一种传感器芯体全自动焊接机及工作方法与流程

本发明涉及自动焊接机，具体涉及一种传感器芯体全自动焊接机及工作方法。

背景技术：

1、压力传感器金属膜片焊接前组件由烧结座组件(包括芯片、填充陶瓷、引线)、膜片、焊环组成，其中敏感元件为芯片，膜片承受外部压力，传输到芯片进行转换为电信号输出，芯片上面有电阻以及引线接触点，通过焊接封装后构成压力传感器，而金属膜片焊接是压力传感器制造的关键且薄弱过程。

2、传统的膜片焊接方式稳定性不高，焊接位置的不准确直接影响了焊接质量，从而影响产品的质量，且传统焊接设备需要人工操作的部分多，导致焊接效率不高，生产效率低，影响生产效益，因此需要一种能够保证焊接稳定性，且生产效率更高的传感器膜片焊接设备。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：提供一种传感器芯体全自动焊接机解决传感器膜片焊接效率低，且焊接质量不高的问题。

2、技术方案：本发明提供了一种传感器芯体全自动焊接机，包括：工作台、芯体上下料机构，所述芯体上下料机构包括：焊接环上料设备、料盘取放组件、备料组件、焊接料盘放置台、成品堆叠组件，所述焊接环上料设备、备料组件、焊接料盘放置台、成品堆叠组件依次设置在工作台上方一侧，所述料盘取放组件包括：取料滑轨、料盘取放夹、料盘取放驱动气缸，所述取料滑轨设置在工作台上，靠近备料组件、焊接进行放料组件、成品堆叠组件且平行，所述料盘取放夹下方设置滑块，通过滑块在取料滑轨上滑动连接，所述料盘取放驱动气缸设置在取料滑轨一端，驱动杆与料盘取放夹连接；

3、取放机械手，所述取放机械手设置在工作台上，取放机械手取放端设置取放组件，所述取放组件转动连接取放机械手，取放组件上依次设有个2焊接工装吸盘、1个焊接环吸盘、2个芯体夹持手；每次在进行焊接工作时，提前夹取下一次焊接需要的材料，将焊接完成的芯体、焊接工装取下后，立即放入带焊接材料，提高了焊接效率；

4、焊接定位机构，所述焊接定位机构包括：焊接定位台、焊接定位调整机构、焊接进行定位机构，所述焊接定位台设置在工作台中间，所述焊接定位调整机构对准焊接定位台设置，所述焊接进行定位机构滑动设置在工作台上，可以移动至焊接定位台正上方，对准焊接位置；焊接定位调整机构将待焊接的芯体、膜片、焊接环、焊接工装进行位置调整、对准，并在焊接时通过焊接进行定位机构保证焊接过程中的稳定性，提高了焊接质量；

5、焊接机构，所述焊接机构靠近焊接定位台设置在工作台上；

6、膜片上料机构，所述膜片上料机构包括：膜片上料筒、膜片上升传感器、膜片取料组件，所述膜片上升传感器设置在工作台上，所述膜片上料筒设置在膜片上升传感器两端，内部放置膜片，所述膜片取料组件包括：支撑架、旋转取料手、膜片吸盘，所述支撑架设置在工作台上，所述旋转取料手旋转设置在支撑架上，所述膜片吸盘设置在旋转取料手最外端下方；

7、膜片波纹成型机构，所述膜片波纹成型机构靠近膜片上料机构设置在工作台上。制作带波纹的金属膜片，可以提高其线性变形范围，提高传感器的质量。

8、进一步的，上述一种传感器芯体全自动焊接机，所述备料组件与成品堆叠组件均包括：料盘放置架、料盘、料盘升降装置，所述料盘放置架为四个l形立柱围成配合料盘的尺寸，所述料盘有若干个堆叠设置在料盘放置架内，所述料盘升降装置设置在工作台下方，穿过工作台与料盘下方连接，控制料盘的升降。

9、进一步的，上述一种传感器芯体全自动焊接机，所述焊接环上料设备包括：焊接环分离设备、上料输送带，所述焊接环分离设备为旋转振动分离设备，所述上料输送带连接焊接环分离设备的焊接环出口处，将分离后的焊接环单个排列输送至待吸取位置。

