CN117429050A - 一种矩形箍带焊接边的自动套管机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种矩形箍带焊接边的自动套管机，包括热缩管供料机构、裁切机构、流线模组、三轴机械手、承载工件的载具、移送机构、矩形箍带焊接边的套管装置和控制电路；载具由流线模组驱动从上料位移动到下料位；三轴机械手布置在流线模组和套管装置的上方，三轴机械手从上料位夹取工件，放到套管装置上；热缩管供料机构输出的热缩管经裁切机构裁切后，由移送机构移送到套管装置，由套管装置将热缩管套到工件焊接边的一条搭接边上；套好热缩管的工件由三轴机械手移送到下料位。本发明通过流线模组和三轴机械手矩形箍带自动上下料；通过热缩管供料机构、裁切机构、移送机构和套管装置自动套热缩管，设备的自动化程度高、套管效率高。

Description

一种矩形箍带焊接边的自动套管机

[技术领域]

本发明涉及矩形箍带的加工设备，尤其涉及一种矩形箍带焊接边的自动套管机。

[背景技术]

动力电池模组或储能电池模组通常由模组本体、两块端板和两根矩形的钢质箍带组成，模组本体包括按一字排列的多个电芯，两块端板布置在模组本体的两端，两根箍带套装在两块端板的外周。

如图20至图22所示，矩形箍带有两条长边92和两条短边，其中一条短边91为底边，另一条短边93为焊接边，焊接边93由两条更短的搭接边93A和93B边组合而成。矩形箍带焊接边的搭接边93A在焊接前，需要提前套好剪裁好的热缩管94，以便在焊接后，将热缩管94移动到焊接边的搭接部位进行热缩。

现有的矩形箍带待焊接的焊接边套热缩管的工艺过程需要人工上下料，自动化程度低。

[发明内容]

本发明要解决的技术问题是提供一种自动化程度高的矩形箍带焊接边的自动套管机。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种矩形箍带焊接边的自动套管机，包括机架、热缩管供料机构、热缩管裁切机构、包括流线模组、三轴机械手、承载工件的载具、热缩管移送机构、矩形箍带焊接边的套管装置和控制电路；待加工的工件为矩形箍带，包括两条长边和两条短边，其中一条短边为底边，另外一条短边为搭接的、待焊接的焊接边，流线模组包括上料位和下料位，载具由流线模组驱动从上料位移动到下料位；三轴机械手布置在流线模组和套管装置的上方，三轴机械手从上料位的载具上夹取工件，放到套管装置上；热缩管供料机构输出的热缩管经热缩管裁切机构裁切后，由热缩管移送机构移送到套管装置，由套管装置将热缩管套到工件焊接边的一条搭接边上；套好热缩管的工件由三轴机械手移送到下料位的载具上。

以上所述的矩形箍带焊接边的自动套管机，机架包括底座，三轴机械手包括X轴直线模组、两个Y轴直线模组、Z轴移动机构和工件夹具，两个Y轴直线模组分别通过支架安装在底座上，X轴直线模组的两端分别固定在两个Y轴直线模组的滑块上，Z轴移动机构固定在X轴直线模组的滑块上，工件夹具安装在Z轴移动机构的下部；流线模组沿X轴方向布置。

以上所述的矩形箍带焊接边的自动套管机，所述的载具包括矩形的载板和复数个定位块，定位块固定在载板的顶面上，包括两个短边定位块和4个长边定位块；定位块的中部包括定位槽，两个短边定位块分别布置在靠近矩形载板两个短边的位置，短边定位块的定位槽与载板的长轴正交；4个长边定位块分成两组，分别布置在靠近矩形载板两个长边的位置，每一组的两个长边定位块沿载板的长轴方向分开布置，长边定位块的定位槽与载板的长轴平行；在流线模组上，载板的长轴与流线模组的行进方向平行；工件夹具包括夹具支架和4个手指气缸，4个手指气缸按2×2的矩阵布置在XY平面中，手指气缸的缸体固定在夹具支架上；手指气缸的两个手指朝下，沿Y轴方向开合；夹具支架固定在Z轴移动机构的下端。

以上所述的矩形箍带焊接边的自动套管机，流线模组的每个工位包括一个载具阻挡顶升机构，载具阻挡顶升机构位于流线模组的两条轨道之间，包括安装板、顶升气缸、顶升板和复数个直线轴承，安装板沿Y轴方向的两端分别固定在流线模组的两条轨道上；顶升板布置在安装板的上方，顶升气缸的缸体固定在安装板上，顶升气缸活塞杆的上端与顶升板连接；复数个直线轴承围绕顶升气缸的周边分开布置，直线轴承的导套固定在安装板上，直线轴承导杆的上端与顶升板连接；载具阻挡顶升机构包括阻挡气缸，载具的载板包括限位孔，阻挡气缸的活塞杆伸出时，阻挡气缸的滚轮伸入到限位孔中，顶住限位孔的后沿；控制电路包括两个载具到位传感器，流线模组的每个工位安装一个载具到位传感器；载具包括两根耐磨条，耐磨条固定在载板的底面上，沿载板两个长边布置；控制电路包括两套第一工件检测光电传感器，流线模组的每个工位包括一套第一工件检测光电传感器；所述的第一工件检测光电传感器为对射式光电传感器，第一工件检测光电传感器沿Y轴方向布置，安装在流线模组两条轨道外侧的上方；顶升板包括复数个定位销，定位销安装在顶升板的顶面上；载板的底面包括复数个与定位销对应的定位孔。

