集装箱零部件加工线
技术领域
本发明涉及机械领域,具体涉及一种集装箱零部件加工线。
背景技术
随着生产技术的发展,由于集装箱制造的门槛较低,集装箱制造行业竞争越来越激烈,为了提高企业的竞争力,普及集装箱制造设备的自动化程度和降低用工成本成为各集装箱制造企业的必然要求。在集装箱的生产过程中,一部分部件如门竖梁方管等,需要取长、钻孔、装配、焊接、打磨等多道工艺流程,由于大多步骤采用孤岛作业,存在生产效率低、打磨返修多、用工多等缺点。
发明内容
在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念,这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征,更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
为了解决上述问题,本发明提供了一种集装箱零部件加工线,用于加工集装箱零部件,其特征在于,包括锯床、钻孔机、输送架、吊运机构以及封板装焊机构,其中
所述锯床包括锯刀,用于切割所述集装箱零部件;
所述钻孔机包括钻机,用于在所述集装箱零部件上钻孔;
所述输送架用于在水平方向移动所述集装箱零部件;
所述吊运机构构造为在竖直方向抓取所述集装箱零部件,且构造为在水平方向移动所述集装箱零部件;
所述封板装焊机构包括工作台和焊枪,用于将工件装配并焊接至所述集装箱零部件。
可选地,所述吊运机构上设置有至少一个横移小车,所述横移小车可相对于所述吊运机构在水平方向移动,以使得吊运机构能够在水平方向和竖直方向上移动所述集装箱零部件。
可选地,所述钻孔机包括:
主架;
中间框,所述中间框与所述主架连接并相对于所述主架可移动;
钻机安装架,所述钻机安装架与所述中间框连接并相对于所述中间框可移动;
至少一个钻机,所述至少一个钻机设置在所述钻机安装架上,并相对于所述钻机安装架上下可移动,所述钻机用于在所述集装箱零部件上钻孔;
第一动力装置,所述第一动力装置设置在所述中间框上并与所述钻机安装架连接,以带动所述钻机安装架和所述钻机沿第一水平方向移动;以及
第二动力装置,所述第二动力装置设置在所述主架上并与所述中间框连接,以带动所述中间框、所述钻机安装架以及所述钻机沿与所述第一水平方向垂直的第二水平方向移动。
可选地,还包括钻孔模具,所述钻孔模具设置在所述钻机安装架的底部,所述钻孔模具设置有孔,用于保证钻孔精度。
可选地,所述至少一个所述钻机中的每个在所述第一水平方向可移动,所述至少一个钻机作为整体沿所述第一水平方向和/或所述第二水平方向可移动。
可选地,所述工作台包括升降设备和设置在所述升降设备上的移动设备,所述升降设备可上下移动以使所述集装箱零部件从工作位置脱离或进入工作位置,所述移动设备在第一方向可移动以使所述集装箱零部件在不同的工作位置之间可移动。
可选地,所述封板装焊机构还包括:
封板发料装置,所述封板发料装置设置在所述工作台的侧面,所述封板发料装置包括储存所述封板的储料盒以及用于使所述封板从所述储料盒中脱离的取出设备;
封板装配装置,所述封板装配装置包括分别设置在所述工作台两侧的夹紧设备,用于固定所述集装箱零部件;以及
封板焊接装置,所述封板焊接装置包括焊枪移动设备,所述焊枪与所述焊枪移动设备连接,所述焊枪移动设备构造为在所述第一方向可移动。
可选地,所述升降设备包括升降平台,所述升降平台由电机-滚珠丝杆、气缸或油缸驱动。
可选地,所述移动设备包括设置在所述升降平台上的滑轨,以及设置在所述滑轨上的移动平台,所述移动平台由电机、气缸或油缸驱动。
根据本发明的集装箱零部件加工线,将定位、取长、钻孔、装配、焊接、堆码等工艺流程连成流线,使原有孤岛人工作业变成流水线作业,减少作业人数;抓取、放置、钻孔、装配、焊接、堆码等作业实现了自动化,减少员工劳动强度;封板自动焊接取代手工焊接,保证焊接质量,减少返修成本。
附图说明
本发明实施方式的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施方式及其描述,用来解释本发明的原理。
在附图中,
图1为根据本发明的一种集装箱零部件加工线的俯视示意图;
