CN207710129U - 一种智能焊接系统用可调节复合型滚轮机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种智能焊接系统用可调节复合型滚轮机，包括：底架(1)；中心距调节机构，设置于所述底架(1)上；第一直线导轨(10)，设置于所述底架(1)上；滚轮安装组件(9)，设有一对，通过所述第一直线导轨(10)设置于所述底架(1)上，并与所述中心距调节机构连接；防窜机构(11)，设置所述底架(1)上，且位于一对所述滚轮安装组件(9)中间。与现有技术相比，本实用新型具有提高生产效率、降低工件废品率、提高控制精度、操作方便、通用性强等优点。

Description

一种智能焊接系统用可调节复合型滚轮机

技术领域

本实用新型涉及智能焊接技术领域，尤其是涉及一种智能焊接系统用可调节复合型滚轮机。

背景技术

筒体类工件焊接生产现场中，往往会采用滚轮架实现工件内外环缝和内外纵缝焊接。但在要焊接的工件筒体直径以及轴向宽度变化范围大，焊接坡口形式有X型或者单V型坡口，并且工件板厚尺寸也不一样时，对于板厚尺寸较大的筒体，往往焊接断口也比较大，工件在滚轮架上回转时，会存在跳动现象，很难控制工件的旋转精度，对需要精确控制工件旋转精度的焊接场合，普通滚轮架无法满足此类工件的焊接。

现有可调式滚轮架是通过调整滚轮座的中心距离，来适应筒体直径的变化，但每组滚轮座上只有一个滚轮，仍然存在工件焊接过程中跳动的现象，难以控制加工精度。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种智能焊接系统用可调节复合型滚轮机。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种智能焊接系统用可调节复合型滚轮机，包括：

底架；

中心距调节机构，设置于所述底架上；

第一直线导轨，设置于所述底架上；

滚轮安装组件，设有一对，通过所述第一直线导轨设置于所述底架上，并与所述中心距调节机构连接；

防窜机构，设置所述底架上，且位于一对所述滚轮安装组件中间。

进一步地，所述中心距调节机构包括伺服驱动电机和滚珠丝杆，所述滚珠丝杆通过第一联轴器与伺服驱动电机连接，所述滚珠丝杆与滚轮安装组件连接。

进一步地，所述滚轮安装组件包括滑动连接板、滚轮驱动机构、滚轮支架机构和刹车机构，所述滚轮支架机构通过第一支座设置于滑动连接板上，所述滚轮支架机构一端通过第二联轴器与滚轮驱动机构连接，另一端与刹车机构连接，所述滑动连接板与所述中心距调节机构连接，并滑动设置于所述第一直线导轨上。

进一步地，所述滚轮驱动机构包括驱动安装座以及设置于所述驱动安装座内的伺服电机和减速机，所述减速机的输入轴与伺服电机连接，减速机的输出轴与滚轮支架机构连接，所述驱动安装座上连接有传感器。

进一步地，所述滚轮支架机构包括翻转架、滚轮单元、限位单元、驱动单元和刹车盘连接轴，所述滚轮单元设置于翻转架上，所述限位单元和驱动单元分别连接于翻转架两端，所述驱动单元分别连接滚轮单元和滚轮驱动机构，所述翻转架通过刹车盘连接轴与刹车机构连接。

进一步地，所述滚轮单元设有两组，对称设置于翻转架上，所述滚轮单元包括旋转轴、聚氨酯滚轮和限位滚轮，所述聚氨酯滚轮和限位滚轮均设置于旋转轴上，所述聚氨酯滚轮设有多个，各聚氨酯滚轮两侧均设有限位钢圈，所述旋转轴通过旋转齿轮与驱动单元连接。

进一步地，所述限位单元包括限位气缸和限位滚轮，所述限位气缸通过气缸支座与翻转架连接，所述限位滚轮与限位气缸的输出轴端连接。

进一步地，所述驱动单元包括驱动轴、驱动齿轮和消隙齿轮，所述驱动轴与滚轮驱动机构连接，所述驱动齿轮设置于驱动轴上，所述消隙齿轮设有两个，全齿啮合于所述驱动齿轮两侧，并与旋转齿轮全齿啮合；

