CN110681996B - 一种油桶及用于焊接该油桶的自动生产线和焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油桶及用于焊接该油桶的自动生产线和焊接方法，油桶包括桶体，桶体的表面覆盖有玄武石纤维层，玄武石纤维具有电绝缘、耐腐蚀、耐高温的特点，可以很多程度上降低储存安全隐患的作用，自动生产线包括机箱和在机箱上设置的运输板料装置、定点送料装置、卷筒焊接装置及卸料装置。该自动生产线集自动上料、卷筒、焊接及卸料的功能，裁减后的矩形金属板通过运输板料装置移动到定点送料装置的下方，再由定点送料装置将金属板移动到卷筒焊接装置位置，两卷筒组件与顶料组件配合将金属板卷成筒状，然后由激光焊接头进行焊接，之后，通过卸料装置将桶壁取下，自动化程度高，焊接效率有明显提高，也降低了人工成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种激光焊接，更具体地说，它涉及一种油桶及用于焊接该油桶的自动生产线和焊接方法。
背景技术
油桶，即盛油用的桶，一般为铁皮或塑料材质做成圆筒形状。塑料油桶易老化，硬度低于铁皮油桶，大储量油桶多使用铁皮做成，但铁质有容易腐蚀泄露，造成环境污染，而且，铁质油桶还不具备绝缘和耐高问题的特点，储存地点非常讲究，且存储成本高，存在安全隐患。
目前，市场上的油桶焊接设备大多是半自动化焊接，需要人机配合，一次只能焊接一个油桶，在焊接效率上较低，而且人工成本也较高，专利号为2018211754580，公开了一种油桶制造用桶身焊接装置，它包括活动设置与底座上的承载台，底座上设置控制面板和电机，电机控制液压缸移动，在液压缸上连接焊接部件。该实用新型专利公开的焊接设备功能较少，只有对圆筒状铁皮进行焊接，效率的提高也仅是比人工焊接稍微提高一下，扔有很大的技术提升空间。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种油桶，解决了传统油桶储存方面带有安全隐患的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种由金属板焊接制成的油桶，包括桶体，所述桶体的表面覆盖有玄武石纤维层。
本发明进一步设置为：所述桶体主要由上桶盖、下桶盖和环形桶壁构成，所述上桶盖上设有换气口，在换气口内螺纹连接有换气头，所述换气头内设置有单向换气阀，在换气头相对上桶盖的另一端连接有防尘盖。
本发明的优点，玄武石纤维具有电绝缘、耐腐蚀和耐高温的特点，将玄武石纤维覆盖在桶体的表面，可以有效的降低油桶储存安全隐患，减少油桶储存成本。
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种焊接油桶的自动生产线，解决了传统油桶自动化焊接程度低的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种焊接油桶的自动生产线，包括机箱，在机箱上设置有运输板料装置、定点送料装置、卷筒焊接装置及卸料装置；
所述运输板料装置包括进料传送带和升降制动机构，所述升降制动机构包括制动气缸、制动板及制动导轨，所述制动导轨垂直设置在传动带的终点位置，所述制动板与制动导轨滑动连接，所述制动气缸设置在机箱的内部，其活塞杆与制动板固定连接；
