CN111468955A - 托辊全自动生产线 - Google Patents

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CN111468955A
CN111468955A CN202010339019.4A CN202010339019A CN111468955A CN 111468955 A CN111468955 A CN 111468955A CN 202010339019 A CN202010339019 A CN 202010339019A CN 111468955 A CN111468955 A CN 111468955A
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China
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automatic
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pipe
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张兆龙
许传阳
庄丽萍
徐淑晓
高运禄
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Haihui Group Co ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P23/00Machines or arrangements of machines for performing specified combinations of different metal-working operations not covered by a single other subclass
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Abstract

本发明公开了一种托辊全自动生产线,沿辊体运动方向依次包括用于自动输出管材原料的管材自动上料机构、用于输送管材原料并将管材原料定长切割为辊体工件的输送定尺切割机构、用于封头与辊体工件自动装配的封头自动装配机构、用于辊体与封头自动焊接的封头自动焊接机构、用于将中心轴与辊体工件自动装配的中心轴自动装配机构、用于将轴承与辊体工件自动装配的轴承自动装配机构;本发明结构简单、设计合理,通过远程控制可实现自动上料、输送、定尺切割下料、封头自焊接、装配、中心轴、轴承的自动装配,整个过程可实现连续生产,自动化程度高,人工劳动强度低,安全性高。

Description

托辊全自动生产线
技术领域
本发明涉及一种自动生产线,尤其涉及一种托辊全自动生产线。
背景技术
托辊包括长筒状的辊体、安装在辊体内部的中心轴、安装在辊体两端的封头以及轴承,封头即用于安装轴承的轴承座;现有技术中托辊的生产流程为:人工管材吊运、人工切割、手动装配、焊接等流程。在生产过程中,上述流程大多步骤都是由人工直接进行生产加工完成的,不但生产效率低下、人工劳动强度高,在生产过程中从下料到产品成型,都是人工操作行车吊装或者人工搬运的形式来完成工件的移动,这样造成工件在多个工位的来回搬运,既浪费了时间又容易出现安全隐患。例如,在管材吊运中,管材搬运和移动都是由人工进行操作,一般需要由多人结合行车等设备进行配合完成。特别是在搬运较长管材时,由于管材较长,在搬运过程中容易出现管材脱落现象,影响操作人员的安全,也容易砸坏管材下方其它设备,同时人工搬运费时费力,效率低下。因此亟需提供一种可实现托辊的全自动生产线。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种设计合理、自动上料、输送、定尺切割下料、自动装配、焊接的托辊全自动生产线。
为解决上述技术问题,本发明的技术方案是:托辊全自动生产线,沿辊体运动方向依次包括用于自动输出管材原料的管材自动上料机构、用于输送管材原料并将管材原料定长切割为辊体工件的输送定尺切割机构、用于封头与辊体工件自动装配的封头自动装配机构、用于辊体与封头自动焊接的封头自动焊接机构、用于将中心轴与辊体工件自动装配的中心轴自动装配机构、用于将轴承与辊体工件自动装配的轴承自动装配机构。
作为优选的技术方案,所述输送定尺切割机构包括设置在所述管材自动上料机构的下料端用于沿管材原料轴线方向输送管材原料的管材自动行走机构,所述管材自动行走机构的出料端设置有将管材原料切割为辊体工件的管材自动切割装置,所述管材自动切割装置的出料端设置有用于输送辊体工件的工件自动行走机构,所述工件自动行走机构上还设置有与所述管材自动切割装置配合用于确定辊体工件切割长度的工件自动定尺装置;所述工件自动行走机构的输出端还设置有用于将辊体工件旋转90°并输入至所述封头自动装配机构内的工件旋转装置。
作为优选的技术方案,所述管材自动行走机构包括行走机构固定架体,所述行走机构固定架体上均匀布置有多个用于承托管材原料的管材承托滚轮,所述行走机构固定架体上安装有沿管材原料轴线方向运动的管材行走支架,所述管材行走支架与所述行走机构固定架体之间设置有驱动所述管材行走支架运动的行走支架驱动装置,所述管材行走支架的上部相对安装有两用于配合夹紧管材原料末端的管材末端夹紧装置,所述行走机构固定架体的出料端还安装有辅助夹紧管材原料首端的管材首端侧夹紧装置,所述行走机构固定架体上还安装有用于定位管材原料首末两端的管材端部对齐装置。
作为优选的技术方案,所述工件自动行走机构包括工件行走架体,所述工件行走架体上均匀布置有多个用于承托辊体工件的工件承托滚轮,所述工件行走架体上还安装有驱动所述工件承托滚轮转动的滚轮驱动装置。
作为优选的技术方案,所述工件自动定尺装置包括可拆卸安装在所述工件行走架体上的定尺安装座板,所述定尺安装座板的底端铰接有定尺驱动伸缩气缸,所述定尺安装座板上安装有在竖直限位状态与水平避让状态之间摆动切换的工件定尺摆臂,所述工件定尺摆臂的中部铰接在所述定尺安装座板上,所述工件定尺摆臂的顶部安装有用于限位管材原料端部的工件定尺挡板,所述工件定尺摆臂的底端与所述定尺驱动伸缩气缸铰接。
作为优选的技术方案,所述管材自动上料机构包括管材储料架体,所述管材储料架体的顶部设置用于放置管材原料且呈朝向所述管材自动行走机构向下倾斜的管材储料料板,所述管材储料架体的前后两端对应设置有用于将管材原料自动输出至所述管材自动行走机构上的自动上料装置。
作为优选的技术方案,所述封头自动装配机构包括设置在封头装配输送线下方用于向上托起辊体工件的工件装配顶升装置和设置在封头装配输送线上方在下端夹取工位与上端组装工位之间翻转切换的工件装配夹取装置,所述工件装配夹取装置与所述工件装配顶升装置对应,所述工件装配夹取装置的两端设置有位于辊体工件端部用于将封头装配至辊体工件端部的封头装配装置,所述封头装配输送线的两侧分别对应安装有用于将封头夹取至辊体工件端部等待装配的封头组装机器人以及与所述封头组装机器人对应的封头自动上料装置。
作为优选的技术方案,所述封头自动焊接机构包括多组并列设置且在下端夹取工位与上端焊接工位之间翻转切换的H型单轴变位机,每组所述H型单轴变位机的两侧分别对应安装有用于将封头与辊体工件焊接的封头焊接机器人,所述H型单轴变位机的下方设置有工件焊接输送通道,所述工件焊接输送通道内安装有在工件输入端与工件输出端之间往复滑动安装有工件移动台车,所述工件移动台车上安装有承托辊体工件的工件焊接升降装置。
作为优选的技术方案,所述中心轴自动装配机构包括设置在中心轴装配输送线一侧的中心轴装配装置,所述中心轴装配装置的入料端对应设置有中心轴上料装置;所述中心轴装配输送线的两侧设置有用于向上托起辊体工件来调整辊体工件轴线与中心轴轴线重合的中心轴装配调心气缸。
作为优选的技术方案,所述轴承自动装配机构包括位于中心轴装配输送线两侧的轴承上料装配装置以及与所述轴承上料装配装置对应的辊体夹持定位装置;所述辊体夹持定位装置的两侧还设置有用于向上托起中心轴来调整辊体工件轴线与中心轴轴线重合的轴承装配调心顶升气缸,所述轴承装配调心顶升气缸与所述轴承上料装配装置对应。
