CN219853128U - 一种阳极导杆自动修复生产设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种阳极导杆自动修复生产设备，包括旋转工作台、切割机、翻转变位机、地轨、拆解装置、倒角装置、焊接机器人、焊接装置和铝导杆；所述于地轨上面滑动连接有翻转变位机、上方横跨固定有拆解装置；所述地轨左侧端部固定有旋转工作台；所述旋转工作台前方固定有倒角装置；所述旋转工作台上方固定放置铝导杆；所述旋转工作台左侧固定有焊接装置；所述焊接机器人固定于倒角装置和焊接装置之间。本实用新型能有效避免出现由于焊接工艺限制和人工操作导致的切割面不平整、焊接精度差，导杆与钢爪梁不垂直，出现虚焊，容易脱落或开裂、使用寿命短等缺点，提高焊接质量。同时，采用自动化切割和焊接，减少了导杆转运时间，能极大提高生产效率。

Description

一种阳极导杆自动修复生产设备

技术领域

本实用新型属于铝电解阳极生产领域及铝电解阳极导杆自动修复生产设备领域，具体涉及一种铝电解阳极导杆自动焊接修复生产线。

背景技术

阳极导杆组作为电解铝的主要结构，是电流通路的关键环节，具有数量众多、易损坏、修复难等特点，是企业日常维修的重点。阳极导杆经过短期上槽使用后，爆炸块或铝导杆与爆炸块焊接处会出现开裂、腐蚀等。这时导杆就需要进行拆解、更换新的爆炸块后再次使用。而现在工厂更换基本上均采用人工方式，其修复过程为：将导杆与爆炸块焊接处用脉冲破桩机将其分离，然后人工用磨光机切割方式对其四条棱进行倒角，再将其与新的爆炸块进行人工焊接。由于焊接工艺限制和人工操作的不确定性，会导致焊切割面不平整、焊接精度差，导杆与钢爪梁不垂直，出现虚焊，导杆容易脱落或开裂、使用寿命短，极大增加了企业的运营成本，同时也增加作业人员数量。

实用新型内容

本实用新型是提供一种在线自动切割分离、自动倒角、自动对位、自动焊接的方法，该方法通过自动化智能化方式作业，规避了由于人为因素导致的焊接缺陷，提高精度，降低企业生产成本，提高生产率。

本实用新型的技术方案是：一种阳极导杆自动修复生产设备，包括旋转工作台、切割机、翻转变位机、地轨、拆解装置、倒角装置、焊接机器人、焊接装置和铝导杆；所述于地轨上面滑动连接有翻转变位机；所述于地轨右侧端部上方横跨固定有拆解装置；所述地轨左侧端部固定有旋转工作台；所述旋转工作台前方固定有倒角装置；所述旋转工作台上方固定放置铝导杆；所述旋转工作台左侧固定有焊接装置；所述焊接机器人固定于倒角装置和焊接装置之间。

进一步地，所述旋转工作台包括凸轮分割器、万向球、转盘、升降滚筒和C形变位机；所述凸轮分割器上方旋转连接转盘；所述万向球轴向滚动分布于环形本体上面；所述转盘固定连接有工作台，所述工作台上方中间固定连接有升降滚筒；所述升降滚筒两侧对称分布有C形变位机。

进一步地，所述切割机包括盘锯片；所述盘锯片在设备内部与切割机旋转连接。

进一步地，所述翻转变位机包括机架、驱动电机I、定位夹具、止动挡块、手动模组、机架安装板、轴承座、减速电机A和旋转本体；所述地轨上面滑动连接机架安装板；所述机架安装板旁边固定连接机架；所述机架内部固定安装有驱动电机I；所述机架的底部通过旋转轴A连接有行走轮；所述驱动电机I输出轴与旋转轴A传动连接；所述机架上方前后侧对称分布轴承座；所述旋转本体旋转轴B与轴承座旋转连接；所述旋转本体上面固定连接手动模组；所述手动模组上面固定连接定位夹具；所述止动挡块穿过阳极钢爪与定位夹具螺栓连接；所述机架上方后侧固定连接减速电机A；所述减速电机A输出轴与旋转本体的旋转轴B传动连接。

