CN110560977B - 防火圈的管卡和连接耳焊接用上料组装机构 - Google Patents

防火圈的管卡和连接耳焊接用上料组装机构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种防火圈的管卡和连接耳焊接用上料组装机构，其主平台上将连接耳上料机构和焊接组装机构分设在两个工位，并在两工位间设置连接耳转移机构；连接耳上料机构包括连接耳叠片盒和从其底部开口接料的送料推杆及其驱动装置；连接耳转移机构采用工位转移装置驱动连接耳托料机构活动，后者采用设在托料板上的内置磁铁的接料凹槽来固定经由送料推杆送入的连接耳，还设计将连接耳顶出接料凹槽并限制其周向活动的顶料块及其驱动装置。焊接组装机构采用焊接组装板上的通孔及支设其上的连接耳压板配合顶料块夹固顶起的连接耳，还设置将管卡顶紧至连接耳上的顶紧块及其驱动装置。本机构能节约上料时间，提高效率，且定位组装精度和可靠性较高。

Description

防火圈的管卡和连接耳焊接用上料组装机构
技术领域
本发明涉及一种上料组装机构，具体涉及一种防火圈的管卡和连接耳焊接用上料组装机构。
背景技术
防火圈是已知的装在雨水管道上的用于火灾现场阻隔火源用的一种产品，主要由金属外壳和内部填充的阻燃膨胀芯材共同组成。而单从金属外壳的结构角度来讲，其主要由如图1和图2所示的半环形的管卡1和薄片状的连接耳2两个组件构成。半环形的管卡1成对设置配合拼装成圈，用于套装在雨水管道上，而连接耳2则焊接在相应的管卡1外侧，其上开有长圆孔2a，用于穿设固定件同楼板或者墙体固定。进一步结合图1和图2所示，连接耳2整体呈梯形，该梯形的下底为内凹弧面，用于同半环形的管卡1的外弧面匹配贴合并焊接固定。
现有的上述防火圈的金属外壳在实际生产过程中的一个主要工序就是将管卡1和连接耳2进行焊接。而众所周知，对于规模化生产的企业来说，焊接通常被细分为上料组装和焊接两个环节，目前企业对于焊接环节通常采用焊接机器人来执行，效率和精度较高，但在上料组装环节却遭遇如下问题：
1）防火圈的管卡1和连接耳2在焊接前需要对位，即使得连接耳2上的内凹弧面与管卡1外弧面贴合匹配后，并分别对两者夹持固定后才能进行焊接操作。但目前缺少专门的上料组装设备，依旧采用人工来操作，耗时长，效率低，影响生产效率的提高；
2）连接耳2这个工件厚度薄，形状不规则，目前没有较好的传统夹具对于进行取放定位，而一旦连接耳2无法可靠固定，那么后续要将防火圈的管卡1与之对位是非常困难的，需要耗费工人很多精力，这导致工人劳动强度大，且在长时间工作下，易产生误操作，导致对位偏差，影响最终焊接质量。
发明内容
本发明目的是：针对背景技术中涉及的不足，而提供一种防火圈的管卡和连接耳焊接用上料组装机构，能够大大节约工人上料时间，进一步提高生产效率，并且具有较高的定位组装精度和可靠性。
本发明的技术方案是：一种防火圈的管卡和连接耳焊接用上料组装机构，包括主平台，其特征在于主平台上设有两个工位，其中第一工位上设有连接耳上料机构，而第二工位上设有焊接组装机构，还包括用于从第一工位向第二工位转移连接耳的连接耳转移机构；
连接耳上料机构包括支设于主平台上立式布置的连接耳叠片盒、用于从连接耳叠片盒的底部开口接料的横向设置的送料推杆及驱动送料推杆进退活动的送料推杆驱动装置，送料推杆前端设有用于接取单片连接耳的台阶接片槽；
连接耳转移机构包括设于主平台一侧的工位转移装置和由该工位转移装置驱动在第一工位和第二工位间活动的连接耳托料机构，连接耳托料机构包括托料支架和设于托料支架内立式布置的顶料气缸，顶料气缸的顶杆顶部设有顶料块；托料支架包括位于顶部的托料板，托料板上设有供送料推杆伸入的接料凹槽，接料凹槽内侧设有用于吸附固定连接耳的磁铁；并且接料凹槽底部开有供顶料块顶出的第一通孔，顶料块上设有与连接耳上的长圆孔配合以周向定位连接耳的定位柱；
