一种全自动不锈钢圈焊接机的制作方法

本发明涉及钢圈制造机械领域，尤其是涉及一种全自动不锈钢圈焊接机。

背景技术：

现今社会上已出现一些全自动不锈钢圈焊接机，但这些全自动不锈钢圈焊接机主要用焊接钢带宽度为15mm以上的钢带，更窄的钢带就无法焊接了。

中国专利号为201510416245.7的发明专利公开了一种全自动不锈钢圈焊接机，包括机体，在机体一侧固定有钢带传送处理装置，钢带传送处理装置包括料盘、钢带一次驱动、钢带二次驱动、钢带引导装置和切料装置，上述料盘固定在机体外侧，用于将料盘上的钢带通过钢带一次驱动、钢带二次驱动和钢带引导装置输送到切料装置上，机体上还设有与切料装置配合使用的绕圈装置，绕圈装置上设有前夹紧，前夹紧的驱动气缸设置在绕圈装置内，并采用回位弹簧实现复位，绕圈装置还包括固定在机体上的后夹紧，后夹紧通过后夹紧气缸实现夹手的松夹，通过前后移动气缸、左右移动气缸来实现后夹紧的位置调整，并在夹紧钢带绕圈后由压料块进行压平，后夹紧四周还设有缓冲油缸；机体另一侧设有激光焊接装置和焊接夹手装置，焊接夹手装置由焊接移动座和焊接滑轨组成，通过焊接夹紧气缸实现夹手的松紧，焊接好后的钢圈通过推料气缸推送到出料杆上送出，并且绕圈装置和焊接夹手装置呈水平设置，激光焊接装置与焊接夹手装置呈垂直设置。前夹紧、后夹紧和焊接夹手其下夹口设有耐热胶条，耐热胶条可增加夹紧摩擦力，防止钢带夹紧时打滑。这种结构的全自动不锈钢圈焊接机虽然可实现钢带绕圈并自动焊接成钢圈，但这种结构的全自动不锈钢圈焊接机仍存在以下问题：

1、由于钢带传送处理装置、绕圈装置设置在机体的一侧，激光焊接装置和焊接夹手装置设置在机体的另一侧，即钢带传送处理装置和绕圈装置与激光焊接装置和焊接夹手装置相对设置，由此可见钢带绕圈好传送给焊接夹手装置，然后通过激光焊接装置焊接，焊接好后的钢圈通过推料气缸推送到出料杆上送出，整个过程是往复式的，这样造成单个钢圈焊接行程长、焊接周期长，生产效率较低；

2、由于窄钢带本身很窄、很柔软，采用现有的前夹紧和后夹紧绕圈后用压力块直接压紧很容易褶皱、打结、且钢带端部接口处容易出现缺口，而激光焊接是钢带首尾对接、无缝焊接，由此可见容易造成产品报废率高，无法实现窄钢带的焊接；

3、由于前夹紧、后夹紧和焊接夹手其下夹口设有耐热胶条，耐热胶条可增加夹紧摩擦力，防止钢带夹紧时打滑，防止钢带在传送过程中打滑错位，保障钢带端部齐缝对接，但是一旦耐热胶条脱落，将引起钢带端部打滑错位，造成钢带端部连接处存在缺口，而激光焊接为钢带首尾对接、无缝焊接，且耐热胶条脱落不容易发现，这将导致钢圈焊接大批量报废，给工厂造成极大的损失，而且生产成本高。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种可缩短单个钢圈焊接行程、焊接周期，提高生产效率且占地面积小的全自动不锈钢圈焊接机。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种全自动不锈钢圈焊接机，包括钢带传送处理装置，所述的钢带传送处理装置的一侧设置有圆环成型装置，所述的圆环成型装置的上方设置有端面压紧对接装置，所述的端面压紧对接装置的上方设置有焊接装置。

