CN104625454A - 一种线盘自动焊接生产线及其自动焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种线盘自动焊接生产线,包括进料输送机构;压紧定位机构;搬运机械手;焊接机械手;出料输送机构;以及分别与进料输送机构、压紧定位机构、搬运机械手和焊接机械手信号连接的控制机构。本发明结构简单、焊接速度快和焊接质量稳定性高,能有效避免人工焊接造成焊口焊接不均匀的现象,从而提高线盘焊接的效率、精度和质量。本发明还提供一种线盘自动焊接方法,该方法包括依次进行的进料工序、搬运定位工序、焊接工序和出料工序;其中搬运定位工序是指通过对搬运机械手的控制以使搬运机械手对线盘进行夹持、移动和翻面,同时通过压紧定位机构对线盘进行压紧定位和旋转并进入焊接工序。该方法可解决目前焊接行业自动化程度不高的问题。

Description

一种线盘自动焊接生产线及其自动焊接方法
技术领域
[0001] 本发明涉及焊接加工机械技术领域,更具体地说,涉及一种线盘自动焊接生产线及其自动焊接方法。
背景技术
[0002] 线盘是用来缠绕金属丝或钢丝绳,即收集线料用的一种工具,其由圆筒轴和两侧的法兰盘焊接组成,横截面为工字形结构,由于其具有强度高、钢度大和收放线平稳度好等特点,而被广泛应用在电线电缆及钢丝焊丝行业生产过程中的拉丝、镀铜、退火、束线、绞制、装铠、成缆等工序中。
[0003] 在线盘生产加工过程中,焊接工序在线盘零部件的加工中具有比较广泛的应用,其对于线盘的加工成型质量和加工效率具有至关重要的影响。随着电线电缆及钢丝焊丝行业对线盘加工质量和加工效率的要求不断提高,线盘的焊接工序得到了人们的更多关注。
[0004] 目前工厂在线盘加工时,均采用人工对圆筒轴和两侧的法兰盘进行组合焊接。由于圆筒轴和两侧法兰盘的接口属于圆周形,因此整个焊接过程需要多次调整位置来对其进行沿圆周方向焊接。这种人工对线盘的焊接方式不仅具有劳动强度大、焊接效率低、对焊接工人技术要求高和自动化程度低等缺点;而且容易导致圆筒轴和法兰盘之间的焊口不均匀,焊缝形态适应性差,使得线盘的焊接质量不稳定。同时,由于焊接工作环境差,很容易造成电焊工烫伤,存在一定的安全隐患。
[0005] 因此,现需提供一种高效率、高焊接质量和高自动化程度的线盘自动焊接生产线及其自动焊接方法,以提高线盘的成型质量和生产效率。
发明内容
[0006] 本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足,提供一种结构简单、焊接速度快和焊接质量稳定性高的线盘自动焊接生产线,该线盘自动焊接生产线有效避免人工焊接造成焊口焊接不均匀的现象,从而提高线盘焊接的效率、精度和质量。本发明的另一个目的在于提供线盘自动焊接方法,从而代替传统的人工焊接工艺,降低劳动强度并提高生产效率,在保证线盘焊接质量的同时解决目前焊接行业自动化程度不高和生产效率低的问题,适用于大规模生产进行线盘的智能制造。
[0007] 为了达到上述目的,本发明通过下述技术方案予以实现:一种线盘自动焊接生产线,用于对线盘焊接加工;其特征在于:包括:
[0008] 用于对线盘进行分离并传送的进料输送机构;
[0009] 用于对线盘进行定位和旋转的压紧定位机构;
[0010] 用于从进料输送机构抓取线盘,将线盘搬运放置在压紧定位机构以进行焊接的搬运机械手;
[0011] 用于对定位在压紧定位机构上的线盘进行焊接的焊接机械手;
[0012] 用于将线盘进行传送的出料输送机构;
[0013] 以及分别与进料输送机构、压紧定位机构、搬运机械手和焊接机械手信号连接的控制机构。
[0014] 在上述方案中,通过控制机构对进料输送机构、压紧定位机构、搬运机械手和焊接机械手的信号连接,可实现线盘进料输送时的分隔一一线盘的抓取和搬运一一线盘的压紧定位一一线盘的焊接一一线盘的出料输送的全自动化过程。相对于通过人工操作对线盘进行进料、搬运固定在工作台、焊接以及下料等方式导致加工效率低、焊口焊接不均匀导致焊接加工精度低、劳动强度大和生产成本高等问题,本发明采用控制搬运机械手、焊接机械手和压紧定位装置的方式对线盘加工的全过程实现自动化智能控制,从而大大提高线盘加工的速度、效率和线盘焊接加工的精度、质量,并降低生产成本,适用于大规模生产进行线盘的智能制造。
