扇形拼板焊接设备的制作方法

本发明涉及拼板焊接设备技术领域，具体涉及一种扇形拼板焊接设备。

背景技术：

目前，扇形板拼板焊接过程中的上料、拼板、下料等工序大多为人工操作，占用大量人力，生产效率低。为提高生产力，需要提高其自动化程度。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种扇形拼板焊接设备，能够实现扇形板拼板焊接过程的自动化。

本发明采用如下技术方案：

一种扇形拼板焊接设备，包括上料单元、平台送料单元、输送辊送料单元、拼板焊接单元和下料单元，上料单元内设有平台送料单元，平台送料单元、第一输送辊送料单元、拼板焊接单元、第二输送辊送料单元、下料单元依次设置。

采用上述技术方案的本发明与现有技术相比，具有如下优点：该设备包括上料单元、平台送料单元、输送辊送料单元、拼板焊接单元和下料单元；各部分相互配合，能够实现扇形板拼板焊接的自动化生产，能大幅度提高生产效率，满足工厂大批量生产要求，具有广阔的市场空间。

本发明的优选方案是：

平台送料单元包括送料平台、输送机构、横向对中机构和对中滑座机构，输送机构两侧分别设有送料平台，横向对中机构和对中滑座机构分别设置在送料平台上。

送料平台上安装有数个万向球。

输送机构包括主、从动链轮和推板，主、从动链轮上安装链条，链条上安装推板，推板与扇形板接触端设有u形卡槽。

横向对中机构包括横向对中底座、对中气缸和对中滚轮，横向对中底座上设有多个对中气缸，对中气缸前端安装对中滚轮。

输送辊送料单元包括送料辊底座，送料辊底座前、后两端分别设有挡辊。

拼板焊接单元包括焊接机架、焊接平台、焊缝定位机构、焊接机构和琴键压紧机构；焊接机架上设置有焊接平台，焊接平台上安装有焊缝定位机构；焊接机架上部两侧分别安装有琴键压紧机构，琴键压紧机构上部安装有焊接机构。

焊缝定位机构包括定位底座、定位挡板、导杆和电机；定位底座上安装有电机，电机与丝杠升降机相连；定位底座上贯穿设置有数根导杆，导杆通过套筒与定位底座连接，导杆上安装有定位挡板。

焊接平台上安装有数个万向球。

琴键压紧机构包括压紧机架、压板、拉伸弹簧和气囊；压紧机架上安装有压板，压板上安装有盖板，压板与盖板通过铰轴铰接；盖板底部设置有凹槽，凹槽内设有气囊；盖板上设置有小支架，拉伸弹簧的一端与小支架连接，另一端与压板连接。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是本实施例中平台送料单元结构示意图；

图3是本实施例中拼板焊接单元结构示意图；

图4是本实施例中输送辊送料单元结构示意图；

图5是本实施例中焊缝定位机构结构示意图；

图6是本实施例中琴键压紧机构结构示意图；

图7是图1中a处放大结构示意图；

图中：扇形板1；上料单元2；平台送料单元3、送料平台301、输送机构302、横向对中机构303、减速电机304、主动链轮305、推板306、万向球307、对中气缸309、横向对中机构底座310、对中滚轮311、对中滑座机构312、伺服电机313、对中滑座314；输送辊送料单元4、第二减速电机401、上辊轴402、下辊轴403、送料辊底座404、挡辊405、主链轮406、从链轮407；拼板焊接单元5、焊接平台501、焊缝定位机构503、定位挡板504、感应开关505、导杆506、升降减速电机507、焊接机架508、第一压梁510、第二压梁511、支撑座512、机座513、拼板焊接专机514、导轨515、焊机电源516、琴键压紧机构517、拉伸弹簧518、压板519、气囊520、铰轴521、盖板522、焊接机构523、顶起结构524、压紧机架525、小支架526、齿条527、定位底座528、套筒529、十字滑台530、动力结构531、焊枪532；下料单元6、底座601、第二主动链轮602、输送托辊603、动力装置604；第一下料机构7；第二下料机构8；底座801；第三下料机构9；第四下料机构10；第五下料机构11；第六下料机构12。