图2为根据本发明的一个优选实施方式的钻孔机的侧视图;
图3为沿图1中的线A-A所截的截面图;
图4为根据本发明的一种集装箱零部件封板装焊机构的主视图;
图5为图1的侧视图;以及
图6为图1的俯视图。
附图标记说明:
1、锯床 2、第一输送架
3、第二输送架 4、钻孔机
5、第三输送架 6、第一吊运机构
7、第四输送架 8、第五输送架
9、第二吊运机构 10、封板装焊机构
11、第六输送架 150、门竖梁
110、封板发料装置 111、竖立气缸
112、撞块 113、储料盒
114、压紧设备 120、封板装配装置
121、第一水平夹紧设备 122、第二水平夹紧设备
123、微型气缸 130、封板焊接装置
131、焊枪 132、焊枪移动设备
140、工作台 141、固定架
142、移动平台 143、升降平台
144、滑轨 145、气缸
410、主架 411、主架滑轨
420、第一动力装置 421、丝杆轴
422、连接杆 430、第二动力装置
431、丝杆轴 432、连接杆
433、同步带 440、中间框
441、中间框滑轨 450、钻机安装架
451、钻机滑轨 460、钻机
470、钻孔模具 471、孔
具体实施方式
在下文的描述中,给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而,对于本领域技术人员来说显而易见的是,本发明实施方式可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中,为了避免与本发明实施方式发生混淆,对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了彻底了解本发明实施方式,将在下列的描述中提出详细的结构。显然,本发明实施方式的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施方式详细描述如下,然而除了这些详细描述外,本发明还可以具有其他实施方式。
请参阅图1至图2,一种集装箱零部件加工线,用于加工集装箱零部件,其包括锯床1、钻孔机4、输送架、吊运机构以及封板装焊机构10。在图示实施方式中,钻孔机4设置在锯床1的下游,并且钻孔机4与锯床1之间设置有第一输送架2。封板焊装机构10设置在钻孔机4的下游,并且封板焊装机构10和钻孔机4之间设置有第二输送架3、第三输送架5、第一吊运机构6以及第四输送架7。当然,根据需要和/或期望,集装箱零部件加工线的布局以及输送架和/或吊运机构的数量可以改变。
锯床1为一般通用机床,其包括锯刀,用于切割集装箱零部件。
钻孔机包括钻机,用于在集装箱零部件上钻孔;封板装焊机构包括工作台和焊枪,用于将工件装配并焊接至集装箱零部件。钻孔机和封板装焊机构将在下文详细描述。
输送架用于移动集装箱零部件。
吊运机构用于抓取并移动集装箱零部件。
在图示实施方式中,集装箱零部件加工线包括锯床1、第一输送架2、第二输送架3、钻孔机4、第三输送架5、第一吊运机构6、第四输送架7、第五输送架8、第二吊运机构9、封板装焊机构10以及第六输送架11。
其中,第一输送架2、第二输送架3、第三输送架5、第四输送架7、第五输送架8和第六输送架11分别与诸如电机的动力装置连接,其传送结构或方式可以替换成任意结构,只要能保证传送功能即可。
可选地,吊运机构上可设置有至少一个横移小车,以使得吊运机构能够在水平方向和竖直方向上移动门竖梁150(见图4,集装箱零部件)。该横移小车可由伺服电机驱动,以保证抓取和堆码的精度。吊运机构的升降可由采用电机-滚珠丝杆驱动。在其他实施例中,吊运机构的升降驱动方式可以由各种装置替代,例如:油缸、气缸、同步带、链条、钢丝绳等,只要保证升降功能实现即可。
下面以生产门竖梁150为例结合图1至图4详细说明本发明的工作流程。
