CN112809161A - 叶轮自动焊接设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供叶轮自动焊接设备，包括底座机箱和上料机构，上料机构设置在底座机箱一侧，底座机箱上设有旋转分度盘、旋合机构、超声波焊接机、视觉检测仪及动平衡测试仪，旋转分度盘上绕圆心等角度设有多个产品工装，旋合机构、超声波焊接机和视觉检测仪围绕旋转分度盘对准不同产品工装依次设置，动平衡测试仪设在视觉检测仪旁；上料机构和旋转分度盘之间设有上料机器人，旋转分度盘、动平衡测试仪和视觉测试仪之间设有下料机器人；上料机器人将叶轮的上下盖上料至产品工装上，产品工装旋转经过各设备依次对工件进行装配‑焊接‑检测工序，下料机器人对合格品和不良品分开下料，本设备自动化程度高，加工的叶轮同心度高，运行稳定性佳。
Description
技术领域
本发明属于自动焊接技术领域，尤其涉及一种叶轮自动焊接设备。
背景技术
风机是国内对气体压缩和气体输送机械的习惯简称，通常包括通风机、鼓风机、风力发电机等，叶轮是风机内最主要的结构部件之一，叶轮的焊接质量和焊接平衡度对风机整体性能的影响很大；叶轮包括上盖和下盖，在对叶轮进行焊接时，需要先将上盖和下盖准确对位后再进行，对位不佳的叶轮焊接后上下盖的中心互相偏移，当叶轮在风机内持续转动时，不平衡的旋转状态不仅会产生较大的噪声和工作振动，而且会导致叶轮的连接部因剧烈振动而松动，风机在这种情况下继续运行是十分危险的；因此生产一种能够同时对叶轮进行对位装配以及质量检测的自动焊接系统是十分必要的。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种用于叶轮上盖和下盖准确对位装配、焊接以及质量检测的叶轮自动焊接设备。
本发明的技术方案如下：叶轮自动焊接设备，包括底座机箱和上料机构，上料机构设置在底座机箱一侧，向底座机箱上方供料，所述底座机箱上设有旋转分度盘、旋合机构、超声波焊接机、视觉检测仪以及动平衡测试仪，旋转分度盘上绕圆心等角度设有多个产品工装，所述旋合机构、超声波焊接机和视觉检测仪围绕着旋转分度盘依次设置，其中旋合机构和超声波焊接机正对下方产品工装旋转的位置，动平衡测试仪设置在视觉检测仪旁；所述上料机构和旋转分度盘之间设有上料机器人，在旋转分度盘、动平衡测试仪和视觉测试仪之间设有下料机器人。
本方案为叶轮上盖和下盖的自动焊接提供了一体化的方案，依次包括上下盖的对心装配，装配后上下盖的超声波焊接，叶轮的视觉检测以及叶轮的动平衡检测，其中每个设备对准一个产品工装的设计有利于控制焊接的流水节拍，使整个焊接流程效率更高。
进一步的，所述上料机构由两个供料振动盘组成，两个供料振动盘分别用于叶轮上盖和叶轮下盖的上料，所述供料振动盘包括箱体、加料斗和供料滑槽，供料滑槽从箱体内向底座机箱上伸出，加料斗贯通设置在箱体另一侧面，通过加料斗进入箱体内的工件，在箱体的振动下落入供料滑槽内，并随着箱体与工件的持续振动，滑向供料滑槽末端；供料振动盘能够间歇性的振动，使加料斗内的工件随着供料滑槽向前移动，到达供料滑槽的前端，方便上料机器人进行上料。
进一步的，所述产品工装中心开设有对心圆孔，旋合机构包括立式滑槽、伺服电机、夹紧装置和同心定位机构，伺服电机滑动连接在立式滑槽上，伺服电机输出轴垂直向下对着旋转分度盘，夹紧装置固定连接在伺服电机输出轴上，产品工装转动时从夹紧装置正下方经过，所述同心定位机构设置在产品工装下方，同心定位机构能够向上升起穿过对心圆孔对产品工装上的工件进行同心对准。