由于采用了上述技术方案,托辊全自动生产线,沿辊体运动方向依次包括用于自动输出管材原料的管材自动上料机构、用于输送管材原料并将管材原料定长切割为辊体工件的输送定尺切割机构、用于封头与辊体工件自动装配的封头自动装配机构、用于辊体与封头自动焊接的封头自动焊接机构、用于将中心轴与辊体工件自动装配的中心轴自动装配机构、用于将轴承与辊体工件自动装配的轴承自动装配机构;本发明的有益效果是:本发明结构简单、设计合理,通过远程控制可实现自动上料、输送、定尺切割下料、封头自焊接、装配、中心轴、轴承的自动装配,整个过程可实现连续生产,自动化程度高,人工劳动强度低,安全性高。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释,并不限定本发明的范围。其中:
图1是本发明实施例的结构示意图;
图2是本发明实施例管材自动上料机构与输送定尺切割机构的结构示意图;
图3是图1中部分结构示意图(图中包括管材自动上料机构与管材自动行走机构);
图4是3中A处的放大示意图;
图5是3中B处的放大示意图;
图6是图3另一角度的结构示意图;
图7是6中C处的放大示意图;
图8是图2中部分结构示意图(图中包括工件自动定尺装置与工件自动行走机构);
图9是本发明实施例工件自动定尺装置的结构示意图;
图10是本发明实施例工件旋转装置的结构示意图;
图11是本发明实施例封头自动装配机构的结构示意图;
图12是本发明实施例工件装配夹取装置的结构示意图;
图13是图12中另一角度的示意图;
图14是本发明实施例封头组装机器人的结构示意图;
图15是本发明实施例封头自动上料装置的结构示意图;
图16是本发明实施例封头自动上料装置的原理图;
图17是本发明实施例封头自动焊接机构的结构示意图;
图18是图17中其中一组H型单轴变位机的结构示意图;
图19是本发明实施例中心轴自动装配机构、轴承自动装配机构的结构示意图;
图20是图19中D处的放大示意图;
图21是图19中E处的放大示意图;
图22是本发明实施例中心轴装配装置与中心轴上料装置的结构示意图;
图中:1-管材自动上料机构;101-管材储料架体;102-管材储料料板;103-阻挡限位块;104-管材上料底架;105-管材顶升气缸;106-管材承托架;
2-输送定尺切割机构;2A-管材自动行走机构;201-行走机构固定架体201;202-管材承托滚轮;203-管材行走支架;204-管材对齐伸缩气缸;205-管材对齐伸缩挡块;206-管材对齐升降挡块;207-管材侧夹紧伸缩气缸;208-管材侧夹紧转轴;209-管材侧支撑转轴;210-支架行走直线滑轨;211-支架行走滑座;212-支架行走驱动齿条;213-管材行走驱动电机;214-管材夹紧伸缩气缸;2B-管材自动切割装置;2C-工件自动行走机构;2C1-工件行走架体;2C2-工件承托滚轮;2D-工件自动定尺装置;2D1-定尺安装座板;2D2-定尺驱动伸缩气缸;2D3-工件定尺摆臂;2D4-工件定尺挡板;2E-工件旋转装置;2E1-工件止停限位板;2E2-旋转固定架;2E3-升降板;2E4-导柱;2E5-升降气缸;2E6-旋转轴;2E70十字型支撑座;2E8-V型座;2E9-滑轨;2E10-滑座;2E11-齿条;2E12-驱动气缸;2E13-齿轮;
3-封头自动装配机构;3A-工件装配顶升装置;3A01-工件装配顶升气缸;3A02-装配V型顶升托架;3B-工件装配夹取装置;3B01-工件装配夹取固定架;3B02-工件装配夹取旋转架;3B03-封头放置槽;3B04-装配V型固定托架;3B05-装配夹取定位夹臂;3B06-装配夹臂驱动气缸;3B07-放置槽安装架;3B08-槽架滑轨;3B09-槽架滑块;3B10-槽架驱动气缸;3C-封头装配输送线;3D-封头装配装置;3E-封头组装机器人;3E01-气缸夹具;3F-封头自动上料装置;3F01-封头储料箱体;3F02-封头出料板;3F03-封头出料槽;3F04-封头推出油缸;3F05-传动链;3F06-封头座;
4-封头自动焊接机构;4A-H型单轴变位机;4A01-工件焊接夹取固定架;4A02-工件焊接夹取旋转架;4A03-焊接V型固定托架;4A04-焊接夹取定位夹臂;4A05-焊接夹臂驱动气缸;4A06-焊接端部定位气缸;4B-封头焊接机器人;4C-工件焊接输送通道;4D-工件移动台车;4E-工件焊接升降装置;4E01-工件焊接升降气缸;4E02-焊接V型升降托架;
5-中心轴自动装配机构;5A-中心轴装配输送线;5B-中心轴装配装置;5B01-中心轴输送台;5B02-中心轴V型槽;5B03-中心轴输送滑轨;5B04-中心轴输送滑座;5B05-中心轴输送推臂;5B06-滑座输送齿条;5B08-输送滑座驱动电机;5C-中心轴上料装置;
6-轴承自动装配机构;6A-轴承上料装配装置;6A01-轴承储料箱体;6A03-轴承出料槽;6A04-轴承推出油缸;6B-辊体夹持定位装置;6B01-辊体夹持固定架;6B03-夹持臂安装支架;6B04-辊体定位夹持臂;6B05-夹持臂驱动气缸;6B06-轴承装配调心顶升气缸。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,进一步阐述本发明。在下面的详细描述中,只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑,本领域的普通技术人员可以认识到,在不偏离本发明的精神和范围的情况下,可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此,附图和描述在本质上是说明性的,而不是用于限制权利要求的保护范围。
如图1所示,托辊全自动生产线,沿辊体运动方向依次包括用于自动输出管材原料的管材自动上料机构1、用于输送管材原料并将管材原料定长切割为辊体工件的输送定尺切割机构2、用于封头与辊体工件自动装配的封头自动装配机构3、用于辊体与封头自动焊接的封头自动焊接机构4、用于将中心轴与辊体工件自动装配的中心轴自动装配机构5、用于将轴承与辊体工件自动装配的轴承自动装配机构6。在本实施例中,还设置有自动控制系统,各个部件均连接至自动控制系统,自动控制系统为PLC控制器,各个部分均由PLC程序控制,实现自动化连续生产。本发明结构简单、设计合理,通过远程控制可实现自动上料、输送、定尺切割下料、封头自焊接、装配、中心轴、轴承的自动装配,整个过程可实现连续生产,自动化程度高,人工劳动强度低,安全性高。
参见图2、图3和图6,所述输送定尺切割机构2包括设置在所述管材自动上料机构1的下料端用于沿管材原料轴线方向输送管材原料的管材自动行走机构2A,所述管材自动行走机构2A的出料端设置有将管材原料切割为辊体工件的管材自动切割装置2B,所述管材自动切割装置2B的出料端设置有用于输送辊体工件的工件自动行走机构2C,所述工件自动行走机构2C上还设置有与所述管材自动切割装置2B配合用于确定辊体工件切割长度的工件自动定尺装置2D。
所述输送定尺切割机构2的工作原理为:
工作前,机构所有部分回复到待机位置;开始工作后,首先所述管材自动上料机构1将管材原料输出至所述管材自动行走机构2A上,然后再由所述管材自动行走机构2A输送至所述管材自动切割装置2B中,由所述管材自动切割装置2B开始切割,切割完成后所述管材自动切割装置2B复位,被切割后的管材形成辊体工件;切割过程中,首先所述管材自动行走机构2A将管材原料输送,使得原料管材的首端穿过所述管材自动切割装置2B、输送至所述工件自动行走机构2C上,当管材原料的首端接触到所述工件自动定尺装置2D时停止,此时由于所述管材自动切割装置2B位于所述工件自动定尺装置2D的后方,所述管材自动切割装置2B的切割位置与所述工件自动定尺装置2D之间的距离即为辊体工件所需要的切割长度,所述管材自动切割装置2B切割后,管材原料前端被切割掉的部分为达到切割长度的辊体工件,辊体工件然后被所述工件自动行走机构2C继续输送至下一封头自动装配工序;重复以上动作。
所述输送定尺切割机构2可满足上料、输送、切割管材原料直径为50-200mm,最长长度10000mm以内的任意长度的管材原料的切割,辊体工件切割长度在10000mm内可任意调节,通过改变所述工件自动定尺装置2D与所述管材自动切割装置2B之间的相对距离即可实现不同切割长度的辊体工件。所述输送定尺切割机构2可同时切割两根并列摆放的管材原料,当然在图中仅示出一根被切割的管材原料,本实施例中以切割一根管材为例进行描述。
