CN212111794U - 一种焊接框架自动检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种焊接框架自动检测装置，包括支架和设于其上的工作台，工作台上设初始定位机构、精定位机构、旋转压紧机构、攻丝机构、整形机构和红外线测距装置，初始定位机构采用限位块组限制焊接框架的活动，精定位机构采用气动伸缩定位柱对焊接框架上预留的定位孔定位；旋转压紧机构采用输出端固定压块的伸缩旋转气缸；红外线测距装置采用布置于框架两根纵支条外侧且相向布置的两个红外线测距传感器；整形机构包括位于框架两纵支条间的双头液压缸；攻丝机构为导螺杆和驱动其旋转的动力驱动装置，还包括控制各机构运转的PLC控制器。该装置集焊接框架的定位、尺寸检测、整形和攻丝功能于一体，操作方便，可提高生产效率，降低生产成本。

Description

一种焊接框架自动检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种焊接框架自动检测装置。

背景技术

目前一类壁挂式产品，如壁挂马桶、壁挂洗漱池等都需要采用焊接框架安装固定至墙壁上。这种焊接框架1主要都由条状材料焊接制成，通常包含外框和主连接板1b，其中外框通常具有左右平行的两根纵支条1a以及焊接在两根纵支条1a之间的若干横支条1c，两根纵支条1a的至少一端往往不焊接封闭从而形成开口区A，主连接板1b则同样焊接在两根纵支条1a之间，如图5所示。上述外框往往用于同墙壁固定，而主连接板1b上则通常需要打连接孔以便固定产品，此外主连接板1b上往往还留有焊接、冲压时用于定位框架的定位孔2，因此主连接板1b往往比横支条1c更宽，以便更好的承担定位和支撑功能。

已有的上述焊接框架在焊接的过程中，零件往往有热变形，造成零件尺寸改变。为了避免产品重要安装尺寸影响客户安装使用，在表面处理后采用重要尺寸全检方式。目前常规生产时主要采用人工测量，区分出产品尺寸（主要是指外框下部的开口区两根纵支条1a外边之间的距离h，如图4所示，通常会比实际收缩），不合格产品需要转移整形后再测量直至尺寸符合公差要求，而合格的产品则转移到其它加工场合进行后续攻丝作业（主要是对主连接板攻丝），期间需要多次搬运产品，且测量时往往需要采用专用夹具对产品实施装夹固定及拆卸，再人工借助工具进行整形。

显然已有的人工检验方式存在费时费力、工人劳动强度大、操作繁琐而效率低下的问题，不仅增加了工人负担，也增大了企业生产成本，故亟待改进。

发明内容

本实用新型目的是：提供一种焊接框架自动检测装置，其集焊接框架的定位、尺寸检测、整形和攻丝功能于一体，操作方便，能够提高生产效率，降低生产成本。

本实用新型的技术方案是：一种焊接框架自动检测装置，焊接框架包括具有两根平行纵支条的外框和焊接在两根纵支条之间的主连接板，外框在主连接板下方形成开口区，主连接板上预留有定位孔；其特征在于这种检测装置包括支架和设于支架上的工作台，工作台上设有初始定位机构、精定位机构、旋转压紧机构、攻丝机构、整形机构和红外线测距装置，其中初始定位机构包括固定在工作台上用于限制焊接框架前后左右活动的限位块组，精定位机构包括与主连接板上预留的定位孔对应设置的气动伸缩定位柱；旋转压紧机构包括多个将焊接框架压紧至工作台上的旋转压紧单元，每个旋转压紧单元均为输出端固定压块的伸缩旋转气缸；红外线测距装置包括布置于开口区的两根纵支条外侧且相向布置的两个红外线测距传感器；整形机构包括位于开口区两根纵支条之间的双头液压缸；攻丝机构对应主连接板设置，包括伸出工作台的若干导螺杆和设于工作台下部连接驱动导螺杆旋转的动力驱动装置，还包括与动力驱动装置、红外线测距装置、气动伸缩定位柱、伸缩旋转气缸和双头液压缸均电连接的PLC控制器。

