CN104289834A - 法兰式套筒焊接站 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种法兰式套筒焊接站，包括管件振动上料机、第一法兰振动上料机、第二法兰振动上料机、翻转上料机构、焊枪支撑组件、工件夹持机械手机构、第一工件焊接旋转组件和第二工件焊接旋转组件；管件振动上料机、翻转上料机构、焊枪支撑组件在工作台上从左到右依次设置，焊枪支撑组件包括焊枪头立柱和两个左右对称布置的第一、第二焊嘴组件，第一工件焊接旋转组件设置在第一焊嘴组件的正下方，第二工件焊接旋转组件设置在第二焊嘴组件的正下方，第一法兰振动上料机设置在第一焊嘴组件的正前方，第二法兰振动上料机设置在第二焊嘴组件的正前方，工件夹持机械手机构位于焊枪支撑组件的后方。能实现法兰式套筒的全自动化焊接，提高生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于焊接法兰式套筒的焊接设备，属于机械结构技术领域。
背景技术
法兰式套筒属于汽车零部件，由管件和两个法兰组成，两个法兰分别套在管件的两端，并与管件焊接固定。传统的焊接设置是将管件通过工装竖直夹紧，由人工将其中一个法兰焊接固定后，再将焊好的工件翻转180°，再将另一个法兰焊接在管件上。现有焊接工装每焊一个法兰式套筒需要经过两次装夹，焊接效率低、焊接精度低，劳动强度大，劳动保护弱，无法实现自动化批量生产。
发明内容
本发明针对上述技术问题进行改进，拟提供一种全自动化批量生产的法兰式套筒焊接站，并提高生产效率和焊接精度。
为解决以上技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种法兰式套筒焊接站，包括工作台(1)，以及安装在工作台(1)上的管件振动上料机(A)、第一法兰振动上料机(B1)、第二法兰振动上料机(B2)、翻转上料机构(C)、焊枪支撑组件(D)、工件夹持机械手机构(E)、第一工件焊接旋转组件(F1)和第二工件焊接旋转组件(F2)；所述管件振动上料机(A)、翻转上料机构(C)、焊枪支撑组件(D)在工作台(1)上从左到右依次设置，所述焊枪支撑组件(D)包括焊枪头立柱(2)和两个左右对称布置的第一、第二焊嘴组件(G1、G2)，所述第一、第二焊嘴组件(G1、G2)在动力驱动下能相对焊枪头立柱(2)上下移动，所述第一工件焊接旋转组件(F1)设置在第一焊嘴组件(G1)的正下方，第二工件焊接旋转组件(F2)设置在第二焊嘴组件(G2)的正下方，第一、第二工件焊接旋转组件(F1、F2)在动力驱动下能相对工作台(1)进行360°回转，所述第一法兰振动上料机(B1)设置在第一焊嘴组件(G1)的正前方，第二法兰振动上料机(B2)设置在第二焊嘴组件(G2)的正前方，所述工件夹持机械手机构(E)位于焊枪支撑组件(D)的后方；
所述工件夹持机械手机构(E)包括固定座(3)和滑动溜板(4)，滑动溜板(4)在动力驱动下能相对固定座(3)左右滑动，在滑动溜板(4)上从左到右依次间隔设置有第一、第二、第三机械手(H1、H2、H3)，第一、第三机械手(H1、H3)在各自的动力驱动下能相对滑动溜板(4)前后、上下运动，第二机械手(H2)在动力驱动下能相对滑动溜板(4)前后、上下运动以及180°翻转，当第一机械手(H1)位于翻转上料机构(C)的正后方时，第二机械手(H2)位于第一工件焊接旋转组件(F1)的正后方，第三机械手(H3)位于第二工件焊接旋转组件(F2)的正后方；
所述管件振动上料机(A)包括振动送料盘(5)和送料轨道(6)，所述第一、第二法兰振动上料机(B1、B2)包括振动送料盘(5)、送料轨道(6)、上料机构(K)；
