專利名稱：一種雙頭連桿焊接工件自動輸送裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種工件輸送裝置，尤其是一種汽車連桿零件在焊裝過程中的自動輸送裝置，屬于汽車技術領域。
背景技術：
汽車是由成千上萬個零部件組成的，各零部件生產企業為了降低成本、提升產品品質、提高工作效率、降低工人的勞動強度，生產設備都在朝著自動化、人性化的方向發展。例如汽車轉向系統穩定桿連桿的焊接有電阻焊接、普通焊接等多種形式，其中電阻焊接形式由電阻焊機完成，它具有簡單可靠、工作效率高的特點，能夠依靠大電流瞬間融化兩電極間的材料，快速完成產品的焊接，能滿足不同形式連桿產品的焊接要求，在本行業中應用最為普遍。但目前電阻焊機一般由人工操作，需操作工人用手拿取工件后再用氣缸頂緊。操作時，氣缸將連桿桿頂緊在電阻焊的下電極上，如果沒有頂緊會出現電流不能接通或接觸 電阻大，從而影響焊接質量。在此過程中，極易發生氣缸壓住手指現象，給操作人員帶來人身傷害。并且，人手拿取工件存在著放置點不統一的問題，導致產品一致性差。這是因為當人手放置到定位點時，有可能放置的產品不垂直、或沒有將產品放置好就頂緊了氣缸、或者每次放置的力量大小不同而導致產品沒在恰當的位置焊接，造成產品一致性差。另外，在整個焊接過程中，需要對連桿兩頭分別焊接。由于連桿由三個零件組合而成，它包括一根桿、兩個圓頭形的座，焊接是將圓頭形的座分別焊接在桿的兩端，并且圓頭座的形狀為一端孔小，一端孔大，將一端焊接完成后，焊接另一端時需要將焊接完成的轉變角度形成180度的角度，也就是焊接完成的產品為圓頭座小孔的朝向正好相反，需將焊接完成了一端的產品翻轉兩個180度，第一個一百八十度為轉過來焊接另一端，第二個為圓頭座的朝向，并且是在高溫的情況下完成，既要防止燙傷、又要將半產品焊接另一端時放好位置，不能偏差，且氣缸頂緊不能晃動，以保證產品焊接后的品質，這就造成操作人員勞動強度大、以及存在燙傷的潛在風險。

發明內容
本發明的目的在于針對現有技術之弊端，提供一種自動化程度高、運行可靠、能降低操作人員勞動強度、減少安全生產隱患、提高焊接生產效率的雙頭連桿焊接工件自動輸送裝置。本發明所述問題是以下述技術方案實現的
一種雙頭連桿焊接工件自動輸送裝置，它由工件拿取翻轉機構、兩頭焊接工序間工件輸送機構、工件頂起轉位機構、焊接與后處理工序間工件輸送機構和PLC控制系統組成。上述雙頭連桿焊接工件自動輸送裝置，所述工件拿取翻轉機構布置在連桿工件焊裝設備的儲料箱與第一焊機之間，所述兩頭焊接工序間工件輸送機構與工件頂起轉位機構布置在連桿工件焊裝設備的第一焊機與第二焊機之間，所述焊接與后處理工序間工件輸送機構布置在連桿工件焊裝設備的第二焊機與后處理裝置之間。
上述雙頭連桿焊接工件自動輸送裝置，所述工件拿取翻轉機構設有第一工作臺，在第一工作臺上安裝第一直線運動單元，所述第一直線運動單元上設置第一左右移動無桿缸，在第一左右移動無桿缸上面固定安裝第一上下移動氣缸，所述第一上下移動氣缸的伸縮桿末端連接第一前后移動氣缸，在第一前后移動氣缸伸縮桿末端連接第一升降氣缸，所述第一升降氣缸伸縮桿末端連接第一步進電機，在第一步進電機的輸出軸上裝配第一工件夾緊單元。上述雙頭連桿焊接工件自動輸送裝置，所述兩頭焊接工序間工件輸送機構設有第二工作臺，在第二工作臺上安裝第二直線運動單元，所述第二直線運動單元上設置第二左右移動無桿缸，在第二左右移動無桿缸上面固定安裝第二上下移動氣缸，所述第二上下移動氣缸的伸縮桿末端連接弟_■如后移動氣缸，在弟_■如后移動氣缸伸縮桿末端連接弟~■升降氣缸，所述第二升降氣缸伸縮桿末端連接第二步進電機，在第二步進電機的輸出軸上裝配第二工件夾緊單元。