焊接组装机构包括固定在主平台上并位于连接耳转移机构上方的焊接组装板、设于焊接组装板上供连接耳顶出的第二通孔以及支设于第二通孔上方与连接耳托料机构内的顶料块配合以夹固连接耳的连接耳压板，还包括用于将管卡顶紧至连接耳上的顶紧块及连接驱动顶紧块进退活动的顶紧块驱动装置。
进一步的，本发明中所述顶料气缸的顶杆上固定有顶料板，所述顶料块固定在顶料板上，同时顶料板上还设有若干导向柱，而托料板、焊接组装板和连接耳压板上对应每个导向柱均设有供其贯通的导向孔。
更进一步的，上述导向柱为两个以上，且以顶料块为中心呈等角度间隔圆周分布。导向柱的设计目的是提高顶料块顶料时的稳定性，以及顶料块顶部定位柱与连接耳上部长圆孔的对位精度。
进一步的，本发明中所述连接耳叠片盒的两侧通过支撑柱支设于主平台上，所述送料推杆与连接耳叠片盒的底部开口相贴或留有间隙，并且该间隙小于单片连接耳的厚度，以便当前一连接耳由送料推杆前端的台阶接片槽接住后，后面的连接耳被送料推杆挡止而无法落下。
进一步的，本发明中所述连接耳压板上开有供所述定位柱顶出的定位通孔。设计时，提高定位柱的高度，使其能够顶出连接耳上的长圆孔并进一步穿过连接耳压板上的定位通孔，起到很好的定位稳固作用。
进一步的，本发明中所述送料推杆驱动装置为气缸、油缸或电缸。
进一步的，本发明中所述顶紧块驱动装置为气缸、油缸或电缸。
本发明中主平台上第一工位和第二工位的设计位置可以是并排，也可以沿圆周呈角度间隔设置，例如90度间隔，或180度相对设计。为此，相应采用的工位转移装置也可以多种多样。例如对于并排的工位设计可以采用气缸直线滑台或者直线电机滑台，而对于圆周间隔角度分布的，则可以采用气缸旋转滑台或者电动旋转滑台。
进一步的，本发明中连接耳上所具有的弧形凹部位于连接耳压板外侧以便与管卡的外弧面贴合匹配。即设计时连接耳压板只压住部分连接耳，而使其前部的弧形凹部的部分突出连接耳压板，便于同管卡外弧面匹配。
进一步的，本发明中所述定位柱为一个，卡设在长圆孔的两条直边之间，并且该定位柱外轮廓上具有至少一条直边与长圆孔的其中一条直边相贴，从而限制周向活动；或者定位柱为两个以上并排卡设在长圆孔的两条直边之间，以限制周向活动。
本发明的工作原理如下：
初始时，我们将连接耳叠放入连接耳叠片盒内腔中，以便其能够垂直下落。送料推杆在初始位置时，其前端的台阶接片槽恰位于连接耳叠片盒的底部开口下方。
第一工作状态：连接耳转移机构中的连接耳托料机构位于第一工位。此时，连接耳叠片盒最下部的连接耳落入送料推杆前端的台阶接片槽内。启动送料推杆驱动装置，使其驱动送料推杆前行将连接耳送入托料板的接料凹槽内，并被磁铁吸住固定，随后再在送料推杆驱动装置的驱动下退回到初始位置。
工位转移装置驱动整个连接耳托料机构从第一工位移动至第二工位。
第二工作状态：连接耳转移机构中的连接耳托料机构位于第二工位。此时，焊接组装板上的顶紧块驱动装置处于初始位置，也即顶紧块非顶出状态。
启动顶料气缸，顶料块穿过托料板的第一通孔将连接耳顶起，同时顶料块顶部的定位柱与连接耳上的长圆孔配合以限制连接耳周向活动。顶料块继续穿过焊接组装板上的第二通孔，直至将连接耳顶至连接耳压板上，从而定位连接耳，并且依据焊接要求，此时连接耳需要焊接的弧形凹部需朝向外侧以便同管卡组装。随即由工人将管卡放置到焊接组装板上，按惯常的焊接要求将其焊接部位（外弧面）与连接耳的焊接部位（弧形凹部）进行贴靠组装。最后启动顶紧块驱动装置，驱动顶紧块顶出将管卡顶紧至连接耳上。
随后同常规技术一样，可以通过焊接机器人或人工焊接的方式对管卡和连接耳进行焊接。焊接完毕，顶紧块驱动装置驱动顶紧块退回，顶料气缸驱动顶料块退回，以便取出焊接好的产品。
最后连接耳托料机构回到第一工位，重复前面的步骤进行下一连接耳的上料和与管卡的组装操作。
本发明的优点是：
