CN113751891B - 保温杯烘干分杯压焊缝一体机 - Google Patents

保温杯烘干分杯压焊缝一体机 Download PDF

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Abstract

本发明公开了保温杯烘干分杯压焊缝一体机,涉及加工制造业领域;一体机至少包括:烘干结构、激光切割结构、压焊缝结构和柔性夹爪结构;所述柔性夹爪结构将经过所述烘干结构烘干后的杯体置于所述激光切割结构中,供所述激光切割结构执行分杯操作;同时,所述柔性夹爪结构将分杯后的杯体移动至所述压焊缝结构中,供所述压焊缝结构执行压焊缝操作;实现了高精度、高集成、高效率、杯体保护完好的多步骤保温杯的智能化制造。

Description

保温杯烘干分杯压焊缝一体机
技术领域
本公开涉及加工制造业领域,具体涉及保温杯烘干分杯压焊缝一体机。
背景技术
在当前的加工制造业中,保温杯的加工制造实现了半自动化的水平。一般而言,现有工艺中首先需要对钢管进行水压成型,然后烘干、分杯、压焊缝由人工操作独立的机组,并通过人工的方式完成多个步骤的串联。在一些情况下,生产线可以使用传送带来辅助多个机组件保温杯部件的传送。柔性制造在保温杯的加工制造中正变得越发迫切,保温杯的内部加工工艺虽然较为固定,但多样性的设计和不同的尺寸经常要求生产线进行快速的适配以满足多样化的订单需求,这意味着上述半自动化的、由人工操作的独立机组的方式在每次适配时需要增加成本。而上述保温杯的烘干、分杯、压焊缝的工艺顺序较为固定且前后衔接需要短时间内完成,这意味着开发一种自动化一体烘干、分杯、压焊缝的自动化生产线,并且能够支持柔性制造的自动化保温杯生产线将大幅度提高工厂的生产效率和对多样化订单的适配性。
发明内容
针对现有技术中的上述技术问题,本公开实施例提出了保温杯烘干分杯压焊缝一体机,能够解决现有技术中存在的保温杯半自动化加工精度低、成本高、时间长、生产效率低以及无法适应订单多样化等问题。
本公开实施例提供了保温杯烘干分杯压焊缝一体机,至少包括:烘干结构、激光切割结构、压焊缝结构和柔性夹爪结构;
所述柔性夹爪结构将经过所述烘干结构烘干后的杯体置于所述激光切割结构中,供所述激光切割结构执行分杯操作;同时,所述柔性夹爪结构将分杯后的杯体移动至所述压焊缝结构中,供所述压焊缝结构执行压焊缝操作。
在一些实施例中,所述柔性夹爪结构至少包括左软爪和右双软爪;
所述左软爪将烘干后的杯体放入所述激光切割结构中;同时,所述右双软爪将分杯后的杯体移动至所述压焊缝结构中。
在一些实施例中,所述柔性夹爪结构还包括转轴及与所述转轴连接的旋转气缸;
所述左软爪在初始位置夹持烘干后的杯体,同时,所述右双软爪夹持分杯后的杯体,在退后的同时所述转轴旋转九十度,所述杯体变为水平状态,两个所述旋转气缸将所述杯体旋转至杯口朝上;当所述左软爪移动至激光结构时,所述右双软爪移动至所述压焊缝结构。
在一些实施例中,所述烘干结构至少包括上夹爪、内烘干管道、下夹座以及风刀。
在一些实施例中,所述下夹座夹紧待烘干杯体下端,所述上夹爪夹持所述待烘干杯体上端;风刀将产生的气流持续传输给所述待烘干杯体,并通过所述内烘干管道持续向所述待烘干杯体内部通气烘干。
在一些实施例中,所述上夹爪和所述下夹座中设有快换器。
在一些实施例中,所述激光切割结构至少包括气动夹爪、下支座、吸渣器、激光模组;其中,所述下支座中设有花瓣型杯体弹簧。
在一些实施例中,所述花瓣型杯体弹簧夹持待分杯杯体下端,所述气动夹爪卡住所述待分杯杯体上端并带动所述花瓣型杯体弹簧旋转,激光模组移动至预设切割位置执行切割操作,所述吸渣器贴近激光切割点执行吸渣操作。
在一些实施例中,所述压焊缝结构至少包括压缝轮部件、增压缸、水平油缸和升降气缸;所述升降气缸将压缝轮部件升起,在所述增压缸的作用下所述压缝轮部件靠近分杯后的杯体,并压向所述杯体的焊缝,完成压焊缝操作。
在一些实施例中,所述压焊缝结构可被替换为无需压缝结构。