[0015] 所述进料输送机构包括传送线和用于分隔线盘之间的传送以便于后续对单个线盘操作的分离装置;所述传送线为倾斜设置的架体,倾斜方向为沿线盘传送方向逐渐向地面倾斜;所述分离装置横跨在传送线上;所述传送线为倾斜设置的架体是指:架体底部沿线盘传送方向设置有高度由高到低的基脚,形成架体上的线盘传送面逐渐向地面倾斜的结构。本发明进料输送机构的传送线为倾斜结构,可实现线盘通过自身重力的有效传送,使得线盘实现快速和平稳传送的同时,也无需通过传动力驱动结构进行传送,达到简化进料输送机构结构的特点;也可提高线盘传送的便利性、稳定性和高效性。
[0016] 所述分离装置包括横跨在传送线上的基架、设置在基架上的驱动装置一、用于检测线盘的传感器以及与驱动装置一连接的分隔件;所述传感器和驱动装置一均与控制机构信号连接,实现通过控制机构控制驱动装置一驱动分隔件的升/降。分离装置的设置可分隔线盘之间的传送以便于后续对单个线盘操作,也可有效避免在搬运机械手抓取线盘时后续滚动下来的线盘压坏搬运机械手的现象。
[0017] 所述压紧定位机构包括用于放置线盘的变位机、用于压紧线盘下部的压紧装置一和压紧装置二 ;所述压紧装置一设置在变位机上;所述压紧装置二设置在变位机一侧,并从上方对线盘进行压紧;所述控制机构分别与变位机、压紧装置一和压紧装置二信号连接,实现对放置在变位机上的线盘进行下部和上方同时压紧定位的控制。本发明通过在变位机上设置压紧装置一,在变位机上方设置压紧装置二的技术方案,可实现该压紧定位机构同时对线盘下部和线盘上方进行压紧,使得线盘固定定位在变位机上进行焊接工序,从而避免焊接过程中线盘移位导致焊接精度低和焊接质量差等问题,并有效控制线盘的焊接形变,提高线盘的焊接精度和质量。
[0018] 所述压紧装置一为若干个用于防止线盘脱落的压紧件一,所述若干个压紧件一呈周向分布设置在变位机的旋转平台上,并与控制机构信号连接;
[0019] 所述压紧装置二包括相互连接的立柱和设置有压紧件二的支架;所述压紧装置二设置在变位机一侧,并从上方对工件进行压紧是指:所述立柱设置在变位机一侧,支架与立柱连接并位于变位机上方,压紧件二对工件进行压紧;所述压紧件二由穿设在支架上的驱动部和与驱动部连接的压紧部组成,所述驱动部与控制机构信号连接,实现驱动压紧部的下压/上升。本发明的压紧件一为设置有底座的转角气缸,并通过紧固件和底座与变位机的旋转平台连接。该压紧件一采用气动方式实现90度转角,在焊接过程中对由于变形力量或变位机旋转发生脱位的线盘进行压紧,保证线盘能定位在变位机上进行有效加工,从而有效提高线盘的焊接加工精度和焊接加工质量。根据加工的需求,该压紧件一可为设置有转角气缸的压紧件一,也可采用现有手动的压紧件一。
[0020] 本发明还包括用于检测线盘的机器视觉装置,所述机器视觉装置设置在压紧装置二上并位于变位机上方,所述机器视觉装置包括摄像头和光源,摄像头与控制机构信号连接。机器视觉装置的设计能实现自动对线盘的焊接时间进行控制,特别是可判断线盘焊接的起始点,便于焊接机械手的配合操作,不仅减少人工作业强度,而且进一步提高线盘的焊接精度和质量。
[0021] 所述搬运机械手上安装有用于夹持线盘的夹持装置;所述夹持装置包括主架、用于与搬运机械手前端连接的连接座、设置在主架内部的连接装置、用于驱动连接装置运动的驱动装置二以及夹持手臂;所述连接座设置在主架上;两个所述夹持手臂以交叉形式设置在主架两侧,且一端均与连接装置铰接;所述交叉处设置在主架上,两个夹持手臂均与交叉处可转动连接;所述驱动装置二与控制机构信号连接,实现驱动连接装置运动以带动夹持手臂的张合运动;两个所述夹持手臂呈剪刀形结构。
