CN203209988U

CN203209988U - 一种螺柱焊接、螺丝安装、物体搬运一体机

Info

Publication number: CN203209988U
Application number: CN 201320217299
Authority: CN
Inventors: 张楠; 梁洪涛; 张培东
Original assignee: 张楠
Priority date: 2013-04-26
Filing date: 2013-04-26
Publication date: 2013-09-25
Anticipated expiration: 2023-04-26

Abstract

本实用新型公开了一种螺柱焊接、螺丝安装、物体搬运一体机，包括自动供料装置、机械臂以及活动连接在机械臂末端的机械手，机械手为螺柱焊接手或螺丝安装手或搬运手。本实用新型具有螺柱焊接、螺丝安装和物体搬运三种功能，一机多用，成本低，占地小，定位准确、成功率高，大大提高了工作效率。

Description

一种螺柱焊接、螺丝安装、物体搬运一体机

技术领域

本发明涉及一种自动化机械设备，尤其涉及一种螺柱焊接、螺丝安装、物体搬运一体机。

背景技术

螺柱焊接技术由于具有快速、可靠、操作简单和成本低等优点，可替代铆接、钻孔、手工电弧焊和钎焊等连接工艺，可焊接碳钢、不锈钢、铝以及铜及其合金等金属，现在已广泛应用在汽车、船舶制造等领域。螺柱焊接定义：将螺柱或类似的金属柱状物及其他紧固件焊接在工件上的方法称为螺柱焊。

从2005年开始， IGBT逆变拉弧式的焊接方式开始使用，由于拉弧式焊接电流相对较小（500-1500A），但焊接时间更长（5-2000 ms），因此熔池较深，焊接变形较大。较深的熔池如果焊接薄板则容易造成穿透。

电容储能螺柱焊的特点是大电流（几千A）短时间（1-3 ms），因此熔池较浅，焊接变形也小。

但是这种人工焊接对焊接操作要求较高，操作困难，生产效率低，操作者往往要完成，装钉、垂直定位和焊接操作等一系列工序。此外，螺柱垂直工件的倾斜程度对接头的影响很大。如果螺柱插入熔池的瞬间是倾斜的, 就可能使其一边未焊透, 而另一边液体金属被挤飞, 从而降低了接头的质量。这是螺柱焊中导致焊接成功率低的一个很重要的因素。

文献《电焊机》出自-《机械制造》2008期第一期。英国螺柱焊系统，与人工焊接操作相比，基本能够自动化，在焊接质量效果上有一些提高。但是，设备体积庞大笨重，采用的是二维坐标控制定位，这样的定位方式占用空间大，并且不够灵活放置过程极其不便，产品售价昂贵，小型企业或作坊加工场所无法承受。这严重影响了我国螺柱行业的发展，阻碍了社会生产效率的进一步提高。并且该大型设备只能够进行单一的焊接功能操作，焊接完毕的板材类无法继续进行向螺柱上“安装螺母”的加工程序。还有一点不足的是位置坐标信息必须由人工量取输入，对于复杂位置信息的获取，给用户带来了不变，并且产品智能化程度低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种螺柱焊接、螺丝安装、物体搬运一体机，具有螺柱焊接、螺丝安装和物体搬运三种功能，一机多用，成本低，占地小，定位准确、成功率高，大大提高了工作效率。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种螺柱焊接、螺丝安装、物体搬运一体机，包括自动供料装置、机械臂以及活动连接在机械臂末端的机械手，机械手为螺柱焊接手或螺丝安装手或搬运手。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述自动供料装置包括振动盘、与振动盘出口相连的斜滑槽、横向贯穿斜滑槽侧壁的供料节拍器、设置在斜滑槽末端的送钉管、与送钉管相连的第一气缸以及连接在第一气缸上的第一供气管和第二供气管，斜滑槽的顶端设置有红外开关，所述供料节拍器包括针型气缸、固定连接在针型气缸上的U形挡板以及与针型气缸相连的针型气缸供气管，送钉管包括细管、套接在细管上方的粗管以及与粗管顶端相连的长软管，粗管的底端侧壁上开设有进钉口，细管连接有吹钉供气管，针型气缸供气管、第一供气管、第二供气管和吹钉供气管均连接在空气压缩机上。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述机械臂包括机架、设置在机架上的一级臂、轴接在一级臂末端的二级臂、与一级臂的转轴通过第一皮带进行传动的第一电机、设置在一级臂上并与二级臂的转轴通过第二皮带进行传动的第二电机、连接在二级臂末端并向下竖直设置的竖板、设置在二级臂末端并与竖板平行的第二气缸以及设置在竖板上的竖直滑轨。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述螺柱焊接手包括滑动设置在竖直滑轨上并通过螺钉固定在第二气缸上的滑动架、夹设在滑动架和第二气缸之间的预压弹簧、设置在滑动架上并与长软管相连的焊接嘴、通过扭转弹簧活动设置在所述竖板底端并顶住焊接嘴的缓冲挡板以及与焊接嘴电连接的储能焊接电源。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述螺丝安装手包括滑动设置在竖直滑轨上并通过螺钉固定在第二气缸上的第三电机以及与第三电机轴接的旋转嘴，旋转嘴通过侧面的螺丝入口与长软管相连。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述搬运手包括连接在第二气缸上的横板、设置在横板下表面的四个真空吸盘以及与真空吸盘相连的气管，气管连接在所述空气压缩机上。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本实用新型通过更换机械手，具有螺柱焊接、螺丝安装和物体搬运三种功能，一机多用，成本低，占地小，定位准确、成功率高，大大提高了工作效率。

