CN105904080B - 一种贯流风扇叶轮全自动超声波焊接机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种贯流风扇叶轮全自动超声波焊接机。该焊接机包括机台、装置于机台上的底盖和顶盖输送机构、中节输送机构及对位组装超声波焊接机构、工控系统，且底盖和顶盖输送机构、中节输送机构中均设有自动对位选取方向装置，所述中节输送机构上的自动对位选取方向装置包括：装置于机台上的中节方向对位选取组件、中节角度偏移组件。中节输送机构包括中节进料轨道、送料转盘及带机械手一的输送臂、丝杆、机械手二。本发明在加工焊接贯流风扇叶轮时，可直接在输送零配件的过程中通过自动对位选取方向装置进行自动对位，无需人工进行识别放置，因此大大降低了人工成本，且组装效率高，产品品质好。

Description

一种贯流风扇叶轮全自动超声波焊接机

技术领域

本发明涉及超声波焊接机领域,特别是一种贯流风扇叶轮全自动超声波焊接机。

背景技术

目前，贯流风扇叶轮已广泛地应用于空调领域中。现有相关贯流风扇叶轮的组装技术处于人工和半自动化的阶段。贯流风扇叶轮零部件分底盖、风扇叶中节（简称中节）和顶盖共三种，其中每个中节上有按一定间隔排列的并朝旋转方向弯曲的多个叶片，组装时每组叶片都要对插入上一组相应的槽位，且每个组装件与上一个组装件上叶片所需角度是不一样的，所以选取方向对位很关键。在产品组装中，产品的搬动过程的位移对组装精度有一定的影响，如果对位不准，就会造成整个产品的报废。通用的做法就是人工选取方向，进行对位组装焊接，劳动强度大，费时费力，对人员的要求也高，人工组装对产品的品质造成影响也大，报废率高，效率很低下，也不利于大批量的进行生产。

发明内容

本发明的目的在于针对上述存在问题和不足，提供一种组装贯流风扇叶轮时无需要人工进行识别放置、人工成本低，组装效率高，且产品品质好的贯流风扇叶轮全自动超声波焊接机。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明所述贯流风扇叶轮全自动超声波焊接机，其特点是包括机台、装置于所述机台上的底盖和顶盖输送机构、中节输送机构及对位组装超声波焊接机构、工控系统，且所述底盖和顶盖输送机构、中节输送机构中均设有自动对位选取方向装置，上述中节输送机构上的自动对位选取方向装置包括装置于机台上的中节方向对位选取组件、用于将选取方向后的中节进行角度偏移的中节角度偏移组件。为使中节输送更方便、工作效率高，上述中节输送机构包括中节进料轨道、送料转盘及将中节进料轨道上的中节搬运至上述中节方向对位选取组件上和将选好方向后的中节搬运到送料转盘上的带机械手一的输送臂、用于将送料转盘上的中节搬运至上述中节角度偏移组件和将角度偏移好的中节搬运至对位组装超声波焊接机构并插接于相应底盖上的丝杆、机械手二。

为使本发明的结构更紧凑，操作更方便，上述中节方向对位选取组件包括装置于机台上并位于上述中节进料轨道和送料转盘之间的中节选位柱、驱动该中节选位柱转动的伺服电机二、用于感应中节上对位缺口的光纤感应器二，所述光纤感应器二与伺服电机二电连接、并在感应到中节上对位缺口时将信息传递给伺服电机二而使伺服电机二停止驱动中节选位柱转动。上述中节角度偏移组件包括装置于机台上的并位于上述送料转盘和对位组装超声波焊接机构之间的可供中节放置的转柱、驱动所述转柱进行偏移角度转动的伺服电机。

为使本发明在加工方便的同时，又结构简单、可靠，上述底盖和顶盖输送机构中的自动对位选取方向装置包括装置于机台上的供底盖放置选取方向的选位转台、驱动该选位转台转动对位的伺服电机一、用于感应底盖上对位缺口的光纤感应器一，所述光纤感应器一与伺服电机一电连接、并在感应到底盖上对位缺口时将信息传递给伺服电机一而使伺服电机一停止驱动选位转台转动。

其中上述底盖和顶盖输送机构包括振料盘、与振料盘连接的输送轨道、用于脱除底盖上保护胶套的脱套装置、及将选好位的脱套底盖搬到对位组装超声波焊接机构的带机械夹手的旋臂、旋臂驱动装置、位于输送轨道上方的顶部感应器。

