一种螺母与L形型材自动焊接工作站的制作方法

一种螺母与l形型材自动焊接工作站
技术领域
1.本发明属于自动化焊接技术领域，特别是涉及一种螺母与l形型材自动焊接工作站。


背景技术：

2.如图1所示为工件600的结构图，工件600由l形型材601和螺母602构成，焊接该工件时，需要将螺母602对称焊接在l形型材601的两端，且每一端水平方向等间距焊接三个螺母602，竖直方向焊接两个螺母602。
3.传统的焊接工艺在焊接过程中无法准确定位，且焊接时易造成型材与螺母位置的偏移，无法保证焊接质量。因此，有必要设计出一种螺母与l形型材自动焊接工作站来取代传统的焊接方式，实现螺母与l形型材焊接的自动化，降低人工劳动力成本，提高焊接工作效率。


技术实现要素：

4.本发明的目的是针对目前螺母与l形型材焊接效率较低的问题，提出一种螺母与l形型材自动焊接工作站，以提高焊接效率。
5.本发明的技术方案是：一种螺母与l形型材自动焊接工作站，其特征在于：所述螺母与l形型材自动焊接工作站由螺母振动输送装置、支撑模块、三坐标气动机械手、型材夹持模块、六自由度焊接机械手和工件组成；
6.所述螺母振动输送装置由螺母输送机支架、螺母输送机、螺母输送槽、输送槽振动器、螺母座支撑架和螺母座构成；所述螺母输送机通过螺栓固定在所述螺母输送机支架上，所述螺母输送槽通过螺栓安装在所述输送槽振动器上，且所述螺母输送槽一端与螺母输送机相连，另一端与所述螺母座相连，所述输送槽振动器通过螺栓安装在所述第一安装板上，所述螺母座通过螺栓安装在所述螺母座支撑架上，所述螺母座支撑架通过螺栓安装在所述第一安装板上；
7.所述支撑模块由底板支架、底板、第一滚珠丝杆安装座、第一滑块、第一滚珠丝杠、第一电机安装座、第一电机、第一联轴器、导轨、第二滑块、安装板支撑块、第一安装板和第二安装板构成；所述底板通过焊接固定在所述底板支架上，所述第一滚珠丝杆安装座通过螺栓安装在所述底板下端，所述第一滚珠丝杠通过轴承安装在所述第一滚珠丝杆安装座上，所述第一滑块通过滚珠丝杠副安装在第一滚珠丝杠上，所述第一电机安装座通过螺栓安装在所述第一滚珠丝杆安装座前端，所述第一电机通过螺栓安装在所述第一电机安装座上，所述第一电机输出轴通过第一联轴器与所述第一滚珠丝杠相连，所述导轨通过螺栓固定在所述底板上端，所述第二滑块通过滑动副与导轨相连，所述第二安装板通过螺栓与所述第二滑块、所述第一滑块相连，所述安装板支撑块设置有四个，通过焊接固定在所述底板上，所述第一安装板通过螺栓安装在所述安装板支撑块上；
8.所述三坐标气动机械手由机械手支撑架、第三安装板、第二滚珠丝杠安装座、第三
滑块、第二滚珠丝杠、第二电机安装座、第二电机、第二联轴器、第四安装板、第一气缸、第五安装板、第二气缸、第六安装板、第三气缸和开合夹头构成；所述机械手支撑架通过螺栓安装在所述第一安装板上，所述第三安装板通过螺栓安装在所述机械手支撑架上，所述第二滚珠丝杠安装座通过螺栓安装在所述第三安装板上，所述第二滚珠丝杠通过轴承安装在所述第二滚珠丝杠安装座上，所述第三滑块通过滚珠丝杠副安装在第二滚珠丝杠上，所述第二电机安装座通过螺栓安装在所述第二滚珠丝杠安装座前端，所述第二电机通过螺栓安装在所述第二电机安装座上，所述第二电机输出轴通过第二联轴器与所述第二滚珠丝杠相连，所述第四安装板通过螺栓安装在所述第三滑块上，所述第一气缸通过螺栓安装在所述第四安装板上，所述第五安装板通过螺栓安装在所述第一气缸的活塞杆端部，所述第二气缸通过螺栓安装在所述第五安装板上，所述第六安装板通过螺栓安装在所述第二气缸的活塞杆端部，所述第三气缸通过螺栓安装在所述第六安装板上，所述开合夹头通过螺栓安装在所述第三气缸上；