1．本发明专门被设计用于防火圈的管卡和连接耳焊接前的上料组装环节，通过连接耳上料机构、连接耳转移机构和焊接组装机构三者的配合能够快速将管卡和连接耳两个工件相结合，提高焊接前的组装效率，并且具有很高的定位精度和工作可靠性。
2. 本发明中的连接耳上料机构中的连接耳叠片盒和送料推杆的配合设计能够实现连接耳的单片逐一上料。实际操作时，连接耳叠片盒内通常可垂直叠放200片以上的连接耳，自动快速上料，相比人工分离连接耳再上料的手动操作过程，大大提高了作业效率。
3. 本发明的焊接组装机构中采用连接耳压板与顶料块相配合来夹固定位连接耳，使其能够更稳固的与管卡结合，降低组装难度，并有效提高组装定位精度。
4. 本发明通过顶料块上的定位柱和连接耳上原有的长圆孔配合实现周向定位，其借助连接耳本身结构特点设计，无需设置专门的限位机构，简化了机构设计。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为现有防火圈的整体结构示意图；
图2为防火圈管卡和连接耳的焊接组装示意图；
图3为本发明的第一工作状态俯视图（连接耳托料机构位于第一工位）；
图4为本发明的第二工作状态俯视图（连接耳托料机构位于第二工位）；
图5为图3中的连接耳转移机构的结构主视图；
图6为图4中的连接耳转移机构的结构主视图；
图7为图3中的连接耳上料机构的结构主视图；
图8为图4中的连接耳上料机构的结构主视图。
其中：1、管卡；2、连接耳；2a、长圆孔；3、主平台；4、连接耳叠片盒；5、送料推杆；5a、台阶接片槽；6、送料推杆驱动装置；7、工位转移装置；8、托料支架；9、顶料气缸；10、顶料块；10a、定位柱；11、托料板；11a、接料凹槽；11b、托料板导向孔；12、磁铁；13、第一通孔；14、焊接组装板；14a、焊接组装板导向孔；15、第二通孔；16、连接耳压板；16a、定位通孔；16b、连接耳压板导向孔；17、顶紧块；18、顶紧块驱动装置；19、顶料板；20、导向柱；21、支撑柱。
具体实施方式
实施例：本发明提供的这种防火圈的管卡和连接耳焊接用上料组装机构，专门用于完成如图1和图2所示的管卡1和连接耳2的焊接前上料和组装。连接耳2整体呈梯形，该梯形的下底为内凹弧面，用于同半环形的管卡1的外弧面匹配贴合并焊接固定，并且连接耳2上设有长圆孔2a。用于穿设固定件同楼板或者墙体固定。
结合图3~图8所示为本发明具体实施方式的结构设计，我们说明如下：
其整体由主平台3、连接耳上料机构、焊接组装机构和连接耳转移机构共同组成。其中，主平台3上并排设置两个工位，结合图3和图4所示，其中位于左侧的第一工位上设置连接耳上料机构，而位于右侧的第二工位上设置焊接组装机构，连接耳转移机构用于从第一工位向第二工位转移连接耳2。
结合图3、图4、图7和图8所示，连接耳上料机构由支设于主平台3上立式布置的连接耳叠片盒4、用于从连接耳叠片盒4的底部开口接料的横向设置的送料推杆5及驱动送料推杆5进退活动的送料推杆驱动装置6共同构成。
本实施例中所述连接耳叠片盒4的两侧通过支撑柱21支设于主平台3上，连接耳2叠放入连接耳叠片盒4内腔中，以便其能够垂直下落。送料推杆5前端设有用于接取单片连接耳2的台阶接片槽5a，如图7和图8所示。本实施例中所述送料推杆驱动装置6为气缸。并且本实施例中所述送料推杆5与连接耳叠片盒4的底部开口留有间隙，并且该间隙小于单片连接耳2的厚度，以便当前一连接耳2由送料推杆5前端的台阶接片槽5a接住后，后面的连接耳2被送料推杆5挡止而无法落下。
再结合图3、图4、图5和图6所示，连接耳转移机构由设于主平台3一侧的工位转移装置7和由该工位转移装置7驱动在第一工位和第二工位间活动的连接耳托料机构共同构成。本实施例中工位转移装置7为气缸直线滑台。
连接耳托料机构包括托料支架8、设于托料支架8内立式布置的顶料气缸9、设于顶料气缸9的顶杆顶部顶料板19、固定在顶料板19中心的顶料块10和对称设于顶料块10两侧的两个导向柱20共同构成，如图5和图6所示。本实施例中的两个导向柱20也即以顶料块10为中心呈等角度（180°）间隔圆周分布。