首先，所述翻转上料机构(C)的进料口与管件振动上料机(A)的送料轨道(6)相接，管件经管件振动上料机(A)水平送入翻转上料机构(C)，经翻转上料机构(C)翻转成竖直状态，再由第一机械手(H1)将管件送入第一工件焊接旋转组件(F1)上将管件夹紧；同时，第一法兰振动上料机(B1)的振动送料盘(5)将第一法兰通过送料轨道(6)送至上料机构(K)，由上料机构(K)将第一法兰套在夹紧的管件上，第一焊嘴组件(G1)下降到位，第一工件焊接旋转组件(F1)带动管件和第一法兰360°旋转的同时，第一焊嘴组件(G1)将第一法兰焊接在管件上，再由第二机械手(H2)将第一次焊接完成的工件翻转180°并送入第二工件焊接旋转组件(F2)上将工件夹紧；再由第二法兰振动上料机(B2)的振动送料盘(5)将第二法兰通过送料轨道(6)送至上料机构(K)，由上料机构(K)将第二法兰套在管件的另一端上，第二焊嘴组件(G2)下降到位，第二工件焊接旋转组件(F2)带动第二法兰、第一次焊接完成的工件360°旋转的同时，第二焊嘴组件(G2)将第二法兰焊接在管件的另一端，再由第三机械手(H3)将焊好的工件移到第二工件焊接旋转组件(F2)的右侧。
作为上述方案的优选，所述翻转上料机构(C)包括转动电机(7)、固定架(8)和翻转盘(9)，所述转动电机(7)安装在固定架(8)上，固定架(8)安装在工作台(1)上，所述翻转盘(9)内开有“一”字孔(9a)，管件经管件振动上料机(A)进入橫置的“一”字孔(9a)内，由转动电机(7)驱动翻转盘(9)顺时针旋转90°后，管件在重力作用下从“一”字孔(9a)内下落到工作台(1)上。采用“一”字孔加顺时针旋转90°的翻转盘结构形式，能保证顺畅地将水平送入的管件翻转成竖直状态，管件再利用自身的重力从翻转盘滑落到工作台上，结构设计巧妙。当然，也可以采用夹持气爪结构将管件夹紧结合转动电机进行90°翻转，成本相对一字槽的翻转盘来说更高。
所述工件夹持机械手机构(E)的固定座(3)与滑动溜板(4)之间的动力驱动装置为电缸机构，电缸机构带动滑动溜板(4)相对固定座(3)左右滑动；所述第一机械手(H1)包括平行气爪(12)、上下运动导杆气缸(13)和前后运动导杆气缸(14)，第二机械手(H2)包括平行气爪(12)、上下运动导杆气缸(13)、前后运动导杆气缸(14)和180°旋转气缸(15)，所述第三机械手(H3)包括平行气爪(12)、上下运动导杆气缸(13)、前后运动导杆气缸(14)和90°旋转气缸(16)。第三机械手除了可以水平、上下运动外，还具有90°旋转功能，将焊接完成的工件水平送出。采用三个机械手可以分别对三个工件进行焊接，进一步提高生产效率。
所述焊枪支撑组件(D)通过焊枪头立柱(2)固定在工作台(1)上，第一、第二焊嘴组件(G1、G2)由同一气缸(17)驱动而同步上下移动，该气缸(17)的缸体固定在焊枪头立柱(2)顶部，气缸(17)的活塞杆下端铰接在焊接头溜板(22)上，第一、第二焊嘴组件(G1、G2)对称布置在焊接头溜板(22)的左右两侧，焊接头溜板(22)与焊枪头立柱(2)通过竖直导轨滑动连接，第一、第二焊嘴组件(G1、G2)包括鹅颈管焊嘴(19)、焊枪抱夹器(20)和管孔堵头(21)，所述鹅颈管焊嘴(19)通过焊枪抱夹器(20)安装到焊接头溜板(22)上，鹅颈管焊嘴(19)的上端朝气缸(17)轴线倾斜，管孔堵头(21)竖直安装在焊接头溜板(22)上，并位于鹅颈管焊嘴(19)的外侧，所述管孔堵头(21)的下端设置有锥形头，焊接法兰时，锥形头伸入法兰孔内将法兰压住。第一、第二焊嘴组件由同一气缸驱动而同步上下移动，节约成本的同时，结构布置更为紧凑；管孔堵头的锥形头用于在焊接过程中将法兰压紧。