本公开实施例的有益效果是:本公开提出的保温杯烘干分杯压焊缝一体机,通过特别设计的柔性夹爪结构工作流程以及将与柔性夹爪结构配合工作的烘干结构、激光切割结构、压焊缝结构集成起来,实现了高精度、高集成、高效率、杯体保护完好的多步骤保温杯的智能化制造,并且实现了夹爪运动步骤最小化;同时,柔性夹爪结构能够对不同尺寸的保温杯都能实现稳定的抓取和精准的放置,能够实现高效的保温杯柔性制造;而且,本发明的一体机仅仅需要更换少数模具,就能够快速适配不同的保温杯尺寸,无需任何人工干预,极大地节约生产成本和用人成本。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本公开的特征和优点,附图是示意性的而不应理解为对本公开进行任何限制,在附图中:
图1是根据本公开的一些实施例所示的保温杯烘干分杯压焊缝一体机结构示意图;
图2是根据本公开的一些实施例所示的烘干结构示意图;
图3是根据本公开的一些实施例所示的上夹爪中快换器结构示意图;
图4是根据本公开的一些实施例所示的下夹座模组中快换器结构示意图;
图5-图6是根据本公开的一些实施例所示的柔性夹爪结构示意图;
图7是根据本公开的一些实施例所示的激光切割机构结构示意图;
图8是根据本公开的一些实施例所示的激光切割机构中下支座部件结构示意图;
图9是根据本公开的一些实施例所示的压焊缝结构示意图;
图10是根据本公开的一些实施例所示的无需压缝结构示意图。
具体实施方式
在下面的详细描述中,通过示例阐述了本公开的许多具体细节,以便提供对相关披露的透彻理解。然而,对于本领域的普通技术人员来讲,本公开显而易见的可以在没有这些细节的情况下实施。应当理解的是,本公开中使用“系统”、“装置”、“单元”和/或“模块”术语,是用于区分在顺序排列中不同级别的不同部件、元件、部分或组件的一种方法。然而,如果其他表达式可以实现相同的目的,这些术语可以被其他表达式替换。
应当理解的是,当设备、单元或模块被称为“在……上”、“连接到”或“耦合到”另一设备、单元或模块时,其可以直接在另一设备、单元或模块上,连接或耦合到或与其他设备、单元或模块通信,或者可以存在中间设备、单元或模块,除非上下文明确提示例外情形。例如,本公开所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关所列条目的任何一个和所有组合。
本公开所用术语仅为了描述特定实施例,而非限制本公开范围。如本公开说明书和权利要求书中所示,除非上下文明确提示例外情形,“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数,也可包括复数。一般说来,术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件,而该类表述并不构成一个排它性的罗列,其他特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件也可以包含在内。
参看下面的说明以及附图,本公开的这些或其他特征和特点、操作方法、结构的相关元素的功能、部分的结合以及制造的经济性可以被更好地理解,其中说明和附图形成了说明书的一部分。然而,可以清楚地理解,附图仅用作说明和描述的目的,并不意在限定本公开的保护范围。可以理解的是,附图并非按比例绘制。
本公开中使用了多种结构图用来说明根据本公开的实施例的各种变形。应当理解的是,前面或下面的结构并不是用来限定本公开。本公开的保护范围以权利要求为准。
在当前的加工制造业中,保温杯的加工制造实现了半自动化的水平。一般而言,现有工艺中首先需要对钢管进行水压成型,然后烘干、分杯、压焊缝由人工操作独立的机组,并通过人工的方式完成多个步骤的串联。在一些情况下,生产线可以使用传送带来辅助多个机组件保温杯部件的传送。柔性制造在保温杯的加工制造中正变得越发迫切,保温杯的内部加工工艺虽然较为固定,但多样性的设计和不同的尺寸经常要求生产线进行快速的适配以满足多样化的订单需求,这意味着上述半自动化的、由人工操作的独立机组的方式在每次适配时需要增加成本。而上述保温杯的烘干、分杯、压焊缝的工艺顺序较为固定且前后衔接需要短时间内完成,这意味着开发一种自动化一体烘干、分杯、压焊缝的自动化生产线,并且能够支持柔性制造的自动化保温杯生产线将大幅度提高工厂的生产效率和对多样化订单的适配性。
