破碎机滚筒镶块自动搬运设备的制作方法

本发明属于破碎机部件生产技术领域，涉及一种破碎机滚筒的生产设备，具体涉及一种破碎机滚筒镶块自动搬运设备。

背景技术：

破碎机滚筒包括圆柱形的筒体、中心轴和焊接在圆柱形筒体外表面上的多个长方体形镶块，镶块是有规律地布置，沿着平行于轴心线的方向排成列，多列绕轴心线方向均匀阵列。

传统焊接镶块的工艺是这样的。首先人工使用粉笔在圆柱形筒体外表面画出圆周线和平行于轴心线的直线，确定出镶块等焊接的位置，然后人工取一个镶块放置在圆周线和直线的交叉点上，人工点焊，然后人工满焊，一个镶块焊接完成。

传统焊接工艺的效率比较低，每一个滚筒都要画一次线，重复性地劳动，人工焊接劳动强度较大，人工放置镶块的误差随意性较大，不好控制，排列不均布，影响外形美观。

随着人们对健康的重视，越来越少的年青人愿意从事电焊事业，这使得聘用电焊工的薪资越来越高，给制造企业造成招工困难、用工成本提高。

技术实现要素：

本发明的目的在于改进现有技术的不足之处，提供一种减少重复性劳动、节省劳动力、焊接的精确度提高、用工成本较低的破碎机滚筒镶块自动搬运设备。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种破碎机滚筒镶块自动搬运设备，包括两件动辊组件、轴向驱动组件、轴向平移组件、龙门组件、横移滑块、升降短气缸、升降长气缸、气动夹爪和镶块盘；

动辊组件包括动辊支架、主动辊、被动辊、主动链轮、被动链轮、链条和动辊伺服电机；主动辊是回转体，包括主动辊端挡面和主动辊外圆柱面，主动辊端挡面垂直于主动辊的轴心线；被动辊是回转体，包括被动辊端挡面和被动辊外圆柱面，被动辊端挡面垂直于被动辊的轴心线；主动辊和被动辊的轴心线平行且水平，主动辊端挡面和被动辊端挡面对齐且朝向同一个方向，主动辊和被动辊分别与动辊支架组成转动副，主动链轮与主动辊固定连接，被动链轮与被动辊固定连接，链条分别和主动链轮与被动链轮啮合，动辊伺服电机的外壳法兰和动辊支架固定连接，动辊伺服电机的输出轴与主动辊固定连接，当动辊伺服电机通电输出轴旋转时，驱动主动辊旋转，同时又通过主动链轮-链条-被动链轮的组合驱动被动辊同向同步旋转；

两件动辊组件的主动辊端挡面相对布置，滚筒同时放置在两对主动辊-被动辊组合上，两端的圆柱面边缘分别压在主动辊外圆柱面和被动辊外圆柱面上，两端的端面边缘分别靠紧主动辊端挡面和被动辊端挡面，在重力作用下滚筒处于平衡状态，当两个动辊伺服电机启动同步旋转时带动滚筒旋转；

轴向驱动组件包括轴向驱动架、轴向驱动伺服电机、轴向移动滑块和轴向驱动齿轮，轴向驱动伺服电机的外壳法兰与轴向移动滑块分别和轴向驱动架固定连接，轴向驱动伺服电机的输出轴和轴向驱动齿轮固定连接；

轴向平移组件包括轴向平移框、龙门直线导轨、龙门驱动同步轮、同步轮连接轴、龙门伺服电机、龙门从动同步轮、龙门同步带、轴向平移直线导轨和轴向平移齿条；轴向平移直线导轨和轴向平移齿条分别固定在轴向平移框的下表面，轴向平移直线导轨与轴向移动滑块组成直线导轨副，轴向驱动齿轮与轴向平移齿条啮合，轴向驱动伺服电机通电输出轴旋转，驱动轴向平移组件沿直线导轨平移；龙门直线导轨与轴向平移框的上表面固定连接，龙门直线导轨与轴向平移直线导轨平行；第一对龙门驱动同步轮与龙门从动同步轮分别与轴向平移框通过转动副相连，第一条龙门同步带包绕在第一对龙门驱动同步轮与龙门从动同步轮之间，分布在轴向平移框的第一侧；第二对龙门驱动同步轮与龙门从动同步轮分别与轴向平移框通过转动副相连，第二条龙门同步带包绕在第二对龙门驱动同步轮与龙门从动同步轮之间，分布在轴向平移框的第二侧；同步轮连接轴分别与第一个和第二个龙门驱动同步轮固定连接，龙门伺服电机的外壳与轴向平移框固定连接，龙门伺服电机的输出轴与龙门驱动同步轮固定连接；