托料支架8为一种矩形框支架，其顶部为托料板11，托料板11上设有供送料推杆5伸入的接料凹槽11a，本实施例中接料凹槽11a为台阶式的，其内侧两边台阶上设有用于吸附固定连接耳2的磁铁12；并且接料凹槽11a底部开有供顶料块10顶出的第一通孔13。同时顶料块10上设有与连接耳2上的长圆孔2a配合以周向定位连接耳2的定位柱10a。本实施例中该定位柱10a的外轮廓也为长圆孔形，卡设在长圆孔2a的两条直边之间，并且该定位柱10a外轮廓上下两边均为直边分别与长圆孔2a的两条直边相贴，从而限制连接耳2的周向活动。
依旧结合图3、图4、图5和图6所示，本实施例中焊接组装机构由固定在主平台3上并位于连接耳转移机构上方的焊接组装板14、设于焊接组装板14上供连接耳2顶出的第二通孔15以及支设于第二通孔15上方与连接耳托料机构内的顶料块10配合以夹固连接耳2的连接耳压板16，以及用于将管卡1顶紧至连接耳2上的顶紧块17和连接驱动顶紧块17进退活动的顶紧块驱动装置18共同构成。本实施例中所述顶紧块驱动装置18为气缸。
再具体如图6所示，对应顶料板19上的两个导向柱20，托料板11上设有两个托料板导向孔11b，焊接组装板14上设有两个焊接组装板导向孔14a，而连接耳压板16上设有两个连接耳压板导向孔16b。每个导向柱20依次贯穿对应的托料板导向孔11b、焊接组装板导向孔14a和连接耳压板16。
所述连接耳压板16上开有供所述定位柱10a顶出的定位通孔16a，如图6所示。同时，本发明中连接耳压板16在设计时其只压住部分连接耳2，而使连接耳2前部所具有的弧形凹部突出连接耳压板16，以便于同管卡1外弧面匹配。
本发明的工作原理如下：
初始时，我们将连接耳2叠放入连接耳叠片盒4内腔中，以便其能够垂直下落。送料推杆5在初始位置时，其前端的台阶接片槽5a恰位于连接耳叠片盒4的底部开口下方。
第一工作状态：连接耳转移机构中的连接耳托料机构位于第一工位，如图3和图5所示。此时，连接耳叠片盒4最下部的连接耳2落入送料推杆5前端的台阶接片槽5a内，如图8所示。启动送料推杆驱动装置6，使其驱动送料推杆5前行将连接耳2送入托料板11的接料凹槽11a内，并被磁铁12吸住固定，如图7所示。随后再在送料推杆驱动装置6的驱动下退回到如图8所示的初始位置。
工位转移装置7驱动整个连接耳托料机构从第一工位移动至第二工位。
第二工作状态：连接耳转移机构中的连接耳托料机构位于第二工位，如图4和图6所示。此时，焊接组装板14上的顶紧块驱动装置18处于初始位置，也即顶紧块17非顶出状态。启动顶料气缸9，顶料块10穿过托料板11的第一通孔13将连接耳2顶起，同时顶料块10顶部的定位柱10a与连接耳2上的长圆孔2a配合以限制连接耳2周向活动。顶料块10继续穿过焊接组装板14上的第二通孔15，直至将连接耳2顶至连接耳压板16上，从而定位连接耳2，如图6所示。并且依据焊接要求，此时连接耳2需要焊接的弧形凹部需朝向外侧以便同管卡1组装。随即由工人将管卡1放置到焊接组装板14上，按惯常的焊接要求将其焊接部位（外弧面）与连接耳2的焊接部位（弧形凹部）进行贴靠组装。最后启动顶紧块驱动装置18，驱动顶紧块17顶出将管卡1顶紧至连接耳2上。
随后同常规技术一样，可以通过焊接机器人或人工焊接的方式对管卡1和连接耳2进行焊接。焊接完毕，顶紧块驱动装置18驱动顶紧块17退回，顶料气缸9驱动顶料块10退回，以便取出焊接好的产品。
最后连接耳托料机构回到第一工位，重复前面的步骤进行下一连接耳2的上料和与管卡1的组装操作。
当然上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种防火圈的管卡和连接耳焊接用上料组装机构，包括主平台（3），其特征在于主平台（3）上设有两个工位，其中第一工位上设有连接耳上料机构，而第二工位上设有焊接组装机构，还包括用于从第一工位向第二工位转移连接耳（2）的连接耳转移机构；