以上所述的矩形箍带焊接边的自动套管机，热缩管裁切机构包括裁切支架、裁切夹具、气动剪刀和剪刀升降气缸，裁切夹具包括裁切夹紧气缸和裁切夹头，裁切夹紧气缸和裁切夹头的固定块固定在裁切支架的顶部，裁切夹紧气缸水平布置，裁切夹头的动块固定在裁切夹紧气缸的前端；升降气缸固定在裁切支架上，气动剪刀固定的在升降气缸升降块上；气动剪刀的开口朝上，气动剪刀的刀口靠近裁切夹头热缩管的出口；热缩管供料机构包括上料机构和牵引机构，上料机构包括放料轴和导向机构，放料轴竖直布置，由电机驱动，热缩管料盘套在放料轴上，从热缩管料盘套引出的热缩管穿过导向机构；牵引机构包括第一直线模组和牵引夹具，第一直线模组通过第一直线模组的支架固定在机架上，布置在热缩管裁切机构和上料机构的上方；所述裁切夹头的开闭方向与第一直线模组的方向正交，所述导向机构的出口位于裁切夹头夹口的延长线上；牵引夹具包括Z向气缸和牵引夹爪气缸，Z向气缸固定在第一直线模组的滑块上，牵引夹爪气缸固定在Z向气缸活塞杆的下端；牵引夹爪气缸的夹爪朝下；所述的热缩管移送机构包括四轴机械手，四轴机械手包括移送X轴直线模组、移送Y轴直线模组、Z轴气缸、竖直布置的R轴机构和移送夹爪气缸，移送Y轴直线模组通过移送支架固定在机架上，移送X轴直线模组固定在Y轴直线模组的滑块上，Z轴气缸固定在X轴直线模组的滑块上，R轴机构固定在Z轴气缸活塞杆上，移送夹爪气缸固定在R轴机构旋转轴的下端，移送夹爪气缸的夹爪朝下。

以上所述的矩形箍带焊接边的自动套管机，热缩管供料机构包括两个所述的上料机构，两个上料机构沿所述的延长线的方向分开布置；上料机构的导向机构包括两排滚轮，热缩管从两排滚轮之间穿过，两排滚轮之间的间隙由夹紧气缸调节，两排滚轮中的热缩管与所述的延长线正交；沿与延长线正交的方向，两排滚轮的前后各装有热缩管感应光电传感器；牵引机构包括两个所述的牵引夹具，第一牵引夹具牵引夹爪气缸的夹爪位于所述的延长线上，开闭的方向与延长线上的方向正交；第二牵引夹具牵引夹爪气缸的夹爪的开闭的方向与延长线上的方向平行。

以上所述的矩形箍带焊接边的自动套管机，所述的套管装置包括热缩管的套管机构和矩形箍带的焊接边的张开机构，套管机构和张开机构分别安装在机架上；张开机构包括固定部和摆动部，矩形箍带固定在张开机构上，矩形箍带的一个长边随摆动部向外摆动，带动焊接边的第一搭接边的端部与第二搭接边的端部分离；套管机构包括热缩管夹具、第一搭接边的夹具和斜向移动机构，作为工件的热缩管夹在热缩管夹具中，斜向移动机构的进给方向与第一搭接边的方向平行，斜向移动机构带动热缩管夹具向第一搭接边方向进给，将热缩管套在第一搭接边上；套管装置的长轴方向沿X轴方向布置，所述的延长线与X轴方向平行。

以上所述的矩形箍带焊接边的自动套管机，张开机构包括固定板、5个钢带夹具、摆动板，摆动板驱动气缸，固定板安装在机架上；摆动板的长轴沿X轴方向布置，摆动板沿X轴方向的后端与固定板铰接；三个所述的钢带夹具安装在固定板上，其中两个在远离摆动板的一侧，沿X轴方向分开布置，用于固定矩形箍带一条的长边；另外一个安装固定板沿X轴方向的后端，用来固定矩形箍带的底边；还有两个所述的钢带夹具安装在摆动板上，沿X轴方向分开布置，用于夹住矩形箍带需要活动的长边；摆动板驱动气缸的一端与摆动板的前部铰接，另一端与固定板铰接；套管机构包括底板，斜向移动机构包括由电机驱动的丝杆螺母副、第一直线导轨副和进给板，热缩管夹具包括夹爪气缸、热缩管夹板和旋转下压气缸，所述的底板安装在机架上，底板的长轴方向与Y轴方向的夹角等于摆动板摆动的角度；第一直线导轨副的导轨固定在底板上，导轨的方向与底板的长轴的方向平行；进给板固定在第一直线导轨副的滑块上，丝杆螺母副的螺母固定在进给板上，丝杆螺母副的丝杆与底板的长轴方向平行，丝杆螺母副的丝杆由步进电机驱动；夹爪气缸安装在进给板上，热缩管夹板的两个夹块分别固定在夹爪气缸的两个夹爪上，两个夹块之间的夹缝与底板长轴方向平行；旋转下压气缸竖直地固定在进给板上，按进给板的进给方向，旋转下压气缸位于夹爪气缸的后方；旋转下压气缸旋转下压时，压杆的前部压入到两个夹块之间的夹缝中；套管机构包括第一搭接边的夹具，第一搭接边的夹具包括气缸支架，第一滑台气缸、第二滑台气缸、多杆气缸、第一夹头和第二夹头；第一滑台气缸通过气缸支架竖直地固定在套管机构底板的上方，沿X轴方向位于远离张开机构的一侧；第一夹头固定在第一滑台气缸的滑台上，下端包括一个向下开口的第一夹槽，第一夹槽与所述第一直线导轨副的导轨平行；第二滑台气缸竖直地固定在套管机构底板靠近张开机构的边缘，多杆气缸水平地固定在第二滑台气缸的顶部，多杆气缸的活塞杆朝向第一滑台气缸；第二夹头固定在多杆气缸活塞杆的前端，第二夹头的前端面包括向上开口的第二夹槽，第二夹槽与所述第一直线导轨副的导轨平行；第一搭接边的夹具在初始状态，第一夹头高于第一搭接边，第二夹头和多杆气缸低于第一搭接边。