所述第一、第二工件焊接旋转组件(F1、F2)包括旋转台(26)，以及安装在旋转台(26)上的焊接面定位块(25)、垫片夹持缸安装座(27)和管件气动夹爪(30)，所述旋转台(26)通过轴承座(38)安装在工作台(1)的安装孔内，焊接面定位块(25)设置在旋转台(26)的中部，两个垫片夹持缸安装座(27)对称设置在焊接面定位块(25)的两侧，每个垫片夹持缸安装座(27)的顶部设置有一个薄型带导杆气缸(29)，每个薄型带导杆气缸(29)上安装有一个焊接挡板(28)，两个薄型带导杆气缸(29)分别带动各自对应的焊接挡板(28)相向运动，两个焊接挡板(28)合拢后中部正好围成一个圆孔(28a)，所述管件气动夹爪(30)的夹持端伸到圆孔(28a)的正下方将管件夹紧，所述管孔堵头(21)下端的锥形头伸入圆孔(28a)将法兰压紧在管件气动夹爪(30)上。优化第一、第二工件焊接旋转组件的结构，采用薄型带导杆气缸便于安装布置，焊接挡板可挡住焊渣，两焊接挡板合拢后在中间预留有圆孔用于管孔堵头的下端通过。
所述第一、第二工件焊接旋转组件(F1、F2)由同一旋转动力装置(J)驱动而同步转动，所述旋转动力装置(J)位于工作台(1)下方，并居中设置在第一工件焊接旋转组件(F1)与第二工件焊接旋转组件(F2)之间，该旋转动力装置(J)包括驱动电机(23)和同步带传动机构(24)，所述同步带传动机构(24)的主动轮(24a)通过同步带(24d)分别带动第一、第二工件焊接旋转组件(F1、F2)下端的从动轮(24b)转动。
所述第一、第二法兰振动上料机(B1、B2)的上料机构(K)包括上料立柱(31)、法兰定位板(32)、电磁吸盘(33)、上料前后运动气缸(34)和薄型气缸(35)，法兰经振动送料盘(5)、送料轨道(6)送至法兰定位板(32)的定位孔(32a)内，电磁吸盘(33)安装在薄型气缸(35)的下端，电磁吸盘(33)位于定位孔(32a)的正上方，由薄型气缸(35)驱动电磁吸盘(33)上下运动，由上料前后运动气缸(34)驱动薄型气缸及电磁吸盘(33)一起前后移动，从而将电磁吸盘(33)吸附的法兰送至对应的工件焊接旋转组件上夹紧。通过定位孔对法兰定位，并结合电磁吸盘抓取法兰，非常方便快捷。
所述工作台(1)上设置有机箱罩(36)，除管件振动上料机(A)的振动送料盘(5)，第一、第二法兰振动上料机(B1、B2)的振动送料盘(5)外，其余部分全被罩在机箱罩(36)内，所述管件振动上料机(A)的振动送料盘(5)的外周设置有隔音罩(37)。采用机箱罩，使焊接站整体感更强，更整洁美观，同时结合隔音罩，提高消音效果；由于管件重量较大，因此需要单独设置隔音罩；三个振动上料机的振动送料盘均布置在机箱罩外，方便加料。
本发明的工作过程如下：焊接站主要由三台振动上料机、翻转上料机构、焊枪支撑组件、工件夹持机械手机构、两台工件焊接旋转组件组成。管件振动上料机将管件送至翻转上料机构，翻转上料机构翻转90°将管件送至工件夹持机械手机构中第一机械手的正前方，第一机械手的平行气爪将管件夹住；与此同时，第一法兰振动上料机和第二法兰振动上料机同时工作，第一法兰振动上料机通过对应的上料机构将第一法兰送至第一工件焊接旋转组件，与管件进行焊接，第二法兰振动上料机通过对应的上料机构将第二法兰送至第二工件焊接旋转组件与管件进行焊接；第一工件焊接旋转组件位于工件夹持机械手机构中第二机械手的正前方，第二机械手的平行气爪将第一次焊接完成的工件送至第二工件焊接旋转组件进行第二次焊接，在此过程中，第二机械手的平行气爪通过180°旋转气缸进行180°旋转，使第一次焊接完成的工件可以进行另一端面的焊接；第三机械手的平行气爪将两次焊接完成的工件旋转90°，等待下一工作站机械手抓取，将其进行二次加工。
焊接过程中，焊枪支撑组件通过气缸带动焊接头溜板下降到位，使鹅颈管焊嘴组件对准焊接处，第一工件焊接旋转组件和第二工件焊接旋转组件带动旋转台上的工件旋转，鹅颈管焊嘴组件不动；一次焊接完成后，气缸上升，焊枪支撑组件离开第一、第二工件焊接旋转组件，工件夹持机械手机构将工件取出，送至下一工作位置。
本发明的有益效果:采用全自动化实现了法兰式套筒的焊接，大大提高了生产效率和焊接精度，并且结构紧凑，布置合理。
附图说明
图1是本发明的立体图。
图2是图1中机箱罩拆下后的立体图。
图3是图2的正视图。