参见图2,所述管材自动行走机构2A包括行走机构固定架体201,所述行走机构固定架体201通过膨胀螺栓固定在地面上,可通过支撑脚的调节螺栓来调节所述行走机构固定架体201的水平;所述行走机构固定架体201上均匀布置有多个用于承托管材原料的管材承托滚轮202,管材承托滚轮202的两端分别设置有防止管材滚落的轮边板,所述管材承托滚轮202的两端转动安装在支架上,支架固定安装在行走机构固定架体201上,工件放到所述管材承托滚轮202上面后,当管材行走支架203带动管材原料移动时,管材原料的移动会带动所述管材承托滚轮202的转动,从而减少管材原料与管材承托滚轮202之间的摩擦力;所述行走机构固定架体201上安装有沿管材原料轴线方向运动的管材行走支架203,所述管材行走支架203与所述行走机构固定架体201之间设置有驱动所述管材行走支架203运动的行走支架驱动装置,所述管材行走支架203的上部相对安装有两用于配合夹紧管材原料末端的管材末端夹紧装置,所述行走机构固定架体201的出料端还安装有辅助夹紧管材原料首端的管材首端侧夹紧装置,所述行走机构固定架体201上还安装有用于定位管材原料首末两端的管材端部对齐装置。输送时,所述管材末端夹紧装置夹紧后,所述行走支架驱动装置开始工作,驱动所述管材行走支架203沿着管材原料轴线方向向前移动,即带动管材原料向所述管材自动切割装置2B一侧运动,当运动至指定位置时,所述管材首端侧夹紧装置开始夹紧,然后进行切割;所述管材末端夹紧装置用于夹紧管材原料的末端,夹紧后带动管材原料向前移动,移动的尺寸参数可在触摸屏处设置,满足不同尺寸的工件定尺切割;所述管材首端侧夹紧装置安装在所述行走机构固定架体201的出料端,即所述管材自动切割装置2B的前端,因管材原料的长度较长,切割时管材原料的前端会出现工件振动、跑偏等问题,因此此时所述管材首端侧夹紧装置从一侧将管材原料夹紧,避让运动时出现跑偏问题,同时防止切割过程中产生振动;所述管材首端侧夹紧装置与所述管材末端夹紧装置的位置相互配合,所以两者均夹紧后,管材原料的轴线方向仍然是运动方向,不会出现侧偏等现象。
参见图4和图5,所述行走机构固定架体201上还安装有用于定位管材原料首末两端的管材端部对齐装置,当同时切割两根工件时,为防止两根工件的前端不一样整齐,工件输送前由所述管材端部对齐装置负责将两根工件自动对齐,然后输送再进行切割,这样两个工件的首段平齐,同时切割后形成的两辊体工件的长度相同。
参见图4和图5,所述管材端部对齐装置包括固定安装在所述行走机构固定架体201首端用于定位管材原料末端的管材对齐伸缩气缸204,所述管材对齐伸缩气缸204的伸缩端固定安装有用于与管材原料末端配合的管材对齐伸缩挡块205,所述行走机构固定架体201的出料端安装有用于定位管材原料首端的管材对齐升降挡块206,所述管材对齐升降挡块206与所述行走机构固定架体201之间连接有驱动所述管材对齐升降挡块206上升与下降的对齐挡块升降气缸(未在图中示出)。管材对齐伸缩挡块205与管材对齐升降挡块206设置宽度根据实际需要设置,只要满足能挡住两个管材原料即可。当所述管材自动上料机构1将两个管材原料输出至所述管材自动行走机构2A上,落入所述管材承托滚轮202上后,然后所述对齐挡块升降气缸伸出,带动所述管材对齐升降挡块206上升,挡住管材原料的首端,然后所述管材对齐伸缩气缸204伸出,使得所述管材对齐伸缩挡块205推动管材原料的末端,使得两管材原料的首端均接触到所述管材对齐升降挡块206上,由此管材原料的首端与末端均被限制住,使得两个管材的首端对齐,对齐后,再控制所述管材末端夹紧装置、所述管材首端侧夹紧装置对应夹紧;然后所述管材对齐伸缩气缸204与对齐挡块升降气缸收缩进行复位,此时所述管材对齐升降挡块206下降至管材原料的下方,避免对管材原料的输送、切割造成干涉。
参见图4,所述管材末端夹紧装置包括相对安装在所述管材行走支架203上的两管材夹紧伸缩气缸214,两所述管材夹紧伸缩气缸214位于管材原料的两侧,两所述管材夹紧伸缩气缸214的伸缩端固定安装有与管材原料表面配合的管材末端夹紧部。当所述管材自动行走机构2A上有工件时,两所述管材夹紧伸缩气缸214伸出,使得所述管材末端夹紧部对应夹紧在管材原料的两侧表面,实现了管材原料的末端夹紧过程。当整个管材原料切割完成后,所述管材夹紧伸缩气缸214复位等待下一循环。
参见图5,所述管材首端侧夹紧装置包括固定安装在所述行走机构固定架体201上的管材侧夹紧伸缩气缸207,所述管材侧夹紧伸缩气缸207的伸缩端转动安装有与管材原料表面配合的管材侧夹紧转轴208,所述行走机构固定架体201上还转动安装有与所述管材侧夹紧转轴208配合对应的管材侧支撑转轴209,所述管材侧夹紧转轴208与所述管材侧支撑转轴209位于管材原料的两侧。夹紧时,控制所述管材侧夹紧伸缩气缸207伸出,使得所述管材侧夹紧转轴208接触到管材原料的侧表面,同时所述管材侧支撑转轴209接触到管材原料的另一侧表面,即实现了管材原料的首端夹紧。且由于所述管材侧夹紧转轴208与所述管材侧支撑转轴209均能绕自身轴线转动,因此输送管材原料过程中,所述管材侧夹紧转轴208与所述管材侧支撑转轴209可以随着管材原料的移动而转动,减少与管材原料之间的摩擦,当整个管材原料切割完成后,所述管材侧夹紧伸缩气缸207复位等待下一循环。
参见图4,所述行走支架驱动装置包括固定安装在所述行走机构固定架体201上的支架行走直线滑轨210,所述管材行走支架203上对应安装有沿所述支架行走直线滑轨210滑动的支架行走滑座211,所述行走机构固定架体201上还安装有支架行走驱动齿条212,所述支架行走直线滑轨210与所述支架行走驱动齿条212均沿管材原料输送方向设置,所述管材行走支架203上安装有与所述支架行走驱动齿条212配合的管材行走驱动齿轮(未在图中示出),所述管材行走支架203上还安装有管材行走驱动电机213,所述管材行走驱动齿轮安装至所述管材行走驱动电机213的动力轴上。所述管材行走驱动电机213工作时,带动所述管材行走驱动齿轮转动,由于所述管材行走驱动齿轮与所述支架行走驱动齿条212配合传动,因此使得所述管材行走驱动齿轮沿着所述支架行走驱动齿条212运动,从而带动所述行走机构固定架体201沿着所述支架行走直线滑轨210做直线运动,当所述管材末端夹紧装置将管材原料夹紧后,即通过所述管材行走驱动电机213工作来带动夹紧在所述管材末端夹紧装置上的管材原料跟随一起做直线运动,使得管材原料逐渐向前运动,当整个管材原料切割完成后,所述管材末端夹紧装置松开,所述管材行走驱动电机213反向旋转,带动所述管材行走驱动齿轮沿着所述支架行走驱动齿条212反向运动恢复至原位,使得所述管材行走支架203运动至行走机构固定架体201的首端,等待所述管材自动上料机构1继续上料进行下一循环作业。所述行走机构固定架体201的一侧还安装有电缆拖链,电缆拖链的一端固定在行走机构固定架体201的本体上面,另一端固定在管材行走驱动电机213上面,管材行走驱动电机213上面的电源线、信号线等通过电缆拖链整齐的排列,避免管材行走驱动电机213移动时电源线会出现凌乱、损失等现象。拖链为全封闭式拖链,可防焊接火花、防水、防尘等优点。
所述工件自动行走机构2C包括工件行走架体2C1,所述工件行走架体2C1上均匀布置有多个用于承托辊体工件的工件承托滚轮2C2,所述工件行走架体2C1上还安装有驱动所述工件承托滚轮2C2转动的滚轮驱动装置。所述滚轮驱动装置为驱动工件承托滚轮2C2转动的滚轮驱动电机,各工件承托滚轮2C2之间通过链传动,被滚轮驱动电机带动实现主动转动,用于主动输送工件。所述滚轮驱动装置为现有技术,未在图中示出。
参见图9,所述工件自动定尺装置2D包括可拆卸安装在所述工件行走架体2C1上的定尺安装座板2D1,由于所述定尺安装座板2D1通过螺栓可拆卸的安装在所述工件行走架体2C1上,因此可以改变与所述管材自动切割装置2B之间的相对距离,即可以改变工件切割长度。所述定尺安装座板2D1的底端铰接有定尺驱动伸缩气缸2D2,所述定尺驱动伸缩气缸2D2通过支架铰接在所述定尺安装座板2D1的底端,所述定尺安装座板2D1上安装有在竖直限位状态与水平避让状态之间摆动切换的工件定尺摆臂2D3,所述工件定尺摆臂2D3的中部铰接在所述定尺安装座板2D1上,所述工件定尺摆臂2D3的顶部安装有用于限位管材原料端部的工件定尺挡板2D4,所述工件定尺摆臂2D3的底端与所述定尺驱动伸缩气缸2D2铰接。当管材原料被夹紧输送时,所述定尺驱动伸缩气缸2D2缩回,驱动所述工件定尺摆臂2D3由水平避让状态摆动切换至竖直限位状态,竖直限位状态时,所述工件定尺挡板2D4呈直立状态挡住管材原料的运动,当被输送的管材原料的首端接触到所述工件定尺挡板2D4上后,将不再继续运动,此时所述管材自动切割装置2B的切割刀与所述工件定尺挡板2D4之间的距离为工件切割长度,当管材原料被所述管材自动切割装置2B切割完成后,所述定尺驱动伸缩气缸2D2伸出,使得所述工件定尺挡板2D4向管材原料运动方向的前方摆动,即由竖直限位状态切换至水平避让状态,水平避让状态时,所述工件定尺挡板2D4处于管材原料的下方,用于避让工件,此时辊体工件被所述工件自动行走机构2C带动向前运动,当辊体工件向前运动离开所述工件自动定尺装置2D后,所述定尺驱动伸缩气缸2D2复位等待下一循环。