以上所述的矩形箍带焊接边的自动套管机，钢带夹具包括夹紧气缸和夹紧块，夹紧块包括配对的定块和动块；定块固定在固定板的顶面上或摆动板的顶面上，动块固定在夹紧气缸的活塞杆上，夹紧气缸固定在固定板的顶面上或摆动板的顶面上；固定板包括弧形的扁长孔，弧形的扁长孔位于摆动板前部的下方，摆动板的前部的底面装有凸轮随动器，凸轮随动器插入到弧形的扁长孔中。以上所述的矩形箍带焊接边的自动套管机，矩形箍带焊接边自动折弯机工作包括以下工作步骤：

1001)流线模组的链轨带着由载具载具向前到达上料位时，在上料位暂停，载具上搭载有待套管的工件；

1002)三轴机械手工件夹具移动到上料位，夹住待套管的工件，将待套管的工件从载具中取出；载具继续向下料位的方向移动；当载具到达下料位时，在下料位暂停；

1003)三轴机械手将待套管的工件从上料位移送到套管装置上，套管装置张开机构的复数个钢带夹具将工件夹住；

1004)张开机构动作，摆动板向外摆动，带着工件的一条长边和第一搭接边向外张开；

1005)在第一搭接边的张开位置，第一搭接边的夹具将第一搭接边夹住；

1006)在步骤1002至1004三轴机械手和张开机构动作的同时，热缩管供料机构的上料机构向外输送热缩管带料；

1007)热缩管供料机构的牵引夹具夹住热缩管带料剪断后的前端，裁切夹具的裁切夹头将热缩管带料的前部松开，热缩管供料机构的牵引夹具夹住热缩管带料沿X轴方向拉动一个热缩管长度的距离后，裁切夹具的裁切夹头再将热缩管带料夹住，热缩管供料机构牵引夹具松开热缩管带料后复位，完成一次热缩管带料的进给；

1008)热缩管移送机构移送夹爪气缸的夹爪夹住热缩管带料的前端；气动剪刀将热缩管带料剪断，完成一个热缩管的裁切过程；

1009)热缩管移送机构将热缩管移送到套管机构的热缩管夹具中，热缩管夹具将热缩管夹住，并将热缩管闭合的内孔压开；

10010)在步骤1005第一搭接边的夹具将第一搭接边夹住后，斜向移动机构带动热缩管夹具向第一搭接边方向移动，将热缩管套在第一搭接边上；

10011)热缩管夹具将热缩管松开后，斜向移动机构带动热缩管夹具复位；第一搭接边的夹具将第一搭接边松开并复位，张开机构的摆动板复位，张开机构的复数个钢带夹具将成品工件松开；

10012)三轴机械手将成品工件从套管装置上的夹具中取出，并送到下料位的载具上；流线模组带着载具向前输出，完成下料。

本发明的矩形箍带焊接边的自动套管机通过流线模组和三轴机械手矩形箍带自动上下料，通过热缩管供料机构、裁切机构、移送机构和套管装置自动套热缩管，设备的自动化程度高、套管效率高。

[附图说明]

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明实施例矩形箍带焊接边的自动套管机的主视图。

图2是本发明实施例矩形箍带焊接边的自动套管机的左视图。

图3是本发明实施例矩形箍带焊接边的自动套管机的俯视图。

图4是本发明实施例矩形箍带焊接边的自动套管机的右视图。

图5是本发明实施例矩形箍带焊接边的自动套管机的立体图。

图6是本发明实施例流线模组的立体图。

图7是本发明实施例三轴机械手的立体图。

图8是本发明实施例载板的立体图。

图9是本发明实施例载具阻挡顶升机构的立体图。

图10是本发明实施例上料机构的立体图。

图11是本发明实施例牵引机构的立体图。

图12是本发明实施例热缩管裁切机构的立体图。

图13是本发明实施例热缩管移送机构的立体图。

图14是本发明实施例套管装置的主视图。

图15是本发明实施例套管装置的俯视图。

图16是本发明实施例套管装置的立体图。

图17是本发明实施例套管装置张开机构张开时的立体图。

图18是本发明实施例套管装置张开机构张开时的俯视图。

图19是本发明实施例套管装置的立体图。

图20是本发明实施例原料状态下矩形箍带的立体图。

图21是本发明实施例套管状态下矩形箍带的立体图。

图22是本发明实施例完工状态下矩形箍带原料的立体图。

[具体实施方式]

图1至图19所示的本发明实施例矩形箍带焊接边的自动套管机由两套结构相同的矩形箍带焊接边的自动套管机组成。本实施例以其中一套为例进行说明。矩形箍带焊接边的自动套管机包括作为机架的底座10、流线模组20、三轴机械手30、承载工件的载具40、热缩管裁切机构50、热缩管供料机构60、热缩管移送机构70、矩形箍带焊接边的套管装置80和控制电路。流线模组20沿X轴方向布置，包括两个工位，左侧的工位为上料位20A，右侧的工位为下料位20B。

如图20和图21所示，待套管的矩形箍带有两条长边92和两条短边，其中一条短边91为底边，另一条短边93为焊接边，焊接边93由两条更短的搭接边93A和93B边组合而成。矩形箍带焊接边的搭接边93A在焊接前需要提前套好剪裁好的热缩管94，以便在焊接后，将热缩管94移动到焊接边的搭接部位进行热缩，套管后的矩形箍带如图22所示。

载具40由流线模组20驱动从上料位20A移动到下料位20B。三轴机械手30布置在流线模组20和矩形箍带焊接边的套管装置80的上方，三轴机械手30从上料位20A夹取出工件90，放到套管装置80上，热缩管供料机构60输出的热缩管经热缩管裁切机构50裁切后，由热缩管移送机构70移送到套管装置80，由套管装置80将热缩管套到工件焊接边的一条搭接边上。套管后的完工工件再由三轴机械手30移送到下料位20B。