为使本发明结构更可靠，组装更简易，上述底盖和顶盖输送机构还包括顶盖料框，装置于机台上的供顶盖放置选取方向的顶盖选位转台及用于将顶盖料框中的顶盖输送到顶盖选位转台上的顶盖输送臂、驱动该顶盖选位转台转动对位的伺服电机三、用于感应顶盖选位转台上顶盖的对位缺口的光纤感应器三，所述光纤感应器三与伺服电机三电连接、并在感应到顶盖上对位缺口时将信息传递给伺服电机三而使伺服电机三停止驱动顶盖选位转台转动，上述旋臂将位于顶盖选位转台上的对好位的顶盖搬到对位组装超声波焊接机构。

为确保贯流风扇叶轮的各组件在对好位后焊接时不易移位，上述对位组装超声波焊接机构包括托盘、托盘气缸及用于夹紧位于托盘上底盖的夹紧件、用于抱紧插接于底盖上的中节的抱杆及超声波焊接机，所述超声波焊接机的焊接头可在驱动装置的作用下下压进行焊接组装和上升回位。

为使焊接好的的成品能及时送出，以进一步的提高其工作效果，上述对位组装超声波焊接机构的旁边还设有成品移出机构，该成品移出机构包括用于将贯流风扇叶轮成品移出的机械手三、成品储框、成品储框送出装置。

本发明由于采用在底盖和顶盖输送机构及中节输送机构中均设有自动对位选取方向装置的结构，使本发明在加工焊接贯流风扇叶轮时，可直接在输送零配件的过程中，通过自动对位选取方向装置进行自动对位，无需人工进行识别放置，因此大大降低了人工成本，且组装效率高，产品品质好，有效地解决了现有焊接机在焊接贯流风扇叶轮时需人工对位、工作效率低、报废率高、不利于批量生产等问题。并且由于本发明还采用由装置于机台上的中节方向对位选取组件、用于将选取方向后的中节进行角度偏移的中节角度偏移组件等组成的中节自动对位选取方向装置结构，使得中节在输送焊接时对位更可靠，产品合格率更高。

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

附图说明

图1为本发明的一立体结构示意图。

图2为图1的后视立体结构示意图。

图3为图1的俯视结构示意图。

图4为图1去掉中节传输轨道后的放大结构示意图。

具体实施方式

如图1-图4所示，本发明所述贯流风扇叶轮全自动超声波焊接机，包括机台1、装置于所述机台1上的底盖和顶盖输送机构2、中节输送机构3及对位组装超声波焊接机构4、工控系统，为提高本发明的焊接效率和便于批量生产，所述底盖和顶盖输送机构2、中节输送机构3中均设有自动对位选取方向装置，上述中节输送机构3上的自动对位选取方向装置包括：装置于机台1上的中节方向对位选取组件、用于将选取方向后的中节进行角度偏移的中节角度偏移组件。上述中节输送机构3包括中节进料轨道31、送料转盘32及将中节进料轨道31上的中节8搬运至上述中节方向对位选取组件上和将选好方向后的中节8搬运到送料转盘32上的带机械手一33的输送臂、用于将送料转盘32上的中节搬运至上述中节角度偏移组件和将角度偏移好的中节搬运至对位组装超声波焊接机构4并插接于相应底盖上的丝杆、机械手二37。本发明在加工焊接贯流风扇叶轮时，可直接在输送零配件的过程中通过自动对位选取方向装置进行自动对位，无需人工进行识别放置，因此大大降低了人工成本，且组装效率高，产品品质好。为使本发明结构更紧凑，上述中节方向对位选取组件包括装置于机台1上并位于上述中节进料轨道31和送料转盘32之间的中节选位柱34、驱动该中节选位柱34转动的伺服电机二、用于感应中节上对位缺口的光纤感应器二35，所述光纤感应器二35与伺服电机二电连接、并在感应到中节上对位缺口时将信息传递给伺服电机二而使伺服电机二停止驱动中节选位柱34转动。为进一步的简化其结构，上述中节角度偏移组件包括装置于机台1上的并位于上述送料转盘32和对位组装超声波焊接机构4之间的可供中节放置的转柱36、驱动所述转柱36进行偏移角度转动的伺服电机。上述中节输送机构还包括中节料框39、带输送带38的输送架及从中节料框搬动中节至中节进料轨道31的机械手30。为提高效率，该机械手一般是每次抓取3个中节搬至中节进料轨道上。中节选取方向及上料部分的顺序是：先将中节摆放整齐在进料框内，将摆放好产品的进料框从输送带进入到机台取料位置，再通过机械手30将中节从进料框内一次取3个放入到中节进料轨道31上，并将中节传送到中节选方向取料位，机械手一33再从中节进料轨道31上搬运产品到选方向位的中节选位柱34上，进行方向选取。为提高送料效率，上述机台上一般设有多个选住柱34和多套用于将中节搬入中节选住柱34和送料转盘32上的带机械手一的输送臂。当选取方向完成后，机械手一将中节放入送料转盘（简称转盘）内，转盘上一般分八个工位，每次入料完成后对应旋转45度。与丝杆连接的机械手二37从转盘32一侧取料送至转柱36进行角度偏移后，再送入焊接机构，转盘则依次循环输入供料。在本发明的附图中，由于机器和放置于其上的中节、顶盖、底盖等的线条多，所以为使附图更清晰，有的附图中将一部分中节上的线条简化了，但并不影响对本发明的保护。

