一种五轴自动化焊接设备制造技术

一种五轴自动化焊接设备，包括控制器、受控制器控制配合工作的变位机与电焊机，变位机包括机架和旋转工作台，旋转工作台设有一旋转轴和固定在旋转轴上的工作台,工作台上设有夹持待焊零件的夹具，电焊机包括气动旋转功能焊枪和X轴运动机构、Y轴运动机构和Z轴运动机构，气动旋转功能焊枪通过X轴运动机构、Y轴运动机构和Z轴运动机构实现空间三维运动，旋转工作台的旋转轴平行于所述X轴运动机构的滑动方向设置，变位机设有控制夹具翻转的旋转伺服电机，各运动机构与装置间有机配合，实现在有限的空间对焊接面变化多端的零件进行焊接，提高焊接精度与空间利用率，并通过代替人工焊接，提高生产效率。

A five axis automatic welding equipment

【技术实现步骤摘要】
一种五轴自动化焊接设备
本申请涉及焊接加工
，特别是一种五轴自动化焊接设备。
技术介绍
焊接是指通过加热或加压，或两者并用，使焊件达到结合的一种加工方法。根据焊接过程中金属所处的状态不同，焊接方法可分为熔焊、压焊和钎焊三大类，其中又以熔焊中的电弧焊应用最普遍。现有的技术方案大多放在机器人工作站来焊接，成本高、占用的位置大，或者是采用人工焊接、简单的二轴三轴焊接设备来实现。授权公共号CN207508501U公开了一种铝合金点焊用气动机械人焊枪，包括电极臂总成、气缸总成和变压器总成，所述电极臂总成包括静电极臂和动电极臂，所述动电极臂左端连接有电极杆，所述动电极臂右端上侧通过气缸连接件连接有气缸总成，动电极臂右端下侧通过动臂支撑件固定有焊枪侧板，所述静电极臂左端连接电极握杆，所述变压器总成包括2个变压器，变压器的电极通过软连接件连接于气缸连接件上。本技术，能够有效的连接铝合金板材，形成合格的焊核及表面质量要求，满足铝合金实际焊接工程中的需要。授权公共号CN104816114B公开了一种无限旋转焊枪，包括无限旋转装置和传动装置；无限旋转装置包括竖直布置的下电极和上电极，下电极和所述上电极之间设置有导电石墨，下电极、上电极和导电石墨均为中空结构；传动装置包括中空结构的旋转轴和动力装置；下电极连接第一焊把线，第一焊把线另一端穿过中空的旋转轴后连接焊枪，上电极连接第二焊把线；旋转轴下端通过转轴连接器连接有连接臂，连接臂另一端连接焊枪夹持器，焊枪夹持器连接所述焊枪；旋转轴通过同步带连接一侧的动力装置。本专利技术的目的在于提供一种解决现有技术中焊枪旋转角度有限，焊把线扭曲缠绕及重复焊接整圆完毕后要回复到原起始角度位置的问题的无限旋转焊枪。授权公共号CN108213802A公开了一种五轴桁架焊接机器人，包括两两相互垂直的X轴运动机构、Y轴运动机构和Z轴运动机构，X轴运动机构包括第一纵向滑轨、第二纵向滑轨、第一滑块、第二滑块和第一驱动装置，第一滑块与第一纵向滑轨滑动连接，第二滑块与第二纵向滑轨滑动连接，第一驱动装置连接第一滑块；Y轴运动机构包括横向滑轨、双向滑块和第二驱动装置，双向滑块一端与横向滑轨滑动连接，第二驱动装置连接双向滑块，横向滑轨两端分别设于第一滑块和第二滑块上；Z轴运动机构包括竖直滑轨、第三驱动装置，双向滑块另一端与竖直滑轨滑动连接，第三驱动装置连接双向滑块；水平旋转台和竖直旋转台采用电机与减速机配合转动。上述方案存在如下不足：零件无法翻转，电焊机进入焊点的角度和方向受限，一个零件不同焊接平面上的焊点难以实现焊接，降低了焊接精度、焊接效率和产品合格率。
技术实现思路
