CN209465849U - 一种双机器人式滚筒自动焊接设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种双机器人式滚筒自动焊接设备，包括依次设置的自动上料装置、自动供料装置、自动焊接装置和自动下料装置，自动上料装置包括承载滚筒的上料框、第一气缸、滑动块和挡钩，第一气缸上移将上料框内的滚筒上至挡钩内；自动供料装置包括供料支架、底座装置和提升运输装置，提升运输装置带动滚筒经过上提、右移、下降之后往右前进一个工位，为焊接设备连续供料；自动焊接装置包括将滚筒夹紧在右端工位上的夹紧装置、能够使滚筒转动的驱动装置和对滚筒进行焊接的焊接机器人；自动下料装置滚筒能够自动向右滚动下料。本设备能够自动完成滚筒的上料、供料、焊接和下料操作，提高生产效率，降低焊接的不良率，改善焊接外观的美观性。

Description

一种双机器人式滚筒自动焊接设备

技术领域

本实用新型涉及自动化焊接技术领域，具体的说是一种双机器人式滚筒自动焊接设备。

背景技术

滚筒是机械设备中常用的零部件。滚筒通常是在管件两端焊接端盖而成，在滚筒焊接中通常是将端盖点焊在管件上，然后再进行端盖焊接，在焊接过程中需要不断翻动管件完成端盖的焊接，人工焊接耗费人力，效率低，且焊接质量不易控制，焊接出来的滚筒外观缺少美观性，尤其是对于大件或较重的滚筒焊接，人工焊接更不易操作。为了提高工作效率以及焊接效果，焊接向自动化焊接方向发展。实现滚筒自动化焊接就需要将一个一个滚筒完成上料，持续地将滚筒供给焊接处，然后自动化焊接，焊接之后要将滚筒从焊接处下放堆料处，因此需要一台完成一系列操作对滚筒进行全自动化焊接的设备。

实用新型内容

本实用新型的目的是为解决上述技术问题的不足，提供一种双机器人式滚筒自动焊接设备，采用本设备能够自动完成滚筒的上料、供料、焊接和下料操作，不需要人工介入，提高生产效率，降低滚筒焊接的不良率，改善焊接外观的美观性。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种双机器人式滚筒自动焊接设备，包括自左向右依次设置的自动上料装置、自动供料装置、自动焊接装置和自动下料装置，所述自动上料装置包括承载滚筒的上料框、第一气缸、滑动块和挡钩，所述上料框与滚筒的接触面向右下方倾斜设置，所述第一气缸设在上料框右侧，其上方套设滑动块，所述滑动块上表面向右下方倾斜设置，所述挡钩设在第一气缸右上方与自动供料装置相接，第一气缸伸长向上移动将上料框内的滚筒上至挡钩内，然后第一气缸缩短回位继续下一滚筒的上料；所述自动供料装置包括供料支架、位于供料支架上方的底座装置和提升运输装置，所述底座装置上设有多个稳固支撑滚筒的工位，所述提升运输装置设在底座装置内部、滚筒工位下方，提升运输装置带动挡钩内的滚筒和底座装置上的滚筒经过上提、右移、下降之后往右前进一个工位，提升运输装置左移回位之后开始下一循环，为焊接设备连续供料；所述自动焊接装置包括将滚筒夹紧在右端工位上的夹紧装置、能够使滚筒转动的驱动装置和对滚筒进行焊接的焊接机器人，所述夹紧装置将滚筒夹紧在右端工位上同时保证滚筒的可转动性，便于驱动装置转动滚筒，焊接机器人进行滚筒焊接；所述自动下料装置设为包括横梁和立柱的下料框，所述下料框上方通过倾斜设置的横梁支撑滚筒，在经过提升运输装置将焊接后的滚筒运送至下料框上时滚筒能够自动向右滚动下料。

