一种焊接设备及焊接方法

技术领域

本发明涉及焊接设备领域技术，尤其是指一种焊接设备及焊接方法。

背景技术

焊接设备即实现焊接工艺所需要的装备。目前的焊接设备，其设备结构复杂，设备成本高，过于繁锁的电控机构导致设备的自动化运行可靠性受局限，也局限了运行效率的进一步提升，同时，复杂的设备结构导致整个设备体积大，占用空间大，适用场合受限，不利于车间管理。

尤其是，对于一些长形工件而言，例如齿轮轴等，若其焊接位在短边两侧，输送过程中工件或治具容易形成打跟斗和侧翻的情形，导致焊接时位置出现偏差，加工出来的产品优良率低。

因此有必要研究一种方案来解决以上的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种焊接设备，其具有结构紧凑、使用方便、优良率高之特点。

为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：

一种焊接设备，包括有传输装置、顶起和旋转机构、按压机构、阻挡机构及焊接机构；其中：

所述传输装置具有沿X轴向输送的传送带，在传送带上设置有焊接工位；所述顶起和旋转机构朝向焊接工位设置且位于传送带的下方；所述顶起和旋转机构包括顶出台和控制顶出台升降的顶起机构、控制顶出台水平旋转的旋转机构；所述顶出台位于焊接工位处；所述按压机构设置于传输装置上方且对应顶起和旋转机构；所述阻挡机构设置于传送带上并位于焊接工位输出侧；所述焊接机构设置于焊接工位的前侧和/或后侧；

工件沿传送带输送到焊接工位的顶出台，所述阻挡机构则阻挡于工件的输出侧，所述顶起和旋转机构控制工件随同顶出台上升脱离传送带并水平旋转一设定角度，使工件上需焊接部位朝向焊接机构；所述按压机构配合顶出台对工件定位；焊接机构对工件进行焊接，完成焊接后，所述顶起和旋转机构控制工件随同顶出台水平旋转复位并下降复位，所述阻挡机构解除对工件输出侧的阻挡，焊接后的工件随传送带输出。

作为一种优选方案，所述传送带沿输送方向的两侧边设置，在两侧边的传送带之间形成间隙，顶出台对应间隙布置。

作为一种优选方案，所述设定角度为90度。

作为一种优选方案，所述顶起机构包括有第二驱动机构和Z轴滑动座，第二驱动机构带动Z轴滑动座上下位移，所述旋转机构包括有第三驱动机构和旋转轴，第三驱动机构带动旋转轴水平旋转，所述第三驱动机构和旋转轴设置在Z轴滑动座上，第三驱动机构和旋转轴随Z轴滑动座上下移动，所述顶出台连接于旋转轴上端。

作为一种优选方案，所述按压机构包括有第四驱动机构和按压件，所述第四驱动机构带动按压件上下移动，所述按压件正对顶出台，以压紧按压件和顶出台之间的工件。

作为一种优选方案，所述阻挡机构设置于传输机构上并位于传送带的侧旁，所述阻挡机构包括有Y轴滑动块和第五驱动机构，所述第五驱动机构带动Y轴滑动块前后滑动，以阻挡工件在传送带上流出焊接工位。

作为一种优选方案，所述焊接机构包括有焊接罩和激光头，所述激光头位于焊接罩中；所述焊接机构还包括有一摆动机构，所述摆动机构包括有摆动部和第七驱动机构，所述摆动部连接激光头尾部，第七驱动机构通过摆动部带动激光头上下摆动角度。

作为一种优选方案，所述激光头还配置有控制激光头X轴、Y轴、Z轴向位移的三轴驱动机构。

作为一种优选方案，在焊接工位的输入侧设置有暂留机构，其包括有止挡件及控制止挡件沿Y轴伸缩的第六驱动机构，以使得传送带上工件在焊接工位输入侧暂留，当焊接工位完成焊接并下料后，止挡件缩回，让暂留的工件通过传送至顶出台。

一种焊接方法，包括有如下步骤：

步骤1：把工件或装好工件的治具入传送带的输入端上，工件或装好工件的治具的长边沿传送方向流入；

步骤2：当工件或装好工件的治具传送至焊接工位的顶出台上方，阻挡机构则阻挡于焊接工位输出侧；

步骤3：工件或装好工件的治具随同顶出台上升脱离传送带并水平旋转一设定角度，使工件上需焊接部位朝向焊接机构；

步骤4：所述按压机构配合顶出台对工件或装好工件的治具定位；

步骤5：焊接机构对工件进行焊接；

步骤6：完成焊接后，所述顶起和旋转机构控制工件随同顶出台下降齐平传送带并水平旋转复位，所述阻挡机构解除对工件输出侧的阻挡，焊接后的工件或装好工件的治具随传送带输出。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知：

