CN112059521B - 用于轻型钢结构自动焊接生产流水线的变位系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于轻型钢结构自动焊接生产流水线的变位系统,包括导轨和至少两个布置在导轨上的变位装置,所述变位装置包括底座,底座上设置有竖向布置的回转盘和驱动回转盘在竖直方向上转动的回转机构;底座上设置有驱动变位装置在导轨上运行的行走机构;回转盘上设置有与工件匹配的槽形缺口;底座所在回转盘的一侧布置有工件输入机构,另一侧布置有工件输出机构;本发明可实现对工件的自动翻转,从而获得更好的焊接姿态和更多的焊接可达性;全程自动化,无需工人参与,提高了生产效率、降低了人工劳动强度。
Description
技术领域
本发明涉及轻型钢焊接技术领域,尤其是一种用于轻型钢结构自动焊接生产流水线的变位系统。
背景技术
目前对于轻型钢与板材的拼焊,主要采用人工进行焊接。其焊接的具体步骤为:先通过行车将需要被焊接的工件吊运至焊接区域,再在相应的工装上对接好工件,人工进行组对点焊,然后再人工满焊。在焊接过程中,由于焊缝的朝向及分布不同,需要通过行车配合翻转工件以便人工焊接,可见,传统通过行车吊运翻转工件的方式费时费力、效率较低。
发明内容
本发明为解决传统工件翻转过程费时费力、效率低的技术问题是提供一种用于轻型钢结构自动焊接生产流水线的变位系统。
本发明所采用的技术方案是:用于轻型钢结构自动焊接生产流水线的变位系统,包括导轨和至少两个布置在导轨上的变位装置,所述变位装置包括底座,底座上设置有竖向布置的回转盘和驱动回转盘在竖直方向上转动的回转机构;底座上设置有驱动变位装置在导轨上运行的行走机构;回转盘上设置有与工件匹配的槽形缺口;底座所在回转盘的一侧布置有工件输入机构,另一侧布置有工件输出机构。本发明通过至少两个变位装置的工件输入机构将被焊接的工件输送到变位装置的回转盘前,再通过变位装置在轨道上移动将工件输送至回转盘上的缺口内,回转盘上的缺口对工件进行卡紧;回转机构驱动回转盘转动,带动缺口内的工件同步转动,以实现对工件的翻转,使工件可在竖直方向上任意角度翻转,以便对焊缝进行焊接,从而获得更好的焊接姿态和更多的焊接可达性,待工件焊接完成后通过工件输入机构将工件输送至下一工序。相比于传统行车配合翻转工件的方式而言,本发明通过变位装置实现对工件的自动翻转,全程自动化,无需工人参与,提高了生产效率、降低了人工劳动强度。
进一步的是,所述行走机构包括布置在底座上依次连接在行走电机、行星减速机、第一齿轮和第一齿条;所述回转机构包括布置在底座上依次连接的回转电机、回转减速机、第二齿轮和布置在回转盘上与第二齿轮匹配的第二齿条。本发明的行走机构采用行星传动的方式,是目前市面上比较成熟的传动方式,其具有传动比大、运行平稳、传动效率高、体积小、结构紧凑等优点。回转机构的回转电机通过回转减速机驱动第二齿轮转动,进而驱动回转盘随第二齿条转动,完成回转盘的转动,其结构简单、操作方便。
进一步的是,所述缺口的内侧设置有垫块;缺口的底部设置有辅助滚动机构;辅助滚动机构包括支座和铰接在支座内的滚珠。垫块使工件与回转盘接触更加柔和,起到一定的缓冲和防撞作用,对工件起到保护作用,避免工件损伤;此外,辅助滚动机构可使工件更加顺畅的输送至缺口内;辅助滚动机构将工件与回转盘的摩擦力方式变为滚动摩擦。
进一步的是,所述回转盘上设置有夹紧机构;夹紧机构包括布置在缺口横向两侧的夹紧板,夹紧板依次通过丝杆、丝杆减速机和传动箱与夹紧电机相连。待工件输送到缺口内后,通过缺口两侧的夹紧板对工件进行夹紧,进一步对工件进行固定,其具体步骤为:夹紧电机依次通过传动箱和丝杆减速机驱动丝杆转动,进而通过丝杆驱动夹紧板移动,完成对工件的夹紧。
进一步的是,所述夹紧板朝向缺口的一侧设置有防滑花纹。防滑花纹起到增大工件和夹紧板之间摩擦力的作用,提高对工件的固定效果。
