CN116534522B - 一种型材焊接排料装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种型材焊接排料装置及方法，涉及型材焊接设备领域，针对目前多层焊机的框架排料时碰撞损伤及不便依次落料的问题，采用沿滑轨移动的转运机构对焊接后的框架进行分批转运排料，转运机构能够同时带动两层框架，并将框架移动至接近输送带位置进行排料，支撑机构能够对其他未转运的框架进行临时保持，以供转运机构分批转运，减少框架排料时的坠落损伤问题，分批输送减小转运机构竖向的尺寸，便于布置以降低装置高度。

Description

一种型材焊接排料装置及方法

技术领域

本发明涉及型材焊接设备领域，具体涉及一种型材焊接排料装置及方法。

背景技术

型材焊接形成框架过程中，利用四角焊机通过对框架的多个角位置同时进行焊接来提高加工效率，为了进一步提高焊接效率，将四角焊机进行竖向叠加，形成多层四角焊机，同时对多组框架对应的型材进行焊接，获取多组焊接后的框架。多层四角焊机对型材焊接完成后，需要进行排料，输送带延伸至焊接工位下方，框架以自由下落的方式落在输送带上，输送带带动框架移动以将框架从焊接工位输出。

多个焊接工位之间具有间隔，同时焊接工位与输送带的承载面之间也有间隔，在目前多层四角焊机的排料过程中，若使框架依次自由下落进行排料，框架坠落碰撞输送带容易对框架本身和输送带造成碰撞损伤，随着框架所处落料位置的增加，碰撞损伤会进一步加剧；若使框架同时自由下落进行排料，位于下层的框架下部受到碰撞损伤，框架上部也会被上层框架冲击碰撞，造成叠加损伤。因落料造成损伤的框架难以满足框架外观和强度的要求，同时，冲击碰撞造成的输送带损伤也会影响输送精度和稳定性。

若采用临时夹持件带动所有框架依次下落排料，夹持件需要沿竖向上覆盖整个焊接工位，位于下部的框架排料后，夹持件需要继续下落使上部的框架靠近输送带，这就需要在输送带下方预留出足够的高度，导致输送带的布置高度增加，从而使得输送带上的焊接工位高度增加，整个焊接设备的高度会累加，导致不便进行上料、码放等操作，也不便进行调试和检修。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种型材焊接排料装置及方法，采用沿滑轨移动的转运机构对焊接后的框架进行分批转运排料，转运机构能够同时带动两层框架，并将框架移动至接近输送带位置进行排料，支撑机构能够对其他未转运的框架进行临时保持，以供转运机构分批转运，减少框架排料时的坠落损伤问题，分批输送减小转运机构竖向的尺寸，便于布置以降低装置高度。

本发明的第一目的是提供一种型材焊接排料装置，采用以下方案：

包括多层焊机和排料组件，多层焊机设有竖向叠加分布的多层焊接工位，最下层焊接工位下方设有承接框架的输送带，排料组件包括转运机构和支撑机构，转运机构滑动运行于竖向分布的滑轨，转运机构设有两个间隔分布的活动爪，活动爪能够同时带动两层框架移动，并使所带动的两层框架依次接触输送带以排料，支撑机构能够临时保持等待被转运机构所转运框架的位置。

进一步的，所述转运机构沿滑轨的运行范围覆盖所有层焊接工位，活动爪的间隔与相邻层焊接工位的间隔一致。

进一步的，所述输送带连接有升降机构，升降机构带动输送带沿竖向升降以改变输送带与焊接工位的间距。

进一步的，所述转运机构包括滑板、变位机构和活动爪，每个活动爪通过对应的变位机构安装于滑板，活动爪在变位机构驱动下能够探入框架下落路径范围内或收回至避让框架下落路径，滑板与滑轨滑动连接。

进一步的，所述变位机构沿竖向间隔布置，变位机构输出端连接活动爪以驱动活动爪动作，滑板连接有位移驱动机构。

进一步的，所述多层焊机在焊接工位的角位置设有焊机机头，焊接机头包括多层焊接压钳，每层焊接压钳形成焊接部，所有焊接机头处于同一高度位置的焊接部形成一层焊接工位，转运机构和支撑机构分布在焊接工位的角位置，滑轨和支撑机构分别连接于多层焊接压钳。

进一步的，所述多层焊机的同层焊接工位对应的焊接压钳同步压紧，异层焊接工位对应的焊接压钳独立动作；多层焊机还包括底架和机头导轨，焊接机头滑动安装于机头导轨，机头导轨和输送带分别安装于底架，输送带位于焊接工位与底架之间。

