CN110340671A - 一体化板材自动切焊设备 - Google Patents

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CN110340671A CN201910695577.1A CN201910695577A CN110340671A CN 110340671 A CN110340671 A CN 110340671A CN 201910695577 A CN201910695577 A CN 201910695577A CN 110340671 A CN110340671 A CN 110340671A
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孙勇
范大鹏
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Abstract

本发明属于板材拼焊技术领域,具体涉及一体化板材自动切焊设备,包括上料装置、输入定位装置、切焊辅助装置、带可升降砧床的滚床输送装置、用于对板材进行切割和拼接的切焊一体装置以及用于带动板材移动的牵引装置;所述上料装置、所述输入定位装置、所述切焊辅助装置和所述滚床输送装置沿板材的移动方向依次设置;所述切焊一体装置包括工作端以及用于驱动工作端移动至所述切焊辅助装置和所述滚床输送装置上方的驱动单元。本发明提供的一体化板材自动切焊设备可以改善拼接和焊接质量、降低工艺难度,提高加工效率,节省能源消耗。

Description

一体化板材自动切焊设备
技术领域
本发明属于板材拼焊技术领域,具体涉及一体化板材自动切焊设备。
背景技术
随着现代工业的飞速发展,工业设计的日趋完善、先进和智能,以及对环境污染、能源利用效率的监管越来越严格,以客货运交通方式为例,现有小型离散型的方式也慢慢向大型公共交通运输方式转变,而这就对大型交通运输工具的制造提出了高的要求,特别是车厢的外包覆件,受制于钢厂原材料尺寸供应以及运输的限制,很难直接采购到满足幅面要求的板材。
现有处理方式多采用成卷供应的钢卷,开卷展开后校平校直,再切割成所需要的幅面,此种方式应用起来很方便,但对来料钢卷宽度有要求,超过钢厂常规供应的宽度后,这种方式就不适用了。
另外一种常用方式为多钢板拼焊的形式,即采用多块市场上常规供应的钢板拼接,先将所需要焊接的边加工出来后,再统一送至焊接设备,依次将各钢板拼接点焊固定后再使用填丝连续焊接;受制于加工工艺的限制,预先将焊边统一加工完成后再拼接,由于定位基准和工具基准的更改,很难保证拼接缝隙的一致性,只能采取填丝以填充拼接的缝隙,而后续就需要对焊缝进行打磨抛光处理,以去除缝隙不匀造成的焊缝凸起;而且填丝焊热量输入较大,热影响区域较广,焊后板材易发生变形,故后续还需要对板材进行校平校直处理,再切割和修边;工艺较为复杂,效率较低。
发明内容
为了克服上述第二种常用方式中存在的不足,本发明的目的是提供一种一体化板材自动切焊设备,能够改善拼接和焊接质量、降低工艺难度,提高加工效率,节省能源消耗。
为实现上述目的,本发明的技术方案为一种一体化板材自动切焊设备,包括上料装置、输入定位装置、切焊辅助装置、带可升降砧床的滚床输送装置、用于对板材进行切割和拼接的切焊一体装置以及用于带动板材移动的牵引装置;所述上料装置、所述输入定位装置、所述切焊辅助装置和所述滚床输送装置沿板材的移动方向依次设置;所述切焊一体装置包括工作端以及用于驱动工作端移动至所述切焊辅助装置和所述滚床输送装置上方的驱动单元。
进一步地,所述上料装置包括机架、第一X轴移动机构、提升机构以及用于抓取板材搬运机械抓手;所述机架上设有用于带动搬运机械抓手沿X轴方向移动的第一X轴移动机构以及用于带动搬运机械抓手沿Z轴方向移动的提升机构;所述机架的一端设有用于堆放板材的第一堆垛台,另一端设有输入定位装置。
更进一步地,所述第一堆垛台与所述输入定位装置之间设有板厚检测装置,所述板厚检测装置固定于所述机架上。
进一步地,所述输入定位装置包括用于接收所述上料装置输送过来的板材的定位平台以及用于将板材运送至切焊辅助装置的输送机构,所述输送机构设置于所述输入定位装置背离切焊辅助装置的一端;所述定位平台上设有在用于在Y轴方向上对板材进行定位的Y向定位机构;所述输送机构上设有用于在X轴方向上对板材进行定位的X向定位机构。
进一步地,切焊辅助装置包括沿X轴方向设置的第一装夹平台和第二装夹平台;所述第一装夹平台与所述第二装夹平台相对设置,且所述第一装夹平台与所述第二装夹平台之间设有供切焊一体装置对板材切割和焊接的间隙;所述第一装夹平台与所述输入定位装置相接,所述第二装夹平台与所述滚床输送装置相接。