具体实施方式

下面结合附图1至附图7以及实施例详细论述本发明：

一种扇形拼板焊接设备，主要由上料单元2、平台送料单元3、输送辊送料单元4、拼板焊接单元5和下料单元6等组成，详见附图1。上料单元2内安装有平台送料单元3，平台送料单元3后方设置有第一输送辊送料单元4，第一输送辊送料单元4后方设置有拼板焊接单元5，拼板焊接单元5后方设置有第二输送辊送料单元4，两个输送辊送料单元4的放置方向呈扇形弯曲，以适应扇形板1的弯曲程度；输送辊送料单元4用于扇形板1的输送，第二输送辊送料单元4后方设置有下料单元6，下料单元6用于扇形板1拼板焊接后的运输工作。

上料单元2采用框架结构，框架结构底部设置在地面上；框架结构的上方安装有天车，下方安装有平台送料单元3，扇形板1放置于平台送料单元3一侧的地面上；通过天车将扇形板1起吊至平台送料单元3上，完成扇形板1的起吊操作。

平台送料单元3主要由送料平台301、输送机构302、横向对中机构303和对中滑座机构312等组成；输送机构302两侧分别设有送料平台301，其中，左侧的送料平台301上安装有多个对中滑座机构312，右侧的送料平台301上安装有多个横向对中机构303。

送料平台301采用框架结构，框架结构上表面安装有平面板，平面板上安装有数个万向球307，万向球307间隔分布在送料平台301上，以减小扇形板1输送时的摩擦力。

输送机构302主要由减速电机304、主动链轮305、从动链轮和推板306等组成；减速电机304安装在输送机构302的一端，输送机构302的另一端安装有从动链轮，减速电机304的输出端与主动链轮305连接，主动链轮305与从动链轮上安装有链条，链条上安装推板306，推板306前端设有u形卡槽，u形卡槽的闭口端与链条连接，开口端卡入扇形板1，实现扇形板1的输送。

横向对中机构303主要由横向对中底座310、对中气缸309和对中滚轮311等组成，横向对中底座310设置两个，沿送料平台301长度方向并排设置；横向对中底座310采用框架结构，框架结构的上表面安装两个对中气缸309，对中气缸309前端安装对中滚轮311，对中滚轮311能够自由旋转，横向对中机构303用于推紧扇形板1，实现对中定位。

对中滑座机构312主要由对中滑座314和伺服电机313等组成，对中滑座机构312设置为三个，沿送料平台301长度方向等间距设置；对中滑座机构312靠近扇形板端安装有滑轮，滑轮底部设有丝杠母，丝杠母套装在丝杠上，丝杠的一端与伺服电机313连接；对中滑座机构312中采用滚珠丝杠的连接方式，实现滑轮位置的调节；并通过调节滑轮的位置，形成不同的曲线，以适应不同规格的扇形板1。

输送辊送料单元4主要由送料辊底座404、上辊轴402、下辊轴403、主链轮406与、从链轮407、主齿轮404、从齿轮405和第二减速电机401等组成；送料辊底座404一侧的下部设置第二减速电机401，上部安装有从链轮407；第二减速电机401的输出轴上安装有主链轮406，主链轮406与从链轮407上安装有链条；从链轮407与下辊轴403相连，下辊轴403安装在送料辊底座404的上，下辊轴403设有从链轮407的一端安装有主齿轮404；上辊轴402安装在送料辊底座404上部且位于下辊轴403上方，上辊轴402的一侧设有从齿轮405；主齿轮404与从齿轮405啮合传动，且主齿轮404与从齿轮405齿数相同，模数相等。第二减速电机401驱动主链轮406旋转，通过链条传动带动从链轮407，并通过主齿轮404与从齿轮405的啮合传动，实现上辊轴402与下辊轴403的反向转动，进而通过辊轴与扇形板1间的摩擦力，将扇形板1进行输送。同时，送料辊底座404无电机侧的前、后两端分别设有挡辊405，用于避免扇形板1在运输过程中从输送辊送料单元4的一侧脱落，且挡辊405的设置能够对扇形板1产生相应的作用力，使得扇形板1的母线与辊轴平行设置。