进一步地，底座装置包括凹形底座支架，底座支架两端均从内向外依次设有第二滚筒输送板、第三滚筒输送板，且第二滚筒输送板和第三滚筒输送板距离地面高度依次增加，所述第二滚筒输送板和第三滚筒输送板上均对称设置多个凹槽，将滚筒限制在两第二、第三滚筒输送板之间，由第二滚筒输送板支撑，所述底座支架中部设有轨道安装板和能够左右移动的第三气缸，第三气缸活动端与提升传输装置连接，推动提升传输装置左右平移；所述提升运输装置包括提升运输支架，提升运输支架下方设有第四气缸，第四气缸固定在提升运输支架下方的固定板上，固定板下方设有导轨装置，导轨装置与轨道安装板固定连接，导轨装置由轨道和滑块组合后成，轨道固定在轨道安装板上，当第四气缸伸长后，第三气缸伸长推动提升传输装置左右平移时，提升传输装置通过滑块在轨道上滑动，提升运输支架两侧边还设有承载运输滚筒的第一滚筒输送板，第一滚筒输送板设有上与第二滚筒输送板和第三滚筒输送板相对应的凹槽，且第一滚筒输送板距离地面的高度低于第二滚筒输送板距离地面高度，第一滚筒输送板对应在第二滚筒输送板下方，通过上提将第二滚筒输送板上的滚筒提起，然后右移，使得滚筒向右移动一个工位，之后下移，将滚筒再次落在第二滚筒输送板上，完成滚筒的一次向前供料，最后第一滚筒输送板随提升运输装置回位，继续下一滚筒供料。

进一步地，所述夹紧装置包括多个支撑滚筒的支撑轴承、将轴承夹紧的限位轴承和第二气缸，所述支撑轴承设在第二滚筒输送板右侧凹槽侧边，将滚筒支撑起来，底座支架靠近右侧工位两端处均设有定位板，其中一定位板上固定水平设置的限位轴承，另一定位板上固定有第二气缸，第二气缸活动端连接有一限位轴承，在第二气缸的推动下能够将支撑轴承上的滚筒夹紧在两个限位轴承之间；所述驱动装置包括设在底座支架上方竖向支架，其上设有可转动的机械臂，机械臂外端设有调速电机和由调速电机带动的主动滚轮，竖向支架上端还设有第五气缸，所述第五气缸活动端与机械臂中间部位相接，通过第五气缸伸缩进而调节主动滚轮与右侧工位上待焊接的滚筒位置关系，在滚筒焊接时将主动滚轮压在滚筒上表面，主动滚轮转动带动滚筒转动，便于对滚筒进行焊接。

进一步地，所述主动滚轮上套设有橡胶环，使得滚筒能够在主动滚轮带动下转动的同时能够保证滚筒稳定转动，保障滚筒焊接质量。

更进一步地，所述挡钩设在第一滚筒输送板左端工位上方，设为倒L型，其内侧面倾斜设置，使得滚筒能够从左至右滚至挡钩中同时又挡住滚筒向前滚动或晃动，将滚筒稳固地置于挡钩内。

本实用新型的有益效果是：本实用新型结构简单，采用自动化控制完成滚筒上料、供料、焊接和下料，为滚筒焊接提供一种全自动的焊接设备，不需要人工操作，提高焊接效率的同时又提高了焊接质量，大大改善滚筒焊接处外观的美观性。

附图说明

图1是本实用新型的立体结构示意图。

图2是本实用新型的结构示意图。

图3是本实用新型的左视结构示意图。

图4是本实用新型的俯视结构示意图。

图5是图4中的A-A剖面结构示意图。

图6是图4中的B-B剖面结构示意图。

图7是自动上料装置的结构示意图。

图8是自动供料装置的结构示意图。

图9是底座装置的结构示意图。

图10是提升运输装置的结构示意图。

图11是驱动装置的结构示意图。

图12是自动下料装置的结构示意图。

图13是本实用新型的电路控制原理图。

图中标记：1、自动上料装置，11、上料框，12、第一气缸，13、滑动块，14、挡钩，15、第三红外传感器，16、第一电磁感应开关， 2、自动供料装置，21、供料支架，22、底座装置，221、底座支架， 222、第二滚筒输送板，223、第三滚筒输送板，224、轨道安装板，225、第三气缸，226、第三电磁感应开关，227、第七电磁感应开关， 228、第五红外传感器，229、第六红外传感器，230、第二红外传感器，23、提升运输装置，231、提升运输支架，232、第四气缸，233、固定板，234、导轨装置，235、第一滚筒输送板，236、第一红外传感器，237、第二电磁感应开关，238、第四电磁感应开关，3、自动焊接装置，31、夹紧装置，311、支撑轴承，312、限位轴承，313、第二气缸，314、第五电磁感应开关，32、驱动装置，321、竖向支架， 322、机械臂，323、调速电机，324、主动滚轮，325、第五气缸，326、第六电磁感应开关，33、焊接机器人，4、自动下料装置，41、第四红外传感器。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型最优的结构设置及使用方式进行具体的说明。