连接耳上料机构包括支设于主平台（3）上立式布置的连接耳叠片盒（4）、用于从连接耳叠片盒（4）的底部开口接料的横向设置的送料推杆（5）及驱动送料推杆（5）进退活动的送料推杆驱动装置（6），送料推杆（5）前端设有用于接取单片连接耳（2）的台阶接片槽（5a）；
连接耳转移机构包括设于主平台（3）一侧的工位转移装置（7）和由该工位转移装置（7）驱动在第一工位和第二工位间活动的连接耳托料机构，连接耳托料机构包括托料支架（8）和设于托料支架（8）内立式布置的顶料气缸（9），顶料气缸（9）的顶杆顶部设有顶料块（10）；托料支架（8）包括位于顶部的托料板（11），托料板（11）上设有供送料推杆（5）伸入的接料凹槽（11a），接料凹槽（11a）内侧设有用于吸附固定连接耳（2）的磁铁（12）；并且接料凹槽（11a）底部开有供顶料块（10）顶出的第一通孔（13），顶料块（10）上设有与连接耳（2）上的长圆孔（2a）配合以周向定位连接耳（2）的定位柱（10a）；
焊接组装机构包括固定在主平台（3）上并位于连接耳转移机构上方的焊接组装板（14）、设于焊接组装板（14）上供连接耳（2）顶出的第二通孔（15）以及支设于第二通孔（15）上方与连接耳托料机构内的顶料块（10）配合以夹固连接耳（2）的连接耳压板（16），还包括用于将管卡（1）顶紧至连接耳（2）上的顶紧块（17）及连接驱动顶紧块（17）进退活动的顶紧块驱动装置（18）。
2.根据权利要求1所述的防火圈的管卡和连接耳焊接用上料组装机构，其特征在于所述顶料气缸（9）的顶杆上固定有顶料板（19），所述顶料块（10）固定在顶料板（19）上，同时顶料板（19）上还设有若干导向柱（20），而托料板（11）、焊接组装板（14）和连接耳压板（16）上对应每个导向柱（20）均设有供其贯通的导向孔。
3.根据权利要求2所述的防火圈的管卡和连接耳焊接用上料组装机构，其特征在于所述导向柱（20）为两个以上，且以顶料块（10）为中心呈等角度间隔圆周分布。
4.根据权利要求1所述的防火圈的管卡和连接耳焊接用上料组装机构，其特征在于所述连接耳叠片盒（4）的两侧通过支撑柱（21）支设于主平台（3）上，所述送料推杆（5）与连接耳叠片盒（4）的底部开口相贴或留有间隙，并且该间隙小于单片连接耳（2）的厚度，以便当前一连接耳（2）由送料推杆（5）前端的台阶接片槽（5a）接住后，后面的连接耳（2）被送料推杆（5）挡止而无法落下。
5.根据权利要求1所述的防火圈的管卡和连接耳焊接用上料组装机构，其特征在于所述连接耳压板（16）上开有供所述定位柱（10a）顶出的定位通孔（16a）。
6.根据权利要求1所述的防火圈的管卡和连接耳焊接用上料组装机构，其特征在于所述送料推杆驱动装置（6）为气缸、油缸或电缸。
7.根据权利要求1所述的防火圈的管卡和连接耳焊接用上料组装机构，其特征在于所述顶紧块驱动装置（18）为气缸、油缸或电缸。
8.根据权利要求1所述的防火圈的管卡和连接耳焊接用上料组装机构，其特征在于所述工位转移装置（7）为气缸直线滑台或者气缸旋转滑台，或者直线电机滑台或者电动旋转滑台。
9.根据权利要求1所述的防火圈的管卡和连接耳焊接用上料组装机构，其特征在于连接耳（2）上所具有的弧形凹部位于连接耳压板（16）外侧以便与管卡（1）的外弧面贴合匹配。
10.根据权利要求1或5所述的防火圈的管卡和连接耳焊接用上料组装机构，其特征在于所述定位柱（10a）为一个，卡设在长圆孔（2a）的两条直边之间，并且该定位柱（10a）外轮廓上具有至少一条直边与长圆孔（2a）的其中一条直边相贴；或者定位柱（10a）为两个以上并排卡设在长圆孔（2a）的两条直边之间。
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