CN115256984A - 线盘盖板全自动超声焊接装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了线盘盖板全自动超声焊接装置，包括：注塑机；线盘抓取机械手，所述线盘抓取机械手用于抓取从注塑机出口排出的线盘；线盘冷却输送带，所述线盘冷却输送带用于接收和运输由线盘抓取机械手释放的线盘；焊接控制台；线盘定位机构；三维移动机构，所述三维移动机构安装于焊接控制台上；盖板上料机构；盖板承载台；线盘、盖板抓取机械手；超声波焊接机。本发明的有益效果是盖板上料机构可以自动对盖板进行整理按顺序上料，注塑机、线盘抓取机械手、线盘冷却输送带、线盘定位机构、三维移动机构、盖板上料机构、盖板承载台线盘、盖板抓取机械手和超声波焊接机配合，实现线盘和盖板焊接的全自动化，焊接效率高。
Description
技术领域
本发明涉及线盘加工领域，尤其涉及线盘盖板全自动超声焊接装置及其使用方法。
背景技术
线盘作为承载线缆的主要工具，被广泛使用。目前线盘主要是铁、木头结构。这种结构的线盘只能使用一次，不能循环使用，造成资源的浪费。还有一种塑料结构线盘，他的盘轮由全塑料组成。塑料线盘应用较广，但不论是铁、木头还是塑料结构的线盘，其主要构成都包括上下侧板、筒体、携行孔等。线盘的盖板一般都需要通过超声波焊接机将盖板焊接在线盘的端面，超声波的焊接原理是通过超声波发生器将50/60赫兹电流转换成15、20、30或40千赫兹电能，被转换的高频电能通过换能器再次被转换成为同等频率的机械运动，随后机械运动通过一套可以改变振幅的调频装置传递到焊头，焊头将接受到的振动能量传递到焊接工件的结合部，在该结合部，振动能量被通过摩擦方式转换成热能，将待焊接工件融化，使其相互熔合，从而达到焊接的目的。现有的操作方法是人工将线盘放平，使其待焊接的一面侧板朝上，通过传送带运至超声波焊接机下方，超声波焊接机将盖板焊接在该面侧板上，这种手工操作的工作效率低，劳动强度大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有的线盘都是需要手动操作将盖板放在线盘的端面来焊接，工作效率低，劳动强度大，为此提供一种线盘盖板全自动超声焊接装置及其使用方法。
本发明的技术方案是：线盘盖板全自动超声焊接装置，包括：注塑机，所述注塑机用于成型线盘；线盘抓取机械手，所述线盘抓取机械手用于抓取从注塑机出口排出的线盘；线盘冷却输送带，所述线盘冷却输送带用于接收和运输由线盘抓取机械手释放的线盘；焊接控制台，所述焊接控制台位于线盘冷却输送带的末端下方；线盘定位机构，所述线盘定位机构用于容纳线盘；三维移动机构，所述三维移动机构安装于焊接控制台上；盖板上料机构，所述盖板上料机构用于将无效的盖板排列好且放置方向正确后输出；盖板承载台，所述盖板承载台用于接收从盖板上料机构输出的盖板；线盘、盖板抓取机械手，所述线盘、盖板抓取机械手由三维移动机构驱动将在立体空间内移动，抓取线盘冷却输送带末端的线盘和盖板承载台上的盖板至线盘定位机构上；超声波焊接机，所述超声波焊接机用于将盖板与线盘焊接。