为了保证切割稳定,在所述工件行走架体2C1的输入端上也设置有侧夹紧装置,用于与所述管材自动行走机构2A中的管材首端侧夹紧装置配合实现夹紧,避免切割时产生振动。侧夹紧装置与管材首端侧夹紧装置的结构与作用相同,仅设置在两个不同的输送机构上,在此不再赘述。
通过行车、叉车等工具将工件批量放到所述管材自动上料机构1处后,所述管材自动上料机构1将单个工件输出至所述管材自动行走机构2A上,实现上料过程的自动化。参见图6和图7,所述管材自动上料机构1包括管材储料架体101,所述管材储料架体101的顶部设置用于放置管材原料且呈朝向所述管材自动行走机构2A向下倾斜的管材储料料板102,所述管材储料料板102的下部布置有阻挡管材原料滚落的阻挡限位块103,通过阻挡限位块103使得管材原料一个个挨着排列在管材储料料板102上,整体呈倾斜向下布置,所述管材储料料板102的底端延伸至所述管材自动行走机构2A的管材承托滚轮202的上方,所述管材储料架体101的前后两端对应设置有用于将管材原料自动输出至所述管材自动行走机构2A上的自动上料装置。所述自动上料装置包括管材上料底架104,所述管材上料底架104上安装有管材顶升气缸105,所述管材顶升气缸105的顶端安装有用于承托管材原料引导下料的管材承托架106,所述管材承托架106的靠近所述管材行走支架203一端铰接在所述管材上料底架104上,所述管材顶升气缸105的顶端铰接在所述管材承托架106中部。当所述管材自动行走机构2A没有管材原料后,所述管材行走支架203运动至所述行走机构固定架体201的首端,用于避让管材原料的下料;下料时,所述管材顶升气缸105的伸缩端上升,使得所述管材承托架106朝向管材自动行走机构2A2直接翻转,翻转过程中向上支撑位于最低位置处的管材原料,使得管材原料的高度高于阻挡限位块103,此时管材原料跨越阻挡限位块103,沿着所述管材储料料板102继续向下滚动,滚落至所述管材自动行走机构2A的管材承托滚轮202上,然后所述管材顶升气缸105复位,后一管材原料沿着倾斜面自然向下滚动,等待被上料。
所述输送定尺切割机构2的具体工作流程为:
首先设备所有部分回复到待机位置,管材自动上料机构1将工件输出到行走机构固定架体201上面,此时管材对齐升降挡块206升起,挡住管材原料的前端,另一端的管材对齐伸缩气缸204带动管材对齐伸缩挡块205伸出推动管材原料,此时管材对齐升降挡块206上的感应信号感应到两根都到位后输出信号给管材末端夹紧装置,管材末端夹紧装置夹紧,对齐挡块升降气缸收回,管材对齐升降挡块206落下。然后工件定尺挡板2D4升起,管材行走驱动电机213启动,管材末端夹紧装置带动管材原料移动,移动距离按照事先设置好的参数移动,移动到设定位置后管材侧夹紧伸缩气缸207夹紧,管材自动切割装置2B开始切割,切割完成后管材自动切割装置2B复位,工件定尺挡板2D4落下,工件自动行走机构2C启动,把工件输送到下一封头自动装配工序。然后各部件复位,重复以上叙述的动作。
被切割后的辊体工件被所述工件自动行走机构2C输入至下一封头自动装配工序前,由于辊体工件此时的运动方式为辊体工件的轴线方向,参见图1,但是进入下一封头装配工序时,需要将辊体工件旋转90°,在本实施例中,将辊体工件旋转90°前辊体工件的运动方向定义为纵向运动,将辊体工件旋转90°后辊体工件的运动方向定义为横向运动。因此,在所述工件自动行走机构2C的输出端还设置有用于将辊体工件旋转90°并输入至所述封头自动装配机构3内的工件旋转装置2E,并且工件自动行走机构2C的尾端设置有与工件旋转装置对应的工件止停限位板2E1,当辊体工件被所述工件自动行走机构2E输送过程中,辊体工件的端部接触到工件止停限位板2E1上后,将不再继续运动,此时所述工件旋转装置2E作用将辊体工件旋转90°,并放置到下一自动装配工序中的封头装配输送线3C上。所述工件旋转装置2E设置在工件承托滚轮2E2的下方,且所述工件自动行走机构2C的输出端与封头装配输送线3C的输入端有一端重合,工件旋转装置设置在此重合位置处。
参见图10,所述工件旋转装置包括旋转固定架2E2,该旋转固定架2E2可拆卸的固定在工件行走架体2E1,安装时根据位置需要控制左右位置,所述旋转固定架2E2的上方滑动安装有升降板2E3,所述升降板2E3的底端设置有沿所述旋转固定架2E2滑动的导柱2E4,所述旋转固定架2E2与所述升降板2E3之间还连接有驱动所述升降板2E3上升与下降的升降气缸2E5,所述旋转固定架2E2的顶端转动安装有旋转轴2E6,所述旋转轴2E6的顶端设置有十字型支撑座2E7,所述十字型支撑座2E7的每个臂顶端均设置有用于托起辊体工件的V型座2E8,所述升降板2E3的顶端设置有滑轨2E9,滑轨2E9上滑动安装有滑座2E10,滑座2E10上还固定安装有齿条2E11,所述滑座2E10与升降板2E3之间连接有驱动所述滑座2E10沿滑轨往复运动的驱动气缸2E12,所述旋转轴上固定有与所述齿条配合的齿轮2E13。当不需要将辊体工件旋转90°时,升降气缸带动整个工件旋转装置下降,用于避让辊体工件的运动;当辊体工件运动至位置时,即由一辊体工件的端部接触到工件止停限位板后,此时升降气缸作用,使得升降板上升;然后使得十字型支撑座将辊体工件托起,此时驱动气缸伸长或缩短,会带动滑座沿着滑轨运动,而使得齿条跟随一起滑动,而由于齿轮与齿条配合,因此会带动齿轮转动,从而使得旋转轴转动,即带动安装在旋转轴顶端的十字型支撑座转动90°,此时辊体工件处于横向,然后升降气缸下降,将辊体工件放置到封头装配输送线3C上。
此所述工件旋转装置仅用于切割一个工件时,且该被切割后的工件的运动位置与十字型支撑座对应,使得十字型支撑座上升后正好可以将辊体工件支撑起来。
参见图11,所述封头自动装配机构3设置在封头装配工位,所述封头自动装配机构3包括设置在封头装配输送线3C下方用于向上托起辊体工件的工件装配顶升装置3A和设置在封头装配输送线3C上方在下端夹取工位与上端组装工位之间翻转切换的工件装配夹取装置3B,所述工件装配夹取装置3B与所述工件装配顶升装置3A对应,所述工件装配夹取装置3B的两端设置有位于辊体工件端部用于将封头装配至辊体工件端部的封头装配装置3D,所述封头装配输送线3C的两侧分别对应安装有用于将封头夹取至辊体工件端部等待装配的封头组装机器人3E以及与所述封头组装机器人3E对应的封头自动上料装置3F。所述封头自动上料装置3F左右对称各一个,设置所述封头装配输送线3C的两侧,可预存大量封头,一次储料可长时间使用,节省人工,当有辊体工件输送过来后所述封头自动上料装置3F将封头输出,等待所述封头组装机器人3E抓取组装。所述封头组装机器人3E左右对称各一个,设置在所述封头装配输送线3C的两侧,负责对封头进行抓取等待装配。
图1中示出两组封头自动装置机构,因此所述封头自动装配机构3可以同时对两个辊体工件进行自动装配,作业时两个工件为一组,当一组的工件作业完成后所述封头装配输送线3C往前移动把辊体工件输送至下一工位,该装置的主要工作是实现托辊两端封头的自动装配;所述封头自动装配机构3以加工一个辊体工件为例对工作原理进行描述:
当所述封头装配输送线3C将辊体工件输送至封头装配工位后,辊体工件停止,此时辊体工件位于所述工件装配顶升装置3A的上方,位于所述工件装配夹取装置3B的下方;然后开始作业,首先所述工件装配顶升装置3A升起,将辊体工件从所述封头装配输送线3C上脱离然后继续顶起,此时所述工件装配夹取装置3B处于下端夹取工位等待辊体工件上升到指定高度后,然后被所述工件装配夹取装置3B夹取,夹取后所述工件装配夹取装置3B带动辊体工件翻转至上端组装工位等待装配;同时所述封头自动上料装置3F将封头输出,所述封头组装机器人3E开始工作,首先将封头从所述封头自动上料装置3F内夹起,然后旋转将封头放入辊体工件的两端外,所述封头组装机器人3E复位;然后所述封头装配装置3D推动封头,将封头推入至辊体工件的端部内,完成自动装配过程;装配完成后,所述封头装配装置3D复位,所述工件装配夹取装置3B带动装配后的辊体工件由上端组装工位翻转至下端夹取工位,所述工件装配夹取装置3B将辊体工件松开放入至所述工件装配顶升装置3A上,然后由所述工件装配顶升装置3A带动下降至所述封头装配输送线3C上,被所述封头装配输送线3C带动至下一封头自动焊接工序;而本机构循环以上操作步骤,对下一工件进行装配。
参见图12和图13,所述工件装配顶升装置3A包括两相对固定安装的工件装配顶升气缸3A01,所述工件装配顶升气缸3A01的伸缩端朝上且安装有用于托起辊体工件的装配V型顶升托架3A02。所述工件装配顶升气缸3A01的伸缩端伸出,使得所述装配V型顶升托架3A02上升,可将辊体工件从所述封头装配输送线3C上托起,然后随着所述工件装配顶升气缸3A01的伸缩端继续伸出,带动辊体工件运动至下端夹取工位,然后带所述工件装配夹取装置3B夹取翻转至上端组装工位;当辊体工件两端的封头装配完成后,所述工件装配夹取装置3B将辊体工件复位翻转至下端夹取工位,松开落入至所述装配V型顶升托架3A02上,此时所述工件装配顶升气缸3A01的伸缩端复位缩回,带动所述装配V型顶升托架3A02下降,将辊体工件放入至所述封头装配输送线3C上,然后被所述封头装配输送线3C输送至下一封头自动焊接工序。由于所述工件装配顶升气缸3A01的伸缩端可以伸出与缩回,因此作业时,可控制所述工件装配顶升气缸3A01缩回用于避让其他装置,避免与其他装置造成干涉。
参见图12,所述工件装配夹取装置3B包括对应安装在封头装配输送线3C两侧的工件装配夹取固定架3B01,两所述工件装配夹取固定架3B01之间转动安装有在下端夹取工位与上端组装工位之间翻转切换的工件装配夹取旋转架3B02,所述工件装配夹取旋转架3B02的两端通过旋转轴转动安装在所述工件装配夹取固定架3B01上,其中一所述工件装配夹取固定架3B01上还安装有驱动对应旋转轴主动转动的旋转驱动电机,另一旋转轴被动转动,下端夹取工位与上端组装工位之间翻转180°,上端组装工位时,所述工件装配夹取旋转架3B02水平,且此时辊体工件位于所述工件装配夹取旋转架3B02的上方,下端夹取工位时,所述工件装配夹取旋转架3B02水平,且此时辊体工件位于所述工件装配夹取旋转架3B02的下方。
参见图12,所述工件装配夹取旋转架3B02上还设置有用于夹取与定位辊体工件的工件装配夹持装置,所述工件装配夹取旋转架3B02的两端分别设置有与辊体工件端部对应的封头放置槽3B03,所述封头放置槽3B03与所述工件装配夹取旋转架3B02之间还设置有驱动所述封头放置槽3B03沿辊体工件轴线方向移动的放置槽驱动装置,所述封头装配装置3D设置在所述封头放置槽3B03的外侧。工作时,当辊体工件装配完成后,所述工件装配夹取旋转架3B02由上端组装工位翻转至下端夹取工位,然后所述工件装配夹持装置打开,将辊体工件放置到所述工件装配顶升装置3A上,被输送至下一工序,当下一待加工工件到达封头装配工位后,被所述工件装配顶升装置3A顶升到指定高度后,然后此时所述工件装配夹持装置夹取辊体工件,并一直保持夹持状态,接着所述工件装配夹取旋转架3B02翻转至上端组装工位,此时辊体工件的两端正好与所述封头放置槽3B03对应,放置在所述封头放置槽3B03内的封头轴线与辊体工件的轴线重合,而此时所述封头放置槽3B03内也有待加工的封头,然后所述封头装配装置3D作业将封头推入至辊体工件的两端。
参见图12,所述封头装配装置3D为封头装配气缸,所述封头装配气缸的伸缩端安装有用于将封头装配至辊体工件端部内的封头挤压部。所述封头装配气缸固定安装在所述工件装配夹取旋转架3B02上,所述封头装配气缸伸缩端朝向辊体工件端部设置,且所述封头装配气缸伸缩端的伸缩路线与辊体工件的轴线重合;当所述封头放置槽3B03内有等待加工的封头时,所述封头装配气缸的伸缩端伸长,所述封头挤压部推动封头进入至辊体工件的端部内,完成封头的自动装配。封头与辊体工件内壁之间为紧配,封头被所述封头装配气缸用于挤压进入,封头放入辊体工件内后不会出现位置移动现象。
参见图12,所述工件装配夹持装置包括与所述装配V型顶升托架3A02配合的装配V型固定托架3B04,所述装配V型固定托架3B04固定在所述工件装配夹取旋转架3B02上,所述工件装配夹取旋转架3B02上还铰接有与所述装配V型固定托架3B04配合用于夹取与定位辊体工件的装配夹取定位夹臂3B05,所述装配夹取定位夹臂3B05的一端与所述工件装配夹取旋转架3B02之间设置有驱动所述装配夹取定位夹臂3B05夹紧与打开的装配夹臂驱动气缸3B06,所述装配夹臂驱动气缸3B06的一端固定在所述工件装配夹取旋转架3B02上,所述装配夹臂驱动气缸3B06的另一端铰接在所述装配夹取定位夹臂3B05的一端,所述装配夹取定位夹臂3B05的中部铰接在所述工件装配夹取旋转架3B02上,所述装配夹取定位夹臂3B05的夹取端内侧设置有与所述装配V型固定托架3B04的配合用于夹取与夹紧辊体工件的夹臂V型面。当所述装配夹臂驱动气缸3B06的伸缩端伸出后,推动所述装配夹取定位夹臂3B05的夹取端朝向所述装配V型固定托架3B04摆动,减少与所述装配V型固定托架3B04之间的距离,与所述装配V型固定托架3B04配合用于夹取工件,然后保持此状态,用于定位辊体工件;当所述装配夹臂驱动气缸3B06的伸缩端缩回后,推动所述装配夹取定位夹臂3B05的夹取端远离所述装配V型固定托架3B04摆动,此时所述工件装配夹持装置打开,辊体工件可以从所述工件装配夹持装置上脱离。
参见图13,所述放置槽驱动装置包括放置槽安装架3B07,所述封头放置槽3B03安装在所述放置槽安装架3B07的外侧,所述封头放置槽3B03上用于放置封头,所述封头放置槽3B03为弧形槽,封头放置到所述封头放置槽3B03上后,封头的轴线与辊体工件的轴线重合,所述工件装配夹取旋转架3B02上横向设置有槽架滑轨3B08,所述槽架滑轨3B08的设置方向与辊体工件的轴线方向平行;所述放置槽安装架3B07上设置有与所述槽架滑轨3B08配合的槽架滑块3B09,所述放置槽安装架3B07与工件装配夹取旋转架3B02之间还连接有驱动所述放置槽安装架3B07横向滑动的槽架驱动气缸3B10,所述槽架驱动气缸3B10的一端固定安装在所述工件装配夹取旋转架3B02上,所述槽架驱动气缸3B10的另一端固定安装在所述放置槽安装架3B07上。当所述槽架驱动气缸3B10的伸缩端伸长时,会带动所述放置槽安装架3B07沿着所述槽架滑轨3B08向外侧运动,即带动所述封头放置槽3B03向外运动,当所述槽架驱动气缸3B10的伸缩端缩短时,会带动所述放置槽安装架3B07沿着所述槽架滑轨3B08向内侧运动,即带动所述封头放置槽3B03向内运动,通过所述槽架驱动气缸3B10的伸长与缩短来调节所述封头放置槽3B03的位置,用于适用于不同宽度的辊体工件,通过此种方式调节,使得辊体工件的端部与封头放置槽3B03对应。
参见图14,所述封头组装机器人3E为六轴坐标式机器人,所述坐标式焊接机器人为现有技术,属于本领域普通工程技术人员所公知的,在此不再赘述;所述封头组装机器人3E的操作端安装有用于夹取封头的气缸夹具3E01,所述气缸夹具3E01为现有技术,属于本领域普通工程技术人员所公知的,在此不再赘述。所述封头组装机器人3E旋转,具有多个自由度,可实现在所述封头自动上料装置3F与封头放置槽3B03之间的自由转换,所述气缸夹具3E01用于夹取与松开封头。
