CN109366190A - 薄壁管钻孔焊螺母专机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了薄壁管钻孔焊螺母专机，包括基座、储料送料机构、夹紧定位机构、钻孔机构、点焊机构和切割机构；所述储料送料机构安装在所述基座上，用于物料的存储和实现物料的单个供给；所述夹紧定位机构安装在位于基座上的龙门架处，用于对物料进行夹紧定位；所述钻孔机构安装在位于所述夹紧定位机构上方的龙门架上，用于对物料进行钻孔；所述点焊机构安装在所述基座上，用于螺母的自动给料以及螺母的自动点焊；所述切割机构安装在所述基座上，用于对完成螺母焊接的薄壁管进行切割。本发明紧采用一台设备就完成了一整套复杂繁琐的生产流程，且生产效率高，耗能少，产品质量及产品一致性相对于人工也大大提高，占地面积小。

Description

薄壁管钻孔焊螺母专机

技术领域

本发明涉及薄壁管钻孔焊螺母专机。

背景技术

如今国家越来越注重环境，绿色能源相关的产业蒸蒸日上，包括路灯杆都安装上了太阳能电池板，从而安装太阳能电池板的支架需求量就变得很大。有了数量的支撑，使得采用机械代替人工生产具备了足够的条件。机械更高的效率更好的质量所带来的价值，已经远远高于设计和制造机械本身所耗费的资源。

现阶段，太阳能支架制造工作都是由人手工完成，由于人员存在技术上的差异，导致产品的质量以及产品的一致性很难保证。并且长时间重复沉闷的劳作引起的疲劳，使得以上问题更加严重。

发明内容

根据现有技术的不足，本发明提供一种薄壁管钻孔焊螺母专机，用以解决现有技术中存在的不足。

本发明按以下技术方案实现：

薄壁管钻孔焊螺母专机，包括基座、储料送料机构、夹紧定位机构、钻孔机构、点焊机构和切割机构；所述储料送料机构安装在所述基座上，用于物料的存储和实现物料的单个供给；所述夹紧定位机构安装在位于基座上的龙门架处，用于对物料进行夹紧定位；所述钻孔机构安装在位于所述夹紧定位机构上方的龙门架上，用于对物料进行钻孔；所述点焊机构安装在所述基座上，用于螺母的自动给料以及螺母的自动点焊；所述切割机构安装在所述基座上，用于对完成螺母焊接的薄壁管进行切割。

进一步，述储料送料机构包括安装框架以及位于安装框架上部的料箱；所述料箱的底面设为斜面，在该斜面的最低端设有放料斜坡，在所述放料斜坡上设有料闸，所述料闸上设有前挡料杆和多个弹性阻料杆，所述料闸通过料闸气缸实现下行，使弹性阻料杆挡住第二个物料，当前挡料杆下行到放料斜坡以下时，第一个物料顺放料斜坡往下滚动到位于放料斜坡下方的定位槽中，并被定位挡料杆挡住；所述安装框架底面设有直线导轨滑块，通过储料送料机构驱动气缸的驱动实现安装框架在基座上的位移。

进一步，还包括震动电机和震动架；所述料箱位于震动架上，所述震动架通过多个减震块设置在安装框架上，在物料无法顺畅方出时，通过开动震动电机把物料震出来。

进一步，所述夹紧定位机构包括定轴座和滑动轴座；所述定轴座上设有主动轴，所述主动轴一端设有从动同步带轮，该从动同步带轮与位于伺服电机Ⅰ上的主动同步带轮相啮合，所述伺服电机Ⅰ设置在电机安装座上；所述滑动轴座设置在直线导轨Ⅰ上，且滑动轴座上设有从动轴，滑动轴座通过连接夹紧定位气缸实现位移，所述夹紧定位气缸设置在气缸安装座上。

进一步，所述主动轴和从动轴的顶端均设有定位头；所述定位头上设有锥度和止口，锥度能够矫正工件的位置偏差，止口避免钻孔时钻头产生的压力导致工件移位；所述定位头上还设有推板，所述推板通过连接杆插入在位于定位头内的弹簧中。