9.所述型材夹持模块由第一型材支撑架、第二型材支撑架、第四气缸安装座、第四气缸、第一夹头、第五气缸安装座、第五气缸、第二夹头、第一限位块和第二限位块构成；所述第一型材支撑架通过螺栓安装在所述第一安装板上，所述第二型材支撑架通过螺栓安装在所述第二安装板上，所述第四气缸安装座通过螺栓安装在所述第一型材支撑架侧面，所述第四气缸通过螺栓安装在所述第四气缸安装座上，所述第一夹头通过螺栓安装在第四气缸的活塞杆端部，所述第五气缸安装座通过螺栓安装在所述第二型材支撑架侧面，所述第五气缸通过螺栓安装在所述第五气缸安装座上，所述第二夹头通过螺栓安装在第五气缸的活塞杆端部，所述第一限位块通过螺栓安装在所述第一型材支撑架上，所述第二限位块通过螺栓安装在所述第二型材支撑架上；
10.所述l形型材放置在所述型材夹持模块的第一型材支撑架和第二型材支撑架上，所述第一夹头通过第四气缸做竖直运动，将l形型材压紧在第一型材支撑架上，所述第二夹头通过第五气缸做竖直运动，将l形型材压紧在第二型材支撑架上，实现l形型材的定位和夹紧；所述螺母输送机通过振动将螺母输送到螺母输送槽上，螺母输送槽通过输送槽振动器的振动将螺母输送到螺母座上，所述三坐标气动机械手通过第二电机驱动第二滚珠丝杠转动，所述第二滚珠丝杠带动第三滑块做直线移动，所述第三滑块带动第四安装板做直线移动，实现三坐标气动机械手的水平前后移动，所述第一气缸驱动其活塞杆带动第五安装板做直线移动，实现三坐标气动机械手的竖直上下移动，所述第二气缸驱动其活塞杆带动第六安装板做直线移动，实现三坐标气动机械手的水平左右移动，所述三坐标气动机械手移动到螺母座处，其前端的开合夹头通过第三气缸闭合，并通过所述第二气缸伸入螺母的内螺纹孔中，所述开合夹头通过第三气缸张开，实现螺母的夹取；所述三坐标气动机械手将螺母运送到l形型材上的焊接位置，开合夹头保持张开状态，六自由度焊接机械手完成对l形型材和螺母的焊接，所述开合夹头通过第三气缸闭合，并通过第二气缸从螺母的内螺纹孔中移出，完成螺母与l形型材的焊接夹紧工作。
11.所述螺母振动输送装置设有两个，且位于支撑模块后端两侧。
12.所述底板中心设有方形通槽，以便第一滑块相对底板做水平直线移动。
13.所述导轨与第二滑块均设有两个，且对称设置在底板的方形通槽两侧。
14.所述三坐标气动机械手设有两个，通过螺栓分别安装在第一安装板和第二安装板
上。
15.所述支撑模块中的第一电机驱动第一滚珠丝杠转动，所述第一滚珠丝杠带动第一滑块做直线移动，所述第一滑块带动第二安装板做直线移动，以适应不同长度的l形型材的定位。
16.所述第一型材支撑架和第二型材支撑架上端设置有放置l形型材的凹槽，实现l形型材前后方向和上下方向的定位。
17.所述第一限位块和第二限位块通过螺栓连接分别安装在第一型材支撑架和第二型材支撑架上，用于限制l形型材左右方向的位置。
18.所述六自由度焊接机械手实现对l形型材和螺母的焊接。
19.本发明的有益效果为：本发明提供的一种螺母与l形型材自动焊接工作站，结构上由螺母振动输送装置、支撑模块、三坐标气动机械手、型材夹持模块、六自由度焊接机械手和工件组成，其结构新颖；l形型材放置在型材夹持模块的第一型材支撑架和第二型材支撑架上，第一夹头通过第四气缸做竖直运动，将l形型材压紧在第一型材支撑架上，第二夹头通过第五气缸做竖直运动，将l形型材压紧在第二型材支撑架上，实现l形型材的定位和夹紧；螺母输送机通过振动将螺母输送到螺母输送槽上，螺母输送槽通过输送槽振动器的振动将螺母输送到螺母座上，三坐标气动机械手通过第二电机驱动第二滚珠丝杠转动，第二滚珠丝杠带动第三滑块做直线移动，第三滑块带动第四安装板做直线移动，实现三坐标气动机械手的水平前后移动，第一气缸驱动其活塞杆带动第五安装板做直线移动，实现三坐标气动机械手的竖直上下移动，第二气缸驱动其活塞杆带动第六安装板做直线移动，实现三坐标气动机械手的水平左右移动，三坐标气动机械手移动到螺母座处，其前端的开合夹头通过第三气缸闭合，并通过第二气缸伸入螺母的内螺纹孔中，开合夹头通过第三气缸张开，实现螺母的夹取；三坐标气动机械手将螺母运送到l形型材上的焊接位置，开合夹头保持张开状态，六自由度焊接机械手完成对l形型材和螺母的焊接，开合夹头通过第三气缸闭合，并通过第二气缸从螺母的内螺纹孔中移出，完成螺母与l形型材的焊接夹紧工作。本发明结构新颖，工作原理清晰，解决了现有焊接工艺劳动强度大、工作效率低，且难以保证焊接质量的问题。