进一步的是,所述工件输入机构包括水平布置的输入链板、布置在输入链板两端的第一主动链轮和第一从动链轮、与第一主动链轮相连的第一电机;所述工件输出机构包括水平布置的输出链板,布置在输出链板两端的第二主动链轮和第二从动链轮、与第二主动链轮相连的第二电机。在同一导轨上相邻两个变位装置的输入链板上,将工件放置在两个输入链板上,输入链板转动带动其上的工件做水平横向移动。在工件抵达缺口处,一个变位装置不动,另一个变位装置在轨道上移动,完成工件的水平纵向移动,将工件输送至缺口内;工件输出机构也是同理。
进一步的是,所述底座上设置有用于驱动工件输入机构在竖直方向上升降的第一升降机构和用于驱动工件输出机构在竖直方向上升降的第二升降机构。在工件的输入过程中,第一升降机构将工件输入机构升高,以便于输入链板上的工件顺利进入缺口;在工件固定在缺口内后,第一升降机构驱动工件输入机构下降,为工件焊接变位让出足够的空间,方便工件的转动;第二升降机构同理。
进一步的是,所述第一升降机构包括依次相连的第一升降电机、第一升降减速机和第一升降丝杆,第一升降电机布置在底座上,第一升降丝杆端部与工件输入机构相连;第二升降机构包括依次相连的第二升降电机、第二升降减速机和第二升降丝杆,第二升降电机布置在底座上,第二升降丝杆的端部与工件输出机构相连。布置在底座上的第一升降电机依次通过第一升降减速机和第一升降丝杆驱动工件输入机构在竖直方向上升降,其结构简单、操作方便。
进一步的是,还包括端定位机构,所述端定位机构包括布置在工件输入机构上的定位块。端定位机构用于工件的端定位,工件通过输入机构输送至缺口时,同轨道上的一个变位装置不动,另一个变位装置相向移动,将工件输送至缺口内,此时定位块起到限位和支撑作用。
进一步的是,所述工件输入机构上设置有用于驱动定位块在竖直方向上转动的转动机构;所述转动机构包括布置在工件输入机构上的连接座,定位块与连接座铰接,连接座上设置有依次铰接的气缸、第一连接板、第二连接板和升降杆,升降杆的顶部铰接有滑轮,升降杆通过滑轮与定位块相连;升降杆外侧设置有与连接座相连的直线轴承;连接座上设置有弹簧,弹簧一端与连接座相连,另一端与定位块相连。气缸伸出,驱动第一连接板和第二连接板转动,第二连接板转动到竖直状态,转动的过程中驱动其顶部的升降杆上升,升降杆抵住其上的定位块转动,定位块转动过程中向上移动,对工件起到限位和支撑作用。当工件固定在缺口内后,气缸缩回,驱动第一连接板和第二连接板转动,第二连接板转动到倾斜状态,转动的过程中驱动其顶部的升降杆下降,升降杆与定位块分离,在弹簧的作用下,定位块旋转,定位块旋转的过程中向下移动,为工件焊接变位让出足够的空间,方便工件的转动。
本发明的有益效果是:
1、本发明可实现对工件的自动翻转,从而获得更好的焊接姿态和更多的焊接可达性;全程自动化,无需工人参与,提高了生产效率、降低了人工劳动强度。
2、本发明通过缺口两侧的夹紧板对工件进行夹紧,进一步提高对缺口内工件的固定效果。
3、本发明的第一升降机构和第二升降机构可完成对工件输入机构和工件输入机构的升降,为工件焊接变位让出足够的空间,方便工件的转动,方便后序的焊接。
4、本发明可转动的定位机构对输入链板上的工件起到起到限位和支撑作用;同时也为工件焊接变位让出足够的空间,方便工件的转动,方便后序的焊接。
附图说明
图1是本发明的主视图。
图2是图1的背视图。
图3是图1的俯视图。
图4是图1的左视图。
图5是本发明的立体图。
图6是本发明转动机构的结构示意图。
图7是本发明辅助滚动机构的结构示意图。
图中标记为:
1、底座;2、行走机构;4、辅助滚动机构;5、夹紧机构;6、工件输入机构;7、工件输出机构;10、转动机构;
11、回转盘;12、缺口;13、垫块;14、定位块;15、导向轮;
21、行走电机;22、行星减速机;23、第一齿轮;