图4是图3的右视图。
图5是图3的俯视图。
图6是图2的M部放大图。
图7是工件夹持机械手机构的立体图。
图8是工件夹持机械手机构的俯视图。
图9是焊枪支撑组件的立体图。
图10是焊枪支撑组件的正体图。
图11是第一工件焊接旋转组件或第二工件焊接旋转组件的立体图。
图12是第一工件焊接旋转组件或第二工件焊接旋转组件的正体图。
图13是旋转动力装置的立体图。
图14是上料机构的立体图。
其中，A——管件振动上料机、B1——第一法兰振动上料机、B2——第二法兰振动上料机、C——翻转上料机构、D——焊枪支撑组件、E——工件夹持机械手机构、F1——第一工件焊接旋转组件、F2——第二工件焊接旋转组件、G1——第一焊嘴组件、G2——第二焊嘴组件、H1——第一机械手、H2——第二机械手、H3——第三机械手、J——旋转动力装置、K——上料机构；
1——工作台、2——焊枪头立柱、3——固定座、4——滑动溜板、5——振动送料盘、6——送料轨道、7——转动电机、8——固定架、9——翻转盘、10——旋转电机、11——同步带轮机构、12——平行气爪、13——上下运动导杆气缸、14——前后运动导杆气缸、15——180°旋转气缸、16——90°旋转气缸、17——气缸、18——触摸屏、19——鹅颈管焊嘴、20——焊枪抱夹器、21——管孔堵头、22——焊接头溜板、23——驱动电机、24——同步带传动机构、25——焊接面定位块、26——旋转台、27——垫片夹持缸安装座、28——焊接挡板、29——薄型带导杆气缸、30——管件气动夹爪、31——上料立柱、32——法兰定位板、33——电磁吸盘、34——上料前后运动气缸、35——薄型气缸、36——机箱罩、37——隔音罩、38——轴承座、39——减速机、40——电机安装座。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
结合图1——图5所示，一种法兰式套筒焊接站，主要由工作台1，以及安装在工作台1上的管件振动上料机A、第一法兰振动上料机B1、第二法兰振动上料机B2、翻转上料机构C、焊枪支撑组件D、工件夹持机械手机构E、第一工件焊接旋转组件F1和第二工件焊接旋转组件F2几大部分组成。
管件振动上料机A、翻转上料机构C、焊枪支撑组件D在工作台1上从左到右依次设置。焊枪支撑组件D主要由焊枪头立柱2和两个左右对称布置的第一、第二焊嘴组件G1、G2组成，第一、第二焊嘴组件G1、G2在动力驱动下能相对焊枪头立柱2上下移动。第一工件焊接旋转组件F1设置在第一焊嘴组件G1的正下方，第二工件焊接旋转组件F2设置在第二焊嘴组件G2的正下方，第一、第二工件焊接旋转组件F1、F2在动力驱动下能相对工作台1进行360°回转。第一法兰振动上料机B1设置在第一焊嘴组件G1的正前方，第二法兰振动上料机B2设置在第二焊嘴组件G2的正前方，工件夹持机械手机构E位于焊枪支撑组件D的后方。
结合图7、图8所示，工件夹持机械手机构E主要由固定座3、滑动溜板4、第一机械手H1、第二机械手H2、第三机械手H3组成。滑动溜板4在动力驱动下能相对固定座3左右滑动，所采用的动力驱动机构形式多样。第一、第二、第三机械手H1、H2、H3在滑动溜板4上从左到右依次间隔设置。第一、第三机械手H1、H3在动力驱动下能相对滑动溜板4前后、上下运动，第二机械手H2在动力驱动下能相对滑动溜板4前后、上下运动以及180°翻转。结合图5所示，当第一机械手H1位于翻转上料机构C的正后方时，第二机械手H2位于第一工件焊接旋转组件F1的正后方，第三机械手H3位于第二工件焊接旋转组件F2的正后方。
如图5所示，管件振动上料机A主要由振动送料盘5和送料轨道6构成。第一法兰振动上料机B1主要由振动送料盘5、送料轨道6和上料机构K构成，第二法兰振动上料机B2与第一法兰振动上料机B1组成相同。振动送料盘是自动化设备中常用的部件，可对零件自动排序后送入送料轨道。