更进一步地,所述第一装夹平台包括用于放置板材的第一平台、第一夹持机构以及用于带动第一夹持机构在X轴方向上运动的第三X轴移动机构,所述第一平台与所述输入定位装置的定位平台相接;所述第二装夹平台包括第二平台、第二夹持机构以及用于带动第二夹持机构在X轴方向上运动的第四X轴移动机构,所述第二平台与所述滚床输送装置相接;所述第一夹持机构与所述第二夹持机构相对设置。
进一步地,所述切焊一体装置还包括X轴导轨和第一龙门架,所述切焊一体装置的工作端设有用于对板材进行拼接的焊接机构和用于对板材进行切割的切割机构,所述驱动单元包括用于带动第一龙门架沿X轴导轨移动的第一龙门驱动机构;所述切焊辅助装置的两侧均设有X轴导轨,所述第一龙门架的两个立柱滑动安装于两个X轴导轨上,所述第一龙门架的横梁横跨设置于所述切焊辅助装置和所述滚床输送装置的上方,所述焊接机构和所述切割机构均沿Y轴方向滑动安装于所述第一龙门架的横梁上。
进一步地,所述滚床输送装置包括滚床、砧床以及用于带动所述砧床上下移动的顶升机构;所述砧床包括两个顶升梁和多个砧板,两个顶升梁分别设置于所述滚床的两侧,各所述砧板的两端分别与两个顶升梁连接;所述滚床上安装有多个滚轮,所述砧板设置于相邻两个滚轮之间;所述顶升机构设置于所述滚床的下方,两个顶升梁均与所述顶升机构连接。
进一步地,所述牵引装置包括第二龙门架、用于带动第二龙门架沿X轴导轨移动的第二龙门驱动机构以及用于夹持板材的第三夹持机构;所述第二龙门架的两个立柱滑动安装于两个X轴导轨上,所述第二龙门架的横梁横跨设置于所述切焊辅助装置和所述滚床输送装置的上方,第三夹持机构沿Y轴方向滑动安装于所述第二龙门架的横梁上。
更进一步地,所述第二龙门架的横梁上沿Y轴方向滑动安装有下料吸盘组件,所述下料吸盘组件与所述第三夹持机构分别位于所述第二龙门架的横梁沿X轴方向的两侧。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
(1)本发明提供的一体化板材自动切焊设备可以解决背景技术中种常用方式中存在的不足,改善拼接和焊接质量、降低工艺难度,提高加工效率,节省能源消耗;
(2)本发明提供的一体化板材自动切焊设备采用焊接机构与切割机构共用X轴方向运动的龙门结构、同时在Y轴方向独立运动的设计方式,提高了设备定位精度,使设备结构更加紧凑;
(3)本发明采用切焊辅助装置、滚床输送装置、切焊一体装置和牵引装置配合改善拼接和焊接质量、降低工艺难度;
(4)本发明的自动上下料及定位系统提高设备自动化程度,提高加工效率,满足用户企业高节拍需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的一体化板材自动切焊设备的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的一体化板材自动切焊设备的上料装置的侧视图;
图3为本发明实施例提供的一体化板材自动切焊设备的上料装置的俯视图;
图4为本发明实施例提供的一体化板材自动切焊设备的上料装置的侧视图;
图5为本发明实施例提供的一体化板材自动切焊设备的输入定位装置的俯视图;
图6为本发明实施例提供的一体化板材自动切焊设备的输入定位装置的侧视图;
图7为本发明实施例提供的一体化板材自动切焊设备的输入定位装置的结构示意图;
图8为本发明实施例提供的一体化板材自动切焊设备的切焊辅助装置的侧视图;
图9为本发明实施例提供的一体化板材自动切焊设备的切焊辅助装置的结构图;
图10为本发明实施例提供的一体化板材自动切焊设备的切焊一体装置的结构示意图;
图11为本发明实施例提供的一体化板材自动切焊设备的滚床输送装置的俯视图;
图12为本发明实施例提供的一体化板材自动切焊设备的滚床输送装置的侧视图;
图13为本发明实施例提供的一体化板材自动切焊设备的滚床输送装置的局部示意图;
图14为本发明实施例提供的一体化板材自动切焊设备的滚床输送装置的局部示意图;
图15为本发明实施例提供的一体化板材自动切焊设备的滚床输送装置的侧视图;
图16为图13的A-A局部示意图;
图17为图16的B-B局部示意图;
图18为图13的C-C局部示意图;
图19为本发明实施例提供的一体化板材自动切焊设备的牵引装置的结构示意图;
图20为本发明实施例提供的一体化板材自动切焊设备的牵引装置的结构示意图;
