利用机械手自动上下料的搅拌摩擦焊接系统技术方案

本实用新型专利技术公开了利用机械手自动上下料的搅拌摩擦焊接系统，属于搅拌摩擦焊领域。本实用新型专利技术包括机械手和依次设置的上件工位、焊接工位、翻转工位，上件工位用于对多个工件进行初始上料，焊接工位用于对工件进行搅拌摩擦焊，翻转工位用于对焊接后的工件进行翻转，每个工位上均对应设置有用于固定工件的定位件，机械手的自由端设置有用于抓取工件的取件单元，机械手用于将工件依次取放至各个工位。本实用新型专利技术克服现有技术中搅拌摩擦焊生产系统劳动力需求大的不足，利用自动化机械手与搅拌摩擦焊相结合，实现高效自动化上下料，有助于减少作业人员数量，降低企业生产成本，提高生产效益。

Friction Stir Welding System with Automatic Loading and Loading of Manipulator

【技术实现步骤摘要】
利用机械手自动上下料的搅拌摩擦焊接系统
本技术涉及搅拌摩擦焊
，更具体地说，涉及利用机械手自动上下料的搅拌摩擦焊接系统。
技术介绍
搅拌摩擦焊接是一项创新的先进摩擦焊技术。与常规摩擦焊接一样，搅拌摩擦焊接也是利用摩擦热与塑性变形热作为焊接热源，不同之处在于搅拌摩擦焊接过程是由一个圆柱体或其他形状的搅拌针伸入工件的接缝处，通过焊头的高速旋转，使其与焊接工件材料摩擦，从而使连接部位的材料温度升高软化，完成材料焊接的目的。搅拌摩擦焊接的优势在于可以实现固相材料的连接制造，具有高效、低耗、低成本等特点，在航空、航天、汽车、船舶、轨道交通、民用航空、电力、电子、冶金等行业领域具有广泛的应用前景。机器人具有高柔性、多自由度的特点，可以实现了空间曲线轨迹的高精度运动，将机器人技术与搅拌摩擦焊接技术相结合，可以提高搅拌摩擦焊接的自动化程度，有利于提升焊接质量和降低焊接生产成本。目前常规的搅拌摩擦焊生产系统仍需要人工在多工位进行上下料操作，劳动力需求大且生产效率受到影响，如何将机器人技术与搅拌摩擦焊技术结合，实现对产品的集成式自动上下料操作是非常必要的。经检索，关于搅拌摩擦焊的技术优化已有大量专利公开，如中国专利申请号：201420795676X，专利技术创造名称为：机器人搅拌摩擦焊接装置，包括机器人本体、搅拌摩擦焊接机头、搅拌针、固定平台、位移传感器和视觉传感器；搅拌摩擦焊接机头设置在机器人本体下方，搅拌摩擦焊接机头与机器人本体的机械手固定连接，机器人本体控制搅拌摩擦焊接机头运动，搅拌摩擦焊接机头下设置有搅拌针，搅拌针跟随搅拌摩擦焊接机头运动；位移传感器和视觉传感器设置在固定平台上，固定平台用于放置待焊接工件；该申请案重在使搅拌针按照理想焊接轨迹运动，对于实现自动上下料并无涉及。又如中国专利申请号：2014100019385，专利技术创造名称为：搅拌摩擦焊的夹持装置，该申请案包括底板、浮动支撑板、传感器、压头和控制单元，活动支撑板安装在底板上并与支撑气缸或支撑液压缸的活塞杆相连，压头与固定气缸或固定液压缸的活塞杆相连，传感器用于检测被焊样件受到的支撑力或位移，该申请案增加了可调节的活动支撑结构，结合传感器和控制单元调整被焊样件的支撑高度，降低了焊接对样件支撑面的要求；同时采用双压头及固定压板的结构，保证样件在焊接过程中被可靠固定，还增加了压头与样件的接触面积，降低了样件的变形，提高焊接质量。但该申请案仅涉及加强对样件的固定效果，对如何实现样件的自动化上下料、提高生产效率并无助益。
技术实现思路
1.技术要解决的技术问题本技术的目的在于克服现有技术中搅拌摩擦焊生产系统劳动力需求大的不足，提供了利用机械手自动上下料的搅拌摩擦焊接系统，利用自动化机械手与搅拌摩擦焊相结合，实现高效自动化上下料，有助于减少作业人员数量，降低企业生产成本，提高生产效益。2.技术方案为达到上述目的，本技术提供的技术方案为：本技术的利用机械手自动上下料的搅拌摩擦焊接系统，包括机械手和依次设置的上件工位、焊接工位、翻转工位，上件工位用于对多个工件进行初始上料，焊接工位用于对工件进行搅拌摩擦焊，翻转工位用于对焊接后的工件进行翻转，每个工位上均对应设置有用于固定工件的定位件，机械手的自由端设置有用于抓取工件的取件单元，机械手用于将工件依次取放至各个工位。