进一步的，所述多层焊接压钳上还连接有推移机构，推移机构、转运机构和支撑机构共同动作，驱动框架与多层焊接压钳分离。

本发明的第二目的是提供一种工作方法，利用如第一目的所述的型材焊接排料装置，包括：

焊接工位获取待焊接的型材，多层焊机焊接型材获取多个竖向间隔分布的框架；

转运机构和支撑机构承载焊接后获取的多层框架，在多层焊机从框架焊接位置撤出时，转运机构和支撑机构动作以保持其所承载的框架的位置不变；

转运机构带动其保持的两层框架移动并下落，使两层框架依次接触输送带并释放，使框架依次排料；

转运机构调整位置，接触并依次带动其他位置的框架移动，转运至输送带位置依次排料，直至将所有焊接后的框架排料完成。

进一步地，竖向上相邻的两层框架为一组，转运机构从下到上将多组框架依次转运排料，在转运机构夹持框架后，该框架对应的支撑机构解除对框架的保持作用。

与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果是：

（1）针对目前多层焊机的框架排料时碰撞损伤及不便依次落料的问题，采用沿滑轨移动的转运机构对焊接后的框架进行分批转运排料，转运机构能够同时带动两层框架，并将框架移动至接近输送带位置进行排料，支撑机构能够对其他未转运的框架进行临时保持，以供转运机构分批转运，减少框架排料时的坠落损伤问题，分批输送减小转运机构竖向的尺寸，便于布置以降低装置高度。

（2）转运机构对焊接后得到的框架进行排料，在排料前，转运机构作为承接结构对脱离焊接工位的部分框架进行支撑，其他部分的框架由支撑机构进行临时夹持，待转运机构将所支撑的框架排料后，移动至剩余的框架位置，对支撑机构所夹持的框架进行替换支撑，支撑机构释放型材，由转运机构进行排料；以转运机构对部分框架进行支撑，减少了临时保持框架位置的支撑机构的布置数目，降低结构复杂度。

（3）输送带能够进行升降动作，在转运机构带动框架下落排料时，输送带能够向上升起以主动接触框架底面，在转运机构的活动爪撤回动作前，利用输送带将框架承托，实现活动爪与所输送框架无接触撤离，避免活动爪于承载状态进行撤离时摩擦带动框架发生偏移的问题，提高框架排料的定位精度。

（4）推移机构、转运机构和支撑机构能够对框架侧面施加约束，在多层焊接压钳从框架焊缝位置撤离时，通过推移机构、转运机构和支撑机构的限位作用保持框架的位置，避免因焊缝粘结、结构勾挂导致的框架位置偏差，保证框架能够顺利从多层焊接压钳的焊接位置脱离。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明实施例1和2中型材焊接排料装置示意图。

图2为本发明实施例1和2中多层焊机的结构示意图。

图3为本发明实施例1和2中多层焊接压钳的结构示意图。

图4为本发明实施例1和2中型材焊接排料装置的俯视示意图。

其中，1.多层焊机，2.排料组件，3.多层焊接压钳，4.转运机构，5.支撑机构，6.输送带，7.推移机构，8.底架，9.机头导轨，10.滑轨，11.活动爪，12.变位机构，13.滑板，14.托块。

具体实施方式

实施例1

本发明的一个典型实施例中，如图1-图4所示，给出一种型材焊接排料装置。

现有的多层焊机1的多个焊接工位对型材加工形成框架后，需要对框架进行排料，竖向叠加分布的多层框架直接下落排料容易引起框架和输送带6的损伤；采用夹持件带动所有框架依次下落排料会占用输送带6下部的空间，导致设备整体布局增高，不便进行上料、码放等操作；采用活动的夹持件依次输送框架的排料速度较低，夹持件存在大量的空行程，影响加工效率。

基于此，本实施例中提供一种型材焊接排料装置，利用转运机构4对框架进行分批转运排料，避免直接下落造成的损伤问题，转运机构4同时转运两层框架，提高转运效率并减少对输送带6下方空间的侵占，能够减少转运机构4的空行程以提高排料效率，并且利用设备既有空间供转运机构4运动，减少设备的升高。

