一种用于带瓷环的T型焊钉的自动送料机构的制作方法

本发明是涉及一种用于带瓷环的t型焊钉的自动送料机构，属于自动焊接技术领域。

背景技术：

t型焊钉，也称为圆柱头焊钉，已在建筑及桥梁施工建造中的钢结构、“钢-混凝土”结构中作为抗剪连接件(也称作剪力键)被大量采用，通常采用电弧螺柱焊方法植焊在钢梁、钢柱等结构上。另外，在电弧螺柱焊过程中，为了保护焊钉与母材放电融化后的金属熔液不外泄，需要在每个焊钉上套设瓷环，利用陶瓷耐高温的特性保护焊接熔液不外泄，以提高焊接质量和防止焊枪与母材焊接处打火造成枪头损坏。

目前带瓷环的t型焊钉主要是通过人工焊接操作，而一项工程(一幢高层建筑或一座桥梁)需要植焊数万甚至数十万只t型焊钉，据不完全统计，日本t型焊钉的年焊接量为6000万个，我国钢结构建筑t型焊钉的年需求量为数千万个；尤其是，随着建筑、桥梁、造船、汽车制造、轨道交通等行业的高速发展，致使t型焊钉的焊接数量在急速增加。采用人工焊接方式不仅存在焊接效率低、焊接质量不能保证的缺陷，且人工长期弯腰操作，也会严重影响焊接工人的身体健康，很容易致使焊接工人产生腰肌劳损和骨质增生等职业毛病。因此，本领域急需研发能实现带瓷环的t型焊钉的自动焊接技术，而要实现带瓷环的t型焊钉的自动焊接，核心是要解决如何为焊枪自动精准送料、且不能干扰焊枪进行焊接操作的自动送料机构。

技术实现要素：

针对现有技术存在的上述问题和需求，本发明的目的是提供一种能为焊枪精准送料、且不干扰焊枪进行焊接操作、并能与焊枪进行同步移动的用于带瓷环的t型焊钉的自动送料机构，以满足焊枪进行高精度和高效率自动取料的要求。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于带瓷环的t型焊钉的自动送料机构，包括横向支架、纵向支架、料夹、放料组件和接送料组件，所述横向支架的一端垂直固定在纵向支架的后侧面上，所述料夹的上部与横向支架相连接，所述料夹的下部与纵向支架相连接；所述放料组件包括挡料杆，所述挡料杆穿设在料夹的出料端并能实现伸缩运动；所述接送料组件包括接送夹和接送电机，所述接送夹的一端设有开口朝向料夹的u型接料槽，所述接送夹的另一端套接在接送电机的输出轴上，所述接送电机固定在纵向支架的底部。

一种实施方案，所述放料组件还包括矩形固定板、矩形活动板、直角三角形推板和滚轮，所述矩形固定板固定在纵向支架的后侧下方且靠近料夹，所述矩形活动板滑动连接在矩形固定板的内侧面上；在矩形活动板的中部横向设有一通孔，所述挡料杆固设在所述通孔的头部，在料夹的出料端设有用于挡料杆穿出的凹槽，在所述通孔的尾部穿设有一弹簧，所述弹簧的前端自由地位于通孔内，所述弹簧的尾端通过弹簧固定板与矩形固定板的内侧面固定连接；所述直角三角形推板的一直角边与所述矩形活动板的底部固定连接，所述直角三角形推板的斜面朝向料夹；所述滚轮固定在接送夹的下部。

一种实施方案，所述矩形活动板与一滑块固定连接，在所述矩形固定板的内侧面上设有一滑轨，所述滑块上设有与所述滑轨相适配的滑槽。

进一步实施方案，在矩形活动板与滑块的顶部设有l形限位挡板，在矩形固定板的内侧面上设有与l形限位挡板相配合的限位柱。

进一步实施方案，在弹簧固定板上固设有导向柱，弹簧的尾端套设在导向柱上。

一种优选方案，在接送夹的u型接料槽的开口两端均固设有一挡块，所述挡块突出于u型接料槽的顶面。

进一步优选方案，在所述挡块的上端面设有斜面a，在料夹出料端的底面设有与所述斜面a相适配的斜面b。

一种优选方案，在接送电机的周侧分别设有接料位传感器、焊枪取料位传感器和退位传感器。

一种实施方案，所述料夹是由两个滑轨通过至少2个u型连接件连接而成，位于料夹上部的一个u型连接件与横向支架固定连接，位于料夹出料口附近的u型连接件与振动电机的输出端相连接，所述振动电机固定在纵向支架的后侧部。