拼板焊接单元5主要由焊接机架508、焊接平台501、焊缝定位机构503、焊接机构523和琴键压紧机构517等组成；焊接机架508采用框架结构，框架结构上表面设置有焊接平台501，焊接平台501中间部位安装有焊缝定位机构503，焊接机架508的上部两侧分别安装有琴键压紧机构517，琴键压紧机构517上部安装有焊接机构523。其中，焊接平台501上安装有数个万向球307，万向球307间隔分布在焊接平台501上，以减小扇形板1输送时的摩擦力。

焊缝定位机构503主要由定位底座528、定位挡板504、导杆506、套筒529、升降减速电机507和感应开关505等组成；焊接机架508底部安装有定位底座528，定位底座528底部安装有升降减速电机507，定位底座528中心设有贯通孔；升降减速电机507输出端设有蜗轮丝杠升降机，蜗轮丝杠升降机主要由蜗轮、蜗杆和升降丝杆等组成；升降减速电机507输出端与蜗杆连接，蜗杆与蜗轮啮合传动，蜗轮中心设有内螺纹结构，升降丝杆套装在内螺纹结构中，与内螺纹结构相配合；升降丝杆设置在定位底座528的贯通孔中，升降丝杆顶部设置有顶起结构524，顶起结构524用于控制定位挡板504的上升与下降；顶起结构524能够增大与定位挡板504的接触面积，增强运行的稳定性。定位底座528上贯穿设置有数根导杆506，导杆506与定位底座528通过套筒529连接，导杆506能够在套筒529中移动；导杆506的上端与定位挡板504固接；定位挡板504中间部位设有感应开关505，感应开关505与电源相连。该焊缝定位机构503中，采用蜗轮蜗杆传动方式，控制顶起结构524的上升与下降，进而实现定位挡板504上升与下降。

焊缝定位机构503中的套筒529优选用直线轴承代替，直线轴承不仅具有摩擦小、稳定性好，且能获得灵敏度高、精度高的平稳直线运动。

琴键压紧机构517主要由压紧机架525、压板519、拉伸弹簧518、气囊520、铰轴521、第一压梁510和第二压梁511等组成；焊接平台501的左、右两侧分别设置有压紧机架525，左、右两侧的压紧机架525对称设置；压紧机架525上部安装有压板519，压板519上部设置有盖板522，压板519与盖板522通过铰轴521铰接，盖板522底部设置有凹槽，凹槽内设有气囊520；盖板522上设置有多个通孔，拉伸弹簧518穿过通孔与压板519连接；左、右两侧的盖板522上分别设置有第一压梁510和第二压梁511，第一压梁510和第二压梁511的内侧分别设置有小支架526；拉伸弹簧518沿第一压梁510或第二压梁511的长度方向等间距设置，拉伸弹簧518的一端与小支架526连接，另一端与压板519相连；其中，第一压梁510和第二压梁511分别采用矩形管。该琴键压紧机构517通过控制气囊520的充气与放气，挤压压板519；当扇形板1运输到位后，气囊520充气，向下压紧压板519，使得压板519克服拉伸弹簧518的拉力绕铰轴521转动，压板519向下压紧扇形板1；焊接完成后，气囊520放气，压板519在拉伸弹簧518的拉力作用下绕铰轴521转动，压板519抬升并松开扇形板1。

焊接机构523主要由支撑座512、导轨515、齿条527和拼板焊接专机514等组成；第一压梁510顶部设有支撑座512，支撑座512采用矩形钢管，矩形钢管的上部设置有齿条527，矩形钢管的侧面设置有两根导轨515，导轨515平行且等长设置；导轨515上安装有两组拼板焊接专机514，拼板焊接专机514并排设置；两组拼板焊接专机514同时工作，实现单面焊接双面成型，并使焊缝具有相应的余高。