进一步，所述钻孔机构包括钻机、上下导轨架、移动台、直线导轨Ⅱ、两段式气缸、拖链和伺服电机Ⅱ；所述移动台设置在直线导轨Ⅱ上，通过伺服电机Ⅱ的驱动实现移动台位移；所述钻机设置在上下导轨架上，通过两段式气缸实现钻机位移；所述拖链包括拖链支架和拖链槽，所述拖链槽设置在龙门架上，且与直线导轨Ⅱ相平行；拖链支架的一端固定在移动台上，另一端设置在拖链槽中，起到直线导向作用。

进一步，所述点焊机构包括支座、震动螺母理料机、水平移动轨道架；所述支座通过左右移动导轨设置在水平移动轨道架上，在所述左右移动导轨上设有齿条，在所述支座上设有伺服电机Ⅲ，该伺服电机Ⅲ的转轴上设有齿轮，通过旋转的齿轮与齿条相啮合实现支座的左右位移；所述水平移动轨道架通过前后移动导轨设置在基座上，并通过前后驱动气缸Ⅰ实现水平移动轨道架位移；所述震动螺母理料机设置在支座顶部，所述震动螺母理料机通过导料槽与位于支座前端的螺母放料闸相连，在所述导料槽处设有推杆；焊枪设置在焊枪安装架上，并通过点焊气缸实现焊枪的位移；所述焊枪安装架设置在转动气缸上，转动气缸启动促使焊枪实现转动。

进一步，所述切割机构包括切割机和切割台；所述切割机设置在切割机安装台上，所述切割机安装台的底部通过直线导轨Ⅲ设置在基座上，且通过前后驱动气缸Ⅱ实现切割机位移；所述切割台上设有吸盘机械手和切割夹紧机构。

进一步，还包括扶梯，所述扶梯安装在龙门架上，用于人工往料箱中加料时的上下以及扶持。

本发明有益效果：

本发明紧采用一台设备就完成了一整套复杂繁琐的生产流程，且生产效率高，耗能少，产品质量及产品一致性相对于人工也大大提高，占地面积小。

附图说明

图1为本发明的钻孔螺母点焊专机的总结构图；

图2为本发明的基座结构图；

图3为本发明的储料送料机构结构图；

图4为本发明的夹紧定位机构结构图；

图5为本发明的定位头结构图；

图6为本发明的定位头剖视图；

图7为本发明的钻孔机构结构图；

图8为本发明的点焊机构结构图；

图9为本发明的切割机构结构图；

图10为本发明的龙门架结构图；

图11为本发明的扶梯结构图。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

如图1、图2、图10所示，薄壁管钻孔焊螺母专机，包括基座600、储料送料机构100、夹紧定位机构200、钻孔机构300、点焊机构400和切割机构500；储料送料机构100安装在基座600上，用于物料的存储和实现物料的单个供给；夹紧定位机构200安装在位于基座600上的龙门架700处，用于对物料进行夹紧定位；钻孔机构300安装在位于夹紧定位机构200上方的龙门架700上，用于对物料进行钻孔；点焊机构400安装在基座600上，用于螺母的自动给料以及螺母的自动点焊；切割机构500安装在基座600上，用于对完成螺母焊接的薄壁管进行切割。

如图3所示，储料送料机构100包括安装框架111以及位于安装框架111上部的料箱101；料箱101的底面设为斜面，在该斜面的最低端设有放料斜坡108，在放料斜坡108上设有料闸104，料闸104上设有前挡料杆105和多个弹性阻料杆103，料闸104通过料闸气缸102实现下行，使弹性阻料杆103挡住第二个物料，当前挡料杆105下行到放料斜坡108以下时，第一个物料顺放料斜坡108往下滚动到位于放料斜坡108下方的定位槽107中，并被定位挡料杆106挡住；安装框架111底面设有直线导轨滑块110，通过储料送料机构驱动气缸109的驱动实现安装框架111在基座600上的位移。

进一步方案：还包括震动电机113和震动架；料箱101位于震动架上，震动架通过多个减震块112设置在安装框架111上，在物料无法顺畅方出时，通过开动震动电机113把物料震出来。

需要说明的是，储料送料机构主要功能是物料的存储和实现物料的单个供给。供料时，料闸气缸102推动料闸104下行，使弹性阻料杆103挡住第二个物料，因为弹性阻料杆103具有可伸缩性，这时料闸104可以继续下行。当与料闸104一体的前挡料杆105下行到放料斜坡108以下时，第一个物料顺放料斜坡108往下滚动到定位槽107中，并被定位挡料杆106挡住。料箱101上装有震动电机113，在物料无法顺畅方出时，通过开动震动电机113把物料震出来。