一种优选方案，所述料夹与水平面之间形成5～60度安装倾角。

进一步优选方案，所述料夹与水平面之间形成5～30度安装倾角。

一种优选方案，所述振动电机为偏心振动电机。

一种实施方案，所述自动送料机构还包括立柱，所述横向支架套设在立柱上、且能在立柱上做升降运动和绕立柱做360度旋转。

一种实施方案，所述立柱的纵向设有直线齿条，且在所述立柱上套设有能在其上做上下滑动但不能绕其转动的滑套，所述横向支架可转动套设在所述滑套上，在所述滑套的下部开设有用于升降齿轮与直线齿条相啮合连接的开口，所述升降齿轮固定在升降电机的输出轴上，所述升降电机固定连接在滑套的侧部；并且，在所述滑套的外部套接有从动齿轮，与所述从动齿轮相啮合连接的主动齿轮固设在旋转电机的输出轴上，所述旋转电机固设在横向支架上。

一种实施方案，焊枪固定在纵向支架的前侧面上，料夹设置在纵向支架的左侧或右侧。

相较于现有技术，本发明具有如下有益技术效果：

通过本发明所述的自动送料机构，不仅可实现为焊枪自动精准供送带瓷环的t型焊钉，而且不影响焊枪进行焊接操作，并能与焊枪进行同步移动；尤其是，当所述自动送料机构同时包括立柱，所述横向支架能在立柱上做升降运动和绕立柱做360度旋转时，可使所述自动送料机构能实现作业高度和角度的自由调节，进一步保证为焊枪送料的精准度和满足焊枪各种作业范围的要求，使用便捷性和通用性更强；因此，本发明相对于现有技术具有显著进步，对实现带瓷环的t型焊钉的自动焊接具有重要价值。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种用于带瓷环的t型焊钉的自动送料机构的立体结构示意图；

图2是图1所示的自动送料机构的左视结构示意图；

图3和图4是显示实施例中所述的放料组件的结构及其与料夹和接送夹之间的装配关系的结构示意图；

图5是显示实施例中所述的自动送料机构在初始状态时的结构示意图；

图6是显示实施例中所述的自动送料机构在接料状态时的结构示意图；

图7是显示实施例中所述的自动送料机构在送料状态时的结构示意图；

图8是显示实施例中所述的自动送料机构在焊枪取料后下行状态时的结构示意图。

图中标号示意如下：1、横向支架；2、纵向支架；3、料夹；31、滑轨；311、斜面b；32、u型连接件；321、位于料夹上部的u型连接件；322、位于料夹出料口附近的u型连接件；33、固定块；34、振动电机；35、凹槽；4、放料组件；40、挡料杆；41、矩形固定板；411、滑轨；42、矩形活动板；421、通孔；43、直角三角形推板；431、直角边；432、斜面；44、滚轮；45、滑块；451、滑槽；46、弹簧；47、弹簧固定板；471、导向柱；48、l形限位挡板；49、限位柱；5、接送料组件；51、接送夹；511、u型接料槽；512、挡块；5121、斜面a；52、接送电机；53、接料位传感器；54、焊枪取料位传感器；55、退位传感器；6、立柱；61、直线齿条；62、滑套；621、开口；622、滑套的侧部；63、升降齿轮；64、升降电机；65、从动齿轮；66、主动齿轮；67、旋转电机；7、焊枪；8、瓷环；9、t型焊钉。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步详细描述。

实施例

请结合图1至图4所示：本实施例提供的一种用于带瓷环的t型焊钉的自动送料机构，包括横向支架1、纵向支架2、料夹3、放料组件4和接送料组件5，所述放料组件4包括挡料杆40、矩形固定板41、矩形活动板42、直角三角形推板43和滚轮44，所述接送料组件5包括接送夹51和接送电机52；所述横向支架1的一端垂直固定在纵向支架2的后侧面上，所述料夹3的上部与横向支架1相连接，所述料夹3的下部与纵向支架2相连接；所述矩形固定板41固定在纵向支架2的后侧下方且靠近料夹3，所述矩形活动板42滑动连接在矩形固定板41的内侧面上(本实施例中，是使所述矩形活动板42与一滑块45固定连接，在所述矩形固定板41的内侧面上设置一滑轨411，在所述滑块45上设置与所述滑轨411相适配的滑槽451，通过滑块45在滑轨411上的滑动实现矩形活动板42的滑动)；在矩形活动板42的中部横向设有一通孔421，所述挡料杆40固设在所述通孔421的头部，在料夹的出料端设有用于挡料杆40穿出的凹槽35，在所述通孔421的尾部穿设有一弹簧46，所述弹簧46的前端自由地位于通孔421内，所述弹簧46的尾端通过弹簧固定板47与矩形固定板41的内侧面固定连接；所述直角三角形推板的一直角边431与所述矩形活动板42的底部固定连接，所述直角三角形推板的斜面432朝向料夹3；所述滚轮44固定在接送夹51的下部，所述接送夹51的一端设有开口朝向料夹的u型接料槽511，所述接送夹51的另一端套接在接送电机52的输出轴上，所述接送电机52固定在纵向支架2的底部。在接送夹51的u型接料槽511的开口两端均固设有一挡块512，所述挡块512突出于u型接料槽511的顶面，以形成对位于u型接料槽511顶面上的瓷环的阻挡作用，从而避免位于u型接料槽511中的带瓷环的t型焊钉的掉落(可参见图6和图7所示)。