所述消隙齿轮固定于一齿轮旋转轴上，该齿轮旋转轴的侧边设有带有调节螺钉的调整板。

进一步地，所述刹车机构包括刹车器，该刹车器一侧固定于一刹车器安装罩上，另一侧通过过渡板与滚轮支架机构连接，所述刹车器安装罩固定于所述第一支座上。

进一步地，所述防窜机构包括第二固定座、防窜驱动电机、梯形丝杆、滑动支座和侧向防护单元，所述防窜驱动电机和梯形丝杆设置于第二固定座上，所述梯形丝杆分别连接防窜驱动电机和滑动支座，所述侧向防护单元固定于滑动支座上，所述第二固定座上设有一第二直线导轨，所述滑动支座通过所述第二直线导轨滑动设置于第二固定座上；

所述侧向防护单元包括第四支座以及设置于第四支座上的侧向防护轮和导电碳刷，所述导电碳刷设有两个，设置于所述侧向防护轮两侧，且各导电碳刷通过两个导柱与所述第四支座连接，所述导柱上设置导套，所述两个导柱间设置有一导电铜棒，该导电铜棒一端与导电碳刷连接，另一端固定于第四支座上，所述导电铜棒套设有压缩弹簧。

与现有技术相比，本实用新型为满足筒体直径变化大，且需要控制工件旋转精度的焊接场合，融合自调式和可调式滚轮架的特点，具有以下有益效果：

1)滚轮机的旋转驱动和滚轮中心距的调整均采用伺服电机控制，可实现无极调速。伺服电机设置有编码器，形成控制闭环，提高了控制精度，便于与其它自动化设备系统集成。提高自动化生产效率的同时，大幅提高了工件旋转定位重复精度，控制精度小于等于0.2mm，提高了产品焊接质量的稳定性,经不完全统计，工件良品率由原来的83％升至98％左右，可有效提高企业利润。

2)滚轮机设置有防窜机构，有效消除工件焊接过程中轴向窜动的现象，提高焊接精度和焊接质量。

3)放置工件的每组滚轮座上有两个滚轮，焊接时可以有效减小震动，使筒体回转平稳。

4)滚轮机配备有可靠的导电碳刷，不允许焊接电流流经滚轮架上的轴承，可用于自动化焊接，若取消导电碳刷，可用于其它自动化设备上。

5)滚轮机上滚轮安装组件的中心距可以根据筒体的直径变化做相应的调整，确保每个滚轮都可以与工件接触，并可以保证滚轮对筒体的包角大于45°，小于110°。滚轮转速平稳，均匀，不会出现爬行现象。