结合图1——图5所示，首先，翻转上料机构C的进料口与管件振动上料机A的送料轨道6相接，管件经管件振动上料机A水平送入翻转上料机构C，经翻转上料机构C翻转成竖直状态，再由第一机械手H1将管件送入第一工件焊接旋转组件F1上将管件夹紧；同时，第一法兰振动上料机B1的振动送料盘5将第一法兰通过送料轨道6送至上料机构K，由上料机构K将第一法兰套在夹紧的管件上，第一焊嘴组件G1下降到位，第一工件焊接旋转组件F1带动管件和第一法兰360°旋转的同时，第一焊嘴组件G1将第一法兰焊接在管件上，再由第二机械手H2将第一次焊接完成的工件翻转180°并送入第二工件焊接旋转组件F2上将工件夹紧；再由第二法兰振动上料机B2的振动送料盘5将第二法兰通过送料轨道6送至上料机构K，由上料机构K将第二法兰套在管件的另一端上，第二焊嘴组件G2下降到位，第二工件焊接旋转组件F2带动第二法兰、第一次焊接完成的工件360°旋转的同时，第二焊嘴组件G2将第二法兰焊接在管件的另一端，再由第三机械手H3将焊好的工件移到第二工件焊接旋转组件F2的右侧。
结合图2、图6所示，翻转上料机构C主要由转动电机7、固定架8和翻转盘9组成。转动电机7安装在固定架8上，固定架8安装在工作台1上，翻转盘9内开有“一”字孔9a，管件经管件振动上料机A的送料轨道6进入橫置的“一”字孔9a内，由转动电机7驱动翻转盘9顺时针旋转90°后，管件在重力作用下从“一”字孔9a内下落到工作台1上。翻转上料机构C的结构形式不限于此，只要能实现管件的90°翻转，将管件从水平状态翻转成竖直状态即可。
结合图7、图8所示，工件夹持机械手机构E的固定座3与滑动溜板4之间的动力驱动装置为电缸机构，电缸机构通常由旋转电机10、同步带轮机构11和轴承座等组成，将旋转电机10的旋转运动转化为滑动溜板4的直线运动，是机械中常用的驱动机构。第一机械手H1主要由平行气爪12、上下运动导杆气缸13和前后运动导杆气缸14组成，上下运动导杆气缸13带动平行气爪12上下运动，前后运动导杆气缸14带动平行气爪12前后移动。第二机械手H2主要由平行气爪12、上下运动导杆气缸13、前后运动导杆气缸14和180°旋转气缸15组成，在第一机械手H1的基础上增加了180°旋转气缸15，使第二机械手H2的平行气爪12除能上下、前后运动外，还能180°旋转。第三机械手H3主要由平行气爪12、上下运动导杆气缸13、前后运动导杆气缸14和90°旋转气缸16组成，在第一机械手H1的基础上增加了90°旋转气缸16，使第三机械手H3的平行气爪12除能上下、前后运动外，还能180°旋转。第三机械手H3的90°旋转气缸16根据需要设置，如焊接完成的工件竖直取出时，则可以不设置90°旋转气缸16，当需要将焊接完成的工件通过桁架机器人送入车床进行加工时，最好增加90°旋转气缸16。
结合图2、图9、图10所示，焊枪支撑组件D通过焊枪头立柱2固定在工作台1上，焊接头立柱2共两根。第一、第二焊嘴组件G1、G2由同一气缸17驱动而同步上下移动，当然，也可以采用不同的气缸驱动，或者电机驱动。该气缸17的缸体通过气缸安装架固定在焊枪头立柱2顶部，气缸17的活塞杆下端铰接在焊接头溜板22上，第一、第二焊嘴组件G1、G2对称布置在焊接头溜板22的左右两侧，焊接头溜板22与焊枪头立柱2通过竖直导轨滑动连接。第一焊嘴组件G1主要由鹅颈管焊嘴19、焊枪抱夹器20和管孔堵头21组成。鹅颈管焊嘴19通过焊枪抱夹器20安装到焊接头溜板22上，鹅颈管焊嘴19的上端朝气缸17轴线倾斜，管孔堵头21竖直安装在焊接头溜板22上，并位于鹅颈管焊嘴19的外侧，管孔堵头21的下端设置有锥形头，焊接法兰时，锥形头伸入法兰孔内将法兰压住。第二焊嘴组件G2与第一焊嘴组件G1的组成相同，并与第一焊嘴组件G1左右对称布置。