[0022] 由于本发明搬运机械手的夹持装置中两个夹持手臂以交叉形式设置在主架上的结构,并且夹持手臂与连接装置铰接,使得驱动装置二驱动连接装置的运动可直接转换为夹持手臂的张合运动,这样不仅可简化夹持装置的结构,使得该夹持装置易于操作和维修,大大降低使用成本;而且可提高夹持装置的动作灵活性,并增大该装置的夹持力度,从而实现对线盘进行快速的抓起和平稳可靠的夹持,与搬运机械手配合使用实现大幅度提高生产效率和自动化程度。
[0023] 所述连接装置包括设置在主架内部的中心轴、用于实现中心轴在主架内滑动的滑动辅助部件、与夹持手臂数量相等的支撑臂以及连接件;所述支撑臂一端与夹持手臂铰接,另一端与中心轴可转动连接;所述连接件一端与驱动装置二连接,另一端与中心轴连接。本发明的滑动辅助部件包括直线定位轨道和轴承二,两个直线定位轨道分别设置在主架上、下侧面,中心轴的两端均通过轴承二设置在直线定位轨道上,实现在驱动装置二的驱动下中心轴往复滑动。本发明两个夹持手臂的夹持力度可通过中心杆的滑动行程设定,中心杆滑动行程越大,两个夹持手臂的夹持力度越大。
[0024] 一种线盘自动焊接方法,其特征在于:包括依次进行的进料工序、搬运定位工序、焊接工序和出料工序;其中进料工序是指将线盘进行分离并传送;搬运定位工序是指通过对搬运机械手的控制以使搬运机械手对线盘进行夹持、移动和翻面,同时通过压紧定位机构对线盘进行压紧定位和旋转并进入焊接工序。
[0025] 在上述方案中,本发明依次通过进料工序、搬运定位工序、焊接工序和出料工序则可实现线盘的自动传送、移动、翻面、焊接加工和出料等过程,从而提高线盘加工生产的效率和质量,适用于线盘的大规模生产。
[0026] 在搬运定位工序后,还包括通过机器视觉技术设定线盘焊接起始时间和焊接角度的设定工序;所述搬运定位工序和设定工序包括以下步骤:
[0027] 第一步,搬运机械手将进料工序的线盘进行夹持,并将线盘移动放置在压紧定位机构;
[0028] 第二步,压紧定位机构对线盘进行下部和上方同时压紧定位;
[0029] 第三步,通过机器视觉技术获取线盘定位孔的信息后,设定线盘焊接的起始时间和焊接角度并进入焊接工序;
[0030] 第四步,对线盘是否翻过面做判断:如判断结果为是,则结束;如判断结果为否,则搬运机械手对线盘进行翻面,将线盘放置在压紧定位机构;并重复第二步和第三步实现线盘另一侧面的焊接;
[0031] 所述焊接角度是指压紧定位机构的旋转角度。
[0032] 本发明通过机器视觉技术获取线盘的信息后可同时设定线盘焊接的起始时间和焊接角度,则可控制启动焊接机械手的焊接工作和控制变位机的旋转,从而实现线盘的自动化焊接。
[0033] 本发明的线盘自动焊接生产线实用性强,其具有高效率、高焊接质量和高自动化程度的特点,该焊接生产线的工作原理是这样的:
[0034] 1、进料输送机构的传送线为与地面朝下倾斜设计,线盘通过自身重力实现在传送线的快速、稳定滚送。分离装置对一排滚送的线盘进行分隔,便于后续对单个线盘的处理。
[0035] 2、机器视觉装置通过获取线盘定位孔的信息后,则可控制变位机慢速转动,同时可控制焊接机械手对变位机上的线盘进行焊接。在线盘焊接过程中,由于本发明的压紧定位机构同时对线盘的下法兰盘和上法兰盘进行压紧,因此可有效保证上法兰盘和下法兰盘的同心度保持一致,而且也可有效避免焊接过程中线盘移位导致焊接精度低和焊接质量差等问题,从而提高线盘的焊接精度和质量,提高线盘成型的质量。而焊接的结束时间可通过设定变位机旋转平台的旋转角度来确定。
[0036] 3、本发明通过驱动装置二推动中心轴在直线定位轨道上滑动,由于夹持手臂以剪刀形结构交叉设置,因此,与中心轴铰接的支撑臂可带动夹持手臂的张合运动,即将驱动装置二驱动中心轴的直线运动直接转换为夹持手臂的张合运动,从而实现夹持手臂安装在搬运机械手的前端,对线盘进行快递的抓起和平稳可靠的夹持,便于后续将线盘放置在压紧定位机构上。
[0037] 与现有技术相比,本发明具有如下优点与有益效果:
[0038] 1、本发明的线盘自动焊接生产线结构简单、焊接速度快和焊接质量稳定性高,该线盘自动焊接生产线有效避免人工焊接造成焊口焊接不均匀的现象,从而提高线盘焊接的效率、精度和质量。
