CN115383282B - 一种全自动摩擦焊接设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动摩擦焊接设备，包括基座台架；焊接座，包括升降滑台、方钢板、水平旋转座以及钢筋，第一电机座和第二电机座中的其中一个适于水平夹持钢筋并作水平进给旋转运动，所述升降滑台适于从基座台架的一端滑动进入到基座台架的内部，到达指定位置升降到指定高度后与钢筋相互靠近并进行摩擦焊接；上料输送组件适于向焊接座输送钢筋，下料输送组件适于将完成摩擦焊接的钢筋预埋件输出；夹料组件横跨设于基座台架横向方向的左右两侧；控制箱，设在基座台架的一侧，所述控制箱适于控制完成钢筋预埋件的摩擦焊接作业。本发明通过设计一种全自动摩擦焊接设备，实现了完全自动化生产，有效减轻人工劳动强度，提高生产效率。

Description

一种全自动摩擦焊接设备

技术领域

本发明涉及摩擦焊接技术领域，具体而言，涉及一种全自动摩擦焊接设备。

背景技术

摩擦焊是指利用工件接触面摩擦产生的热量为热源，使工件在压力作用下产生塑性变形而进行焊接的方法。在恒定或递增压力以及扭矩的作用下，利用焊接接触端面之间的相对运动在摩擦面及其附近区域产生摩擦热和塑形变形热，使其附近区域温度上升到接近但一般低于熔点的温度区间，材料的变形抗力降低、塑性提高、界面的氧化膜破碎，在顶锻压力的作用下，伴随材料产生塑性变形及流动，通过界面的分子扩散和再结晶而实现焊接的固态焊接方法。

目前，摩擦焊接方式大都分为多台设备进行，效率低下，尤其在同一块钢板上需进行多组水平、竖直钢筋摩擦焊接时，需人工辅助进行切换，才能完成每一次的摩擦焊接；同时精准度低，不能使得效率与质量同时存在。

发明内容

本发明的目的在于解决背景技术中传统批量摩擦焊接处理需依靠人工辅助进行，造成劳动强度大、效率低，无法满足生产线生产节拍的技术问题，从而提供一种全自动摩擦焊接设备。

为至少解决上述问题之一，本发明提供一种全自动摩擦焊接设备，其特征在于，包括基座台架，

电机座组件，包括相对设于所述基座台架两端的第一电机座和第二电机座，所述第一电机座和所述第二电机座相对设置；

焊接座包括升降滑台、固定连接在所述升降滑台的上表面的方钢板、水平旋转座以及水平夹持在所述水平旋转座上的钢筋，所述第一电机座和所述第二电机座中的其中一个适于水平夹持所述钢筋并作水平进给旋转运动，所述升降滑台适于从所述基座台架的一端滑动进入到所述基座台架的内部，到达指定位置升降到指定高度后与对面相对运动的钢筋相互靠近并进行摩擦焊接以形成钢筋预埋件；

上下料输送组件，包括上料输送组件和下料输送组件，其设于所述基座台架横向方向的左右两侧，所述上料输送组件适于向所述焊接座输送钢筋，所述下料输送组件适于将完成摩擦焊接的钢筋预埋件输送出去；

夹料组件，包括进料组件和出料组件，其横跨设于所述基座台架横向方向的左右两侧，且所述进料组件位于所述上料输送组件的末端，所述出料组件位于所述下料输送组件的前端；

控制箱，设在所述基座台架的一侧，所述控制箱适于控制所述电机座组件、所述焊接座、所述上下料输送组件、和所述夹料组件配合工作，以完成所述钢筋预埋件的摩擦焊接作业。

可选地，所述升降滑台包括纵向设在所述基座台架底部的水平滑轨、竖直设在所述基座台架横向两侧的竖直滑轨、滑动连接在所述水平滑轨上的滑台座以及驱动所述水平滑轨和所述竖直滑轨滑动的电机丝杠组件，所述电机丝杠组件适于将所述方钢板移送到所述电机座组件的设定位置。