其主要是，通过设置有顶起和旋转机构，使工件可沿稳定的长边从传送带输入，避免了产品打跟斗侧翻的情况，确保焊接位置精准，提高了产品的优良率；

其次是，通过设置有按压机构，并配合顶起和旋转机构，使工件焊接时稳定地进行，进一步提高了产品的优良率；

再者是，通过将顶起和旋转机构、按压机构、阻挡机构以及焊接机构对应顶出口设计，使焊接作业在一条传送带上进行，结构紧凑，减小了设备占用的空间，方便管理与操作。

为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是本发明之较佳实施例的立体示意图；

图2是本发明之较佳实施例的内部结构示意图；

图3是本发明之较佳实施例的另一内部结构示意图；

图4是本发明之较佳实施例的局部结构的俯视图。

附图标识说明：

10、传输装置 11、传送带

101、顶出口

12、第一驱动机构 13、端部挡板

20、顶起和旋转机构 21、顶起机构

211、第二驱动机构 212、Z轴滑动座

22、旋转机构 221、第三驱动机构

222、旋转轴 223、顶出台

30、按压机构 31、第四驱动机构

32、按压件 33、基座

40、阻挡机构 41、Y轴滑动块

42、第五驱动机构 50、激光焊接机构

51、焊接罩 52、激光头

53、摆动机构 531、摆动部

532、第七驱动机构 60、控制器

70、底座 80、机箱

90、暂留机构 91、阻挡件

92、第六驱动机构。

具体实施方式

请参照图1至图4所示，其显示出了本发明之较佳实施例的具体结构，包括有传输装置10、顶起和旋转机构20、按压机构30、阻挡机构40、焊接机构和控制器60，所述焊接机构优选设计为激光焊接机构50，接下来以采用激光焊接机构50的焊接设备为例作说明。

所述传输装置10具有传送带11，通常将传送带11沿输送方向的两侧边设置，在两侧边的传送带11之间形成间隙，在传送带11输送方向设置有焊接工位，所述顶起和旋转机构20朝向焊接工位对应间隙处设置且位于传送带11的下方；所述按压机构30设置于传输装置10上方且正对顶起和旋转机构20，顶起和旋转机构20可将工件旋转90度，所述旋转角度依工件焊接需要而设定，不同的工件，其焊接位置不同，旋转角度也不同，不以此为限；所述阻挡机构40设置于传送带11上并位于焊接工位侧旁，具体是指输出侧；所述激光焊接机构50分别设置于传送带11的前后两侧并正对焊接工位，从而实现对产品的激光焊接，所述传输装置10、顶起和旋转机构20和阻挡机构40分别连接控制器60，实现焊接准备工作的自动化及连贯性。

要把治具（含工件）顶起旋转90度，是因为焊接的点在治具的短边两侧，如果治具短边沿着传送带11流入的话，治具容易打跟斗侧翻，以导致工件报废，所以把治具长边沿着传送带11流入，这样治具在传送带11上更加稳定，不会出现打跟斗侧翻的情形，焊接时再把治具顶起旋转90度，使治具短边进行焊接。

具体而言，所述传输装置10、顶起和旋转机构20、按压机构30、阻挡机构40、激光焊接机构50均设置于底座70上并位于机箱80中，所述控制器60设置于机箱80外。

进一步的，所述传输装置10、顶起和旋转机构20、按压机构30、阻挡机构40、激光焊接机构50均连接控制器60，由控制器60实现自动焊接上下料的整体连贯性；

所述传输装置10还具有第一驱动机构12，所述第一驱动机构12带动传送带11沿X轴方向移动；在本实施例中，所述传送带11为沿X轴向延伸，在传送带11的前、后侧可以分别设置有可调式侧向挡板，可以根据产品尺寸依需调节前、后侧的侧向挡板之间的间距；以及，在传送带11的输送末端设置有端部挡板13，前、后侧的侧向挡板的设置，使得工件输送导引顺畅，所述端部挡板13用于阻挡工件掉落且便于转移；优选的，所述焊接工位位于传送带11居中位置；此处，在传送带11的下方布置有支撑板，支撑板与传送带11保持较小间距，确保传送带11能顺畅输送，同时，支撑板又能起到一定的承托作用，在支撑板上对应焊接工位设置有顶出口101；