龙门组件包括龙门架、龙门滑块、龙门同步带夹、横移伺服电机、横移驱动同步轮、横移从动同步轮、横移同步带和横移直线导轨；龙门架包括固定连接在一起两个支腿和一个横梁，两个龙门滑块和两个龙门同步带夹分别固定在两个支腿的下端，两个龙门滑块分别和龙门直线导轨组成移动副，两个龙门同步带夹分别夹紧两条龙门同步带，则当龙门伺服电机通电旋转时，两个龙门驱动同步轮同步旋转，两个龙门同步带同步运行，通过两个龙门同步带夹分别拖动龙门架的两个支腿平移，可以保证龙门架两边同步移动，而不会倾斜；

横移直线导轨和横移伺服电机的外壳分别固定在横梁的下表面，横移驱动同步轮固定在横移伺服电机的输出轴上，横移从动同步轮通过旋转副与横梁连接，横移同步带包绕在横移驱动同步轮和横移从动同步轮之间；横移滑块与横移直线导轨组成直线导轨副，横移滑块通过横移同步带夹与横移同步带固定连接；

升降短气缸和升降长气缸都是双轴气缸，双轴气缸有两个活塞和两个活塞杆，两个活塞杆的末端固定连接在一起，活塞杆只能沿气缸体平移，不能旋转；升降短气缸的活塞杆末端和横移滑块固定连接，升降短气缸的缸体和升降长气缸的缸体固定连接，升降长气缸的活塞杆末端和气动夹爪固定连接；升降短气缸和升降长气缸的活塞沿上下方向平移；

镶块盘包括盘体，盘体上设置有多个定位槽，多个焊接之前的镶块定位在定位槽内；盘体上还设有两个定位孔，轴向平移框上设置有两个定位销，两个定位孔分别与两个定位销配合，使盘体定位放置在轴向平移框上。

本发明的使用过程如下所述。

1)把未焊镶块的滚筒放置在主动辊和被动辊上，使两端的圆柱面边缘分别压在主动辊外圆柱面和被动辊外圆柱面上，两端的端面边缘分别靠紧主动辊端挡面和被动辊端挡面。

2)把装满镶块的镶块盘放在轴向平移框上，并使定位孔与定位销配合。

3)轴向驱动伺服电机通电驱动轴向平移组件平移至滚筒待焊镶块处。

4)龙门伺服电机通电旋转使龙门组件沿龙门直线导轨平移，横移伺服电机通电旋转使横移滑块沿横移直线导轨移动，最终使气动夹爪位于待抓取镶块的正上方。

5)保证气动夹爪处于伸开状态，使升降短气缸伸长，则气动夹爪的两爪正好位于待抓取镶块的两侧，气动夹爪通气抓取镶块，然后使升降短气缸缩短，则镶块被气动夹爪抓起离开定位槽。

6)龙门伺服电机通电旋转使龙门组件沿龙门直线导轨平移，横移伺服电机通电旋转使横移滑块沿横移直线导轨移动，最终使被抓取的镶块位于滚筒上待焊接位置的正上方。

7)使升降长气缸伸开，则镶块被放置在了滚筒上待焊接的位置。

8)这时使焊接机器人点焊连接镶块与滚筒。

9)使气动夹爪伸开，解除对镶块的夹持，使升降长气缸收缩，则气动夹爪向上离开镶块。

10)龙门伺服电机通电旋转使龙门组件沿龙门直线导轨平移，横移伺服电机通电旋转使横移滑块沿横移直线导轨移动，气动夹爪移动去抓取第二个待抓取镶块。

11)轴向驱动伺服电机通电驱动轴向平移组件平移至滚筒上第二个待焊镶块处。

12)同时焊接机器人满焊第一个镶块。

13)重复步骤3)至12)，完成一列镶块的焊接。

14)动辊伺服电机通电输出轴旋转，驱动主动辊旋转，同时又通过主动链轮-链条-被动链轮的组合驱动被动辊同向同步旋转，则在摩擦力作用下带动滚筒旋转至下一列待焊位置朝上。重复步骤3)至13)，完成下一列镶块的焊接。