为使本发明在加工方便的同时，又结构简单、可靠，如图1和图4所示，上述底盖和顶盖输送机构2中的自动对位选取方向装置包括:装置于机台1上的供底盖5放置选取方向的选位转台6、驱动该选位转台6转动对位的伺服电机一、用于感应选位转台6上底盖5的对位缺口的光纤感应器一7，所述光纤感应器一7与伺服电机一电连接、并在感应到底盖5上对位缺口时将信息传递给伺服电机一而使伺服电机一停止驱动选位转台6转动。为使底盖输送更方便，上述底盖和顶盖输送机构2包括振料盘21、与振料盘21连接的输送轨道22、位于所述输送轨道22下部的用于脱除底盖上保护胶套的脱套装置、及将选好位的脱套底盖搬到对位组装超声波焊接机构的带机械夹手的旋臂23、旋臂驱动装置、位于输送轨道上方的顶部感应器。为使底盖脱套更简单，上述脱套装置包括用于夹住底盖上保护胶套的带夹手的夹持气缸一、下拉气缸，所述输送轨道22或机台上安装有用于夹住底盖的带夹手的夹持气缸二及带动夹有底盖的夹手上升的升降气缸、向前运动将底盖运送到底盖和顶盖输送机构2中的自动对位选取方向装置（送到选位转台6）的输送气缸。上述底盖送料及选位的流程是：放置于振料盘中的底盖在振动器的作用下从振料盘21振出，进入输送轨道22，底盖依次排列于输送轨道22上，当输送轨道22上满料时，顶部感应器感应到满料时，通过工控系统使振料盘21停止振动。然后通过脱套装置脱除底盖上的保护胶套，脱除胶套时是夹持气缸一的夹手先夹住底盖上的保护胶套，下拉气缸向下拉，脱除保护胶套。当胶套脱离完成，升降气缸下降，并通过夹持气缸二使夹手夹持住轴盖，然后升降气缸上升，输送气缸向前运动，将底盖运送到选取方向位置后，升降气缸下降，夹持气缸二使夹手张开，输送气缸返回初始位。当底盖搬离时，若顶部感应器感应到没料，振料盘则会重新开起，将下一个物料振到第一个位置，依此类推，下一个将依次重复上一个动作。当底盖到达选位转台6进行选方向位置时，底下的伺服电机一将会旋转，旁边的光纤感应器一进行扫描底盖上的缺口，当感应到缺口时，伺服电机一就会停止，底盖选取方向完毕，输送到焊接部分的旋臂会将选好方向的底盖输送到焊接部分进行焊接。并且本发明的顶盖与底盖可共用一套选位转台和一套输送旋臂。为使顶盖送料更方便和对位更可靠，且整个机器结构简单，上述底盖和顶盖输送机构2还包括顶盖料框24，装置于机台1上的供顶盖放置选取方向的顶盖选位转台25及用于将顶盖料框24中的顶盖输送到顶盖选位转台25上的顶盖输送臂、驱动该顶盖选位转台25转动对位的伺服电机三、用于感应顶盖选位转台25上顶盖的对位缺口的光纤感应器三26，所述光纤感应器三26与伺服电机三电连接、并在感应到底盖5上对位缺口时将信息传递给伺服电机三而使伺服电机三停止驱动顶盖选位转台25转动，上述旋臂23又用于将位于顶盖选位转台25上的对好位的顶盖搬到对位组装超声波焊接机构4。即上述底盖和顶盖只共用一套旋臂。顶盖选取方向及上料部分的流程是：将内摆好顶盖的顶盖料框24放入机台顶盖取料位，顶盖输送臂从顶盖料框内夹持顶盖搬运到顶盖选位转台25上进行选位，再通过工控系统使伺服电机三旋转，光纤感应器三26扫描顶盖上的对位缺口，感应到缺口后伺服电机三停止。一般是放完底盖的旋臂23回来抓取顶盖，准备进入焊接系统，当前面的底盖和中节完成焊接后，顶盖进入焊接系统进行焊接。