6)滚轮机上四组滚轮采用全齿啮合，齿轮组里设有调隙齿轮，确保齿轮传动啮合间隙≤0.1mm，保证传动精度的同时，也使传动输出更平稳、有效。

附图说明

图1为本实用新型的立体示意图；

图2为本实用新型的主视示意图；

图3为本实用新型的俯视示意图；

图4为本实用新型的左视示意图；

图5为图3中A-A处剖视示意图；

图6为滚轮安装组件的主视示意图；

图7为滚轮安装组件的俯视示意图；

图8为滚轮安装组件的左视示意图；

图9为滚轮驱动机构的主视示意图；

图10为图9中A-A处示意图；

图11为滚轮支架机构的俯视示意图；

图12为图11中A-A处示意图；

图13为图12中C-C处示意图；

图14为图13中D-D处示意图；

图15为滚轮支架机构的左视示意图；

图16为图15中B-B处旋转示意图；

图17为刹车机构的主视示意图；

图18为刹车机构的俯视示意图；

图19为图18中A-A处示意图；

图20为防窜机构的俯视示意图；

图21为图20中A-A处示意图；

图22为图20中B-B处示意图。

图中：1、底架，2、伺服驱动电机，3、第一联轴器，4、滚珠丝杆，5、支撑座，6、第一固定座，7、滚珠螺帽，8、连接座，9、滚轮安装组件，10、第一直线导轨，11、防窜机构，12、线缆拖链，13、连接架，14、滑动连接板，15、滚轮驱动机构，16、第一支座，17、滚轮支架机构，18、刹车机构，19、第二联轴器，20、驱动安装座，21、伺服电机，22、减速机，23、第一防护罩，24、第二防护罩，25、传感器支架，26、传感器，27、第一螺母，28、聚氨酯滚轮，29、限位钢圈，30、键，31、旋转轴，32、第一滚动轴承，33、第一端盖，34、翻转架，35、旋转齿轮，36、限位气缸，37、气缸支座，38、限位滚轮，39、第三防护罩，40、刹车盘连接轴，41、第四防护罩，42、驱动齿轮，43、驱动轴，44、消隙齿轮，45、齿轮旋转轴，46、调整板，47、调节螺钉，48、刹车器，49、刹车器安装罩，50、过渡板，51、第二固定座，52、防窜驱动电机，53、第二支座，54、第五防护罩，55、梯形丝杆，56、第二滚动轴承，57、第二端盖，58、第三联轴器，59、梯形螺母，60、第三支座，61、滑动支座，62、第二直线导轨，63、侧向防护轮，64、第四支座，65、导电碳刷，66、导柱，67、导套，68、导电铜棒，69、第二螺母，70、压缩弹簧。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

如图1～图5所示，本发明提供一种智能焊接系统用可调节复合型滚轮机，包括底架1以及设置于底架1上的中心距调节机构、第一直线导轨10、滚轮安装组件9和防窜机构11。滚轮安装组件9设有一对，通过第一直线导轨10设置于底架1上，并与中心距调节机构连接，防窜机构11位于一对滚轮安装组件9中间。

在某些实施例中，中心距调节机构包括伺服驱动电机2和滚珠丝杆4，滚珠丝杆4通过第一联轴器3与伺服驱动电机2连接，设于底架1上的伺服驱动电机2，通过第一联轴器3与滚珠丝杆4连接，滚珠丝杆4通过支撑座5和第一固定座6与底架1连接，滚珠丝杆4上设置有滚珠螺帽7，该滚珠螺帽7通过连接座8与滚轮安装组件9连接。

在某些实施例中，该滚轮机还包括线缆拖链12，线缆拖链12设于连接架13上，连接架13置于底架1的一侧。线缆拖链12用于满足伺服电机线缆、传感器的线缆以及限位气缸的气管从拖链里通过，使走线更美观，也不易发生缠绕。

如图6～图8所示，在某些实施例中，滚轮安装组件9包括滑动连接板14、滚轮驱动机构15、第一支座16、滚轮支架机构17和刹车机构18，滚轮支架机构17通过第一支座16固定在滑动连接板14上，滚轮驱动机构15通过第二联轴器19与滚轮支架机构17一端连接，另一端与刹车机构18连接。

如图9～图10所示，在某些实施例中，滚轮驱动机构15包括驱动安装座20，伺服电机21通过减速机22与驱动安装座20连接，伺服电机21的外侧设有第一防护罩23，减速机22输出轴上方设有第二防护罩24，减速机22输出轴下方设有传感器支架25，传感器26通过第一螺母27固定在传感器支架25上，用于标记伺服电机21的零位标记，即通过其设置一个零点，可以有效控制电机的旋转圈数。

如图11～图16所示，在某些实施例中，滚轮支架机构17包括聚氨酯滚轮28，聚氨酯滚轮28的两侧设有限位钢圈29，聚氨酯滚轮28和限位钢圈29都通过键30与旋转轴31连接，旋转轴31上设有第一滚动轴承32，第一滚动轴承32通过第一端盖33与翻转架34连接，旋转轴31的输出端设有齿轮35，限位气缸36置于翻转架34的一端，其通过气缸支座37与翻转架34连接，限位气缸36的输出轴端设有限位滚轮38，第三防护罩39置于限位气缸36的外侧，气缸支座37的下方设有刹车盘连接轴40，在翻转架34的另一端设有第四防护罩41，在第四防护罩41的正下方设有驱动齿轮42，驱动齿轮42置于驱动轴43上，驱动轴43固定在翻转架34上，在驱动齿轮42两侧边设有消隙齿轮44，消隙齿轮44固定在齿轮旋转轴45上，齿轮旋转轴45的侧边设有调整板46，调整板46上设有调节螺钉47。