上述方案中所述盖板上料机构包括：盖板运输带；料仓，所述料仓的侧面开口供盖板运输带的末端伸入，所述料仓的侧面开口使得盖板以水平姿态进入料仓内；引导斜面，所述引导斜面靠近于盖板运输带的末端倾斜设置用于使盖板倾斜；垂直面，所述垂直面位于引导斜面底部用于引导盖板竖立；垂直输送带，所述垂直输送带的表面均匀有若干隔板，相邻隔板之间构成盖板放置区；活塞杆，所述活塞杆位于盖板运输带下方用于推动靠在垂直面的盖板进入盖板放置区；保护壳，所述保护壳包围在垂直输送带的顶部；第一出料口，所述第一出料口开设于保护壳一侧与位于垂直输送带正面的盖板放置区相通；第一吹气口，所述第一吹气口开设于保护壳另一侧用于将盖板吹出第一出料口；视觉检测机构，所述视觉检测机构安装于保护壳内正对垂直输送带的内侧，用于检测盖板的朝向且与第一吹气口信号连接；过渡槽，所述过渡槽用于引导由出料口排出的盖板以垂直姿态落下；滑槽，所述滑槽位于过渡槽下方用于接收盖板且使得盖板以水平姿态在滑槽内移动并落入到盖板承载台上；第二出料口，所述第二出料口开设于保护壳一侧与位于垂直输送带背面的盖板放置区相通；第二吹气口，所述第二吹气口开设于保护壳另一侧用于将盖板吹出第二出料口；延伸滑槽，所述延伸滑槽一端与第二出料口相通且使得盖板由垂直姿态改变为水平姿态，所述延伸滑槽的另一端与滑槽连接使得盖板进入滑槽内。
上述方案的改进是所述滑槽上表面设有顶板，所述顶板上开设有条形开口槽，所述滑槽外侧安装有吸头，所述吸头的吸口伸入条形开口槽内。
上述方案的进一步改进是所述吸头安装在支架中央，所述支架的两侧设有支臂，所述支臂与滑槽的两侧通过销轴连接。
上述方案中所述滑槽底部安装有与吸头信号连接的驱动机构。
上述方案中所述视觉检测机构是CCD相机。
上述方案的更进一步改进是所述线盘冷却输送带的末端设有线盘定位机构，所述线盘定位机构包括两个位于线盘冷却输送带两端的立柱，所述立柱之间固接有横梁，所述横梁上设有卡爪，所述卡爪的缺口用于容纳线盘端部。
线盘盖板全自动超声焊接装置的使用方法，包括以下步骤：（1）、用注塑机成型线盘，线盘抓取机械手将成型的线盘抓取放置到线盘冷却输送带上；（2）、当线盘移动至线盘冷却输送带的末端时，线盘、盖板抓取机械手在三维移动机构的带动下抓取线盘将其放到线盘定位机构上；（3）、盖板运输带将盖板运输至料仓的侧面开口处，盖板经过料仓的侧面开口后变为以水平姿态单层分布，在经过引导斜面后倾斜后以垂直姿态靠在垂直面上，活塞杆推动盖板进入某个盖板放置区内，每个盖板放置区容纳一个盖板，垂直输送带启动，带动盖板上升至保护壳内，视觉检测机构检测盖板是正面朝外还是背面朝外，若盖板是正面朝外则启动第一吹气口将盖板吹入第一出料口，经过过渡槽落入滑槽，最后落入到盖板承载台上，若盖板是背面朝外则关闭第一吹气口，背面朝外的盖板被垂直输送带带动至其背面，第二吹气口启动将盖板吹入第二出料口，经过延伸滑槽进入滑槽内，最后落入到盖板承载台上；（4）、线盘、盖板抓取机械手在三维移动机构的带动下将盖板承载台上的盖板抓取至线盘定位机构上的线盘端面，超声波焊接机将盖板和线盘焊接。
本发明的有益效果是盖板上料机构可以自动对盖板进行整理按顺序上料，注塑机、线盘抓取机械手、线盘冷却输送带、线盘定位机构、三维移动机构、盖板上料机构、盖板承载台线盘、盖板抓取机械手和超声波焊接机配合，实现线盘和盖板焊接的全自动化，焊接效率高。
附图说明
图1是本发明的线盘盖板全自动超声焊接装置示意图；
图2图1中盖板上料机构示意图；
图3是图1中料仓内的盖板上料机构示意图；
图4是图1中料仓内的盖板上料机构主视图；
图中，1、注塑机，2、线盘抓取机械手，3、线盘冷却输送带，4、焊接控制台，5、线盘定位机构，6、三维移动机构，7、盖板上料机构，71、盖板运输带，72、引导斜面，73、垂直面，74、垂直输送带，75、活塞杆，76、保护壳，77、第一出料口，78、第一吹气口，79、过渡槽，710、滑槽，711、第二出料口，712、第二吹气口，713、延伸滑槽，714、顶板，715、条形开口槽，716、吸头，717、支架，718、支臂，719、驱动机构，8、盖板承载台，9、线盘、盖板抓取机械手，10、超声波焊接机，11、横梁，12、卡爪。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