此方案中，旋合机构将放置在产品工装上的上盖和下盖旋合牢固，上盖和下盖旋合的面上分别设有用以定位的多个凹点和凸点，将凹点和凸点旋转至互相配合的状态即可完成上下盖的对位；在旋合机构开始工作前，同心定位机构先将上盖和下盖同心对准，然后伺服电机降下夹紧装置，使夹紧装置压紧上盖，伺服电机驱动夹紧装置夹紧上盖旋转至上下盖内的凹凸点互相契合，完成上盖和下盖的装配。
进一步的，所述同心定位机构隔着旋转分度盘与夹紧装置相对设置，包括对心圆柱、升降滑台、垂直滑轨和基座，所述基座固定设置在底座机箱上，垂直滑轨固定连接在基座上，顶部安装有对心圆柱的升降滑台滑动连接在垂直滑轨上；随着升降滑台上下滑动，对心圆柱能够穿过对心圆孔，对产品工装上的工件进行对准。
进一步的，所述对心圆柱包括固定连接的上圆柱和下圆柱，下圆柱连接在升降滑台上，上圆柱连接在下圆柱的顶部端面上，上圆柱直径小于下圆柱直径，上圆柱与下圆柱同心设置。
同心定位机构通过对心圆柱的升降完成对上盖和下盖的对心，上盖与下盖盖合时，下盖放置在产品工装上，上盖和下盖的外径尺寸相等，下盖的中心圆孔直径大于上盖的中心圆孔直径；因此在定位时，将对心圆柱从下部伸入对心圆孔内，其中上圆柱伸入上盖的中心圆孔内，下圆柱扣入下盖的中心圆孔内，由于上圆柱与下圆柱同心设置，因此对心圆柱能使上盖和下盖之间同心对准。
进一步的，所述动平衡检测仪旁设有下料机构，下料机构包括设置在下料机器人和动平衡检测仪之间的合格品下料滑槽和不良品下料滑槽，以及设置在底座机箱外侧面的接料盒，所述接料盒从内部分隔成两格， 合格品下料滑槽与不良品下料滑槽的下端分别对着接料盒两格的上方，以便将合格品工件和不良品工件分开收集。
进一步的，所述上料机器人和下料机器人均为六轴机器人。
进一步的，所述上料机器人和下料机器人的夹取端均设有两个夹爪；上料机器人中的两个夹爪能够依次夹取上盖和下盖后，再将两个工件一起移动到产品工装处放下，由于下料机器人需要将焊接后的工件先移动到视觉检测仪中检测，将完成视觉检测的工件再次夹取至动平衡测试仪中进行动平衡检测，然后将完成动平衡检测的工件投掷到下料机构中，其前端配置两个夹爪能够减少机器人来回移动的频次，也能加快其检测和下料的节奏。
进一步的，所述旋转分度盘上绕圆心设有六个产品工装，相邻两个产品工装的与圆心夹角为60度。
进一步的，所述底座机箱上表面沿其边缘设有铁丝围挡，将底座机箱上各设备包围在内，铁丝围挡顶部固定连接有顶板。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明为叶轮的组装和焊接提供了系统化的加工方案，其中旋合机构能够在装配阶段保证叶轮上盖和下盖的对心准确度，准确契合的上下盖是焊接合格的前提；叶轮上下盖焊接完成后，需要依次通过视觉检测和动平衡检测后才能进行下料，视觉检测能够再一次检验上盖和下盖是否装配到位，动平衡检测通过具体检测数据更直观的反应上下盖的同心度，只有动平衡检测数据在10mg的误差范围内，焊接完成的叶轮才能被判断为合格产品；经过上述装配-焊接-检测过程产生的合格品叶轮同心度高，装配在风机内运转时噪音小，工作稳定性好，使用寿命长。
附图说明
图1 为本发明叶轮自动焊接设备内部结构的俯视图；
图2为本发明叶轮自动焊接设备的外观立体结构图；
图3为本发明叶轮自动焊接设备所焊接叶轮的结构图；
图4为本发明叶轮自动焊接设备中旋合机构的结构图；