10、进一步的，上述一种传感器芯体全自动焊接机，还包括：焊接工装冷却平台，所述焊接工装冷却平台设置在工作台上，靠近上料输送带，上面放置3个焊接工装，所述焊接工装上方有圆锥形凹槽，其焊接时放置在焊接环上方，压住待焊接的产品，保证焊接质量，每次焊接轮流使用，完成一次焊接工作的焊接工装放置在焊接工装冷却平台上静置冷却。每次轮换使用焊接工装，避免重复使用导致焊接工装过热，从而影响焊接质量。

11、进一步的，上述一种传感器芯体全自动焊接机，所述焊接定位台上设置芯体定位夹具，焊接定位台下方设置旋转驱动机构，控制焊接定位台转动，完成芯体一周的环绕焊接。焊接时，保证焊接机构的焊接位置不变，通过转动焊接定位台带动产品自转，提高了焊接的稳定性，提高产品质量。

12、进一步的，上述一种传感器芯体全自动焊接机，所述焊接定位调整机构包括：固定板、安装板、定位调整驱动组件、定位夹爪，所述固定板竖直设置在工作台上，所述安装板垂直设置在固定板上侧，所述定位调整驱动组件设置在安装板上，所述定位夹爪有两根，分别设置在定位调整驱动组件两侧驱动端，定位夹爪夹持端设置有半圆形夹槽，夹持合住后夹槽拼合成符合传感器芯体尺寸的定位槽，将堆叠等待焊接的芯体、膜片、焊接环、焊接工装位置进行调整、定位。

13、进一步的，上述一种传感器芯体全自动焊接机，所述焊接进行定位机构包括：支撑架滑轨、支撑架固定板、支撑架、焊接定位移动气缸、焊接定位下压气缸、焊接定位工装，所述支撑架滑轨设置在焊接定位台两侧，所述支撑架固定板下方连接滑块，通过滑块滑动连接在支撑架滑轨上，所述焊接定位移动气缸设置在工作台上，驱动端穿过固定板连接支撑架固定板，所述焊接定位下压气缸设置在支撑架上方，其下压杆向下，所述焊接定位工装连接焊接定位下压气缸的下压杆，焊接定位工装下方为圆锥形，与焊接工装圆锥形凹槽匹配。

14、进一步的，上述一种传感器芯体全自动焊接机，所述焊接机构包括：焊接支撑架、焊接滑动轨道、焊接驱动装置、焊接机械手，所述焊接滑动轨道设置在工作台上，焊接滑动轨道上设置滑块，通过滑块上设置焊接安装板，所述焊接安装板上设置焊接支撑架，所述焊接驱动装置设置在焊接滑动轨道外端，驱动滑块沿焊接滑动轨道移动，所述焊接机械手设置在焊接支撑架侧面上方，通过设置转动轴旋转连接，所述焊接支撑架上方设置有手转轮，通过转动手转轮控制焊接机械手的角度。

15、进一步的，上述一种传感器芯体全自动焊接机，所述焊接机械手下方设置有焊接排气筒，所述焊接排气筒通过两个固定环安装在焊接安装板上，对准焊接定位台，焊接排气筒外接抽气设备，将焊接时产生的烟气抽离。

16、进一步的，上述一种传感器芯体全自动焊接机，所述膜片波纹成型机构包括：下压成型架、波纹成型定位座、膜片定位工装、下压机构，所述下压成型架设置在工作台上，所述波纹成型定位座设置在下压成型架内，所述膜片定位工装设置在波纹成型定位座上，膜片定位工装由间隔120°设置的三个限位块组成，中间设有带波纹的膜片定型凹槽，所述下压机构设置在下压成型架上方，下压端对准膜片定型凹槽。

17、进一步的，还提供一种传感器芯体全自动焊接机，包括以下步骤：

18、s1将待焊接的芯体放入料盘内，将料盘放置在料盘放置架内，料盘取放组件将放置好待焊接芯体的料盘转移到焊接料盘放置台上，料盘升降装置驱动下一个料盘上升置待转移位置；