进一步的，本实用新型中所述限位块组包括相互配合以限制焊接框架前后活动的第一限位块组和第二限位块组，并且其中第二限位块组同时限制焊接框架的左右活动。

更进一步的，本实用新型中所述外框由平行的两根纵支条和焊接在这两根纵支条之间的横支条构成，主连接板位于该横支条和所述开口区之间，所述第一限位块组包括若干与横支条相抵的第一限位块，第二限位块组包括与主连接板相抵的若干第二限位块，同时这些第二限位块中的两块分别从内侧与两根纵支条相抵；并且第一限位块组和第二限位块组均位于横支条和主连接板的内侧，或者分别位于横支条和主连接板的外侧。

更进一步的，本实用新型中所述外框由平行的两根纵支条构成，所述第一限位块组包括若干与主连接板一侧相抵的第一限位块，而第二限位块组包括与主连接板另一侧相抵的若干第二限位块，同时这些第二限位块中的两块分别从内侧与两根纵支条相抵。

进一步的，本实用新型中所述气动伸缩定位柱由伸缩气缸和固定在伸缩气缸输出端上的锥形定位柱构成，其中伸缩气缸与PLC控制器电连接。

进一步的，本实用新型中所述动力驱动装置包括伺服电机、减速器、同步动力分配器和联轴器，伺服电机经减速器与同步动力分配器输入端相连，同步动力分配器上具有若干同步输出转轴，所述导螺杆分别通过联轴器固定在相应的同步输出转轴上，伺服电机与所述PLC控制器电连接。本实用新型中的同步动力分配器就是现有的一类齿轮同步传动机构，为业内已知技术。

进一步的，本实用新型中所述导螺杆顶部安装有快换式丝锥。

进一步的，本实用新型中所述工作台上在焊接框架下方垫有胶木板，用以保护焊接框架表面不被刮伤。

进一步的，本实用新型中所述工作台下方的支架上固定有与PLC控制器相连的红外测距显示装置，该红外测距显示装置具有嵌装入工作台内的液晶显示屏。显示屏用于显示红外测距测得的焊接框架开口区尺寸数据。

本实用新型中伸缩旋转气缸为已知技术，例如市售SMC伸缩旋转气缸，具体型号为MRQBS32-30CB的产品。

本实用新型的工作原理如下：

初始时，由人工将待检测的焊接框架置于工作台上，并通过初始定位机构定位。随后打开PLC控制器上的电源开关，在PLC控制器的控制下依次执行下述动作：

a、精定位机构内的气动伸缩定位柱工作，抵入焊接框架主连接板上预留的定位孔内；

b、旋转压紧机构内各个伸缩旋转气缸工作，使得相应的压块转动并下压，将焊接框架压紧在工作台上；

c、焊接框架开口区两侧的红外线测距传感器工作，分别测量其到相应侧纵支条的间距，假设为h1和h2，由于两个红外线测距传感器的间距是固定的，为s，且已预先输入PLC控制器内，故实际检测尺寸（也即开口区两根纵支条外边之间的距离h=s-h1-h2），该步骤由PLC控制器内部运算完成，并将得到的h与标准值比较，判定是否在误差范围内。

d、如果判定结果在误差范围内，则表明焊接框架尺寸合格，随后PLC控制器控制攻丝机构动作，在主连接板的相应位置攻丝打出连接孔；

如果判定结果尺寸不合格，则PLC控制器控制整形机构的双头液压缸工作，对两侧纵支条进行整形作业，以确保其间距尺寸符合要求后再进行后续公司作业。

本实用新型的优点是：

1．本实用新型集焊接框架的定位、尺寸检测、整形和攻丝功能于一体，操作方便，自动运作，速度快，不仅大大提高了生产效率，而且由于能够节约多个常规工位并减少框架翻身搬运的衔接步骤，故还能减轻工人负担，并有效节约企业生产成本。