附图说明
20.图1为本发明中工件的结构示意图。
21.图2为本发明整体结构示意图。
22.图3为本发明中螺母振动输送装置的结构示意图。
23.图4为本发明中支撑模块的整体结构示意图。
24.图5为本发明中支撑模块的局部结构示意图。
25.图6为本发明中三坐标气动机械手的整体结构示意图。
26.图7为本发明中三坐标气动机械手的补充结构示意图。
27.图8为本发明中型材夹持模块的结构示意图。
28.图9为本发明中六自由度焊接机械手的结构示意图。
29.图中：螺母振动输送装100、支撑模块200、三坐标气动机械手300、型材夹持模块400、六自由度焊接机械手500、工件600、螺母输送机支架101、螺母输送机102、螺母输送槽
103、输送槽振动器104、螺母座支撑架105、螺母座106、底板支架201、底板202、第一滚珠丝杆安装座203、第一滑块204、第一滚珠丝杠205、第一电机安装座206、第一电机207、第一联轴器208、导轨209、第二滑块210、安装板支撑块211、第一安装板212、第二安装板213、机械手支撑架301、第三安装板302、第二滚珠丝杠安装座303、第三滑块304、第二滚珠丝杠305、第二电机安装座306、第二电机307、第二联轴器308、第四安装板309、第一气缸310、第五安装板311、第二气缸312、第六安装板313、第三气缸314、开合夹头315、第一型材支撑架401、第二型材支撑架402、第四气缸安装座403、第四气缸404、第一夹头405、第五气缸安装座406、第五气缸407、第二夹头408、第一限位块409、第二限位块410、六坐标轴焊接机械手500、l形型材601、螺母602。
具体实施方式
30.下面结合附图对本发明作进一步说明：
31.如图2所示，一种螺母与l形型材自动焊接工作站，由螺母振动输送装置100、支撑模块200、三坐标气动机械手300、型材夹持模块400、六自由度焊接机械手500和工件600组成。
32.如图3所示，一种螺母与l形型材自动焊接工作站，螺母振动输送装置100由螺母输送机支架101、螺母输送机102、螺母输送槽103、输送槽振动器104、螺母座支撑架105和螺母座106构成；螺母输送机102通过螺栓固定在螺母输送机支架101上，螺母输送槽103通过螺栓安装在输送槽振动器104上，且螺母输送槽103一端与螺母输送机102相连，另一端与螺母座106相连，输送槽振动器104通过螺栓安装在第一安装板212上，螺母座106通过螺栓安装在螺母座支撑架105上，螺母座支撑架105通过螺栓安装在第一安装板212上。
33.如图4-5所示，一种螺母与l形型材自动焊接工作站，支撑模块200由底板支架201、底板202、第一滚珠丝杆安装座203、第一滑块204、第一滚珠丝杠205、第一电机安装座206、第一电机207、第一联轴器208、导轨209、第二滑块210、安装板支撑块211、第一安装板212和第二安装板213构成；底板202通过焊接固定在底板支架201上，第一滚珠丝杆安装座203通过螺栓安装在底板202下端，第一滚珠丝杠205通过轴承安装在第一滚珠丝杆安装座203上，第一滑块204通过滚珠丝杠副安装在第一滚珠丝杠205上，第一电机安装座206通过螺栓安装在第一滚珠丝杆安装座203前端，第一电机207通过螺栓安装在第一电机安装座206上，第一电机207输出轴通过第一联轴器208与第一滚珠丝杠205相连，导轨209通过螺栓固定在底板202上端，第二滑块210通过滑动副与导轨209相连，第二安装板213通过螺栓与第二滑块210、第一滑块204相连，安装板支撑块211设置有四个，通过焊接固定在底板202上，第一安装板212通过螺栓安装在安装板支撑块211上。