19、s2将焊接环放入焊接环上料设备进行分离，在分个通过上料输送带输送至待取位置；

20、s3焊接准备工作：芯体夹持手夹起焊接料盘放置台上料盘中的芯体，焊接工装吸盘吸取焊接工装冷却平台上的焊接工装，焊接环吸盘吸取上料输送带待取位置的焊接环；膜片取料组件吸取膜片上料筒内的膜片，将其放置到膜片波纹成型机构中进行膜片波纹成型，将波纹成型后的膜片吸取，准备焊接；

21、s4芯体夹持手将抓取的1个芯体放置在焊接定位台上，膜片取料组件将波纹成型后的膜片放置在芯体上，焊接定位调整机构对芯体、膜片进行一次定位调整，焊接环吸盘将焊接环放置在膜片上方，焊接工装吸盘将焊接工装放在焊接环上方，焊接定位调整机构对芯体、膜片、焊接环、焊接工装整体进行一次定位调整；

22、s5焊接进行定位机构下压保证芯体、膜片、焊接环、焊接工装的位置不变，焊接机构对准焊接位置进行焊接，焊接定位台开始缓慢转动，完成一周360°的焊接工作；

23、s6焊接进行时，取放机械手重复s3焊接前准备工作，此时，取放机械手上1个焊接工装吸盘和1个芯体夹持手处于空置状态；

24、s7完成焊接后，焊接进行定位机构移开，空置的焊接工装吸盘将经过一次焊接工作的焊接工装吸取，空置的芯体夹持手夹起完成焊接的芯体，并将另一个芯体放置在焊接定位台上，焊接工装吸盘将经过一次焊接工作的焊接工装放置在焊接工装冷却平台上等待冷却，芯体夹持手将完成焊接的芯体放入焊接料盘放置台上的料盘中；

25、s8接着重复上述s3-s7的工作，同时进行焊接工作和取放工作，待焊接料盘放置台上料盘中的芯体均焊接完毕，料盘取放组件将完成焊接的料盘转移至成品堆叠组件中，再重复s1工序；

26、s9成品堆叠组件中增加一盘料盘时，料盘升降装置会下降一个料盘的高度，当料盘堆叠至上限时，再统一由操作人员取走。

27、上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：本发明所述的一种传感器芯体全自动焊接机及工作方法，自动上下料，通过机械手进行取放料，焊接工作进行的同时，机械手准备好下一次焊接的材料，节省上料时间，提高焊接效率，通过设置焊接定位调整机构、焊接进行定位机构，对焊接材料进行定位及位置调整，在焊接进行时进行限位、定位，保证焊接过程中的稳定性，提高了焊接质量，设置有膜片波纹成型机构，可以提高金属膜片的线性变形范围，从而提高传感器的质量，自动化焊接，减少了操作人员的工作，提高效率、减少失误。

技术特征：

1.一种传感器芯体全自动焊接机，其特征在于：包括：

2.根据权利要求1所述的一种传感器芯体全自动焊接机，其特征在于：所述焊接环上料设备(21)包括：焊接环分离设备(211)、上料输送带(212)，所述焊接环分离设备(211)为旋转振动分离设备，所述上料输送带(212)连接焊接环分离设备(211)的焊接环出口处，将分离后的焊接环单个排列输送至待吸取位置。

3.根据权利要求1所述的一种传感器芯体全自动焊接机，其特征在于：还包括：焊接工装冷却平台(8)，所述焊接工装冷却平台(8)设置在工作台(1)上，靠近上料输送带(212)，上面放置3个焊接工装，所述焊接工装上方有圆锥形凹槽，其焊接时放置在焊接环上方，压住待焊接的产品，保证焊接质量，每次焊接轮流使用，完成一次焊接工作的焊接工装放置在焊接工装冷却平台(8)上静置冷却。

4.根据权利要求1所述的一种传感器芯体全自动焊接机，其特征在于：所述焊接定位台(41)上设置芯体定位夹具(411)，焊接定位台(41)下方设置旋转驱动机构(412)，控制焊接定位台(41)转动，完成芯体一周的环绕焊接。