三轴机械手30包括X轴直线模组31、两个Y轴直线模组32、Z轴移动机构33和工件夹具30A，两个Y轴直线模组32分别通过支架34安装在底座10上，X轴直线模组31的两端分别固定在两个Y轴直线模组32的滑块35上，Z轴移动机构33固定在X轴直线模组31的滑块(图中未示出)上。

工件夹具30A包括夹具支架37和4个手指气缸36，4个手指气缸36按2×2的矩阵布置在XY平面中，手指气缸36的缸体固定在夹具支架37上。手指气缸36的两个手指朝下，沿Y轴方向开合。夹具支架37固定在Z轴移动机构33的下端。

载具40包括矩形的载板41、两根耐磨条和6个定位块42，定位块42固定在载板41的顶面上，根据安装位置不同。定位块42包括两个短边定位块42A和4个长边定位块42B。定位块42由两个小块组成，两个小块之间的间隙为矩形箍带的定位槽。两个短边定位块42A分别布置在靠近矩形载板41靠近两个短边41A的位置，短边定位块42A的定位槽与载板41的长轴正交。4个长边定位块42B分成两组，分别布置在靠近矩形载板41两个长边41B的位置，每一组的两个长边定位块42B沿载板41的长轴方向分开布置，长边定位块42B的定位槽与载板41的长轴平行。在流线模组20上，载板41的长轴与流线模组20的行进方向平行。两根耐磨条43固定在载板41的底面上，分别沿载板41两个长边的边缘布置,以减小载板41与流线模组链轨接触部位的磨损。

流线模组20的每个工位都安装了一个载具阻挡顶升机构20C，载具阻挡顶升机构20C位于流线模组20的两条轨道28之间，包括安装板23、顶升气缸24、顶升板25、阻挡气缸26和4个直线轴承27，安装板23沿Y轴方向的两端分别固定在流线模组20的两条轨道28上。顶升板25布置在安装板23的上方，顶升气缸24的缸体固定在安装板23上，顶升气缸24活塞杆的上端与顶升板25的中部连接。4个直线轴承27按矩形四角的形式布置在顶升气缸24的周边，直线轴承27的导套271固定在安装板23上，直线轴承27导杆272的上端与顶升板25连接。阻挡气缸26固定在安装板23上，顶升板25有一个阻挡气缸26的避让孔251，阻挡气缸26的滚轮261从避让孔251中伸出。

载板41的中部有一个限位孔411，阻挡气缸26的活塞杆伸出时，阻挡气缸26的滚轮261伸入到限位孔411中，顶住限位孔411的后沿412。控制电路包括两个载具到位传感器71和两套第一工件检测光电传感器72，流线模组20的每个工位安装一个载具到位传感器71。载具到位传感器71为对射式光电传感器，沿Y轴方向布置，安装在流线模组20两条轨道28外侧的上方。流线模组20的每个工位安装一套第一工件检测光电传感器72。第一工件检测光电传感器72为对射式光电传感器，第一工件检测光电传感器72沿Y轴方向布置，安装在流线模组20两条轨道28外侧的上方。

顶升板25有两个个定位销251，定位销251固定在顶升板25的顶面上。载板41上有两个通孔，通孔中安装有定位衬套412，定位衬套412的底面上有定位孔(图中未示出)。定位衬套412的定位孔与两个与定位销251相对应。

热缩管裁切机构50包括裁切支架51、裁切夹具、气动剪刀52和剪刀升降气缸53，裁切夹具包括裁切夹紧气缸54和裁切夹头55，裁切夹紧气缸54和裁切夹头55的固定块固定在裁切支架51的顶部，裁切夹紧气缸54水平布置，裁切夹头55的动块固定在裁切夹紧气缸54的前端。升降气缸固定在裁切支架51上，气动剪刀52固定的在升降气缸升降块上。气动剪刀52的开口朝上，气动剪刀52的刀处口靠近裁切夹头55热缩管的出口部位，并留出一定距离，以便裁切后的热缩管由第一牵引夹具牵引夹爪气缸67A的夹爪夹住并向X轴方向进给一个热缩管长度的距离。

热缩管供料机构60包括两套上料机构60A和一套牵引机构60B，上料机构60A包括放料轴61和导向机构，放料轴61竖直布置，由伺服电机611驱动，热缩管的料盘612套在放料轴61上，从热缩管料盘套引出的热缩管带料98穿过导向机构。

两套上料机构60A沿X轴方向分开布置。上料机构60A的导向机构包括两排滚轮63和热缩管带料98的导向柱634，热缩管带料98从两排滚轮63之间穿过，沿Y轴方向，两排滚轮63的前方装有热缩管感应光电传感器632，后方装有热缩管感应光电传感器633。

两排滚轮63安装在夹紧气缸631的上方，两排滚轮63之间的间隙由夹紧气缸631调节，两排滚轮63中的热缩管带料98沿Y轴方向布置，与X轴方向正交。热缩管带料98的导向柱634布置在两排滚轮63之间的热缩管带料98出口与热缩管裁切机构50的裁切夹具之间。

牵引机构60B包括第一直线模组65和两套牵引夹具，第一直线模组65通过第一直线模组65的支架651固定在底座10上，沿X轴方向布置，位于热缩管裁切机构50和上料机构60A的上方。热缩管裁切机构裁切夹头55沿Y轴方向开闭，两排滚轮63之间的热缩管带料98出口作为导向机构的出口，位于裁切夹头55夹口的延长线551上，延长线551与X轴方向平行。牵引夹具包括Z向气缸66和牵引夹爪气缸67，Z向气缸66固定在第一直线模组65的滑块上，牵引夹爪气缸67固定在Z向气缸66活塞杆的下端。牵引夹爪气缸67的夹爪朝下。

两套牵引夹具夹爪开闭的方向不同，第一牵引夹具牵引夹爪气缸67A的夹爪位于延长线551上，开闭的方向与X轴的方向正交。第二牵引夹具牵引夹爪气缸67B的夹爪的开闭的方向与X轴的方向平行。