图5为本发明叶轮自动焊接设备中同心定位机构的结构图；
图中标记为：底座机箱1、铁丝围挡11、顶板12、上料机构2、上料六轴机器人21、供料振动盘22、箱体221、加料斗222、供料滑槽223、旋转分度盘3、产品工装31、对心圆孔311、旋合机构4、立式滑槽41、伺服电机42、夹紧装置43、同心定位机构44、对心圆柱441、上圆柱441-a、下圆柱441-b、升降滑台442、垂直滑轨443、基座444、超声波焊接机5、视觉检测仪6、动平衡测试仪7、下料机构8、下料六轴机器人81、合格品下料滑槽82、不良品下料滑槽83、接料盒84、叶轮9、叶轮上盖91、叶轮下盖92。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的描述。
如图3所示为叶轮的上盖91和下盖92，本发明叶轮自动焊接设备用于叶轮上盖91和下盖92的对准组装、超声波焊接、以及对准度和平衡度这两个指标的检验，检验后合格品与不良品将会分别收集。图中叶轮上盖91和下盖92的外径相等，叶轮上盖91的中心孔径远小于下盖92的中心孔径，上盖91的底面绕圆心设有三个凸点，相应的，下盖上开设有能够与三个凸点契合的三个圆孔或凹坑，在焊接之前，需要先将三个凹凸点一一对准插接，完成上盖91和下盖92的预组装后，才能够移送到焊接工站进行焊接。
如图1-2所示，本发明叶轮自动焊接设备，包括底座机箱1和上料机构2，上料机构2设置在底座机箱1一侧，向底座机箱1上方供料，所述底座机箱1上设有旋转分度盘3、旋合机构4、超声波焊接机5、视觉检测仪6以及动平衡测试仪7，旋转分度盘3上绕圆心等角度设有多个产品工装31，所述旋合机构4、超声波焊接机5和视觉检测仪7围绕着旋转分度盘3对准不同的产品工装31依次设置，动平衡测试仪7设置在视觉检测仪7旁。
所述上料机构2和旋转分度盘3之间设有上料六轴机器人21，其夹取端设有两个夹爪，上料机构2由两个供料振动盘22组成，两个供料振动盘22分别用于叶轮上盖91和叶轮下盖92的上料，所述供料振动盘22包括箱体221、加料斗222和供料滑槽223，供料滑槽223从箱体221内向底座机箱1上伸出，加料斗222贯通设置在箱体221另一侧面，通过加料斗222进入箱体221内的工件，在箱体221的振动下落入供料滑槽223内，并随着箱体221与工件的持续振动，滑向供料滑槽223末端；上料时，供料振动盘22能够间歇性的振动，使加料斗222内的工件随着供料滑槽223向前移动，到达供料滑槽223的前端，上料六轴机器人21的两个夹爪分别夹取两个供料滑槽223前端的上盖91和下盖92，然后将上盖91和下盖92一次性叠放到同一个产品工装31上，完成上料。
所述旋转分度盘3上绕圆心设有六个旋合工31位，相邻两个产品工装31的与圆心夹角为60度，每个产品工装31中心处开设有对心圆孔311，旋转分度盘3带着各个产品工装31绕其中心旋转，依次经过各个设备。
如图4-5所示，所述旋合机构4包括立式滑槽41、伺服电机42、夹紧装置43和同心定位机构44，伺服电机42滑动连接在立式滑槽41上，伺服电机42输出轴垂直向下对着旋转分度盘3，夹紧装置43固定连接在伺服电机42输出轴上，产品工装31转动时从夹紧装置43正下方经过，同心定位机构44设置在产品工装31下方，同心定位机构44能够向上升起穿过对心圆孔311对产品工装31上的工件进行同心对准；具体的，同心定位机构44隔着旋转分度盘3与夹紧装置43相对