34.如图6-7所示，一种螺母与l形型材自动焊接工作站，三坐标气动机械手300由机械手支撑架301、第三安装板302、第二滚珠丝杠安装座303、第三滑块304、第二滚珠丝杠305、第二电机安装座306、第二电机307、第二联轴器308、第四安装板309、第一气缸310、第五安装板311、第二气缸312、第六安装板313、第三气缸314和开合夹头315构成；机械手支撑架301通过螺栓安装在第一安装板212上，第三安装板302通过螺栓安装在机械手支撑架301上，第二滚珠丝杠安装座303通过螺栓安装在第三安装板302上，第二滚珠丝杠305通过轴承安装在第二滚珠丝杠安装座303上，第三滑块304通过滚珠丝杠副安装在第二滚珠丝杠305
上，第二电机安装座306通过螺栓安装在第二滚珠丝杠安装座303前端，第二电机307通过螺栓安装在第二电机安装座306上，第二电机307输出轴通过第二联轴器308与第二滚珠丝杠305相连，第四安装板309通过螺栓安装在第三滑块304上，第一气缸310通过螺栓安装在第四安装板309上，第五安装板311通过螺栓安装在第一气缸310的活塞杆端部，第二气缸312通过螺栓安装在第五安装板311上，第六安装板313通过螺栓安装在第二气缸312的活塞杆端部，第三气缸314通过螺栓安装在第六安装板313上，开合夹头315通过螺栓安装在第三气缸314上。
35.如图8所示，一种螺母与l形型材自动焊接工作站，型材夹持模块400由第一型材支撑架401、第二型材支撑架402、第四气缸安装座403、第四气缸404、第一夹头405、第五气缸安装座406、第五气缸407、第二夹头408、第一限位块409和第二限位块410构成；第一型材支撑架401通过螺栓安装在第一安装板212上，第二型材支撑架402通过螺栓安装在第二安装板213上，第四气缸安装座403通过螺栓安装在第一型材支撑架401侧面，第四气缸404通过螺栓安装在第四气缸安装座403上，第一夹头405通过螺栓安装在第四气缸404的活塞杆端部，第五气缸安装座406通过螺栓安装在第二型材支撑架402侧面，第五气缸407通过螺栓安装在第五气缸安装座406上，第二夹头408通过螺栓安装在第五气缸407的活塞杆端部，第一限位块409通过螺栓安装在第一型材支撑架401上，第二限位块410通过螺栓安装在第二型材支撑架402上。
36.如图2-9所示，一种螺母与l形型材自动焊接工作站的工作原理如下：l形型材601放置在型材夹持模块300的第一型材支撑架401和第二型材支撑架402上，第一夹头405通过第四气缸404做竖直运动，将l形型材601压紧在第一型材支撑架401上，第二夹头408通过第五气缸407做竖直运动，将l形型材601压紧在第二型材支撑架402上，实现l形型材601的定位和夹紧；螺母输送机102通过振动将螺母602输送到螺母输送槽103上，螺母输送槽103通过输送槽振动器104的振动将螺母602输送到螺母座106上，三坐标气动机械手300通过第二电机307驱动第二滚珠丝杠305转动，第二滚珠丝杠305带动第三滑块304做直线移动，第三滑块304带动第四安装板309做直线移动，实现三坐标气动机械手300的水平前后移动，第一气缸310驱动其活塞杆带动第五安装板311做直线移动，实现三坐标气动机械手300的竖直上下移动，第二气缸312驱动其活塞杆带动第六安装板313做直线移动，实现三坐标气动机械手300的水平左右移动，三坐标气动机械手300移动到螺母座106处，其前端的开合夹头315通过第三气缸314闭合，并通过第二气缸312伸入螺母602的内螺纹孔中，开合夹头315通过第三气缸314张开，实现螺母602的夹取；三坐标气动机械手300将螺母602运送到l形型材601上的焊接位置，开合夹头315保持张开状态，六自由度焊接机械手500完成对l形型材601和螺母602的焊接，开合夹头315通过第三气缸314闭合，并通过第二气缸312从螺母602的内螺纹孔中移出，完成螺母602与l形型材601的焊接夹紧工作。