2. 本实用新型整体结构设计紧凑，节约空间，便于安置和转移。

3. 本实用新型中设计采用初始定位机构、精定位机构、旋转压紧机构共同配合实现对于焊接框架的稳固定位，以便为后续红外线测距和攻丝作业提供可靠支持，且定位操作简单方便。

4. 本实用新型的导螺杆顶部采用快换式丝锥以便应对不同的攻丝需求。

附图说明

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型一种具体实施例的结构俯视图（安装好待检测焊接框架）；

图2为图1实施例的结构主视图；

图3为图1实施例中气动伸缩定位柱的主视角结构示意图；

图4为图1实施例中动力分配器的结构示意简图；

图5为所处理的一种具体焊接框架的单独结构主视图。

其中：1、焊接框架；1a、纵支条；1b、主连接板；1c、横支条；2、定位孔；A、开口区；3、支架；4、工作台；5、气动伸缩定位柱；5a、伸缩气缸；5b、锥形定位柱；6、压块；7、伸缩旋转气缸；8、红外线测距传感器；9、双头液压缸；10、导螺杆；11、PLC控制器；12、第一限位块；13、第二限位块；14、伺服电机；15、减速器；16、同步动力分配器；16a、同步输出转轴；16b、动力箱；16c、输入转轴；16d、主齿轮；16e、从齿轮；16f、传递齿轮；17、联轴器；18、快换式丝锥；19、红外测距显示装置；19a、液晶显示屏。

具体实施方式

实施例：在说明本实用新型的具体实施方式之前，我们先结合图5来说明我们需要检测的一种具体的焊接框架实例，其是一种壁挂马桶的安装支架。这种焊接框架由外框和主连接板组成，外框由两根平行纵支条1a和垂直焊接在两根纵支条1a之间的加固用横支条1c，该横支条1c靠近两根纵支条1a的一端焊接。而主连接板1b也垂直焊接在两根纵支条1a之间，并且位于横支条1c的下方，两根纵支条1a的另一端非封闭焊接形成开口区A。

上述由两根纵支条1a和横支条1c构成的外框往往用于同墙壁固定，而主连接板1b上则通常需要打连接孔以便固定产品，此外主连接板1b上往往还留有焊接、冲压时用于定位框架的定位孔2，因此主连接板1b往往比横支条1c更宽，以便更好的承担定位和支撑功能。这种焊接框架在焊接完毕并进行表面处理后需要进行尺寸检测、整形和攻丝一系列工序，而本实用新型提供的这种焊接框架自动检测装置能够整合完成上述工序。

下面结合图1~图4所示，对本实用新型提供的这种焊接框架自动检测装置的结构进行说明如下：

其具有支架3和设于支架3上的工作台4，而在工作台4上设有初始定位机构、精定位机构、旋转压紧机构、攻丝机构、整形机构和红外线测距装置，在工作台4底部固定红外测距显示装置19，而在支架3下部固定有PLC控制器11。

结合图1所示，本实施例中的初始定位机构采用固定在工作台4上用于限制焊接框架1前后左右活动的限位块组的形式，这种限位块组由相互配合以限制焊接框架1前后活动的第一限位块组和第二限位块组构成，并且其中第二限位块组同时限制焊接框架1的左右活动。具体的，第一限位块组由两个从外侧（图中左侧）与横支条1c相抵的第一限位块12构成，而第二限位块组由两个从外侧（图中右侧）与主连接板1b相抵的第二限位块13构成，并且两个第二限位块13同时从内侧与两根纵支条1a相抵。

结合图1和图3所示，本实施例中精定位机构由与主连接板1b上预留的定位孔2对应设置的气动伸缩定位柱5构成，所述气动伸缩定位柱5由嵌装在工作台4内的伸缩气缸5a和固定在伸缩气缸5a输出端上的锥形定位柱5b构成，其中伸缩气缸5a与PLC控制器11电连接。

结合图1和图2所示，本实施例中旋转压紧机构由将焊接框架1压紧至工作台4上的两对旋转压紧单元，每对的两个旋转压紧单元均对称设于焊接框架1两侧，而每个旋转压紧单元均为输出端固定压块6的伸缩旋转气缸7，这些伸缩旋转气缸7均与PLC控制器11电连接。

