待焊小件焊接到輪轂上，消除了輪轂和待焊小件的二次定位誤差，提高了焊接精度和效率。

本實用新型的目的是這樣實現的：一種輪轂小件自動焊接系統，包括安裝有焊接機器人的底座，所述底座上設置有焊接迴轉機構，焊接迴轉機構與裝夾待焊輪轂的浮動定心夾緊機構傳動相連；所述待焊輪轂的下方對應設置有輪轂上下料導軌；所述底座上對應待焊輪轂設置有小件上料機構，所述小件上料機構包括水平滑座和豎直滑座，水平滑座經水平滑軌與底座滑動相連，水平滑座與水平氣缸的活塞杆伸出端相鉸接，水平滑座的立柱上設有豎直滑軌，所述豎直滑座經豎直滑軌與水平滑座滑動相連，豎直滑座與豎直氣缸的活塞杆伸出端相鉸接，豎直滑座上設有水平託臺，託臺上安裝有下託板，所述下託板上設有與其表面平行且可轉動的中心軸管，中心軸管上套裝有若干U形待焊小件，下託板上軸向開設有可容納待焊小件的凹槽，所述中心軸管的一端向前延伸超過下託板且設有擋頭，另一端與擺杆相連，所述擺杆與中心軸管軸線相垂直，擺杆上設有軸向限位槽，擺杆的限位槽內配合插入有與滑臺偏轉氣缸的滑臺相連的銷軸，銷軸軸線與滑臺偏轉氣缸滑臺表面相垂直，所述下託板的凹槽上方嵌裝有底部開口與待焊小件相匹配的上壓蓋，上壓蓋的前部與中心軸管伸出端相平齊，上壓蓋的兩側均設有定位銷軸，所述下託板上對應定位銷軸設有定位槽，下託板的兩側均滑動連接有鎖緊壓蓋，鎖緊壓蓋上設有與下託板定位槽相對應的鎖緊開口，靠近下託板的位置設有用於壓緊待焊小件的推料氣缸。

本實用新型工作時，通過輪轂上下料導軌將輪轂裝夾在浮動定心夾緊機構上，小件上料機構開始上料，滑動鎖緊壓蓋使得鎖緊開口正對下託板定位槽，再將上壓蓋卸下，滑臺偏轉氣缸的滑臺滑動，滑臺上的銷軸帶動擺杆轉動，中心軸管轉動至擋頭豎直向下，按工藝需要焊接的小件數量將待焊小件依次從中心軸管前端套裝上去，再將上壓蓋嵌裝在下託板上，使定位銷軸卡入定位槽內，再滑動鎖緊壓蓋直至蓋身遮蓋住定位槽，滑臺偏轉氣缸再工作帶動中心軸管轉動直至擋頭豎直向上，推料氣缸工作將待焊小件壓緊在擋頭上，小件上料機構開始待命；焊接迴轉機構帶動裝夾在浮動定心夾緊機構上的輪轂轉動到第一個焊接工位，水平氣缸帶動水平滑座向前滑動至靠近輪轂的位置，豎直氣缸帶動豎直滑座向下移動至待焊小件與輪轂接觸，然後焊接機器人工作將小件先點焊在輪轂上；焊接機器人後退並調整焊槍姿態以做好滿焊的準備，推料氣缸的活塞杆收縮與待焊小件分開，滑臺偏轉氣缸的滑臺回位，擺杆帶動中心軸管的擋頭轉動至豎直向下，水平滑座後退至起始點，小件上料機構與第一個小件分開，第一個小件固定在輪轂上；滑臺偏轉氣缸和推料氣缸再次工作，將第二個待焊小件壓緊到中心軸管前端的擋頭上，小件上料機構做好焊接第二個小件的準備，焊接機器人前進進入輪轂將第一個小件滿焊在輪轂上；焊接迴轉機構工作帶動輪轂旋轉到第二個焊接工位，依照上述步驟將第二個待焊小件焊接在輪轂上；如此循環將所有待焊小件全都焊接固定在輪轂上。焊接完成後，通過輪轂上下料導軌將輪轂從浮動定心夾緊機構取下，再換上未焊接的輪轂，繼續進行焊接。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果在於：通過焊接迴轉機構將待焊輪轂旋轉到特定的焊接工位，省去了將輪轂從夾緊機構上取下再重新定位的麻煩，消除了二次定位誤差，提高了焊接效率；通過小件上料機構將直線排列的待焊小件依次自動送到輪轂需要進行焊接的位置，待焊小件不存在二次定位誤差，更加精確地將待焊小件焊接到輪轂上，提高了焊接精度；輪轂通過輪轂上下料導軌進行上下料，自動化程度更高。本實用新型通過焊接機器人將待焊小件焊接到輪轂上，實現自動化焊接，避免了二次定位誤差，提高了待焊小件的焊接精度，焊接效率更高。

