CN219818469U - 一种模块化焊接系统 - Google Patents

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牛壮
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本实用新型属于自动化焊接技术领域,尤其涉及一种模块化焊接系统。一种模块化焊接系统,包括工作台、包括焊枪及安装支架的焊枪组件、包括用于水平夹持工件的夹持机构及用于旋转工件的旋转机构的夹持旋转组件、设置在所述工作台一侧以用于对工件进行上料的上料组件、设置在所述工作台的另一侧以用于对工件进行下料的下料组件以及送料组件,所述送料组件包括送料电机、在所述送料电机的输出轴上相互垂直设置的旋转气缸、在所述旋转气缸的转动件上设置的夹持气缸;所述送料组件可将工件依次从上料组件移至旋转夹持组件、下料组件上。本实用新型集成工件上料、送料、夹持旋转、环缝焊及下料功能,提高了整体焊接效率。

Description

一种模块化焊接系统
技术领域
本实用新型属于自动化焊接技术领域,尤其涉及一种模块化焊接系统。
背景技术
图1为本实用新型所要焊接的工件1,其包括套筒11及在套筒11一端焊接的法兰盘12。现有技术中,对该工件1进行焊接时,多是采用人工将套筒11及法兰盘12固定在相应的加工治具上,然后由人工对对套筒11及法兰盘12之间进行环缝焊。该种加工方式效率较低,不适合大批量生产,由此,也多采用先将套筒11点焊在法兰盘12上,再由人工将点焊后的工件1放置在自动环缝焊机上进行环缝焊,之后再有人工将加工后的工件1取下。在此过程中,需对工件1进行人工上下料、需在自动环缝焊机上重复拆装工件1,存在工人重复的搬运工件1,造成工人劳动强度大、作业时间长,且作业次数多、整体加工效率不高的技术问题。基于此,亟需设计出一款模块化焊接系统,将上料模块、夹持旋转模块、焊接模块、下料模块集成,通过各模块相互配合实现工件1的上料、送料、环缝焊机下料操作。
实用新型内容
为解决现有技术中存在的技术问题,本申请提供了一种集成工件上料、送料、夹持旋转、环缝焊及下料功能的、整体焊接效率高的模块化焊接系统。
为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:
一种模块化焊接系统,包括工作台以及:
焊枪组件,设置在所述工作台上且包括焊枪及用于安装所述焊枪的安装支架;
夹持旋转组件,设置在所述工作台上且包括用于水平夹持工件的夹持机构及用于旋转工件的旋转机构;
上料组件,设置在所述工作台一侧以用于对工件进行上料;
下料组件,设置在所述工作台的另一侧以用于对工件进行下料;
送料组件,设置在所述工作台上且包括送料电机、在所述送料电机的输出轴上相互垂直设置的旋转气缸、在所述旋转气缸的转动件上设置的夹持气缸;所述送料组件可将工件依次从上料组件移至旋转夹持组件、下料组件上。
优选的,所述安装支架包括竖直设置在所述工作台上的支撑板、在所述支撑板内侧端面上滑动连接的滑块、在两所述滑块内侧端面上水平设置的导向杆及在所述导向杆上滑动套设的焊枪支架,所述焊枪可拆卸地固定连接在焊枪支架上。
优选的,在两所述滑块上水平转动连接有丝杆,所述丝杆与焊枪支架转动啮合,所述丝杆的一端固定连接在调整电机的输出轴上,所述丝杆转动时带动焊枪支架往复运动。
优选的,所述夹持机构包括相对设置在工作台上的夹持架及夹持板、在所述夹持架及夹持板上分别相对设置的第一侧顶气缸及第二侧顶气缸,所述旋转机构朝向第二侧顶气缸设置且固定连接在第一侧顶气缸的导杆上。
优选的,所述旋转机构包括固定连接在所述第一侧顶气缸的导杆上的旋转支架、在所述旋转支架上水平设置的旋转电机、固定连接在所述旋转电机输出轴上的转动轴、在所述转动轴上固定连接的第一夹紧件及在所述第二侧顶气缸的导杆上转动连接的第二夹紧件。
优选的,所述上料组件包括传送带机构及在所述传送带机构的机架内侧固定连接的挡停板,所述夹持气缸的夹爪可夹持被挡停板挡停的工件。
优选的,所述上料组件还包括在所述传送带机构的机架外侧设置的朝向送料组件的第一挡停气缸及第二挡停气缸、在所述第一挡停气缸及第二挡停气缸的导杆上分别设置的挡停架,所述第一挡停气缸及第二挡停气缸的导杆伸出时可带动挡停架对工件进行挡停,两所述挡停架之间的间隙只可容纳一个工件。