如图4所示，夹紧定位机构200包括定轴座205和滑动轴座210；定轴座205上设有主动轴206，主动轴206一端设有从动同步带轮201，该从动同步带轮201与位于伺服电机Ⅰ202上的主动同步带轮204相啮合，伺服电机Ⅰ202设置在电机安装座203上；滑动轴座210设置在直线导轨Ⅰ209上，且滑动轴座210上设有从动轴208，滑动轴座210通过连接夹紧定位气缸211实现位移，夹紧定位气缸211设置在气缸安装座212上。

进一步方案：如图5、图6所示，主动轴206和从动轴206的顶端均设有定位头207；定位头207上设有锥度221和止口222，锥度221能够矫正工件的位置偏差，止口222避免钻孔时钻头产生的压力导致工件移位；定位头上207还设有推板223，推板223通过连接杆224插入在位于定位头内的弹簧225中。

需要说明的是，夹紧定位机构200主要功能是对物料进行夹紧定位，并在伺服电机Ⅰ202的驱动下转动，便于对物料一周的各个方位进行钻孔。为了在出料送料机构给料位置不太精确的情况下，做到有效夹紧和定位，在夹紧定位机构中专门设计了一组定位头207。定位头207设计有锥度221和止口222，锥度221可以矫正工件的位置偏差，止口避免钻孔时钻头产生的压力导致工件移位。另外考虑到吸盘式简易机械手抓取工件时，工件是径向移动，会受到止口的阻碍，因此定位头207上有相关退位设计。当夹紧工件时，工件推动推板223对弹簧225进行压缩，使得推板223陷入沉槽中，推板223上面与定位头207定位面在同一平面上。当放开工件时，在弹簧225作用下，推板223把薄壁管推出止口，最终在装在推板223上的连接杆224的限位作用下，推板223上面与定位头前端面在同一平面上。

如图7所示，钻孔机构300包括钻机301、上下导轨架305、移动台304、直线导轨Ⅱ303、两段式气缸302、拖链306和伺服电机Ⅱ307；移动台304设置在直线导轨Ⅱ303上，通过伺服电机Ⅱ307的驱动实现移动台304位移；钻机301设置在上下导轨架305上，通过两段式气缸302实现钻机301位移；拖链306包括拖链支架和拖链槽，拖链槽设置在龙门架700上，且与直线导轨Ⅱ303相平行；拖链支架的一端固定在移动台上304，另一端设置在拖链槽中，起到直线导向作用。

需要说明的是，钻孔机构300中的钻机301由伺服电机Ⅱ307驱动，可以精确的在任意需要的位置停止，进行钻孔。钻机301的上下移动分为两个行程——空行程和钻孔行程，分别由两段式气缸的其中一段驱动，空行程段气阀开口大速度较快，钻孔行程段气阀开口小速度较慢。工作时，首先钻机301启动，在伺服电机Ⅱ307的驱动下移动台携带钻机301到达一个目标位置，空行程段气缸尾阀进气，两段式气缸302推动钻机301快速下行，在空行程段气缸走完行程停止后，钻机301的钻尖已经贴近薄壁管外壁，然后钻孔行程段气缸尾阀进气，钻机301继续缓慢下行对薄壁管进行钻孔。在钻孔行程段气缸走完行 程后会通过传感器反馈一个信号给控制系统，收到信号后两段气缸同事切换进气口，实现钻机快速复位。这种设计加快了空行程阶段钻机的运动速度，大大提高了效率，又避免了全行程高速导致的钻头与薄壁管的撞击。

如图8所示，点焊机构400包括支座415、震动螺母理料机401、水平移动轨道架411；支座415通过左右移动导轨413设置在水平移动轨道架411上，在左右移动导轨413上设有齿条412，在支座415上设有伺服电机Ⅲ414，该伺服电机Ⅲ414的转轴上设有齿轮，通过旋转的齿轮与齿条412相啮合实现支座415的左右位移；水平移动轨道架411通过前后移动导轨410设置在基座600上，并通过前后驱动气缸Ⅰ409实现水平移动轨道架411位移；震动螺母理料机401设置在支座415顶部，震动螺母理料机401通过导料槽402与位于支座415前端的螺母放料闸403相连，在导料槽402处设有推杆407；焊枪406设置在焊枪安装架404上，并通过点焊气缸405实现焊枪406的位移；焊枪安装架404设置在转动气缸408上，转动气缸408启动促使焊枪406实现转动。