图中:1、上料装置,101、机架,102、第一X轴移动机构,103、提升机构,104、搬运机械抓手,105、第一堆垛台,106、板厚检测装置,107、第二堆垛台,2、输入定位装置,201、定位平台,202、毛刷,203、Y向定位滚轮,204、第一Y轴移动机构,205、普通滚轮,206、第二Y轴移动机构,207、第二X轴移动机构,208、移动架,209、X向定位滚轮,210、夹持卡爪,3、切焊辅助装置,301、第一平台,302、第一夹持机构,303、第二平台,304、第二夹持机构,305、板材前定位机构,306、废料收集盒,4、切焊一体装置,401、第一龙门架,402、焊接机构,403、切割机构,404、对射检测机构,405、X轴导轨,5、滚床输送装置,51、滚床,511、滚轮,512、底座,513、滚轮架,514、主动链轮,515、第一从动链轮,516、第二从动链轮,517、链条,518、漏斗,519、驱动电机;52、砧床,521、顶升梁,522、砧板,523、砧板支架,524、定位挡条,525、砧板固定块,526、砧板固定座,53、顶升机构,531、顶升螺杆,532、第二动力分配机构,533、导向板,534、导向架,535、导向轮,536、导向板支座,537、限位块,538、开关支座,539、接近开关,54、挡轮组件,541、挡轮支座,542、挡轮轴,543、挡轮轴承,544、挡轮辊,545、挡轮支架,55、排屑机构,551、排屑小车,552、拉杆,553、脚轮,6、牵引装置,601、第二龙门架,602、第三夹持机构,603、下料吸盘组件。
具体实施方式
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清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。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它实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征;在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
如图1所示,本发明实施例提供一种一体化板材自动切焊设备,包括上料装置1、输入定位装置2、切焊辅助装置3、带可升降砧床的滚床输送装置5、用于对板材进行切割和拼接的切焊一体装置4以及用于带动板材移动的牵引装置6;所述上料装置1、所述输入定位装置2、所述切焊辅助装置3和所述滚床输送装置5沿板材的移动方向依次设置;所述切焊一体装置4包括工作端以及用于驱动工作端移动至所述切焊辅助装置和所述滚床输送装置上方的驱动单元。本发明提供的一体化板材自动切焊设备可以改善拼接和焊接质量、降低工艺难度,提高加工效率,节省能源消耗。
进一步地,如图2-图4所示,上料装置1包括机架101、第一X轴移动机构102、提升机构103以及用于抓取板材搬运机械抓手104;机架101的顶部设有用于带动提升机构103沿X轴方向移动的第一X轴移动机构102以及用于带动搬运机械抓手104沿Z轴方向上下移动的提升机构103;机架101的一端设有用于堆放板材的第一堆垛台105,另一端设有输入定位装置2。优化地,第一堆垛台105与输入定位装置2之间设有板厚检测装置106,板厚检测装置106固定于机架101上。板厚检测装置106位于第一X轴移动机构102下方,且板厚检测装置106的下方设有第二堆垛台107。本实施例中搬运机械抓手104抓取第一堆垛台105的板材,通过提升机构103带动搬运机械抓手104向上运动,从而将板材提升至一定的高度,再通过第一X轴移动机构102将提升机构103和板材沿X轴方向移动至待检测板厚的位置,然后通过推出气缸推动板厚检测装置106沿Y轴方向移动至板材位于板厚检测装置106的上、下距离传感器之间,通过板厚检测装置106检测板材厚度是否符合要求;当检测板材厚度符合要求时,通过第一X轴移动机构102带动提升机构103继续沿X轴方向移动,将板材移动至输入定位装置2上,否则将板材置放在第二堆垛台107。
更进一步地,本实施例中的第一X轴移动机构102包括第一X轴滑轨、可沿第一X轴滑轨滑动的第一X轴滑座以及用于驱动第一X轴滑座沿第一X轴滑轨滑动的第一X轴驱动机构,提升机构103固定于第一X轴滑座上;提升机构103包括Z轴滑轨、可沿Z轴滑轨滑动的Z轴溜板以及用于驱动Z轴溜板沿Z轴滑轨滑动的Z轴驱动机构,Z轴滑轨和Z轴驱动机构均固定于第一X轴滑座上,Z轴溜板的底部与搬运机械抓手104连接,驱动机构可采用电机驱动。本实施例中的搬运机械抓手104用于将板材从第一堆垛台105运送至板材输入及定位工位,搬运机械抓手104为真空吸盘形式,板材被真空吸盘吸起并提升至一定高度,匚字形板厚检测装置106通过推出气缸推出至板材置于匚字形中间,板厚检测装置106通过匚字形的上下两个距离传感器计算板厚尺寸,若大于系统定义的单张板厚数值,则表示当前检测板材厚度不符或有多张板材。此外,搬运机械抓手104真空吸盘附近设置有多个传感器,用于检测搬运过程中板材是否吸起或脱落。