结合图11、图12所示，第一工件焊接旋转组件F1主要由旋转台26、轴承座38、以及安装在旋转台26上的焊接面定位块25、两个垫片夹持缸安装座27、两个薄型带导杆气缸29、两个管件气动夹爪30组成。旋转台26通过轴承座38安装在工作台1的安装孔内，焊接面定位块25设置在旋转台26的中部，两个垫片夹持缸安装座27对称设置在焊接面定位块25的两侧，每个垫片夹持缸安装座27的顶部设置有一个薄型带导杆气缸29，每个薄型带导杆气缸29上安装有一个焊接挡板28，两个薄型带导杆气缸29分别带动各自对应的焊接挡板28相向运动，两个焊接挡板28合拢后中部正好围成一个圆孔28a，管件气动夹爪30的夹持端伸到圆孔28a的正下方将管件夹紧.结合图2、图9所示，管孔堵头21下端的锥形头伸入圆孔28a将法兰压紧在管件气动夹爪30上。第二工件焊接旋转组件F2与第一工件焊接旋转组件F1的组成相同。
如图3所示，第一、第二工件焊接旋转组件F1、F2由同一旋转动力装置J驱动而同步转动，当然也可以由不同的动力驱动。旋转动力装置J位于工作台1下方，并居中设置在第一工件焊接旋转组件F1与第二工件焊接旋转组件F2之间。结合图13所示，该旋转动力装置J主要由驱动电机23、同步带传动机构24、减速机39和电机安装座40组成。同步带传动机构24由主动轮24a、从动轮24b、惰轮24c、和同步带24d组成。主动轮24a通过同步带24d分别带动第一、第二工件焊接旋转组件F1、F2下端的从动轮24b(如图3、图12)转动。驱动电机23先通过减速机39减速，驱动电机23通过电机安装座40安装到工作台1下方。
结合图2、图5和图14所示，第一法兰振动上料机B1的上料机构K主要由上料立柱31、法兰定位板32、电磁吸盘33、上料前后运动气缸34和薄型气缸35组成。法兰经振动送料盘5、送料轨道6送至法兰定位板32的定位孔32a内，电磁吸盘33安装在薄型气缸35的下端，电磁吸盘33位于定位孔32a的正上方，由薄型气缸35驱动电磁吸盘33上下运动，由上料前后运动气缸34驱动薄型气缸及电磁吸盘33一起前后移动，从而将电磁吸盘33吸附的法兰送至对应的工件焊接旋转组件上夹紧。第二法兰振动上料机B2的上料机构K与第一法兰振动上料机B1的上料机构K的组成相同。
除此之外，结合图1——图5所示，工作台1上还设置有机箱罩36。除管件振动上料机A的振动送料盘5，第一、第二法兰振动上料机B1、B2的振动送料盘5外，其余部分全被罩在机箱罩36内，管件振动上料机A的振动送料盘5的外周设置有隔音罩37。在机箱罩36外还设置有触摸屏18。
工作时，管件振动上料机A将管件送至翻转上料机构C，翻转上料机构C翻转90°将管件送至工件夹持机械手机构E中第一机械手H1的正前方，第一机械手H1的平行气爪12将管件夹住；与此同时，第一法兰振动上料机B1和第二法兰振动上料机B2同时工作，第一法兰振动上料机B1通过对应的上料机构K将第一法兰送至第一工件焊接旋转组件F1与管件进行焊接，第二法兰振动上料机B2通过对应的上料机构K将第二法兰送至第二工件焊接旋转组件F2与管件进行焊接；第一工件焊接旋转组件F1位于工件夹持机械手机构E中第二机械手H2的正前方，第二机械手H2的平行气爪12将第一次焊接完成的工件送至第二工件焊接旋转组件F2进行第二次焊接，在此过程中，第二机械手H2的平行气爪12通过180°旋转气缸15进行180°旋转，使第一次焊接完成的工件可以进行另一端面的焊接；第三机械手H3的平行气爪12将两次焊接完成的工件旋转90°，等待下一工作站机械手抓取，将其进行二次加工。
焊接过程中，焊枪支撑组件D通过气缸17带动焊接头溜板22下降到位，使鹅颈管焊嘴组件19对准焊接处，旋转动力装置J通过第一工件焊接旋转组件F1和第二工件焊接旋转组件F2带动旋转台26上的工件旋转，鹅颈管焊嘴组件19不动；一次焊接完成后，气缸17上升，焊枪支撑组件D离开第一、第二工件焊接旋转组件F1、F2，工件夹持机械手机构E将工件取出，送至下一工作位置。
Claims (8)