如图1-4所示，本发明的线盘盖板全自动超声焊接装置，包括：注塑机1，所述注塑机用于成型线盘；线盘抓取机械手2，所述线盘抓取机械手用于抓取从注塑机出口排出的线盘；线盘冷却输送带3，所述线盘冷却输送带用于接收和运输由线盘抓取机械手释放的线盘；焊接控制台4，所述焊接控制台位于线盘冷却输送带的末端下方；线盘定位机构5，所述线盘定位机构用于容纳线盘；三维移动机构6，所述三维移动机构安装于焊接控制台上；盖板上料机构7，所述盖板上料机构用于将无效的盖板排列好且放置方向正确后输出；盖板承载台8，所述盖板承载台用于接收从盖板上料机构输出的盖板；线盘、盖板抓取机械手9，所述线盘、盖板抓取机械手由三维移动机构驱动将在立体空间内移动，抓取线盘冷却输送带末端的线盘和盖板承载台上的盖板至线盘定位机构上；超声波焊接机10，所述超声波焊接机用于将盖板与线盘焊接。
盖板上料机构可以是一个水平输送带，将盖板传输到盖板承载台附近，然后用线盘、盖板抓取机械手将其抓取到盖板承载台上。
作为本发明的一个优选例，所述盖板上料机构包括：盖板运输带71；料仓，所述料仓的侧面开口供盖板运输带的末端伸入，所述料仓的侧面开口使得盖板以水平姿态进入料仓内；引导斜面72，所述引导斜面靠近于盖板运输带的末端倾斜设置用于使盖板倾斜；垂直面73，所述垂直面位于引导斜面底部用于引导盖板竖立；垂直输送带74，所述垂直输送带的表面均匀有若干隔板，相邻隔板之间构成盖板放置区；活塞杆75，所述活塞杆位于盖板运输带下方用于推动靠在垂直面的盖板进入盖板放置区；保护壳76，所述保护壳包围在垂直输送带的顶部；第一出料口77，所述第一出料口开设于保护壳一侧与位于垂直输送带正面的盖板放置区相通；第一吹气口78，所述第一吹气口开设于保护壳另一侧用于将盖板吹出第一出料口；视觉检测机构，所述视觉检测机构安装于保护壳内正对垂直输送带的内侧，用于检测盖板的朝向且与第一吹气口信号连接；过渡槽79，所述过渡槽用于引导由出料口排出的盖板以垂直姿态落下；滑槽710，所述滑槽位于过渡槽下方用于接收盖板且使得盖板以水平姿态在滑槽内移动并落入到盖板承载台上；第二出料口711，所述第二出料口开设于保护壳一侧与位于垂直输送带背面的盖板放置区相通；第二吹气口712，所述第二吹气口开设于保护壳另一侧用于将盖板吹出第二出料口；延伸滑槽713，所述延伸滑槽一端与第二出料口相通且使得盖板由垂直姿态改变为水平姿态，所述延伸滑槽的另一端与滑槽连接使得盖板进入滑槽内。
之所以要设计这样的盖板上料机构，是因为盖板是分正面和背面的，只要盖板的朝向是正确的，才可以安装到线盘端面的，通过盖板上料机构的操作，可以将杂乱堆放的盖板先经过料仓的侧面开口成为单层分布的盖板，然后经过斜面和垂直面后改成垂直姿态，再经过活塞杆的推送，垂直姿态的盖板进入盖板放置区内，此时的盖板朝向可能是正面朝外，或是背面朝外，垂直输送带的上升，带动盖板上升至保护壳内，视觉检测机构检测盖板是正面朝外还是背面朝外，若盖板是正面朝外则启动第一吹气口将盖板吹入第一出料口，经过过渡槽落入滑槽，最后落入到盖板承载台上，若盖板是背面朝外则关闭第一吹气口，背面朝外的盖板被垂直输送带带动至其背面，第二吹气口启动将盖板吹入第二出料口，此时背面朝外的盖板经过翻转变为正面朝外，经过延伸滑槽进入滑槽内，最后落入到盖板承载台上，这样确保一次性将盖板姿态调整呈正面朝外，到盖板承载台上时变成正面朝上。
