CN117548907A - 一种用于液压支架顶梁掩护梁的顶板箱梁合拼的自动拼装装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于液压支架顶梁掩护梁的顶板箱梁合拼的自动拼装装置，包括：定位焊接工装和工件输送装置；定位焊接工装包括两个滚动支撑组件、四个箱梁定位组件及一个顶板定位校正装置；两个滚动支撑组件用于滚动支撑顶板组件；四个箱梁定位组件用于将放置在顶板组件上的箱梁组件固定在顶板组件上，顶板定位校正装置包括用于将顶板组件定位在两个滚动支撑组件上的两个顶板定位组件A和两个顶板定位组件B，以及用于将定位在两个滚动支撑组件上的顶板组件连续顶起使其产生Z轴方向的移动，从而与箱梁组件紧密贴合的顶板校正组件。本发明可实现工件的自动输送和定位拼接，极大地提升了工作效率和工件的拼装焊接质量。

Description

一种用于液压支架顶梁掩护梁的顶板箱梁合拼的自动拼装 装置

技术领域

本发明涉及液压支架制备技术领域，具体涉及一种用于液压支架顶梁掩护梁的顶板箱梁合拼的自动拼装装置。

背景技术

煤矿企业在采矿作业中主要是运用大型液压支架作为采煤设备，该设备的质量直接影响着采矿业的生产质量和生产效率，也直接关乎整个生产作业过程中的安全。液压支架主要由液压缸(立柱、千斤顶)、承载结构件(顶梁、掩护梁和底座等)、推移装置、控制系统和其它辅助装置组成。顶梁和掩护梁都是由单独成型的箱梁组件和顶板组件通过拼装后焊接组成的。

现有顶梁、掩护梁箱体的拼装技术存在以下问题：

1、物料的转运方式均为人工吊装，转运过程中存在人身安全隐患，且工作效率低。

2、工件的拼装及焊接均由人工手动进行，工作效率低，且拼装焊接的质量难以保证。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于液压支架顶梁掩护梁的顶板箱梁合拼的自动拼装装置。

本发明采用的技术方案是：

一种用于液压支架顶梁掩护梁的顶板箱梁合拼的自动拼装装置，包括：定位焊接工装和工件输送装置；

定位焊接工装包括两个滚动支撑组件、四个箱梁定位组件及一个顶板定位校正装置；

两个滚动支撑组件并列设置在一个支撑平面上、用于滚动支撑顶板组件；

四个箱梁定位组件两个一组分别固定设于两个滚动支撑组件的外部两侧，用于将放置在顶板组件上的箱梁组件固定在顶板组件上，不使其产生X、Y、Z轴方向的移动；

顶板定位校正装置设置在两个滚动支撑组件之间，包括一个矩形底框架、沿X轴方向设置在矩形底框架顶面的两根滑轨A、分别固定设置在矩形底框架的前端和后端的两个顶板定位组件A和两个顶板定位组件B，以及通过滑块与两根滑轨A滑动连接且由电机C驱动沿X轴方向移动的顶板校正组件；两个顶板定位组件A和两个顶板定位组件B用于分别通过四根可升降的圆柱销将顶板组件定位在两个滚动支撑组件上，顶板校正组件用于将定位在两个滚动支撑组件上的顶板组件连续顶起使其产生Z轴方向的移动，从而与箱梁组件紧密贴合；

工件输送装置设置在定位焊接工装的前侧，用于将待拼装的顶板组件输送到定位焊接工装的两个滚动支撑组件上，且将拼装完成的顶梁、掩护梁箱体输送到指定位置。

进一步地，两个滚动支撑组件结构相同，都包括一个沿X轴方向延伸的滚轮支架和滚动设置在滚轮支架的顶面且沿轴线沿Y轴方向延伸的两排辊轮，每排辊轮都包括一个主动辊轮和若干个被动辊轮，主动辊轮和若干个被动辊轮通过链条连接，主动辊轮由辊轮电机A驱动转动。