31、回转电机;32、回转减速机;33、第二齿轮;34、第二齿条;
41、支座;42、滚珠;
51、夹紧板;52、丝杆;53、丝杆减速机;54、传动箱;55、夹紧电机;
61、输入链板;62、第一主动链轮;63、第一电机;64、第一从动链轮;
71、输出链板;72、第二主动链轮;73、第二电机;74、第二从动链轮;
81、第一升降电机;82、第一升降减速机;83、第一升降丝杆;
91、第二升降电机;92、第二升降减速机;93、第二升降丝杆;
101、连接座;102、气缸;103、第一连接板;104、第二连接板;105、升降杆;106、滑轮;107、直线轴承;108、弹簧。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。
实施例一
参照图1~图5,本发明的用于轻型钢结构自动焊接生产流水线的变位系统,包括导轨和至少两个布置在导轨上的变位装置,所述变位装置包括底座1,底座1上设置有竖向布置的回转盘11和驱动回转盘11在竖直方向上转动的回转机构;底座1上设置有驱动变位装置在导轨上运行的行走机构2;回转盘11上设置有与工件匹配的槽形缺口12;底座所在回转盘的一侧布置有工件输入机构6,另一侧布置有工件输出机构7。本发明通过至少两个变位装置的工件输入机构将被焊接的工件输送到变位装置的回转盘前,再通过变位装置在轨道上移动将工件输送至回转盘上的缺口内,回转盘上的缺口对工件进行卡紧;回转机构驱动回转盘转动,带动缺口内的工件同步转动,以实现对工件的翻转,使工件可在竖直方向上任意角度翻转,以便对焊缝进行焊接,从而获得更好的焊接姿态和更多的焊接可达性,待工件焊接完成后通过工件输入机构将工件输送至下一工序。相比于传统行车配合翻转工件的方式而言,本发明通过变位装置实现对工件的自动翻转,全程自动化,无需工人参与,提高了生产效率、降低了人工劳动强度。
参照图1,本实施例的行走机构2包括布置在底座上依次连接在行走电机21、行星减速机22、第一齿轮23和第一齿条;所述回转机构包括布置在底座上依次连接的回转电机31、回转减速机32、第二齿轮33和布置在回转盘上与第二齿轮33匹配的第二齿条34。本发明的行走机构采用行星传动的方式,是目前市面上比较成熟的传动方式,其具有传动比大、运行平稳、传动效率高、体积小、结构紧凑等优点。回转机构的回转电机通过回转减速机驱动第二齿轮转动,进而驱动回转盘随第二齿条转动,完成回转盘的转动,其结构简单、操作方便。
参照图2,底座上设置有导向轮15,辅助回转盘转动,对回转盘起到导向作用。
参照图1,本实施例的工件输入机构6包括水平布置的输入链板61、布置在输入链板61两端的第一主动链轮62和第一从动链轮64、与第一主动链轮相连的第一电机63;所述工件输出机构7包括水平布置的输出链板71,布置在输出链板71两端的第二主动链轮72和第二从动链轮74、与第二主动链轮72相连的第二电机73。在同一导轨上相邻两个变位装置的输入链板上,将工件放置在两个输入链板上,输入链板转动带动其上的工件做水平横向移动。在工件抵达缺口处,一个变位装置不动,另一个变位装置在轨道上移动,完成工件的水平纵向移动,将工件输送至缺口内;工件输出机构也是同理。
参照图3和图7,本实施例在缺口12的内侧设置有垫块13;缺口12的底部设置有辅助滚动机构4;辅助滚动机构4包括支座41和铰接在支座41内的滚珠42。垫块使工件与回转盘接触更加柔和,起到一定的缓冲和防撞作用,对工件起到保护作用,避免工件损伤;此外,辅助滚动机构可使工件更加顺畅的输送至缺口内;辅助滚动机构将工件与回转盘的摩擦力方式变为滚动摩擦。
参照图2,本实施例在回转盘上设置有夹紧机构5;夹紧机构5包括布置在缺口横向两侧的夹紧板51,夹紧板51依次通过丝杆52、丝杆减速机53和传动箱54与夹紧电机55相连。待工件输送到缺口内后,通过缺口两侧的夹紧板对工件进行夹紧,进一步对工件进行固定,其具体步骤为:夹紧电机依次通过传动箱和丝杆减速机驱动丝杆转动,进而通过丝杆驱动夹紧板移动,完成对工件的夹紧。