上述雙頭連桿焊接工件自動輸送裝置，所述焊接與后處理工序間工件輸送機構設有第三工作臺，在第三工作臺上安裝第三直線運動單元，所述第三直線運動單元上設置第 三左右移動無桿缸，在第三左右移動無桿缸上面固定安裝第三前后移動氣缸，在第三前后移動氣缸伸縮桿末端連接第三升降氣缸，所述第三升降氣缸伸縮桿末端連接第三步進電機，在第三步進電機的輸出軸上裝配與第三工件夾緊單元。上述雙頭連桿焊接工件自動輸送裝置，所述工件頂起轉位機構與兩頭焊接工序間工件輸送機構匹配，它包括上下移動無桿缸、第四步進電機、旋轉塊和第四工作臺，所述上下移動無桿缸固定在第四工作臺上，所述第四步進電機安裝在上下移動無桿缸側壁上，在第四步進電機輸出軸末端裝配旋轉塊，所述旋轉塊上設有與連桿工件的銷孔座匹配的凹槽。上述雙頭連桿焊接工件自動輸送裝置，所述PLC控制系統與連桿工件焊裝設備控制系統匹配，所有與PLC控制系統執行元件配合的氣缸均為磁力環氣缸。本發明由不同的直線運動單元、氣缸、步進電機和工件夾緊單元組成機械手結構，替代人工完成連桿工件焊接過程中工件的取料翻轉、兩焊接工序、焊接與后處理工序間的運送，減少了連桿工件焊接耗用時間，可將整個循環過程控制在12秒內完成；本發明通過PLC系統控制實現工件的移動、轉位、旋轉等動作，并且所有氣缸均采用磁力環氣缸，每步動作均有防錯裝置，保證了產品生產的一致性。總之，本發明具有自動化程度高、運行可靠的特點，能有效降低操作人員勞動強度、減少安全生產隱患，提高產品質量和焊接生產效率。


下面結合附圖對本發明作進一步說明。圖I是本發明的總體布置示意 圖2是工件拿取翻轉機構的組成結構示意 圖3是兩頭焊接工序間工件輸送機構的組成結構示意 圖4是工件頂起轉位機構的組成結構示意 圖5是焊接與后處理工序間工件輸送機構的組成結構示意 圖6是連桿工件在焊接過程中空間姿態變化示意圖。
圖中各標號為1、工件拿取翻轉機構，1-1、第一工作臺，1-2、第一直線運動單元，1-3、第一左右移動無桿缸,1-4、第一上下移動氣缸,1-5、第一前后移動氣缸,1-6、第一步進電機，1-7、第一升降氣缸，1-8、第一夾緊單元，2、兩頭焊接工序間工件輸送機構，2-1、第二工作臺，2-2、第二直線運動單元，2-3、第二左右移動無桿缸，2-4、第二上下移動氣缸，2-5、第二前后移動氣缸，2-6、第二步進電機，2-7、第二升降氣缸，2-8、第二夾緊單元，3、焊接與后處理工序間工件輸送機構，3-1、第三工作臺，3-2、第三直線運動單元，3-3、第三左右移動無桿缸，3-4、第三前后移動氣缸，3-5、第三步進電機，3-6、第三夾緊單元，3-7、第三升降氣缸，4、工件頂起轉位機構，4-1、上下移動無桿氣缸，4-2、第四步進電機，4-3、旋轉塊，4-4、第四工作臺，4-5、凹槽，5、連桿工件，5-1、連桿工件桿身，5-2、連桿第一銷孔座，5-3、連桿第二銷孔座，6、儲料箱，7、第一焊機，8、第二焊機，9、連桿銷孔座輸送裝置，10、后處理裝置(沖標識裝置)。