所述定点送料装置包括Z轴定点导向组件、Y轴定点导向组件及吸附组件，所述吸附组件通过Z轴定点导向组件升降移动，Z轴定点导向组件连接在Y轴定点导向组件上，并且通过Y轴定点导向组件水平移动，吸附组件在包括吸附板、真空吸盘及真空泵，所述真空吸盘设置有多个，均固定在吸附板上，多个真空吸盘均通过软管与真空泵连接，所述真空泵安装在机箱内；
所述卷筒焊接装置包括激光焊接头、焊接导向机构及卷筒机构，所述焊接导向机构包括X轴焊接导向组件、Z轴焊接导向组件及Y轴焊接导向组件，激光焊接头通过Z轴焊接导向组件上，Z周焊接导向组件连接在Y轴焊接导向组件上，Y轴焊接导向组件连接在X轴焊接导向组件上，所述卷筒机构包括支撑板、顶料组件、卷筒组件及X轴卷筒导轨，所述顶料组件包括顶块和顶料气缸，所述支撑板悬置在机箱的顶部，其长度中间位置开设有通槽，所述顶块放置在通槽内，所述顶料气缸的气缸本体固定在机箱的顶部，顶料气缸的活塞杆固定在顶块的底部，顶块的顶部设置为弧形，所述卷筒组件包括卷筒气缸、卷筒电机、上夹板、下夹板及卷筒支架，所述下夹板固定在卷筒支架上，所述上夹板悬置在下夹板的上方，并且通过卷筒气缸与卷筒支架连接，上夹板与下夹板之间的间距通过卷筒气缸的活塞杆伸缩控制，所述卷筒电机控制卷筒支架旋转，支撑板的长度方向两端均设置有卷筒组件，两卷筒组件均滑动连接在X轴卷筒导轨上。
本发明进一步设置为：所述卸料装置包括X轴卸料机构、Z轴卸料机构及活动卸料机构，所述X轴卸料机构包括X轴卸料支架、X轴卸料夹具、X轴卸料导向组件、X轴卸料板固定板及Z轴卸料气缸，X轴卸料夹具通过X轴卸料气缸连接X轴卸料板固定板上，X轴卸料板固定板连接在X轴卸料支架上，并且通过X轴卸料导向组件水平移动，所述Z轴卸料机构包括Z轴卸料支架、Z轴卸料夹具、卸料电机及Z轴卸料导向组件，所述Z轴卸料夹具连接在Z轴卸料支架，所述卸料电机连接在Z轴卸料导向组件上，控制Z轴卸料支架旋转，所述活动卸料机构包括活动卸料夹具、卸料传动带及沿Y轴水平移动的活动板，所述卷筒焊接装置设有两个，分布在定点送料装置的两侧，活动卸料夹具和卸料传送带设有一对，并且均连接在活动板上，通过活动板的水平往复移动使卸料传送带间歇与机箱上的出料口对应。
本发明进一步设置为：所述卸料装置设置在支撑板的下方，它包括向下倾斜的滑道和用于卷筒机构倾斜的一号气缸，所述滑道可以调整倾斜角度，其主要由左滑板、右滑板及打磨板构成，所述左滑板和右滑板拼接构成半圆形，所述打磨板设置在左滑板与右滑板之间。
本发明进一步设置为：所述打磨板可以斜向上滑动。
本发明的优点，运输板料装置带有运输和控制金属板单一输送的功能，而且结构紧凑，占用面积小，卷筒焊接装置设有两组，可以同时对两块金属板进行卷筒和焊接，定点送料装置用于利用两组卷筒焊接装置之间的加工时间误差，当其中一个卷筒焊接装置完成工作后，定点送料装置将金属板送至该卷筒焊接装置中的支撑板上，另一个卷筒焊接装置在进行卷筒和焊接，有效的提高工作效率，卸料装置与运输板料装置均代替人工使用，降低人工成本，对于工艺要求低的油桶直接通过机箱上的卸料装置输送到机箱外，对于工艺要求高的油桶，通过支撑板下方的卸料装置进行输送，同时对油桶的焊痕进行打磨，两组卸料装置根据造价要求选配或同时装配。
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种油桶焊接方法，解决了油桶焊接效率低的问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种油桶的焊接方法，步骤如下，
步骤A，将裁减后的矩形金属板通过运输板料装置移动到定点送料装置的下方，再由定点送料装置将金属板移动到卷筒焊接装置位置；
