一種多工位自動化焊接設備及方法
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于焊接設備領(lǐng)域，尤其涉及一種多工位自動化焊接設備及方法。
【【背景技術(shù)】】
[0002]在壓力傳感器領(lǐng)域，由于其使用環(huán)境(必須浸沒在水或者其他液體中，防護等級較高)的原因，氬弧焊接、等離子焊接在壓力傳感器的結(jié)構(gòu)設計上無疑是一道必不可少的工序。但是由于傳感器作為一個測量或者說是檢測儀器，又免不了高精度的工藝要求，這就導致了很難有一種特殊的設備來解決傳感器的結(jié)構(gòu)焊接這一道工序，所以也就導致了傳感器結(jié)構(gòu)焊接這塊完全依靠人工操作的現(xiàn)象，對傳感器乃至我國的測控儀表的發(fā)展造成了巨大影響。
[0003]對于傳感器等離子焊接或者氬弧焊接這道工序，現(xiàn)在比較常用的方法是，由人手工操作，將待焊件先放于定制夾具上，然后在手工裝夾在普通臥式車床上，然后由人手工將焊槍對準焊縫處，開動車床，同時打開焊槍開關(guān)，待工件隨車床轉(zhuǎn)動焊完整個焊縫后，再由人手工取下工件，檢查焊接質(zhì)量，檢查完成后再焊接下一個工件。這樣傳統(tǒng)的純手工焊接方式很顯然有很多不足之處，簡單總結(jié)有一下幾點:
[0004]1、生產(chǎn)效率低下，嚴重影響傳感器生產(chǎn)進度。
[0005]整個傳感器的生產(chǎn)有一個系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝，整個生產(chǎn)工藝如果能夠保證協(xié)調(diào)同步的進行，將是傳感器生產(chǎn)的最優(yōu)生產(chǎn)方案，但是由于焊接工序效率低，將直接拖慢整個生產(chǎn)的效率，為傳感器生產(chǎn)帶來嚴重影響；
[0006]2、焊接質(zhì)量很難保證
[0007]由于人在工作的過程中的影響因素比較多，比如:環(huán)境、疲勞操作、注意力不專注等因素，生產(chǎn)過程中操作的不可控性比較大，所以人工焊接時的焊接質(zhì)量也很難保證，質(zhì)量參差不齊。
[0008]3、成本巨大
[0009]毫無疑問，現(xiàn)代工業(yè)的工業(yè)成本的主要來源很明顯是人力的成本。從一個專業(yè)技術(shù)人員的培養(yǎng)，到正式上崗，再到熟練操作安全生產(chǎn)，這中間的投入在產(chǎn)品的成本上占到了很大的比例，而且再加上嚴重低下的生產(chǎn)效率，更是加大了產(chǎn)品的成本。這樣，設計制造一種專門用于傳感器焊接的自動化設備已經(jīng)成為亟待解決的問題。
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【發(fā)明內(nèi)容】
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[0010]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種效率高且焊接質(zhì)量可靠的多工位自動化焊接設備及方法。
[0011]為了達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0012]包括設備機臺以及在設備機臺上安裝的工作機構(gòu)，工作機構(gòu)包括安裝在設備機臺上表面左右兩側(cè)的兩個豎直的機架，兩個機架上安裝有均為水平且能夠上下自由滑動的上壓板裝配體和下壓板裝配體，上壓板裝配體和下壓板裝配體上配合設置有若干個豎直的工件夾緊裝置，每個工件夾緊裝置均能夠沿其本身的軸線旋轉(zhuǎn)，工件夾緊裝置的軸線位于同一豎直面上；機架上安裝有能夠左右滑動的y軸直線運動系統(tǒng)，y軸直線運動系統(tǒng)連接焊槍，在y軸直線運動系統(tǒng)滑動使焊槍到達任意一個工件的焊接位置時，y軸直線運動系統(tǒng)停止運動且焊槍起弧，工件夾緊裝置同步開始旋轉(zhuǎn)。
[0013]進一步地，每個工件夾緊裝置均包括上下配對且同軸設置的上軸和下軸，上軸的下端和下軸的上端相對且之間留有空隙，上軸均通過軸承安裝在上壓板裝配體上，下軸均通過軸承安裝在下壓板裝配體上。