热缩管移送机构70为四轴机械手，四轴机械手包括移送X轴直线模组71、移送Y轴直线模组72、Z轴气缸73、竖直布置的R轴机构74和移送夹爪气缸75，移送Y轴直线模组72通过移送支架721固定在底座10上，移送X轴直线模组71固定在Y轴直线模组的滑块上，Z轴气缸73固定在X轴直线模组71的滑块上，由伺服电机和行星减速机组成的R轴机构74固定在Z轴气缸73活塞杆上，移送夹爪气缸75固定在R轴机构74旋转轴的下端，移送夹爪气缸75的夹爪朝下。

套管装置80包括热缩管的套管机构80A、矩形箍带的焊接边的张开机构80B和套管位置切换机构80C，套管机构80A通过套管位置切换机构80C安装在底座10上，张开机构80B安装在底座10上。张开机构80B包括固定部和摆动部，矩形箍带90固定在张开机构80B上，矩形箍带90的一个长边92A随摆动部向外摆动，带动焊接边93的第一搭接边93A的端部与第二搭接边93B的端部分离，以使对搭接边93A进行套管。

套管机构80A包括热缩管夹具86、用于固定第一搭接边的夹具87和斜向移动机构85，作为工件的剪切好的热缩管94夹在热缩管夹具86中，斜向移动机构85的进给方向与张开的第一搭接边93A的方向平行，斜向移动机构85带动热缩管夹具86向第一搭接边93A的方向进给，将热缩管94套在第一搭接边的夹具87固定好的第一搭接边93A上。套管装置80的长轴方向沿X轴方向布置。

张开机构80B包括固定板81、5个钢带夹具82、摆动板83，摆动板驱动气缸831，固定板81通过支架812安装在底座10上。摆动板83的长轴沿X轴方向布置，摆动板83沿X轴方向的后端通过铰接轴832与固定板81铰接。钢带夹具82包括夹紧气缸821和夹紧块822，夹紧块822包括配对的定块和动块。夹紧块822的动块固定在夹紧气缸821的活塞杆上。5个钢带夹具82中的三个钢带夹具82安装在固定板81上，其中两个钢带夹具82A位于远离摆动板83的一侧，沿X轴方向分开布置，用于固定矩形箍带90一条的长边92B。另外一个钢带夹具82B安装固定板81沿X轴方向的后端，用来固定矩形箍带90的底边91。钢带夹具82A和82B的夹紧气缸和定块固定在固定板81的顶面上。

余下的两个钢带夹具82C安装在摆动板83上，沿X轴方向分开布置，用于夹住矩形箍带90需要活动的长边92A。钢带夹具82C的夹紧气缸821和定块固定在摆动板83的顶面上。

摆动板驱动气缸831的一端与摆动板83的前部铰接，另一端与固定板81铰接。

固定板81包括弧形的扁长孔811，弧形的扁长孔811位于摆动板83前部的下方，摆动板83的前部的底面装有凸轮随动器834，凸轮随动器834插入到弧形的扁长孔811中。

套管机构80A包括底板84，斜向移动机构85包括由电机驱动的丝杆螺母副851、第一直线导轨副852和进给板853，热缩管夹具86包括夹爪气缸861、热缩管夹板862和旋转下压气缸863，底板84安装在套管位置切换机构80C上，底板84的长轴方向(第一直线导轨副852导轨的方向)与Y轴方向的夹角α等于摆动板83张开时摆动的角度β。第一直线导轨副852的导轨固定在底板84上，导轨的方向与底板84的长轴的方向平行。进给板853固定在第一直线导轨副852的滑块上，丝杆螺母副851的螺母856固定在进给板853上，丝杆螺母副851的丝杆与底板84的长轴方向平行，丝杆螺母副851的丝杆由步进电机854驱动。夹爪气缸861安装在进给板853上，热缩管夹板862的两个夹块分别固定在夹爪气缸861的两个夹爪上，热缩管夹板862的两个夹块之间的夹缝与底板84长轴方向(第一直线导轨副852导轨的方向)平行。旋转下压气缸863竖直地固定在进给板853上，按进给板853的进给方向，旋转下压气缸863位于夹爪气缸861的后方。旋转下压气缸863旋转下压时，压杆的前部压入到热缩管夹板862的两个夹块之间的夹缝中，将热缩管夹板862两个夹块夹缝中的热缩管94闭合的内孔压开。

第一搭接边的夹具87包括气缸支架871，第一滑台气缸872、第二滑台气缸873、多杆气缸874、第一夹头875和第二夹头877。第一滑台气缸872通过气缸支架871竖直地固定在套管机构80A底板84的上方，沿X轴方向位于远离张开机构80B的一侧。第一夹头875固定在第一滑台气缸872的滑台上，下端有一个向下开口的第一夹槽878，第一夹槽878与第一直线导轨副852的导轨平行。第二滑台气缸873竖直地固定在套管机构底板84靠近张开机构80B的边缘，多杆气缸874水平地固定在第二滑台气缸873的顶部，多杆气缸874的活塞杆朝向第一滑台气缸872。第二夹头877固定在多杆气缸874活塞杆的前端，第二夹头877的前端面有一个向上开口的第二夹槽879，第二夹槽879与第一直线导轨副852的导轨平行。第一搭接边的夹具在初始状态下，第一夹头875高于第一搭接边93A，第二夹头877和多杆气缸874低于第一搭接边93A。

套管位置切换机构80C用于调节热缩管的套管机构80A沿X轴方向的位置以适应不同长度的矩形箍带90，套管位置切换机构80C包括导轨板881。位置切换气缸882和两套第二直线导轨副883，导轨板881过支架884固定在底座10上，两套第二直线导轨副883的导轨平行地固定在导轨板881上，与X轴方向平行。套管机构的底板84固定在两套第二直线导轨副883的滑块上，位置切换气缸882的右端通过支架812与底座10连接，左端与套管机构的底板84连接，位置切换气缸882的轴线与X轴平行。