需要说明的是，点焊机构400主要功能为螺母的自动给料以及螺母的自动点焊。工作流程为；钻孔机构300完成钻孔后，点焊机构400在前后驱动气缸Ⅰ409推动下前移，推杆407把震动螺母理料机401理出的有序排列在导料槽402中的最前端的螺母推出一个，并紧压在薄壁管外壁开孔处，点焊气缸405驱动焊枪406接近螺母进行电焊，点焊完后点焊气缸405带动焊枪406复位，转动气缸408启动促使焊枪406以推料杆中心线为旋转轴转动180°，点焊气缸405再次驱动焊枪406接近螺母另一侧进行点焊，点焊完后，点焊气缸405带动焊枪406复位，推杆407回缩复位，一个螺母的焊接完成。然后点焊机构400水平移动，夹紧定位机构200携带薄壁管转动，对下一个钻孔进行螺母焊接，如此重复，直到完成全部螺母的焊接气缸带动点焊机构复位。

如图9所示，切割机构500包括切割机504和切割台506；切割机504设置在切割机安装台502上，切割机安装台502的底部通过直线导轨Ⅲ503设置在基座600上，且通过前后驱动气缸Ⅱ501实现切割机位移；切割台506上设有吸盘机械手505和切割夹紧机构507。

需要说明的是，切割机构500主要作用是对完成螺母焊接的薄壁管进行切割，割封在中间与薄壁管成45°夹角。工作流程为；点焊机构400完成焊接复位后，吸盘机械手505在转动气缸408驱动下转往上方，伸缩气缸前伸，机械手吸盘贴近薄壁管外壁，真空泵启动，夹紧定位机构200松开，切割机构500也同步打开，吸附着薄壁管的机械手吸盘随随伸缩气缸回缩，简易机械手转往下方，伸缩气缸前伸把薄壁管送往切割工位处，切割抱紧机构闭合，真空泵停止，伸缩气缸回缩。切割机启动，前后驱动气缸Ⅱ501前伸推动切割机对薄壁管切割。切割过程中前端其他机构开始对下一个薄壁管进行螺母点焊。切割完成后切割机复位，切割抱紧机构打开，完成切割的薄壁管落入下面成品件接料箱中。

如图11所示，还包括扶梯800，扶梯800安装在龙门架700上，用于人工往料箱中加料时的上下以及扶持。

本发明整体工作过程如下：

本薄壁管钻孔焊螺母专机开机工作前，先要把需要用到的薄壁管和螺母分别在料箱101和震动螺母理料机401中预存一定数量。开机后，气缸推动储料送料机构100沿轨道前移，到位后放料口打开，从料箱101中放出一个薄壁管件。此时夹紧定位机构200闭合，利用薄壁管两端的开口进行定位。薄壁管完成定位，储料送料机构100后退到起始位置。接下来，设计于夹紧定位机构200上方的钻孔机构300对薄壁管进行钻孔。由于夹紧定位机构200的旋转和钻孔机构的平移都是由伺服电机驱动，可以实现对薄壁管任意位置的钻孔。钻完孔后，点焊机构400在气缸驱动下前移，并由顶杆把从螺母震动理料机401中输出的螺母推出，对接到钻孔处。为了避免螺母内孔与钻孔错位，推杆407前端设计有导向段，导向段有一定锥度，直径略小于螺母内孔。导向段穿过螺母内孔，携带螺母插入钻孔中，并把螺母紧压在管壁上，由气缸驱动的焊枪进行点焊。完成点焊后，由一个简单的由气缸驱动的吸盘机械手把薄壁管送往切割机的夹具上进行切割。切割过程中定位夹紧机构已经空出，储料送料机构100再次前移，以上过程往复循环，实现对物料的连续不间断加工。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (9)

1.薄壁管钻孔焊螺母专机，其特征在于，包括基座、储料送料机构、夹紧定位机构、钻孔机构、点焊机构和切割机构；

所述储料送料机构安装在所述基座上，用于物料的存储和实现物料的单个供给；所述夹紧定位机构安装在位于基座上的龙门架处，用于对物料进行夹紧定位；所述钻孔机构安装在位于所述夹紧定位机构上方的龙门架上，用于对物料进行钻孔；所述点焊机构安装在所述基座上，用于螺母的自动给料以及螺母的自动点焊；