作為本實用新型的進一步改進，所述焊接迴轉機構包括伺服電機，伺服電機的輸出軸上傳動連接有主動齒輪，主動齒輪與從動齒輪相嚙合，從動齒輪上周向均布有若干法蘭連接孔。伺服電機帶動主動齒輪轉動，從動齒輪帶動浮動定心夾緊機構轉動，輪轂實現旋轉到不同的焊接工位，由伺服電機帶動轉動的輪轂定位更準確。

作為本實用新型的進一步改進，所述浮動定心夾緊機構包括經法蘭與從動齒輪傳動相連的安裝基板，安裝基板上均布有至少三個徑向滑槽，滑槽內匹配設置有由氣缸驅動的滑動夾爪。滑動夾爪沿滑槽滑動，滑動夾爪懸停時將輪轂夾緊，三個滑動夾爪作用在輪轂上的夾緊力互相平衡，不會損壞輪轂。

為了便於將輪轂裝夾在浮動定心夾緊機構上，所述輪轂上下料導軌由兩對稱分布在底座兩側的側導軌段以及位於底座上方的中間導軌段組成，所述中間導軌段經水平滑塊滑軌副與底座滑動連接。輪轂未裝夾前，中間導軌段處於與側導軌段分離的狀態，輪轂裝上中間導軌段後，中間導軌段滑動至與側導軌段組合成整體，滑動夾爪移動將輪轂夾緊；焊接完成後，氣缸驅動滑動夾爪鬆開輪轂，輪轂落在中間導軌段上，中間導軌段帶動輪轂遠離浮動定心夾緊機構，人工將焊接好的輪轂取走，再換上待焊輪轂。

作為本實用新型的進一步改進，所述下託板上固定設置有套裝在中心軸管上的導向套，導向套內孔與中心軸管為間隙配合，導向套緊貼擺杆設置。中心軸管在導向套內孔中周向轉動，避免發生偏移。

為了便於鎖緊壓蓋將上壓蓋鎖定在下託板上，所述下託板上對應鎖緊壓蓋設有壓蓋滑槽，鎖緊壓蓋嵌入壓蓋滑槽的部分呈楔形設置。傾斜設置的鎖緊壓蓋沿著壓蓋滑槽滑動時會越滑越緊，鎖緊壓蓋鎖緊後其蓋身會遮蓋住定位槽，上壓蓋就鎖定在下託板上，待焊小件不會在上壓蓋和下託板之間產生不必要的位移。

作為本實用新型的進一步改進，所述推料氣缸的缸體與下託板互相貼合，下託板上還設有與推料氣缸的活塞杆相匹配的導向槽，推料氣缸的活塞杆伸出端連接有推動待焊小件的過渡件，過渡件可活動地套裝在中心軸管上。推料氣缸的活塞杆在下託板的導向槽中滑動時更加順暢，推料氣缸活塞杆通過過渡件推動待焊小件，將待焊小件穩穩地壓緊在中心軸管的擋頭上。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