该焊接机包括机架，所述的机架上竖向设置有安装板，所述的圆环成型装置包括后夹紧机构、旋转式前夹紧机构、前后推移机构和固定在所述的安装板的内侧面上的主轴，所述的后夹紧机构包括用于夹紧钢带尾部的后夹紧气缸和套筒，所述的后夹紧气缸与所述的钢带传送处理装置的出料口相对接，所述的后夹紧气缸通过后夹紧固定座固定在所述的套筒上，所述的套筒同轴套接在所述的主轴上，所述的后夹紧固定座的后端与所述的前后推移机构相连接，所述的旋转式前夹紧机构设置所述的主轴上。

圆环成型过程中，钢带传送处理装置将钢带依次送入后夹紧机构、旋转式前夹紧机构，钢带的头部伸出旋转式前夹紧机构2-3mm，旋转式前夹紧机构夹紧钢带的头部并旋转指定角度，同时，钢带传送处理装置将指定长度的钢带送完，后夹紧气缸夹紧钢带的尾部，钢带传送处理装置切断钢带并预留2-3mm的余量，此时，前后推移机构将旋转式前夹紧机构和后夹紧机构推送至焊接工位，旋转式前夹紧机构继续旋转直至钢带的头部和尾部对齐，相较于传统的圆环成型装置具有结构简单、紧凑、夹紧效果好的优点，简化绕圈工序，提高工作效率，降低装置的故障率和生产成本。

所述的旋转式前夹紧机构包括旋转驱动机构、用于夹紧钢带头部的前夹紧气缸和套环，所述的套环同轴设置在所述的主轴上，所述的前夹紧气缸通过前夹紧固定座固定在所述的套环上，所述的前夹紧固定座向后延伸与所述的后夹紧固定座位于同一圆周面上，所述的旋转驱动机构由伺服电机和减速机组成，所述的伺服电机的输出轴与所述的减速机轴接，所述的减速机的输出轴上设置有转接块，所述的转接块的一侧设置有与所述的前夹紧固定座相连接的旋转驱动轴。通过伺服电机和减速机组合驱动前夹紧气缸绕主轴旋转，实现钢带圆环成型，控制精度高，钢带的头部伸出前夹紧气缸2-3mm，便于后续的端面夹紧对接装置夹紧；前夹紧固定座向后延伸与后夹紧固定座位于同一圆周面上，保证前夹紧气缸与后夹紧气缸位于同一圆周面上，有利于保证钢带的头部和尾部对齐。

所述的前后推移机构包括前后推移气缸、前后进气缸安装座、电机安装基板和由第一导轨和第一滑块组成的前后进滑动组件，所述的前后推移气缸通过所述的前后进气缸安装座固定在所述的安装板的外侧，所述的减速机通过所述的电机安装基板滑动设置在所述的前后进气缸安装座上，所述的电机安装基板呈“L”型，所述的电机安装基板与所述的前后进气缸安装座之间设置有所述的前后进滑动组件，所述的电机安装基板的后端与所述的前后推移气缸的推杆固定连接，所述的电机安装基板与所述的后夹紧固定座之间固定设置有前后进拉杆。

由于伺服电机与减速机固定连接，减速机固定在电机安装基板上，电机安装基板通过前后进滑动组件滑动设置在前后进气缸安装座上，电机安装基板与后夹紧固定座之间固定设置有前后进拉杆，又由于减速机与前夹紧固定座之间设置有旋转驱动轴，这样可以保证前夹紧气缸和后夹紧气缸同步前移或后退，保证钢带的头部与尾部对齐，具有结构紧凑、稳定性能好的优点。

所述的机架上还设置有错位纠正装置，所述的错位纠正装置包括旋转气缸、检测臂和感应器，所述的检测臂的一端与所述的旋转气缸的活塞杆相轴接，所述的检测臂的另一端的端部设置有槽口，所述的感应器设置在所述的槽口上，所述的槽口的宽度为钢带的宽度。用于检测前夹紧气缸上是否有焊接钢带，并检测钢带是否错位，从而保证带焊接钢带的头部和尾部对齐，确保焊接的平整。