优选的,在所述第一挡停气缸上设置有光电接近开关,在与所述光电接近开关相对的传动带机构的机架上设置有遮挡板。
与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:
1.本实用新型设置焊枪组件实现对工件的环缝焊、通过设置夹持旋转组件实现对工件的夹持及旋转、通过设置上下料组件实现对工件的上下料、通过设置送料组件实现将工件从上料组件移至夹持旋转组件处以及从夹持旋转组件处移至下料组件处;通过各模块相互配合,实现了工件从上料、送料、旋转夹持、环缝焊及下料的全流程加工,再结合现有控制器及相应传感器,可进一步提高整体自动化程度,从而减轻工人劳动强度、提高整体加工效率。
2.通过设置支撑板、滑块、导向杆、丝杆及调整电机,可调整焊枪的水平及竖直方向的相对位置,从而提高焊接的精准度;通过设置夹持架及夹持板、第一侧顶气缸及第二侧顶气缸,提高对工件的夹持效率;通过设置挡停板,提高夹持气缸的夹持精度;通过设置第一挡停气缸及第二挡停气缸、挡停架、光电接近开关、遮挡板,可实现工件的自动化挡停及上料。
附图说明
图1为本实用新型所要加工的工件的结构示意图。
图2为本实用新型在对工件加工时的结构示意图。
图3为本实用新型的整体结构示意图。
图4为本实用新型的焊枪组件、夹持旋转组件的结构示意图。
图5为本实用新型的送料组件的结构示意图。
图6为本实用新型的上料组件的部分结构示意图。
图中:1、工件,11、套筒,12、法兰盘,2、工作台,3、焊枪组件,31、焊枪,32、支撑板,33、滑轨,34、滑块,35、导向杆,36、焊枪支架,37、丝杆,38、调整电机,4、夹持旋转组件,41、夹持架,42、夹持板,43、第一侧顶气缸,44、第二侧顶气缸,45、滑动块,46、旋转支架,47、旋转电机,48、转动轴,491、第一夹紧件,492、第二夹紧件,5、上料组件,51、传送带机构,511、机架,52、挡停板,53、第一挡停气缸,54、第二挡停气缸,55、挡停架,56、光电接近开关,57、遮挡板,6、下料组件,7、送料组件,71、送料电机,72、连接板,73、安装板,74、旋转气缸,75、夹持气缸,76、夹爪。
实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例,基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
实施例
参见图2、3所示,一种模块化焊接系统,包括工作台2、焊枪组件3、夹持旋转组件4、上料组件5、下料组件6、下料组件6、送料组件7。焊枪组件3设置在工作台2上端面,夹持旋转组件4设置在焊枪组件3一侧的工作台2上端面,送料组件7设置在夹持旋转组件4下方的工作台2上端面,上料组件5设置在靠近夹持旋转组件4的外侧,下料组件6设置在于上料组件5相对的靠近焊枪组件3的一侧。
参见图4所示,焊枪组件3包括焊枪31及安装支架,安装支架包括竖直螺栓固定在工作台2上的支撑板32、在支撑板32内侧端面上的滑轨33上滑动连接的滑块34、在两滑块34内侧端面上水平嵌设的导向杆35及在导向杆35上滑动套设的焊枪支架36,焊枪31可拆卸地固定连接在焊枪支架36上。
为了便于调整焊枪31的相对位置以便更精准的对工件1进行环缝焊,在两滑块34上水平转动连接有丝杆37,丝杆37与焊枪支架36转动啮合,丝杆37的一端固定连接在调整电机38的输出轴上,调整电机38的输出轴带动丝杆37转动时,可带动焊枪支架36往复运动,从而实现焊枪31在水平方向上的调整。滑块34可通过螺栓固定在支撑板32上,从而实现对焊枪31在竖直方向上的调整,该调整结构有多种方式,如齿轮齿条调整机构,只要能实现焊枪31在竖直方向上的调整即可。
夹持旋转组件4包括用于水平夹持工件1的夹持机构及用于旋转工件1的旋转机构。
夹持机构包括相对固定安装在工作台2上的夹持架41及夹持板42、在夹持架41及夹持板42上分别相对设置的第一侧顶气缸43及第二侧顶气缸44,旋转机构朝向第二侧顶气缸44设置且固定连接在第一侧顶气缸43的导杆上。
