一种塑料支撑条自动焊接机的制作方法

1.本发明涉及焊接设备技术领域，具体涉及一种塑料支撑条自动焊接机。


背景技术：

2.本公司的一款换热器中使用有塑料材质的换热板，换热板的板面(母件)上需要焊接多个成规则形状的塑料支撑条(子件)，塑料支撑条(子件)沿换热板的板面(母件)的宽度和长度方向均匀分布，塑料支撑条(子件)需要焊接牢固且不能焊穿换热板的板面(母件)，由于换热板的板面(母件)为薄壁中空结构的板，焊接难度较大，另外由于换热板的板面(母件)的规格较大，塑料支撑条(子件)的焊接数量较多，焊接强度较大，采用人工焊接的方式，生产效率低。


技术实现要素：

3.本发明的目的是为解决上述技术问题，提供一种塑料支撑条自动焊接机，降低人工，大大提高生产效率。
4.本发明为解决上述技术问题，所提供的技术方案是：一种塑料支撑条自动焊接机，包括焊接机构、母件送料机构以及子件送料机构；
5.所述焊接机构包括焊接台、焊接枪以及料仓架，焊接枪设置在焊接台的上方，焊接枪能够沿垂直于母件的输送方向移动，且能够沿垂直于焊接台的方向上下移动，料仓架设置在焊接枪的下方，且能够沿垂直于焊接台的方向上下移动，料仓架与焊接台之间构成母件工作位，料仓架具有多个料仓，多个料仓沿焊接枪的滑动方向并排设置；
6.所述母件送料机构对称设置在焊接机构两侧的第一输送设备以及第二输送设备；
7.所述子件送料机构包括子件储仓、第一抓料组件、子件输送带以及第二抓料组件，子件输送带设置在焊接台一侧且位于第二输送设备上方，第一抓料组件用于将子件储仓内的子件转移至子件输送带，第二抓料组件用于将子件输送带内的子件转移至料仓架的料仓内。
8.优选的，所述焊接台首端的一侧或两侧滑动设置有推板夹爪，推板夹爪用于带动母件移动至设定距离。
9.优选的，所述焊接台和/或第二输送设备的两侧设置有压料限位组件，压料限位组件包括固定座和设置在固定座上的两个包胶辊。
10.优选的，所述焊接枪上端穿过升降台，且焊接枪的中部与升降台固定连接，升降台设置在焊接基座下方，且能够沿垂直于焊接基座的方向上下移动，焊接基座对应开设有用于焊接枪穿过的穿孔，焊接基座通过导轨能够沿垂直于母件的输送方向移动，导轨通过固定支架架设在焊接台上。
11.优选的，所述升降台固定连接有滚珠丝杠，滚珠丝杠的另一端穿过焊接基座后配合设置有丝母，丝母外套设有皮带轮，皮带轮的一侧设置有另一皮带轮，两个皮带轮通过皮带传动连接。
12.优选的，所述升降台上固定有多个导向柱，多个导向柱的另一端穿过焊接基座后固定连接有限位环，导向柱能够沿垂直于焊接基座的方向上下移动。
13.优选的，所述子件储仓并排设置有多个，多个子件储仓与第一抓料组件能够产生沿子件储仓排列方向的相对位移。
14.优选的，所述子件输送带上间隔设置有多组的限位板，每组限位板有两个，两个限位板之间形成约束子件位置的槽。
15.优选的，所述第一抓料组件包括取料夹爪、滑台气缸和无杆气缸，取料夹爪设置在滑台气缸的移动台上，滑台气缸固定在无杆气缸的移动块上，且无杆气缸的滑动方向和滑台气缸的滑动方向垂直，无杆气缸通过底支架设置在子件储仓与子件输送带的上方。
16.优选的，所述第二抓料组件包括上料夹爪、旋转板、移动座和上料基座，上料夹爪固定设置在旋转板上，旋转板通过旋转气缸设置在移动座上，旋转板用于将上料夹爪从子件输送带上方旋转至料仓上方，移动座设置在上料基座上，且移动座能够沿垂直于焊接台方向上下移动，上料基座通过导轨能够沿垂直于母件的输送方向移动。
17.本发明具有以下有益效果：
18.一、通过焊接枪的来回移动，实现每排子件的焊接过程，采用超声波焊接，降低焊接难度。料仓架的特殊结构设置用以限制子件的位置，通过料仓的间距控制每一排子件之间的间距，在料仓的约束下，方便焊接枪对于子件的焊接，进一步降低焊接强度，提高生产效率；