如图1至图4所示，一种双机器人式滚筒自动焊接设备，包括自左向右依次设置的自动上料装置1、自动供料装置2、自动焊接装置 3和自动下料装置4共四大部分。

如图1和图7所示，自动上料装置1包括承载滚筒的上料框11、第一气缸12、滑动块13和挡钩14。上料框11与滚筒的接触面向右下方倾斜设置，由于上料框11设置了更为合理的倾斜角度，当上料框有料时，物料会自动向右侧移动，第一气缸12设在上料框11右侧，其上方套设滑动块13，滑动块13上表面向右下方倾斜设置，挡钩14 设在第一气缸12右上方与自动供料装置2相接，挡钩14设为倒L型，其内侧面向右倾斜设置，第一气缸12向上移动将上料框11内的滚筒通过滑动块13上至挡钩14左侧，滚筒能够从滑动块13上自左至右滚至挡钩14中。为了将滚筒稳固地从上料框11中送至挡钩14上，可使上料框11与滚筒的接触面、滑动块13上方支撑面和挡钩14内侧面倾斜角度保持一致。在整个上料过程中，滚筒自动滚动到滑动块 13上方，在第一气缸12上升作用下随滑动块13上升至挡钩14左侧，在自身作用力下滚动至挡钩14内，等待自动供料装置将其向前运送供料。在本实施例中可在上料框11右侧中间部位设置一套第一气缸 12和滑动块13，将第一气缸12固定在上料框11右侧中间部位。

在上述实施例中，为了进一步地加强滚筒在滑动块13上升上料过程中的稳定性，可在上料框11右侧两端处设置两套第一气缸12和滑动块13，即将第一气缸12固定在上料框11右侧前后两侧部位。

如图5和图8至图9所示，自动供料装置2包括供料支架21、位于供料支架21上方的底座装置22和提升运输装置23，底座装置 22包括底座支架221，底座支架221两端均从内向外依次设有第二滚筒输送板222、第三滚筒输送板223，且第二滚筒输送板222和第三滚筒输送板223距离地面高度依次增加，第二滚筒输送板222和第三滚筒输送板223上均对称设置多个凹槽，形成支撑滚筒的工位，将滚筒限制在第二、第三滚筒输送板223之间，底座支架221中部设有轨道安装板224和能够左右移动的第三气缸225，第三气缸225活动端与提升运输装置23连接，推动提升运输装置23左右平移。如图5、图8和图10，提升运输装置23包括提升运输支架231，提升运输支架231下方设有第四气缸232，第四气缸232固定在提升运输支架231 下方的固定板233上，固定板233下方设有导轨装置234，导轨装置 234由轨道和滑块组合后成，轨道固定在轨道安装板224上，提升运输支架231两侧边还设有承载运输滚筒的第一滚筒输送板235，第一滚筒输送板235上设有与第二滚筒输送板222和第三滚筒输送板223 相对应的凹槽，且第一滚筒输送板235距离地面的高度低于第二滚筒输送板222距离地面高度。在本实施例中，第一滚筒输送板235上设有四个凹槽，自左向右形成工位一、工位二、工位三、工位四共4个工位，工位一位于挡钩14下方，第二滚筒输送板222和第三滚筒输送板223上分别设有三个、两个凹槽，第二滚筒输送板222上形成的三个工位位于第一滚筒输送板235上工位二、工位三、工位四上方且相互对应，第三滚筒输送板223上形成的两个工位位于第一滚筒输送板235上工位二、工位三上方且相互对应。当挡钩14上放有滚筒时，第四气缸232伸长，提升运输支架231升起，第一滚筒输送板235带动滚筒提升至高于第二滚筒输送板222的位置时，第三气缸225伸长推动提升运输装置23右移一个工位，第四气缸232缩短，提升运输支架231降至原始高度，第一滚筒输送板235上的滚筒便滞留在第二滚筒输送板222和第三滚筒输送板223上，第三滚筒输送板223对滚筒进行限位，防止其产生较大的前后移动，最后第三气缸225缩短拉动提升运输装置23回至原位，完成滚筒前进一个工位的输送，之后重复上述运动，不断地将滚筒向右端运送，连续地为设备供料。