具体的,夹持架41上端面开设有凹槽,在该凹槽的两竖直槽壁上水平且相互平行嵌设有两滑动杆,滑动块45滑动套设在两滑动杆上,在远离夹持板42的上述凹槽的外侧端面水平螺栓固定连接有第一侧顶气缸43,第一侧顶气缸43的导杆滑动穿设在夹持架41内并螺栓固定连接在滑动块45上,旋转机构固定连接在滑动块45上端面,由此,当第一侧顶气缸43的导杆伸缩时,可带动旋转机构往复运动。
旋转机构包括螺栓固定连接在滑动块45上的旋转支架46、在靠近第一侧顶气缸43的旋转支架46的一侧端面螺栓固定连接有旋转电机47、通过联轴器固定连接在旋转电机47输出轴上的转动轴48、在转动轴48上固定连接的第一夹紧件491及在第二侧顶气缸44的导杆上转动连接的第二夹紧件492。
具体的,第一夹紧件491及第二夹紧件492相对的端面同为锥台结构,以便分别固定嵌设在套筒11及法兰盘12内。为了使工件1转动平稳且提高其转动精度,在第一夹紧件491及第二夹紧件492对工件1夹持并转动时,第一夹紧件491、第二夹紧件492、转动轴48、旋转电机47的输出轴及第二侧顶气缸44的导杆同轴。由此,通过上述结构,第一侧顶气缸43及第二侧顶气缸44的导杆伸出时,第一夹紧件491及第二夹紧件492将工件1进行夹持,旋转电机47带动第一夹紧件491、工件1及第二夹紧件492同步旋转。
参见图5所示,送料组件7包括螺栓固定连接在旋转支架46下方的工作台1上的送料电机71、在工作台1上螺栓固定连接的连接板72,在连接板72内嵌设有轴承,送料电机71的输出轴穿设在连接板72内的轴承内并延伸至连接板72的外侧,在连接板72外侧的送料电机71输出轴上安装有相互垂直的安装板73,在安装板73相互垂直的端面上分别螺栓固定连接有旋转气缸74,在旋转气缸74的转动件上螺栓固定连接有夹持气缸75,夹持气缸75上安装有用于夹持工件1的夹爪76。在本实施例中,送料电机71可选用伺服电机,送料组件7可将工件1依次从上料组件5移至旋转夹持组件4、下料组件6上。为区分两组旋转气缸74、夹持气缸75、夹爪76,在本实施例中分别以夹取上料组件5上工件1的上料侧旋转气缸74、上料侧夹持气缸75、上料侧夹爪76以及下料侧旋转气缸74、下料侧夹持气缸75、下料侧夹爪76。
参见图3、6所示,上料组件5,设置在平行设置在靠近夹持旋转组件4的工作台2的一侧以用于对工件1进行上料。
具体的,上料组件5包括传送带机构51及在传送带机构51的机架511内侧焊接或螺栓固定连接的的挡停板52,挡停板52的位置与夹持气缸75相对应设置,即当工件1被挡停板52挡停时,夹持气缸75的夹爪76正好可夹持工件1的套筒11。为了便于对工件1进行定位,挡停板52为开口朝向来料方向的弧形结构。
为了避免传送带机构51上的工件1堆积以及提高工件1被夹持的精准性,上料组件5还包括在传送带机构51的机架511外侧设置的朝向送料组件7的第一挡停气缸53及第二挡停气缸54、在第一挡停气缸53及第二挡停气缸54的导杆上分别螺栓固定连接竖直设置的挡停架55,挡停架55为L形弯折结构,第一挡停气缸53及第二挡停气缸54的导杆伸出时可带动挡停架55对工件1进行挡停,两挡停架55之间的间隙只可容纳一个工件1。
为了进一步提高第一挡停气缸53、第二挡停气缸54及挡停架55自动挡停及放料的自动化水平,在第一挡停气缸53上安装有光电接近开关56,在与光电接近开关56相对的传动带机构51的机架511上安装有遮挡板57。
下料组件6,设置在靠近焊枪组件3的工作台的另一侧以用于对工件1进行下料,其为现有技术中的传送带结构,此处不再赘述。
为了提高本焊接系统的自动化水平,还可包括有控制器,控制器可选用PLC控制器且其连接并控制焊枪组件3、夹持旋转组件4、上料组件5、下料组件6及送料组件7,其具体连接方式及控制逻辑只要能满足以下工作过程即可。
本模块化焊接系统的工作过程如下:
1.调整好焊枪组件3的焊枪31与夹持旋转组件4的相对位置,使焊枪31对准工件1需环缝焊的位置;
2.工件1在上料组件5的传送带机构51上批量依次传送,第二挡停气缸54的导杆伸出带动挡停架55伸出以对工件1进行挡停,此后第一挡停机构53的导杆伸出带动挡停架55伸出以对工件1进行挡停,此时第一挡停气缸53及第二挡停气缸54的挡停架55之间容纳一个工件1;第二挡停气缸54的导杆缩回,两挡停架55之间的工件1被传送至挡停板52内,此时,两挡停架55之间无工件1,光电接近开关56与遮挡板57之间无遮挡,控制器控制第二挡停气缸54导杆伸出、第一挡停气缸53导杆缩回,使后续工件1进入两挡停架55之间后,第一挡停气缸54的导杆重新伸出,以对后续工件1进行挡料;