为解决上述技术问题,本公开实施例公开了一种保温杯水涨后的自动化烘干除水、分杯、压焊缝一体化的全自动化设备,如图1所示,至少包括:烘干结构、激光切割结构、压焊缝结构和柔性夹爪结构;
所述柔性夹爪结构将经过所述烘干结构烘干后的杯体置于所述激光切割结构中,供所述激光切割结构执行分杯操作;同时,所述柔性夹爪结构将分杯后的杯体移动至所述压焊缝结构中,供所述压焊缝结构执行压焊缝操作。
在一些实施例中,所述柔性夹爪结构至少包括左软爪和右双软爪;
所述左软爪将烘干后的杯体放入所述激光切割结构中;同时,所述右双软爪将分杯后的杯体移动至所述压焊缝结构中。
在一些实施例中,所述柔性夹爪结构还包括转轴及与所述转轴连接的旋转气缸;
所述左软爪在初始位置夹持烘干后的杯体,同时,所述右双软爪夹持分杯后的杯体,在退后的同时所述转轴旋转九十度,所述杯体变为水平状态,两个所述旋转气缸将所述杯体旋转至杯口朝上;当所述左软爪移动至激光结构时,所述右双软爪移动至所述压焊缝结构。
在一些实施例中,所述烘干结构至少包括上夹爪、内烘干管道、下夹座以及风刀。
在一些实施例中,所述下夹座夹紧待烘干杯体下端,所述上夹爪夹持所述待烘干杯体上端;风刀将产生的气流持续传输给所述待烘干杯体,并通过所述内烘干管道持续向所述待烘干杯体内部通气烘干。
在一些实施例中,所述上夹爪和所述下夹座中设有快换器。
在一些实施例中,所述激光切割结构至少包括气动夹爪、下支座、吸渣器、激光模组;其中,所述下支座中设有花瓣型杯体弹簧。
在一些实施例中,所述花瓣型杯体弹簧夹持待分杯杯体下端,所述气动夹爪卡住所述待分杯杯体上端并带动所述花瓣型杯体弹簧旋转,激光模组移动至预设切割位置执行切割操作,所述吸渣器贴近激光切割点执行吸渣操作。
在一些实施例中,所述激光切割结构还包括吸渣杆升降滑台和吸渣杆平移滑台;当激光模组移动至预设切割位置执行切割操作时,吸渣器在所述吸渣杆升降滑台的作用下升起,通过激光模组中的激光传感器找到杯体内部的焊缝处,并通过吸渣杆平移滑台的作用,使得吸渣器将吸渣头贴近激光切割点。
在一些实施例中,所述压焊缝结构至少包括压缝轮部件、增压缸、水平油缸和升降气缸。
在一些实施例中,所述升降气缸将压缝轮部件升起,在所述增压缸的作用下所述压缝轮部件靠近分杯后的杯体,并压向所述杯体的焊缝,完成压焊缝操作。
在一些实施例中,所述压焊缝结构可被替换为无需压缝结构。
在一些实施例中,如图2所示,烘干结构至少包括上夹爪及上夹爪垂直滑台模组、内烘干管道、垂直滑台模组、下夹座模组、风刀及风道垂直滑台模组;其中,风刀优选为环形风刀;
具体地,机器人将水胀后的杯体放入至下夹座,在气缸的带动下下夹座模组夹紧,上夹爪将其夹持;压缩空气经气口进入环形型腔后对空气进行节流得到高速气体,高速气体沿着风刀向杯体以一个斜角喷射,在另一侧未受高速气体喷射的中心位置会产生一个低压区域,这个低压区域会迫使周围大量空气同泻出的气流一道流向空气环的另一侧,当气流离开风刀时会产生一个360°的圆锥形圆环气流,这股均匀强大的气流就可以持续稳定的通过风刀传输给需要烘干的杯体,同时与上夹爪固定的内烘干管道从杯体上部持续通气穿过杯体将杯体内部烘干,良好的烘干系统保证每一个通过的杯体的烘干。烘干后上夹爪与风刀在对应垂直滑台模组的作用下分别升起,由柔性夹爪结构将烘干的烘干后杯体放置到激光切割结构处的支座上。
在一些实施例中,如图3和图4所示,上夹爪及下夹座模组中都设有快换器,可以使得机台在变量最小的情况下快速适应不同杯体。
在一些实施例中,如图5-图6所示,柔性夹爪结构至少包括气缸丝杆滑台组、柔性软爪、转轴及气缸;其中,气缸丝杆滑台组至少包括高精度丝杆、水平滑台模组和垂直滑台模组;气缸至少包括旋转气缸和伸缩气缸;柔性软爪至少包括左软爪和右双软爪,右双软爪的两只软爪分别与旋转气缸连接;伸缩气缸一端与旋转气缸连接,另一端连接转轴。
