CN104511679A - 一种金属输送网带立式柔性压网焊接装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金属输送网带立式柔性压网焊接装置，金属输送网带的上料、压网、定位、焊接工作分别由自动上料机构、装夹机构以及焊接机构完成。通过装夹机构自动挤压输送链网，对马蹄形链片和输送链骨芯精确定位，然后焊接机构完成马蹄形链片与输送链骨芯的焊接操作，整个加工过程不受人为因素影响，有效保证了产品加工质量，提高产品加工质量稳定性与一致性。

Description

一种金属输送网带立式柔性压网焊接装置

技术领域

本发明涉及一种自动焊接装置，具体涉及一种金属输送网带立式柔性压网焊接装置。

背景技术

金属输送网带是一种金属材料网状输送带，具有网面平整、强硬度高、抗腐蚀性强、抗拉强度大、透气性好、不易变形、经久耐用等特点，广泛应用于食品、药品、电子、化工、玻璃等行业的加工生产线。我国是金属输送网带的制造与消费大国，但目前其生产模式仍为劳动密集型，技术含量低、附加值低。随着劳动力成本上升、人民币升值等因素，我国制造低成本的优势将逐渐丧失，因此提升金属输送网带制造加工工艺，实现金属输送网带的自动化生产已迫在眉睫。

如图1所示，金属输送网带4由输送链网41、马蹄形链片42以及输送链骨芯43三部分组成。输送链网41以人字形缠绕在相邻的两根输送链骨芯43上；输送链骨芯43两端各焊接有一个输送链马蹄形链片42，焊接点为44。在现有技术的焊接加工过程中，操作人员要将串接好的金属输送网带4装夹在特定工装夹具上，用工装夹具对输送链网41横向挤压，以腾出焊接空间，然后，操作人员一手拿着焊枪，一手拿着焊丝，将马蹄形链片42焊接在输送链骨芯43上。

由此可见，目前金属输送网带的焊接过程存在着以下缺陷：

1）、自动化程度低，焊接质量不稳定。马蹄形链片42和输送链骨芯43是间隙配合，同时马蹄形链片42尺寸存在一定偏差，因而马蹄形链片42和输送链骨芯43的定位精度以及焊接质量难以保证，而焊接质量会直接影响金属输送网带4的传动稳定性。

2）、工作环境差，劳动强度大。操作人员每天要不断地焊接几百乃至上千焊缝，劳动强度非常大，同时，焊接过程中产生的废气、辐射等会严重危害焊接操作人员的身体健康。

3）劳动力密集，招工和管理困难。目前，金属输送网带的加工过程为劳动密集型，金属输送网带的焊接操作简单重复，工作内容单一，缺乏人性化，同时随着中国劳动力成本上升、人民币升值以及环境、资源瓶颈等因素恶化，不可避免的会出现招工和管理困难、制造成本上升、难以按时完成订单任务等一系列问题。

鉴于上述原因，迫切需要一种取而代之的自动化装置。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种金属输送网带立式柔性压网焊接装置，能够对多种规格的金属网带进行自动化焊接。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种金属输送网带立式柔性压网焊接装置，包括：机架、焊接机构、自动上料机构以及装夹机构；

其中，机架包括：底座和两个安装座，两个安装座分别记为第一安装座和第二安装座，其中第一安装座固定连接于底座上，第二安装座与底座滑动连接以调整两个安装座之间的距离；

焊接机构包括第一焊接机器人和第二焊接机器人，第一焊接机器人固定设置于第一安装座外侧，第二焊接机器人设置于第二安装座外侧并且与第二安装座同步滑动；

自动上料机构包括：分别设置于两个安装座顶部的两个上料链轮、贯穿上料链轮的链轮轴、驱动上述链轮轴从而带动上料链轮转动的驱动组件以及两个支撑滚轮，所述支撑滚轮通过固定板分别与第一安装座和第二安装座的顶部固定连接；

装夹机构包括：分别设置于两个安装座底部的两个压网滚轮、竖直设置于两个安装座侧边的一对导向组件以及安装于两个安装座内侧面的一对固定组件；其中，导向组件包括外部导向条和内部导向条，用于横向压缩金属输送网带的输送链网，导向组件相对设置的压缩面之间的距离均为自下向上先逐步靠近再逐步远离，所述固定组件位于压缩面距离最小处，所述固定组件包括：气缸以及受气缸驱动的用于限位待焊接的马蹄形链片的插片。