所述的端面压紧对接装置包括下压机构、压紧机构和固定在所述的主轴前端的钢带压紧座，所述的下压机构包括下压气缸和下压杆，所述的压紧机构包括两组压紧组件和压紧安装座，所述的下压气缸固定在所述的机架的顶端，所述的下压气缸的推杆与所述的下压杆的顶端固定连接，所述的压紧安装座由水平设置的压爪安装基板和竖向设置的连接部组成，所述的下压杆通过浮动接头与所述的连接部固定连接，两组所述的压紧组件分别相对设置在所述的压爪安装基板的下底面上，所述的压爪组件位于所述的钢带压紧座的上方。

钢带头部和尾部端面压紧过程如下：首先，下压气缸驱动下压杆带动压紧机构下移至压紧组件与钢带压紧座之间的间距为A+钢带的厚度，其中A的取值范围为0.01mm～0.1mm，由此可见这样有利于进料，避免间隙过大造成钢带的头部和尾部重叠，间隙过小造成钢带的头部和尾部对接处变形甚至存在缺口，保证钢带头部和尾部的平整度且对齐、无缝对接，为激光焊接提供保障；也有利于焊接好的钢圈卸料；

然后，两组压紧组件分别为左压紧组件和右压紧组件，右压紧组件压紧钢带的尾部，待前压紧气缸运动到位后，左压紧组件压紧钢带的头部，从而实现钢带的头部和尾部对齐、无缝对接，由此可见起到进一步压紧钢带的头部和尾部的作用，避免钢带打滑，保证钢带的头部和尾部对齐、无缝对接，从而实现窄钢带焊接成钢圈。

所述的压紧组件包括压紧气缸、压爪固定座和压紧夹爪，所述的压爪固定座固定在所述的压爪安装基板的下底面上，所述的压紧夹爪包括一体连接的竖板、横板和压臂，所述的竖板设置在所述的压爪固定座的内侧面上，所述的竖板的外侧设置有与所述的压爪固定座的上端一体连接的限位板，所述的限位板与所述的竖板之间设置有弹性复位件，所述的压爪固定座的两侧分别设置有向下延伸的侧板，所述的横板设置在所述的压爪固定座的底部，所述的横板通过转轴轴接在所述的侧板上，所述的压紧气缸横向固定在所述的压爪固定座的外侧面上，所述的压爪固定座上设置有通孔，所述的压紧气缸的推杆穿过所述的通孔作用于所述的竖板上，所述的竖板和所述的横板垂直相交端与所述的压臂的上端相连接，所述的压臂的下端向下倾斜设置且位于所述的钢带压紧座的上方，所述的压臂与所述的钢带压紧座接触端设置有压紧平面。

通过压紧气缸驱动竖板移动从而带动压臂下压将对应钢带的头部、尾部压紧在钢带夹紧座，保证钢带的头部和尾部平整的压紧并齐缝对接，由于钢带压紧后不需要传递，直接焊接，因此可省去耐热胶条，降低生产成本，简化生产工艺，可应用与6mm以上的钢带焊接；压紧平面的设置能够保证钢带表面的平整度，增大与钢带的接触面积，更好的压紧钢带，避免在压紧的过程中对钢带产生损坏。

所述的连接部设置在所述的压爪安装基板的一侧，所述的压爪安装基板的中部设置有供激光穿过的激光孔，所述的压臂位于所述的激光孔下方，所述的钢带压紧座上、每个所述的压臂上均设置有供氮气管穿过的氮气孔。激光焊接机发射的激光直接穿过激光孔对钢带的头部和尾部进行焊接，结构紧凑；钢带压紧座上、每个压臂上设置有供氮气管穿过的氮气孔，使钢带焊接时受到氮气保护，防止钢带焊接后被氧化，变灰白色。