步骤B，两卷筒组件夹持固定住金属板的相对两端，并且朝中间靠拢，同时，顶料组件将金属板向上折弯，夹持组价在移动过程中，上夹板与下夹板逐渐转动至180°，将金属板的相对两端对接。
步骤C，激光焊接头移动将金属板的对接位置焊接；
步骤D，卸料装置将焊接好的桶壁移动到机箱的出料口位置，在移动过程中，对桶壁上的焊痕进行打磨。
本发明的优点，缩短加工时间，提高工作效率，通过激光焊接，控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数，使工件熔化，形成特定的熔池，将工件变形幅度降到最低。
附图说明
图1为本发明油桶自动焊接生产线的示意图；
图2为卸料装置实施例2的示意图。
图中：1、运输板料装置；11、传送带；12、升降制动机构；2、定点送料装置；21、真空吸盘；3、卷筒焊接装置；4、卸料装置。
具体实施方式
参照图1至图2对本发明一种油桶及用于焊接该油桶的自动生产线和焊接方法实施例做进一步说明。
一种由金属板焊接制成的油桶，包括桶体，所述桶体的表面覆盖有玄武石纤维层。玄武石纤维属于环保材料，具有电绝缘、耐腐蚀和耐高温的特点，将玄武石纤维覆盖在桶体的表面，可以有效的降低油桶储存安全隐患，减少油桶储存成本，因为石油具有很强的腐蚀性，所以，玄武石纤维层覆盖在桶体的内表面和外面板，即可以避免石油对桶体的腐蚀，又可以保护桶体，降低桶体生锈速度，从而减少维护成本。
所述桶体主要由上桶盖、下桶盖和环形桶壁构成，所述上桶盖上设有换气口，在换气口内螺纹连接有换气头，所述换气头内设置有单向换气阀，在换气头相对上桶盖的另一端连接有防尘盖。换气头的设置为了方便油桶内的石油倒出，将换气头设置为可拆卸，能够循环利用，提高其利用率，降低成本。
一种焊接油桶的自动生产线，包括机箱，在机箱上设置有运输板料装置1、定点送料装置2、卷筒焊接装置3及卸料装置4；所述运输板料装置1包括进料传送带11和升降制动机构12，所述升降制动机构12包括制动气缸、制动板及制动导轨，所述制动导轨垂直设置在进料传动带的终点位置，所述制动板与制动导轨滑动连接，所述制动气缸设置在机箱的内部，其活塞杆与制动板固定连接；所述定点送料装置2包括Z轴定点导向组件、Y轴定点导向组件及吸附组件，所述吸附组件通过Z轴定点导向组件升降移动，Z轴定点导向组件连接在Y轴定点导向组件上，并且通过Y轴定点导向组件水平移动，吸附组件在包括吸附板、真空吸盘21及真空泵，所述真空吸盘21设置有多个，均固定在吸附板上，多个真空吸盘21均通过软管与真空泵连接，所述真空泵安装在机箱内；所述卷筒焊接装置3包括激光焊接头、焊接导向机构及卷筒机构，所述焊接导向机构包括X轴焊接导向组件、Z轴焊接导向组件及Y轴焊接导向组件，激光焊接头通过Z轴焊接导向组件上，Z周焊接导向组件连接在Y轴焊接导向组件上，Y轴焊接导向组件连接在X轴焊接导向组件上，所述卷筒机构包括支撑板、顶料组件、卷筒组件及X轴卷筒导轨，所述顶料组件包括顶块和顶料气缸，所述支撑板悬置在机箱的顶部，其长度中间位置开设有通槽，所述顶块放置在通槽内，所述顶料气缸的气缸本体固定在机箱的顶部，顶料气缸的活塞杆固定在顶块的底部，顶块的顶部设置为弧形，所述卷筒组件包括卷筒气缸、卷筒电机、上夹板、下夹板及卷筒支架，所述下夹板固定在卷筒支架上，所述上夹板悬置在下夹板的上方，并且通过卷筒气缸与卷筒支架连接，上夹板与下夹板之间的间距通过卷筒气缸的活塞杆伸缩控制，所述卷筒电机控制卷筒支架旋转，支撑板的长度方向两端均设置有卷筒组件，两卷筒组件均滑动连接在X轴卷筒导轨上。