15)当镶块盘中的镶块用完时，取下空的镶块盘，换上满的镶块盘，定位妥当，就可以继续了。

16)不停地重复步骤3)至14)，直至完成整个滚筒上所有的镶块焊接。

本发明的有益效果：大幅减少了重复性的劳动，只需要在编程序时精确画一次线，以后就不再需要画线。使用机器人焊接，则不再需要工人搬运和焊接，焊接的精确度提高，劳动强度减小，解决了电焊工招工难的问题，用工成本降低。

附图说明

图1是滚筒10的三维结构示意图；

图2是本发明实施例的三维结构示意图，待工作状态；

图3是本发明实施例的三维结构示意图，安装完滚筒10和镶块盘9的状态；

图4是本发明实施例的三维结构示意图，轴向平移组件3平移至滚筒10待焊镶块102处的状态；

图5是本发明实施例的三维结构示意图，气动夹爪8抓取镶块102时的状态；

图6是本发明实施例的三维结构示意图，被抓取的镶块102被移送到滚筒10上待焊接位置的正上方时的状态；

图7是本发明实施例的三维结构示意图，镶块102被放置在了滚筒10上待焊接的位置的状态；

图8是本发明实施例的三维结构示意图，气动夹爪8移动去抓取第二个待抓取镶块102的状态；

图9是本发明实施例的三维结构示意图，第二个镶块102被放置在了滚筒10上待焊接的位置的状态；

图10是本发明实施例的三维结构示意图，完成一列镶块102的状态；

图11是本发明实施例的三维结构示意图，加工第二列镶块102的状态；

图12是本发明实施例的三维结构示意图，加工多列镶块102的状态；

图13是轴向驱动组件2的三维结构示意图；

图14是动辊组件1的三维结构示意图；

图15是主动辊12的三维结构示意图；

图16是龙门组件4的三维结构示意图；

图17是横移滑块5-升降短气缸6-升降长气缸7-气动夹爪8的三维结构示意图；

图18是轴向平移组件3第一视角的三维结构示意图；

图19是轴向平移组件3第二视角的三维结构示意图；

图20是镶块盘9的三维结构示意图；

图中所示：1.动辊组件；11.动辊支架；12.主动辊；121.主动辊端挡面；122.主动辊外圆柱面；13.被动辊；131.被动辊端挡面；132.被动辊外圆柱面；14.主动链轮；15.被动链轮；16.链条；17.动辊伺服电机；2.轴向驱动组件；21.轴向驱动架；22.轴向驱动伺服电机；23.轴向移动滑块；24.轴向驱动齿轮；3.轴向平移组件；31.轴向平移框；311.定位销；32.龙门直线导轨；33.龙门驱动同步轮；34.同步轮连接轴；35.龙门伺服电机；36.龙门从动同步轮；37.龙门同步带；38.轴向平移直线导轨；39.轴向平移齿条；4.龙门组件；41.龙门架；411.支腿；412.横梁；42.龙门滑块；43.龙门同步带夹；44.横移伺服电机；45.横移驱动同步轮；46.横移从动同步轮；47.横移同步带；48.横移直线导轨；5.横移滑块；51.横移同步带夹；6.升降短气缸；61.短气缸活塞杆；62.短气缸缸体；7.升降长气缸；71.长气缸缸体；72.长气缸活塞杆；8.气动夹爪；9.镶块盘；91.盘体；92.定位槽；93.定位孔；10.滚筒；101.筒体；102.镶块；103.端面边缘；104.圆柱面边缘。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