可选地，所述上料输送组件包括第一滑台底座、设在所述第一滑台底座上表面的第一直线导轨、设在所述第一滑台底座末端的第一定位组件、滑动连接在所述第一直线导轨上的第一上料夹具底板以及多个用于卡接所述钢筋的第一卡接组件。

可选地，所述进料组件包括固定连接在所述基座台架靠近所述上料输送组件一侧的第一固定支架、连接在所述第一固定支架上表面的起吊板、滑动连接在所述起吊板上表面的导杆气缸连接板、竖直滑动连接在所述导杆气缸连接板一侧的第一滑座、驱动所述第一滑座上下滑动的的第一驱动气缸和竖直连接在所述第一滑座外侧的夹爪组件。

可选地，所述夹爪组件包括气爪连接板、连接在所述气爪连接板侧边的第一导轨、滑动连接在所述第一导轨上的滑块、连接在所述滑块表面的滑板、连接在所述滑板表面的连接块、连接在所述连接块下表面的手指气缸和连接在所述手指气缸上的气爪。

可选地，所述下料输送组件包括第二滑台底、设在所述第二滑台底座上表面的第二直线导轨、设在所述第二滑台底座末端的第二定位组件、滑动连接在所述第二直线导轨上的第二上料夹具底板以及多个用于卡接所述钢筋的第二卡接组件。

可选地，所述出料组件包括固定连接在所述基座台架靠近所述下料输送组件一侧的第二固定支架、连接在所述第二固定支架上表面的第二起吊板、滑动连接在所述第二起吊板上表面的第二导杆气缸连接板、竖直滑动连接在所述第二导杆气缸连接板一侧的第二滑座、驱动所述第二滑座上下滑动的的第二驱动气缸和竖直连接在所述第二滑座外侧的第二夹爪组件。

可选地，所述第二夹爪组件包括第二连接板、连接在所述第二连接板下表面的摆台体、旋转连接在所述摆台体下表面的摆台盘、连接在所述摆台盘下表面的旋转连接盘、连接在所述旋转连接盘一侧的摆台弯板、连接在所述摆台弯板一侧的第二手指气缸和连接在所述第二手指气缸上的第二气爪。

可选地，所述焊接座还包括安装在所述升降滑台的上表面且远离所述方钢板的导向夹具组件，所述导向夹具组件包括底座以及连接在所述底座上表面的左夹具和右夹具，所述左夹具和所述右夹具适于夹持所述钢筋并安装到所述第一电机座和所述第二电机座中的其中一个上，所述钢筋远离所述第一电机座或所述第二电机座的一端正对所述方钢板。

可选地，所述第一电机座包括竖直连接在所述基座台架一端的第一安装座、水平安装在所述第一安装座上的第一驱动电机和连接在所述第一驱动电机的输出轴上的防护罩，所述防护罩适于在所述方钢板与所述钢筋摩擦焊接时盖设在焊接处的正上方。

本发明与现有技术相比，至少具有以下有益效果：

本全自动摩擦焊接设备生产效率高，自动化程度高，节约人力，通过机械臂来带动升降旋转机构和夹具机构朝两个方向实现快速的水平移动，并通过升降旋转机构来实现夹具机构的上下移动和旋转，从而可以实现四轴联动，能快速地将夹具机构定位到传送带上钢筋的上方，从而实现对钢筋的抓取；结构紧凑，操作方便、性能可靠、机械自动化程度高，能够针对不同级别的摩擦焊接进行高效处理，且出料成品质量稳定。

附图说明

图1为本发明实施例中全自动摩擦焊接设备的结构示意图；

图2为本发明实施例中全自动摩擦焊接设备的侧视结构示意图；

图3为本发明实施例中全自动摩擦焊接设备的俯视结构示意图；

图4为本发明实施例中全自动摩擦焊接设备的主视结构示意图；

图5为本发明实施例中上料输送组件的结构示意图；

图6为本发明实施例中夹料组件的结构示意图；

图7为本发明实施例中下料输送组件的结构示意图；

图8为本发明实施例中出料组件的连接结构示意图；

图9为本发明实施例中焊接座的结构示意图。

附图标记说明：

10-基座台架；

20-电机座组件；

21-第一电机座，211-第一安装座，212-第一驱动电机，213-防护罩，22-第二电机座；

30-焊接座；

31-升降滑台，311-水平滑轨，312-竖直滑轨，313-滑台座，314-电机丝杠组件，32-方钢板，33-水平旋转座，34-钢筋，35-导向夹具组件，351-底座，352-左夹具，353-右夹具，