参见图15和图16,所述封头自动上料装置3F包括具有封头储料腔的封头储料箱体3F01,所述封头储料箱体3F01的底端具有向下倾斜的封头出料板3F02,所述封头出料板3F02的底端设置有封头下料口,所述封头出料箱体外还设置有间隔上料与出料的封头链传动装置,所述封头链传动装置的上料端与所述封头下料口对应,所述封头链传动装置的出料端设置有封头出料口,所述封头出料口处对应设置有与封头配合的封头出料槽3F03,所述封头出料槽3F03上位于所述封头出料口的后侧对应设置有将封头从所述封头出料口推出至封头出料槽3F03上的封头推出油缸3F04。所述封头链传动装置包括封头传动箱,所述封头传动箱内设置有两传动链3F05轮,其中一传动链3F05轮上连接有驱动电机,两传动链3F05轮之间传动连接有上下传动的传动链3F05,所述传动链3F05上间隔设置有与所述封头下料口对应用于封头上料的封头座3F06,所述传动链3F05506上还布置有若干阻挡所述封头下料口防止封头随意滚出的挡块,所述封头下料口位于所述封头链传动装置的一侧下方,所述出料口位于所述封头链传动装置的另一侧上方;通过封头链传动装置实现间歇出料过程。所述封头储料箱体3F01内的封头通过向下倾斜的封头出料板3F02滑落至所述封头出料口处,传动链3F05上下传动过程中,当所述封头座3F06经过所述封头下料口处,封头被自然托起被提升,当封头座3F06运动至回程段向下运动时,封头从所述封头座3F06上脱离运动至所述封头下料口处,然后由所述封头推出油缸3F04的伸缩端伸出,将封头从所述封头出料口推出至所述封头出料槽3F03上,等待所述封头组装机器人3E的夹取;当封头推出后,所述封头推出油缸3F04的伸缩端退回至原位,等待下次操作。
参见图11,所述封头装配输送线3C包括固定安装的输送线架体,输送线架体通过膨胀螺栓固定在地面上,可通过支撑脚的调节螺栓来调节输送线架体的水平,所述输送线架体上设置有输送线主动轴和输送线从动轴,所述输送线主动轴上传动连接有输送线驱动电机,所述输送线主动轴与所述输送线从动轴之间通过链条齿轮传动连接有两输送线传动链,两所述输送线传动链之间对应设置有若干用于承托辊体工件两端的输送线V型座。由所述输送线驱动电机带动所述输送线传动链运动,从而带动安装在所述输送线V型座上的辊体工件在多个工位以及工序之间运动。
参见图17,所述封头自动焊接机构4设置在封头焊接工位,当封头装配至辊体工件的端部后,采用本机构将封头与辊体工件连接处进行焊接。
所述封头自动焊接机构4包括多组并列设置且在下端夹取工位与上端焊接工位之间翻转切换的H型单轴变位机4A,每组所述H型单轴变位机4A的两侧分别对应安装有用于将封头与辊体工件焊接的封头焊接机器人4B,所述H型单轴变位机4A的下方设置有工件焊接输送通道4C,工件焊接输送通道4C用膨胀螺栓固定在地面上,可通过支撑脚的调节螺栓来调节线体的水平高度;所述工件焊接输送通道4C内安装有在工件输入端与工件输出端之间往复滑动安装有工件移动台车4D,所述工件移动台车4D上安装有承托辊体工件的工件焊接升降装置4E。该机构中主要有五组封头焊接机器人4B、五组H型单轴变位机4A、一条工件焊接输送通道4C,一组封头焊接机器人4B与一组H型单轴变位机4A对应,且一组H型单轴变位机4A处对应有用于焊接一个辊体工件的工位,一组封头焊接机器人4B包括两个左右对称的封头焊接机器人4B,设置在所述工件焊接输送通道4C的两侧,主要负责辊体工件和封头的焊接,所有可移动的部分都会有信号互通互锁功能,防止作业时出现碰撞等情况。该机构中包括两工件移动台车4D,分别为工件输入台车和工件输出台车;工件输入台车负责将封头装配完成的工件输送到H型单轴变位机4A处,工件输入台车和H型单轴变位机4A有信号互通功能,工件输入台车可通过信号识别把工件优先输送给某个工位。工件输出台车负责将焊接完成的工件输送到下一工位处,工件输出台车和H型单轴变位机4A有信号互通功能,工件输出台车可通过信号识别优先去某工位取焊接完成的工件,然后将工件送到下一中心轴装配工序。因为工件输入台车和工件输出台车在同一个工件焊接输送通道4C上面移动,两个台车之间有软限位装置和互让程序,通过程序处理信号来决定哪一个台车优先工作。工件输入台车与工件输出台车均为按照指令在工件焊接输送通道4C移动的小车,为现有技术,属于本领域普通工程技术人员所公知的,在此不再赘述。H型单轴变位机4A为H型结构,采用伺服控制,配有自动夹具,当输入或输出台车过来送取工件时,变位机旋转180°使工件方向向下,夹具会自动打开或夹紧。
所述封头自动焊接机构4的工作原理为:
首先当所述工件移动台车4D收到上一工序发来的完成信号后,去上一工序的封头装配输送线3C的输出端取辊体工件,同时识别五组H型单轴变位机4A哪个工位处在等待辊体工件中,如果同时有两个以上工位处在等待工件的状态中,此时优先将辊体工件送到最先输出等待信号的那个工位。工件输入台车将工件运送到等待工件的H型单轴变位机4A处,H型单轴变位机4A上夹具处于向下打开状态,此时工件输入台车的工件焊接升降装置4E将辊体工件托起与H型单轴变位机4A夹具对接,H型单轴变位机4A夹具夹紧,工件输入台车的工件焊接升降装置4E降落,工件输入台车退回到待机位置或重复上述工作步骤。H型单轴变位机4A夹具夹紧后选择180°把工件翻转到上面,输出信号给封头焊接机器人4B,封头焊接机器人4B开始焊接,焊接完成后输出信号给工件输出台车,工件输出台车移动到该H型单轴变位机4A下面,H型单轴变位机4A旋转180°,工件输出台车的工件焊接升降装置4E升起,与辊体工件对接,H型单轴变位机4A夹具打开,工件输出台车的工件焊接升降装置4E下降,将工件输送到下一中心轴装配工序中的中心轴装配输送线5A上。
参见图18,所述工件焊接升降装置4E包括两固定安装在所述工件移动台车4D顶端的工件焊接升降气缸4E01,所述工件焊接升降气缸4E01的伸缩端朝上且安装有用于托起辊体工件的焊接V型升降托架4E02。当所述工件输入台车运动至上一工序的封头装配输送线3C的输出端取工件时,所述工件焊接升降气缸4E01的伸缩端伸出,使得所述焊接V型升降托架4E02上升,可将辊体工件从上一工序中的封头装配输送线3C上托起,然后所述工件输入台车运动至指定位置,被对应的所述H型单轴变位机4A夹取;当辊体工件被焊接完成后,所述工件输出台车运动至该对应工位,所述H型单轴变位机4A将焊接完的工件放到对应所述焊接V型升降托架4E02上,再由工件输出小车输出至下一中心轴装配工序内。由于所述工件焊接升降气缸4E01的伸缩端可以伸出与缩回,因此作业时,可控制所述工件焊接升降气缸4E01缩回用于避让其他装置,避免与其他装置造成干涉。
参见图18,所述H型单轴变位机4A包括对应安装在所述工件焊接输送通道4C两侧的工件焊接夹取固定架4A01,两所述工件焊接夹取固定架4A01之间转动安装有在下端夹取工位与上端焊接工位之间翻转切换的工件焊接夹取旋转架4A02,所述工件焊接夹取旋转架4A02的两端通过旋转轴转动安装在所述工件焊接夹取固定架4A01上,其中一所述工件焊接夹取固定架4A01上还安装有驱动对应旋转轴主动转动的旋转驱动电机,另一旋转轴被动转动,下端夹取工位与上端焊接工位之间翻转180°,上端焊接工位时,所述工件焊接夹取旋转架4A02水平,且此时辊体工件位于所述工件焊接夹取旋转架4A02的上方,下端夹取工位时,所述工件焊接夹取旋转架4A02翻转180°处于水平,且此时辊体工件位于所述工件焊接夹取旋转架4A02的下方。
参见图18,所述工件焊接夹取旋转架4A02上还设置有用于夹取与定位辊体工件的工件焊接夹持装置,所述工件焊接夹取旋转架4A02的两端分别设置有用于定位辊体工件端部的焊接端部定位装置。工作时,当辊体工件焊接完成后,所述工件焊接夹取旋转架4A02由所述上端焊接工位翻转至所述下端夹取工位,然后所述工件焊接夹持装置打开,将辊体工件放置到所述工件焊接升降装置4E上,被输送至下一中心轴装配工序,当下一待加工工件到达封头焊接工位后,被所述工件焊接升降装置4E顶升到指定高度后,处于所述工件焊接夹持装置内,当所述工件焊接夹持装置还未夹持时,所述焊接端部定位装置首先伸出,两端同时推动辊体工件沿轴线运动,使得辊体工件处于指定位置,然后此时所述工件焊接夹持装置夹取辊体工件,并一直保持夹持状态,所述焊接端部定位装置复位,同时所述工件焊接夹取旋转架4A02翻转至上端焊接工位,等待所述封头焊接机器人4B将封头与辊体工件焊接。