如图1和图2所示，本实施例中红外线测距装置由布置于开口区A的两根纵支条1a外侧且相向布置的两个红外线测距传感器8构成；这两个红外线测距传感器8与前面提到的红外测距显示装置19均与PLC控制器11电连接，并且红外测距显示装置19具有嵌装入工作台4内的液晶显示屏19a，用于显示检测数据。

再结合图1和图2所示，本实施例中整形机构是一个位于开口区A两根纵支条1a之间的双头液压缸9，该双头液压缸9与PLC控制器11电连接。

依旧如图1和图2所示，本实施例中攻丝机构对应主连接板1b设置，包括伸出工作台4的四根导螺杆10和设于工作台4下部连接驱动导螺杆10旋转的动力驱动装置，这种动力驱动装置由伺服电机14、减速器15、同步动力分配器16和联轴器17构成，伺服电机14经减速器15与同步动力分配器16输入端相连。同步动力分配器16为目前已知的一类齿轮同步传动机构，其具体结构如图4所示，具有动力箱16b，动力箱16b内通过轴承安装有一输入转轴16c和四根同步输出转轴16a，输入转轴16c位于中心，而四根同步输出转轴16a两两为一组，对称分布在输入转轴16c 两侧。输入转轴16c上固定有主齿轮16d，而同步输出转轴16a上固定从齿轮16e。各从齿轮16e的规格均相同，而主齿轮16d的尺寸大于从齿轮16e的尺寸。主齿轮16d与两侧的两个从齿轮16e啮合，而每侧的两个从齿轮16e之间通过同规格的传递齿轮16f传动连接。主齿轮16d转动后，带动两侧共四个从齿轮16e同步转动。该同步动力分配器16的输入转轴16c的下端即为输入端，同减速器15的输出轴相连，而其上部则输出四根同步输出转轴16a。所述四根导螺杆10分别通过联轴器17固定在相应的同步输出转轴16a上，伺服电机14与所述PLC控制器11电连接。并且本实施例中所述导螺杆10顶部安装有快换式丝锥18。

本实施例中，所述工作台4上在焊接框架1下方垫有胶木板（图中省略），用以保护焊接框架表面不被刮伤。

结合图1~图4所示，本实施例的工作原理如下：

初始时，由人工将待检测的焊接框架1置于工作台4上，并通过初始定位机构定位。随后打开PLC控制器11上的电源开关，在PLC控制器11的控制下依次执行下述动作：

a、精定位机构内的气动伸缩定位柱5工作，抵入焊接框架1主连接板1b上预留的定位孔2内；

b、旋转压紧机构内各个伸缩旋转气缸7工作，使得相应的压块6转动并下压，将焊接框架1压紧在工作台4上；

c、焊接框架1开口区A两侧的红外线测距传感器8工作，分别测量其到相应侧纵支条1a的间距，分别为h1和h2，由于两个红外线测距传感器8的间距是固定的，为s，且已预先输入PLC控制器11内，故实际检测尺寸（也即开口区两根纵支条1a外边之间的距离h=s-h1-h2），该步骤由PLC控制器11内部运算完成，并将得到的h与标准值比较，判定是否在误差范围内。