优选地，前述第二安装座及第二焊接机器人均固定连接于一滑座上，所述滑座与底座滑动连接。

作为一种具体结构，前述底座上安装有一对滑轨，所述滑座底部形成有与滑轨配合的滑动结构。

进一步地，前述驱动组件包括：电机、减速器固定板以及减速器，所述减速器固定板固定于第一安装座的顶部，所述减速器连接于减速器固定板上，电机与减速器连接。

优选地，前述两个安装座的顶端分别固定有轴承座，所述链轮轴的两端安装于轴承座上。

进一步地，前述内部导向条上形成有供插片插入的贯通结构。

更进一步地，前述上料链轮和插片是能够拆卸更换的，从而提高装置的通用性。

更进一步地，前述内部导向条和外部导向条安装于一导向条固定板上，所述导向组件与导向条固定板之间留有供马蹄形链片通过的通道；外部导向条在对应于贯通结构所在的位置形成一用于容纳和焊接马蹄形链片的凹槽，凹槽与通道贯通。

本发明的有益之处在于：

（1）、本发明的装置实现了金属输送网带自动化焊接，操作简单无需人工干预，金属输送网带的上料、压网、定位、焊接工作分别由自动上料机构、装夹机构以及焊接机构完成。通过装夹机构自动挤压输送链网，对马蹄形链片和输送链骨芯精确定位，然后焊接机构完成马蹄形链片与输送链骨芯的焊接操作，整个加工过程不受人为因素影响，有效保证了产品加工质量，提高产品加工质量稳定性与一致性。

（2）、本发明采用立式型设计，有效的节省了焊接装置安装的空间，在自动上料过程中，金属输送网带由于自身重力而自动张紧，保证了足够的焊接空间，同时竖直焊接方式更加符合焊接工艺，能够进一步提高焊接质量。

（3）、本发明采用柔性化设计，能够满足多种规格金属输送网带的压网焊接操作。第一安装座和第二安装座之间的距离可以根据金属输送网带的宽度进行调节；装夹机构中的插板以及自动上料机构中的上料链轮可根据金属输送网带的节距进行更换，以适应不同规格金属输送网带定位装夹，提高装置的通用性和灵活性。

（4）、本发明采用焊接机器人代替人工完成金属输送网带自动压网焊接操作，只需配备一名专职人员，就能实现3台以上装置的操作，有效减少了劳动人数，降低人力成本，进而缓解了招工和管理困难。

附图说明

图1是金属输送网带的结构示意图；

图2是本发明的一种金属输送网带立式柔性压网焊接装置的立体结构示意图；

图3是图1所示实施例中部分自动上料机构的结构示意图；

图4是图1所示实施例中部分装夹机构的结构示意图；

图5是图4在工作过程中的侧面结构示意图；

图中附图标记的含义：1、机架，11、底座，12、第一安装座，13、第二安装座，14、滑座，15、滑轨， 21、第一焊接机器人，22、第二焊接机器人，3、自动上料机构，31、上料链轮，32、链轮轴，33、驱动组件，331、电机，332、减速器固定板，333、减速器，34、支撑滚轮，35、固定板，36、轴承座，4、金属输送网带，41、输送链网，42、马蹄形链片，43、输送链骨芯，44、焊接点，5、装夹机构，51、压网滚轮，521、外部导向条，522、内部导向条，523、压缩面，53、导向条固定板，54、固定组件，541、气缸，542、插片，55、凹槽，56、通道。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

如图1所示，金属输送网带4由输送链网41、马蹄形链片42以及输送链骨芯43三部分组成，输送链网41以人字形缠绕在相邻的两根输送链骨芯43上；输送链骨芯43两端各焊接有一个输送链马蹄形链片42，焊接点44如图1所示。正如前述，在现有技术的焊接加工过程中，操作人员要将串接好的金属输送网带4装夹在特定工装夹具上，用工装夹具对输送链网41横向挤压，以腾出焊接空间，然后，操作人员一手拿着焊枪，一手拿着焊丝，将马蹄形链片42焊接在输送链骨芯43上。

本发明解决了上述操作中存在的人力成本大、焊接质量不稳定等问题，创造性地提出了一种适用于前述金属输送网带4的立式柔性压网焊接装置，如图2所示，该装置包括：机架1、焊接机构、自动上料机构3以及装夹机构5。