圖2為本實用新型的部分結構示意圖。

圖3為焊接迴轉機構的結構示意圖。

圖4為浮動定心夾緊機構的結構示意圖。

圖5為小件上料機構的結構示意圖。

圖6為小件上料機構的部分結構示意圖。

圖7為上壓蓋的結構示意圖。

圖8為鎖緊壓蓋的鎖緊開口正對下託板的定位槽的結構示意圖。

圖9為圖8中A處的放大圖。

圖10為待焊小件套裝在中心軸管上的結構示意圖。

其中，1底座，2焊接機器人，2a機器人控制系統，3焊接迴轉機構，3a伺服電機，3b主動齒輪，3c從動齒輪，4浮動定心夾緊機構，4a安裝基板，4b滑動夾爪，5待焊輪轂，6 輪轂上下料導軌，6a側導軌段，6b中間導軌段，7水平滑座，7a水平滑軌，7b水平氣缸，7c立柱，8豎直滑座，8a豎直滑軌，8b豎直氣缸，9託臺，10下託板，11上壓蓋，11a定位銷軸，12中心軸管，12a擋頭，13待焊小件，14擺杆，15銷軸，16滑臺偏轉氣缸，17定位槽，18鎖緊壓蓋，18a鎖緊開口，19推料氣缸，20導向套，21過渡件。

具體實施方式

如圖1-10，為一種輪轂小件自動焊接系統，包括安裝有焊接機器人2的底座1，焊接機器人2由機器人控制系統2a控制，底座1上設置有焊接迴轉機構3，焊接迴轉機構3包括伺服電機3a，伺服電機3a的輸出軸上傳動連接有主動齒輪3b，主動齒輪3b與從動齒輪3c相嚙合，從動齒輪3c上周向均布有若干法蘭連接孔；焊接迴轉機構3與裝夾待焊輪轂5的浮動定心夾緊機構4傳動相連；浮動定心夾緊機構4包括經法蘭與從動齒輪3c傳動相連的安裝基板4a，安裝基板4a上均布有至少三個徑向滑槽，滑槽內匹配設置有由氣缸驅動的滑動夾爪4b；待焊輪轂5的下方對應設置有輪轂上下料導軌6；輪轂上下料導軌6由兩對稱分布在底座兩側的側導軌段6a以及位於底座1上方的中間導軌段6b組成，中間導軌段6b經水平滑塊滑軌副與底座1滑動連接；底座1上對應待焊輪轂5設置有小件上料機構，所述小件上料機構包括水平滑座7和豎直滑座8，水平滑座7經水平滑軌7a與底座1滑動相連，水平滑座7與水平氣缸7b的活塞杆伸出端相鉸接，水平滑座的立柱7c上設有豎直滑軌8a，豎直滑座8經豎直滑軌8a與水平滑座7滑動相連，豎直滑座8與豎直氣缸8b的活塞杆伸出端相鉸接，豎直滑座8上設有水平託臺9，託臺9上安裝有下託板10，下託板10上設有與其表面平行且可轉動的中心軸管12，下託板10上固定設置有套裝在中心軸管12上的導向套20，導向套20內孔與中心軸管12為間隙配合，導向套20緊貼擺杆14設置；中心軸管12上套裝有若干U形待焊小件13，下託板10上軸向開設有可容納待焊小件13的凹槽，中心軸管12的一端向前延伸超過下託板10且設有擋頭12a，另一端與擺杆14相連，擺杆14與中心軸管12軸線相垂直，擺杆14上設有軸向限位槽，擺杆14的限位槽內配合插入有與滑臺偏轉氣缸16的滑臺相連的銷軸15，銷軸15軸線與滑臺偏轉氣缸16滑臺表面相垂直，10下託板的凹槽上方嵌裝有底部開口與待焊小件13相匹配的上壓蓋11，上壓蓋11的前部與中心軸管12伸出端相平齊，上壓蓋11的兩側均設有定位銷軸11a，下託板10上對應定位銷軸11a設有定位槽17，下託板10的兩側均滑動連接有鎖緊壓蓋18，下託板10上對應鎖緊壓蓋18設有壓蓋滑槽，鎖緊壓蓋18嵌入壓蓋滑槽的部分呈楔形設置；鎖緊壓蓋18上設有與下託板10定位槽17相對應的鎖緊開口18a，靠近下託板10的位置設有用於壓緊待焊小件13的推料氣缸19。推料氣缸19的缸體與下託板10互相貼合，下託板10上還設有與推料氣缸19的活塞杆相匹配的導向槽，推料氣缸19的活塞杆伸出端連接有推動待焊小件13的過渡件21，過渡件21可活動地套裝在中心軸管12上。