1.一种法兰式套筒焊接站，其特征在于：包括工作台(1)，以及安装在工作台(1)上的管件振动上料机(A)、第一法兰振动上料机(B1)、第二法兰振动上料机(B2)、翻转上料机构(C)、焊枪支撑组件(D)、工件夹持机械手机构(E)、第一工件焊接旋转组件(F1)和第二工件焊接旋转组件(F2)；所述管件振动上料机(A)、翻转上料机构(C)、焊枪支撑组件(D)在工作台(1)上从左到右依次设置，所述焊枪支撑组件(D)包括焊枪头立柱(2)和两个左右对称布置的第一、第二焊嘴组件(G1、G2)，所述第一、第二焊嘴组件(G1、G2)在动力驱动下能相对焊枪头立柱(2)上下移动，所述第一工件焊接旋转组件(F1)设置在第一焊嘴组件(G1)的正下方，第二工件焊接旋转组件(F2)设置在第二焊嘴组件(G2)的正下方，第一、第二工件焊接旋转组件(F1、F2)在动力驱动下能相对工作台(1)进行360°回转，所述第一法兰振动上料机(B1)设置在第一焊嘴组件(G1)的正前方，第二法兰振动上料机(B2)设置在第二焊嘴组件(G2)的正前方，所述工件夹持机械手机构(E)位于焊枪支撑组件(D)的后方；
所述工件夹持机械手机构(E)包括固定座(3)和滑动溜板(4)，滑动溜板(4)在动力驱动下能相对固定座(3)左右滑动，在滑动溜板(4)上从左到右依次间隔设置有第一、第二、第三机械手(H1、H2、H3)，第一、第三机械手(H1、H3)在各自的动力驱动下能相对滑动溜板(4)前后、上下运动，第二机械手(H2)在动力驱动下能相对滑动溜板(4)前后、上下运动以及180°翻转，当第一机械手(H1)位于翻转上料机构(C)的正后方时，第二机械手(H2)位于第一工件焊接旋转组件(F1)的正后方，第三机械手(H3)位于第二工件焊接旋转组件(F2)的正后方；
所述管件振动上料机(A)包括振动送料盘(5)和送料轨道(6)，所述第一、第二法兰振动上料机(B1、B2)包括振动送料盘(5)、送料轨道(6)、上料机构(K)；
首先，所述翻转上料机构(C)的进料口与管件振动上料机(A)的送料轨道(6)相接，管件经管件振动上料机(A)水平送入翻转上料机构(C)，经翻转上料机构(C)翻转成竖直状态，再由第一机械手(H1)将管件送入第一工件焊接旋转组件(F1)上将管件夹紧；同时，第一法兰振动上料机(B1)的振动送料盘(5)将第一法兰通过送料轨道(6)送至上料机构(K)，由上料机构(K)将第一法兰套在夹紧的管件上，第一焊嘴组件(G1)下降到位，第一工件焊接旋转组件(F1)带动管件和第一法兰360°旋转的同时，第一焊嘴组件(G1)将第一法兰焊接在管件上，再由第二机械手(H2)将第一次焊接完成的工件翻转180°并送入第二工件焊接旋转组件(F2)上将工件夹紧；再由第二法兰振动上料机(B2)的振动送料盘(5)将第二法兰通过送料轨道(6)送至上料机构(K)，由上料机构(K)将第二法兰套在管件的另一端上，第二焊嘴组件(G2)下降到位，第二工件焊接旋转组件(F2)带动第二法兰、第一次焊接完成的工件360°旋转的同时，第二焊嘴组件(G2)将第二法兰焊接在管件的另一端，再由第三机械手(H3)将焊好的工件移到第二工件焊接旋转组件(F2)的右侧。
2.按照权利要求1所述的法兰式套筒焊接站，其特征在于：所述翻转上料机构(C)包括转动电机(7)、固定架(8)和翻转盘(9)，所述转动电机(7)安装在固定架(8)上，固定架(8)安装在工作台(1)上，所述翻转盘(9)内开有“一”字孔(9a)，管件经管件振动上料机(A)进入橫置的“一”字孔(9a)内，由转动电机(7)驱动翻转盘(9)顺时针旋转90°后，管件在重力作用下从“一”字孔(9a)内下落到工作台(1)上。
3.按照权利要求1所述的法兰式套筒焊接站，其特征在于：所述工件夹持机械手机构(E)的固定座(3)与滑动溜板(4)之间的动力驱动装置为电缸机构，电缸机构带动滑动溜板(4)相对固定座(3)左右滑动；所述第一机械手(H1)包括平行气爪(12)、上下运动导杆气缸(13)和前后运动导杆气缸(14)，第二机械手(H2)包括平行气爪(12)、上下运动导杆气缸(13)、前后运动导杆气缸(14)和180°旋转气缸(15)，所述第三机械手(H3)包括平行气爪(12)、上下运动导杆气缸(13)、前后运动导杆气缸(14)和90°旋转气缸(16)。