机架1是整个装置的支撑主体，包括：底座11和两个安装座（第一安装座12和第二安装座13），其中，第一安装座12固定连接于底座11上，第二安装座13与底座11滑动连接以方便调整两个安装座之间的距离，从而使装置能够适用于不同宽度的金属输送网带4。

焊接机构包括结构几乎完全相同的第一焊接机器人21和第二焊接机器人22，其中，第一焊接机器人21固定设置于第一安装座12外侧，第二焊接机器人22设置于第二安装座13外侧并且与第二安装座13同步滑动。作为一种优选，如图2所示，第二安装座13及第二焊接机器人22均固定连接于一滑座14上，滑座14与底座11滑动连接。具体地，在底座11上安装有一对滑轨15，滑座14底部形成有与滑轨15配合的滑动结构（如滑槽、滑块等）。

自动上料机构3完成金属输送网带4的自动上料操作，包括：两个上料链轮31、贯穿上料链轮31的链轮轴32、驱动链轮轴32从而带动上料链轮31转动的驱动组件33以及两个支撑滚轮34，支撑滚轮34通过固定板35分别与第一安装座12和第二安装座13的顶部固定连接从而将金属输送网带4张紧。本发明中，优选通过电机331驱动上料链轮31，鉴于此，如图3所示，驱动组件33包括：电机331、减速器固定板332以及减速器333，减速器固定板332固定于第一安装座12的顶部，减速器333连接于减速器固定板332上，电机331与减速器333连接。进一步地，在两个安装座的顶端分别固定有轴承座36，链轮轴32的两端安装于轴承座36上。电机331启动后，通过减速器333带动链轮轴32从而驱动上料链轮31转动。

如图4和图5所示，装夹机构5完成金属输送网带4的横向挤压和定位操作，包括：两个压网滚轮51、一对导向组件以及固定组件54；压网滚轮51设置于两个安装座底部，导向组件竖直设置于两个安装座侧边且位于压网滚轮51上方，起到对金属输送网带4的传送方向进行导向的作用，导向组件具体包括外部导向条521和内部导向条522，用于横向压缩金属输送网带4的输送链网41，给马蹄形链片42提供焊接足够的空间，作为一种优选，导向组件相对设置的压缩面523之间的距离均为自下向上先逐步靠近再逐步远离，压缩面523距离最小处即为焊接处，固定组件54位于该处，安装于两个安装座相对的内侧面，包括：气缸541以及插片542，在内部导向条522上形成有供插片542插入的贯通结构，插片542受气缸541驱动插入马蹄形链片42内从而起到限位待焊接的马蹄形链片42的作用。

更进一步地，内部导向条522和外部导向条521均安装于一导向条固定板53上，导向组件与导向条固定板53之间留有供马蹄形链片42通过的通道56；外部导向条521在对应于贯通结构所在的位置形成一用于容纳和焊接马蹄形链片42的凹槽55，凹槽55与通道56贯通。也就是说，金属输送网带4在传输过程中，马蹄形链片42与输送链网41是被分隔开的，这样就能确保有足够的焊接空间。

在装夹过程中，马蹄形链片42的中空部分与上料链轮31轮齿相啮合，由上料链轮31带动金属输送网带4移动。由于应用场合的不同，金属输送网带4有多个规格，各种规格的宽度从600mm到1200mm不等，网带节距也有多种规格，鉴于此，为了提高本发明装置的通用性和灵活性，上料链轮31和插片542是能够拆卸更换的，从而满足多种规格金属输送网带4的压网焊接操作。

为了更好地理解本发明，下面对本装置的工作过程进行简要描述：

启动电机331，通过减速器333减速后带动链轮轴32转动，链轮轴32带动两个上料链轮31旋转，金属输送网带4端部的马蹄形链片42分别啮合在两个上料链轮31上，上料链轮31带动金属输送网带4沿纵向即Z轴正方向移动，同时，底部的两个压网滚轮51按压金属输送网带4，内部导向条522和外部导向条521的弧形压缩面523逐步将金属输送网带4的输送链网41向中间挤压，在中部的用于容纳和焊接马蹄形链片42的凹槽55处，输送链网41被压缩至弹性形变最大。每完成一对马蹄形链片42的焊接，金属输送网带4就会在上料链轮31的带动下沿Z轴正方向移动一个节距，然后电机331停转，固定组件54的气缸541启动，驱动插片542沿X轴正方向运动，插入马蹄形链片42的空隙中从而限位马蹄形链片42，然后，焊接机器人22启动，分别焊接输送链骨芯43两端的马蹄形链片42，焊接完成后，气缸541复位，插片542退出马蹄形链片42的空隙，然后上料链轮31带动金属输送网链沿Z轴正方向移动，进行下一次焊接操作，如此往复循环，实现了自动化焊接。