门竖梁矩形管(方管)从料架自动输送到锯床1处,经检测到位后,夹钳(未图示)门竖梁矩形管将定位,锯刀(未图示)切割矩形管取长后夹钳松开,矩形管通过第一输送架2传送至第二输送架3,检测到位后,夹钳(未图示)定位,钻孔机4上的钻机下降并钻孔(钻孔前或钻孔后钻机自动回到零点位置),钻孔结束后夹钳松开,门竖梁矩形管传送至第三输送架5,第一吊运机构6检测第三输送架5有工件,将其吊运至第四输送架7,再传送至第五输送架8,使用夹钳(未图示)定位。第二吊运机构9上设置有横移小车(未图示),横移小车将门竖梁150吊运至封板装焊机构10的工作台上的工作位置处,随后如下文将详细描述地,门竖梁150与封板装配并焊接,焊接作业完成后门竖梁150由第二吊运机构9上的横移小车(未图示)吊运至第六输送架11处,并按要求堆码整齐。
图示实施方式中,包括六个输送架和两个吊运机构,当然,在未示出的其他实施方式中,输送架和吊运机构的数量可以根据需要改变。而且,本发明的集装箱零部件加工线的排列和布局不限于上述实施方式中的排列和布局,例如,可以省略多个输送架。
与现有技术相比,本发明的集装箱零部件加工线有益效果包括:将定位、取长、钻孔、装配、焊接、堆码等工艺流程连成流线,使原有孤岛人工作业变成流水线作业,减少作业人数;抓取、放置、钻孔、装配、焊接、堆码等作业实现了自动化,减少员工劳动强度;封板自动焊接取代手工焊接,保证焊接质量,减少返修成本。
本发明的钻孔机4,用于在诸如门竖梁150的集装箱零部件上钻孔。钻孔机4包括一主架410、一第一动力装置420、一第二动力装置430、一中间框440、一钻机安装架450、至少一钻机460以及一钻孔模具470。
具体地,如图2所示,主架410可以为由刚性材料制成的支撑架,其可包括多个竖梁和连接在多个竖梁顶部的顶梁。中间框440也可有刚性材料制成,其与主架410连接,而钻机安装架450与中间框440连接。
在图示实施方式中,钻孔机4包括十个钻机460,当然,也可以根据需要设置其他数量的钻机460。钻机460均设置在钻机安装架450上,并相对于钻机安装架450上下可移动,钻机460的钻头的方向朝下,以用于在集装箱零部件上钻孔。本领域技术人员应当知道,钻机460可通过气缸推动花键轴而实现上下移动。
第一动力装置420设置在中间框440上并与钻机安装架450连接,以带动钻机安装架450和钻机460沿第一水平方向D1移动。
第二动力装置430设置在主架410上并与中间框440连接,以带动中间框440、钻机安装架450以及钻机460沿与第一水平方向D1垂直的第二水平方向D2移动。
由此,根据本发明的钻孔机4,可解决人工成本高、效率低、钻孔质量不稳定、存在危险隐患的问题。
为了保证钻孔精度,可选地,本发明的一种钻孔机4还可包括钻孔模具470,钻孔模具470设置在钻机安装架450的底部,钻孔模具470设置有孔471,钻机460的钻头可穿过孔471,以保证钻孔精度。此外,钻孔模具470可根据集装箱零部件的类型进行更换,以适应不同种类的集装箱零部件上不同的钻孔布局。
下面以门竖梁150钻孔为例结合图2至图3详细说明本发明的钻孔机4的工作流程。
在使用钻孔机4,选择合适的钻孔模具470,并对应调整钻机安装架450上钻机460之间的间距,通过触摸屏设置PLC中钻孔顺序的程序,PLC程序控制伺服电机准确定位。在本实施方式中,每次输送四根门竖梁150至钻孔机4正下方工作台(未图示),检测到位后,夹钳(未图示)定位,钻机安装架450处于PLC设定程序的零点位置,钻机460下降钻第一根门竖梁150的孔,钻完第一根门竖梁150后,钻机460上升,钻机安装架450带所有钻机460横移至第二根门竖梁150上方继续钻第二根门竖梁150,直至最后一根门竖梁150钻孔结束,钻机460上升,钻机安装架450回到零点位置且夹钳松开出料。
在本实施方式中,第一动力装置420可采用电机—滚珠丝杆21的传动结构,在其他实施方式中,第一动力装置420可以采用各种装置替代,保证前后移动功能的实现即可。
具体地,第一动力装置420可包括伺服电机以及与伺服电机连接的至少一个滚珠丝杆副。滚珠丝杆副由伺服电机控制,滚珠丝杆副的驱动方式为电机-滚珠丝杆传动。第一动力装置420的滚珠丝杆的丝杆轴421设置在中间框440上,滚珠丝杆的丝杆螺母与连接杆422的一端连接,连接杆422的另一端与钻机安装架450连接。由此,当伺服电机驱动第一动力装置420的滚珠丝杆副移动时,可带动钻机安装架450和钻机460沿第一水平方向D1移动。