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是本实用新型的整体结构示意图。

图2是图1中机械臂的结构示意图。

图3是图1中自动供料装置的结构示意图。

图4是图3中粗管和细管的连接关系示意图。

图5是螺柱焊接手与机械臂的结构示意图。

图6是螺丝安装手与机械臂的结构示意图。

图7是搬运手与机械臂的结构示意图。

图中：1、自动供料装置 2、机械臂 3、机械手 4、长软管 5、振动盘 6、斜滑槽 7、供料节拍器 8、第一气缸 9、第一供气管 10、第二供气管 11、针型气缸 12、U形挡板 13、针型气缸供气管 14、细管 15、粗管 16、吹钉供气管 17、进钉口 18、机架 19、一级臂 20、二级臂 21、第一电机 22、第一皮带 23、第二皮带 24、第二电机 25、竖板 26、第二气缸 27、竖直滑轨 28、滑动架 29、焊接嘴 30、缓冲挡板 31、横板 32、真空吸盘 33、气管 34、第三电机 35、旋转嘴 36、螺丝入口。

具体实施方式

参看附图1，本发明一个具体实施方式的结构中包括自动供料装置1、机械臂2以及活动连接在机械臂2末端的机械手3，机械手3为螺柱焊接手或螺丝安装手或搬运手。

参看附图3和4，自动供料装置1包括振动盘5、与振动盘5出口相连的斜滑槽6、横向贯穿斜滑槽6侧壁的供料节拍器7、设置在斜滑槽6末端的送钉管、与送钉管相连的第一气缸8以及连接在第一气缸8上的第一供气管9和第二供气管10，斜滑槽6的顶端设置有红外开关，所述供料节拍器7包括针型气缸11、固定连接在针型气缸11上的U形挡板12以及与针型气缸11相连的针型气缸供气管13，送钉管包括细管14、套接在细管14上方的粗管15以及与粗管15顶端相连的长软管4，粗管15的底端侧壁上开设有进钉口17，细管14连接有吹钉供气管16，针型气缸供气管13、第一供气管9、第二供气管10和吹钉供气管16均连接在空气压缩机上。

参看附图2，机械臂2包括机架18、设置在机架18上的一级臂19、轴接在一级臂19末端的二级臂20、与一级臂19的转轴通过第一皮带22进行传动的第一电机21、设置在一级臂19上并与二级臂20的转轴通过第二皮带23进行传动的第二电机24、连接在二级臂20末端并向下竖直设置的竖板25、设置在二级臂20末端并与竖板25平行的第二气缸26以及设置在竖板25上的竖直滑轨27。

参看附图5，螺柱焊接手包括滑动设置在竖直滑轨27上并通过螺钉固定在第二气缸26上的滑动架28、夹设在滑动架28和第二气缸26之间的预压弹簧、设置在滑动架26上并与长软管4相连的焊接嘴29、通过扭转弹簧活动设置在所述竖板25底端并顶住焊接嘴29的缓冲挡板30以及与焊接嘴29电连接的储能焊接电源。

参看附图6，螺丝安装手包括滑动设置在竖直滑轨27上并通过螺钉固定在第二气缸26上的第三电机34以及与第三电机34轴接的旋转嘴35，旋转嘴35通过侧面的螺丝入口36与长软管4相连。