本发明实施例矩形箍带焊接边的自动套管机工作时包括以下工作过程：

1)流线模组20的链轨带着由载具40沿X轴方向，由左向右移动，载具40上搭载有待加工的工件90(矩形箍带)，载具40到达上料位20A时，上料位的载具到位传感器71检测到载具40时，向控制器发出信号；在载具40上工件90(矩形箍带)的底边91朝前，另一条短边93(焊接边93)朝后；

2)阻挡气缸26的活塞杆伸出，阻挡气缸26的滚轮261伸入到限位孔411中，顶住限位孔411的后沿412；随即，顶升机构20C的顶升气缸24动作、顶升板25上升，顶升板25上的两个定位销251插入到载板41定位衬套412的定位孔中；顶升板25将载具40顶起，载具40脱离流线模组20的链轨，停留在上料位20A；

3)三轴机械手30工件夹具30A移动到上料位20A，夹住待加工的工件90(矩形箍带)，将待加工的工件90(矩形箍带)从载具40中取出；当上料位的第一工件检测光电传感器72检测到工件90离开载板41时，向控制器发出信号，载具阻挡顶升机构20C复位，载板41的底面与流线模组20的链轨恢复接触，继续向下料位20B的方向移动；当载具40到达下料位20B时，下料位的载具到位传感器71检测到载具40时，向控制器发出信号，下料位的载具阻挡顶升机构20C动作，载具40脱离流线模组20的链轨，停留在下料位20B；

4)三轴机械手30的各模组和机构工作，将待加工的工件90(矩形箍带)从上料位20A的载具40移送到套管装置80上，套管装置张开机构80B的5个钢带夹具82将工件90(矩形箍带)夹住；

5)张开机构80B的摆动板驱动气缸831动作，摆动板83向外摆动，带着矩形箍带90的长边92A和第一搭接边93A向外张开；

6)在第一搭接边93A的张开位置，第一搭接边的夹具87工作，将第一搭接边93A夹住；

7)在步骤3和4三轴机械手30移送待加工的工件90的同时，热缩管供料机构60、管裁切机构50和热缩管移送机构70也在工作，热缩管供料机构60的一个上料机构60A沿Y轴方向向外输送热缩管带料98，在上料机构60A更换热缩管的料盘612后，上料机构60A向外输送热缩管带料98时触发两排滚轮63前方的传感器，第二牵引夹具夹住热缩管带料98的端部，沿X轴方向拉过热缩管裁切机构50的气动剪刀52后，裁切夹具的裁切夹头55将热缩管带料98的前部夹住，气动剪刀52将热缩管带料98的料头剪断后复位；

8)第一牵引夹具夹住热缩管带料98剪断后的前端，裁切夹具的裁切夹头55将热缩管带料98的前部松开，第一牵引夹具夹住热缩管带料98沿X轴方向拉动一个热缩管长度的距离后，裁切夹具的裁切夹头55再将热缩管带料98夹住，第一牵引夹具松开热缩管带料98后复位，完成一次热缩管带料98的进给；

9)热缩管移送机构70动作，热缩管移送机构70的移送夹爪气缸75的夹爪夹住热缩管带料98剪断后的前端；气动剪刀52将热缩管带料98剪断，完成一个热缩管的裁切过程；

10)热缩管移送机构70将热缩管移送到套管机构80A的热缩管夹具86中，热缩管夹具86将热缩管夹住，并将其闭合的内孔压开；

11)在步骤6第一搭接边的夹具87将第一搭接边93A夹住后，斜向移动机构85带动热缩管夹具86向第一搭接边93A方向移动，将热缩管套在第一搭接边93A上；

12)热缩管夹具86将热缩管松开后，斜向移动机构85带动热缩管夹具86复位；第一搭接边的夹具87将第一搭接边93A松开并复位，张开机构80B的摆动板驱动气缸831缩回，摆动板83复位，套管装置张开机构80B的5个钢带夹具82将工件90(成品)松开；

13)三轴机械手30将工件90(成品)从套管装置80上的夹具中取出，并送到下料位20B的载具40上；当下料位的第一工件检测光电传感器72检测到工件90(成品)到达载板41时，向控制器发出信号，下料位的载具阻挡顶升机构20C复位，载板41的底面与流线模组20的链轨恢复接触，向右输出，完成下料。

本发明的矩形箍带焊接边的自动套管机通过流线模组和三轴机械手矩形箍带自动上下料，通过热缩管供料机构、裁切机构、移送机构和套管装置自动套热缩管，设备结构简单，制造安装方便，自动化程度高、套管效率高，并且可满足不同长度矩形箍带套热缩管的要求。

Claims (10)

1.一种矩形箍带焊接边的自动套管机，包括机架、热缩管供料机构和热缩管裁切机构；待加工的工件为矩形箍带，包括两条长边和两条短边，其中一条短边为底边，另外一条短边为搭接的、待焊接的焊接边，其特征在于，包括流线模组、三轴机械手、承载工件的载具、热缩管移送机构、矩形箍带焊接边的套管装置和控制电路；流线模组包括上料位和下料位，载具由流线模组驱动从上料位移动到下料位；三轴机械手布置在流线模组和套管装置的上方，三轴机械手从上料位的载具上夹取工件，放到套管装置上；热缩管供料机构输出的热缩管经热缩管裁切机构裁切后，由热缩管移送机构移送到套管装置，由套管装置将热缩管套到工件焊接边的一条搭接边上；套好热缩管的工件由三轴机械手移送到下料位的载具上。

2.根据权利要求1所述的矩形箍带焊接边的自动套管机，其特征在于，机架包括底座，三轴机械手包括X轴直线模组、两个Y轴直线模组、Z轴移动机构和工件夹具，两个Y轴直线模组分别通过支架安装在底座上，X轴直线模组的两端分别固定在两个Y轴直线模组的滑块上，Z轴移动机构固定在X轴直线模组的滑块上，工件夹具安装在Z轴移动机构的下部；流线模组沿X轴方向布置。