进一步地,如图5-图7所示,输入定位装置2包括用于接收上料装置1输送过来的板材的定位平台201以及用于将板材运送至切焊辅助装置3的输送机构,输送机构设置于输入定位装置2背离切焊辅助装置3的一端;定位平台201上设有在用于在Y轴方向上对板材进行定位的Y向定位机构;输送机构上设有用于在X轴方向上对板材进行定位的X向定位机构。本实施例中定位平台201的一端为切焊辅助装置3,另一端设有输送机构,搬运机械抓手104将抓取的板材放置于定位平台201上,由Y向定位机构和X向定位机构对板材在定位平台201上进行定位,然后通过输送机构的夹持机构夹住板材,并通过输送机构推动板材在X轴方向上运动,将板材运送至切焊辅助装置3。
本实施例的定位平台201上设有呈矩阵排列的低摩擦阻力的多个毛刷202,搬运机械抓手104将板材抓取放置于毛刷202上。进一步地,Y向定位机构包括Y向定位滚轮203、用于驱动Y向定位滚轮203沿Y轴方向上移动的第一Y轴移动机构204、普通滚轮205以及用于驱动普通滚轮205沿Y轴方向上移动的第二Y轴移动机构206;定位平台201上沿Y轴方向的一侧安装有多个Y向定位滚轮203,另一侧安装有多个普通滚轮205。本实施例中第一Y轴移动机构204和第二Y轴移动机构206的结构相同,均包括Y轴气缸、Y轴滑轨以及可沿Y轴滑轨移动的Y轴滑座,Y轴气缸的活塞杆与Y轴滑座连接,普通滚轮205和Y向定位滚轮203分别固定于对应的Y轴滑座上,通过Y轴气缸推动Y轴滑座移动进而带动滚轮在Y轴方向上移动。本实施例中,Y向定位滚轮203被Y轴气缸推动下沿Y轴方向移动至定位基准位置,普通滚轮205在低推力的Y轴气缸推动下沿Y轴方向移动至两列毛刷202之间,并将板材推至Y向定位滚轮203。由于普通滚轮205的Y轴气缸推力小于Y向定位滚轮203的Y轴气缸推力,当板材与Y向定位滚轮203接触时,板材在Y轴方向上位置就确定了。
进一步地,输送机构包括用于将板材运送至切焊辅助装置3的第二X轴移动机构207以及用于固定X向定位机构的移动架208,X向定位机构包括X向定位滚轮209以及用于夹持板材的夹持卡爪210,X向定位滚轮209和夹持卡爪210均固定于移动架208上,移动架208与第二X轴移动机构207连接,通过第二X轴移动机构207带动移动架208移动,从而带动X向定位滚轮209和夹持卡爪210在X轴方向上移动,实现板材在X轴方向上的定位以及将板材运送至切焊辅助装置3。第二X轴移动机构207包括第二X轴滑轨、可沿第二X轴滑轨滑动的第二X轴滑座以及用于驱动第二X轴滑座沿第二X轴滑轨滑动的第二X轴驱动机构,移动架208固定于第二X轴滑座上。第二X轴驱动机构可采用电机驱动,第二X轴滑轨可设置于最中间的两排毛刷之间。当板材在Y轴方向上定位后,输送机构的夹持卡爪210打开并沿X轴方向向板材移动,当板材与移动架208上的X向定位滚轮209接触后,夹持卡爪210夹紧,板材在X轴方向上就定位了,第二X轴移动机构207将板材送至切焊辅助装置3。
进一步地,如图8-图9所示,所述切焊辅助装置3包括沿X轴方向设置的第一装夹平台和第二装夹平台;所述第一装夹平台与所述第二装夹平台相对设置,且所述第一装夹平台与所述第二装夹平台之间设有供切焊一体装置4对板材切割和焊接的间隙;所述第一装夹平台与所述输入定位装置2相接,所述第二装夹平台与所述滚床输送装置相接。
更进一步地,所述第一装夹平台包括用于放置板材的第一平台301、第一夹持机构302以及用于带动第一夹持机构302在X轴方向上运动的第三X轴移动机构,所述第一平台301与所述输入定位装置2的定位平台201相接;所述第二装夹平台包括第二平台303、第二夹持机构304以及用于带动第二夹持机构304在X轴方向上运动的第四X轴移动机构,所述第二平台303与所述滚床输送装置相接;所述第一夹持机构302与所述第二夹持机构304相对设置。本实施例中的第一平台301与输入定位装置2的定位平台201类似,设有毛刷以及定位滚轮,其毛刷的布置方式与定位平台201相同,便于输入定位装置2的输送机构沿X轴方向继续运送板材,以使第一夹持机构302在极限位置时能够夹持板材;第二平台303包括呈矩阵排列的多个滚轮,该滚轮与滚床输送装置的滚轮齐平,且转动同步,便于第二平台303上的板材运送至滚床输送装置上。本实施例中的第三X轴移动机构和第四X轴移动机构的结构相同,均包括X轴驱动电机、丝杠和滑台导轨,X轴驱动和滑台导轨均固定于装夹平台的架体上,夹持机构滑动安装于滑台导轨上且夹持机构与X轴驱动丝杠的螺母连接,通过所述驱动电机和丝杠驱动夹持机构在X轴方向上往复运动;滑台导轨上沿X轴方向的两侧均设有限位机构,用于限制夹持机构的移动范围。优化地,本发明中的夹持机构包括多组琴键式夹持单元,采用气缸驱动琴键式夹持单元打开或者夹紧板材。