所述的焊接装置包括激光焊接机、焊接机连接座和伺服模组，所述的伺服模组固定在所述的机架顶端，所述的焊接机连接座的一端固定在所述的伺服模组的滑动块上，所述的焊接机连接座的另一端与所述的激光焊接机固定连接，所述的激光焊接机与所述的压紧安装座相互垂直，所述的激光焊接机发射的激光可穿过所述的激光孔。通过伺服模组驱动平稳性能好，运行精准。

所述的钢带传送处理装置与所述的圆环成型装置之间还设置有卸料装置，所述的卸料装置包括卸料气缸、卸料臂和卸料推板，所述的卸料臂与所述的主轴的前端部相轴接，所述的卸料气缸固定在所述的安装板的外侧面上，所述的卸料推板固定在所述的卸料气缸的推杆上，且所述的卸料推板位于所述的套筒的上方，所述的卸料气缸驱动所述的卸料推板将焊接好的钢圈推入所述的卸料臂。

与现有技术相比，本发明的优点在于公开了一种全自动不锈钢圈焊接机，由于本发明包括钢带传送处理装置，钢带传送处理装置的一侧设置有圆环成型装置，圆环成型装置的上方设置有端面压紧对接装置，端面压紧对接装置的上方设置有焊接装置，由此可见该焊接机上的钢带传送处理装置、圆环成型装置、端面压紧对接装置和焊接装置都设置在同一侧，这样可以保证钢带从送入到成品钢圈输出都是单相进入、单相输出，在同一流水线上，相较于传统的往复式结构的焊接机，具有单个钢圈焊接成型行程短、焊接周期短，大大提高了本发明工作效率；本发明具有占地面积小的优点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图一；

图2为本发明的结构示意图二；

图3为本发明的圆环成型装置、端面压紧对接装置和焊接装置的剖视图；

图4为本发明的切料机构、后导向组件和卸料机构的装配图；

图5为本发明的圆环成型装置的结构示意图；

图6为本发明的端面压紧对接装置的结构示意图；

图7为本发明的后夹紧固定座的结构示意图；

图8为本发明的前夹紧固定座的结构示意图；

图9为本发明的压紧组件的结构示意图；

图10为本发明的压紧夹爪的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例一：如图1和图2所示，一种全自动不锈钢圈焊接机，包括机架1，机架1上竖向设置有安装板2，安装板1上设置有钢带传送处理装置和圆环成型装置，圆环成型装置位于钢带传送处理装置的一侧，圆环成型装置的上方设置有端面压紧对接装置，端面压紧对接装置的上方设置有焊接装置。

在此具体实施例中，如图4所示，钢带传送机构包括料盘11、钢带一次驱动12、钢带二次驱动13、钢带引导机构和切料机构14，料盘11固定在安装板2的下方，钢带一次驱动12与钢带二次驱动13之间设置有存料机构15,存料机构15包括存料气缸151、存料导轨152和存料滑块153，存料滑块153上设置有滚轮154，存料滑块153滑动设置在存料导轨152上，存料气缸151的推杆与存料滑块153相连接；

钢带引导机构由固定在钢带二次驱动13两侧的钢带前导向组件16和后导向组件17组成，后导向组件17由后导向座171和固定在后导向座171上且可自由移动的两后导向块172组成；

切料机构14包括上切刀141、切刀142、上切刀固定座143和切料气缸144，上切刀固定座143包括一体设置的切刀安装块1431和切刀安装臂1432，切刀安装块1431与切料气缸144相连接，切刀安装块1431通过切料滑动组件固定在安装板2的外侧，切料滑动组件包括切料导轨145和切料滑块146，切刀安装臂1432的前端伸入安装板2的内侧且位于后导向座171的上方，上切刀141竖直固定在切刀安装臂1432的前端，后导向座171的前端设置有与上切刀141相对应的切刀导向槽1711，切刀142固定在后导向座171的下方且与上切刀141相对设置。