如图17～图19所示，在某些实施例中，刹车机构18包括刹车器48，刹车器48一侧固定在刹车器安装罩49上，另一侧固定在过渡板50上，过渡板50与刹车盘连接轴40固定，刹车器安装罩49固定在第一支座16上。将工件吊入滚轮机后，滚轮与工件会有自适应的过程，待滚轮与工件都接触上后，刹车器48通电抱闸，使滚轮支架保持一个角度，确保工件回转的稳定性。

如图20～图22所示，在某些实施例中，防窜机构11包括第二固定座51，第二固定座51一端设有防窜驱动电机52，防窜驱动电机52通过第二支座53与第二固定座51连接，第二支座53上设有第五防护罩54，第二固定座51的中间位置设有梯形丝杆55，梯形丝杆55的两端通过第二滚动轴承56置于第二固定座51上，并通过第二端盖57与第二固定座51连接，梯形丝杆55一端通过第三联轴器58与防窜驱动电机52连接，在梯形丝杆55上设有梯形螺母59，梯形螺母59固定在第三支座60上，第三支座60上连接有滑动支座61，滑动支座61通过第二直线导轨62与第二固定座51连接，滑动支座61上设有侧向防护轮63，其通过第四支座64连接在滑动支座61上，侧向防护轮63的两侧设有导电碳刷65，每个导电碳刷65均通过两组导柱66和导套67与第四支座64连接，两组导柱66和导套67之间设有导电铜棒68，导电铜棒68一端固定在导电碳刷65上，另一端设有第二螺母69固定，第四支座64与导电碳刷65之间设有压缩弹簧70，且穿在导电铜棒68上。工件一侧以限位滚轮定位，通过控制防窜驱动电机带动滑动支座移动，从而带动侧向防护轮贴合工件的另外一侧，保证工件轴向不易窜动，侧向防护轮两侧的导电碳刷是满足工件焊接时的接地，其通过压缩弹簧可以紧密贴合工件。

通过控制限位气缸36的输出轴伸出，使限位滚轮38到位，伺服驱动电机2带动滚珠丝杆4调整滚轮安装组件9中心距离，确保将筒件吊入滚轮架后，每个滚轮都与筒体接触，筒件一端以限位滚轮38为基准，控制防窜驱动电机52，通过梯形丝杆55带动梯形螺母59，使侧向防护轮63夹到工件为止，然后再通过滚轮驱动机构15带动齿轮将动力传递到聚氨酯滚轮28上，通过摩擦带动筒件旋转，外部的检测传感器检测到工件上坡口位置后停止，机器人完成坡口焊接，工件旋转到顶部象限点处，需对焊缝底部气刨清根，确保焊缝底部无缺陷，然后机器人再完成顶部坡口焊接。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种智能焊接系统用可调节复合型滚轮机，其特征在于，包括：

底架(1)；

中心距调节机构，设置于所述底架(1)上；

第一直线导轨(10)，设置于所述底架(1)上；

滚轮安装组件(9)，设有一对，通过所述第一直线导轨(10)设置于所述底架(1)上，并与所述中心距调节机构连接；

防窜机构(11)，设置所述底架(1)上，且位于一对所述滚轮安装组件(9)中间。

2.根据权利要求1所述的智能焊接系统用可调节复合型滚轮机，其特征在于，所述中心距调节机构包括伺服驱动电机(2)和滚珠丝杆(4)，所述滚珠丝杆(4)通过第一联轴器(3)与伺服驱动电机(2)连接，所述滚珠丝杆(4)与滚轮安装组件(9)连接。

3.根据权利要求1所述的智能焊接系统用可调节复合型滚轮机，其特征在于，所述滚轮安装组件(9)包括滑动连接板(14)、滚轮驱动机构(15)、滚轮支架机构(17)和刹车机构(18)，所述滚轮支架机构(17)通过第一支座(16)设置于滑动连接板(14)上，所述滚轮支架机构(17)一端通过第二联轴器(19)与滚轮驱动机构(15)连接，另一端与刹车机构(18)连接，所述滑动连接板(14)与所述中心距调节机构连接，并滑动设置于所述第一直线导轨(10)上。