综上，本发明的装置，实现了金属输送网带4的自动化上料、压网、定位及焊接，电机331提供金属输送网带4自动上料动力，两个气缸541提供自动定位动力，两台焊接机器人22完成自动焊接，实现了整个装置的机电一体化。巧妙地结合金属输送网带4的几何特性，选择马蹄形链片42中空部分为定位基准，设计了专用的柔性装夹机构5，插片542对马蹄形链片42进行定位和限位，内部导向条522与外部导向条521设置有用于压缩金属输送网带4的曲面对输送链网41进行挤压，确保焊接机器人22焊接过程稳定可靠。

除此以外，本发明采用柔性化设计，能够满足多种规格金属输送网带4的压网焊接操作：第一安装座12和第二安装座13之间的距离可以根据金属输送网带4的宽度进行调节；装夹机构5中的插片542以及自动上料机构3中的上料链轮31可根据金属输送网带4的节距进行更换，以适应不同规格金属输送网带4定位装夹，提高了整套装置的利用率。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种金属输送网带立式柔性压网焊接装置，其特征在于，包括：机架、焊接机构、自动上料机构以及装夹机构；

其中，机架包括：底座和两个安装座，两个安装座分别记为第一安装座和第二安装座，其中第一安装座固定连接于底座上，第二安装座与底座滑动连接以调整两个安装座之间的距离；

焊接机构包括第一焊接机器人和第二焊接机器人，第一焊接机器人固定设置于第一安装座外侧，第二焊接机器人设置于第二安装座外侧并且与第二安装座同步滑动；

自动上料机构包括：分别设置于两个安装座顶部的两个上料链轮、贯穿上料链轮的链轮轴、驱动上述链轮轴从而带动上料链轮转动的驱动组件以及两个支撑滚轮，所述支撑滚轮通过固定板分别与第一安装座和第二安装座的顶部固定连接；

所述装夹机构包括：分别设置于两个安装座底部的两个压网滚轮、竖直设置于两个安装座侧边的一对导向组件以及安装于两个安装座内侧面的一对固定组件；其中，导向组件包括外部导向条和内部导向条，用于横向压缩金属输送网带的输送链网，导向组件相对设置的压缩面之间的距离均为自下向上先逐步靠近再逐步远离，所述固定组件位于压缩面距离最小处，所述固定组件包括：气缸以及受气缸驱动的用于限位待焊接的马蹄形链片的插片。

2.根据权利要求1所述的一种金属输送网带立式柔性压网焊接装置，其特征在于，所述第二安装座及第二焊接机器人均固定连接于一滑座上，所述滑座与底座滑动连接。

3.根据权利要求2所述的一种金属输送网带立式柔性压网焊接装置，其特征在于，所述底座上安装有一对滑轨，所述滑座底部形成有与滑轨配合的滑动结构。

4.根据权利要求1所述的一种金属输送网带立式柔性压网焊接装置，其特征在于，所述驱动组件包括：电机、减速器固定板以及减速器，所述减速器固定板固定于第一安装座的顶部，所述减速器连接于减速器固定板上，电机与减速器连接。

5.根据权利要求4所述的一种金属输送网带立式柔性压网焊接装置，其特征在于，所述两个安装座的顶端分别固定有轴承座，所述链轮轴的两端安装于轴承座上。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种金属输送网带立式柔性压网焊接装置，其特征在于，所述内部导向条上形成有供插片插入的贯通结构。

7.根据权利要求6所述的一种金属输送网带立式柔性压网焊接装置，其特征在于，所述上料链轮和插片是能够拆卸更换的。

8.根据权利要求7所述的一种金属输送网带立式柔性压网焊接装置，其特征在于，所述内部导向条和外部导向条安装于一导向条固定板上，所述导向组件与导向条固定板之间留有供马蹄形链片通过的通道；外部导向条在对应于贯通结构所在的位置形成一用于容纳和焊接马蹄形链片的凹槽，凹槽与通道贯通。