进一步地,所述第一夹持机构302上沿Y轴方向的两侧均设有对板材前定位机构305,通过板材前定位机构305对板材的前端进行定位。所述板材前定位机构305包括齿轮、齿条、滑台导轨、齿轮轴、定位驱动气缸以及定位板,定位驱动气缸的活塞杆与齿条连接,齿条再与齿轮齿合,齿条滑动安装于滑台导轨上,滑台导轨固定在第一装夹平台上,齿轮与齿轮轴键连接,定位板与齿轮轴键连接,定位板为L形,一边与Y轴平行,另一边垂直与Y轴且与齿轮轴键连接,通过定位驱动气缸驱动齿条上下运动,从而带动齿轮转动,最终带动定位板转动实现水平和竖直翻转。第一装夹平台和第二装夹平台背向移动至各自的极限位置且保持夹持机构为打开状态,定位板翻转至水平状态,当输入定位装置2的输送机构将板材送入第一平台301上且与定位板的接触,则系统可计算出板材长度,板材前定位机构305翻转至竖直状态,输送机构继续输送至X+轴方向极限位置时,第一装夹平台的琴键式夹持机构夹紧板材并向X+轴至方向运动至行程极限位置,第二夹持机构304夹紧钢板,第一夹持机构302打开并朝向X-轴方向移动至板材尾端再夹紧板材,第二夹持机构304打开,第一装夹平台移动至X+轴方向极限位置,第二夹持机构304夹紧板材,第一夹持机构302打开并移动到X-轴方向极限位置。
更进一步地,所述第一装夹平台与所述第二装夹平台之间设有废料收集盒306,废料收集盒306设置于第一夹持机构302和第二夹持机构304的下方,用于收集切焊产生的废料;当所述第一装夹平台与所述第二装夹平台背向运动至极限位置时,废料收集盒306可沿Y轴方向抽出,便于废料收集盒306的清料处理。
进一步地,如图10所示,所述切焊一体装置4还包括X轴导轨405和第一龙门架401,所述切焊一体装置4的工作端设有用于对板材进行拼接的焊接机构402和用于对板材进行切割的切割机构403,所述切焊一体装置的驱动单元包括用于带动第一龙门架401沿X轴导轨405移动的第一龙门驱动机构;所述切焊辅助装置3的两侧均设有X轴导轨405,所述第一龙门架401的两个立柱滑动安装于两个X轴导轨405上,所述第一龙门架401的横梁横跨设置于所述切焊辅助装置3和所述滚床输送装置5的上方,所述焊接机构402和所述切割机构403均沿Y轴方向滑动安装于所述第一龙门架401的横梁上。本实施例中的所述焊接机构402和所述切割机构403可在两侧的第一龙门驱动机构的驱动下沿X轴方向滑动安装于所述切焊辅助装置3和所述滚床输送装置5的上方,以便于切割机构403和焊接机构402对板材进行切焊,且两者共用一个X轴方向的驱动,简化装置结构,降低生产成本;本实施例中的驱动单元还包括用于驱动所述焊接机构402和所述切割机构403在第一龙门架401的横梁上分别沿不同的Y轴方向和Z轴方向运动的的驱动机构,便于焊接机构402和切割机构403各自在Y轴和Z轴独立运动;此外,焊接机构402和所述切割机构403可以共用一个Y轴导轨,也分别采用不同的Y轴导轨。本实施例的焊接机构402可以采用激光焊接,切割机构403可以采用激光切割。
进一步地,所述第一龙门架401的两个立柱上均设有对射检测机构404,两个对射检测机构404相对设置且均位于板材的下方,用于检测板材是否切断;对射检测机构404可采用红外对射检测机构404或者激光对射检测机构404。
当切边及焊接工位第二装夹平台将板材夹持到位后,切焊一体机构移动至切焊辅助装置3的上方,对射检测机构404位于要修边切断的板材下方,切割机构403沿Y轴和Z轴移动至切割位置开始对板材进行修边切割。切割完成后,切割机构403沿Y轴和Z轴回到零位,修边切割的余料落入底部的废料收集盒306中。上料装置1、输入定位装置2将下一块板材送入切焊辅助装置3的第一装夹平台,通过板材前定位机构305定位,第一夹持机构302夹紧板材;第一装夹平台和第二装夹平台均向X+轴方向移动至极限位置,切割机构403沿Y轴和Z轴移动至切割位置开始对第一装夹平台上的板材进行修边切割,切割完成后,切割机构403沿Y轴和Z轴回到零位,第二装夹平台沿X-方向移动,以使第一装夹平台和第二装夹平台上的板材为对接状态,焊接机构402沿Y轴和Z轴移动至对接处进行拼焊;拼焊完成后,焊接机构402沿Y轴和Z轴回到零位,切焊辅助装置3的第一装夹平台的第一夹持机构302打开,第一装夹平台沿X-轴方向移动至板材尾端再用第一夹持机构302夹紧板材,第二装夹平台的第二夹持机构304打开,第一装夹平台移动至X+轴方向极限位置,第二装夹平台的第二夹持机构304夹紧板材,第一装夹平台的第一夹持机构302打开并移动到X-轴方向极限位置,切割机构403对第二装夹平台上的板材进行修边切割。如此进行多板材修边切割和拼焊。