5.根据权利要求1所述的一种传感器芯体全自动焊接机，其特征在于：所述焊接定位调整机构(42)包括：固定板(421)、安装板(422)、定位调整驱动组件(423)、定位夹爪(424)，所述固定板(421)竖直设置在工作台(1)上，所述安装板(422)垂直设置在固定板(421)上侧，所述定位调整驱动组件(423)设置在安装板(422)上，所述定位夹爪(424)有两根，分别设置在定位调整驱动组件(423)两侧驱动端，定位夹爪(424)夹持端设置有半圆形夹槽，夹持合住后夹槽拼合成符合传感器芯体尺寸的定位槽，将堆叠等待焊接的芯体、膜片、焊接环、焊接工装位置进行调整、定位。

6.根据权利要求1所述的一种传感器芯体全自动焊接机，其特征在于：所述焊接进行定位机构(43)包括：支撑架滑轨(431)、支撑架固定板(432)、支撑架(433)、焊接定位移动气缸(434)、焊接定位下压气缸(435)、焊接定位工装(436)，所述支撑架滑轨(431)设置在焊接定位台(41)两侧，所述支撑架固定板(432)下方连接滑块，通过滑块滑动连接在支撑架滑轨(431)上，所述焊接定位移动气缸(434)设置在工作台(1)上，驱动端穿过固定板(421)连接支撑架固定板(432)，所述焊接定位下压气缸(435)设置在支撑架(433)上方，其下压杆向下，所述焊接定位工装(436)连接焊接定位下压气缸(435)的下压杆，焊接定位工装(436)下方为圆锥形，与焊接工装圆锥形凹槽匹配。

7.根据权利要求1所述的一种传感器芯体全自动焊接机，其特征在于：所述焊接机构(5)包括：焊接支撑架(51)、焊接滑动轨道(52)、焊接驱动装置(53)、焊接机械手(54)，所述焊接滑动轨道(52)设置在工作台(1)上，焊接滑动轨道(52)上设置滑块，通过滑块上设置焊接安装板(511)，所述焊接安装板(511)上设置焊接支撑架(51)，所述焊接驱动装置(53)设置在焊接滑动轨道(52)外端，驱动滑块沿焊接滑动轨道(52)移动，所述焊接机械手(54)设置在焊接支撑架(51)侧面上方，通过设置转动轴旋转连接，所述焊接支撑架(51)上方设置有手转轮(512)，通过转动手转轮(512)控制焊接机械手(54)的角度。

8.根据权利要求7所述的一种传感器芯体全自动焊接机，其特征在于：所述焊接机械手(54)下方设置有焊接排气筒(55)，所述焊接排气筒(55)通过两个固定环安装在焊接安装板(511)上，对准焊接定位台(41)，焊接排气筒(55)外接抽气设备，将焊接时产生的烟气抽离。

9.根据权利要求1所述的一种传感器芯体全自动焊接机，其特征在于：所述膜片波纹成型机构(7)包括：下压成型架(71)、波纹成型定位座(72)、膜片定位工装(73)、下压机构(74)，所述下压成型架(71)设置在工作台(1)上，所述波纹成型定位座(72)设置在下压成型架(71)内，所述膜片定位工装(73)设置在波纹成型定位座(72)上，膜片定位工装(73)由间隔120°设置的三个限位块组成，中间设有带波纹的膜片定型凹槽，所述下压机构(74)设置在下压成型架(71)上方，下压端对准膜片定型凹槽。

10.根据权利要求1-9任一项所述的一种传感器芯体全自动焊接机的工作方法，其特征在于：包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种传感器芯体全自动焊接机及工作方法，属于焊接设备领域，包括：工作台、芯体上下料机构、取放机械手、焊接定位机构、焊接机构、膜片上料机构、膜片波纹成型机构，所述芯体上下料机构包括：焊接环上料设备、料盘取放组件、备料组件、焊接料盘放置台、成品堆叠组件，依次设置在工作台上；所述取放机械手设置在工作台上，取放机械手取放端设置取放组件；所述焊接定位机构设置在工作台上；所述焊接机构靠近焊接定位机构设置在工作台上；所述膜片上料机构设置在工作台上，所述膜片波纹成型机构靠近膜片上料机构设置在工作台上。本发明自动化程度高，节省上料时间，提高焊接效率，在焊接进行时进行限位、定位，提高了焊接质量。

技术研发人员：王胜凯,蔡逢甲
受保护的技术使用者：苏州鑫点石精密机械制造有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23