在此具体实施例中，如图3、图5、图7和图8所示，圆环成型装置包括后夹紧机构21、旋转式前夹紧机构、前后推移机构22和固定在安装板2的内侧面上的主轴23，后夹紧机构21包括用于夹紧钢带尾部的后夹紧气缸211和套筒212，后夹紧气缸211与切料机构14的出料口相对接，后夹紧气缸211通过后夹紧固定座213固定在套筒212上，后夹紧固定座213上设置有第一安装槽2131，第一安装槽2131内设置有由第一上夹紧板214和第一下夹紧板215组成的后夹紧组件，第一上夹紧板214固定在后夹紧气缸211的活塞杆上，第一下夹紧板215固定在第一安装槽2131内，第一上夹紧板214和第一下夹紧板215之间形成有用于夹紧钢带的间隙，套筒212同轴套接在主轴23上，后夹紧固定座213的后端与前后推移机构22相连接，旋转式前夹紧机构设置主轴23上。

在此具体实施例中，旋转式前夹紧机构包括旋转驱动机构24、用于夹紧钢带头部的前夹紧气缸25和套环26，套环26同轴设置在主轴23上，前夹紧气缸25通过前夹紧固定座27固定在套环26上，前夹紧固定座27向后延伸与后夹紧固定座213位于同一圆周面上，前夹紧固定座27上设置有第二安装槽271，第二安装槽271内设置有由第二上夹紧板28和第二下夹紧板29组成的前夹紧组件，第二上夹紧板28固定在前夹紧气缸25的活塞杆上，第二下夹紧板29固定在第二安装槽271内，第二上夹紧板28和第二下夹紧板29之间形成有用于夹紧钢带的间隙，旋转驱动机构24由第一伺服电机241和减速机242组成，第一伺服电机241的输出轴与减速机242轴接，减速机242的输出轴上设置有转接块2421，转接块2421的一侧设置有与前夹紧固定座27相连接的旋转驱动轴2422。

在此具体实施例中，前后推移机构22包括前后推移气缸221、前后进气缸安装座222、电机安装基板223和由第一导轨224和第一滑块225组成的前后进滑动组件，前后推移气缸221通过前后进气缸安装座222固定在安装板2的外侧，减速机242通过电机安装基板223滑动设置在前后进气缸安装座222上，电机安装基板223呈“L”型，电机安装基板223与前后进气缸安装座222之间设置有前后进滑动组件，电机安装基板223的后端与前后推移气缸221的推杆固定连接，电机安装基板223与后夹紧固定座213之间固定设置有前后进拉杆226。

在此具体实施例中，机架1上还设置有错位纠正装置31，错位纠正装置31包括旋转气缸（图中未显示）、检测臂311和感应器（图中未显示），检测臂311的一端与旋转气缸的活塞杆（图中未显示）相轴接，检测臂311的另一端的端部设置有槽口（图中未显示），感应器（图中未显示）设置在槽口（图中未显示）上，槽口（图中未显示）的宽度为钢带的宽度。

实施例二：其他结构与实施例一相同，其不同之处在于：在此具体实施例中，如图6所示，端面压紧对接装置包括下压机构41、压紧机构和固定在主轴23前端的钢带压紧座42，下压机构41包括下压气缸411和下压杆412，压紧机构包括两组压紧组件43和压紧安装座44，下压气缸411固定在机架1的顶端，下压气缸411的推杆与下压杆412的顶端固定连接，压紧安装座44由水平设置的压爪安装基板441和竖向设置的连接部442组成，下压杆412通过浮动接头45与连接部442固定连接，两组压紧组件43分别相对设置在压爪安装基板441的下底面上，压紧组件43位于钢带压紧座42的上方。