进一步地，箱梁定位组件包括固定支架、沿Z轴方向安装在固定支架侧面的滑轨滑块组件A和丝杆螺母组件A、同时与滑轨滑块组件A中的滑块及丝杆螺母组件A中的螺母固定连接的升降架、驱动丝杆螺母组件A中的丝杆转动的电机A，以及固定安装在升降架A上端的插销组件；所述插销组件包括与箱梁组件侧面贯通孔插拔配合的插销，所述插销由电机B驱动沿Y轴方向伸缩运动。

进一步地，顶板定位组件A和顶板定位组件B的结构相同，均包括固定板、安装在固定板上侧面的立柱、沿Z轴方向安装在立柱侧面的滑轨滑块组件B和丝杆螺母组件B、同时与滑轨滑块组件B中的滑块及丝杆螺母组件B的螺母固定连接的升降架B、驱动丝杆螺母组件B中的丝杆转动的电机D，以及固定在升降架B顶面的定位销组件，所述定位销组件包括与顶板组件底部的定位孔配合的圆锥头定位销。

进一步地，定位销组件还包括固定套装在圆锥头定位销下端用于支撑顶板组件的支撑圆盘。

进一步地，顶板校正组件包括中部开口的滑动板、驱动滑动板沿X轴方向移动的电机C、沿Y轴方向设置在滑动板上侧的两根滑轨B、两个一组分别与两根滑轨B滑动配合的四个滑块B、分别与两组滑块B固定连接的顶杆组件A和顶杆组件B、安装在滑动板上用于驱动顶杆组件A和顶杆组件B相互靠近或远离的丝杆驱动组件；顶杆组件A和顶杆组件B分别设有可沿Z轴方向升降的顶杆A和顶杆B。

进一步地，工件输送装置包括两根沿Y轴方向设置的轨道梁、与轨道梁滚动配合的移动架及沿X轴方向滚动设置在移动架两侧的两排滚轮组件；每排辊轮组件都包括一个主动辊轮和若干个被动辊轮，主动辊轮和若干个被动辊轮通过链条连接，主动辊轮由辊轮电机B驱动转动。

进一步地，定位焊接工装还包括设置在门字架上的位置传感器，所述位置传感器用于检测顶板组件的位置，并且当检测到顶板组件到达设定位置时使滚动支撑组件停止输送。

进一步地，还包括拿取机器人及焊接机器人，所述拿取机器人用于将箱体组件放置到到达设定位置的顶板组件上，所述焊接机器人用于将紧密贴合在一起的顶板组件和箱梁组件焊接连接。

本发明的有益效果：通过设置工件输送装置和定位焊接工装，采用工件输送装置将待拼装的顶板组件输送到定位焊接工装的两个滚动支撑组件上，滚动支撑组件继续将顶板组件向前输送到拼接位置，使用四个定位组件将顶板组件定位在两个滚动支撑组件上，不使其产生X、Y轴方向的移动；此时可使用机器人将箱体组件放置到顶板组件上，然后使用四个箱梁定位组件将箱梁组件固定在顶板组件上，接着，使顶板校正组件沿X轴方向移动，且边移动边将顶板组件顶起使其与箱梁组件的底面紧密贴合，同时采用焊接机器人对贴合处实施焊接。通过上述过程，本发明可实现工件的自动输送和定位拼接，极大地提升了工作效率和工件的拼装焊接质量。

附图说明

图1是本发明的自动拼装装置的结构示意图。

图2是本发明的定位焊接工装的结构示意图。

图3是本发明的箱梁定位组件的结构示意图。

图4是本发明的顶板定位校正装置的结构示意图。

图5是本发明的顶板定位组件的结构示意图。

图6是本发明的顶板校正组件的结构示意图。

图7是本发明的工件输送装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实例对本发明作进一步说明，以便于对本发明的理解，但并不因此而限制本发明。