进一步地,如图11-图13所示,所述滚床输送装置5包括滚床51、砧床52以及用于带动所述砧床52上下移动的顶升机构53;所述砧床52包括两个顶升梁521和多个砧板522,两个顶升梁521分别设置于所述滚床51的两侧,各所述砧板522的两端分别与两个顶升梁521连接;所述滚床51上安装有多个滚轮511,所述砧板522设置于相邻两个滚轮511之间;所述顶升机构53设置于所述滚床51的下方,两个顶升梁521均与所述顶升机构53连接。本实施例提供的滚床输送装置5的中间部分设有切割工位,切割工位的滚床51位置处设置有砧床52和顶升机构,在输送板材时,砧板522的顶面低于滚轮511的顶面,不影响滚轮511的对板材的传送;当板材输送至切割工位时,可通过顶升机构53将砧床52顶升至滚床51上方,便于激光等热切割设备对板材进行修边,避免对滚轮511造成损伤,且切割产生的边料可从滚轮511之间的间隙掉落至滚轮511下方,避免影响滚床51运转。
进一步地,各所述顶升梁521上均设有砧板支架523,所砧板支架523上设有第一定位口;所述砧板522的两端分别设置于两侧的砧板支架523上的第一定位口中。更进一步地,所述砧板522的两端均设有第二定位口,位于同一侧的所述第二定位口中安装有定位挡条524,所述定位挡条524的两端均固定于所砧板支架523上。如图13和图15所示,本实施例的砧板支架523为L形,其水平侧板固定于顶升梁521上,其竖直侧板上设有若干第一定位口,砧板522的两端分别从上向下插入两侧的竖直侧板上的第一定位口中,砧板522与竖直侧板呈十字交叉;且砧板522端部的第二定位口部分位于砧板支架523的竖直侧板背离有滚轮511的一侧,位于同一侧的第二定位口中安装有定位挡条524,且定位挡条524的两端与砧板522的竖直侧板固定。砧板522通过砧板固定块525固定于砧板固定座526上,每个砧板固定座526固定有至少一个砧板522,砧板固定座526的两端分别与滚床51两侧的砧板支架523连接。
进一步地,所述滚床51包括底座512和滚轮架513,所述滚轮架513设置于所述底座512上,所述滚轮架513上安装有多个滚轮511;所述滚轮架513上还设有用于驱动多个滚轮511转动的滚轮驱动机构。更进一步地,所述滚轮驱动机构包括主动链轮514、驱动电机519、多个第一从动链轮515和多个第二从动链轮516,所述驱动电机519的输出轴与所述主动链轮514连接;各所述滚轮511的滚轮轴的其中一端均安装有第一从动链轮515,且相邻两个第一从动链轮515之间的下方均设有第二从动链轮516;所述主动链轮514、所述第一从动链轮515和所述第二从动链轮516之间通过链条517连接。如图11-图13所示,本实施例滚床51由驱动电机519驱动链轮链条517机构带动滚轮511沿X轴方向输送板材;其中滚轮511采用长轴滚轮,滚轮511两端分别通过轴承固定于滚轮架513上,且其中一端的滚轮511轴上还安装第一从动链轮515;第一从动链轮515和第二从动链轮516均为双排链轮,通过双排链条连接主动链轮514、第一从动链轮515和第二从动链轮516,且链条517在相邻两个第二从动链轮516之间连接有第一从动链轮515,实现同步转动。
进一步地,所述顶升机构53包括顶升螺杆531、动力机构、第一动力分配机构和两个第二动力分配机构532;所述动力机构的输出端与所述第一动力分配机构的输入端连接,所述第一动力分配机构的两个输出端分别与两个第二动力分配机构532的输入端连接,各所述第二动力分配机构532的两个输出端分别与两个顶升螺杆531的底部连接;与同一所述第二动力分配机构532连接的两个顶升螺杆531的顶部与同一所述顶升梁521连接。如图13所示,本实施例中每个顶升梁521均与一对顶升螺杆531连接,动力机构位于两对顶升螺杆531之间;第一动力分配机构和第二动力分配机构532均是采用T字形一分二的动力分配装置,动力机构输出的动力通过第一动力分配机构和两个第二动力分配机构532均匀分配给四个顶升螺杆531,保证了四个顶升螺杆531的同步性。
更进一步地,各所述顶升螺杆531的一侧设有导向板533,所述导向板533的顶部与所述顶升梁521连接;所述滚床51的底座512两侧各设有导向架534,所述导向架534内安装有导向轮535,所述导向板533与所述导向轮535接触。如图13和图16所示,本实施例的导向架534为水平U型架,且导向架534的U型口朝向导向轮535,U型导向架534的上板、下板以及侧板的内侧均安装有导向轮535,而导向板533的其中一个侧面固定于导向板支座536上,其余三个侧面分别与导向架534的三个导向轮535滑动接触,用于限制导向板533只能上下运动。本实施的导向架534设有上下两个,两个导向架534通过固定座固定于底座512上,分别对导向板533的上端和下端导向。