d、如果判定结果在误差范围内，则表明焊接框架1尺寸合格，随后PLC控制器11控制攻丝机构动作，在主连接板1b的相应位置攻丝打出连接孔；

如果判定结果尺寸不合格，则PLC控制器11控制整形机构的双头液压缸9工作，对两侧纵支条1a进行整形作业，以确保其间距尺寸符合要求后再进行后续公司作业。

当然上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种焊接框架自动检测装置，焊接框架（1）包括具有两根平行纵支条（1a）的外框和焊接在两根纵支条（1a）之间的主连接板（1b），外框在主连接板（1b）下方形成开口区（A），主连接板（1b）上预留有定位孔（2）；其特征在于这种检测装置包括支架（3）和设于支架（3）上的工作台（4），工作台（4）上设有初始定位机构、精定位机构、旋转压紧机构、攻丝机构、整形机构和红外线测距装置，其中初始定位机构包括固定在工作台（4）上用于限制焊接框架（1）前后左右活动的限位块组，精定位机构包括与主连接板（1b）上预留的定位孔（2）对应设置的气动伸缩定位柱（5）；旋转压紧机构包括多个将焊接框架（1）压紧至工作台（4）上的旋转压紧单元，每个旋转压紧单元均为输出端固定压块（6）的伸缩旋转气缸（7）；红外线测距装置包括布置于开口区（A）的两根纵支条（1a）外侧且相向布置的两个红外线测距传感器（8）；整形机构包括位于开口区（A）两根纵支条（1a）之间的双头液压缸（9）；攻丝机构对应主连接板（1b）设置，包括伸出工作台（4）的若干导螺杆（10）和设于工作台（4）下部连接驱动导螺杆（10）旋转的动力驱动装置，还包括与动力驱动装置、红外线测距装置、气动伸缩定位柱（5）、伸缩旋转气缸（7）和双头液压缸（9）均电连接的PLC控制器（11）。

2.根据权利要求1所述的一种焊接框架自动检测装置，其特征在于所述限位块组包括相互配合以限制焊接框架（1）前后活动的第一限位块组和第二限位块组，并且其中第二限位块组同时限制焊接框架（1）的左右活动。

3.根据权利要求2所述的一种焊接框架自动检测装置，其特征在于所述外框由平行的两根纵支条（1a）和焊接在这两根纵支条（1a）之间的横支条（1c）构成，主连接板（1b）位于该横支条（1c）和所述开口区（A）之间，所述第一限位块组包括若干与横支条（1c）相抵的第一限位块（12），第二限位块组包括与主连接板（1b）相抵的若干第二限位块（13），同时这些第二限位块（13）中的两块分别从内侧与两根纵支条（1a）相抵；并且第一限位块组和第二限位块组均位于横支条（1c）和主连接板（1b）的内侧，或者分别位于横支条（1c）和主连接板（1b）的外侧。

4.根据权利要求2所述的一种焊接框架自动检测装置，其特征在于所述外框由平行的两根纵支条（1a）构成，所述第一限位块组包括若干与主连接板（1b）一侧相抵的第一限位块（12），而第二限位块组包括与主连接板（1b）另一侧相抵的若干第二限位块（13），同时这些第二限位块（13）中的两块分别从内侧与两根纵支条（1a）相抵。

5.根据权利要求1所述的一种焊接框架自动检测装置，其特征在于所述气动伸缩定位柱（5）由伸缩气缸（5a）和固定在伸缩气缸（5a）输出端上的锥形定位柱（5b）构成，其中伸缩气缸（5a）与PLC控制器（11）电连接。

6.根据权利要求1所述的一种焊接框架自动检测装置，其特征在于所述动力驱动装置包括伺服电机（14）、减速器（15）、同步动力分配器（16）和联轴器（17），伺服电机（14）经减速器（15）与同步动力分配器（16）输入端相连，同步动力分配器（16）上具有若干同步输出转轴（16a），所述导螺杆（10）分别通过联轴器（17）固定在相应的同步输出转轴（16a）上，伺服电机（14）与所述PLC控制器（11）电连接。

7.根据权利要求1或6所述的一种焊接框架自动检测装置，其特征在于所述导螺杆（10）顶部安装有快换式丝锥（18）。

8.根据权利要求1所述的一种焊接框架自动检测装置，其特征在于所述工作台（4）上在焊接框架（1）下方垫有胶木板。

9.根据权利要求1所述的一种焊接框架自动检测装置，其特征在于所述工作台（4）下方的支架（3）上固定有与PLC控制器（11）相连的红外测距显示装置（19），该红外测距显示装置（19）具有嵌装入工作台（4）内的液晶显示屏（19a）。

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