如图图1、图8和图11所示，自动焊接装置3包括将滚筒夹紧在右端工位上的夹紧装置31、能够使滚筒转动的驱动装置32和对滚筒进行焊接的焊接机器人33。夹紧装置31包括多个支撑滚筒的支撑轴承311、将轴承夹紧的限位轴承312和第二气缸313。支撑轴承311 设在第二滚筒输送板222的工位四凹槽两侧边，将滚筒支撑起来，底座支架221靠近右侧工位两端处均设有定位板，其中一定位板上固定水平设置的限位轴承312，另一定位板上固定有第二气缸313，第二气缸313活动端连接有一限位轴承312，在第二气缸313的推动下能够将工位四支撑轴承311上的滚筒夹紧在两个限位轴承312之间。驱动装置32包括设在底座支架221上方的竖向支架321，其上设有可转动的机械臂322，机械臂322外端设有调速电机323和由调速电机带动的主动滚轮324，主动滚轮324上套设有橡胶环，使得滚筒能够在主动滚轮324带动下转动的同时能够保证滚筒稳定转动，竖向支架321上端还设有第五气缸325，第五气缸325活动端与机械臂322中间部位相接，通过第五气缸325伸缩进而调节主动滚轮324与右侧工位上待焊接的滚筒位置关系。当工位四上有提升运输装置23输送来的滚筒时，可开始滚筒焊接，滚筒由支撑轴承311支撑，第二气缸 313伸长推动滚筒向另一侧的限位轴承312靠近，直至将滚筒夹紧在两个限位轴承312之间，然后第五气缸325伸长将主动滚轮324下放至滚筒上压紧，焊接机器人33到位开始焊接，同时调速电机323工作运转带动主动滚轮324转动，进而带动滚筒转动，滚筒转动一圈完成焊接，最后调速电机323停止工作，焊接机器人33抬离焊接位置，第二气缸313和第五气缸325缩短回位，准备下一滚筒焊接，将工位四上焊接好的滚筒通过提升运输装置23运送至下料装置4上，同时将工位三上待焊接的滚筒运送至工位四进行焊接。

自动下料装置4设为包括横梁和立柱的下料框，下料框上方通过倾斜设置的横梁支撑滚筒，在经过提升运输装置23将焊接后的滚筒运送至下料框上时滚筒能够自动向右滚动下料。

在本实施例中，本焊接设备采用全自动控制，不需要人工参与焊接，只需人工监控即可。本实施例实现全自动控制是通过以下设置实现的：在上料框11右侧设有第三红外传感器15，用来感应上料框11 上是否有备料；在第一滚筒输送板235上工位一处设有第一红外传感器236，第一红外传感器236用来感应工位一上有没有待焊接的滚筒，在第一气缸12上设有第一电磁感应开关16，第一电磁感应开关16 能够感应第一气缸12伸长上移时是否到位，在第四气缸232上设有第二电磁感应开关237和第四电磁感应开关238，第二电磁感应开关 237能够感应第四气缸232上移时是否到位，第四电磁感应开关238 能够感应第四气缸232下移时是否到位，在第三气缸225上设有第三电磁感应开关226和第七电磁感应开关227，第三电磁感应开关226 能够感应第三气缸225右移时是否到位，第七电磁感应开关227能够感应第三气缸225左移回位时是否到位，在第二滚筒输送板222上工位二、工位三、工位四处分别设有第五红外传感器228、第六红外传感器229、第二红外传感器230，第五红外传感器228、第六红外传感器229、第二红外传感器230分别用来感应工位二、工位三、工位四上有没有待焊接的滚筒，在第二气缸313上设有第五电磁感应开关 314，第五电磁感应开关314能够感应第二气缸313伸长时是否已经到位将滚筒夹紧在两限位轴承312之间，在第五气缸325上设有第六电磁感应开关326，第六电磁感应开关326能够感应第五气缸325伸长下移时调速电机323位置是否到位；在自动下料装置4开始端有第四红外传感器41，用来感应下料装置4物料是否存放满。在上述设置的基础上，将上述各部件通过如图13所示的电路控制原理图连接到电路中。在本实施例中，本自动化焊接设备具体运行控制过程如下：