实施例：参见图1至图20。

一种破碎机滚筒镶块自动搬运设备，包括两件动辊组件1、轴向驱动组件2、轴向平移组件3、龙门组件4、横移滑块5、升降短气缸6、升降长气缸7、气动夹爪8和镶块盘9；

动辊组件1包括动辊支架11、主动辊12、被动辊13、主动链轮14、被动链轮15、链条16和动辊伺服电机17；主动辊12是回转体，包括主动辊端挡面121和主动辊外圆柱面122，主动辊端挡面121垂直于主动辊12的轴心线；被动辊13是回转体，包括被动辊端挡面131和被动辊外圆柱面132，被动辊端挡面131垂直于被动辊13的轴心线；主动辊12和被动辊13的轴心线平行且水平，主动辊端挡面121和被动辊端挡面131对齐且朝向同一个方向，主动辊12和被动辊13分别与动辊支架11组成转动副，主动链轮14与主动辊12固定连接，被动链轮15与被动辊13固定连接，链条16分别和主动链轮14与被动链轮15啮合，动辊伺服电机17的外壳法兰和动辊支架11固定连接，动辊伺服电机17的输出轴与主动辊12固定连接，当动辊伺服电机17通电输出轴旋转时，驱动主动辊12旋转，同时又通过主动链轮14-链条16-被动链轮15的组合驱动被动辊13同向同步旋转；

两件动辊组件1的主动辊端挡面121相对布置，滚筒10同时放置在两对主动辊12-被动辊13组合上，两端的圆柱面边缘104分别压在主动辊外圆柱面122和被动辊外圆柱面132上，两端的端面边缘103分别靠紧主动辊端挡面121和被动辊端挡面131，在重力作用下滚筒10处于平衡状态，当两个动辊伺服电机17启动同步旋转时带动滚筒10旋转；

轴向驱动组件2包括轴向驱动架21、轴向驱动伺服电机22、轴向移动滑块23和轴向驱动齿轮24，轴向驱动伺服电机22的外壳法兰与轴向移动滑块23分别和轴向驱动架21固定连接，轴向驱动伺服电机22的输出轴和轴向驱动齿轮24固定连接；

轴向平移组件3包括轴向平移框31、龙门直线导轨32、龙门驱动同步轮33、同步轮连接轴34、龙门伺服电机35、龙门从动同步轮36、龙门同步带37、轴向平移直线导轨38和轴向平移齿条39；轴向平移直线导轨38和轴向平移齿条39分别固定在轴向平移框31的下表面，轴向平移直线导轨38与轴向移动滑块23组成直线导轨副，轴向驱动齿轮24与轴向平移齿条39啮合，轴向驱动伺服电机22通电输出轴旋转，驱动轴向平移组件3沿直线导轨平移；龙门直线导轨32与轴向平移框31的上表面固定连接，龙门直线导轨32与轴向平移直线导轨38平行；第一对龙门驱动同步轮33与龙门从动同步轮36分别与轴向平移框31通过转动副相连，第一条龙门同步带37包绕在第一对龙门驱动同步轮33与龙门从动同步轮36之间，分布在轴向平移框31的第一侧；第二对龙门驱动同步轮33与龙门从动同步轮36分别与轴向平移框31通过转动副相连，第二条龙门同步带37包绕在第二对龙门驱动同步轮33与龙门从动同步轮36之间，分布在轴向平移框31的第二侧；同步轮连接轴34分别与第一个和第二个龙门驱动同步轮33固定连接，龙门伺服电机35的外壳与轴向平移框31固定连接，龙门伺服电机35的输出轴与龙门驱动同步轮33固定连接；

龙门组件4包括龙门架41、龙门滑块42、龙门同步带夹43、横移伺服电机44、横移驱动同步轮45、横移从动同步轮46、横移同步带47和横移直线导轨48；龙门架41包括固定连接在一起两个支腿411和一个横梁412，两个龙门滑块42和两个龙门同步带夹43分别固定在两个支腿的下端，两个龙门滑块42分别和龙门直线导轨32组成移动副，两个龙门同步带夹43分别夹紧两条龙门同步带37，则当龙门伺服电机35通电旋转时，两个龙门驱动同步轮33同步旋转，两个龙门同步带37同步运行，通过两个龙门同步带夹43分别拖动龙门架41的两个支腿411平移，可以保证龙门架41两边同步移动，而不会倾斜；