本实施例中，所述料夹3是由两个滑轨31通过至少2个u型连接件32连接而成，位于料夹上部的一个u型连接件321通过固定块33与横向支架1固定连接，位于料夹出料口附近的u型连接件322与振动电机34的输出端相连接，所述振动电机34固定在纵向支架2的后侧部。所述料夹3与水平面之间形成5～60度安装倾角(以5～30度较佳)，这样一方面可使位于料夹3上的带瓷环的t型焊钉具有下滑的动力，另一方面可避免瓷环间的相互撞击损坏。所述振动电机34为偏心振动电机，利用偏心振动作用，可保证料夹3在较小安装倾角下仍能实现顺利出料。

另外，在本实施例中，所述自动送料机构还包括立柱6，所述横向支架1套设在立柱6上、且能在立柱6上做升降运动和绕立柱6做360度旋转(本实施例的具体实施方案为：在立柱6的纵向设有直线齿条61，且在立柱6上套设有能在其上做上下滑动但不能绕其转动的滑套62，所述横向支架1可转动套设在所述滑套62上，在所述滑套62的下部开设有用于升降齿轮63与直线齿条61相啮合连接的开口621，所述升降齿轮63固定在升降电机64的输出轴上，所述升降电机64固定连接在滑套的侧部622；并且，在所述滑套62的外部套接有从动齿轮65，与所述从动齿轮65相啮合连接的主动齿轮66固设在旋转电机67的输出轴上，所述旋转电机67固设在横向支架1上。

由于升降电机64与滑套62固定连接，因而通过升降电机64的正转或反转，可驱动升降齿轮63在直线齿条61上做上升或下降运动，从而带动滑套62在立柱6上做上升或下降运动，又由于在滑套62上套接的从动齿轮65与主动齿轮66是相啮合连接的，而主动齿轮66是固定在旋转电机67的输出轴上，且旋转电机67是固设在横向支架1上，因此，通过滑套62的升降可实现横向支架1在立柱6上做上下升降运动；另外，当旋转电机67驱动主动齿轮66转动时，由于横向支架1与滑套62是可转动连接、而滑套62不能围绕立柱6进行转动，因而从动齿轮65与滑套62均不发生转动，致使横向支架1在主动齿轮66的转动作用下绕滑套62发生360度旋转，而滑套62是套设在立柱6上，因而横向支架1能绕立柱6做360度旋转；又由于横向支架1与纵向支架2是固定连接的，料夹3分别与横向支架1和纵向支架2相连接，且放料组件4和接送料组件5均固定在纵向支架2上，因此通过实现横向支架1的升降运动和360度旋转，即可实现纵向支架2、料夹3、放料组件4和接送料组件5的整体升降和旋转，从而有利于所述自动送料机构能根据焊接位置的要求实现作业高度和角度的自由调节，保证为焊枪精准送料和满足焊枪各种作业范围的要求。

作为优选方案：

在矩形活动板42与滑块45的顶部设有l形限位挡板48，在矩形固定板41的内侧面上设有与l形限位挡板48相配合的限位柱49，通过l形限位挡板48与限位柱49的配合阻挡作用，可保证矩形活动板42的准确复位。另外，在弹簧固定板47上固设有导向柱471，弹簧46的尾端套设在导向柱471上，以避免弹簧46被压缩变形后不能直线复位。

在所述挡块512的上端面设有斜面a5121，在料夹出料端的底面设有与所述斜面a5121相适配的斜面b311，通过斜面a5121与斜面b311的相贴合，可确保位于料夹出料口的带瓷环的t型焊钉能准确落入接送夹51的u型接料槽511中。