40-上下料输送组件；

41-上料输送组件，411-第一滑台底座，412-第一直线导轨，413-第一定位组件，414-第一上料夹具底板，415-第一卡接组件；

42-下料输送组件，421-第二滑台底座，422-第二直线导轨，423-第二定位组件，424-第二上料夹具底板，425-第二卡接组件；

50-夹料组件，51-进料组件，511-第一固定支架，512-起吊板，513-导杆气缸连接板，514-第一滑座，515-第一驱动气缸，516-夹爪组件，5161-气爪连接板，5162-第一导轨，5163-滑块，5164-滑板，5165-连接块，5166-手指气缸，5167-气爪，52-出料组件；521-第二固定支架；522-第二起吊板；523-第二导杆气缸连接板，524-第二滑座，525-第二驱动气缸，526-第二夹爪组件，5261-第二连接板，5262-摆台体，5263-摆台盘，5264-旋转连接盘，5265-摆台弯板，5266-第二手指气缸，5267-第二气爪；

60-控制箱。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”、等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1-9所示，本发明实施例中提供了一种全自动摩擦焊接设备，该全自动摩擦焊接设备包括基座台架10、电机座组件20、焊接座30、上下料输送组件40、夹料组件50和控制箱60，其中：

电机座组件20，包括相对设于基座台架10两端的第一电机座21和第二电机座22，第一电机座21和第二电机座22相对设置；

焊接座30包括升降滑台31、固定连接在升降滑台31的上表面的方钢板32、水平旋转座33以及水平夹持在水平旋转座33上的钢筋34，第一电机座21和第二电机座22中的其中一个适于水平夹持钢筋34并作水平进给旋转运动，升降滑台31适于从基座台架10的一端滑动进入到基座台架10的内部，到达指定位置升降到指定高度后与对面相对运动的钢筋34相互靠近并进行摩擦焊接以形成钢筋预埋件；

上下料输送组件40，包括上料输送组件41和下料输送组件42，其设于基座台架10横向方向的左右两侧，上料输送组件41适于向焊接座30输送钢筋34，下料输送组件42适于将完成摩擦焊接的钢筋预埋件输送出去；

夹料组件50，包括进料组件51和出料组件52，其横跨设于基座台架10横向方向的左右两侧，且进料组件51位于上料输送组件41的末端，出料组件52位于下料输送组件42的前端；

控制箱60，设在基座台架10的一侧，控制箱60适于控制电机座组件20、焊接座30、上下料输送组件40、和夹料组件50配合工作，以完成所述钢筋预埋件的摩擦焊接作业。

需要说明的是，钢筋预埋件有时需要在一块方钢板32上焊接多根钢筋34，整个焊接过程包括钢筋32/方钢板32的上料、焊接和成品的下料。其中焊接过程一般为全自动化工序，然后上下料过程还需人工辅助进行，自动化程度和综合工效待进一步提高。且人工上料精度低，一定程度上会影响焊接质量的一致性。

在本发明的实施例当中，通过本实施例中的全自动摩擦焊接设备，生产效率高，自动化程度高，节约人力，通过机械臂来带动升降旋转机构和夹具机构朝两个方向实现快速的水平移动，并通过升降旋转机构来实现夹具机构的上下移动和旋转，从而可以实现四轴联动，能快速地将夹具机构定位到传送带上钢筋的上方，从而实现对钢筋的抓取；结构紧凑，操作方便、性能可靠、机械自动化程度高，能够针对不同级别的摩擦焊接进行高效处理，且出料成品质量稳定。