进一步地，所述倒角装置包括大径气缸、铰接头、导轨安装板、重型导轨、倒角机机架、导轨、标准气缸、安装板、电机、锯片、旋转轴和传送带；所述导轨安装板上面固定连接重型导轨；所述重型导轨上面滑动连接倒角机机架；所述倒角机机架左侧面底部固定连接铰接头；所述铰接头与大径气缸的伸缩杆铰接；所述大径气缸固定在重型导轨左侧端部；所述倒角机机架上方倾斜面固定连接导轨；所述导轨上面滑动连接安装板；所述安装板上面固定连接电机；所述电机通过传送带与旋转轴皮带连接；所述旋转轴端部轴向固定连接锯片；所述防护罩内部装有导轨，标准气缸，安装板，电机，旋转轴和传送带。

进一步地，所述倒角装置还包括防护罩；所述倒角机机架上方倾斜面固定连接防护罩；所述防护罩内放置有导轨，标准气缸，安装板，电机，旋转轴和传送带。

进一步地，所述焊接装置包括焊接机架、液压泵、阀块、油缸、直线导轨、移动支撑架、第二安装板、新爆炸块、循环冷却块、气动卡盘、轴承、减速电机II和固定板；所述焊接机架内部底板上面右侧固定连接直线导轨；所述直线导轨上面滑动连接第二安装板；所述第二安装板上方左侧固定连接固定板；所述焊接机架内部底板上面左侧固定连接液压泵；所述液压泵通过阀块与油缸油路连接；所述油缸右侧固定连接固定板；所述第二安装板上方中间固定连接移动支撑架；所述移动支撑架左侧面板上固定连接减速电机II；所述减速电机II旋转轴穿过轴承固定连接气动卡盘；所述气动卡盘上夹持固定有循环冷却块；循环冷却块与新爆炸块贴紧。

进一步地，所述焊接机器人包括机械臂、焊丝输送机、离线激光光传感器焊枪；所述机械臂固定在地面；所述机械臂上固定安装有焊丝输送机和离线激光光传感器焊枪。

更进一步地，所述拆解装置包括伺服模组、铣削机头、手轮、铣刀和焊接龙门架；所述焊接龙门架中间侧面固定连接有伺服模组；所述伺服模组的滑块上固定连接有铣削机头；所述铣削机头左侧外表面旋转连接有手轮；所述铣削机头的旋转轴上固定连接有铣刀。

综上所述，本实用新型的有益效果是：

1.避免出现由于焊接工艺限制和人工操作导致的切割面不平整、焊接精度差，导杆与钢爪梁不垂直，出现虚焊，容易脱落或开裂、使用寿命短等缺点，提高焊接质量。

2.减少了导杆二次定位带来的切割和焊接误差。

3.采用自动化切割和焊接，同时减少了导杆转运时间，能极大提高生产效率；

4.采用自动化生产后，能减少作业人员数量，降低企业生产成本。

附图说明

图1是阳极导杆焊接修复生产线布局图；

图2是旋转工作台示意图；

图3是上线切割装置示意图；

图4是倒角装置的示意图；

图5是焊接装置示意图；

图6是图5的局部放大图；

图7是旧爆炸块拆解装置示意图。

附图中的标记为：1-旋转工作台，2-切割机，3-翻转变位机，4-地轨，5-拆解装置，6-倒角装置，7-焊接机器人，8-焊接装置，9-凸轮分割器，10-万向球，11-转盘，12-升降滚筒，13-C形变位机，14-铝导杆，15-机架，16-盘锯片，17-驱动电机I，18-定位夹具，19-止动挡块，20-手动模组，21-机架安装板，22-轴承座，23-减速电机A，24-地轨轨道，25-龙门架，26-伺服模组，27-铣削机头，28-手轮，29-大径气缸，30-铰接头，31-导轨安装板，32-重型导轨，33-倒角机机架，34-导轨，35-标准气缸，36-安装板，37-电机，38-锯片，39-旋转轴，40-传送带，41-防护罩，42-焊接机架，43-液压泵，44-阀块，45-油缸，46-直线导轨，47-移动支撑架，48-安装板，49-机械臂，50-新爆炸块，51-循环冷却块，52-气动卡盘，53-焊丝输送机，54-离线激光光传感器焊枪，55-轴承，56-减速电机II，57-铣刀，59-旋转本体，60-固定板，61-焊接龙门架。