进一步地,左软爪在初始位置夹持烘干后的杯体平移到激光切割结构,与此同时,右双软爪上前夹持激光分杯后杯体,在退后的同时转轴旋转九十度,杯体一分二变为水平状态,此时两个旋转气缸旋转至口朝上,两个分杯后杯体分开,底朝下,当左软爪移动至激光切割结构时,右双软爪移动至压焊缝结构。
在一些实施例中,如图7所示,激光切割结构至少包括气动夹爪及旋转部件,垂直滑台模组,激光模组及其水平垂直双模组,下支座部件,吸渣器及垂直滑台模组。
其中,如图8所示,下支座部件至少包括花瓣型杯体弹簧、顶杆、转换支座、升降气缸、中央旋转平台、激光传感器、顶杆支座、吸渣头、吸渣升杆、吸渣杆升降滑台以及吸渣杆平移滑台;具体地,通过在气缸控制顶杆支座的升降使得顶杆将花瓣型杯体弹簧撑起达到夹持保温杯杯体的效果,当顶杆降下时,弹簧依靠自身弹性自动夹紧,花瓣型杯体弹簧通过顶杆升起同步给每一个瓣爪同等的压力控制开合,保证了多个加持瓣的同步开合,相比传统所用的三爪卡盘,定心效果更好,可以保证激光分杯位的精度。不同的杯型通可通过更换对应尺寸的快换支座和花瓣型杯体弹簧便可轻松应对。
当左软爪将烘干后杯体放入激光切割结构中的分杯支撑座,气动夹爪在滑台模组的带动下下降,卡住待分杯杯体上端并带动其同下部固定花瓣型杯体弹簧的高精度中空旋转平台同步旋转,激光器通过水平垂直双模组移动到切割位置开始切割,吸渣器在滑台模组的作用下升起,通过激光传感器找到杯体内部的焊缝处,吸渣杆平移滑台将吸渣头贴近激光切割点,进一步减少粉尘和熔渣的扩展,保护杯壁,进行吸渣作业,将激光切割产生的碎屑吸出,切割完成后,吸渣升杆降下,气缸带动顶杆支座升起撑开花瓣型杯体弹簧松开杯体,右双软爪夹持分杯后杯体平移至压焊缝结构进行压焊缝作业。
在一些实施例中,如图9所示,压焊缝结构至少包括压缝轮部件、分体式气液增压缸、水平油缸和升降气缸。完成分杯后,右双软爪将分杯后的杯体放入压焊缝结构杯座固定,升降气缸将压缝轮组升起,在增压缸的作用下压缝轮组向分杯后杯体靠近,压向水杯的焊缝,滚压轮轴和滚压轮通过气缸垂直推拉,可实现垂直上下往复运动,实现自动化滚压平整对接焊缝,完成压焊缝工序。
分体式气液增压缸比传统的液压更环保清洁且维护简单。压焊缝结构组成简单,使用方便安全,但如果将其独立成一个工位,将对整体生产线的效率产生一个消极影响,所以本发明将以模块化设计其集成在此一体机节约了工序时间,节省了机台及其位置成本。压焊缝结构通过对焊缝不平整表面进行直线滚压,消除了焊接所产生的焊疤,可以得到光滑平整的焊缝,保证了杯体美观的同时提高了焊缝的机械强度。
可选地,如图10所示,对于无需压焊缝的杯体管材同时设计了一种无需压缝结构,在不调整后道工序的情况下可以替代压焊缝结构。其中,无需压缝结构至少包括位置调整滑轨、位置感应传感器和杯座。对于杯座的位置也可以通过位置调整滑轨来进行灵活改变,对不同类型的杯型也有着更高的适应性。
在上述过程中,烘干后的杯体被置于激光切割工位,而同时分杯后的杯体被从激光切割工位移至到压焊缝工位。整个流程在一次移动中完成两道工序的搬运工作,并串联了烘干、分杯、压焊缝的一整套三个工艺动作,实现了高精度、高集成、杯体保护完好的多步骤保温杯的智能化制造,并且实现了夹具运动步骤最小化。
本公开实施例公开的保温杯烘干分杯压焊缝一体机,将烘干结构、激光分杯结构和压焊缝结构集成起来,解决了目前保温杯同类型工序繁琐的机台布置,省去了所需大量人力物力成本,同时提升了工作效率节约时间成本;所有内部搬运的夹爪皆使用柔性软体夹爪,其包覆式轻柔抓取不会损伤杯体,有很强的适应性和稳定性,不会造成安全风险,通用性强,异形抓持稳定,可抓取不同尺寸的杯体,避免了传统刚性夹爪对杯体造成的划伤,保护杯体表面的美观,也避免了人工在工位的高温等危险环境下工作;对于压焊缝结构采用了模块化设计,对于无需压缝的保温杯管材可以免去压焊缝的一步,在对结构进行最小改造的情况下适应多种工作条件得到适应;激光切割结构中的吸渣头除了能够执行上升动作外,还增设了一个吸渣杆平移滑台使得吸渣头能够执行平移动作,当激光切割器靠近焊接处时,吸渣器升起,吸渣头与切割点呈水平状态,之后在平移滑台的作用下,吸渣头贴近杯壁,尽量靠近激光切割点,进一步减少粉尘和熔渣的扩展,保护杯子内壁。