[0039] 2、相对于通过人工操作对线盘进行进料、搬运固定在工作台、焊接以及下料等方式导致加工效率低、焊口焊接不均匀导致焊接加工精度低、劳动强度大和生产成本高等问题,本发明采用控制搬运机械手、焊接机械手和压紧定位装置的方式对线盘加工的全过程实现自动化智能控制,从而大大提高线盘加工的速度、效率和线盘焊接加工的精度、质量,并降低生产成本,适用于大规模生产进行线盘的智能制造。
[0040] 3、本发明的线盘自动焊接方法代替传统的人工焊接工艺,降低劳动强度并提高生产效率,在保证线盘焊接质量的同时解决目前焊接行业自动化程度不高和生产效率低的问题,适用于大规模生产进行线盘的智能制造。
附图说明
[0041]图1是本发明线盘自动焊接生产线的结构示意图;
[0042] 图2是本发明线盘自动焊接生产线的俯面示意图;
[0043]图3是本发明线盘自动焊接生产线中进料输送机构的正面示意图;
[0044]图4是本发明线盘自动焊接生产线中进料输送机构的结构示意图;
[0045] 图5是本发明线盘自动焊接生产线中压紧定位机构的正面结构示意图;
[0046]图6是本发明线盘自动焊接生产线中压紧定位机构的结构示意图;
[0047]图7是本发明线盘自动焊接生产线中夹持装置的结构示意图一;
[0048]图8是本发明线盘自动焊接生产线中夹持装置的结构示意图二(连接座未图示);
[0049]图9是本发明线盘自动焊接生产线中夹持装置的内部结构示意图(连接座未图示);
[0050] 图10是本发明线盘自动焊接方法的流程图;
[0051] 其中,I为线盘、2为进料输送机构、2.2为分离装置、2.3为架体、2.4为基脚、2.5为轨道、2.6为挡板、2.7为基架、2.8为驱动装置一、2.9为分隔件、2.10为滑轨、2.11为滑块、2.12为上料板、2.13为挡条、3为压紧定位机构、3.2为变位机、3.3为定位轴、3.4为压紧件一、3.5为立柱、3.6为支架、3.7为驱动部、3.8为压紧部、3.9为滑轨一、3.10为滑块一、3.11为丝杆、3.12为锁紧件、3.13为滑轨二、3.14为滑块二、3.15为摄像头、3.16为光源、3.17为定位孔、4为搬运机械手、5为焊接机械手、6为出料输送机构、7为夹持装置、7.1为主架、7.2为连接座、7.3为驱动装置二、7.4为夹持手臂、7.5为连接轴、7.6为中心轴、7.7为支撑臂、7.8为连接件、7.9为直线定位轨道、7.10为轴承二、7.11为抓手、7.12为夹板、7.13为连杆。
具体实施方式
[0052] 下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的描述。
[0053] 实施例一
[0054] 如图1至图9所示,本发明的线盘自动焊接生产线是用于对线盘I焊接加工,其包括用于对线盘I进行分离并传送的进料输送机构2 ;用于对线盘I进行定位和旋转的压紧定位机构3 ;用于从进料输送机构2抓取线盘1,将线盘I搬运放置在压紧定位机构3以进行焊接的搬运机械手4 ;用于对定位在压紧定位机构3上的线盘I进行焊接的焊接机械手5 ;用于将线盘I进行传送的出料输送机构6 ;以及分别与进料输送机构2、压紧定位机构3、搬运机械手4和焊接机械手5信号连接的控制机构。
[0055] 如图3和图4所示,其中,进料输送机构2包括传送线和用于分隔线盘I之间的传送以便于后续对单个线盘I操作的分离装置2.2,其中,传送线为倾斜设置的架体2.3,倾斜方向为沿线盘I传送方向逐渐向地面倾斜;分离装置2.2横跨在传送线上。
[0056] 具体地说,传送线为向线盘I传送方向倾斜设置的架体2.3是指:架体2.3底部沿线盘I传送方向设置有高度由高到低的基脚2.4,形成倾斜结构。其中,传送线的进口端相应架体2.3底部设置的基脚2.4高度最高,传送线的中部相应架体2.3底部设置的基脚2.4高度最低,传送线的出口端相应架体2.3的底部直接设置在地面上。该架体2.3的两侧设置有用于线盘I滚送的轨道2.5。为了提高线盘I滚送的稳定性,两条轨道2.5的外侧均设置有挡板2.6。