具體實施例方式參看圖1，本發明為連桿工件焊裝設備的配套工裝，它由工件拿取翻轉機構I、兩頭焊接工序間工件輸送機構2、工件頂起轉位機構4、焊接與后處理工序間工件輸送機構3 和PLC控制系統組成，其中工件拿取翻轉機構I布置在連桿工件焊裝設備的儲料箱6與第一焊機7之間，用于完成工件原材料(連桿桿身)的抓取和空間姿態的調整，將連桿由原來的水平放置，轉變成桿的兩端為豎直放置。兩頭焊接工序間工件輸送機構2與工件頂起轉位機構4匹配，它們布置在連桿工件焊裝設備的第一焊機7與第二焊機8之間，用于完成連桿工件在連桿第一銷孔座焊裝工序和連桿第二銷孔座焊裝工序之間的運送，并在運送過程中完成工件空間姿態的調整(此時的狀態為豎直狀態，已經焊接完的一端在上方，需要將狀態調整為將焊接完的一端翻轉180度，即焊接完的一端朝下，并且圓頭座的小孔朝向也要旋轉180度，使小孔朝向另一端)；焊接與后處理工序間工件輸送機構3布置在連桿工件焊裝設備的第二焊機8與后處理裝置10之間，用于完成連桿工件在連桿第二銷孔座焊裝工序和后處理工序之間的運送，并在運送過程中完成工件空間姿態的調整(將豎直放置的產品轉為平行放置，為了讓開電阻焊機本身，豎直放置移動的話，會與電阻焊機本身相干涉，翻轉后才能進行下一序的作業)。參看圖I 圖6，本發明可替代人工完成連桿工件焊接過程中工件的取料翻轉、兩焊接工序、焊接與后處理工序間的運送，減少了連桿工件焊接耗用時間，可將整個循環過程控制在12秒內完成；本發明通過PLC控制實現工件的移動、轉位、旋轉等動作，并且所有氣缸均采用磁力環氣缸(如SC50X250-S型磁力環的氣缸)，每步動作均有防錯裝置，保證了產品生產的一致性。這是因為有了磁力環的防錯作用，當沒到位時，就不會進行下一步動作從而保證了產品的一致性。本發明的具體操作步驟為一、工件上料，按下開關按鈕，工件拿取翻轉機構I的第一夾緊單元將儲料箱6出口處的連桿桿身抓取后翻轉90°，工件5由水平狀態變為豎直狀態，再由工件拿取翻轉機構I輸送至第一焊機7的焊裝作業區，在此完成第一連桿銷孔座5-1的焊裝，工件拿取翻轉機構I退回到初始位置；二、兩頭焊接工序間工件輸送，兩頭焊接工序間工件輸送機構2的第二夾緊單元將工件抓取后，由第二步進電機2-6驅動完成工件在豎直面內180°旋轉，此時工件的第一連桿銷孔座5-1位于工件5下端，經工件頂起轉位機構調整，工件5完成水平面內180°旋轉，再由兩頭焊接工序間工件輸送機構2輸送至第二焊機8的焊裝作業區，在此完成第二連桿銷孔座5-2的焊裝，兩頭焊接工序間工件輸送機構2退回到初始位置；三、焊接與后處理工序間工件輸送，焊接與后處理工序間工件輸送機構3的第二夾緊單元將工件抓取后，由第三步進電機3-5驅動完成工件豎直面內90°旋轉，此時工件為水平狀態，再由焊接與后處理工序間工件輸送機構3輸送至后處理裝置10工作區，后處理裝置10 (沖標識裝置)對工件5進行沖標識作業。焊接與后處理工序完成后，工件輸送機構3退回到初始位置，至此完成一個工件輸送循環。
本發明的三個夾緊單元可采用HDZ-16-15T-2 ;其結構特點為靠氣推動活塞前后運動，活塞通過主軸帶動平行運動的夾片來回移動，完成張開夾緊的動作，平行夾片上可以組裝各種樣式的輔助工具，以夾持各種形狀的產品。
權利要求
1.一種雙頭連桿焊接工件自動輸送裝置，其特征是，它由工件拿取翻轉機構(I)、兩頭焊接工序間工件輸送機構(2)、工件頂起轉位機構(4)、焊接與后處理工序間工件輸送機構(3)和PLC控制系統組成。
2.根據權利要求I所述的一種雙頭連桿焊接工件自動輸送裝置，其特征是，所述工件拿取翻轉機構(I)布置在連桿工件焊裝設備的儲料箱(6)與第一焊機(7)之間，所述兩頭焊接工序間工件輸送機構(2)與工件頂起轉位機構(4)布置在連桿工件焊裝設備的第一焊機(7)與第二焊機(8)之間，所述焊接與后處理工序間工件輸送機構(3)布置在連桿工件焊裝設備的第二焊機(8)與后處理裝置(10)之間。