设置，包括对心圆柱441、升降滑台442、垂直滑轨443和基座444，所述基座444固定设置在底座机箱1上，垂直滑轨443固定连接在基座444上，顶部安装有对心圆柱441的升降滑台442滑动连接在垂直滑轨443上，对心圆柱44包括固定连接的上圆柱441-a和下圆柱441-b，下圆柱441-b连接在升降滑台442上，上圆柱441-a连接在下圆柱441-b的顶部端面上，上圆柱441-a直径小于下圆柱441-b直径，上圆柱441-a与下圆柱441-b同心设置，上圆柱441-a与上盖91的中心圆孔间隙配合，下圆柱441-b与下盖92的中心圆孔间隙配合，因此对心圆柱441上升穿过下盖92和上盖91时，能够将上盖91、下盖92及产品工装31均调整至同心状态。
在旋转分度盘3、动平衡测试仪7和视觉测试仪6之间设有下料六轴机器人81，下料六轴机器人81的夹取端也设有两个夹爪，由于下料六轴机器人81需要将焊接后的叶轮9先移动到视觉检测仪6中检测，将完成视觉检测的叶轮9再次夹取至动平衡测试仪7中进行动平衡度检测，然后将完成动平衡检测的叶轮9投掷到下料机构8中，其前端配置两个夹爪能够减少机器人来回移动的频次，也能加快其检测和下料的节奏。
所述动平衡检测仪7旁设有下料机构8，下料机构8包括设置在下料六轴机器人81和动平衡检测仪7之间的合格品下料滑槽82和不良品下料滑槽83，以及设置在底座机箱1外侧面的接料盒84，所述接料盒84从内部分隔成两格，合格品下料滑槽82与不良品下料滑槽83的下端分别对着接料盒84两格的上方，以便将合格品工件和不良品工件分开收集。
进一步的，为了保护设置在底座机箱1上的各个设备，所述底座机箱1上表面沿其边缘设有铁丝围挡11，将底座机箱1上各设备包围在内，铁丝围挡11顶部固定连接有顶板12。
本发明叶轮自动焊接设备的工作过程：装载了叶轮上盖91和下盖92的两个供料振动盘22间歇振动，将上盖91和下盖92向前输送至底座机箱1上方的供料槽道223上，上料六轴机器人21分别夹取上盖91和下盖92，将其叠放到同一个空置的产品工装31上，产品工装31每次旋转60度停止，叠放了叶轮9的产品工装31转动到旋合机构4处停止，同心定位机构44上升穿过旋转分度盘3及产品工装31，将上盖91和下盖92调整至同心状态，然后伺服电机42带动夹紧装置43下降，使夹紧装置43压紧上盖后，伺服电机42驱动夹紧装置43夹紧上盖91旋转至上下盖内的凹凸点互相契合，完成上盖91和下盖92的预装配；产品工装31再次旋转至超声波焊接机5下方，超声波焊接机5对上盖91和下盖92进行超声波焊接，焊接完毕后产品工装31旋转至靠近视觉检测仪6处，下料六轴机器人81从产品工装31上取下工件，放入视觉检测仪6进行对准度的检测，检测合格则再取下放入动平衡测试仪7中检测平衡度，检测不合格则通过不良品下料滑槽83进入接料盒中的不良品框内，进入动平衡测试仪7中检测的叶轮9应在10mg的平衡度误差范围内的，下料六轴机器人81将其投掷到接料盒84内的合格品框内，超过此误差范围的，下料六轴机器人81将其投掷到接料盒84内的不良品框内。
以上所述，仅为本发明较佳的几个实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化和替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (10)