在此具体实施例中，如图9和图10所示，压紧组件43包括压紧气缸431、压爪固定座432和压紧夹爪433，压爪固定座432固定在压爪安装基板441的下底面上，压紧夹爪433包括一体连接的竖板4331、横板4332和压臂4333，竖板4331通过松紧螺栓固定在压爪固定座432的内侧面上，竖板4331的外侧设置有与压爪固定座432的上端一体连接的限位板4321，限位板4321与竖板4331之间设置有复位弹簧46，压爪固定座432的两侧分别设置有向下延伸的侧板4322，横板4332设置在压爪固定座432的底部，横板4332通过转轴轴接在侧板4322上，压紧气缸431横向固定在压爪固定座432的外侧面上，压爪固定座432上设置有通孔4323，压紧气缸431的推杆穿过通孔4323作用于竖板4331上，竖板4331和横板4332垂直相交端与压臂4333的上端相连接，压臂4333的下端向下倾斜设置且位于钢带压紧座42的上方，压臂4333与钢带压紧座42接触端设置有压紧平面（图中未显示）。

在此具体实施例中，连接部442设置在压爪安装基板441的一侧，压爪安装基板441的中部设置有供激光穿过的激光孔4411，压臂4333位于激光孔4411下方，钢带压紧座42上、每个压臂4333上均设置有供氮气管穿过的氮气孔47。

在此具体实施例中，焊接装置包括激光焊接机51、焊接机连接座52和伺服模组53，伺服模组53固定在机架1顶端，焊接机连接座52的一端固定在伺服模组53的滑动块上，焊接机连接座52的另一端与激光焊接机51固定连接，激光焊接机51与压紧安装座44相互垂直，激光焊接机51发射的激光可穿过激光孔4411。

实施例三：其他结构与实施例二相同，其不同之处在于：钢带传送处理装置与圆环成型装置之间还设置有卸料装置，卸料装置包括卸料气缸61、卸料臂62和卸料推板63，卸料臂62与主轴23的前端部相轴接，卸料气缸61固定在安装板2的外侧面上，卸料推板63固定在卸料气缸61的推杆上，卸料推板63位于后导向块172的下方、套筒212的上方，卸料气缸61驱动卸料推板63将焊接好的钢圈推入卸料臂62。

工作过程：1、将钢带装在料盘11上，通过钢带一次驱动12后进入存料机构15，存料机构15用于保持二次驱动13的拉力的平稳，从而到达每个钢圈的直径统一，保证钢圈直径的公差精度；

2、钢带通过前导向组件16进入钢带二次驱动13，钢带二次驱动13由第二伺服电机控制，从而实现钢带长度的数字化控制；

3、钢带在钢带二次驱动13的作用下依次进入后导向组件17、切料机构14、后夹紧气缸211和前夹紧气缸25，并保证钢带的头部伸出前夹紧气缸2-3mm，此时，旋转气缸（图中未显示）驱动检测臂311旋转至前夹紧气缸25前方，并检测前夹紧气缸25内是否夹有钢带，钢带位置是否正确，当检测到钢带且位置正确进入下一步；没有检测到钢带或者位置误差，反馈给控制系统，发出警报；

4、确认前夹紧气缸25夹有钢带后，检测臂311复位，前夹紧气缸25偏转指定角度的同时，钢带二次驱动13将指定长度的钢带送入前夹气缸25和后夹紧气缸211之间，切料机构14切断钢带，并保证钢带的尾部伸出后夹紧气缸2-3mm；

5、前后推移机构22将前夹紧气缸25和后夹紧气缸211推送到压紧组件43的下方，同时，前夹紧气缸25再次偏转指定角度，完成钢带绕圆；

6、下压机构41下压，位于右侧的压紧组件43压紧钢带的尾部，位于左侧的压紧组件43压紧钢带的头部，伺服模组53驱动激光焊接机51复位运动，从而完成激光焊接。

本文中提到的料盘、钢带一次驱动、钢带二次驱动和钢带引导机构均为现有技术，不再具体说明。