为了控制盖板在滑槽内的移动，以适应线盘、盖板抓取机械手的抓取速度，所述滑槽上表面设有顶板714，所述顶板上开设有条形开口槽715，所述滑槽外侧安装有吸头716，所述吸头的吸口伸入条形开口槽内，这样的顶板、条形开口槽和吸头可以是一个或者多个，通过驱动机构719来控制吸头产生吸力来吸附住盖板，以控制其滑落速度。
作为本发明的优选例，所述吸头安装在支架717中央，所述支架的两侧设有支臂718，所述支臂与滑槽的两侧通过销轴连接，滑槽的两侧开设有销轴安装孔，可以改变销轴在销轴安装孔内的位置来改变吸头的位置。
作为本发明的优选例，所述线盘冷却输送带的末端设有线盘定位机构，所述线盘定位机构包括两个位于线盘冷却输送带两端的立柱，所述立柱之间固接有横梁11，所述横梁上设有卡爪12，所述卡爪的缺口用于容纳线盘端部。当线盘移动至线盘冷却输送带的末端时被卡爪的缺口挡住，等待线盘、盖板抓取机械手抓取。线盘冷却输送带的一个重要作用是给从注塑机出来的线盘一个冷却的时空，线盘在线盘冷却输送带上移动和等待的时间就是其冷却的时间。
三维移动机构是可以沿X轴、Y轴和Z轴移动的机构，即包括X轴移动机构、Y轴移动机构和Z轴移动机构，X轴移动机构滑动配合于Y轴移动机构上，Y轴移动机构滑动配合于Z轴移动机构上，线盘、盖板抓取机械手安装于X轴移动机构上，超声波焊接机安装于Y轴移动机构上。
线盘盖板全自动超声焊接装置的使用方法，包括以下步骤：（1）、用注塑机成型线盘，线盘抓取机械手将成型的线盘抓取放置到线盘冷却输送带上；（2）、当线盘移动至线盘冷却输送带的末端时，线盘、盖板抓取机械手在三维移动机构的带动下抓取线盘将其放到线盘定位机构上；（3）、盖板运输带将盖板运输至料仓的侧面开口处，盖板经过料仓的侧面开口后变为以水平姿态单层分布，在经过引导斜面后倾斜后以垂直姿态靠在垂直面上，活塞杆推动盖板进入某个盖板放置区内，每个盖板放置区容纳一个盖板，垂直输送带启动，带动盖板上升至保护壳内，视觉检测机构检测盖板是正面朝外还是背面朝外，若盖板是正面朝外则启动第一吹气口将盖板吹入第一出料口，经过过渡槽落入滑槽，最后落入到盖板承载台上，若盖板是背面朝外则关闭第一吹气口，背面朝外的盖板被垂直输送带带动至其背面，第二吹气口启动将盖板吹入第二出料口，经过延伸滑槽进入滑槽内，最后落入到盖板承载台上；（4）、线盘、盖板抓取机械手在三维移动机构的带动下将盖板承载台上的盖板抓取至线盘定位机构上的线盘端面，超声波焊接机将盖板和线盘焊接。
Claims (8)
1.线盘盖板全自动超声焊接装置，其特征是：包括：注塑机（1），所述注塑机用于成型线盘；线盘抓取机械手（2），所述线盘抓取机械手用于抓取从注塑机出口排出的线盘；线盘冷却输送带（3），所述线盘冷却输送带用于接收和运输由线盘抓取机械手释放的线盘；焊接控制台（4），所述焊接控制台位于线盘冷却输送带的末端下方；线盘定位机构（5），所述线盘定位机构用于容纳线盘；三维移动机构（6），所述三维移动机构安装于焊接控制台上；盖板上料机构（7），所述盖板上料机构用于将无效的盖板排列好且放置方向正确后输出；盖板承载台（8），所述盖板承载台用于接收从盖板上料机构输出的盖板；线盘、盖板抓取机械手（9），所述线盘、盖板抓取机械手由三维移动机构驱动将在立体空间内移动，抓取线盘冷却输送带末端的线盘和盖板承载台上的盖板至线盘定位机构上；超声波焊接机（10），所述超声波焊接机用于将盖板与线盘焊接。