下面，结合附图对上述的焊接排料装置进行详细说明。

型材焊接排料装置主要包括多层焊机1和排料组件2，多层焊机1用于对型材进行焊接形成框架，主要工作部分是多层焊接压钳3，多层焊接压钳3能够进行位置调整，移动到工作位置对型材进行焊接，移动到非工作位置避让焊接后所获取框架的排料路径；排料组件2用于对焊接形成的框架进行排料，使框架从叠放位置下落至输送位置，主要工作部分是转运机构4、支撑机构5和输送带6，转运机构4能够对两个为一组的框架进行承载和输送，使所承载的两个框架同时下落直至一个框架落于输送带6，由输送带6将该框架输送后，继续下落至另一个框架落于输送带6，由输送带6继续输送框架；支撑机构5能够对非输送落料状态下的框架进行临时支撑，保持框架的位置，待转运机构4完成上一组框架的排料后，移动到支撑机构5所支撑的框架位置，交接支撑框架并由转运机构4将框架进行输送排料。

通过转运机构4的多次动作，将所有的框架以两个为一组、分组输送的方式进行排料，直至完成所有框架的排料过程。

多层焊机1包括多层焊接工位，能够同时对多组型材进行焊接以形成对应的多组框架，多层焊接工位包括沿竖向上叠加分布的多个焊接工位，并且相邻焊接工位之间留有间隙。如图2所示，位于最下层焊接工位下方设有承接框架的输送带6，输送带6能够承接落料的框架并将框架输送至多层焊机1的范围外。

具体的，多层焊机1在焊接工位的角位置设有焊接机头，焊接机头包括多层焊接压钳3，以框架进行四角焊、同时对四个框架进行焊接为例，多层焊机1为四层焊机，四层焊机在其四个角位置分别设有焊接机头，共四个焊接机头，每个焊接机头包括一个四层焊接压钳，每个四层焊接压钳形成四个焊接部，焊接部能够对两根型材端部对接位置施加焊接；四个焊接机头上处于同一高度位置的四个焊接部形成一层焊接工位，一个四层焊机上形成沿竖向上叠加的四层焊接工位。

转运机构4和支撑机构5分布在多层焊机1的角位置，转运机构4滑动运行于竖向分布的滑轨10，滑轨10和支撑机构5分别连接于多层焊接压钳3，在多层焊接压钳3调节位置时，对应的转运机构4、支撑机构5也进行移动。

需要指出的是，在框架进行排料时，框架需要从多层焊接压钳3的焊接位置脱离，通过多层焊接压钳3的撤离动作来使框架脱离，对此，将框架由多层焊接压钳3进行支撑转移到由转运机构4、支撑机构5进行支撑，而多层焊接压钳3相对于框架所处位置撤离时，转运机构4和支撑机构5的主体也进行了移动，因此，使转运机构4的作用端和支撑机构5的作用端保持与框架的接触支撑的状态下，转运机构4的主体和支撑机构5的主体随多层焊接压钳3进行移动，从而达到将框架从多层焊接压钳3位置脱离的目的。

另外，框架需要从多点位置进行支撑才能保持其稳定性，配置多个转运机构4和支撑机构5，在本实施例中，如图4所示，以框架进行四角焊为例，四个焊接机头所处位置均分别设有一组转运机构4和一组支撑机构5，整个多层焊机1包括四组转运机构4和四组支撑机构5，从四个角位置对框架进行支撑，保持框架的姿态稳定。

在竖向上，等高度的转运机构4同步动作，等高度的支撑机构5同步动作；一组支撑机构5所包括的支撑机构5的数目等于焊接工位总数目减去二，剩余的两个焊接工位对应的框架由转运机构4进行支撑。比如，多层焊机1设置四个焊接工位时，一组多层焊接压钳3对应设置两个支撑机构5，多层焊机1设置六个焊接工位时，一组多层焊接压钳3对应设置四个支撑机构5，剩余的两个焊接工位对应的框架由转运机构4进行支撑。

以输送方向作为X向，X向所在水平面内垂直于X向的方向为Y向，以垂直于XY平面的方向为Z向，本实施例中的竖向即为Z向。

可选的，多层焊接压钳3形成的焊缝多为45°焊缝，在框架脱离多层焊接压钳3时，需要从X方向和Y方向上保持框架和多层焊接压钳3的分离，因此，配置推移机构7安装于多层焊接压钳3，分配推移机构7、转运机构4和支撑机构5的安装位置，使得推移机构7、转运机构4和支撑机构5共同动作，驱动框架与多层焊接压钳3分离。

如图3所示，支撑机构5和转运机构4位于焊缝的一侧，从Y向上推动框架使其与多层焊接压钳3分离，推移机构7位于焊缝的另一侧，从X向上推动框架使其与多层焊接压钳3分离，共同动作能够使框架沿斜45°方向上脱离多层焊接压钳3，避免其黏连、勾挂导致的框架定位偏移问题。