参阅图1-图7，一种用于液压支架顶梁掩护梁的顶板箱梁合拼的自动拼装装置，包括：定位焊接工装100和工件输送装置200；

作为优选地，所述自动拼装装置，还可以包括拿取机器人(图中未示出)及焊接机器人(图中未示出)，拿取机器人及焊接机器人均为现有技术，拿取机器人为可360度转动且设有机械手臂的机器人，机械手臂可将箱体组件放置到到达设定位置的顶板组件上。所述焊接机器人可通过一根平行于定位焊接工装100的滑轨可滑动地设置在定位焊接工装100的一侧，顶板校正组件沿X轴方向移动，且边移动边将顶板组件连续顶起使其与箱梁组件的底面紧密贴合，焊接机器人与顶板校正组件同步移动对贴合处实施焊接。

定位焊接工装100包括两个滚动支撑组件110、四个箱梁定位组件120及一个顶板定位校正装置130；作为优选地，定位焊接工装100还包括设置在门字架140上的位置传感器，所述位置传感器用于检测顶板组件的位置，并且当检测到顶板组件到达设定位置时使滚动支撑组件110停止输送。

两个滚动支撑组件110并列设置在一个支撑平面上、用于滚动支撑顶板组件；优选两个滚动支撑组件110结构相同，都包括一个沿X轴方向延伸的滚轮支架111和滚动设置在滚轮支架111的顶面且沿轴线沿Y轴方向延伸的两排辊轮113，每排辊轮都包括一个主动辊轮和若干个被动辊轮，主动辊轮和若干个被动辊轮通过链条(图中未示出)连接，主动辊轮由辊轮电机A(图中未示出)驱动转动。

滚轮支架111可采用型钢制成，滚轮支架111的上端平行设置两个沿X轴方向延伸的纵梁，辊轮的两端通过辊轮轴可转动安装在分别固定在两个纵梁上的两个轴承座内，主动辊轮的辊轮轴的一端伸出轴承座连接主动链轮和驱动链轮，其他所有被动辊轮的辊轮轴的一端伸出轴承座连接被动链轮，主动链轮和被动链轮通过链条连接。驱动链轮通过传动链条及传动链轮连接辊轮电机。辊轮电机驱动主动辊轮转动，主动辊轮通过链条带动所有被动辊轮同步转动，正向转动时将顶板组件从工件输送装置200上输送到定位焊接工装100上，反向转动时，将拼装好的顶梁、掩护梁箱体从定位焊接工装100上输送到工件输送装置200上。

四个箱梁定位组件120两个一组分别固定设于两个滚动支撑组件110的外部两侧，箱梁定位组件120包括固定支架121、沿Z轴方向安装在固定支架121侧面的滑轨滑块组件A122和丝杆螺母组件A127、同时与滑轨滑块组件A122中的滑块及丝杆螺母组件A中的螺母固定连接的升降架123、驱动丝杆螺母组件A中的丝杆转动的电机A124，以及固定安装在升降架A123上端的插销组件126；所述插销组件126包括与箱梁组件侧面贯通孔插拔配合的插销1261，所述插销1261由电机B125驱动沿Y轴方向伸缩运动。滑轨滑块组件A122和丝杆螺母组件A127为现有技术，其结构和原理不做赘述。优选升降架123为滑动套装在丝杆螺母组件A127外部的矩形壳体，矩形壳体的外侧壁与滑块固定连接，内侧壁与螺母固定连接。插销组件126包括固定在升降架123顶部的顶板、与顶板转动连接的丝杆螺母组件、与丝杆螺母组件的螺母固定连接的滑动板、固定在滑动板前端的插销1261、驱动丝杆转动的电机B125、固定在顶板上侧面的滑块、与滑块配合且与滑动板固定连接的滑轨。电机B125驱动丝杆正向转动，滑动板带动插销1261向前伸出，插入箱梁组件侧面的贯通孔中，从而将箱体组件固定在顶板组件上；拼装焊接完成后，电机B125驱动丝杆反向转动，滑动板带动插销1261向后回缩，插销1261脱离箱梁组件。