参见图18,所述工件焊接夹持装置包括焊接V型固定托架4A03,所述焊接V型固定托架4A03固定在所述工件焊接夹取旋转架4A02上,所述工件焊接夹取旋转架4A02上还铰接有与所述焊接V型固定托架4A03配合用于夹取与定位辊体工件的焊接夹取定位夹臂4A04,所述焊接夹取定位夹臂4A04的一端与所述工件焊接夹取旋转架4A02之间设置有驱动所述焊接夹取定位夹臂4A04夹紧与打开的焊接夹臂驱动气缸4A05。所述焊接夹臂驱动气缸4A05的一端固定在所述工件焊接夹取旋转架4A02上,所述焊接夹臂驱动气缸4A05的另一端铰接在所述焊接夹取定位夹臂4A04的一端,所述焊接夹取定位夹臂4A04的中部铰接在所述工件焊接夹取旋转架4A02上,所述焊接夹取定位夹臂4A04的夹取端内侧设置有与所述焊接V型固定托架4A03的配合用于夹取与夹紧辊体工件的夹臂V型面。当所述焊接夹臂驱动气缸4A05的伸缩端伸出后,推动所述焊接夹取定位夹臂4A04的夹取端朝向所述焊接V型固定托架4A03摆动,减少与所述焊接V型固定托架4A03之间的距离,与所述焊接V型固定托架4A03配合用于夹取工件,然后保持此状态,用于定位辊体工件;当所述焊接夹臂驱动气缸4A05的伸缩端缩回后,推动所述焊接夹取定位夹臂4A04的夹取端远离所述焊接V型固定托架4A03摆动,此时所述工件装配夹持装置打开,辊体工件可以从所述工件装配夹持装置上脱离。
所述焊接端部定位装置为焊接端部定位气缸4A06,所述焊接端部定位气缸4A06的伸缩端朝向辊体工件的端部且安装有用于与辊体工件端部接触的焊接端部定位板,当辊体工件两端的所述焊接端部定位气缸4A06均伸出,使得两侧的所述焊接端部定位板分别接触到辊体工件两端,即用于校正辊体工件的位置,用于保证焊接时的位置准确。
所述封头焊接机器人4B为六轴坐标式焊接机器人。焊接机器人共分为五组,每组两台,每组机器人负责一台H型单轴变位机4A上工件的焊接,每台机器人都设置有坐标防碰撞范围识别程序,意思是两台机器人决对不会出现在同一坐标处,会自动识别自身的坐标范围,防止误操作等特殊情况造成机器人的碰撞损伤。机器人还配有视觉识别系统,保证工件的焊接质量。六轴坐标式焊接机器人为现有技术,属于本领域普通工程技术人员所公知的,在此不再赘述。
参见图19,所述中心轴自动装配机构5包括设置在中心轴装配输送线5A一侧的中心轴装配装置5B,所述中心轴装配装置5B对应设置在中心轴装配工位处,所述中心轴装配装置5B的入料端对应设置有中心轴上料装置5C。所述轴承自动装配机构6包括位于中心轴装配输送线5A两侧的轴承上料装配装置6A以及与所述轴承上料装配装置6A对应的辊体夹持定位装置6B,所述轴承上料装配装置6A与辊体夹持定位装置6B对应设置在轴承装配工位处。所述轴承上料装配装置6A左右对称各一个设置所述中心轴装配输送线5A的两侧,可预存大量轴承,一次储料可长时间使用,节省人工,当有辊体工件输送过来后所述轴承上料装配装置6A将轴承输出进行自动装配。
中心轴自动装配机构5与轴承自动装配机构6的工作原理为:
辊体与封头之间的焊接工序完成后,进入至本机构工序的所述中心轴装配输送线5A内,进行中心轴、轴承的装配;工作时,所述中心轴装配输送线5A将焊接完成后的辊体工件输送至中心轴装配工位,此时所述中心轴上料装置5C已将待装配的中心轴输送至所述中心轴装配装置5B上,然后所述中心轴装配装置5B自动将中心轴推入至辊体工件端部的封头中心内,完成对中心轴的自动装配,该中心轴装配完成后,被所述中心轴装配输送线5A继续向前输送至下一轴承装配工序,此时后一等待中心轴装配的辊体工件进入至中心轴装配工位,重复上述操作进行装配;当装配完中心轴的辊体工件被所述中心轴装配输送线5A输送至轴承装配工位时停止,首先被所述辊体夹持定位装置6B夹紧,然后所述轴承上料装配装置6A自动提供轴承、并且将轴承装配至辊体工件的两端封头内,完成了轴承的自动装配,装配完成后由所述中心轴装配输送线5A输送下线,此时后一等待轴承装配的辊体工件进入至轴承装配工位,重复上述操作进行装配。
参见图19和图20,所述中心轴装配装置5B包括中心轴输送台5B01,所述中心轴输送台5B01上设置有用于放置中心轴且与辊体工件轴线平行的中心轴V型槽5B02,所述中心轴上料装置5C位于所述中心轴V型槽5B02的入料端,所述中心轴V型槽5B02的出料端与辊体工件对应,使得放置在所述中心轴V型槽5B02内的中心轴正好可以进入至辊体工件的封头内;所述中心轴输送台5B01上还设置有与辊体工件轴线平行的中心轴输送滑轨5B03,所述中心轴输送滑轨5B03上对应安装有中心轴输送滑座5B04,所述中心轴输送滑座5B04的端部安装有伸入至所述中心轴V型槽5B02内用于推动中心轴的中心轴输送推臂5B05,所述中心轴输送滑座5B04与所述中心轴输送台5B01之间设置有输送滑座驱动装置。工件时,首先所述中心轴上料装置5C将等待装配的中心轴输送至所述中心轴V型槽5B02内,然后所述输送滑座驱动装置动作,使得所述中心轴输送滑座5B04沿着所述中心轴输送滑轨5B03朝向辊体工件端部运动,所述中心轴输送滑座5B04运动过程中,所述中心轴输送推臂5B05会推动放置在所述中心轴V型槽5B02内的中心轴的外端,使得中心轴沿着所述中心轴V型槽5B02向内滑动,进入至辊体工件的封头中心内,完成了中心轴的自动装配。由于封头与中心轴之间具有间隙,因此中心轴装配时套装在封头内即可。
参见图20,所述输送滑座驱动装置包括固定安装在所述中心轴输送台5B01上的滑座输送齿条5B06,所述滑座输送齿条5B06与所述中心轴输送滑轨5B03平行,所述中心轴输送滑座5B04上安装有与所述滑座输送齿条5B06配合传动的滑座输送齿轮,所述中心轴输送滑座5B04上还安装有输送滑座驱动电机5B08,所述滑座输送齿轮安装在所述输送滑座驱动电机5B08的动力轴上。工作时,所述输送滑座驱动电机5B08转动,带动所述滑座输送齿轮转动,使得所述滑座输送齿轮沿着所述滑座输送齿条5B06滑动,即实现所述中心轴输送滑座5B04的往复滑动;当所述中心轴输送滑座5B04从外侧向内运动时,所述中心轴输送推臂5B05会接触到中心轴的外端,推动中心轴向内侧运动;当中心轴装配完成后,所述输送滑座驱动电机5B08反向转动,驱动所述中心轴输送滑座5B04由内侧向外运动,直到最外端不与中心轴上料有干涉的位置,等待下次上料、装配。
参见图22,所述中心轴上料装置5C包括用于储料与出料的阶梯上料机,所述阶梯上料机的下料端设置有与所述中心轴V型槽5B02的入料端对应的倾斜导料板。阶梯上料机为阶梯式整列送上料机,为现有技术,属于本领域普通工程技术人员所公知的技术,其具体结构以及工作原理在此不再赘述;阶梯上料机可实现中心轴整齐排列输送,阶梯上料机可预存大量中心轴,一次储料可长时间使用,节省人工。工作时,所述阶梯上料机用于将中心轴输出,中心轴沿着倾斜导料板滚落至中心轴V型槽5B02内,设计时,通过倾斜导料板保证中心轴能被准确输送至中心轴V型槽5B02内。
所述中心轴装配输送线5A的两侧设置有用于向上托起辊体工件来调整辊体工件轴线与中心轴轴线重合的中心轴装配调心气缸,中心轴装配调心气缸的顶端设置有承托辊体工件的V型座,所述中心轴装配调心气缸与所述中心轴V型槽5B02对应。为了装配中心轴加工时,辊体工件的轴线与中心轴的轴线不在一条直线上,而使得中心轴无法准确被输送至辊体工件的封头中心内,因此在中心轴装配工位处所述中心轴装配输送线5A的两侧分别设置有中心轴装配调心气缸,当辊体工件被输送至中心轴装配工位后,中心轴装配调心气缸伸出,将辊体工件顶起设定高度,来使得辊体中心的轴线与中心轴的轴线重合,当中心轴输送进入辊体工件后,中心轴装配调心气缸缩回,将辊体工件放回至所述中心轴装配输送线5A上,通过此种方式可保证不用直径的辊体工件的轴承均可以与中心轴的轴线重合。
参见图21,所述辊体夹持定位装置6B包括设置在中心轴装配输送线5A两侧的辊体夹持固定架6B01,所述辊体夹持固定架6B01的顶端安装有夹持臂升降气缸,所述夹持臂升降气缸的伸缩端朝上且安装有夹持臂安装支架6B03,所述夹持臂安装支架6B03的前后两端分别铰接有辊体定位夹持臂6B04,所述辊体定位夹持臂6B04的内端分别对应设置有用于夹持与定位辊体的V型槽,两所述辊体定位夹持臂6B04之间铰接有驱动所述辊体定位夹持臂6B04张开与夹持的夹持臂驱动气缸6B05。当辊体工件到达轴承装配工位后,所述夹持臂驱动气缸6B05缩回控制两所述辊体定位夹持臂6B04由张开状态变为夹持状态,将辊体工件夹紧,所述夹持臂升降气缸伸出带动所述夹持臂安装支架6B03上升到指定高度,然后所述轴承上料装配装置6A自动装配;轴承装配完成后,所述夹持臂升降气缸缩回带动所述夹持臂安装支架6B03下降,将辊体工件放置回中心轴装配输送线5A上,然后所述夹持臂驱动气缸6B05伸长控制两所述辊体定位夹持臂6B04由夹持状态变为张开状态,此时所述夹持臂升降气缸继续缩回,用于避让中心轴装配输送线5A。