[0014]進一步地，設備機臺上安裝有能夠前后滑動的X軸直線運動系統(tǒng)，X軸直線運動系統(tǒng)上活動安裝有工裝盤，工裝盤上排列設置有若干個用于放置工件的臺階孔；X軸直線運動系統(tǒng)和工裝盤均位于上軸和下軸之間的空隙內(nèi)，下軸能夠穿過X軸直線運動系統(tǒng)和工裝盤與工件同軸相接。
[0015]進一步地，臺階孔的排數(shù)和列數(shù)均不小于1，且列數(shù)與工件夾緊裝置的個數(shù)相等；臺階孔的臺階為兩級，其下側(cè)孔直徑為R1，上側(cè)的孔直徑為R2，下軸的直徑為R0，工件下端的直徑為R3，RO彡Rl < R3彡R2。
[0016]進一步地，每個上軸的下端均設置盲孔，該盲孔外均套設有用于和下軸配合夾緊工件的彈簧套筒，彈簧套筒內(nèi)放置有彈簧，彈簧的上端嵌套在上軸的盲孔中；彈簧套筒的下端設置有用于防止彈簧掉落的凸環(huán)，同時在夾緊工件時，工件的上部進入彈簧套筒中并與凸環(huán)相接，且彈簧套筒壓緊彈簧。
[0017]進一步地，y軸直線運動系統(tǒng)通過焊槍夾具連接焊槍，焊槍夾具包括與y軸直線運動系統(tǒng)相連的水平固定座，以及在固定座左右兩端各自豎直連接的導向塊，導向塊能夠在固定座上前后滑動，導向塊和固定座之間設置有用于調(diào)節(jié)導向塊位置的前后調(diào)節(jié)裝置；導向塊相對的內(nèi)側(cè)面上連接有用于夾持焊槍的焊槍夾緊裝置，焊槍夾緊裝置能夠沿導向塊側(cè)面上下滑動，且焊槍夾緊裝置上設置有上下調(diào)節(jié)裝置。
[0018]進一步地，兩個機架上分別安裝有一個導柱，上壓板裝配體和下壓板裝配體分別通過導套安裝在導柱上。
[0019]進一步地，機架上裝有兩個用于帶動上壓板裝配體上下滑動的上氣缸，以及兩個用于帶動下壓板裝配體上下滑動的下氣缸。
[0020]進一步地，工作機構(gòu)的外部套設有與設備機臺相接的設備罩，設備機臺上端安裝工作臺面，且工作臺面位于設備罩外。
[0021]本發(fā)明焊接方法的技術(shù)方案是，包括以下步驟:
[0022](I)先將工件分別放置在工裝盤的若干個臺階孔內(nèi)，將工裝盤放置在X軸直線運動系統(tǒng)上；
[0023](2)上壓板裝配體向下運動，使上軸壓在對應的工件上端，下壓板裝配體向上運動，使下軸同時將工件和上軸頂起，直到工件到達設定位置處；
[0024](3) y軸直線運動系統(tǒng)啟動，帶動焊槍夾具，將焊槍移動到第一個工件的焊接位置，第一對上軸和下軸帶動工件同步開始旋轉(zhuǎn)，焊槍同步起弧開始焊接，待焊接完成后，焊槍移動到下一個工件的焊接位置起弧焊接，直至焊完第一排的工件；
[0025](4)上壓板裝配體和下壓板裝配體同時下降，使焊接完成的第一排工件回到工裝盤初始位置；松開第一排工件，X軸直線運動系統(tǒng)啟動，帶動工裝盤運動，直至第二排工件處于待夾緊的位置，重復焊接第一排工件的動作，完成第二排的焊接，直至所有工件全部焊接完成；
[0026](5)上壓板裝配體和下壓板裝配體復位，取下全部焊接完成的工件。
[0027]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果:
[0028]本發(fā)明通過設置上壓板裝配體、下壓板裝配體以及其上的若干個工件夾緊裝置，能夠?qū)Χ鄠€工件同時夾緊固定，而且工件夾緊裝置的軸線位于同一豎直面上，在夾緊工件后，使焊槍移動至工件的焊接位置并起弧，此時工件夾緊裝置同步開始旋轉(zhuǎn)，使焊槍能夠?qū)ぜM行自動焊接，使焊接效率高，通過y軸直線運動系統(tǒng)能夠帶動焊槍沿y軸方向運動至每一個工件的焊接位置處，此時焊槍起弧開始焊接，而工件夾緊裝置同步開始旋轉(zhuǎn)，將帶動工件轉(zhuǎn)動，便于完成周向焊縫的焊接；本發(fā)明是全自動焊接，加工精度高，保證了傳感器的焊接質(zhì)量；本發(fā)明的正常操作采用一鍵式操作，操作簡單方便，只需普通工人即可操作完成，生成成本低。
[0029]進一步地，本發(fā)明通過設置X軸直線運動系統(tǒng)和工裝盤，便于排列放置工件，增加工件加工數(shù)量；同時下軸能夠穿過X軸直線運動系統(tǒng)和工裝盤與工件同軸相接，保證了上軸、下軸和工件的同軸度，有效保證工件在旋轉(zhuǎn)的過程中不會偏離軸心，使加工精度高。
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