对于多层焊机1，多层焊机1的同层焊接工位对应的焊接压钳同步压紧，异层焊接工位对应的焊接压钳独立动作，对每个框架对应的型材进行分别压紧；多层焊机1还包括底架8和机头导轨9，焊接机头滑动安装于机头导轨9，机头导轨9和输送带6分别安装于底架8，输送带6位于焊接工位与底架8之间。

推移机构7可以采用伸缩件带动压块的结构，从X向对框架的两端分别施加推力，保持框架在X向的位置，支撑机构5可以采用伸缩件带动托块14的结构，既能够完成对框架在Z向上的承托，又能够从Y向对框架的两端分别施加推力，保持框架在Y向的位置。托块14作为支撑机构5的作用端，伸缩件作为支撑机构5的主体。

可选的，伸缩件可以采用气缸、电缸、油缸等元件，伸缩件的伸缩行程根据其动作需求进行配置，能够驱动托块14接触承载框架并能够驱动托块14脱离框架。

参见图3，转运机构4滑动运行于竖向分布的滑轨10，转运机构4设有两个间隔分布的活动爪11，活动爪11能够同时带动两层框架移动，并使两层框架依次接触输送带6以排料，支撑机构5能够临时保持等待被转运机构4所转运框架的位置。

沿Z向上，从底部到顶部相邻的两层框架为一组，转运机构4分组对框架进行转运和排料，转运机构4沿滑轨10的运行范围覆盖所有层焊接工位，活动爪11的间隔与相邻层焊接工位的间隔一致，使其能够准确接触并承托对应的框架。

转运机构4对焊接后得到的框架进行排料，在排料前，转运机构4作为承接结构对脱离焊接工位的部分框架进行支撑，其他部分的框架由支撑机构5进行临时夹持，待转运机构4将所支撑的框架排料后，移动至剩余的框架位置，对支撑机构5所夹持的框架进行替换支撑，支撑机构5释放型材，由转运机构4进行排料；以转运机构4对部分框架进行支撑，减少了临时保持框架位置的支撑机构5的布置数目，降低结构复杂度。

转运机构4包括滑板13、变位机构12和活动爪11，每个活动爪11通过对应的变位机构12安装于滑板13，活动爪11在变位机构12驱动下能够探入框架下落路径范围内或收回至避让框架下落路径，滑板13与滑轨10滑动连接；活动爪11作为转运机构4的作用端，变位机构12和滑板13作为转运机构4的主体。

可选的，变位机构12可以采用翻转结构、伸缩结构、转动结构等，通过翻转、伸缩、转动等动作方式来调节活动爪11的位置，使其按照需求移动到托举框架的位置或从托举框架的位置避让。本实施例中示出的是采用伸缩结构，通过气缸、油缸、电缸等伸缩动作带动活动爪11改变位置，使活动爪11在托举框架的位置和避让位置进行切换。

两个活动爪11分别通过变位机构12安装于滑板13，两个变位机构12沿竖向间隔布置，其间隔与相邻层框架间距相对应，变位机构12输出端连接活动爪11以驱动活动爪11动作，滑板13连接有位移驱动机构。

可选的，位移驱动机构可以采用多行程气缸，匹配转运机构4对多组框架进行转运的需求，同时匹配其在对同组框架进行依次下放时的动作需求；另外，还可以采用伺服电机配合丝杠滑块机构，驱动滑板13沿滑轨10移动，对所有框架进行依次转运和释放输送。

输送带6连接有升降机构，升降机构带动输送带6沿竖向升降以改变输送带6与焊接工位的间距；对于输送带6的升降机构，也可以采用伸缩件。

输送带6能够进行升降动作，在转运机构4带动框架下落排料时，输送带6能够向上升起以主动接触框架底面，在转运机构4的活动爪11撤回动作前，利用输送带6将框架承托，实现活动爪11与所输送框架无接触撤离，避免活动爪11于承载状态进行撤离时摩擦带动框架发生偏移的问题，提高框架排料的定位精度。