装配轴承时,首先将轴承推入至中心轴上,然后再将轴承推入至封头内,轴承与中心轴、封头之间为紧配,轴承被挤压在中心轴外、挤压在封头内,由于安装轴承时,辊体工件两侧的轴承同时安装,因此不需要对中心轴进行轴线定位。但由于未装配轴承前,中心轴与封头之间为套装,具有间隙,因此轴承装配时,必须保证中心轴与辊体工件的轴线重合,才能保证轴承首先安装在中心轴后能再顺利安装在辊体工件的封头内。所以,在所述辊体夹持定位装置6B的两侧还对应设置有用于向上托起中心轴来调整辊体工件轴线与中心轴轴线重合的轴承装配调心顶升气缸6B06,轴承装配调心顶升气缸6B06的顶端设置有承托中心轴的V型座,所述轴承装配调心顶升气缸6B06与所述轴承上料装配装置6A对应。当所述辊体夹持定位装置6B夹持定位完辊体工件后,所述轴承装配调心顶升气缸6B06伸出,将中心轴顶起,使得中心轴的轴线与辊体工件的轴线重合,然后等待轴承的装配,当轴承装配到中心轴上后,轴承装配调心顶升气缸6B06缩回,此时中心轴不再需要轴承装配调心顶升气缸6B06支撑,此时中心轴被轴承、所述轴承上料装配装置6A限制,因此中心轴的轴线与辊体的轴线仍然是重合的,轴承可以顺利被挤压进入至轴承的安装槽内。
所述轴承上料装配装置6A与封头自动上料装置3F的结构相同以及上料原理均相同,因此并未在图中单独示出。所述轴承上料装配装置6A包括具有轴承储料腔的轴承储料箱体6A01,所述轴承储料箱体6A01的底端具有向下倾斜的轴承出料板,所述轴承出料板的底端设置有轴承下料口,所述轴承出料箱体外还设置有间隔上料与出料的轴承链传动装置,所述轴承链传动装置的上料端与所述轴承下料口对应,所述轴承链传动装置的出料端设置有轴承出料口,所述轴承出料口处对应设置有与轴承配合的轴承出料槽6A03,当辊体工件被所述辊体夹持定位装置6B夹持后,辊体工件的两端正好与所述轴承出料槽6A03对应,所述轴承出料槽6A03上位于所述轴承出料口的后侧对应设置有将轴承从所述轴承出料口推出至轴承出料槽6A03上的轴承推出油缸6A04,所述轴承推出油缸6A04上设置有用于安装轴承的环形挤压部,所述环形挤压部为与轴承外圈、内圈对应的环形结构,可以穿过中心轴。
所述轴承链传动装置包括轴承传动箱,所述轴承传动箱内设置有两传动链轮,其中一传动链轮上连接有驱动电机,两传动链轮之间传动连接有上下传动的传动链,所述传动链上间隔设置有与所述轴承下料口对应用于轴承上料的承托座,所述传动链上还布置有若干阻挡所述封头下料口防止封头随意滚出的挡块,所述轴承下料口位于所述轴承链传动装置的一侧下方,所述出料口位于所述轴承链传动装置的另一侧上方;通过轴承链传动装置实现间歇出料过程。所述轴承储料箱体6A01内的轴承通过向下倾斜的轴承出料板滑落至所述轴承出料口处,传动链上下传动过程中,当所述承托座经过所述轴承下料口处,轴承被自然托起被提升,当承托座运动至回程段向下运动时,轴承从所述承托座上脱离运动至所述轴承下料口处,然后由所述轴承推出油缸6A04的伸缩端伸出,将轴承从所述轴承出料口推出至所述轴承出料槽6A03上,首先所述环形挤压部将轴承挤压到中心轴上,然后再将轴承继续推入挤压至封头内,完成轴承的自动装配。
所述中心轴装配输送线5A与封头装配输送线3C的结构相同。所述中心轴装配输送线5A包括固定安装的输送线架体,所述输送线架体上设置有输送线主动轴和输送线从动轴,所述输送线主动轴上传动连接有输送线驱动电机,所述输送线主动轴与所述输送线从动轴之间通过链条齿轮传动连接有两输送线传动链,两所述输送线传动链之间对应设置有若干用于承托辊体工件两端的输送线V型座。由所述输送线驱动电机带动所述输送线传动链运动,从而带动安装在所述输送线V型座上的辊体工件在多个工位以及工序之间运动。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.托辊全自动生产线,其特征在于:沿辊体运动方向依次包括用于自动输出管材原料的管材自动上料机构、用于输送管材原料并将管材原料定长切割为辊体工件的输送定尺切割机构、用于封头与辊体工件自动装配的封头自动装配机构、用于辊体与封头自动焊接的封头自动焊接机构、用于将中心轴与辊体工件自动装配的中心轴自动装配机构、用于将轴承与辊体工件自动装配的轴承自动装配机构。
2.如权利要求1所述的托辊全自动生产线,其特征在于:所述输送定尺切割机构包括设置在所述管材自动上料机构的下料端用于沿管材原料轴线方向输送管材原料的管材自动行走机构,所述管材自动行走机构的出料端设置有将管材原料切割为辊体工件的管材自动切割装置,所述管材自动切割装置的出料端设置有用于输送辊体工件的工件自动行走机构,所述工件自动行走机构上还设置有与所述管材自动切割装置配合用于确定辊体工件切割长度的工件自动定尺装置;所述工件自动行走机构的输出端还设置有用于将辊体工件旋转90°并输入至所述封头自动装配机构内的工件旋转装置。
3.如权利要求2所述的托辊全自动生产线,其特征在于:所述管材自动行走机构包括行走机构固定架体,所述行走机构固定架体上均匀布置有多个用于承托管材原料的管材承托滚轮,所述行走机构固定架体上安装有沿管材原料轴线方向运动的管材行走支架,所述管材行走支架与所述行走机构固定架体之间设置有驱动所述管材行走支架运动的行走支架驱动装置,所述管材行走支架的上部相对安装有两用于配合夹紧管材原料末端的管材末端夹紧装置,所述行走机构固定架体的出料端还安装有辅助夹紧管材原料首端的管材首端侧夹紧装置,所述行走机构固定架体上还安装有用于定位管材原料首末两端的管材端部对齐装置。
4.如权利要求2所述的托辊全自动生产线,其特征在于:所述工件自动行走机构包括工件行走架体,所述工件行走架体上均匀布置有多个用于承托辊体工件的工件承托滚轮,所述工件行走架体上还安装有驱动所述工件承托滚轮转动的滚轮驱动装置。
5.如权利要求4所述的托辊全自动生产线,其特征在于:所述工件自动定尺装置包括可拆卸安装在所述工件行走架体上的定尺安装座板,所述定尺安装座板的底端铰接有定尺驱动伸缩气缸,所述定尺安装座板上安装有在竖直限位状态与水平避让状态之间摆动切换的工件定尺摆臂,所述工件定尺摆臂的中部铰接在所述定尺安装座板上,所述工件定尺摆臂的顶部安装有用于限位管材原料端部的工件定尺挡板,所述工件定尺摆臂的底端与所述定尺驱动伸缩气缸铰接。
6.如权利要求2所述的托辊全自动生产线,其特征在于:所述管材自动上料机构包括管材储料架体,所述管材储料架体的顶部设置用于放置管材原料且呈朝向所述管材自动行走机构向下倾斜的管材储料料板,所述管材储料架体的前后两端对应设置有用于将管材原料自动输出至所述管材自动行走机构上的自动上料装置。
7.如权利要求1所述的托辊全自动生产线,其特征在于:所述封头自动装配机构包括设置在封头装配输送线下方用于向上托起辊体工件的工件装配顶升装置和设置在封头装配输送线上方在下端夹取工位与上端组装工位之间翻转切换的工件装配夹取装置,所述工件装配夹取装置与所述工件装配顶升装置对应,所述工件装配夹取装置的两端设置有位于辊体工件端部用于将封头装配至辊体工件端部的封头装配装置,所述封头装配输送线的两侧分别对应安装有用于将封头夹取至辊体工件端部等待装配的封头组装机器人以及与所述封头组装机器人对应的封头自动上料装置。
8.如权利要求1所述的托辊全自动生产线,其特征在于:所述封头自动焊接机构包括多组并列设置且在下端夹取工位与上端焊接工位之间翻转切换的H型单轴变位机,每组所述H型单轴变位机的两侧分别对应安装有用于将封头与辊体工件焊接的封头焊接机器人,所述H型单轴变位机的下方设置有工件焊接输送通道,所述工件焊接输送通道内安装有在工件输入端与工件输出端之间往复滑动安装有工件移动台车,所述工件移动台车上安装有承托辊体工件的工件焊接升降装置。
9.如权利要求1所述的托辊全自动生产线,其特征在于:所述中心轴自动装配机构包括设置在中心轴装配输送线一侧的中心轴装配装置,所述中心轴装配装置的入料端对应设置有中心轴上料装置;所述中心轴装配输送线的两侧设置有用于向上托起辊体工件来调整辊体工件轴线与中心轴轴线重合的中心轴装配调心气缸。
10.如权利要求1所述的托辊全自动生产线,其特征在于:所述轴承自动装配机构包括位于中心轴装配输送线两侧的轴承上料装配装置以及与所述轴承上料装配装置对应的辊体夹持定位装置;所述辊体夹持定位装置的两侧还设置有用于向上托起中心轴来调整辊体工件轴线与中心轴轴线重合的轴承装配调心顶升气缸,所述轴承装配调心顶升气缸与所述轴承上料装配装置对应。
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