4.按照权利要求1所述的法兰式套筒焊接站，其特征在于：所述焊枪支撑组件(D)通过焊枪头立柱(2)固定在工作台(1)上，第一、第二焊嘴组件(G1、G2)由同一气缸(17)驱动而同步上下移动，该气缸(17)的缸体固定在焊枪头立柱(2)顶部，气缸(17)的活塞杆下端铰接在焊接头溜板(22)上，第一、第二焊嘴组件(G1、G2)对称布置在焊接头溜板(22)的左右两侧，焊接头溜板(22)与焊枪头立柱(2)通过竖直导轨滑动连接，第一、第二焊嘴组件(G1、G2)包括鹅颈管焊嘴(19)、焊枪抱夹器(20)和管孔堵头(21)，所述鹅颈管焊嘴(19)通过焊枪抱夹器(20)安装到焊接头溜板(22)上，鹅颈管焊嘴(19)的上端朝气缸(17)轴线倾斜，管孔堵头(21)竖直安装在焊接头溜板(22)上，并位于鹅颈管焊嘴(19)的外侧，所述管孔堵头(21)的下端设置有锥形头，焊接法兰时，锥形头伸入法兰孔内将法兰压住。
5.按照权利要求4所述的法兰式套筒焊接站，其特征在于：所述第一、第二工件焊接旋转组件(F1、F2)包括旋转台(26)，以及安装在旋转台(26)上的焊接面定位块(25)、垫片夹持缸安装座(27)和管件气动夹爪(30)，所述旋转台(26)通过轴承座(38)安装在工作台(1)的安装孔内，焊接面定位块(25)设置在旋转台(26)的中部，两个垫片夹持缸安装座(27)对称设置在焊接面定位块(25)的两侧，每个垫片夹持缸安装座(27)的顶部设置有一个薄型带导杆气缸(29)，每个薄型带导杆气缸(29)上安装有一个焊接挡板(28)，两个薄型带导杆气缸(29)分别带动各自对应的焊接挡板(28)相向运动，两个焊接挡板(28)合拢后中部正好围成一个圆孔(28a)，所述管件气动夹爪(30)的夹持端伸到圆孔(28a)的正下方将管件夹紧，所述管孔堵头(21)下端的锥形头伸入圆孔(28a)将法兰压紧在管件气动夹爪(30)上。
6.按照权利要求1所述的法兰式套筒焊接站，其特征在于：所述第一、第二工件焊接旋转组件(F1、F2)由同一旋转动力装置(J)驱动而同步转动，所述旋转动力装置(J)位于工作台(1)下方，并居中设置在第一工件焊接旋转组件(F1)与第二工件焊接旋转组件(F2)之间，该旋转动力装置(J)包括驱动电机(23)和同步带传动机构(24)，所述同步带传动机构(24)的主动轮(24a)通过同步带(24d)分别带动第一、第二工件焊接旋转组件(F1、F2)下端的从动轮(24b)转动。
7.按照权利要求1所述的法兰式套筒焊接站，其特征在于：所述第一、第二法兰振动上料机(B1、B2)的上料机构(K)包括上料立柱(31)、法兰定位板(32)、电磁吸盘(33)、上料前后运动气缸(34)和薄型气缸(35)，法兰经振动送料盘(5)、送料轨道(6)送至法兰定位板(32)的定位孔(32a)内，电磁吸盘(33)安装在薄型气缸(35)的下端，电磁吸盘(33)位于定位孔(32a)的正上方，由薄型气缸(35)驱动电磁吸盘(33)上下运动，由上料前后运动气缸(34)驱动薄型气缸及电磁吸盘(33)一起前后移动，从而将电磁吸盘(33)吸附的法兰送至对应的工件焊接旋转组件上夹紧。
8.按照权利要求1所述的法兰式套筒焊接站，其特征在于：所述工作台(1)上设置有机箱罩(36)，除管件振动上料机(A)的振动送料盘(5)，第一、第二法兰振动上料机(B1、B2)的振动送料盘(5)外，其余部分全被罩在机箱罩(36)内，所述管件振动上料机(A)的振动送料盘(5)的外周设置有隔音罩(37)。
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