参看附图7，搬运手包括连接在第二气缸26上的横板31、设置在横板31下表面的四个真空吸盘32以及与真空吸盘32相连的气管33，气管33连接在所述空气压缩机上。

本发明的工作原理是：本实用新型通过控系统进行统一控制，在进行工作前需要人工设定程序。

进行螺柱焊接时，将螺柱焊接手安装在第二气缸26下面，螺柱通过振动盘5的整理，逐个排列在斜滑槽6中并靠重力下滑，供料节拍器7能够按照一定时间间隔将螺柱漏出逐个放行至斜滑槽6下游的送钉管，螺柱通过进钉口17进入粗管15，螺柱的彭大端被细管14的顶端顶住，第一气缸9推动细管14上行的同时带动螺柱上行到粗管15的顶端，同时细管14的侧壁挡住了进钉口17，使细管14和粗管15之间漏气程度降低，此时吹钉送气管16利用强气流将螺柱吹走，螺柱经过长软管4输送到焊接嘴29并被缓冲挡板30挡住，然后机械臂2带动螺柱焊接手移动到焊接点上方，第二气缸26下压，带动滑动架28和焊接嘴29下行，缓冲挡板30被顶开到竖直位置，螺柱被压到工件上并完成焊接动作，焊接完成后第二气缸26回收，焊接嘴29随之上升，缓冲挡板30在扭转弹簧的作用下回复到水平位置，然后进入下一个螺柱的焊接。

进行螺丝安装时，将螺丝安装手安装在第二气缸26下面，螺丝的供料与螺柱的供料工序相同，此处不再赘述，长软管4将螺丝输送到螺丝入口36处，机械臂2带动螺丝安装手到预设位置，第二气缸26下压后第三电机34带动旋转嘴35转动，完成螺丝的安装。

进行工件搬运时，将搬运手安装在第二气缸26下面，机械臂2带动搬运手到预设位置后第二气缸26下压，使真空吸盘32贴紧工件表面，然后气管33抽气，使真空吸盘32吸紧工件，然后第二气缸26上行，将工件抓起，然后机械臂2调整到目的位置，第二气缸26再次下行将工件放置好，最后气管33泄气，将工件从真空吸盘32上释放，完成一次搬运动作。

此外，红外开关的作用是：当斜滑槽6内的螺柱或者螺丝过多而来不及向下走的时候，螺柱或螺丝会停在红外开关上方一段时间，若超过最长时间阈值，则红外开关会自动关闭振动盘5以节省电能。

上述描述仅作为本发明可实施的技术方案提出，不作为对其技术方案本身的单一限制条件。

Claims

1.一种螺柱焊接、螺丝安装、物体搬运一体机，其特征在于：包括自动供料装置、机械臂以及活动连接在机械臂末端的机械手，机械手为螺柱焊接手或螺丝安装手或搬运手。

2.根据权利要求1所述的螺柱焊接、螺丝安装、物体搬运一体机，其特征在于：所述自动供料装置包括振动盘、与振动盘出口相连的斜滑槽、横向贯穿斜滑槽侧壁的供料节拍器、设置在斜滑槽末端的送钉管、与送钉管相连的第一气缸以及连接在第一气缸上的第一供气管和第二供气管，斜滑槽的顶端设置有红外开关，所述供料节拍器包括针型气缸、固定连接在针型气缸上的U形挡板以及与针型气缸相连的针型气缸供气管，送钉管包括细管、套接在细管上方的粗管以及与粗管顶端相连的长软管，粗管的底端侧壁上开设有进钉口，细管连接有吹钉供气管，针型气缸供气管、第一供气管、第二供气管和吹钉供气管均连接在空气压缩机上。

3.根据权利要求2所述的螺柱焊接、螺丝安装、物体搬运一体机，其特征在于：所述机械臂包括机架、设置在机架上的一级臂、轴接在一级臂末端的二级臂、与一级臂的转轴通过第一皮带进行传动的第一电机、设置在一级臂上并与二级臂的转轴通过第二皮带进行传动的第二电机、连接在二级臂末端并向下竖直设置的竖板、设置在二级臂末端并与竖板平行的第二气缸以及设置在竖板上的竖直滑轨。

4.根据权利要求3所述的螺柱焊接、螺丝安装、物体搬运一体机，其特征在于：所述螺柱焊接手包括滑动设置在竖直滑轨上并通过螺钉固定在第二气缸上的滑动架、夹设在滑动架和第二气缸之间的预压弹簧、设置在滑动架上并与长软管相连的焊接嘴、通过扭转弹簧活动设置在所述竖板底端并顶住焊接嘴的缓冲挡板以及与焊接嘴电连接的储能焊接电源。

5.根据权利要求3所述的螺柱焊接、螺丝安装、物体搬运一体机，其特征在于：所述螺丝安装手包括滑动设置在竖直滑轨上并通过螺钉固定在第二气缸上的第三电机以及与第三电机轴接的旋转嘴，旋转嘴通过侧面的螺丝入口与长软管相连。

6.根据权利要求3所述的螺柱焊接、螺丝安装、物体搬运一体机，其特征在于：所述搬运手包括连接在第二气缸上的横板、设置在横板下表面的四个真空吸盘以及与真空吸盘相连的气管，气管连接在所述空气压缩机上。