更进一步地,如图13和图17所示,所述导向板533固定于导向板支座536上,所述导向板支座536的顶部与所述顶升梁521连接;所述导向板支座536的底部设有限位块537,所述滚床51上设有开关支座538,所述开关支座538上与所述限位块537相对的一面设有与所述限位块537相配合的接近开关539。如图17所示,导向板支座536的底部设有上下两个限位块537,开关支座538上对应的设有上下两个接近开关539。
进一步地,如图13和图18所示,所述顶升梁521上还设有挡轮组件54,所述挡轮组件54包括挡轮支座541、挡轮轴542、挡轮轴承543和挡轮辊544;所述挡轮支座541通过挡轮支架545与所述顶升梁521连接;所述挡轮轴542的两端均与所述挡轮支座541连接,所述挡轮轴542上安装有挡轮轴承543,所述挡轮辊544套装于所述挡轮轴承543上。
进一步地,如图14所示,所述滚轮架513上还设有用于接收切割边料的漏斗518,所述漏斗518的上开口朝向所述滚轮511,所述漏斗518的下开口的下方设有排屑机构55,当板材被顶升机构53顶起时,切割产生的边料可从滚轮511之间的间隙掉落至滚轮511下方的漏斗518中,再通过排屑机构55排出。本实施例的排屑机构55采用排屑小车551,漏斗518的下开口正对排屑小车551的上开口,使得切割产生边料进入排屑小车551的车斗中,所述排屑小车551的底部设有脚轮553;排屑小车551的一侧还连接有拉杆552,拉杆552的一端伸出滚床51外,通过拉杆552将排屑小车551沿滚床51宽度方向抽出至所述滚床51外,以清理排屑小车551中的废料。
本实施例中拼接好的钢板被输送至滚床51上,当顶升机构53带动砧床52上升,则砧板522就通过滚轮511间的缝隙向上移动,顶起滚床51上的板材至一定高度,切割设备移动至板材的上方对拼焊后的板材进行切割修边,由于顶升机构53顶起板材离开滚轮511,因此可以避免板材在后期热切割时损伤滚床51的滚轮511。
进一步地,如图19-图20所示,所述牵引装置6包括第二龙门架601、用于带动第二龙门架601沿X轴导轨405移动的第二龙门驱动机构以及用于夹持板材的第三夹持机构602;所述第二龙门架601的两个立柱滑动安装于两个X轴导轨405上,所述第二龙门架601的横梁横跨设置于所述切焊辅助装置3和所述滚床输送装置的上方,第三夹持机构602沿Y轴方向滑动安装于所述第二龙门架601的横梁上。本实施例中,第二龙门架601与切焊一体装置4的第一龙门架401可以采用不同的X轴导轨405,也可共用一个X轴导轨405,此时X轴导轨405从切焊辅助装置3延伸至滚床输送装置,占地面积小,成本低;第三夹持机构602包括可沿Y轴移动的两个板材夹持组件,当两个板材夹持组件沿Y轴背向移动至横梁两侧时可完全避开滚床输送装置的顶升机构。
当板材夹持组件打开时,板材夹持组件的下方低于滚床输送装置的滚床,板材夹持组件可在滚床输送装置的滚床的滚轮间隙之间移动,此时牵引装置6不能沿X轴移动;当板材夹持组件夹紧板材时,板材夹持组件底部高于滚床输送装置的滚床,牵引装置6可沿X轴方向移动,而不会与滚床干涉。当切焊一体装置4完成一定量的板材拼焊后,牵引装置6移动至第一块板材拼焊位置,两个板材夹持组件移动至板材两端并加持板材,牵引装置6沿X+轴方向运动的速度与滚床输送装置的滚床滚轮滚动线速度保持一致,为切焊辅助装置3送出板材提供动力。在板材拼焊完成后,牵引装置6沿X+轴方向移动,将板材从切焊辅助装置3拖出,并完全置于滚床输送装置上。滚床输送装置的滚床停止滚动,牵引装置6板材夹持组件释放板材并移动至X+轴方向极限位置,滚床输送装置的砧床由顶升机构顶起并托起拼焊完成的板材至一定高度,切焊一体装置4移动至板材的上方,对拼焊完成的板材进行切割和修边。
更进一步地,所述第二龙门架601的横梁上沿Y轴方向还滑动安装有下料吸盘组件603,所述下料吸盘组件603与所述第三夹持机构602分别位于所述第二龙门架601的横梁沿X轴方向的两侧,且第三夹持机构602位于靠近切焊一体装置4的一侧。本实施例的下料吸盘组件603可沿Y轴和Z轴移动;当切焊一体装置4完成板材切割和修边后移动至X-轴方向极限位置,牵引装置6移动至板材上方,牵引装置6的下料吸盘组件603对切割的余料进行吸取并送至下料工位进行余料收集。如图20所述,所述下料吸盘组件603包括若干真空吸盘,通过真空吸盘将板材吸起,真空吸盘的附近还设有多个传感器,用于检测搬运过程中板材是否吸起或脱落。本实施例中切焊一体装置4和牵引装置6中的驱动机构可以采用导轨卡齿与齿轮的形式或者滑轨滑块的形式,或者其他形式的驱动机构。