3.根据权利要求1所述的矩形箍带焊接边的自动套管机，其特征在于，所述的载具包括矩形的载板和复数个定位块，定位块固定在载板的顶面上，包括两个短边定位块和4个长边定位块；定位块的中部包括定位槽，两个短边定位块分别布置在靠近矩形载板两个短边的位置，短边定位块的定位槽与载板的长轴正交；4个长边定位块分成两组，分别布置在靠近矩形载板两个长边的位置，每一组的两个长边定位块沿载板的长轴方向分开布置，长边定位块的定位槽与载板的长轴平行；在流线模组上，载板的长轴与流线模组的行进方向平行；工件夹具包括夹具支架和4个手指气缸，4个手指气缸按2×2的矩阵布置在XY平面中，手指气缸的缸体固定在夹具支架上；手指气缸的两个手指朝下，沿Y轴方向开合；夹具支架固定在Z轴移动机构的下端。

4.根据权利要求3所述的矩形箍带焊接边的自动套管机，其特征在于，流线模组的每个工位包括一个载具阻挡顶升机构，载具阻挡顶升机构位于流线模组的两条轨道之间，包括安装板、顶升气缸、顶升板和复数个直线轴承，安装板沿Y轴方向的两端分别固定在流线模组的两条轨道上；顶升板布置在安装板的上方，顶升气缸的缸体固定在安装板上，顶升气缸活塞杆的上端与顶升板连接；复数个直线轴承围绕顶升气缸的周边分开布置，直线轴承的导套固定在安装板上，直线轴承导杆的上端与顶升板连接；载具阻挡顶升机构包括阻挡气缸，载具的载板包括限位孔，阻挡气缸的活塞杆伸出时，阻挡气缸的滚轮伸入到限位孔中，顶住限位孔的后沿；控制电路包括两个载具到位传感器，流线模组的每个工位安装一个载具到位传感器；载具包括两根耐磨条，耐磨条固定在载板的底面上，沿载板两个长边布置；控制电路包括两套第一工件检测光电传感器，流线模组的每个工位包括一套第一工件检测光电传感器；所述的第一工件检测光电传感器为对射式光电传感器，第一工件检测光电传感器沿Y轴方向布置，安装在流线模组两条轨道外侧的上方；顶升板包括复数个定位销，定位销安装在顶升板的顶面上；载板的底面包括复数个与定位销对应的定位孔。

5.根据权利要求1所述的矩形箍带焊接边的自动套管机，其特征在于，热缩管裁切机构包括裁切支架、裁切夹具、气动剪刀和剪刀升降气缸，裁切夹具包括裁切夹紧气缸和裁切夹头，裁切夹紧气缸和裁切夹头的固定块固定在裁切支架的顶部，裁切夹紧气缸水平布置，裁切夹头的动块固定在裁切夹紧气缸的前端；升降气缸固定在裁切支架上，气动剪刀固定的在升降气缸升降块上；气动剪刀的开口朝上，气动剪刀的刀口靠近裁切夹头热缩管的出口；热缩管供料机构包括上料机构和牵引机构，上料机构包括放料轴和导向机构，放料轴竖直布置，由电机驱动，热缩管料盘套在放料轴上，从热缩管料盘套引出的热缩管穿过导向机构；牵引机构包括第一直线模组和牵引夹具，第一直线模组通过第一直线模组的支架固定在机架上，布置在热缩管裁切机构和上料机构的上方；所述裁切夹头的开闭方向与第一直线模组的方向正交，所述导向机构的出口位于裁切夹头夹口的延长线上；牵引夹具包括Z向气缸和牵引夹爪气缸，Z向气缸固定在第一直线模组的滑块上，牵引夹爪气缸固定在Z向气缸活塞杆的下端；牵引夹爪气缸的夹爪朝下；所述的热缩管移送机构包括四轴机械手，四轴机械手包括移送X轴直线模组、移送Y轴直线模组、Z轴气缸、竖直布置的R轴机构和移送夹爪气缸，移送Y轴直线模组通过移送支架固定在机架上，移送X轴直线模组固定在Y轴直线模组的滑块上，Z轴气缸固定在X轴直线模组的滑块上，R轴机构固定在Z轴气缸活塞杆上，移送夹爪气缸固定在R轴机构旋转轴的下端，移送夹爪气缸的夹爪朝下。

6.根据权利要求5所述的矩形箍带焊接边的自动套管机，其特征在于，热缩管供料机构包括两个所述的上料机构，两个上料机构沿所述的延长线的方向分开布置；上料机构的导向机构包括两排滚轮，热缩管从两排滚轮之间穿过，两排滚轮之间的间隙由夹紧气缸调节，两排滚轮中的热缩管与所述的延长线正交；沿与延长线正交的方向，两排滚轮的前后各装有热缩管感应光电传感器；牵引机构包括两个所述的牵引夹具，第一牵引夹具牵引夹爪气缸的夹爪位于所述的延长线上，开闭的方向与延长线上的方向正交；第二牵引夹具牵引夹爪气缸的夹爪的开闭的方向与延长线上的方向平行。

7.根据权利要求5所述的矩形箍带焊接边的自动套管机，其特征在于，所述的套管装置包括热缩管的套管机构和矩形箍带的焊接边的张开机构，套管机构和张开机构分别安装在机架上；张开机构包括固定部和摆动部，矩形箍带固定在张开机构上，矩形箍带的一个长边随摆动部向外摆动，带动焊接边的第一搭接边的端部与第二搭接边的端部分离；套管机构包括热缩管夹具、第一搭接边的夹具和斜向移动机构，作为工件的热缩管夹在热缩管夹具中，斜向移动机构的进给方向与第一搭接边的方向平行，斜向移动机构带动热缩管夹具向第一搭接边方向进给，将热缩管套在第一搭接边上；套管装置的长轴方向沿X轴方向布置，所述的延长线与X轴方向平行。