顶板定位校正装置130包括一个设置在两个两个滚动支撑组件110之间的矩形底框架135、沿X轴方向设置在矩形底框架135顶面的两根滑轨A131、分别固定设置在矩形底框架135的前端和后端的两个顶板定位组件A132和两个顶板定位组件B133，以及通过滑块136与两根滑轨A131滑动连接且由电机C驱动沿Y轴方向移动的顶板校正组件134。

优选顶板定位组件A132和顶板定位组件B133采用基本相同的结构，这样可使工装加工简单，加工成本低。以顶板定位组件A132为例详细说明，顶板定位组件A132包括固定板1321、安装在固定板1321上侧面的立柱1322、沿Z轴方向安装在立柱1322侧面的滑轨滑块组件B1323和丝杆螺母组件B1324、同时与滑轨滑块组件B1323中的滑块及丝杆螺母组件B1324的螺母固定连接的升降架B1326、驱动丝杆螺母组件B中的丝杆转动的电机D1325，以及固定在升降架B1326顶面的定位销组件。两个顶板定位组件A132通过其固定板1321分别固定在矩形底框架135前端两侧，两个顶板定位组件B133的固定板均与矩形底框架135一体成型，两个顶板定位组件B133的立柱分别固定穿过两根滑轨A131。所述定位销组件包括与顶板组件底部的定位孔配合的圆锥头定位销1327以及固定套装在圆锥头定位销1327下端用于支撑顶板组件的支撑圆盘1328。使用时，电机D1325驱动丝杆正向转动，螺母带动升降架B1326及定位销组件向上运动，圆锥头定位销1327插入顶板组件底部的定位孔中，支撑圆盘1328抵靠顶板组件的底面，使顶板组件无法产生X\Y轴方向运动；电机D1325驱动丝杆反向转动，螺母带动升降架B1326及定位销组件向下运动，圆锥头定位销1327脱离顶板组件。由于定位销的头部设置为圆锥形，当定位销插入顶板组件的定位孔时，圆锥头可以起到导向作用，从而弥补顶板组件的位置偏差。

优选顶板校正组件134包括中部开口的滑动板1341、驱动滑动板1341沿X轴方向移动的电机C(图中未示出)、沿Y轴方向设置在滑动板1341上侧的两根滑轨B1342、两个一组分别与两根滑轨B1342滑动配合的四个滑块B1343、分别与两组滑块B固定连接的顶杆组件A和顶杆组件B、安装在滑动板1341上用于驱动顶杆组件A和顶杆组件B相互靠近或远离的丝杆驱动组件；顶杆组件A和顶杆组件B分别设有可沿Z轴方向升降的顶杆A1344和顶杆B1345。

具体实施时，电机C安装在滑动板1341上，电机输出轴竖直向上穿过滑动板1341同轴固定连接齿轮(图中未示出)，其中一根滑轨A131的内侧面沿其长度方向设置齿条(图中未示出)，齿条与齿轮啮合。电机C驱动齿轮转动，齿轮与齿条啮合传动，带动滑动板1341在滑轨A131上滑动，从而使顶板校正组件134沿Y轴方向移动。

丝杆驱动组件包括一根设有左旋螺纹部和右旋螺纹部的双向丝杆1346，驱动双向丝杆转动的双向丝杆电机1347，以及分别与左旋螺纹部和右旋螺纹部螺纹配合的左旋螺母1348和右旋螺母1349。左旋螺母1348与顶杆组件A固定连接，右旋螺母1349与顶杆组件B固定连接。双向丝杆电机1347驱动双向丝杆1346正向转动时，顶杆组件A和顶杆组件B相互靠近；双向丝杆电机驱动双向丝杆反向转动时，顶杆组件A和顶杆组件B相互远离，从而可以调节顶杆组件A和顶杆组件B适应不同宽度的底部组件。