所述顶起和旋转机构20包括顶起机构21和旋转机构22，所述顶起机构21包括有第二驱动机构211和Z轴滑动座212，第二驱动机构211带动Z轴滑动座212上下位移，所述旋转机构22包括有第三驱动机构221和旋转轴222，第三驱动机构221带动旋转轴222水平旋转，所述第三驱动机构221和旋转轴222设置在Z轴滑动座212上，第三驱动机构221和旋转轴222随Z轴滑动座212上下移动，旋转轴222上端还连接有顶出台223，所述顶出台223适配于顶出口101；所述顶出台223由顶起机构21带动可选择性地与传送带齐平或上升超出传送带，由旋转机构22在顶出台223上升超出传送带11带动其水平旋转；在实际设计时，也可将顶出台223的初始状态设计为低于传送带11；

所述按压机构30包括有第四驱动机构31和按压件32，所述第四驱动机构31带动按压件32上下移动，所述按压件32正对顶出台223，以压紧按压件32和顶出台223之间的工件，防止工件移置，方便焊接的进行；

所述阻挡机构40设置于传输机构10上并位于传送带11的侧旁（前侧或后侧），阻挡机构40包括有Y轴滑动块41和第五驱动机构42，所述第五驱动机构42带动Y轴滑动块41前后滑动，以阻挡工件在传送带11上流出待焊接范围；通常，可以在焊接工位的输入侧或/和输出侧设置有到位感应器以实时感测工件上料输入到位、下料输出等情况；在焊接工位的输入侧设置有暂留机构90，其包括有止挡件91及控制止挡件91沿Y轴伸缩的第六驱动机构92，以使得传送带11上工件在焊接工位输入侧暂留，当焊接工位完成焊接并下料后，止挡件91缩回，让暂留的工件通过传送至顶出台223；

所述激光焊接机构50包括有焊接罩51和激光头52，所述焊接罩51和激光头52为两个，激光头52位于焊接罩51中，在焊接工位的前后侧均设置激光焊接机构50，若只设置于一侧亦可，其取决于焊接需求。

优选的，所述按压机构30还包括有基座33，基座33架设于焊接工位上方，所述基座33顶部具有一开口，前述第四驱动机构31位于开口内，前述焊接罩51设置于基座33下方；

所述激光焊接机构50还包括有一摆动机构53，所述摆动机构53包括有摆动部531和第七驱动机构532，所述摆动部531连接激光头52尾部，第七驱动机构532通过摆动部531带动激光头52上下摆动角度，以灵活焊接工件，以及摆动机构53设置于基座33下方，焊接罩51和按压机构30一体式设计，缩小了设备整体空间的排布，有利于设备的安置和维修。

在实际生产中，所述传输装置10、顶起和旋转机构20、按压机构30、阻挡机构40、激光焊接机构50在底座70上均使用架子架高，使得设备整体为桌面式，设备占用空间小，方便设备管理与运行，同时，该焊接设备也适合装设应用于其它设备或生产线上；所述激光头52还可配置控制激光头X轴、Y轴、Z轴向位移的三轴驱动机构，以实现对不同的工件进行焊接，实用性强。

详述本实施例的工作原理如下：

①手动把治具（治具已装好工件，工件以齿轮轴的焊接为例）放入传送带11的输入端上，治具的长边沿传送方向流入；放入治具的方式不局限于手工，若用机械手上料亦可。对于有些工件而言，也可以直接输送工件。

②当治具传送至顶出台223上方，第五驱动机构42已带动Y轴滑动块41伸出，以阻挡治具。

③第二驱动机构211带动Z轴滑动座212向上顶起，顶出台223推动治具向上离开传送带11表面后，第三驱动机构221带动顶出台223旋转90度。

④第四驱动机构31带动按压件32向下配合顶出台223压紧治具，按压件32压住治具或产品的上侧。

⑤激光头52开始进行焊接工作；激光头52的角度可以依需调节控制，同时，也可以控制激光头52在X轴、Y轴、Z轴向位移，以匹配焊接位置及焊接需求。

⑥经一段时间后，产品焊接完毕，控制器60控制激光头52停止运行，并驱动顶起和旋转机构20、按压机构30、阻挡机构40以及暂留机构90复位，治具落在传送带11上以输出治具，同时新的治具进入焊接工位；

如此循环。

需要说明的是：传送带11可以是持续运行，也可以是间跃式运行以匹配焊接时间。

本发明的设计重点在于：其主要是，通过设置有顶起和旋转机构，使工件可沿稳定的长边从传送带输入，避免了产品打跟斗侧翻的情况，确保焊接位置精准，提高了产品的优良率；

其次是，通过设置有按压机构，并配合顶起和旋转机构，使工件焊接时稳定地进行，进一步提高了产品的优良率；

再者是，通过将顶起和旋转机构、按压机构、阻挡机构以及焊接机构对应顶出口设计，使焊接作业在一条传送带上进行，结构紧凑，减小了设备占用的空间，方便管理与操作。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。