3.在挡停板52内的工件1被上料侧夹爪76夹持后,送料电机71带动安装板73旋转,使上料侧夹爪76转动至竖直方向后,上料侧旋转气缸74带动夹持气缸75旋转使工件1沿其长度方向平行放置在第一夹紧件491及第二夹紧件492之间,第一侧顶气缸43及第二侧顶气缸44的导杆伸出,使第一夹紧件491及第二夹紧件492顶紧工件1的两端,送料组件7复位,旋转电机47带动转动轴48带动工件1旋转,焊枪31对工件1进行环缝焊接;
4.待焊接完成后,旋转电机47停止旋转,下料侧夹爪76夹持焊接完成的工件1,第一侧顶气缸43及第二侧顶气缸44的导杆缩回,此时上料侧夹爪76完成对挡停板52内的工件1的夹持;
5.送料电机71带动安装板73转动,使下料侧夹爪76带动已焊接工件1转动至下料组件6侧,下料侧旋转气缸74带动下料侧夹持气缸75转动,使已焊接工件1竖直放置在下料组件6上;上料侧的夹爪76带动未焊接工件1转动至第一夹紧件491及第二夹紧件492之间,第一侧顶气缸43及第二侧顶气缸44的导杆伸出,使第一夹紧件491及第二夹紧件492顶紧工件1的两端送料组件7复位,旋转电机47带动转动轴48带动工件1旋转,焊枪31对工件1进行环缝焊接;
循环上述过程,即可实现工件1的自动上料、送料、夹持、旋转及环缝焊接。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种模块化焊接系统,包括工作台,其特征在于:还包括:
焊枪组件,设置在所述工作台上且包括焊枪及用于安装所述焊枪的安装支架;
夹持旋转组件,设置在所述工作台上且包括用于水平夹持工件的夹持机构及用于旋转工件的旋转机构;
上料组件,设置在所述工作台一侧以用于对工件进行上料;
下料组件,设置在所述工作台的另一侧以用于对工件进行下料;
送料组件,设置在所述工作台上且包括送料电机、在所述送料电机的输出轴上相互垂直设置的旋转气缸、在所述旋转气缸的转动件上设置的夹持气缸;所述送料组件可将工件依次从上料组件移至旋转夹持组件、下料组件上。
2.根据权利要求1所述一种模块化焊接系统,其特征在于:所述安装支架包括竖直设置在所述工作台上的支撑板、在所述支撑板内侧端面上滑动连接的滑块、在两所述滑块内侧端面上水平设置的导向杆及在所述导向杆上滑动套设的焊枪支架,所述焊枪可拆卸地固定连接在焊枪支架上。
3.根据权利要求2所述一种模块化焊接系统,其特征在于:在两所述滑块上水平转动连接有丝杆,所述丝杆与焊枪支架转动啮合,所述丝杆的一端固定连接在调整电机的输出轴上,所述丝杆转动时带动焊枪支架往复运动。
4.根据权利要求1所述一种模块化焊接系统,其特征在于:所述夹持机构包括相对设置在工作台上的夹持架及夹持板、在所述夹持架及夹持板上分别相对设置的第一侧顶气缸及第二侧顶气缸,所述旋转机构朝向第二侧顶气缸设置且固定连接在第一侧顶气缸的导杆上。
5.根据权利要求4所述一种模块化焊接系统,其特征在于:所述旋转机构包括固定连接在所述第一侧顶气缸的导杆上的旋转支架、在所述旋转支架上水平设置的旋转电机、固定连接在所述旋转电机输出轴上的转动轴、在所述转动轴上固定连接的第一夹紧件及在所述第二侧顶气缸的导杆上转动连接的第二夹紧件。
6.根据权利要求1所述一种模块化焊接系统,其特征在于:所述上料组件包括传送带机构及在所述传送带机构的机架内侧固定连接的挡停板,所述夹持气缸的夹爪可夹持被挡停板挡停的工件。
7.根据权利要求6所述一种模块化焊接系统,其特征在于:所述上料组件还包括在所述传送带机构的机架外侧设置的朝向送料组件的第一挡停气缸及第二挡停气缸、在所述第一挡停气缸及第二挡停气缸的导杆上分别设置的挡停架,所述第一挡停气缸及第二挡停气缸的导杆伸出时可带动挡停架对工件进行挡停,两所述挡停架之间的间隙只可容纳一个工件。
8.根据权利要求7所述一种模块化焊接系统,其特征在于:在所述第一挡停气缸上设置有光电接近开关,在与所述光电接近开关相对的传动带机构的机架上设置有遮挡板。
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