顶杆组件A和顶杆组件B结构相同，都包括一个下端穿过滑动顶板1341中部开口的立柱，设置在立柱侧面的滑轨滑块组件和丝杆螺母组件、同时与滑轨滑块组件中的滑块及丝杆螺母组件的螺母固定连接的升降架、驱动丝杆螺母组件中的丝杆转动的顶杆电机，顶杆A1344和顶杆B1345均固定在升降架上。优选顶杆组件A和顶杆组件B的顶杆电机为同步电机。顶杆A1344和顶杆B1345的上端均设置有圆台部，以增大与顶板组件的接触面积。

工件输送装置200包括两根沿Y轴方向设置的轨道梁210、与轨道梁210滚动配合的移动架220及沿X轴方向滚动设置在移动架220两侧的两排滚轮组件230。滚轮组件230的结构与滚动支撑组件110的结构相同，即每排辊轮组件230都包括一个主动辊轮和若干个被动辊轮，主动辊轮和若干个被动辊轮通过链条连接，主动辊轮由辊轮电机B驱动转动。轨道梁210的长度可根据实际需要调整。

本发明的工作方式是：

1、将上一工序完成的待拼装的顶板组件通过工件输送装置100输送到定位焊接工装的两个滚动支撑组件110上；滚动支撑组件110继续将顶板组件向前输送，在此过程中，可通过位置传感器检测顶板组件是否到达拼接位置，当检测到检测顶板组件到达拼接位置时，滚动支撑组件110停止输送；

2、顶板定位组件A132和顶板定位组件B133的四个电机B1325同步启动，驱动丝杆正向转动，螺母带动升降架B1326及定位销组件向上运动，圆锥头定位销1327插入顶板组件底部的定位孔中，支撑圆盘1328抵靠顶板组件的底面，使顶板组件无法产生X\Y轴方向运动；

3、此时可使用机器人将箱体组件放置到顶板组件上，四个箱梁定位组件120的四个电机B125同步启动，驱动丝杆正向转动，滑动板带动插销1261向前伸出，插入箱梁组件侧面的贯通孔中，从而将箱体组件定位在顶板组件上；

4、启动双向丝杆电机1347，调节好顶杆组件A和顶杆组件B的距离；启动顶杆电机及电机C，电机C驱动顶板校正组件沿X轴方向移动，同时顶杆电机驱动顶杆A1344和顶杆B1345同步上升，将顶板组件顶起使其与箱梁组件的底面紧密贴合；同时采用焊接机器人对贴合处实施连续焊接。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种用于液压支架顶梁掩护梁的顶板箱梁合拼的自动拼装装置，其特征在于，包括：定位焊接工装(100)和工件输送装置(200)；

定位焊接工装(100)包括两个滚动支撑组件(110)、四个箱梁定位组件(120)及一个顶板定位校正装置(130)；

两个滚动支撑组件(110)并列设置在一个支撑平面上、用于滚动支撑顶板组件；

四个箱梁定位组件(120)两个一组分别固定设于两个滚动支撑组件(110)的外部两侧，用于将放置在顶板组件上的箱梁组件固定在顶板组件上，不使其产生X、Y、Z轴方向的移动；

顶板定位校正装置(130)设置在两个滚动支撑组件(110)之间，包括一个矩形底框架(135)、沿X轴方向设置在矩形底框架(135)顶面的两根滑轨A(131)、分别固定设置在矩形底框架(135)的前端和后端的两个顶板定位组件A(132)和两个顶板定位组件B(133)，以及通过滑块(136)与两根滑轨A(131)滑动连接且由电机C驱动沿X轴方向移动的顶板校正组件(134)；两个顶板定位组件A(132)和两个顶板定位组件B(133)用于分别通过四根可升降的圆柱销将顶板组件定位在两个滚动支撑组件(110)上，顶板校正组件(134)用于将定位在两个滚动支撑组件(110)上的顶板组件连续顶起使其产生Z轴方向的移动，从而与箱梁组件紧密贴合；

工件输送装置(200)设置在定位焊接工装(100)的前侧，用于将待拼装的顶板组件输送到定位焊接工装的两个滚动支撑组件(110)上，且将拼装完成的顶梁、掩护梁箱体输送到指定位置。