具体实施方式

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。

实施例

参阅图1，本实用新型的一种阳极导杆自动修复生产设备，包括旋转工作台1、切割机2、翻转变位机3、地轨4、拆解装置5、倒角装置6、焊接机器人7、焊接装置8和铝导杆14，其特征在于：所述于地轨4上面滑动连接有翻转变位机3；所述于地轨4右侧端部上方横跨固定有拆解装置5；所述地轨4左侧端部固定有旋转工作台1；所述旋转工作台1前方固定有倒角装置6；所述旋转工作台1上方固定放置铝导杆14；所述旋转工作台1左侧固定有焊接装置8；所述焊接机器人7固定于倒角装置6和焊接装置8之间。地轨4能保证翻转变位机3的位置精度。通过旋转工作台1夹持铝导杆14依次在切割机2、倒角装置6及焊接装置8之间流转，能减少了导杆二次定位带来的误差和导杆转运时间。

参阅图2，所述旋转工作台1包括凸轮分割器9、万向球10、转盘11、升降滚筒12和C形变位机13；所述凸轮分割器9上方旋转连接转盘11；所述万向球10轴向滚动分布于环形本体上面；所述转盘11固定连接有工作台，所述工作台上方中间固定连接有升降滚筒12；所述升降滚筒12两侧对称分布有C形变位机13。凸轮分割器9精度高，能保证旋转工作台1的旋转位置精度，升降滚筒12能调节铝导杆14的上下位置，C形变位机13能夹紧铝导杆14，使其状态保持不变。

参阅图3，所述切割机2包括盘锯片16；所述盘锯片16在设备内部与切割机2旋转连接。盘锯片16初始位置在切割机2内部，能节约空间，防止工作时与其他零件发生干涉。

所述翻转变位机3包括机架15、驱动电机I17、定位夹具18、止动挡块19、手动模组20、机架安装板21、轴承座22、减速电机A23和旋转本体59；所述地轨4上面滑动连接机架安装板21；所述机架安装板21旁边固定连接机架15；所述机架15内部固定安装有驱动电机I17；所述机架15的底部通过旋转轴A连接有行走轮；所述驱动电机I17输出轴与旋转轴A传动连接；所述机架15上方前后侧对称分布轴承座22；所述旋转本体59旋转轴B与轴承座22旋转连接；所述旋转本体59上面固定连接手动模组20；所述手动模组20上面固定连接定位夹具18；所述止动挡块19穿过阳极钢爪与定位夹具18螺栓连接；所述机架15上方后侧固定连接减速电机A23；所述减速电机A23输出轴与旋转本体59的旋转轴B传动连接。驱动电机I17能使翻转变位机3在地轨4上来回移动；通过手动模组20调节定位夹具18的位置，使铝导杆14能精准放置；减速电机I23通过轴承座22使旋转本体59进行90°翻转。

参阅图4，所述倒角装置6包括大径气缸29、铰接头30、导轨安装板31、重型导轨32、倒角机机架33、导轨34、标准气缸35、安装板36、电机37、锯片38、旋转轴39和传送带40；所述导轨安装板31上面固定连接重型导轨32；所述重型导轨32上面滑动连接倒角机机架33；所述倒角机机架33左侧面底部固定连接铰接头30；所述铰接头30与大径气缸29的伸缩杆铰接；所述大径气缸29固定在重型导轨32左侧端部；所述倒角机机架33上方倾斜面固定连接导轨34；所述导轨34上面滑动连接安装板36；所述安装板36上面固定连接电机37；所述电机37通过传送带40与旋转轴39皮带连接；所述旋转轴39端部轴向固定连接锯片38；所述防护罩41内部装有导轨34，标准气缸35，安装板36，电机37，旋转轴39和传送带40。大径气缸29能使倒角机机架33移动到待剧位置；标准气缸35使锯片38作进给运动，对铝导杆14端部进行切割倒角。