拼板焊接专机514主要由机座513、齿轮、十字滑台530和焊枪532等组成；机座513安装在导轨515上，并与导轨515滑动连接；机座513上分别安装有齿轮和驱动电机，齿轮安装在驱动电机的输出轴上，齿轮又与焊接机构523上齿条527啮合传动，通过驱动电机驱动齿轮齿条啮合传动，进而实现拼板焊接专机514在焊接机构523的导轨515上的移动。机座513上还安装有十字滑台530，十字滑台530上安装有焊枪532；十字滑台530与动力结构531相连；通过动力结构531控制十字滑台530的运动，实现焊枪532的线性运动。焊枪532与焊机电源516连接，焊机电源516设置在拼板焊接单元5一侧；本实施例中，焊机电源516选择唐山松下产业机器人有限公司生产制造的，规格为yd-500gl4hge（mag焊）的焊机电源。该焊接机构523采用齿轮齿条啮合传动，实现拼板焊接专机514的左、右滑行；采用十字滑台530的结构设计，能够确保扇形板1的拼板焊接的精准性。

下料单元6由第一下料机构7、第二下料机构8、第三下料机构9、第四下料机构10、第五下料机构11和第六下料机构12等组成；拼板焊接单元5后方依次设置有第一下料机构7、第二下料机构8、第三下料机构9、第四下料机构10、第五下料机构11和第六下料机构12，下料机构平行且等间距设置；其中，第三下料机构9、第四下料机构10、第五下料机构11和第六下料机构12分别与第二下料机构8采用相同结构。

第一下料机构7主要由底座601、第二主动链轮602、第二从动链轮、第三从动链轮和输送托辊603等组成；底座601安装在地面上，底座601一侧的下部设置有动力装置604，上部设置有第二从动链轮605；动力装置604输出轴上安装第二主动链轮602；底座601的上部安装有输送托辊603，输送托辊603一侧分别安装有第二从动链轮和第三主动链轮；第二主动链轮602与第二从动链轮上安装有链条。启动动力装置604，通过第二主动链轮602与第二从动链轮的链条传动带动输送托辊603与第三主动链轮旋转。

第二下料机构8主要由底座801、第四从动链轮和输送托辊603等组成；底座801安装在地面上，底座801上部安装有输送托辊603，输送托辊603的一侧设置有第四从动链轮；第三主动链轮与第四从动链轮上安装有链条；在第三主动链轮旋转时，通过链条传动，带动第二下料机构8、第三下料机构9、第四下料机构10、第五下料机构11和第六下料机构12上的输送托辊603同步旋转；并通过输送托辊603与扇形板1之间的摩擦力，输送拼装焊接后的扇形板1。

该扇形拼板焊接设备的工作过程：

工作时，首先通过天车将物料缓冲区的扇形板1起吊至平台送料单元3上，横向对中机构303动作将扇形板1对中。接着，通过平台送料单元3上的输送机构302将扇形板1经输送辊送料单元4推送至拼板焊接单元5，当第一扇形板1通过拼板焊接单元5后，驱动升降减速电机507，使得定位挡板504上升，控制输送辊送料单元4的减速电机二401反向旋转，第一扇形板1反向运输，当第一扇形板1的端面与定位挡板504完全接触时，感应开关505检测到位，启动琴键压紧机构517，压紧第一扇形板。接着，驱动升降减速电机507，使得定位挡板504下降，第二扇形板1运输至拼板焊接单元5，第二扇形板1运输到位后，启动琴键压紧机构517，压紧第二扇形板1。两组机器人焊枪514采用齿轮齿条的传动方式，在支撑座512上滑行并对第一扇形板1与第二扇形板1间的焊缝进行焊接；焊接完成后，气囊520放气，琴键压紧机构517的压板519抬起，第一扇形板1与第二扇形1板共同作为下次焊接操作的第一块扇形板1，循环上述操作，将多个扇形板1拼板焊接。对扇形板1拼板焊接完成后通过下料单元6送至下一工位。