[0057] 本发明的分离装置2.2包括横跨在传送线上的基架2.7、设置在基架2.7上的驱动装置一 2.8、用于检测线盘I的传感器以及与驱动装置一 2.8连接的分隔件2.9 ;其中,传感器和驱动装置一 2.8均与控制机构信号连接,实现通过控制机构控制驱动装置一 2.8驱动分隔件2.9的升降。该基架2.7为龙门形基架,基架2.7固定在传送线两侧并横跨在传送线上。为了更好地实现本发明,本发明还包括便于分隔件2.9在基架2.7上滑动的滑动装置。该滑动装置包括设置在基架2.7两侧的滑轨2.10和设置在分隔件2.9上的滑块2.11,分隔件2.9在驱动装置一 2.8驱动下通过滑块2.11在滑轨2.10上滑动实现升/降。滑动装置的设计可有效提高分隔件2.9升降的稳定性,同时也可提高对后续滚落的线盘I的阻挡力。本发明还包括便于线盘I进入传送线的上料板2.12和用于防止线盘I滚送出传送线的挡条2.13,其中,上料板2.12设置在传送线的进口端处,挡条2.13设置在传送线的出口端处。
[0058] 如图5和图6所示,本发明的压紧定位机构3包括用于放置线盘I的变位机3.2、用于压紧线盘I的下法兰盘的压紧装置一和压紧装置二。其中,控制机构分别与变位机3.2、压紧装置一和压紧装置二信号连接,实现对放置在变位机3.2上的线盘I进行下部和上方同时压紧定位的控制。
[0059] 本发明的变位机3.2的旋转平台上设置有定位轴3.3,线盘I通过下法兰盘的中心通孔穿设在定位轴3.3上实现线盘I定位在变位机3.2的旋转平台上。压紧装置一为若干个用于防止线盘脱落的压紧件一 3.4,若干个压紧件一 3.4呈周向分布设置在变位机3.2的旋转平台上,并与控制机构信号连接。本发明的压紧件一 3.4为设置有底座的转角气缸,并通过紧固件和底座与变位机3.2的旋转平台连接。该压紧件一 3.4采用气动方式实现90度转角,在焊接过程中对线盘I的下法兰盘进行压紧,保证线盘I能定位在变位机3.2上进行有效加工,从而有效提高线盘I的焊接加工精度和焊接加工质量。当线盘I定位在变位机3.2时,可通过控制机构控制转角气缸旋转90度向下压紧线盘I的下法兰盘;当焊接完成后,转角气缸可通过控制机构控制松开并旋转90度,从而使得线盘I可脱离变位机3.2。根据加工的需求,该压紧件一 3.4可为设置有转角气缸的压紧件一,也可采用现有手动的压紧件一。
[0060] 压紧装置二包括相互连接的立柱3.5和设置有压紧件二的支架3.6,该立柱3.5设置在变位机3.2 一侧,支架3.6与立柱3.5连接并位于变位机2上方,压紧件二对线盘I进行压紧。其中,压紧件二由穿设在支架3.6上的驱动部3.7和与驱动部3.7连接的压紧部3.8组成,驱动部3.7与控制机构信号连接,实现驱动压紧部3.8的下压/上升,在压紧定位时,压紧部3.8下压至线盘I上法兰盘的中心通孔,实现从上方对线盘I的压紧定位。
[0061] 本发明还包括用于压紧件二与支架3.6可调节连接的滑动件一,该滑动件一包括设置在支架3.6上的滑轨一 3.9和设置在压紧件二上的滑块一 3.10,压紧件二通过滑块一3.10在滑轨一 3.9滑动实现其在支架3.6上位置的调节。本发明还包括用于支架3.6与立柱3.5可调节连接的调节件,该调节件包括丝杆3.11和设置在立柱3.5侧面的锁紧件3.12,丝杆3.11 一端穿过锁紧件3.12与支架3.6底部连接,实现旋转锁紧件3.12对支架3.6的升降调节进行支架3.6在立柱3.5上的位置调节。在压紧装置二使用之前,可根据实际变位机3.2的位置和线盘I的尺寸等需求,先通过调节件调节支架3.6在立柱3.5上的高度位置从而确定压紧部3.8竖直方向上的位置,再通过滑动件一调节压紧件二在支架3.6上的位置从而确定压紧部3.8水平方向上的位置,则可实现压紧部3.8从上方准确对线盘I进行压紧定位,而对于线盘I来说,压紧部3.8的下压位置则为线盘I的上法兰盘的中心通孔。本发明还包括滑动件二,该滑动件二包括设置在立柱3.5上的滑轨二 3.13和设置在支架3.6上的滑块二 3.14,支架3.6通过滑块二 3.14在滑轨二 3.13滑动实现其在立柱
3.5上的滑动,滑动件二的设计可有效提高支架3.6调节安装高度的稳定性。