为确保贯流风扇叶轮的各组件在对好位后焊接时不易移位，上述对位组装超声波焊接机构4包括托盘41、托盘气缸及用于夹紧位于托盘上底盖的夹紧件42、夹紧件驱动装置、用于抱紧插接于底盖上的中节的抱杆43、抱杆驱动装置及超声波焊接机44，所述超声波焊接机44的焊接头45可在驱动装置的作用下下压进行焊接组装和上升回位。为使焊接好的的成品能及时送出，以进一步的提高其工作效果，上述对位组装超声波焊接机构4的旁边还设有成品移出机构9，该成品移出机构9包括用于将贯流风扇叶轮成品移出的机械手三91、成品储框92、成品储框送出装置93。

本发明主要是通过对贯流风扇叶轮的多个零部件依次进行方向选定，搬运、对位，然后进行自动组装，再通过工控系统给焊机触发信号进行自动焊接。当焊接完成后，成品移出机构将焊接完成产品取出后摆放在成品储框内。

下面结合附图对本发明的工作流程作进一步详细的描述：

贯流风扇叶轮的自动焊接顺序是：一般一个贯流风扇叶轮完整产品是一个底盖，八个中节和一个顶盖。焊接时，先将选定好方向的底盖从旋臂23一侧搬动到选位转台25，选位完成后通过旋臂和旋臂驱动装置，将底盖放入托盘内，托盘气缸上行，夹紧件夹紧固定住底盖，方向确定为原点位，托盘气缸下行进入第一个焊接位。在底盖送料的同时，中节输送机构3也已将中节从进料轨道传送到中节选方向位的选住柱34上，进行方向选取，并在选取方向完成后通过机械手一33将中节放入转盘32上，转盘32上分八个工位，每次入料完成后对应旋转45度，转盘32依次循环输入供料。中节入焊机机构的机械手二37从转盘32上取料到偏移角度位置的转柱36上，进行角偏移，因每个中节组装件与上一个中节组装件所需角度是不一样的，须要每次进行选取偏移，偏移完成后，机械手二37再将中节从转柱36输送到焊接位并与托盘内的底盖对位插入，插入完成后，两旁抱杆43在工控系统和抱杆驱动装置的作用下夹死，固定住产品，保证焊接时产品不会歪曲变形，也不会使底盖发生位移，因底盖位移会导致原点发生偏移，所以底盖位是不能有变动的，一有变动对整个后面焊接造成影响，每次保持固定住，焊接头才能下降进行焊接组装。当第一个中节焊接完成，托盘驱动气缸进行下移，进入第二个焊接位，机械手二37将依次从偏移角度位置的转柱36上抓取第二节搬运到焊接位，动作步骤依此类推，进行8次。在焊接的同时，机械手二37会从转盘32取料到偏移角度位置（转柱），转盘依次也会同时向里供料，达到节省时间的目的。前面放完底盖后的旋臂23回来抓取选位后的顶盖，准备进入焊接机构，完成最后一次焊接，一个成品就这样焊接完成。

成品出焊接系统动作顺序是：当成品焊接完成后，机械手三91在驱动装置的作用下夹住成品的顶端，托盘气缸松开，两边抱杆松开，机械手三91上提，将产品从焊接机内取出，机械手三91走位到储料框位。依次摆列，一框可以放成品30个，当30个放满时，工控系统提醒报警料框以满，请换框。

以上就是整个机台的一个动作流程。

尽管本发明是参照具体实施例来描述，但这种描述并不意味着对本发明构成限制。参照本发明的描述，所公开的实施例的其他变化，对于本领域技术人员都是可以预料的，这种的变化应属于所属权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种贯流风扇叶轮全自动超声波焊接机，其特征在于包括机台（1）、装置于所述机台（1）上的底盖和顶盖输送机构（2）、中节输送机构（3）及对位组装超声波焊接机构（4）、工控系统，且所述底盖和顶盖输送机构（2）、中节输送机构（3）中均设有自动对位选取方向装置，所述中节输送机构（3）上的自动对位选取方向装置包括：装置于机台（1）上的中节方向对位选取组件、用于将选取方向后的中节进行角度偏移的中节角度偏移组件,所述中节输送机构（3）包括中节进料轨道（31）、送料转盘（32）及将中节进料轨道（31）上的中节（8）搬运至上述中节方向对位选取组件上和将选好方向后的中节（8）搬运到送料转盘（32）上的带机械手一（33）的输送臂、用于将送料转盘（32）上的中节搬运至上述中节角度偏移组件和将角度偏移好的中节搬运至对位组装超声波焊接机构（4）并插接于相应底盖上的丝杆、机械手二（37）。