所述切割机构安装在所述基座上，用于对完成螺母焊接的薄壁管进行切割。

2.根据权利要求1所述的薄壁管钻孔焊螺母专机，其特征在于：所述储料送料机构包括安装框架以及位于安装框架上部的料箱；

所述料箱的底面设为斜面，在该斜面的最低端设有放料斜坡，在所述放料斜坡上设有料闸，所述料闸上设有前挡料杆和多个弹性阻料杆，所述料闸通过料闸气缸实现下行，使弹性阻料杆挡住第二个物料，

当前挡料杆下行到放料斜坡以下时，第一个物料顺放料斜坡往下滚动到位于放料斜坡下方的定位槽中，并被定位挡料杆挡住；

所述安装框架底面设有直线导轨滑块，通过储料送料机构驱动气缸的驱动实现安装框架在基座上的位移。

3.根据权利要求2所述的薄壁管钻孔焊螺母专机，其特征在于：还包括震动电机和震动架；所述料箱位于震动架上，所述震动架通过多个减震块设置在安装框架上，在物料无法顺畅方出时，通过开动震动电机把物料震出来。

4.根据权利要求1所述的薄壁管钻孔焊螺母专机，其特征在于：所述夹紧定位机构包括定轴座和滑动轴座；

所述定轴座上设有主动轴，所述主动轴一端设有从动同步带轮，该从动同步带轮与位于伺服电机Ⅰ上的主动同步带轮相啮合，所述伺服电机Ⅰ设置在电机安装座上；

所述滑动轴座设置在直线导轨Ⅰ上，且滑动轴座上设有从动轴，滑动轴座通过连接夹紧定位气缸实现位移，所述夹紧定位气缸设置在气缸安装座上。

5.根据权利要求4所述的薄壁管钻孔焊螺母专机，其特征在于：所述主动轴和从动轴的顶端均设有定位头；

所述定位头上设有锥度和止口，锥度能够矫正工件的位置偏差，止口避免钻孔时钻头产生的压力导致工件移位；

所述定位头上还设有推板，所述推板通过连接杆插入在位于定位头内的弹簧中。

6.根据权利要求1所述的薄壁管钻孔焊螺母专机，其特征在于：所述钻孔机构包括钻机、上下导轨架、移动台、直线导轨Ⅱ、两段式气缸、拖链和伺服电机Ⅱ；

所述移动台设置在直线导轨Ⅱ上，通过伺服电机Ⅱ的驱动实现移动台位移；所述钻机设置在上下导轨架上，通过两段式气缸实现钻机位移；

所述拖链包括拖链支架和拖链槽，所述拖链槽设置在龙门架上，且与直线导轨Ⅱ相平行；拖链支架的一端固定在移动台上，另一端设置在拖链槽中，起到直线导向作用。

7.根据权利要求1所述的薄壁管钻孔焊螺母专机，其特征在于：所述点焊机构包括支座、震动螺母理料机、水平移动轨道架；

所述支座通过左右移动导轨设置在水平移动轨道架上，在所述左右移动导轨上设有齿条，在所述支座上设有伺服电机Ⅲ，该伺服电机Ⅲ的转轴上设有齿轮，通过旋转的齿轮与齿条相啮合实现支座的左右位移；

所述水平移动轨道架通过前后移动导轨设置在基座上，并通过前后驱动气缸Ⅰ实现水平移动轨道架位移；

所述震动螺母理料机设置在支座顶部，所述震动螺母理料机通过导料槽与位于支座前端的螺母放料闸相连，在所述导料槽处设有推杆；

焊枪设置在焊枪安装架上，并通过点焊气缸实现焊枪的位移；所述焊枪安装架设置在转动气缸上，转动气缸启动促使焊枪实现转动。

8.根据权利要求1所述的薄壁管钻孔焊螺母专机，其特征在于：所述切割机构包括切割机和切割台；所述切割机设置在切割机安装台上，所述切割机安装台的底部通过直线导轨Ⅲ设置在基座上，且通过前后驱动气缸Ⅱ实现切割机位移；所述切割台上设有吸盘机械手和切割夹紧机构。

9.根据权利要求1所述的薄壁管钻孔焊螺母专机，其特征在于：还包括扶梯，所述扶梯安装在龙门架上，用于人工往料箱中加料时的上下以及扶持。