[0062] 为了提高本压紧定位机构的自动化功能,本发明还包括用于检测线盘I的机器视觉装置,该机器视觉装置设置在压紧装置二上并位于变位机3.2上方。具体地说,机器视觉装置包括用于获取线盘I定位孔3.17的摄像头3.15和光源3.16,摄像头3.15与控制机构信号连接,摄像头3.15和光源3.16通过架体安装在支架3.6上并位于压紧件二的一侧。机器视觉装置的设计能实现自动对线盘I的焊接时间进行控制,特别是可判断线盘I焊接的起始点,便于焊接机械手的配合操作,不仅减少人工作业强度,而且进一步提高线盘I的焊接精度和质量。
[0063] 如图7、8和9所示,本发明的搬运机械手4上安装有用于夹持线盘I的夹持装置7,该夹持装置7包括主架7.1、用于与搬运机械手4前端连接的连接座7.2、设置在主架7.1内部的连接装置、用于驱动连接装置运动的驱动装置二 7.3、控制机构以及夹持手臂7.4 ;其中,连接座7.2设置在主架7.1上,两个夹持手臂7.4以交叉形式设置在主架7.1两侧,且一端均与连接装置铰接。而交叉处为设置在主架7.1前端的连接轴7.5,两个夹持手臂7.4均通过轴承一与连接轴7.5可转动连接。驱动装置二 7.3与控制机构信号连接,实现驱动连接装置运动以带动夹持手臂7.4的张合运动。
[0064] 本发明的两个夹持手臂7.4呈剪刀形结构,剪刀形结构使得该夹持装置7结构简单,而且操作方便,以简单的结构即可实现夹持力度的增大,实用性强。该夹持装置的驱动装置二 7.3为气缸,气缸的缸体设置在主架7.1后端,其活塞杆伸入主架7.1后端与连接装置连接。连接装置包括设置在主架7.1内部的中心轴7.6、用于实现中心轴7.6在主架7.1内滑动的滑动辅助部件、与夹持手臂7.4数量相等的支撑臂7.7以及连接件7.8 ;其中,支撑臂7.7 一端与夹持手臂7.4铰接,另一端与中心轴7.6可转动连接;连接件7.8 一端与驱动装置二 7.3的活塞杆连接,另一端与中心轴7.6连接。该夹持装置7的滑动辅助部件包括直线定位轨道7.9和轴承二 7.10,两个直线定位轨道7.9分别设置在主架7.1上、下侧面,中心轴7.6的两端均通过轴承二 7.10设置在直线定位轨道7.9上,实现在驱动装置7.3的驱动下中心轴7.6往复滑动。本发明两个夹持手臂7.4的夹持力度可通过中心杆7.6的滑动行程设定,中心杆7.6滑动行程越大,两个夹持手臂7.4的夹持力度越大。
[0065] 本发明还包括用于抓取线盘的抓手7.11,该抓手7.11设置在夹持手臂7.4远离连接装置的一端。抓手7.11的设置可提高夹持手臂7.4夹持线盘I时其对线盘的定位效果。为了进一步提高夹持装置7的夹持力度,抓手7.11朝夹持手臂7.4的夹持方向设置有夹板7.12。本实施例的夹持手臂7.4为两层结构,两层结构之间通过连杆7.13连接,这样设计可增大夹持手臂7.4与工件的接触面积,从而进一步提高夹持装置7的夹持力度。
[0066] 本发明的夹持装置7结构简单、使用操作方便和通用性强,该夹持装置7是这样工作的:当控制机构控制驱动装置二 7.3驱动中心轴7.6在直线定位轨道7.9上向前滑动时,一端与夹持手臂7.4铰接,另一端与中心轴7.6可转动连接的两个支撑臂7.7分别带动两个夹持手臂7.4向内夹持运动,此时,夹持手臂7.4为夹持状态。当控制机构控制驱动装置二 7.3驱动中心轴7.6在直线定位轨道7.9上向后滑动时,两个支撑臂7.7分别带动两个夹持手臂7.4向外张开运动,此时,夹持手臂7.4为张开状态。在夹持手臂7.4夹持过程中,抓手7.11在夹持手臂7.4夹持线盘I时可对线盘I进行有效定位。
[0067] 本发明的出料输送机构6的结构与进料输送机构2的结构一致,其包括传送线,该传送线为倾斜设置的架体,倾斜方向为沿线盘I传送方向逐渐向地面倾斜。架体底部沿线盘I传送方向设置有高度由高到低的基脚,形成倾斜结构。该架体的两侧设置有用于线盘I滚送的轨道。为了提高线盘I滚送的稳定性,两条轨道的外侧均设置有挡板。本发明出料输送机构的传送线为倾斜结构,可实现线盘I通过自身重力的有效传送,使得线盘I实现快速和平稳传送的同时,也无需通过传动力驱动结构进行传送,达到简化出料输送机构结构的特点;也可提高线盘I传送的便利性、稳定性和高效性。