一、当上料框11右侧第三红外传感器15没有感应到信号时，第一气缸12暂停所有动作；

二、当第三红外传感器15感应到信号后，第一红外传感器236 感应到工位一上没有滚筒时，控制第一气缸12伸长推动滑动块13上移向上传送滚筒，第一电磁感应开关16感应到第一气缸12上移到位后，滚筒从滑动块13上滚动至挡钩14上、工位一上方，控制第一气缸12下移回位；

三、在第四红外传感器41没有持续感应后，第一红外传感器 236、第五红外传感器228、第六红外传感器229任一红外传感器感应到滚筒时，控制第四气缸232上移推动提升运输装置23，将挡钩 14上的滚筒带动上移，第二电磁感应开关237感应到第四气缸232 上移到位后，控制第三气缸225右移推动提升运输装置23右移，将其上的滚筒右移至工位二上方，第三电磁感应开关226感应到第三气缸225右移到位后，控制第四气缸232下移，将提升运输装置23上的滚筒落在第二滚筒输送板222上工位二处，第四电磁感应开关238 感应到第四气缸232下移到位后，控制第三气缸225左移回位，通过第七电磁感应开关227感应第三气缸225是否回至原位；在提升运行装置23运行过程中，第一红外传感器236会有无料信号检测，但需等待到传输装置动作完成后，即第四气缸的第四电磁感应开关238感应到位后，第一气缸12才会有新的上料动作，若第四红外传感器41 持续感应到滚筒信号，则暂停提升运行装置23的所有动作，所有气缸均不动作直至信号消除。

四、循环第二步动作，将滚筒依次向右传送，直到工位四上的第二红外传感器230感应到其上有滚筒时，控制停止第二步动作；

五、控制第二气缸313推动滚筒移动靠近限位轴承312，将滚筒定位在两个限位轴承312之间；

六、第五电磁感应开关314感应到第二气缸313到位将滚筒定位后，控制第五气缸325推动调速电机323下移靠近滚筒上表面；

七、第六电磁感应开关326感应到第五气缸325已到位、主动滚轮324已压紧在滚筒表面时，控制调速电机323启动带动主动滚轮 324旋转，主动滚轮324通过其上的橡胶环和滚筒的摩擦力带动滚筒旋转，控制焊接机器人33启动开始焊接；

八、焊接完成之后，控制焊接机器人33回至原点位置，控制第五气缸325和第二气缸313回至原点位置；

九、启动第三步动作；

十、依次循环第一至第九步动作。

本实用新型使用到的零部件均可以从市场上购买，异形件根据说明书和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式未做说明的均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械和设备均采用现有技术中常规的型号，加上设备电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再详述，本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种双机器人式滚筒自动焊接设备，其特征在于：包括自左向右依次设置的自动上料装置(1)、自动供料装置(2)、自动焊接装置(3)和自动下料装置(4)，

所述自动上料装置(1)包括承载滚筒的上料框(11)、第一气缸(12)、滑动块(13)和挡钩(14)，所述上料框(11)与滚筒的接触面向右下方倾斜设置，所述第一气缸(12)设在上料框(11)右侧，其上方套设滑动块(13)，所述滑动块(13)上表面向右下方倾斜设置，所述挡钩(14)设在第一气缸(12)右上方与自动供料装置(2)相接，第一气缸(12)向上移动将上料框(11)内的滚筒上料至挡钩(14)内；