综上所述,本公开提出了保温杯烘干分杯压焊缝一体机,通过特别设计的柔性夹爪结构工作流程以及将与柔性夹爪结构配合工作的烘干结构、激光切割结构、压焊缝结构集成起来,实现了高精度、高集成、高效率、杯体保护完好的多步骤保温杯的智能化制造,并且实现了夹爪运动步骤最小化;同时,柔性夹爪结构能够对不同尺寸的保温杯都能实现稳定的抓取和精准的放置,能够实现高效的保温杯柔性制造;而且,本发明的一体机仅仅需要更换少数模具,就能够快速适配不同的保温杯尺寸,无需任何人工干预,极大地节约生产成本和用人成本。
应当理解的是,本公开的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本公开的原理,而不构成对本公开的限制。因此,在不偏离本公开的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本公开的保护范围之内。此外,本公开所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (1)

1.保温杯烘干分杯压焊缝一体机,其特征在于,至少包括:烘干结构、激光切割结构、压焊缝结构、柔性夹爪结构和机器人;
所述柔性夹爪结构将经过所述烘干结构烘干后的杯体置于所述激光切割结构中,供所述激光切割结构执行分杯操作;同时,所述柔性夹爪结构将分杯后的杯体移动至所述压焊缝结构中,供所述压焊缝结构执行压焊缝操作;
所述柔性夹爪结构至少包括左软爪和右双软爪;
所述左软爪将烘干后的杯体放入所述
激光切割结构中;同时,所述右双软爪将分杯后的杯体移动至所述压焊缝结构中;
所述柔性夹爪结构还包括转轴及与所述转轴连接的旋转气缸;
所述左软爪在初始位置夹持烘干后的杯体,同时,所述右双软爪夹持分杯后的杯体,在退后的同时所述转轴旋转九十度,所述杯体变为水平状态,两个所述旋转气缸将所述杯体旋转至杯口朝上;当所述左软爪移动至激光结构时,所述右双软爪移动至所述压焊缝结构;
所述烘干结构至少包括上夹爪、内烘干管道、下夹座以及风刀;
所述下夹座夹紧待烘干杯体下端,所述上夹爪夹持所述待烘干杯体上端;风刀将产生的气流持续传输给所述待烘干杯体,并通过所述内烘干管道持续向所述待烘干杯体内部通气烘干;
所述上夹爪和所述下夹座中设有快换器;
所述激光切割结构至少包括气动夹爪、下支座、吸渣器、激光模组;其中,所述下支座中设有花瓣型杯体弹簧;
所述花瓣型杯体弹簧夹持待分杯杯体下端,所述气动夹爪卡住所述待分杯杯体上端并带动所述花瓣型杯体弹簧旋转,激光模组移动至预设切割位置执行切割操作,所述吸渣器贴近激光切割点执行吸渣操作;
所述压焊缝结构至少包括压缝轮部件、增压缸、水平油缸和升降气缸;所述升降气缸将压缝轮部件升起,在所述增压缸的作用下所述压缝轮部件靠近分杯后的杯体,并压向所述杯体的焊缝,完成压焊缝操作;
所述风刀为环形风刀;
所述机器人将水胀后的杯体放入至下夹座,在气缸的带动下下夹座模组夹紧,上夹爪将其夹持;压缩空气经气口进入环形型腔后对空气进行节流得到高速气体,高速气体沿着风刀向杯体以一个斜角喷射,在另一侧未受高速气体喷射的中心位置会产生一个低压区域,这个低压区域会迫使周围大量空气同泻出的气流一道流向空气环的另一侧,当气流离开风刀时会产生一个360°的圆锥形圆环气流,这股均匀强大的气流就可以持续稳定的通过风刀传输给需要烘干的杯体,同时与上夹爪固定的内烘干管道从杯体上部持续通气穿过杯体将杯体内部烘干,良好的烘干系统保证每一个通过的杯体的烘干;烘干后上夹爪与风刀在对应垂直滑台模组的作用下分别升起,由柔性夹爪结构将烘干的烘干后杯体放置到激光切割结构处的支座上。
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