本实施例中的X+轴方向是指由上料装置1指向滚床输送装置的方向,X-轴方向是指由滚床输送装置指向上料装置1的方向。本实施例的一体化板材自动切焊设备还包括控制器,用于控制上料装置1、输入定位装置2、切焊辅助装置3、切焊一体装置4、滚床输送装置5和牵引装置6,提高设备加工效率。
本发明提供的一体化板材自动切焊设备将多板材在线切割和拼焊集于一体,可用于需要大幅面多板材拼焊的行业,如客货运交通运输载体或箱体包覆件、压力容器包覆件、大型水暖散热片、广告牌箱体、厂房墙体金属覆盖件等现有常规板材尺寸无法覆盖或需要不同厚度或性能板材拼焊的行业。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一体化板材自动切焊设备,其特征在于:包括上料装置、输入定位装置、切焊辅助装置、带可升降砧床的滚床输送装置、用于对板材进行切割和拼接的切焊一体装置以及用于带动板材移动的牵引装置;所述上料装置、所述输入定位装置、所述切焊辅助装置和所述滚床输送装置沿板材的移动方向依次设置;所述切焊一体装置包括工作端以及用于驱动工作端移动至所述切焊辅助装置和所述滚床输送装置上方的驱动单元。
2.如权利要求1所述的一体化板材自动切焊设备,其特征在于:所述上料装置包括机架、第一X轴移动机构、提升机构以及用于抓取板材搬运机械抓手;所述机架上设有用于带动搬运机械抓手沿X轴方向移动的第一X轴移动机构以及用于带动搬运机械抓手沿Z轴方向移动的提升机构;所述机架的一端设有用于堆放板材的第一堆垛台,另一端设有输入定位装置。
3.如权利要求2所述的一体化板材自动切焊设备,其特征在于:所述第一堆垛台与所述输入定位装置之间设有板厚检测装置,所述板厚检测装置固定于所述机架上。
4.如权利要求1所述的一体化板材自动切焊设备,其特征在于:所述输入定位装置包括用于接收所述上料装置输送过来的板材的定位平台以及用于将板材运送至切焊辅助装置的输送机构,所述输送机构设置于所述输入定位装置背离切焊辅助装置的一端;所述定位平台上设有用于在Y轴方向上对板材进行定位的Y向定位机构;所述输送机构上设有用于在X轴方向上对板材进行定位的X向定位机构。
5.如权利要求1所述的一体化板材自动切焊设备,其特征在于:切焊辅助装置包括沿X轴方向设置的第一装夹平台和第二装夹平台;所述第一装夹平台与所述第二装夹平台相对设置,且所述第一装夹平台与所述第二装夹平台之间设有供切焊一体装置对板材切割和焊接的间隙;所述第一装夹平台与所述输入定位装置相接,所述第二装夹平台与所述滚床输送装置相接。
6.如权利要求5所述的一体化板材自动切焊设备,其特征在于:所述第一装夹平台包括用于放置板材的第一平台、第一夹持机构以及用于带动第一夹持机构在X轴方向上运动的第三X轴移动机构,所述第一平台与所述输入定位装置的定位平台相接;所述第二装夹平台包括第二平台、第二夹持机构以及用于带动第二夹持机构在X轴方向上运动的第四X轴移动机构,所述第二平台与所述滚床输送装置相接;所述第一夹持机构与所述第二夹持机构相对设置。
7.如权利要求1所述的一体化板材自动切焊设备,其特征在于:所述切焊一体装置还包括X轴导轨和第一龙门架,所述切焊一体装置的工作端设有用于对板材进行拼接的焊接机构和用于对板材进行切割的切割机构,所述切焊一体装置的驱动单元包括用于带动第一龙门架沿X轴导轨移动的第一龙门驱动机构;所述切焊辅助装置的两侧均设有X轴导轨,所述第一龙门架的两个立柱滑动安装于两个X轴导轨上,所述第一龙门架的横梁横跨设置于所述切焊辅助装置和所述滚床输送装置的上方,所述焊接机构和所述切割机构均沿Y轴方向滑动安装于所述第一龙门架的横梁上。
8.如权利要求1所述的一体化板材自动切焊设备,其特征在于:所述滚床输送装置包括滚床、砧床以及用于带动所述砧床上下移动的顶升机构;所述砧床包括两个顶升梁和多个砧板,两个顶升梁分别设置于所述滚床的两侧,各所述砧板的两端分别与两个顶升梁连接;所述滚床上安装有多个滚轮,所述砧板设置于相邻两个滚轮之间;所述顶升机构设置于所述滚床的下方,两个顶升梁均与所述顶升机构连接。
9.如权利要求7所述的一体化板材自动切焊设备,其特征在于:所述牵引装置包括第二龙门架、用于带动第二龙门架沿X轴导轨移动的第二龙门驱动机构以及用于夹持板材的第三夹持机构;所述第二龙门架的两个立柱滑动安装于两个X轴导轨上,所述第二龙门架的横梁横跨设置于所述切焊辅助装置和所述滚床输送装置的上方,第三夹持机构沿Y轴方向滑动安装于所述第二龙门架的横梁上。
10.如权利要求9所述的一体化板材自动切焊设备,其特征在于:所述第二龙门架的横梁上沿Y轴方向还滑动安装有下料吸盘组件,所述下料吸盘组件与所述第三夹持机构分别位于所述第二龙门架的横梁沿X轴方向的两侧。
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