所述倒角装置6还包括防护罩41；所述倒角机机架33上方倾斜面固定连接防护罩41；所述防护罩41内放置有导轨34、标准气缸35，安装板36、电机3、旋转轴39和传送带40，能有效保护工作人员安全。

参阅图5及图6，所述焊接装置8包括焊接机架42、液压泵43、阀块44、油缸45、直线导轨46、移动支撑架47、第二安装板48、新爆炸块50，循环冷却块51，气动卡盘52，轴承55，减速电机II56和固定板60；所述焊接机架42内部底板上面右侧固定连接直线导轨46；所述直线导轨46上面滑动连接第二安装板48；所述第二安装板48上方左侧固定连接固定板60；所述焊接机架42内部底板上面左侧固定连接液压泵43；所述液压泵43通过阀块44与油缸45油路连接；所述油缸45右侧固定连接固定板60；所述第二安装板48上方中间固定连接移动支撑架47；所述移动支撑架47左侧面板上固定连接减速电机II56；所述减速电机II56旋转轴穿过轴承55固定连接气动卡盘52；所述气动卡盘52上夹持固定有循环冷却块51；循环冷却块51与新爆炸块50贴紧。液压泵43通过阀块44调节油缸45油量来推动移动支撑架47上的新爆炸块50移动；气动卡盘52卡爪上的循环冷却块51能迅速冷却焊接过程产生的热量。

所述焊接机器人7包括机械臂49、焊丝输送机53、离线激光光传感器焊枪54；所述机械臂49固定在地面；所述机械臂49上固定安装有焊丝输送机53和离线激光光传感器焊枪54。离线激光光传感器焊枪54能用无接触式的工作方式对铝导杆14和新爆炸块50形成的焊缝进行探测，迅速获取焊缝位置和形状的准确信息，补偿由于组装偏差和焊接变形导致的偏移，保证焊接质量。

参阅图7，所述拆解装置5包括伺服模组26、铣削机头27、手轮28、铣刀57和焊接龙门架61；所述焊接龙门架61中间侧面固定连接有伺服模组26；所述伺服模组26的滑块上固定连接有铣削机头27；所述铣削机头27左侧外表面旋转连接有手轮28；所述铣削机头27的旋转轴上固定连接有铣刀57。伺服模组26能使铣刀57跟随铣削机头27作Y轴方向移动；手轮28能使铣刀57作Z轴方向进给运动。

本实用新型是这样工作的：

整体工作流程：人工将阳极导杆组通过行车将其吊入翻转变位机3上进行初次定位，定好后人员撤走到安全位置按下焊接线程序启动按钮，钮翻转变位机3将导杆14翻转在旋转工作台1的工装台上，通过驱动电机17和升降滚筒12调节前后距离让其对准切割机2的切割位置，盘锯向上切割将铝导杆14和旧爆炸块58分离，分离后翻转变位机3自动退回原点后的拆解装置5处进行旧爆炸块58的拆解，在此过程中旋转工作台1收到翻转变位机3经过原点的信号时开始旋转90°到达倒角装置6，倒角机通过上下两个气缸调节对其进行切割倒角，通过旋转工装台1上的C形变位机13让铝导杆14自转，实现对导杆的四条棱的自动倒角，倒角完成后旋转工作台1再次旋转90°到达焊接装置8处，通过焊接机器人7对上方的棱进行焊接，焊接好一条棱后在C形变位机13和减速电机II56调节下分别对其余三条棱进行焊接。焊接好后旋转工作台再次旋转90°到达下料装置人工进行下料。

各装置具体工作流程如下：

参阅图1，人工将阳极导杆组通过行车将其吊入翻转变位机3上进行初次定位，定好后人员撤走到安全位置按下焊接线程序启动按钮，翻转变位机3将导杆翻转在旋转工作台1的工装台上，通过驱动电机17和升降滚筒12调节前后距离让其对准切割机2的切割位置，盘锯片16向上切割将铝导杆14和旧爆炸块分离，分离后翻转变位机3自动退回原点后的拆解装置5处进行旧爆炸块的拆解，在此过程中旋转工作台1收到翻转变位机3经过原点的信号时开始旋转90°到达倒角装置6，倒角机通过上气缸大径气缸29和下气缸标准气缸35调节对其进行切割倒角，通过旋转工装台1上的C形变位机13让铝导杆14自转，实现对导杆的四条棱的自动倒角，倒角完成后旋转工作台1再次旋转90°到达焊接装置8处，通过焊接机器人7对上方的棱进行焊接，焊接好一条棱后在C形变位机13和减速电机II56调节下分别对其余三条棱进行焊接。焊接好后旋转工作台再次旋转90°到达下料装置人工进行下料。