2.根据权利要求1所述的自动拼装装置，其特征在于，两个滚动支撑组件(110)结构相同，都包括一个沿X轴方向延伸的滚轮支架(111)和滚动设置在滚轮支架(111)的顶面且沿轴线沿Y轴方向延伸的两排辊轮(113)，每排辊轮都包括一个主动辊轮和若干个被动辊轮，主动辊轮和若干个被动辊轮通过链条连接，主动辊轮由辊轮电机A驱动转动。

3.根据权利要求1所述的自动拼装装置，其特征在于，箱梁定位组件(120)包括固定支架(121)、沿Z轴方向安装在固定支架(121)侧面的滑轨滑块组件A(122)和丝杆螺母组件A(127)、同时与滑轨滑块组件A(122)中的滑块及丝杆螺母组件A中的螺母固定连接的升降架(123)、驱动丝杆螺母组件A中的丝杆转动的电机A(124)，以及固定安装在升降架A(123)上端的插销组件(126)；所述插销组件(126)包括与箱梁组件侧面贯通孔插拔配合的插销(1261)，所述插销(1261)由电机B(125)驱动沿Y轴方向伸缩运动。

4.根据权利要求1所述的自动拼装装置，其特征在于，顶板定位组件A(132)和顶板定位组件B(133)的结构相同，均包括固定板(1321)、安装在固定板(1321)上侧面的立柱(1322)、沿Z轴方向安装在立柱(1322)侧面的滑轨滑块组件B(1323)和丝杆螺母组件B(1324)、同时与滑轨滑块组件B(1323)中的滑块及丝杆螺母组件B(1324)的螺母固定连接的升降架B(1326)、驱动丝杆螺母组件B中的丝杆转动的电机D(1325)，以及固定在升降架B(1326)顶面的定位销组件，所述定位销组件包括与顶板组件底部的定位孔配合的圆锥头定位销(1327)。

5.根据权利要求4所述的自动拼装装置，其特征在于，定位销组件还包括固定套装在圆锥头定位销(1327)下端用于支撑顶板组件的支撑圆盘(1328)。

6.根据权利要求1所述的自动拼装装置，其特征在于，顶板校正组件(134)包括中部开口的滑动板(1341)、驱动滑动板(1341)沿X轴方向移动的电机C、沿Y轴方向设置在滑动板(1341)上侧的两根滑轨B(1342)、两个一组分别与两根滑轨B(1342)滑动配合的四个滑块B(1343)、分别与两组滑块B固定连接的顶杆组件A和顶杆组件B、安装在滑动板(1341)上用于驱动顶杆组件A和顶杆组件B相互靠近或远离的丝杆驱动组件；顶杆组件A和顶杆组件B分别设有可沿Z轴方向升降的顶杆A(1344)和顶杆B(1345)。

7.根据权利要求1所述的自动拼装装置，其特征在于，工件输送装置(200)包括两根沿Y轴方向设置的轨道梁(210)、与轨道梁(210)滚动配合的移动架(220)，以及沿X轴方向滚动设置在移动架(220)两侧的两排滚轮组件(230)，每排辊轮组件(230)都包括一个主动辊轮和若干个被动辊轮，主动辊轮和若干个被动辊轮通过链条连接，主动辊轮由辊轮电机B驱动转动。

8.根据权利要求1所述的自动拼装装置，其特征在于，定位焊接工装(100)还包括设置在门字架(140)上的位置传感器，所述位置传感器用于检测顶板组件的位置，并且当检测到顶板组件到达设定位置时使滚动支撑组件(110)停止输送。

9.根据权利要求6所述的自动拼装装置，其特征在于，还包括拿取机器人及焊接机器人，所述拿取机器人用于将箱体组件放置到到达设定位置的顶板组件上，所述焊接机器人用于将紧密贴合在一起的顶板组件和箱梁组件焊接连接。