本实施例在夹紧板51朝向缺口12的一侧设置有防滑花纹。防滑花纹起到增大工件和夹紧板之间摩擦力的作用,提高对工件的固定效果。
参照图1和图2,本实施例在底座1上设置有用于驱动工件输入机构6在竖直方向上升降的第一升降机构和用于驱动工件输出机构在竖直方向上升降的第二升降机构。所述第一升降机构包括依次相连的第一升降电机81、第一升降减速机82和第一升降丝杆83,第一升降电机81布置在底座1上,第一升降丝杆83的端部与工件输入机构6相连;第二升降机构包括依次相连的第二升降电机91、第二升降减速机92和第二升降丝杆93,第二升降电机91布置在底座1上,第二升降丝杆93的端部与工件输出机构7相连。在工件的输入过程中,第一升降机构将工件输入机构升高,以便于输入链板上的工件顺利进入缺口;在工件固定在缺口内后,第一升降机构驱动工件输入机构下降,为工件焊接变位让出足够的空间,方便工件的转动;第二升降机构同理。
参照图1和图4,本实施例还包括端定位机构,所述端定位机构包括布置在工件输入机构6上的定位块14。端定位机构用于工件的端定位,工件通过输入机构输送至缺口时,同轨道上的一个变位装置不动,另一个变位装置相向移动,将工件输送至缺口内,此时定位块起到限位和支撑作用。
参照图7,本实施例在工件输入机构6上设置有用于驱动定位块14在竖直方向上转动的转动机构10;所述转动机构10包括布置在工件输入机构上的连接座101,定位块14与连接座101铰接,连接座101上设置有依次铰接的气缸102、第一连接板103、第二连接板104和升降杆105,升降杆105的顶部铰接有滑轮106,升降杆105通过滑轮106与定位块14相连;升降杆外侧设置有与连接座相连的直线轴承107;连接座101上设置有弹簧108,弹簧108一端与连接座101相连,另一端与定位块14相连。气缸伸出,驱动第一连接板和第二连接板转动,第二连接板转动到竖直状态,转动的过程中驱动其顶部的升降杆上升,升降杆抵住其上的定位块转动,定位块转动过程中向上移动,对工件起到限位和支撑作用。当工件固定在缺口内后,气缸缩回,驱动第一连接板和第二连接板转动,第二连接板转动到倾斜状态,转动的过程中驱动其顶部的升降杆下降,升降杆与定位块分离,在弹簧的作用下,定位块旋转,定位块旋转的过程中向下移动,为工件焊接变位让出足够的空间,方便工件的转动。
工作原理:本发明的对工件的输入、输出和翻转是通过布置在同一导轨上的至少两个变位装置配合完成。首先根据工件的长度调整好两个变位装置之间的间距,工件通过上一工序输送至变位系统,工件的两端搭接在相邻两个变位装置的输入链板上,工件在输入链板上随输入链板同步移动。当移动至缺口位置时,一个变位装置与导轨进行固定,另一个变位装置朝向固定的变位装置移动,在定位块的抵合作用下,工件穿过固定的变位装置的缺口内,此时夹紧机构对缺口内的工件进行夹紧;转动机构运行,驱动定位块转动,为工件焊接变位让出足够的空间;同时工件输入机构和工件输出机构在第一升降机构和第二升降机构的驱动下下降,也为工件焊接变位让出足够的空间;接下来通过焊接机器人对工件进行焊接,回转机构可驱动工件随回转盘转动,从而获得更好的焊接姿态和更多的焊接可达性。焊接完成后,夹紧机构松开夹紧板,第二升降机构驱动工件输出机构上升,通过变位装置在导轨上移动,驱动工件输送至输出链板,输出链板将工件输送至下一工序。本发明可实现对工件的自动翻转,从而获得更好的焊接姿态和更多的焊接可达性;全程自动化,无需工人参与,提高了生产效率、降低了人工劳动强度。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。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 (8)