在接送电机52的周侧分别设有接料位传感器53、焊枪取料位传感器54和退位传感器55，以对接送夹51的转动位置进行限位和监测。

焊枪7固定在纵向支架2的前侧面上，料夹3设置在纵向支架2的左侧或右侧(本实施例是以料夹3设置在纵向支架2的左侧为例)，这样既可方便焊枪7的取料操作，又可节约空间，还可实现料夹3与焊枪7的同步移动。当然，接送夹51的安装方向与料夹3的安装方向相适配，例如：若料夹3设置在纵向支架2的左侧，则接送夹51的安装方向需使u型接料槽511的开口朝向左侧。所述的焊枪7可采用中国发明专利zl201610195248.7中公开的一种实现t型焊钉电弧螺柱焊的自动焊枪，在此不做特殊限定。

采用本发明所述的自动送料机构，实现向焊枪供送带瓷环的t型焊钉的自动送料过程如下：

1)请参阅图5所示，本发明所述的自动送料机构在初始状态时，接送夹51是位于焊枪7的正下方，弹簧46处于伸展的初始状态，矩形活动板42被弹簧46推到料夹3旁、并在l形限位挡板48与限位柱49的配合阻挡下得到限位，以致此时的挡料杆40穿出凹槽35阻挡在料夹3的出料口中，料夹3处于待放料状态；

2)当接送电机52驱动接送夹51向料夹3方向转动时，随着接送夹51向料夹的出料端靠近，位于接送夹51下部的滚轮44与直角三角形推板的斜面432发生滚动接触，由于滚轮44在斜面432上的滚动是由低往高方向，因而随着滚轮44向斜面432的高端滚动，滚轮44会对斜面432产生向外的推力作用，因为直角三角形推板43是与矩形活动板42固定连接，因此斜面432受到滚轮44的向外推力后会带动矩形活动板42向外运动，又由于挡料杆40固设在矩形活动板42上，因而随着矩形活动板42的向外运动，挡料杆40也向外运动；当接送夹51转动到u型接料槽511的开口正好与料夹3的出料口相对接时(可通过接送电机52对接料位传感器53的感应进行限位)，滚轮44已滚动到斜面432的最高端，矩形活动板42受到最大的向外推力作用，以致l形限位挡板48与限位柱49相分离，弹簧46被压缩，挡料杆40的头部退回到凹槽35内；又由于料夹3的安装具有一定倾角且具有振动电机34的振动作用，因此位于料夹3上的带瓷环8的t型焊钉9会随着挡料杆40的头部缩回顺利落入到u型接料槽511中(请结合图5和图6所示)；

3)当接送电机52驱使已接料的接送夹51向焊枪取料位置转动时，滚轮44将由斜面432的最高端往低端滚动直到与斜面432相脱离，因而滚轮44对斜面432产生的向外推力逐渐减小直到消失，从而使矩形活动板42在弹簧46的回弹力作用下被推向料夹3旁、直至在l形限位挡板48与限位柱49的配合阻挡下得到限位，以致此时的挡料杆40又穿出凹槽35阻挡在料夹3的出料口中(因为t型焊钉9的头部直径比柱身直径大，因而t型焊钉9的柱身之间具有挡料杆40穿过的间隙)，使料夹3再次处于待放料状态；当接送夹51转动到焊枪7的正下方时，接送电机52可通过对焊枪取料位传感器54的感应停止转动，等待焊枪7进行取料；另外，由于本实施例在接送夹51的u型接料槽511的开口两端均固设有一挡块512，且所述挡块512突出于u型接料槽511的顶面，因而位于u型接料槽511顶面上的瓷环8能受到挡块512的阻挡作用，从而保证了已接料的接送夹51在向焊枪取料位置转动时，位于u型接料槽511上的瓷环8和套设在瓷环8中的t型焊钉9均不会滑落(请结合图6和图7所示)；

4)待焊枪7取料完毕，接送夹51会在接送电机52的驱动下向焊枪7的另一侧退位以不影响焊枪7下行进行焊接操作，当退位到位时，接送电机52会在退位传感器55的感应下停止转动(请参阅图8所示)；

5)当焊枪7完成焊接操作上行到待取料位置时，接送夹51在接送电机52的驱动下返回到焊枪7的正下方，以执行下一个循环。

另外，本发明所述的自动送料机构在自动焊接前，需要先通过升降电机64和旋转电机67，将焊枪7和料夹3均调节到需要焊接的位置和合适的高度；料夹3中的带瓷环8的t型焊钉9可通过人工放入或采用发明专利zl201620260551.6中所述的实现t型焊钉自动供料的装置放入。

最后有必要在此指出的是：以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。