实施例2

本发明的另一典型实施方式中，如图1-图4所示，给出一种工作方法。

利用如实施例1中所述的型材焊接排料装置，包括以下步骤：

焊接工位获取待焊接的型材，多层焊机1焊接型材获取多个竖向间隔分布的框架；

转运机构4和支撑机构5承载焊接后获取的多层框架，在多层焊机1从框架焊接位置撤出时，转运机构4和支撑机构5动作以保持其所承载的框架的位置不变；

转运机构4带动其保持的两层框架移动并下落，使两层框架依次接触输送带6并释放，使框架依次排料；

转运机构4调整位置，接触并依次带动其他位置的框架移动，转运至输送带6位置依次排料，直至将所有焊接后的框架排料完成。

竖向上相邻的两层框架为一组，转运机构4从下到上将多组框架依次转运排料，在转运机构4夹持框架后，该框架对应的支撑机构5解除对框架的保持作用。

采用沿滑轨10移动的转运机构4对焊接后的框架进行分批转运排料，转运机构4能够同时带动两层框架，并将框架移动至接近输送带6位置进行排料，支撑机构5能够对其他未转运的框架进行临时保持，以供转运机构4分批转运，减少框架排料时的坠落损伤问题，分批输送减小转运机构4竖向的尺寸，便于布置以降低装置高度。

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 (9)

1.一种型材焊接排料装置，其特征在于，包括多层焊机和排料组件，多层焊机设有竖向叠加分布的多层焊接工位，最下层焊接工位下方设有承接框架的输送带，排料组件包括转运机构和支撑机构，转运机构滑动运行于竖向分布的滑轨，转运机构设有两个间隔分布的活动爪，活动爪能够同时带动两层框架移动，并使所带动的两层框架依次接触输送带以排料，支撑机构能够临时保持等待被转运机构所转运框架的位置；

多层焊机在焊接工位的角位置设有焊机机头，焊接机头包括多层焊接压钳，转运机构和支撑机构分布在焊接工位的角位置，滑轨和支撑机构分别连接于多层焊接压钳；

多层焊机还包括底架和机头导轨，焊接机头滑动安装于机头导轨，机头导轨和输送带分别安装于底架，输送带位于焊接工位与底架之间；

所述多层焊接压钳上还连接有推移机构，推移机构、转运机构和支撑机构共同动作，驱动框架与多层焊接压钳分离；

所述支撑机构采用伸缩件带动托块的结构，既能够完成对框架在Z向的承托，又能够从Y向对框架施加推力；

支撑机构和转运机构位于焊缝的一侧，从Y向推动框架使其与多层焊接压钳分离，推移机构位于焊缝的另一侧，从X向推动框架使其与多层焊接压钳分离，共同动作能够使框架沿斜45°方向脱离多层焊接压钳。

2.如权利要求1所述的型材焊接排料装置，其特征在于，所述转运机构沿滑轨的运行范围覆盖所有层焊接工位，活动爪的间隔与相邻层焊接工位的间隔一致。

3.如权利要求1所述的型材焊接排料装置，其特征在于，所述输送带连接有升降机构，升降机构带动输送带沿竖向升降以改变输送带与焊接工位的间距。

4.如权利要求1所述的型材焊接排料装置，其特征在于，所述转运机构包括滑板、变位机构和活动爪，每个活动爪通过对应的变位机构安装于滑板，活动爪在变位机构驱动下能够探入框架下落路径范围内或收回至避让框架下落路径，滑板与滑轨滑动连接。

5.如权利要求4所述的型材焊接排料装置，其特征在于，所述变位机构沿竖向间隔布置，变位机构输出端连接活动爪以驱动活动爪动作，滑板连接有位移驱动机构。

6.如权利要求1所述的型材焊接排料装置，其特征在于，每层焊接压钳形成焊接部，所有焊接机头处于同一高度位置的焊接部形成一层焊接工位。

7.如权利要求6所述的型材焊接排料装置，其特征在于，所述多层焊机的同层焊接工位对应的焊接压钳同步压紧，异层焊接工位对应的焊接压钳独立动作。

8.一种工作方法，利用权利要求1-7中任一项所述型材焊接排料装置，其特征在于，包括：

焊接工位获取待焊接的型材，多层焊机焊接型材获取多个竖向间隔分布的框架；

转运机构和支撑机构承载焊接后获取的多层框架，在多层焊机从框架焊接位置撤出时，转运机构和支撑机构动作以保持其所承载的框架的位置不变；

转运机构带动其保持的两层框架移动并下落，使两层框架依次接触输送带并释放，使框架依次排料；

转运机构调整位置，接触并依次带动其他位置的框架移动，转运至输送带位置依次排料，直至将所有焊接后的框架排料完成。

9.如权利要求8所述的工作方法，其特征在于，竖向上相邻的两层框架为一组，转运机构从下到上将多组框架依次转运排料，在转运机构夹持框架后，该框架对应的支撑机构解除对框架的保持作用。