輪轂未裝夾前，中間導軌段6b處於與側導軌段6a分離的狀態，輪轂裝上中間導軌段6b後，中間導軌段6b滑動至與側導軌段6a組合成整體，滑動夾爪4b移動將輪轂夾緊，小件上料機構開始上料，滑動鎖緊壓蓋18使得鎖緊開口18a正對下託板10定位槽17，再將上壓蓋11卸下，滑臺偏轉氣缸16的滑臺滑動，滑臺上的銷軸15帶動擺杆14轉動，中心軸管12轉動至擋頭12a豎直向下，按工藝需要焊接的小件數量將待焊小件13依次從中心軸管12前端套裝上去，再將上壓蓋11嵌裝在下託板10上，使定位銷軸11a卡入定位槽17內，再滑動鎖緊壓蓋18直至蓋身遮蓋住定位槽17，滑臺偏轉氣缸16再工作帶動中心軸管12轉動直至擋頭12a豎直向上，推料氣缸19工作將待焊小件13壓緊在擋頭12a上，小件上料機構開始待命；焊接迴轉機構3帶動裝夾在浮動定心夾緊機構4上的輪轂轉動到第一個焊接工位，水平氣缸7b帶動水平滑座7向前滑動至靠近輪轂的位置，豎直氣缸8b帶動豎直滑座8向下移動至待焊小件13與輪轂接觸，然後焊接機器人2工作將小件先點焊在輪轂上；焊接機器人2後退並調整焊槍姿態以做好滿焊的準備，推料氣缸19的活塞杆收縮與待焊小件13分開，滑臺偏轉氣缸16的滑臺回位，擺杆14帶動中心軸管12的擋頭12a轉動至豎直向下，水平滑座7後退至起始點，小件上料機構與第一個小件分開，第一個小件固定在輪轂上；滑臺偏轉氣缸16和推料氣缸19再次工作，將第二個待焊小件壓緊到中心軸管12前端的擋頭12a上，小件上料機構做好焊接第二個小件的準備，焊接機器人2前進進入輪轂將第一個小件滿焊在輪轂上；焊接迴轉機構3工作帶動輪轂旋轉到第二個焊接工位，依照上述步驟將第二個待焊小件13焊接在輪轂上；如此循環將所有待焊小件全都焊接固定在輪轂上。焊接完成後，氣缸驅動滑動夾爪4b鬆開輪轂，輪轂落在中間導軌段6b上，中間導軌段6b帶動輪轂遠離浮動定心夾緊機構4，人工將焊接好的輪轂取走，再換上待焊輪轂。

本系統通過焊接迴轉機構將待焊輪轂旋轉到特定的焊接工位，省去了將輪轂從夾緊機構上取下再重新定位的麻煩，消除了二次定位誤差，提高了焊接效率；通過小件上料機構將直線排列的待焊小件依次自動送到輪轂需要進行焊接的位置，待焊小件不存在二次定位誤差，更加精確地將待焊小件焊接到輪轂上，提高了焊接精度；輪轂通過輪轂上下料導軌進行上下料，自動化程度更高。本實用新型通過焊接機器人將待焊小件焊接到輪轂上，實現自動化焊接，避免了二次定位誤差，提高了待焊小件的焊接精度，焊接效率更高。

本實用新型並不局限於上述實施例，在本實用新型公開的技術方案的基礎上，本領域的技術人員根據所公開的技術內容，不需要創造性的勞動就可以對其中的一些技術特徵作出一些替換和變形，這些替換和變形均在本實用新型的保護範圍內。