[0068] 如图1至图10所示,本发明的线盘自动焊接方法,包括依次进行的进料工序、搬运定位工序、焊接工序和出料工序;其中进料工序是指将线盘进行分离并传送;搬运定位工序是指通过对搬运机械手4的控制以使搬运机械手4对线盘I进行夹持、移动和翻面,同时通过压紧定位机构3对线盘I进行压紧定位和旋转并进入焊接工序。
[0069] 在搬运定位工序后,还包括通过机器视觉技术设定线盘I焊接起始时间和焊接角度的设定工序;所述搬运定位工序和设定工序包括以下步骤:
[0070] 第一步,搬运机械手4将进料工序的线盘I进行夹持,并将线盘I移动放置在压紧定位机构3 ;
[0071] 第二步,压紧定位机构3对线盘I进行下部和上方同时压紧定位;
[0072] 第三步,通过机器视觉技术获取线盘I定位孔的信息后,设定线盘I焊接的起始时间和焊接角度并进入焊接工序;
[0073] 第四步,对线盘I是否翻过面做判断:如判断结果为是,则结束;如判断结果为否,则搬运机械手4对线盘I进行翻面,将线盘I放置在压紧定位机构3 ;并重复第二步和第三步实现线盘I另一侧面的焊接;
[0074] 上述焊接角度是指压紧定位机构3的旋转角度。
[0075] 当线盘I的圆筒轴与两侧的法盘均焊接完成后,通过搬运机械手4将线盘I夹持并放入出料输送机构6进行线盘I的出料。
[0076] 在第四步中,本发明的方法也可对线盘I两个侧面是否焊接完毕进行判断,如果判断结构为是,则结束;如果判断结果为否,则搬运机械手4对线盘I进行翻面,将线盘I放置在压紧定位机构3 ;并重复第二步和第三步实现线盘I另一侧面的焊接。
[0077] 本发明的线盘自动焊接生产线实用性强,其具有高效率、高焊接质量和高自动化程度的特点,该焊接生产线的工作原理是这样的:
[0078] 1、进料输送机构2的传送线为与地面朝下倾斜设计,线盘I通过自身重力实现在传送线的快速、稳定滚送。分离装置2.2对一排滚送的线盘I进行分隔,便于后续对单个线盘I的处理。
[0079] 2、机器视觉装置通过获取线盘I定位孔3.17的信息后,则可控制变位机3.2慢速转动,同时可控制焊接机械手5对变位机3.2上的线盘I进行焊接。在线盘I焊接过程中,由于本发明的压紧定位机构3同时对线盘I的下法兰盘和上法兰盘进行压紧,因此可有效保证上法兰盘和下法兰盘的同心度保持一致,而且也可有效避免焊接过程中线盘I移位导致焊接精度低和焊接质量差等问题,从而提高线盘I的焊接精度和质量,提高线盘I成型的质量。而焊接的结束时间可通过设定变位机3.2旋转平台的旋转角度来确定。
[0080] 3、本发明通过驱动装置二 7.3推动中心轴7.6在直线定位轨道7.9上滑动,由于夹持手臂7.4以剪刀形结构交叉设置,因此,与中心轴7.6铰接的支撑臂7.7可带动夹持手臂7.4的张合运动,即将驱动装置二 7.3驱动中心轴7.6的直线运动直接转换为夹持手臂7.4的张合运动,从而实现夹持手臂7.4安装在搬运机械手4的前端,对线盘I进行快递的抓起和平稳可靠的夹持,便于后续将线盘I放置在压紧定位机构3上。
[0081] 实施例二
[0082] 本实施例与实施例一不同之处仅在于:两个夹持手臂可设置为单层结构、三层结构或三层以上的结构,而在三层结构或三层以上结构的夹持手臂中,每层结构之间通过连杆连接。夹持手臂多层结构的设计可增大夹持手臂与工件的接触面积,从而进一步提高夹持装置的夹持力度。
[0083] 本实施例的其它结构与实施例——致。
[0084] 上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种线盘自动焊接生产线,用于对线盘焊接加工;其特征在于:包括:用于对线盘进行分离并传送的进料输送机构; 用于对线盘进行定位和旋转的压紧定位机构; 用于从进料输送机构抓取线盘,将线盘搬运放置在压紧定位机构以进行焊接的搬运机械手; 用于对定位在压紧定位机构上的线盘进行焊接的焊接机械手; 用于将线盘进行传送的出料输送机构; 以及分别与进料输送机构、压紧定位机构、搬运机械手和焊接机械手信号连接的控制机构。