更进一步地，取件单元包括基座，基座上方设置有用于与机械手自由端配合连接的连接座，基座下方设置有至少一个固定台，固定台上设置有与其转动配合的取件转盘，取件转盘的两侧分别活动设置有主动夹板和从动夹板，主动连杆一端与主动夹板底部铰接，主动连杆另一端与取件转盘铰接，从动连杆一端与从动夹板底部铰接，从动连杆另一端与取件转盘铰接，且主动连杆与从动连杆分别位于取件转盘的不同侧，主动夹板一侧与动力气缸相连并由其驱动移动。更进一步地，固定台上设置有轨道，主动夹板和从动夹板的底部均设置有与该轨道相配合的滑座，主动夹板和从动夹板沿轨道延伸方向进行相对靠近或远离运动。更进一步地，翻转工位包括用于放置工件的翻转平台，翻转平台的两侧设置有用于夹紧工件的主动立板和从动立板，主动立板和从动立板的底部分别与开合组件相连，开合组件用于驱动主动立板和从动立板相对靠近或远离运动，主动立板和从动立板下方设置有顶升组件，顶升组件用于驱动工件升降，主动立板的一侧设置有旋转组件，旋转组件用于驱动工件翻转。更进一步地，开合组件包括设置于主动立板和从动立板底部的活动基板，活动基板上设置有与其转动配合的动力转盘，动力转盘的两侧分别活动设置有主动座板和从动座板，主动铰杆一端与主动座板铰接，主动铰杆另一端与动力转盘铰接，从动铰杆一端与从动座板铰接，从动铰杆另一端与动力转盘铰接，主动铰杆和从动铰杆分别位于动力转盘的不同侧，主动座板一侧与驱动气缸相连并由其驱动移动，主动立板设置于主动座板上，从动立板设置于从动座板上。更进一步地，翻转平台两侧分别开设有贯穿其厚度的避让槽，主动立板和从动立板分别从对应的避让槽穿过向上延伸，并可在避让槽内进行平移或升降；翻转平台两侧还设置有用于检测工件有无的感应器。更进一步地，顶升组件包括设置于活动基板下方的升降气缸，升降气缸端部固定在固定基板上，升降气缸的伸缩杆向上延伸并与上方的活动基板固连。更进一步地，固定基板上设置有导柱，活动基板上对应开设有供导柱穿过的导向通孔，导柱穿过导向通孔并向上延伸，且导柱的下部设有限位段，该限位段的直径大于导向通孔的直径。更进一步地，旋转组件包括设置于主动立板一侧的电机组件，主动立板和从动立板上部均设有分别与其转动配合的旋转轴，其中主动立板上的旋转轴与电机组件相连，电机组件用于驱动主动立板上的旋转轴旋转。更进一步地，上件工位包括机架，机架上设置有多层上件平台，每层上件平台可移动进出，且每层上件平台上均设置有用于定位工件的上件定位块。3.有益效果采用本技术提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：(1)本技术的利用机械手自动上下料的搅拌摩擦焊接系统，包括机械手和依次设置的上件工位、焊接工位、翻转工位，机械手用于将工件依次取放至各个工位，将搅拌摩擦焊与自动化机械手相结合，能够实现工件焊接的自动上下料，有效降低人工劳动强度，提高生产加工效率，并有助于减少作业人员数量，降低企业生产成本，提高生产效益。(2)本技术的利用机械手自动上下料的搅拌摩擦焊接系统，上件工位包括机架，机架上设置有多层上件平台，每层上件平台可移动进出，多层上件平台的设置可以依次替换工作，与机械手的自动抓取相配合，可以实现连续不间断式上料，有效提高加工效率。(3)本技术的利用机械手自动上下料的搅拌摩擦焊接系统，翻转工位上设置有用于夹紧工件的立板，并设有开合组件用于驱动立板相对靠近或远离运动，设有顶升组件用于驱动工件升降，设有旋转组件用于驱动工件翻转，对工件的夹持、顶升和翻转运动相结合，通过各功能间的巧妙配合，能够实现对工件的翻转，并配合机械手的自动取放件，加工效率明显提高。附图说明图1为本技术的利用机械手自动上下料的搅拌摩擦焊接系统的结构示意图；图2为本技术中上件工位的局部放大结构示意图；图3为本技术中焊接工位的局部放大结构示意图；图4为本技术中取件单元的仰视视角结构示意图；图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.利用机械手自动上下料的搅拌摩擦焊接系统，其特征在于：包括机械手(200)和依次设置的上件工位(100)、焊接工位(400)、翻转工位(500)，上件工位(100)用于对多个工件进行初始上料，焊接工位(400)用于对工件进行搅拌摩擦焊，翻转工位(500)用于对焊接后的工件进行翻转，每个工位上均对应设置有用于固定工件的定位件，机械手(200)的自由端设置有用于抓取工件的取件单元(300)，机械手(200)用于将工件依次取放至各个工位。