类似地,第二动力装置430可采用电机—同步带433—滚珠丝杆431的传动结构,在其他实施方式中,第二动力装置430可以采用各种装置替代,保证左右移动功能的实现即可。
具体地,第二动力装置430可包括伺服电机以及与伺服电机连接的至少一个滚珠丝杆副。滚珠丝杆副由伺服电机控制,滚珠丝杆副的驱动方式为电机-滚珠丝杆传动。第二动力装置430的滚珠丝杆的丝杆轴431设置在主架410上,滚珠丝杆的丝杆螺母与连接杆432的一端连接,连接杆432的另一端与中间框440连接。由此,当伺服电机驱动第二动力装置430的滚珠丝杆副移动时,可带动带动中间框440、钻机安装架450以及钻机460沿与第一水平方向D1垂直的第二水平方向D2移动。
主架410上可设置有至少一个主架滑轨411。在本实施方式中,主架410上设置有两个主架滑轨411,在其他的实施方式中,主架滑轨411的数量和排布方式可根据实际需要调整。主架滑轨411可沿第二水平方向D2设置,中间框440经由主架滑轨411与主架410连接,以使得中间框440能够顺利地相对于主架410移动。
同样可选地,中间框440上可设置有至少一个中间框滑轨441,钻机安装架450经由中间框滑轨441与中间框440连接。中间框滑轨441可沿第一水平方向D1设置,钻机安装架450经由中间框滑轨441与中间框440连接,以使得钻机安装架450能够顺利地相对于主架410移动。
可选地,钻机安装架450上设置有至少一个钻机滑轨451,钻机460经由钻机滑轨451与钻机安装架450连接,钻机滑轨451可沿第一水平方向D1设置。钻机460设置在钻机滑轨451上。由此,至少一个钻机460中的每个在第一水平方向D1可移动,换句话说,由于钻机460与钻机滑轨451连接,且钻机460在钻机滑轨451上可移动,因此每个钻机460在第一水平方向D1上的位置可根据需要改变,并且,相邻的两个钻机460之间的间距也可改变。
此外,在第一动力装置420的带动下,所有的钻机460可作为整体沿第一水平方向D1移动,而在第二动力装置430的带动下,所有的钻机460可作为整体沿第二水平方向D2移动。
现请参阅图4至图6,本发明的封板装焊机构10用于将封板焊接至集装箱零部件。例如,将门竖梁封板(其作为封板的一种示例)安装并焊接至集装箱门竖梁150上(其作为集装箱零部件的一种示例),具体地,门竖梁封板安装并焊接至集装箱门竖梁150的两端。
封板装焊机构10包括:工作台140、封板发料装置110、封板装配装置120以及封板焊接装置130。
参考图4和图5,工作台140包括升降设备和设置在升降设备上的移动设备。升降设备可上下移动以使集装箱零部件从工作位置脱离或进入工作位置,移动设备在第一方向D1’可移动以使集装箱零部件在不同的工作位置之间可移动。需要说明的是,第一方向D1’指的是封板装焊机构10自身的方向,根据封板装焊机构10和钻孔机4的布置,第一方向D1’与上述的第一水平方向D1可能是同一方向、平行、垂直或相交。
在图示实施方式中,升降设备包括升降平台143,升降平台143可由电机-滚珠丝杆、气缸或油缸驱动。
移动设备可包括设置在升降平台143上的滑轨144,以及设置在滑轨144上的移动平台142,移动平台142可由电机、气缸或油缸驱动。在本实施方式中,气缸145带动移动平台142在第一方向D1’运动,而在其他的实施例中,可用电机等传动方式替代电机。同样地,升降平台143可由电机-滚珠丝杆、气缸或油缸等驱动。
如图5和6所示,工作台140还包括设置在升降设备和移动设备两侧的固定架141。固定架141的上成对地设置有滚轮组,集装箱门竖梁150支撑在固定架141的滚轮组中,集装箱门竖梁150在滚轮组中的位置为工作位置,用于工件的定位和生产作业。可在固定架141上沿第一方向D1’设置至少两组上述的滚轮组,即设置至少两个工位。
参考图4,封板发料装置110设置在工作台140的侧面,封板发料装置110包括储存封板的储料盒113以及用于使封板从储料盒113中脱离的取出设备。储料盒113用于存放封板,在本实施方式中,储料盒113水平放置,取出设备可在垂直方向移动,以将储料盒113中最靠近工作台140的封板从储料盒113中取出。在其他的实施例中,储料盒113的外形尺寸、样式可根据实际需要调整,满足存放功能即可。