进料传送带11中的皮带上设有若干个凸点，因为，皮带一般由橡胶材料制成，金属板放置在上面皮带上容易被吸附住，凸点的设置用于减少金属板与皮带的接触，使金属板更容易被取下，同时，凸点还能起到防滑的作用，导向组件主要由导向电机、导向丝杆、硬轨及丝杆座构成，导向电机的输出轴与导向丝杆的一端通过联轴器同轴固定连接，硬轨与导向丝杆平行间隔设置，丝杆座与导向丝杆螺纹连接，并且丝杆座还与硬轨滑动连接，丝杆座通过导向电机带动导向丝杆转动控制其在硬轨上水平往复移动，导向丝杆传动，精度较高，导向电机选用伺服电机，硬轨的设置用于导向和防止偏振。进料传送带11带动金属板正常移动，直至金属板与制动板接触后，金属板与传送带11均停止移动（进料传送带11是由电机作为动力单元，制动板上设置压力开关，压力开关与进料传送带11的电机电连接，金属板接触到压力开关后，压力开关启动控制电机停止转动，促使皮带静止），待需要进行下一个工序时，制动气缸控制制动板在制动导轨上先是向下移动，金属板与压力开关分离，进料传送带11再次启动将金属板继续向前移动进入到吸附组件下方， 真空泵抽取空气，使真空吸盘21产生吸力，Z轴定点导向机构控制真空吸盘21向下移动，将金属板固定在真空吸盘21上后再上升，Y轴定点导向组件控制真空吸盘21朝向有空位的卷筒焊接装置3位置，然后，真空泵停止工作，真空吸盘21没有吸力后，金属板掉落在支撑板上，支撑板的上端面设有一层橡胶板，橡胶板上开设有若干个通孔，橡胶板的设置用于减小金属板撞击产生的噪音，通孔用于吸音，进一步起到降噪作用，此时，卷筒气缸控制上夹板与下夹板靠拢，并且向金属板方向移动，将金属板加紧固定，顶料气缸控制顶块上下移动，顶料组件设置在支撑板长度中间位置，顶块将金属板从长度中间位置开始向上顶起，因为金属板的两端被卷筒组件固定住无法上升，所以，金属板逐渐变成U型，两卷料组件相互靠拢的过程中，卷料电机控制上夹板与下夹板旋转，再结合顶料组件的作用，带两卷料组件之间距离逐渐缩小时，金属板被卷曲成圆通状，激光焊接头通过焊接导向组件移动到金属板的拼接位置，实现最后的焊接，又因为，卷筒焊接装置3设置有两个，可以不间断的进行卷筒焊接，有效的提高工作，通过实验后得出，比单个焊头的自动化设备提高3倍的工作效率，比人机配合的焊接效率提高3至5倍的工作效率。
根据用于的选择，该焊接自动生产线中的卸料装置4设置有两种实施方式：
实施例1
所述卸料装置4包括X轴卸料机构、Z轴卸料机构及活动卸料机构，所述X轴卸料机构包括X轴卸料支架、X轴卸料夹具、X轴卸料导向组件、X轴卸料板固定板及Z轴卸料气缸，X轴卸料夹具通过X轴卸料气缸连接X轴卸料板固定板上，X轴卸料板固定板连接在X轴卸料支架上，并且通过X轴卸料导向组件水平移动，所述Z轴卸料机构包括Z轴卸料支架、Z轴卸料夹具、卸料电机及Z轴卸料导向组件，所述Z轴卸料夹具连接在Z轴卸料支架，所述卸料电机连接在Z轴卸料导向组件上，控制Z轴卸料支架旋转，所述活动卸料机构包括活动卸料夹具、卸料传动带及沿Y轴水平移动的活动板，所述卷筒焊接装置3设有两个，分布在定点送料装置2的两侧，活动卸料夹具和卸料传送带11设有一对，并且均连接在活动板上，通过活动板的水平往复移动使卸料传送带11间歇与机箱上的出料口对应。