具体地，请参阅图8所示，在本发明的实施例当中，升降滑台31包括纵向设在所述基座台架10底部的水平滑轨311、竖直设在基座台架10横向两侧的竖直滑轨312、滑动连接在水平滑轨311上的滑台座313以及驱动水平滑轨311和竖直滑轨312滑动的电机丝杠组件314，电机丝杠组件314适于将方钢板32移送到电机座组件20的设定位置。

由此，通过升降滑台31可实现方钢板32的全自动化上料，其中方钢板32在水平滑轨311的作用下前后移动，在竖直滑轨312的作用下上下移动，通过电机丝杠组件314带动滑台座313运动，从而使方钢板32到达指定位置。

具体地，请参阅图5所示，在本发明的实施例当中，上料输送组件41包括第一滑台底座411、第一直线导轨412、第一定位组件413、第一上料夹具底板414和第一卡接组件415，其中：

第一直线导轨412设在第一滑台底座411的上表面，第一上料夹具底板414可在第一直线导轨412上左右滑动，第一滑台底座411的侧边还设有第一驱动电机（图中未示意出），第一上料夹具底板414可在第一驱动电机的带动下沿着第一直线导轨412左右滑动，在第一滑台底座411的末端还设置有第一定位组件413，可用于对运动到位的第一上料夹具底板414进行定位，以便于夹取第一上料夹具底板414上的钢筋，用于后续的摩擦焊接，第一上料夹具底板414的上表面还设有多个用于卡接钢筋34的第一卡接组件415，这样可用于方钢板32上的多个摩擦焊接快速完成，减少生产工序时间。

需要在此进一步说明的是，在本发明的一个实施例当中，方钢板32上需进行多行多列均匀分布的钢筋摩擦焊接，本设备中每个第一上料夹具底板414上的多个钢筋34可满足对应方钢板32上的钢筋数量。

具体地，请参阅图6所示，在本发明的实施例当中，进料组件51包括第一固定支架511、起吊板512、导杆气缸连接板513、第一滑座514、第一驱动气缸515和夹爪组件516，其中：

第一固定支架511固定连接在基座台架10靠近上料输送组件41的一侧，起吊板512连接在第一固定支架511的上表面，在起吊板512的上表面还设有导杆气缸连接板513，导杆气缸连接板513可在起吊板512上滑动，第一滑座514竖直滑动连接在导杆气缸连接板513的一侧，导杆气缸连接板513的侧面还设有第一驱动气缸515，第一驱动气缸515驱动第一滑座514上下滑动，夹爪组件516竖直连接在第一滑座514的外侧。

由此，通过进料组件51的设置，可方便对输送带输送到位的钢筋34进行快速夹取，方便下一工序的摩擦焊接工作，其中第一固定支架511作为整体的支撑结构，便于支撑安装起吊板512和导杆气缸连接板513，导杆气缸连接板513又可在起吊板512上左右滑动，方便将夹取的钢筋34快速移动进入到焊接设备当中，夹爪组件516适于与钢筋34相适配，在控制系统的作用下，自动化夹取钢筋34并进行快速移位。

具体地，请参阅图6所示，在本发明的实施例当中，夹爪组件516包括气爪连接板5161、连接在气爪连接板5161侧边的第一导轨5162、滑动连接在第一导轨5162上的滑块5163、连接在滑块5163表面的滑板5164、连接在滑板5164表面的连接块5165、连接在连接块5165下表面的手指气缸5166和连接在手指气缸5166上的气爪5167。

具体地，请参阅图7所示，在本发明的实施例当中，下料输送组件42包括第二滑台底座421、设在第二滑台底座421上表面的第二直线导轨422、设在所述第二滑台底座421末端的第二定位组件423、滑动连接在第二直线导轨422上的第二上料夹具底板424以及多个用于卡接方钢板32（焊接有多组钢筋34）的第二卡接组件425。