3.根據權利要求2所述的一種雙頭連桿焊接工件自動輸送裝置，其特征是，所述工件 拿取翻轉機構(I)設有第一工作臺(1-1)，在第一工作臺(1-1)上安裝第一直線運動單元(1-2)，所述第一直線運動單元(1-2)上設置第一左右移動無桿缸(1-3)，在第一左右移動無桿缸(1-3)上面固定安裝第一上下移動氣缸(1-4),所述第一上下移動氣缸(1-4)的伸縮桿末端連接第一前后移動氣缸(1-5),在第一前后移動氣缸(1-5)伸縮桿末端連接第一升降氣缸(1-7)，所述第一升降氣缸(1-7)伸縮桿末端連接第一步進電機(1-6)，在第一步進電機(1-6)輸出軸上裝配第一工件夾緊單元(1-8)。
4.根據權利要求3所述的一種雙頭連桿焊接工件自動輸送裝置，其特征是，所述兩頭焊接工序間工件輸送機構(2)設有第二工作臺(2-1)，在第二工作臺(2-1)上安裝第二直線運動單元(2-2)，所述第二直線運動單元(2-2)上設置第二左右移動無桿缸(2-3)，在第二左右移動無桿缸(2-3)上面固定安裝第二上下移動氣缸(2-4)，所述第二上下移動氣缸(2-4)的伸縮桿末端連接第二前后移動氣缸(2-5),在第二前后移動氣缸(2-5)伸縮桿末端連接第二升降氣缸(2-7 )，所述第二升降氣缸(2-7 )伸縮桿末端連接第二步進電機(2-6 )，在第二步進電機(2-6)的輸出軸上裝配第二工件夾緊單元(2-8)。
5.根據權利要求4所述的一種雙頭連桿焊接工件自動輸送裝置，其特征是，所述焊接與后處理工序間工件輸送機構(3)設有第三工作臺(3-1)，在第三工作臺(3-1)上安裝第三直線運動單元(3-2)，所述第三直線運動單元(3-2)上設置第三左右移動無桿缸(3-3)，在第三左右移動無桿缸(3-3)上面固定安裝第三前后移動氣缸(3-4)，在第三前后移動氣缸(3-4)伸縮桿末端連接第三升降氣缸(3-7)，所述第三升降氣缸(3-7)伸縮桿末端連接第三步進電機(3-5 )，在第三步進電機(3-5 )的輸出軸上裝配與第三工件夾緊單元(3-6 )。
6.根據權利要求5所述的一種雙頭連桿焊接工件自動輸送裝置，其特征是，所述工件 頂起轉位機構(4)與兩頭焊接工序間工件輸送機構(2)匹配，它包括上下移動無桿缸(4-1)、第四步進電機(4-2)、旋轉塊(4-3)和第四工作臺(4-4)，所述上下移動無桿缸(4-1)固定在第四工作臺(4-4 )上，所述第四步進電機(4-2 )安裝在上下移動無桿缸(4-1)的側壁上，在第四步進電機(4-2 )輸出軸末端裝配旋轉塊(4-3 )，所述旋轉塊(4-3 )上設有與連桿工件銷孔座匹配的凹槽(4-5)。
7.根據權利要求6所述的一種雙頭連桿焊接工件自動輸送裝置，其特征是，所述PLC控制系統與連桿工件焊裝設備控制系統匹配，所有與PLC控制系統執行元件配合的氣缸均為磁力環氣缸。
全文摘要
一種雙頭連桿焊接工件自動輸送裝置，它由工件拿取翻轉機構、兩頭焊接工序間工件輸送機構、工件頂起轉位機構、焊接與后處理工序間工件輸送機構和PLC控制系統組成，所述工件拿取翻轉機構布置在連桿工件焊裝設備的儲料箱與第一焊機之間，所述兩頭焊接工序間工件輸送機構與工件頂起轉位機構匹配，它們布置在連桿工件焊裝設備的第一焊機與第二焊機之間，所述焊接與后處理工序間工件輸送機構布置在連桿工件焊裝設備的第二焊機與后處理裝置之間。本發明具有自動化程度高、運行可靠的特點，能有效降低操作人員勞動強度、減少安全生產隱患，提高產品質量和焊接生產效率。
文檔編號B23K37/00GK102862010SQ201210372960
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月29日 優先權日2012年9月29日
發明者劉成軍, 劉云志, 宋力強, 肖靜杰 申請人:長城汽車股份有限公司