X轴卸料机构和Y轴卸料机构均设有两个，分别对应两个卷筒焊接设备，X轴卸料机构用于将卷筒焊接装置3处以焊接好的圆筒取下，Y轴卸料机构主要起到中转的作用，一是将X轴卸料夹具中的圆筒接过，二是将圆筒旋转90度使其竖立，并将圆筒交给活动卸料机构，再由活动卸料夹具将圆筒放置在出料传送带11上，圆筒由出料传送带11传递到机箱外，卸料夹具由两个气缸分别控制两个夹具分离或合并，两个夹具合并构成圆孔用于夹持圆筒，两卷筒焊接装置3不间断的焊接圆筒，效率非常高，圆筒平方一方面用于滚动，需要添加防圆筒滚动装置，制造成本会相应增加，另一方面，平方的圆筒长度大于竖放的占地面积，出料传送带11传送速度需要加快，增加能耗，另外，活动卸料机构中的活动板通过电机带动链条往复移动，活动板固定在链条上。该卸料装置4是在圆筒焊接后不需要打磨，直接圆筒移动到的机箱外使用。
实施例2
根据图2所示，所述卸料装置4设置在支撑板的下方，它包括向下倾斜的滑道和用于卷筒机构倾斜的一号气缸，所述滑道可以调整倾斜角度，其主要由左滑板、右滑板及打磨板构成，所述左滑板和右滑板拼接构成半圆形，所述打磨板设置在左滑板与右滑板之间。所述打磨板可以斜向上滑动。圆筒焊接好后，卷筒组件倾斜，使圆筒在其自身的重力作用下滑落掉入滑道内，然后顺着滑道的倾斜角度移动到机箱外，圆筒在滑道内滑动时，圆筒上的焊痕与打磨板接触将焊痕打磨抛光，打磨板向上滑动，用于降低滑道的长度，使圆筒短距离移动过程中既能完成打磨抛光工序，打磨板为环形宽带状，由电机控制其向上移动，打磨板上设有足板，足板通过螺栓固定在左滑板与右滑板上，足板的设置用于支撑打磨板和控制其松紧度，提高打磨的高品质效果。
综上图1,2所示，运输板料装置1带有运输和控制金属板单一输送的功能，而且结构紧凑，占用面积小，卷筒焊接装置3设有两组，可以同时对两块金属板进行卷筒和焊接，定点送料装置2用于利用两组卷筒焊接装置3之间的加工时间误差，当其中一个卷筒焊接装置3完成工作后，定点送料装置2将金属板送至该卷筒焊接装置3中的支撑板上，另一个卷筒焊接装置3在进行卷筒和焊接，有效的提高工作效率，卸料装置4与运输板料装置1均代替人工使用，降低人工成本，对于工艺要求低的油桶直接通过机箱上的卸料装置4输送到机箱外，对于工艺要求高的油桶，通过支撑板下方的卸料装置4进行输送，同时对油桶的焊痕进行打磨，两组卸料装置4根据造价要求选配或同时装配。
一种油桶的焊接方法，步骤如下，
步骤A，将裁减后的矩形金属板通过运输板料装置1移动到定点送料装置2的下方，再由定点送料装置2将金属板移动到卷筒焊接装置3位置；
步骤B，两卷筒组件夹持固定住金属板的相对两端，并且朝中间靠拢，同时，顶料组件将金属板向上折弯，夹持组价在移动过程中，上夹板与下夹板逐渐转动至180°，将金属板的相对两端对接。
步骤C，激光焊接头移动将金属板的对接位置焊接；
步骤D，卸料装置4将焊接好的桶壁移动到机箱的出料口位置，在移动过程中，对桶壁上的焊痕进行打磨。
通过该焊接方法可以缩短加工时间，提高工作效率，通过激光焊接，控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数，使工件熔化，形成特定的熔池，将工件变形幅度降到最低。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种用于焊接油桶的自动生产线，包括机箱，其特征是：
所述油桶为由金属板焊接制成的油桶，包括桶体，所述桶体的表面覆盖有玄武石纤维层；所述桶体主要由上桶盖、下桶盖和环形桶壁构成，所述上桶盖上设有换气口，在换气口内螺纹连接有换气头，所述换气头内设置有单向换气阀，在换气头相对上桶盖的另一端连接有防尘盖；