在一种可选实施方式中,取出设备为撞块112,撞块112构造为可移动至储料盒113中并从储料盒113中推出封板。此外,封板发料装置110还包括压紧设备114,压紧设备114用于将从储料盒113中脱离的封板抵靠至集装箱零部件。
封板装配装置120包括分别设置在工作台140两侧的夹紧设备,用于固定集装箱零部件。为了区分,下文将夹紧设备分为第一水平夹紧设备121和第二水平夹紧设备122。可选地,在图示实施方式中,第一水平夹紧设备121和第二水平夹紧设备122相对安装且分别设置在工作台140的两侧,第一水平夹紧设备121和第二水平夹紧设备122可配合以夹紧集装箱零部件,且使集装箱零部件在与第一方向D1’垂直的第二方向D2’上可移动。需要说明的是,第二方向D2’指的是封板装焊机构10自身的方向,根据封板装焊机构10和钻孔机4的布置,第二方向D2’与上述的第二水平方向D2可能是同一方向、平行、垂直或相交。
可选地,第一水平夹紧设备121和第二水平夹紧设备122为气缸、夹钳或磁铁。
此外,可选地,封板装配装置120还包括微型气缸123以及与微型气缸123连接的移动挡板,微型气缸123在与第一方向D1’垂直的第二方向D2’可伸缩,移动挡板用于在第一方向D1’对集装箱零部件定位。
封板焊接装置130包括焊枪移动设备132和与焊枪移动设备132连接的焊枪131,焊枪移动设备132构造为在第一方向D1’可移动。
封板发料装置10、封板装配装置20以及封板焊接装置30可如图所示设置在同一个支架或框架上。封板发料装置10可设置在封板装配装置20的上方,以使诸如撞块的取出设备可移动至储料盒13中并从储料盒13中推出封板。封板装配装置20可设置在封板焊接装置30的上方。
下面以门竖梁封板安装为例结合图4至图6详细说明本发明的工作流程。
门竖梁封板放置在储料盒113中,压紧设备114始终压紧储料盒113中的门竖梁封板。将门竖梁150方管放置于固定架141上的一个工作位置处,微型气缸123推动移动挡板(未图示)伸出,然后,竖立气缸111带动撞块112从储料盒113中撞出一片封板,第二水平夹紧设备122推动门竖梁150方管进入移动挡板内并与门竖梁封板抵靠。之后微型气缸123带动移动挡板收回,需要说明的是,移动挡板是为了使门竖梁150定位,收回后才能把门竖梁150与门竖梁封板结合处的焊接部位暴露出。竖立气缸111带动撞块112返回原位置,之后焊枪移动设备132带动焊枪131焊接封板。
焊接后,第一水平夹紧设备121将门竖梁150门竖梁150推到工作台140的大致中间位置,升降平台143上升,将门竖梁150抬高并脱离固定架141的滑轮组(工作位置),气缸驱动移动平台142将门竖梁150运至下一滑轮组(工作位置)的上方,之后升降平台143下降,并将门竖梁150放置于固定架141上的下一滑轮组(工作位置)上。
与现有技术相比,本发明的封板装焊机构有益效果包括:发料、定位、装配、焊接等工艺实现自动化作业,减少作业人数,提高生产效率;封板自动焊接取代手工焊接,保证焊接质量,减少返修成本。
本领域技术人员应当知道,焊枪移动设备132可由步进电机-滚珠丝杆传动方式驱动,只要满足能够带动焊枪131往返运动即可。
可选地,封板发料装置110还包括撞块滑轨(未图示),撞块112沿撞块滑轨可移动,以保证撞块112的移动精度。例如,撞块滑轨可设置在储料盒113的上方或上表面,以保证撞击精度,实现封板的逐个脱离。
移动设备的滑轨144安装在升降平台143的上表面,滑轨144沿第一方向D1’设置,从而可带动集装箱零部件在第一方向D1’移动。在本实施例中,升降平台143上设置有两个平行的滑轨144,在其他的实施例中,滑轨144的数量和排布方式可根据实际需要调整。
本发明已经通过上述实施方式进行了说明,但应当理解的是,上述实施方式只是用于举例和说明的目的,而非意在将本发明限制于所描述的实施方式范围内。此外本领域技术人员可以理解的是,本发明并不局限于上述实施方式,根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改,这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。