为解决上述问题，本申请提出一种五轴自动化焊接设备，能够在有限的空间对焊接面变化多端的零件进行焊接。为实现上述目的，本申请提出如下技术方案：一种五轴自动化焊接设备，包括PLC控制器、变位机与电焊机，其特征在于：所述变位机包括机架、旋转工作台和驱动旋转工作台旋转定位的伺服电机，所述旋转工作台设有一旋转轴和固定在旋转轴上的工作台，工作台上设有夹持待焊零件的夹具，所述电焊机包括底座、X轴运动机构、Y轴运动机构、Z轴运动机构、气动旋转功能焊枪，所述气动旋转功能焊枪包括轴套、焊接头旋转轴、气动焊接头、焊枪伺服电机，焊接头旋转轴通过其外圆周的轴承套装在轴套内绕中心旋转，气动焊接头固定在焊接头旋转轴前端，还包括固定在焊接头旋转轴上的同步齿轮，所述焊枪伺服电机输出轴与同步齿轮通过齿轮传动，所述X轴运动机构安装于所述底座上，所述Y轴运动机构安装于所述X轴运动机构上，所述Z轴运动机构安装于所述Y轴运动机构上，所述气动旋转功能焊枪安装于所述Z轴运动机构上，所述气动旋转功能焊枪通过X轴运动机构、Y轴运动机构和Z轴运动机构实现空间三维运动，所述旋转工作台的旋转轴平行于所述X轴运动机构的滑动方向设置，所述变位机上的旋转伺服电机与所述控制器电连接。如上所述一种五轴自动化焊接设备，其特征在于：所述控制器为PLC控制器，所述PLC控制器与驱动X轴运动机构的X轴伺服电机、驱动Y轴运动机构的Y轴伺服电机、驱动Z轴运动机构的Z轴伺服电机、气动旋转功能焊枪电连接。如上所述一种五轴自动化焊接设备，其特征在于：所述变位机还设有用于确定零件是否在夹具上安装到位的接近感应器，所述气动旋转功能焊枪上设有感应焊枪的头部是否夹紧到位的夹紧感应器，所述接近感应器和夹紧感应器与控制器电连接。如上所述一种五轴自动化焊接设备，其特征在于：所述夹具与工作台拆卸连接，夹具包括多种规格。如上所述一种五轴自动化焊接设备，其特征在于：所述变位机有多台，多台变位机前后方向顺次设置。如所述一种五轴自动化焊接设备，其特征在于：所述旋转轴两端通过轴承转动支撑在所述机架上，所述旋转伺服电机与所述旋转轴一端之间还设置有变速齿轮传动箱。本专利技术创造的有益效果是：1、通过设置X轴运动机构、Y轴运动机构、Z轴运动机构、气动旋转功能焊枪和旋转工作台，各运动机构与装置间有机配合，实现在有限的空间对焊接面变化多端的零件进行焊接，提高焊接精度与空间利用率。2、通过PLC控制器控制各伺服电机进行焊接操作，代替人工焊接，提高生产效率与焊接精度。3、通过设置接近感应器和夹紧感应器，检测零件是否漏装，装到位，防反，检测焊枪是否夹紧，提升产品合格率。4、夹具可拆卸的设置，使焊接设备通过更换不同型号夹具能胜任对不同产品的焊接加工。【附图说明】图1是焊接设备的立体结构图；图2是电焊机的立体结构图；图3是气动旋转功能焊枪的立体结构图；图4是本申请信号传输图；图中：1、变位机；101、工作台；11、夹具；100、机架；12、旋转伺服电机；121、变速齿轮传动箱；13、旋转轴；14、轴承；2、电焊机；21、气动旋转功能焊枪；211、轴套；212、气动焊接头；213、焊枪伺服电机；214、同步齿轮；2201、X轴底座；2202、X轴伺服电机；2203、X轴导轨；2205、X轴滑座；2301、Y轴底座；2302、Y轴伺服电机；2303、Y轴导轨；2305、Y轴滑座；2401、Z轴底座；2405、Z轴滑座。【具体实施方式】以下结合附图和具体实施方式进一步说明。