4.根据权利要求3所述的智能焊接系统用可调节复合型滚轮机，其特征在于，所述滚轮驱动机构(15)包括驱动安装座(20)以及设置于所述驱动安装座(20)内的伺服电机(21)和减速机(22)，所述减速机(22)的输入轴与伺服电机(21)连接，减速机(22)的输出轴与滚轮支架机构(17)连接，所述驱动安装座(20)上连接有传感器(26)。

5.根据权利要求3所述的智能焊接系统用可调节复合型滚轮机，其特征在于，所述滚轮支架机构(17)包括翻转架(34)、滚轮单元、限位单元、驱动单元和刹车盘连接轴(40)，所述滚轮单元设置于翻转架(34)上，所述限位单元和驱动单元分别连接于翻转架(34)两端，所述驱动单元分别连接滚轮单元和滚轮驱动机构(15)，所述翻转架(34)通过刹车盘连接轴(40)与刹车机构(18)连接。

6.根据权利要求5所述的智能焊接系统用可调节复合型滚轮机，其特征在于，所述滚轮单元设有两组，对称设置于翻转架(34)上，所述滚轮单元包括旋转轴(31)、聚氨酯滚轮(28)和限位滚轮(38)，所述聚氨酯滚轮(28)和限位滚轮(38)均设置于旋转轴(31)上，所述聚氨酯滚轮(28)设有多个，各聚氨酯滚轮(28)两侧均设有限位钢圈(29)，所述旋转轴(31)通过旋转齿轮(35)与驱动单元连接。

7.根据权利要求5所述的智能焊接系统用可调节复合型滚轮机，其特征在于，所述限位单元包括限位气缸(36)和限位滚轮(38)，所述限位气缸(36)通过气缸支座(37)与翻转架(34)连接，所述限位滚轮(38)与限位气缸(36)的输出轴端连接。

8.根据权利要求6所述的智能焊接系统用可调节复合型滚轮机，其特征在于，所述驱动单元包括驱动轴(43)、驱动齿轮(42)和消隙齿轮(44)，所述驱动轴(43)与滚轮驱动机构(15)连接，所述驱动齿轮(42)设置于驱动轴(43)上，所述消隙齿轮(44)设有两个，全齿啮合于所述驱动齿轮(42)两侧，并与旋转齿轮(35)全齿啮合；

所述消隙齿轮(44)固定于一齿轮旋转轴(45)上，该齿轮旋转轴(45)的侧边设有带有调节螺钉(47)的调整板(46)。

9.根据权利要求3所述的智能焊接系统用可调节复合型滚轮机，其特征在于，所述刹车机构(18)包括刹车器(48)，该刹车器(48)一侧固定于一刹车器安装罩(49)上，另一侧通过过渡板(50)与滚轮支架机构(17)连接，所述刹车器安装罩(49)固定于所述第一支座(16)上。

10.根据权利要求1所述的智能焊接系统用可调节复合型滚轮机，其特征在于，所述防窜机构(11)包括第二固定座(51)、防窜驱动电机(52)、梯形丝杆(55)、滑动支座(61)和侧向防护单元，所述防窜驱动电机(52)和梯形丝杆(55)设置于第二固定座(51)上，所述梯形丝杆(55)分别连接防窜驱动电机(52)和滑动支座(61)，所述侧向防护单元固定于滑动支座(61)上，所述第二固定座(51)上设有一第二直线导轨(62)，所述滑动支座(61)通过所述第二直线导轨(62)滑动设置于第二固定座(51)上；

所述侧向防护单元包括第四支座(64)以及设置于第四支座(64)上的侧向防护轮(63)和导电碳刷(65)，所述导电碳刷(65)设有两个，设置于所述侧向防护轮(63)两侧，且各导电碳刷(65)通过两个导柱(66)与所述第四支座(64)连接，所述导柱(66)上设置导套(67)，所述两个导柱(66)间设置有一导电铜棒(68)，该导电铜棒(68)一端与导电碳刷(65)连接，另一端固定于第四支座(64)上，所述导电铜棒(68)套设有压缩弹簧(70)。