2.根据权利要求1所述的线盘自动焊接生产线,其特征在于:所述进料输送机构包括传送线和用于分隔线盘之间的传送以便于后续对单个线盘操作的分离装置;所述传送线为倾斜设置的架体,倾斜方向为沿线盘传送方向逐渐向地面倾斜;所述分离装置横跨在传送线上;所述传送线为倾斜设置的架体是指:架体底部沿线盘传送方向设置有高度由高到低的基脚,形成架体上的线盘传送面逐渐向地面倾斜的结构。
3.根据权利要求2所述的线盘自动焊接生产线,其特征在于:所述分离装置包括横跨在传送线上的基架、设置在基架上的驱动装置一、用于检测线盘的传感器以及与驱动装置一连接的分隔件;所述传感器和驱动装置一均与控制机构信号连接,实现通过控制机构控制驱动装置一驱动分隔件的升/降。
4.根据权利要求1所述的线盘自动焊接生产线,其特征在于:所述压紧定位机构包括用于放置线盘的变位机、用于压紧线盘下部的压紧装置一和压紧装置二;所述压紧装置一设置在变位机上;所述压紧装置二设置在变位机一侧,并从上方对线盘进行压紧;所述控制机构分别与变位机、压紧装置一和压紧装置二信号连接,实现对放置在变位机上的线盘进行下部和上方同时压紧定位的控制。
5.根据权利要求4所述的线盘自动焊接生产线,其特征在于:所述压紧装置一为若干个用于防止线盘脱落的压紧件一,所述若干个压紧件一呈周向分布设置在变位机的旋转平台上,并与控制机构信号连接; 所述压紧装置二包括相互连接的立柱和设置有压紧件二的支架;所述压紧装置二设置在变位机一侧,并从上方对工件进行压紧是指:所述立柱设置在变位机一侧,支架与立柱连接并位于变位机上方,压紧件二对工件进行压紧;所述压紧件二由穿设在支架上的驱动部和与驱动部连接的压紧部组成,所述驱动部与控制机构信号连接,实现驱动压紧部的下压/上升。
6.根据权利要求4或5所述的线盘自动焊接生产线,其特征在于:还包括用于检测线盘的机器视觉装置,所述机器视觉装置设置在压紧装置二上并位于变位机上方,所述机器视觉装置包括摄像头和光源,摄像头与控制机构信号连接。
7.根据权利要求1所述的线盘自动焊接生产线,其特征在于:所述搬运机械手上安装有用于夹持线盘的夹持装置;所述夹持装置包括主架、用于与搬运机械手前端连接的连接座、设置在主架内部的连接装置、用于驱动连接装置运动的驱动装置二以及夹持手臂;所述连接座设置在主架上;两个所述夹持手臂以交叉形式设置在主架两侧,且一端均与连接装置铰接;所述交叉处设置在主架上,两个夹持手臂均与交叉处可转动连接;所述驱动装置二与控制机构信号连接,实现驱动连接装置运动以带动夹持手臂的张合运动;两个所述夹持手臂呈剪刀形结构。
8.根据权利要求7所述的线盘自动焊接生产线,其特征在于:所述连接装置包括设置在主架内部的中心轴、用于实现中心轴在主架内滑动的滑动辅助部件、与夹持手臂数量相等的支撑臂以及连接件;所述支撑臂一端与夹持手臂铰接,另一端与中心轴可转动连接;所述连接件一端与驱动装置二连接,另一端与中心轴连接。
9.一种线盘自动焊接方法,其特征在于:包括依次进行的进料工序、搬运定位工序、焊接工序和出料工序;其中进料工序是指将线盘进行分离并传送;搬运定位工序是指通过对搬运机械手的控制以使搬运机械手对线盘进行夹持、移动和翻面,同时通过压紧定位机构对线盘进行压紧定位和旋转并进入焊接工序。
10.根据权利要求9所述的线盘自动焊接方法,其特征在于:在搬运定位工序后,还包括通过机器视觉技术设定线盘焊接起始时间和焊接角度的设定工序;所述搬运定位工序和设定工序包括以下步骤: 第一步,搬运机械手将进料工序的线盘进行夹持,并将线盘移动放置在压紧定位机构; 第二步,压紧定位机构对线盘进行下部和上方同时压紧定位; 第三步,通过机器视觉技术获取线盘定位孔的信息后,设定线盘焊接的起始时间和焊接角度并进入焊接工序; 第四步,对线盘是否翻过面做判断:如判断结果为是,则结束;如判断结果为否,则搬运机械手对线盘进行翻面,将线盘放置在压紧定位机构;并重复第二步和第三步实现线盘另一侧面的焊接; 所述焊接角度是指压紧定位机构的旋转角度。
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