如图1和图2所示，一种五轴自动化焊接设备，包括PLC控制器、变位机1与电焊机2，变位机1包括机架100、旋转工作台和驱动旋转工作台旋转定位的旋转伺服电机12，所述旋转工作台设有一旋转轴13和固定在旋转轴13上的工作台101，工作台101上设有夹持待焊零件的夹具11，电焊机2包括底座、X轴运动机构、Y轴运动机构、Z轴运动机构、气动旋转功能焊枪21，所述气动旋转功能焊枪21包括轴套211、焊接头旋转轴、气动焊接头212、焊枪伺服电机213，焊接头旋转轴通过其外圆周的轴承套装在轴套内绕中心旋转，气动焊接头212固定在焊接头旋本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种五轴自动化焊接设备，包括PLC控制器、变位机(1)与电焊机(2)，其特征在于：/n所述变位机(1)包括机架(100)、旋转工作台和驱动旋转工作台旋转定位的旋转伺服电机(12)，所述旋转工作台设有一旋转轴(13)和固定在旋转轴(13)上的工作台(101),工作台(101)上设有夹持待焊零件的夹具(11)，/n所述电焊机(2)包括底座、X轴运动机构、Y轴运动机构、Z轴运动机构、气动旋转功能焊枪(21)，/n所述气动旋转功能焊枪(21)包括轴套(211)、焊接头旋转轴、气动焊接头(212)、焊枪伺服电机(213)，焊接头旋转轴通过其外圆周的轴承套装在轴套(211)内绕中心旋转，气动焊接头(212)固定在焊接头旋转轴前端，还包括固定在焊接头旋转轴上的同步齿轮(214)，所述焊枪伺服电机(213)输出轴与同步齿轮(214)通过齿轮传动，/n所述X轴运动机构安装于所述底座上，/n所述Y轴运动机构安装于所述X轴运动机构上，/n所述Z轴运动机构安装于所述Y轴运动机构上，/n所述气动旋转功能焊枪(21)安装于所述Z轴运动机构上，/n所述气动旋转功能焊枪(21)通过X轴运动机构、Y轴运动机构和Z轴运动机构实现空间三维运动，/n所述旋转工作台的旋转轴(13)平行于所述X轴运动机构的滑动方向设置，所述变位机(1)上的旋转伺服电机(12)与所述控制器电连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种五轴自动化焊接设备，包括PLC控制器、变位机(1)与电焊机(2)，其特征在于：
所述变位机(1)包括机架(100)、旋转工作台和驱动旋转工作台旋转定位的旋转伺服电机(12)，所述旋转工作台设有一旋转轴(13)和固定在旋转轴(13)上的工作台(101),工作台(101)上设有夹持待焊零件的夹具(11)，
所述电焊机(2)包括底座、X轴运动机构、Y轴运动机构、Z轴运动机构、气动旋转功能焊枪(21)，
所述气动旋转功能焊枪(21)包括轴套(211)、焊接头旋转轴、气动焊接头(212)、焊枪伺服电机(213)，焊接头旋转轴通过其外圆周的轴承套装在轴套(211)内绕中心旋转，气动焊接头(212)固定在焊接头旋转轴前端，还包括固定在焊接头旋转轴上的同步齿轮(214)，所述焊枪伺服电机(213)输出轴与同步齿轮(214)通过齿轮传动，
所述X轴运动机构安装于所述底座上，
所述Y轴运动机构安装于所述X轴运动机构上，
所述Z轴运动机构安装于所述Y轴运动机构上，
所述气动旋转功能焊枪(21)安装于所述Z轴运动机构上，
所述气动旋转功能焊枪(21)通过X轴运动机构、Y轴运动机构和Z轴运动机构实现空间三维运动，
所述旋转工作台的旋转轴(13)平行于所述X轴运动机构的滑动方向设置，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：万帅，
申请(专利权)人：武汉东泰盛机械有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42