参阅图2，铝导杆14通过翻转变位机3将导杆放入C形变位机13的槽口内，然后在C形变位机电机驱动下实现夹紧并能旋转，在转盘11的转动下带动工装台及铝导杆14一起流转于各装置之间。

参阅图3，初始位置时翻转变位机3处于原点，切割机2的盘锯片16处于设备内部。人工将阳极导杆组吊在翻转变位机3上后摇动模组手柄，定位夹具18向前移动并将导杆组钢爪头夹紧，然后将制动挡块19用螺栓锁住，人员撤离后按下启动按钮，翻转变位机3翻转，铝导杆14进入工装台上的C形变位机13内将其固定夹紧。盘锯片16高速旋转并向上运动将铝导杆14和钢爪头切割开，分离开后盘锯片16缩回停止转动，翻转变位机3自动退回到原点并将钢爪头旋转朝上，收到原点信号后旋转工作台旋转到下一装置。

参阅图4，当铝导杆14到达倒角装置6后，大径气缸29向前伸出到达指定位置1，电机37启动通过传送带40带动转动轴39旋转，通过标准气缸35伸出实现切割进给。切好一条棱后铝导杆14旋转90°，通过大径气缸29伸出到达指定位置2进行切割。重复上述动作，该装置只需要用到两个位置便能将导杆的四条棱加工完成。

参阅图5及图6，铝导杆14到位后油缸45伸出新爆炸快50和铝导杆14截面接触，机器人在离光传感器焊枪54指引下进行焊接，焊接过程产生的热量由循环冷却块51吸收达到迅速冷却目的。靠C变位机13和减速电机II56作用下实现上下左右四个方向的焊接，焊接完成过后气动卡盘52张开，油缸45缩回带动气动卡盘52退回，旋转工作台1旋转到下一装置进行下料。人工将一个新爆炸块50再次装入卡盘中等待下一个焊接。

参阅图7，当翻转变位机3带着待拆工件到达拆解装置5后，人工摇动铣削机头27上的手轮28进行铣刀57竖直方向的调节，使其铣刀57对上需要铣削的焊接点进行铣削，靠X、Y、Z三个方向实现整个旧爆炸块底下的平面加工。

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 (8)

1.一种阳极导杆自动修复生产设备，包括旋转工作台（1）、切割机（2）、翻转变位机（3）、地轨（4）、拆解装置（5）、倒角装置（6）、焊接机器人（7）、焊接装置（8）和铝导杆（14），其特征在于：所述地轨（4）上面滑动连接有翻转变位机（3）；所述地轨（4）右侧端部上方横跨固定有拆解装置（5）；所述地轨（4）左侧端部固定有旋转工作台（1）；所述旋转工作台（1）前方固定有倒角装置（6）；所述旋转工作台（1）左侧固定有焊接装置（8）；所述焊接机器人（7）固定于倒角装置（6）和焊接装置（8）之间。

2.根据权利要求1所述的阳极导杆自动修复生产设备，其特征在于：所述旋转工作台（1）包括凸轮分割器（9）、万向球（10）、转盘（11）、升降滚筒（12）和C形变位机（13）；所述凸轮分割器（9）上方旋转连接转盘（11）；所述万向球（10）轴向滚动分布于环形本体上面；所述转盘（11）固定连接有工作台，所述工作台上方中间固定连接有升降滚筒（12）；所述升降滚筒（12）两侧对称分布有C形变位机（13）。