由此，通过下料输送组件42实现对方钢板32（焊接有多组钢筋34）的自动化下料。

具体地，请参阅图8所示，在本发明的实施例当中，出料组件52包括固定连接在基座台架10靠近下料输送组件42一侧的第二固定支架521、连接在第二固定支架521上表面的第二起吊板522、滑动连接在第二起吊板522上表面的第二导杆气缸连接板523、竖直滑动连接在第二导杆气缸连接板523一侧的第二滑座524、驱动第二滑座524上下滑动的的第二驱动气缸525和竖直连接在第二滑座524外侧的第二夹爪组件526。

具体地，请参阅图6、8所示，在本发明的实施例当中，第二夹爪组件526包括第二连接板5261、连接在第二连接板5261下表面的摆台体5262、旋转连接在摆台体5262下表面的摆台盘5263、连接在摆台盘5263下表面的旋转连接盘5264、连接在旋转连接盘5264一侧的摆台弯板5265、连接在摆台弯板5265一侧的第二手指气缸5266和连接在第二手指气缸5266上的第二气爪5267。

具体地，请参阅图6、9所示，在本发明的实施例当中，焊接座30还包括安装在升降滑台31的上表面且远离所述方钢板32的导向夹具组件35，导向夹具组件35包括底座351以及连接在底座351上表面的左夹具352和右夹具353，左夹具352和右夹具353适于夹持钢筋34并安装到第一电机座21和第二电机座22中的其中一个上，钢筋34远离第一电机座21或第二电机座22的一端正对方钢板32。

具体地，请参阅图1、2、3所示，在本发明的实施例当中，第一电机座21包括竖直连接在基座台架10一端的第一安装座211、水平安装在第一安装座211上的第一驱动电机212和连接在第一驱动电机212的输出轴上的防护罩213，防护罩213适于在方钢板32与钢筋34摩擦焊接时盖设在焊接处的正上方。

虽然本发明公开披露如上，但本发明公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种全自动摩擦焊接设备，其特征在于，包括基座台架（10），

电机座组件（20），包括相对设于所述基座台架（10）两端的第一电机座（21）和第二电机座（22）；

焊接座（30）包括升降滑台（31）、固定连接在所述升降滑台（31）的上表面的方钢板（32）、水平旋转座（33）以及水平夹持在所述水平旋转座（33）上的钢筋（34），所述第一电机座（21）和所述第二电机座（22）中的其中一个适于水平夹持所述钢筋（34）并作水平进给旋转运动，所述升降滑台（31）适于从所述基座台架（10）的一端滑动进入到所述基座台架（10）的内部，到达指定位置升降到指定高度后与对面相对运动的钢筋（34）相互靠近并进行摩擦焊接以形成钢筋预埋件；

上下料输送组件（40），包括上料输送组件（41）和下料输送组件（42），其设于所述基座台架（10）横向方向的左右两侧，所述上料输送组件（41）适于向所述焊接座（30）输送钢筋（34），所述下料输送组件（42）适于将完成摩擦焊接的钢筋预埋件输送出去；

夹料组件（50），包括进料组件（51）和出料组件（52），其横跨设于所述基座台架（10）横向方向的左右两侧，且所述进料组件（51）位于所述上料输送组件（41）的末端，所述出料组件（52）位于所述下料输送组件（42）的前端；

控制箱（60），设在所述基座台架（10）的一侧，所述控制箱（60）适于控制所述电机座组件（20）、所述焊接座（30）、所述上下料输送组件（40）、和所述夹料组件（50）配合工作，以完成所述钢筋预埋件的摩擦焊接作业。

2.根据权利要求1所述的全自动摩擦焊接设备，其特征在于，所述升降滑台（31）包括纵向设在所述基座台架（10）底部的水平滑轨（311）、竖直设在所述基座台架（10）横向两侧的竖直滑轨（312）、滑动连接在所述水平滑轨（311）上的滑台座（313）以及驱动所述水平滑轨（311）和所述竖直滑轨（312）滑动的电机丝杠组件（314），所述电机丝杠组件（314）适于将所述方钢板（32）移送到所述电机座组件（20）的设定位置。