8.根据权利要求7所述的矩形箍带焊接边的自动套管机，其特征在于，张开机构包括固定板、5个钢带夹具、摆动板，摆动板驱动气缸，固定板安装在机架上；摆动板的长轴沿X轴方向布置，摆动板沿X轴方向的后端与固定板铰接；三个所述的钢带夹具安装在固定板上，其中两个在远离摆动板的一侧，沿X轴方向分开布置，用于固定矩形箍带一条的长边；另外一个安装固定板沿X轴方向的后端，用来固定矩形箍带的底边；还有两个所述的钢带夹具安装在摆动板上，沿X轴方向分开布置，用于夹住矩形箍带需要活动的长边；摆动板驱动气缸的一端与摆动板的前部铰接，另一端与固定板铰接；套管机构包括底板，斜向移动机构包括由电机驱动的丝杆螺母副、第一直线导轨副和进给板，热缩管夹具包括夹爪气缸、热缩管夹板和旋转下压气缸，所述的底板安装在机架上，底板的长轴方向与Y轴方向的夹角等于摆动板摆动的角度；第一直线导轨副的导轨固定在底板上，导轨的方向与底板的长轴的方向平行；进给板固定在第一直线导轨副的滑块上，丝杆螺母副的螺母固定在进给板上，丝杆螺母副的丝杆与底板的长轴方向平行，丝杆螺母副的丝杆由步进电机驱动；夹爪气缸安装在进给板上，热缩管夹板的两个夹块分别固定在夹爪气缸的两个夹爪上，两个夹块之间的夹缝与底板长轴方向平行；旋转下压气缸竖直地固定在进给板上，按进给板的进给方向，旋转下压气缸位于夹爪气缸的后方；旋转下压气缸旋转下压时，压杆的前部压入到两个夹块之间的夹缝中；套管机构包括第一搭接边的夹具，第一搭接边的夹具包括气缸支架，第一滑台气缸、第二滑台气缸、多杆气缸、第一夹头和第二夹头；第一滑台气缸通过气缸支架竖直地固定在套管机构底板的上方，沿X轴方向位于远离张开机构的一侧；第一夹头固定在第一滑台气缸的滑台上，下端包括一个向下开口的第一夹槽，第一夹槽与所述第一直线导轨副的导轨平行；第二滑台气缸竖直地固定在套管机构底板靠近张开机构的边缘，多杆气缸水平地固定在第二滑台气缸的顶部，多杆气缸的活塞杆朝向第一滑台气缸；第二夹头固定在多杆气缸活塞杆的前端，第二夹头的前端面包括向上开口的第二夹槽，第二夹槽与所述第一直线导轨副的导轨平行；第一搭接边的夹具在初始状态，第一夹头高于第一搭接边，第二夹头和多杆气缸低于第一搭接边。

9.根据权利要求8所述的矩形箍带焊接边的自动套管机，其特征在于，钢带夹具包括夹紧气缸和夹紧块，夹紧块包括配对的定块和动块；定块固定在固定板的顶面上或摆动板的顶面上，动块固定在夹紧气缸的活塞杆上，夹紧气缸固定在固定板的顶面上或摆动板的顶面上；固定板包括弧形的扁长孔，弧形的扁长孔位于摆动板前部的下方，摆动板的前部的底面装有凸轮随动器，凸轮随动器插入到弧形的扁长孔中。

10.根据权利要求7所述的矩形箍带焊接边的自动套管机，其特征在于，矩形箍带焊接边自动折弯机工作包括以下工作步骤：

1001)流线模组的链轨带着由载具载具向前到达上料位时，在上料位暂停，载具上搭载有待套管的工件；

1002)三轴机械手工件夹具移动到上料位，夹住待套管的工件，将待套管的工件从载具中取出；载具继续向下料位的方向移动；当载具到达下料位时，在下料位暂停；

1003)三轴机械手将待套管的工件从上料位移送到套管装置上，套管装置张开机构的复数个钢带夹具将工件夹住；

1004)张开机构动作，摆动板向外摆动，带着工件的一条长边和第一搭接边向外张开；

1005)在第一搭接边的张开位置，第一搭接边的夹具将第一搭接边夹住；

1006)在步骤1002至1004三轴机械手和张开机构动作的同时，热缩管供料机构的上料机构向外输送热缩管带料；

1007)热缩管供料机构的牵引夹具夹住热缩管带料剪断后的前端，裁切夹具的裁切夹头将热缩管带料的前部松开，热缩管供料机构的牵引夹具夹住热缩管带料沿X轴方向拉动一个热缩管长度的距离后，裁切夹具的裁切夹头再将热缩管带料夹住，热缩管供料机构牵引夹具松开热缩管带料后复位，完成一次热缩管带料的进给；

1008)热缩管移送机构移送夹爪气缸的夹爪夹住热缩管带料的前端；气动剪刀将热缩管带料剪断，完成一个热缩管的裁切过程；

1009)热缩管移送机构将热缩管移送到套管机构的热缩管夹具中，热缩管夹具将热缩管夹住，并将热缩管闭合的内孔压开；

10010)在步骤1005第一搭接边的夹具将第一搭接边夹住后，斜向移动机构带动热缩管夹具向第一搭接边方向移动，将热缩管套在第一搭接边上；

10011)热缩管夹具将热缩管松开后，斜向移动机构带动热缩管夹具复位；

第一搭接边的夹具将第一搭接边松开并复位，张开机构的摆动板复位，张开机构的复数个钢带夹具将成品工件松开；

10012)三轴机械手将成品工件从套管装置上的夹具中取出，并送到下料位的载具上；流线模组带着载具向前输出，完成下料。