横移直线导轨48和横移伺服电机44的外壳分别固定在横梁412的下表面，横移驱动同步轮45固定在横移伺服电机44的输出轴上，横移从动同步轮46通过旋转副与横梁412连接，横移同步带47包绕在横移驱动同步轮45和横移从动同步轮46之间；横移滑块5与横移直线导轨48组成直线导轨副，横移滑块5通过横移同步带夹51与横移同步带47固定连接；

升降短气缸6和升降长气缸7都是双轴气缸，双轴气缸有两个活塞和两个活塞杆，两个活塞杆的末端固定连接在一起，活塞杆只能沿气缸体平移，不能旋转；升降短气缸6的活塞杆末端和横移滑块5固定连接，升降短气缸6的缸体和升降长气缸7的缸体固定连接，升降长气缸7的活塞杆末端和气动夹爪8固定连接；升降短气缸6和升降长气缸7的活塞沿上下方向平移；

镶块盘9包括盘体91，盘体91上设置有多个定位槽92，多个焊接之前的镶块102定位在定位槽92内；盘体91上还设有两个定位孔93，轴向平移框31上设置有两个定位销311，两个定位孔93分别与两个定位销311配合，使盘体91定位放置在轴向平移框31上。

本实施例的使用过程如下所述。

1)把未焊镶块的滚筒10放置在主动辊12和被动辊13上，使两端的圆柱面边缘104分别压在主动辊外圆柱面122和被动辊外圆柱面132上，两端的端面边缘103分别靠紧主动辊端挡面121和被动辊端挡面131，如图3所示。

2)把装满镶块102的镶块盘9放在轴向平移框31上，并使定位孔93与定位销311配合，如图3所示。

3)轴向驱动伺服电机22通电驱动轴向平移组件3平移至滚筒10待焊镶块102处，如图4所示。

4)龙门伺服电机35通电旋转使龙门组件4沿龙门直线导轨32平移，横移伺服电机44通电旋转使横移滑块5沿横移直线导轨48移动，最终使气动夹爪8位于待抓取镶块102的正上方。

5)保证气动夹爪8处于伸开状态，使升降短气缸6伸长，则气动夹爪8的两爪正好位于待抓取镶块102的两侧，气动夹爪8通气抓取镶块102，然后使升降短气缸6缩短，则镶块102被气动夹爪8抓起离开定位槽92。如图5所示。

6)龙门伺服电机35通电旋转使龙门组件4沿龙门直线导轨32平移，横移伺服电机44通电旋转使横移滑块5沿横移直线导轨48移动，最终使被抓取的镶块102位于滚筒10上待焊接位置的正上方，如图6所示。

7)使升降长气缸7伸开，则镶块102被放置在了滚筒10上待焊接的位置。

8)这时使焊接机器人点焊连接镶块102与滚筒10。

9)使气动夹爪8伸开，解除对镶块102的夹持，使升降长气缸7收缩，则气动夹爪8向上离开镶块102。

10)龙门伺服电机35通电旋转使龙门组件4沿龙门直线导轨32平移，横移伺服电机44通电旋转使横移滑块5沿横移直线导轨48移动，气动夹爪8移动去抓取第二个待抓取镶块102。

11)轴向驱动伺服电机22通电驱动轴向平移组件3平移至滚筒10第二个待焊镶块102处。

12)同时焊接机器人满焊第一个镶块102。如图8所示。

13)重复步骤3)至12)，完成一列镶块的焊接，如图9和图10所示。

14)动辊伺服电机17通电输出轴旋转驱动主动辊12旋转，同时又通过主动链轮14-链条16-被动链轮15的组合驱动被动辊13同向同步旋转，则在摩擦力作用下带动滚筒10旋转至下一列待焊位置朝上。重复步骤3)至13)，完成下一列镶块的焊接。

15)当镶块盘9中的镶块102用完时，取下空的镶块盘9，换上满的镶块盘9，定位妥当，就可以继续了。

16)不停地重复步骤3)至14)，直至完成整个滚筒10上所有的镶块焊接。

本实施例的有益效果：大幅减少了重复性的劳动，只需要在编程序时精确画一次线，以后就不再需要画线。使用机器人焊接，则不再需要工人搬运和焊接，焊接的精确度提高，劳动强度减小，解决了电焊工招工难的问题，用工成本降低。