【技术特征摘要】
1.利用机械手自动上下料的搅拌摩擦焊接系统，其特征在于：包括机械手(200)和依次设置的上件工位(100)、焊接工位(400)、翻转工位(500)，上件工位(100)用于对多个工件进行初始上料，焊接工位(400)用于对工件进行搅拌摩擦焊，翻转工位(500)用于对焊接后的工件进行翻转，每个工位上均对应设置有用于固定工件的定位件，机械手(200)的自由端设置有用于抓取工件的取件单元(300)，机械手(200)用于将工件依次取放至各个工位。2.根据权利要求1所述的利用机械手自动上下料的搅拌摩擦焊接系统，其特征在于：取件单元(300)包括基座(311)，基座(311)上方设置有用于与机械手(200)自由端配合连接的连接座(310)，基座(311)下方设置有至少一个固定台(320)，固定台(320)上设置有与其转动配合的取件转盘(336)，取件转盘(336)的两侧分别活动设置有主动夹板(332)和从动夹板(339)，主动连杆(335)一端与主动夹板(332)底部铰接，主动连杆(335)另一端与取件转盘(336)铰接，从动连杆(340)一端与从动夹板(339)底部铰接，从动连杆(340)另一端与取件转盘(336)铰接，且主动连杆(335)与从动连杆(340)分别位于取件转盘(336)的不同侧，主动夹板(332)一侧与动力气缸(330)相连并由其驱动移动。3.根据权利要求2所述的利用机械手自动上下料的搅拌摩擦焊接系统，其特征在于：固定台(320)上设置有轨道(321)，主动夹板(332)和从动夹板(339)的底部均设置有与该轨道(321)相配合的滑座(337)，主动夹板(332)和从动夹板(339)沿轨道(321)延伸方向进行相对靠近或远离运动。4.根据权利要求1所述的利用机械手自动上下料的搅拌摩擦焊接系统，其特征在于：翻转工位(500)包括用于放置工件的翻转平台(510)，翻转平台(510)的两侧设置有用于夹紧工件的主动立板(539)和从动立板(538)，主动立板(539)和从动立板(538)的底部分别与开合组件相连，开合组件用于驱动主动立板(539)和从动立板(538)相对靠近或远离运动，主动立板(539)和从动立板(538)下方设置有顶升组件，顶升组件用于驱动工件升降，主动立板(539)的一侧设置有旋转组件，旋转组件用于驱动工件翻转。5.根据权利要求4所述的利用机械手自动上下料的搅拌摩擦焊接系统，其特征在于：开合组件包括设置于主动立板(539)和从...

【专利技术属性】
技术研发人员：李红伟，闫伟，杨长根，曹安，齐伟，
申请(专利权)人：安徽佩吉智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽,34