3.根据权利要求1所述的阳极导杆自动修复生产设备，其特征在于：所述翻转变位机（3）包括机架（15）、驱动电机I（17）、定位夹具（18）、止动挡块（19）、手动模组（20）、机架安装板（21）、轴承座（22）、减速电机A（23）和旋转本体（59）；所述地轨（4）上面滑动连接机架安装板（21）；所述机架安装板（21）旁边固定连接机架（15）；所述机架（15）内部固定安装有驱动电机I（17）；所述机架（15）的底部通过旋转轴A连接有行走轮；所述驱动电机I（17）输出轴与旋转轴A传动连接；所述机架（15）上方前后侧对称分布轴承座（22）；所述旋转本体（59）旋转轴B与轴承座（22）旋转连接；所述旋转本体（59）上面固定连接手动模组（20）；所述手动模组（20）上面固定连接定位夹具（18）；所述止动挡块（19）穿过阳极钢爪与定位夹具（18）螺栓连接；所述机架（15）上方后侧固定连接减速电机A（23）；所述减速电机A（23）输出轴与旋转本体（59）的旋转轴B传动连接。

4.根据权利要求1所述的阳极导杆自动修复生产设备，其特征在于：所述倒角装置（6）包括大径气缸（29）、铰接头（30）、导轨安装板（31）、重型导轨（32）、倒角机机架（33）、导轨（34）、标准气缸（35）、安装板（36）、电机（37）、锯片（38）、旋转轴（39）和传送带（40）；所述导轨安装板（31）上面固定连接重型导轨（32）；所述重型导轨（32）上面滑动连接倒角机机架（33）；所述倒角机机架（33）左侧面底部固定连接铰接头（30）；所述铰接头（30）与大径气缸（29）的伸缩杆铰接；所述大径气缸（29）固定在重型导轨（32）左侧端部；所述倒角机机架（33）上方倾斜面固定连接导轨（34）；所述导轨（34）上面滑动连接安装板（36）；所述安装板（36）上面固定连接电机（37）；所述电机（37）通过传送带（40）与旋转轴（39）皮带连接；所述旋转轴（39）端部轴向固定连接锯片（38）。

5.根据权利要求4所述的阳极导杆自动修复生产设备，其特征在于：所述倒角装置（6）还包括防护罩（41）；所述倒角机机架（33）上方倾斜面固定连接防护罩（41）；所述防护罩（41）内放置有导轨（34），标准气缸（35），安装板（36），电机（37），旋转轴（39）和传送带（40）。

6.根据权利要求1所述的阳极导杆自动修复生产设备，其特征在于：所述焊接装置（8）包括焊接机架（42）、液压泵（43）、阀块（44）、油缸（45）、直线导轨（46）、移动支撑架（47）、第二安装板（48）、新爆炸块（50）、循环冷却块（51）、气动卡盘（52）、轴承（55）、减速电机II（56）和固定板（60）；所述焊接机架（42）内部底板上面右侧固定连接直线导轨（46）；所述直线导轨（46）上面滑动连接第二安装板（48）；所述第二安装板（48）上方左侧固定连接固定板（60）；所述焊接机架（42）内部底板上面左侧固定连接液压泵（43）；所述液压泵（43）通过阀块（44）与油缸（45）油路连接；所述油缸（45）右侧固定连接固定板（60）；所述第二安装板（48）上方中间固定连接移动支撑架（47）；所述移动支撑架（47）左侧面板上固定连接减速电机II（56）；所述减速电机II（56）旋转轴穿过轴承（55）固定连接气动卡盘（52）；所述气动卡盘（52）上夹持固定有循环冷却块（51）；循环冷却块（51）与新爆炸块（50）贴紧。

7.根据权利要求1所述的阳极导杆自动修复生产设备，其特征在于：所述焊接机器人（7）包括机械臂（49）、焊丝输送机（53）、离线激光光传感器焊枪（54）；所述机械臂（49）固定在地面；所述机械臂（49）上固定安装有焊丝输送机（53）和离线激光光传感器焊枪（54）。

8.根据权利要求1所述的阳极导杆自动修复生产设备，其特征在于：所述拆解装置（5）包括伺服模组（26）、铣削机头（27）、手轮（28）、铣刀（57）和焊接龙门架（61）；所述焊接龙门架（61）中间侧面固定连接有伺服模组（26）；所述伺服模组（26）的滑块上固定连接有铣削机头（27）；所述铣削机头（27）左侧外表面旋转连接有手轮（28）；所述铣削机头（27）的旋转轴上固定连接有铣刀（57）。