所述自动供料装置(2)包括供料支架(21)、位于供料支架(21)上方的底座装置(22)和提升运输装置(23)，所述底座装置(22)上设有多个稳固支撑滚筒的工位，所述提升运输装置(23)设在底座装置(22)内部、滚筒工位下方，提升运输装置(23)带动挡钩(14)内的滚筒和底座装置(22)上的滚筒经过上提、右移、下降之后往右前进一个工位，提升运输装置(23)左移回位之后开始下一循环，为焊接设备连续供料；

所述自动焊接装置(3)包括将滚筒夹紧在右端工位上的夹紧装置(31)、能够使滚筒转动的驱动装置(32)和对滚筒进行焊接的焊接机器人(33)，所述夹紧装置(31)将滚筒夹紧在右端工位上同时保证滚筒的可转动性，便于驱动装置(32)转动滚筒，焊接机器人(33)进行滚筒焊接；

所述自动下料装置(4)设为包括横梁和立柱的下料框，所述下料框上方通过倾斜设置的横梁支撑滚筒，在经过提升运输装置(23)将焊接后的滚筒运送至下料框上时滚筒能够自动向右滚动下料。

2.如权利要求1所述的一种双机器人式滚筒自动焊接设备，其特征在于：所述底座装置(22)包括底座支架(221)，底座支架(221)两端均从内向外依次设有第二滚筒输送板(222)、第三滚筒输送板(223)，且第二滚筒输送板(222)和第三滚筒输送板(223)距离地面高度依次增加，所述第二滚筒输送板(222)和第三滚筒输送板(223)上均对称设置多个凹槽，将滚筒限制在两第三滚筒输送板(223)之间，所述底座支架(221)中部设有轨道安装板(224)和能够左右移动的第三气缸(225)，第三气缸(225)活动端与提升运输装置(23)连接，推动提升运输装置(23)左右平移；所述提升运输装置(23)包括提升运输支架(231)，提升运输支架(231)下方设有第四气缸(232)，第四气缸(232)固定在提升运输支架(231)下方的固定板(233)上，固定板(233)下方设有导轨装置(234)，导轨装置(234)与轨道安装板(224)固定连接，提升运输支架(231)两侧边还设有承载运输滚筒的第一滚筒输送板(235)，第一滚筒输送板(235)上设有与第二滚筒输送板(222)和第三滚筒输送板(223)相对应的凹槽，且第一滚筒输送板(235)距离地面的高度低于第二滚筒输送板(222)距离地面高度。

3.如权利要求2所述的一种双机器人式滚筒自动焊接设备，其特征在于：所述夹紧装置(31)包括多个支撑滚筒的支撑轴承(311)、将轴承夹紧的限位轴承(312)和第二气缸(313)，所述支撑轴承(311)设在第二滚筒输送板(222)右侧凹槽侧边，将滚筒支撑起来，底座支架(221)靠近右侧工位两端处均设有定位板，其中一定位板上固定水平设置的限位轴承(312)，另一定位板上固定有第二气缸(313)，第二气缸(313)活动端连接有一限位轴承(312)，在第二气缸(313)的推动下能够将支撑轴承上的滚筒夹紧在两个限位轴承(312)之间；所述驱动装置(32)包括设在底座支架(221)上方的竖向支架(321)，其上设有可转动的机械臂(322)，机械臂(322)外端设有调速电机(323)和由调速电机带动的主动滚轮(324)，竖向支架(321)上端还设有第五气缸(325)，所述第五气缸(325)活动端与机械臂(322)中间部位相接，通过第五气缸(325)伸缩进而调节主动滚轮(324)与右侧工位上待焊接的滚筒位置关系。

4.如权利要求3所述的一种双机器人式滚筒自动焊接设备，其特征在于：所述主动滚轮(324)上套设有橡胶环，使得滚筒能够在主动滚轮(324)带动下转动的同时能够保证滚筒稳定转动。

5.如权利要求2-4中任一权利要求所述的一种双机器人式滚筒自动焊接设备，其特征在于：所述挡钩(14)设在第一滚筒输送板(235)左端工位上方，设为倒L型，其内侧面倾斜设置，使得滚筒能够从左至右滚至挡钩(14)中。