2.如权利要求1所述的线盘盖板全自动超声焊接装置，其特征是：所述盖板上料机构包括：盖板运输带（71）；料仓，所述料仓的侧面开口供盖板运输带的末端伸入，所述料仓的侧面开口使得盖板以水平姿态进入料仓内；引导斜面（72），所述引导斜面靠近于盖板运输带的末端倾斜设置用于使盖板倾斜；垂直面（73），所述垂直面位于引导斜面底部用于引导盖板竖立；垂直输送带（74），所述垂直输送带的表面均匀有若干隔板，相邻隔板之间构成盖板放置区；垂直活塞杆（75），所述活塞杆位于盖板运输带下方用于推动靠在垂直面的盖板进入盖板放置区；保护壳（76），所述保护壳包围在垂直输送带的顶部；第一出料口（77），所述第一出料口开设于保护壳一侧与位于垂直输送带正面的盖板放置区相通；第一吹气口（78），所述第一吹气口开设于保护壳另一侧用于将盖板吹出第一出料口；视觉检测机构，所述视觉检测机构安装于保护壳内正对垂直输送带的内侧，用于检测盖板的朝向且与第一吹气口信号连接；过渡槽（79），所述过渡槽用于引导由出料口排出的盖板以垂直姿态落下；滑槽（710），所述滑槽位于过渡槽下方用于接收盖板且使得盖板以水平姿态在滑槽内移动并落入到盖板承载台上；第二出料口（711），所述第二出料口开设于保护壳一侧与位于垂直输送带背面的盖板放置区相通；第二吹气口（712），所述第二吹气口开设于保护壳另一侧用于将盖板吹出第二出料口；延伸滑槽（713），所述延伸滑槽一端与第二出料口相通且使得盖板由垂直姿态改变为水平姿态，所述延伸滑槽的另一端与滑槽连接使得盖板进入滑槽内。
3.如权利要求2所述的线盘盖板全自动超声焊接装置，其特征是：所述滑槽上表面设有顶板（714），所述顶板上开设有条形开口槽（715），所述滑槽外侧安装有吸头（716），所述吸头的吸口伸入条形开口槽内。
4.如权利要求3所述的线盘盖板全自动超声焊接装置，其特征是：所述吸头安装在支架（717）中央，所述支架的两侧设有支臂（718），所述支臂与滑槽的两侧通过销轴连接。
5.如权利要求4所述的线盘盖板全自动超声焊接装置，其特征是：所述滑槽底部安装有与吸头信号连接的驱动机构（719）。
6.如权利要求2所述的线盘盖板全自动超声焊接装置，其特征是：所述视觉检测机构是CCD相机。
7.如权利要求1所述的线盘盖板全自动超声焊接装置，其特征是：所述线盘冷却输送带的末端设有线盘定位机构，所述线盘定位机构包括两个位于线盘冷却输送带两端的立柱，所述立柱之间固接有横梁（11），所述横梁上设有卡爪（12），所述卡爪的缺口用于容纳线盘端部。
8.如权利要求2所述的线盘盖板全自动超声焊接装置的使用方法，其特征是：包括以下步骤：（1）、用注塑机成型线盘，线盘抓取机械手将成型的线盘抓取放置到线盘冷却输送带上；（2）、当线盘移动至线盘冷却输送带的末端时，线盘、盖板抓取机械手在三维移动机构的带动下抓取线盘将其放到线盘定位机构上；（3）、盖板运输带将盖板运输至料仓的侧面开口处，盖板经过料仓的侧面开口后变为以水平姿态单层分布，在经过引导斜面后倾斜后以垂直姿态靠在垂直面上，活塞杆推动盖板进入某个盖板放置区内，每个盖板放置区容纳一个盖板，垂直输送带启动，带动盖板上升至保护壳内，视觉检测机构检测盖板是正面朝外还是背面朝外，若盖板是正面朝外则启动第一吹气口将盖板吹入第一出料口，经过过渡槽落入滑槽，最后落入到盖板承载台上，若盖板是背面朝外则关闭第一吹气口，背面朝外的盖板被垂直输送带带动至其背面，第二吹气口启动将盖板吹入第二出料口，经过延伸滑槽进入滑槽内，最后落入到盖板承载台上；（4）、线盘、盖板抓取机械手在三维移动机构的带动下将盖板承载台上的盖板抓取至线盘定位机构上的线盘端面，超声波焊接机将盖板和线盘焊接。
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