其中，在机箱上设置有运输板料装置（1）、定点送料装置（2）、卷筒焊接装置（3）及卸料装置（4）；所述运输板料装置（1）包括进料传送带（11）和升降制动机构（12），所述升降制动机构（12）包括制动气缸、制动板及制动导轨，所述制动导轨垂直设置在进料传送带的终点位置，所述制动板与制动导轨滑动连接，所述制动气缸设置在机箱的内部，其活塞杆与制动板固定连接；所述定点送料装置（2）包括Z轴定点导向组件、Y轴定点导向组件及吸附组件，所述吸附组件通过Z轴定点导向组件升降移动，Z轴定点导向组件连接在Y轴定点导向组件上，并且通过Y轴定点导向组件水平移动，吸附组件包括吸附板、真空吸盘（21）及真空泵，所述真空吸盘（21）设置有多个，均固定在吸附板上，多个真空吸盘（21）均通过软管与真空泵连接，所述真空泵安装在机箱内；所述卷筒焊接装置（3）包括激光焊接头、焊接导向机构及卷筒机构，所述焊接导向机构包括X轴焊接导向组件、Z轴焊接导向组件及Y轴焊接导向组件，激光焊接头设置在Z轴焊接导向组件上，Z轴焊接导向组件连接在Y轴焊接导向组件上，Y轴焊接导向组件连接在X轴焊接导向组件上，所述卷筒机构包括支撑板、顶料组件、卷筒组件及X轴卷筒导轨，所述顶料组件包括顶块和顶料气缸，所述支撑板悬置在机箱的顶部，其长度中间位置开设有通槽，所述顶块放置在通槽内，所述顶料气缸的气缸本体固定在机箱的顶部，顶料气缸的活塞杆固定在顶块的底部，顶块的顶部设置为弧形，所述卷筒组件包括卷筒气缸、卷筒电机、上夹板、下夹板及卷筒支架，所述下夹板固定在卷筒支架上，所述上夹板悬置在下夹板的上方，并且通过卷筒气缸与卷筒支架连接，上夹板与下夹板之间的间距通过卷筒气缸的活塞杆伸缩控制，所述卷筒电机控制卷筒支架旋转，支撑板的长度方向两端均设置有卷筒组件，两卷筒组件均滑动连接在X轴卷筒导轨上；
所述卸料装置（4）包括X轴卸料机构、Z轴卸料机构及活动卸料机构，所述X轴卸料机构包括X轴卸料支架、X轴卸料夹具、X轴卸料导向组件、X轴卸料板固定板及Z轴卸料气缸，X轴卸料夹具通过X轴卸料气缸连接在X轴卸料板固定板上，X轴卸料板固定板连接在X轴卸料支架上，并且通过X轴卸料导向组件水平移动，所述Z轴卸料机构包括Z轴卸料支架、Z轴卸料夹具、卸料电机及Z轴卸料导向组件，所述Z轴卸料夹具连接在Z轴卸料支架，所述卸料电机连接在Z轴卸料导向组件上，控制Z轴卸料支架旋转，所述活动卸料机构包括活动卸料夹具、卸料传送带及沿Y轴水平移动的活动板，所述卷筒焊接装置（3）设有两个，分布在定点送料装置（2）的两侧，活动卸料夹具和卸料传送带设有一对，并且均连接在活动板上，通过活动板的水平往复移动使卸料传送带间歇与机箱上的出料口对应；
或者，所述卸料装置（4）设置在支撑板的下方，它包括向下倾斜的滑道和用于卷筒机构倾斜的一号气缸，所述滑道可以调整倾斜角度，其主要由左滑板、右滑板及打磨板构成，所述左滑板和右滑板拼接构成半圆形，所述打磨板设置在左滑板与右滑板之间。
2.根据权利要求1所述的自动生产线，其特征是：所述打磨板可以斜向上滑动。
3.一种采用权利要求1所述自动生产线焊接油桶的方法，其特征是：步骤如下，步骤A，将裁减后的矩形金属板通过运输板料装置（1）移动到定点送料装置（2）的下方，再由定点送料装置（2）将金属板移动到卷筒焊接装置（3）位置；步骤B，两卷筒组件夹持固定住金属板的相对两端，并且朝中间靠拢，同时，顶料组件将金属板向上折弯，卷筒组件在移动过程中，上夹板与下夹板逐渐转动至180°，将金属板的相对两端对接；步骤C，激光焊接头移动将金属板的对接位置焊接；步骤D，卸料装置（4）将焊接好的桶壁移动到机箱的出料口位置，在移动过程中，对桶壁上的焊痕进行打磨。
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