2.根据权利要求1所述的贯流风扇叶轮全自动超声波焊接机，其特征在于上述中节角度偏移组件包括装置于机台（1）上的并位于上述送料转盘（32）和对位组装超声波焊接机构（4）之间的可供中节放置的转柱（36）、驱动所述转柱（36）进行偏移角度转动的伺服电机。

3.根据权利要求1或2所述的贯流风扇叶轮全自动超声波焊接机，其特征在于上述中节方向对位选取组件包括装置于机台（1）上并位于上述中节进料轨道（31）和送料转盘（32）之间的中节选位柱（34）、驱动该中节选位柱（34）转动的伺服电机二、用于感应中节上对位缺口的光纤感应器二（35），所述光纤感应器二（35）与伺服电机二电连接、并在感应到中节上对位缺口时将信息传递给伺服电机二而使伺服电机二停止驱动中节选位柱（34）转动。

4.根据权利要求1所述的贯流风扇叶轮全自动超声波焊接机，其特征在于上述底盖和顶盖输送机构（2）中的自动对位选取方向装置包括:装置于机台（1）上的供底盖（5）放置选取方向的选位转台（6）、驱动该选位转台（6）转动对位的伺服电机一、用于感应选位转台（6）上底盖（5）的对位缺口的光纤感应器一（7），所述光纤感应器一（7）与伺服电机一电连接、并在感应到底盖（5）上对位缺口时将信息传递给伺服电机一而使伺服电机一停止驱动选位转台（6）转动。

5.根据权利要求1或4所述的贯流风扇叶轮全自动超声波焊接机，其特征在于上述底盖和顶盖输送机构（2）包括底盖振料盘（21）、与底盖振料盘（21）连接的输送轨道（22）、用于脱除底盖（5）上保护胶套的脱套装置、及将选好位的脱套底盖（5）搬到对位组装超声波焊接机构（4）的带机械夹手的旋臂（23）、旋臂驱动装置、位于输送轨道（22）上方的顶部感应器。

6.根据权利要求5所述的贯流风扇叶轮全自动超声波焊接机，其特征在于上述脱套装置包括用于夹住底盖（5）上保护胶套的带夹手的夹持气缸一、下拉气缸，所述输送轨道（22）或机台（1）上安装有用于夹住底盖（5）的带夹手的夹持气缸二、带动夹有底盖（5）的夹手上升的升降气缸及向前运动将底盖（5）运送到自动对位选取方向装置的输送气缸。

7.根据权利要求5所述的贯流风扇叶轮全自动超声波焊接机，其特征在于上述底盖和顶盖输送机构（2）还包括顶盖料框（24），装置于机台（1）上的供顶盖放置选取方向的顶盖选位转台（25）及用于将顶盖料框（24）中的顶盖输送到顶盖选位转台（25）的顶盖输送臂、驱动该顶盖选位转台（25）转动对位的伺服电机三、用于感应顶盖选位转台（25）上顶盖的对位缺口的光纤感应器三（26），所述光纤感应器三（26）与伺服电机三电连接、并在感应到顶盖上对位缺口时将信息传递给伺服电机三而使伺服电机三停止驱动顶盖选位转台（25）转动，上述旋臂（23）将位于顶盖选位转台（25）上的对好位的顶盖搬到对位组装超声波焊接机构（4）。

8.根据权利要求1所述的贯流风扇叶轮全自动超声波焊接机，其特征在于上述中节输送机构还包括中节料框（39）、带输送带（38）的输送架及从中节料框（39）搬动中节（8）至中节进料轨道（31）的机械手（30）。

9.根据权利要求1所述的贯流风扇叶轮全自动超声波焊接机，其特征在于上述对位组装超声波焊接机构（4）包括托盘（41）、托盘气缸及用于夹紧位于托盘上底盖的夹紧件（42）、用于抱紧插接于底盖上的中节的抱杆（43）及超声波焊接机（44），所述超声波焊接机（44）的焊接头（45）可在驱动装置的作用下下压进行焊接组装和上升回位。

10.根据权利要求1所述的贯流风扇叶轮全自动超声波焊接机，其特征在于上述对位组装超声波焊接机构（4）的旁边还设有成品移出机构（9），该成品移出机构（9）包括用于将贯流风扇叶轮成品移出的机械手三（91）、成品储框（92）、成品储框送出装置（93）。