1.叶轮自动焊接设备，包括底座机箱和上料机构，其特征在于：上料机构设置在底座机箱一侧，向底座机箱上方供料，所述底座机箱上设有旋转分度盘、旋合机构、超声波焊接机、视觉检测仪以及动平衡测试仪，旋转分度盘上绕圆心等角度设有多个产品工装，所述旋合机构、超声波焊接机和视觉检测仪围绕着旋转分度盘依次设置，其中旋合机构和超声波焊接机正对下方产品工装旋转的位置，动平衡测试仪设置在视觉检测仪旁；所述上料机构和旋转分度盘之间设有上料机器人，在旋转分度盘、动平衡测试仪和视觉测试仪之间设有下料机器人。
2.根据权利要求1所述的叶轮自动焊接设备，其特征在于：所述上料机构由两个供料振动盘组成，两个供料振动盘分别用于叶轮上盖和叶轮下盖的上料，所述供料振动盘包括箱体、加料斗和供料滑槽，供料滑槽从箱体内向底座机箱上伸出，加料斗贯通设置在箱体另一侧面，通过加料斗进入箱体内的工件，在箱体的振动下落入供料滑槽内，并随着箱体与工件的持续振动，滑向供料滑槽末端。
3.根据权利要求1所述的叶轮自动焊接设备，其特征在于：所述产品工装中心开设有对心圆孔，旋合机构包括立式滑槽、伺服电机、夹紧装置和同心定位机构，伺服电机滑动连接在立式滑槽上，伺服电机输出轴垂直向下对着旋转分度盘，夹紧装置固定连接在伺服电机输出轴上，产品工装转动时从夹紧装置正下方经过，所述同心定位机构设置在产品工装下方，同心定位机构能够向上升起穿过对心圆孔对产品工装上的工件进行同心对准。
4.根据权利要求3所述的叶轮自动焊接设备，其特征在于：所述同心定位机构隔着旋转分度盘与夹紧装置相对设置，包括对心圆柱、升降滑台、垂直滑轨和基座，所述基座固定设置在底座机箱上，垂直滑轨固定连接在基座上，顶部安装有对心圆柱的升降滑台滑动连接在垂直滑轨上；随着升降滑台上下滑动，对心圆柱能够穿过对心圆孔，对产品工装上的工件进行对准。
5.根据权利要求4所述的叶轮自动焊接设备，其特征在于：所述对心圆柱包括固定连接的上圆柱和下圆柱，下圆柱连接在升降滑台上，上圆柱连接在下圆柱的顶部端面上，上圆柱直径小于下圆柱直径，上圆柱与下圆柱同心设置。
6.根据权利要求1所述的叶轮自动焊接设备，其特征在于：所述动平衡检测仪旁设有下料机构，下料机构包括设置在下料机器人和动平衡检测仪之间的合格品下料滑槽和不良品下料滑槽，以及设置在底座机箱外侧面的接料盒，所述接料盒从内部分隔成两格， 合格品下料滑槽与不良品下料滑槽的下端分别对着接料盒两格的上方，以便将合格品工件和不良品工件分开收集。
7.根据权利要求1所述的叶轮自动焊接设备，其特征在于：所述上料机器人和下料机器人均为六轴机器人。
8.根据权利要求7所述的叶轮自动焊接设备，其特征在于：所述上料机器人和下料机器人的夹取端均设有两个夹爪。
9.根据权利要求1所述的叶轮自动焊接设备，其特征在于：所述旋转分度盘上绕圆心设有六个产品工装，相邻两个产品工装的与圆心夹角为60度。
10.根据权利要求1所述的叶轮自动焊接设备，其特征在于：所述底座机箱上表面沿其边缘设有铁丝围挡，将底座机箱上各设备包围在内，铁丝围挡顶部固定连接有顶板。
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| CN112809161B (zh) | 2023-12-15 |
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Legal Events
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