1.用于轻型钢结构自动焊接生产流水线的变位系统,其特征在于,包括导轨和至少两个布置在导轨上的变位装置,所述变位装置包括底座(1),底座(1)上设置有竖向布置的回转盘(11)和驱动回转盘(11)在竖直方向上转动的回转机构;
底座(1)上设置有驱动变位装置在导轨上运行的行走机构(2);
回转盘(11)上设置有与工件匹配的槽形缺口(12);
底座所在回转盘的一侧布置有工件输入机构(6),另一侧布置有工件输出机构(7);
还包括端定位机构,所述端定位机构包括布置在工件输入机构(6)上的定位块(14);
所述工件输入机构(6)上设置有用于驱动定位块(14)在竖直方向上转动的转动机构(10);
所述转动机构(10)包括布置在工件输入机构上的连接座(101),定位块(14)与连接座(101)铰接,连接座(101)上设置有依次铰接的气缸(102)、第一连接板(103)、第二连接板(104)和升降杆(105),升降杆(105)的顶部铰接有滑轮(106),升降杆(105)通过滑轮(106)与定位块(14)相连;升降杆外侧设置有与连接座相连的直线轴承(107);连接座(101)上设置有弹簧(108),弹簧(108)一端与连接座(101)相连,另一端与定位块(14)相连。
2.如权利要求1所述的用于轻型钢结构自动焊接生产流水线的变位系统,其特征在于,所述行走机构(2)包括布置在底座上依次连接在行走电机(21)、行星减速机(22)、第一齿轮(23)和第一齿条;
所述回转机构包括布置在底座上依次连接的回转电机(31)、回转减速机(32)、第二齿轮(33)和布置在回转盘上与第二齿轮(33)匹配的第二齿条(34)。
3.如权利要求1所述的用于轻型钢结构自动焊接生产流水线的变位系统,其特征在于,所述缺口(12)的内侧设置有垫块(13);缺口(12)的底部设置有辅助滚动机构(4);
辅助滚动机构(4)包括支座(41)和铰接在支座(41)内的滚珠(42)。
4.如权利要求1所述的用于轻型钢结构自动焊接生产流水线的变位系统,其特征在于,所述回转盘上设置有夹紧机构(5);
夹紧机构(5)包括布置在缺口横向两侧的夹紧板(51),夹紧板(51)依次通过丝杆(52)、丝杆减速机(53)和传动箱(54)与夹紧电机(55)相连。
5.如权利要求4所述的用于轻型钢结构自动焊接生产流水线的变位系统,其特征在于,所述夹紧板(51)朝向缺口(12)的一侧设置有防滑花纹。
6.如权利要求1所述的用于轻型钢结构自动焊接生产流水线的变位系统,其特征在于,所述工件输入机构(6)包括水平布置的输入链板(61)、布置在输入链板(61)两端的第一主动链轮(62)和第一从动链轮(64)、与第一主动链轮相连的第一电机(63);
所述工件输出机构(7)包括水平布置的输出链板(71),布置在输出链板(71)两端的第二主动链轮(72)和第二从动链轮(74)、与第二主动链轮(72)相连的第二电机(73)。
7.如权利要求1所述的用于轻型钢结构自动焊接生产流水线的变位系统,其特征在于,所述底座(1)上设置有用于驱动工件输入机构(6)在竖直方向上升降的第一升降机构和用于驱动工件输出机构在竖直方向上升降的第二升降机构。
8.如权利要求7所述的用于轻型钢结构自动焊接生产流水线的变位系统,其特征在于,所述第一升降机构包括依次相连的第一升降电机(81)、第一升降减速机(82)和第一升降丝杆(83),第一升降电机(81)布置在底座(1)上,第一升降丝杆(83)的端部与工件输入机构(6)相连;第二升降机构包括依次相连的第二升降电机(91)、第二升降减速机(92)和第二升降丝杆(93),第二升降电机(91)布置在底座(1)上,第二升降丝杆(93)的端部与工件输出机构(7)相连。
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