3.根据权利要求2所述的全自动摩擦焊接设备，其特征在于，所述上料输送组件（41）包括第一滑台底座（411）、设在所述第一滑台底座（411）上表面的第一直线导轨（412）、设在所述第一滑台底座（411）末端的第一定位组件（413）、滑动连接在所述第一直线导轨（412）上的第一上料夹具底板（414）以及多个用于卡接所述方钢板（32）的第一卡接组件（415）。

4.根据权利要求1所述的全自动摩擦焊接设备，其特征在于，所述进料组件（51）包括固定连接在所述基座台架（10）靠近所述上料输送组件（41）一侧的第一固定支架（511）、连接在所述第一固定支架（511）上表面的起吊板（512）、滑动连接在所述起吊板（512）上表面的导杆气缸连接板（513）、竖直滑动连接在所述导杆气缸连接板（513）一侧的第一滑座（514）、驱动所述第一滑座（514）上下滑动的的第一驱动气缸（515）和竖直连接在所述第一滑座（514）外侧的夹爪组件（516）。

5.根据权利要求4所述的全自动摩擦焊接设备，其特征在于，所述夹爪组件（516）包括气爪连接板（5161）、连接在所述气爪连接板（5161）侧边的第一导轨（5162）、滑动连接在所述第一导轨（5162）上的滑块（5163）、连接在所述滑块（5163）表面的滑板（5164）、连接在所述滑板（5164）表面的连接块（5165）、连接在所述连接块（5165）下表面的手指气缸（5166）和连接在所述手指气缸（5166）上的气爪（5167）。

6.根据权利要求5所述的全自动摩擦焊接设备，其特征在于，所述下料输送组件（42）包括第二滑台底座（421）、设在所述第二滑台底座（421）上表面的第二直线导轨（422）、设在所述第二滑台底座（421）末端的第二定位组件（423）、滑动连接在所述第二直线导轨（422）上的第二上料夹具底板（424）以及多个用于卡接的第二卡接组件（425）。

7.根据权利要求1所述的全自动摩擦焊接设备，其特征在于，所述出料组件（52）包括固定连接在所述基座台架（10）靠近所述下料输送组件（42）一侧的第二固定支架（521）、连接在所述第二固定支架（521）上表面的第二起吊板（522）、滑动连接在所述第二起吊板（522）上表面的第二导杆气缸连接板（523）、竖直滑动连接在所述第二导杆气缸连接板（523）一侧的第二滑座（524）、驱动所述第二滑座（524）上下滑动的的第二驱动气缸（525）和竖直连接在所述第二滑座（524）外侧的第二夹爪组件（526）。

8.根据权利要求7所述的全自动摩擦焊接设备，其特征在于，所述第二夹爪组件（526）包括第二连接板（5261）、连接在所述第二连接板（5261）下表面的摆台体（5262）、旋转连接在所述摆台体（5262）下表面的摆台盘（5263）、连接在所述摆台盘（5263）下表面的旋转连接盘（5264）、连接在所述旋转连接盘（5264）一侧的摆台弯板（5265）、连接在所述摆台弯板（5265）一侧的第二手指气缸（5266）和连接在所述第二手指气缸（5266）上的第二气爪（5267）。

9.根据权利要求3所述的全自动摩擦焊接设备，其特征在于，所述焊接座（30）还包括安装在所述升降滑台（31）的上表面且远离所述方钢板（32）的导向夹具组件（35），所述导向夹具组件（35）包括底座（351）以及连接在所述底座（351）上表面的左夹具（352）和右夹具（353），所述左夹具（352）和所述右夹具（353）适于夹持所述钢筋（34）并安装到所述第一电机座（21）和所述第二电机座（22）中的其中一个上，所述钢筋（34）远离所述第一电机座（21）或所述第二电机座（22）的一端正对所述方钢板（32）。

10.根据权利要求1所述的全自动摩擦焊接设备，其特征在于，所述第一电机座（21）包括竖直连接在所述基座台架（10）一端的第一安装座（211）、水平安装在所述第一安装座（211）上的第一驱动电机（212）和连接在所述第一驱动电机（212）的输出轴上的防护罩（213），所述防护罩（213）适于在所述方钢板（32）与所述钢筋（34）摩擦焊接时盖设在焊接处的正上方。