19.二、通过推板夹爪的设置，用于推动母件移动至指定距离，在推板夹爪的带动下，母件沿输送方向移动，推板夹爪移动的距离即为相邻两排子件的焊接间距，进一步降低人工，提高生产效率。
20.三、通过子件送料机构提高自动化程度，将子件送入料仓，便于焊接枪进行焊接，进一步降低人工，提高生产效率。
附图说明
21.图1为塑料支撑条自动焊接机的结构示意图；
22.图2为不含母件送料机构的塑料支撑条自动焊接机的结构示意图；
23.图3为焊接机构、子件输送带和第二抓料组件的示意图；
24.图4为子件储仓和第一抓取组件的结构示意图；
25.图5为焊接机构的结构示意图；
26.图6为第二抓取组件的结构示意图；
27.图7为料仓架的示意图；
28.图8为推板夹爪的结构示意图；
29.图中标记：1、第一输送设备，2、焊接台，3、压料限位组件，4、推板夹爪，5、固定支架，6、护罩架，7、焊接枪，8、上料基座，9、第二输送设备，10、子件，11、取料夹爪，12、子件输送带，13、储仓底板，14、载料板，15、拨叉板，16、子件储仓，17、控制面板，18、料仓架，19、料仓，20、上料夹爪，21、手指气缸，22、旋转板，23、旋转气缸，24、移动座，25、推杆，26、焊头，27、限位块，28、拖链，29、升降台，30、超声波发生器，31、焊接基座，32、导向柱，33、滚珠丝杠，34、移动台，35、滑台气缸，36、移动块，37、无杆气缸，38、底支架，39、支架座，40、母件，
41、料仓固定架，42、夹爪基座，43、滑块板，44、支撑板，45、连接轴，46、夹爪底板。
具体实施方式
30.下面结合附图及较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。
31.如图1所示：一种塑料支撑条自动焊接机，包括焊接机构、母件送料机构以及子件送料机构，母件送料机构对称设置在焊接机构两侧的第一输送设备1以及第二输送设备9，第一输送设备1和第二输送设备9的输送方向相同，第一输送设备1用于将母件40输送至焊接台2，焊接完毕后母件40经由第二输送设备9输送逐渐离开焊接台2，第一输送设备1和第二输送设备9可以采用输送辊。输送辊辊筒分无动力和有驱动，无动力输送辊筒也叫自由辊筒，是由筒体、轴芯、深沟球轴承和轴承安装架组成，使用中为辅助滚动使用，自身没有动力，靠外力滚动。有驱动辊筒一般指内置电机电动滚筒，在这里我们还指带有链轮、同步带轮等可以通过减速电机驱动的辊筒。构成结构与无动力基本相同，只是内置了电机或者外面加装了链轮或同步带轮等其他可以通过减速电机驱动的部件。本设备中，为进一步降低人工，提高效率，可采用有驱动的输送辊辊筒。
32.如图3所示：焊接机构包括焊接台2、焊接枪7以及料仓架18，焊接枪7设置在焊接台2的上方，焊接枪7能够沿垂直于母件40的输送方向移动，且能够沿垂直于焊接台2的方向上下移动。
33.其中，由于母件40为薄壁中空结构的板，焊接难度较大，本设备采用超声波焊接，超声波焊接是通过超声波发生器30将50/60赫兹电流转换成15、20、30或40khz电能。被转换的高频电能通过换能器再次被转换成为同等频率的机械运动，随后机械运动通过一套可以改变振幅的变幅杆装置传递到焊头26。焊头26将接收到的振动能量传递到待焊接工件的接合部，在该区域，振动能量被通过摩擦方式转换成热能，将塑料熔化。超声波不仅可以被用来焊接硬热塑性塑料，还可以加工织物和薄膜。焊接枪7包括焊头26和设置在焊头26尾端超声波发生器30。
34.如图5所示：焊接台2上通过螺栓固定设置有固定支架5，固定支架5上间隔固定设置有两条直线导轨。直线导轨又称线轨、滑轨、线性导轨、线性滑轨，一般用于高精或高速直线往复运动场合，且可以承担一定的扭矩，可在高负载的情况下实现高精度的直线运动。直线导轨安装方便、容易更换，摩擦力非常小，可以大幅度降低驱动功率，工作精度高，防尘、密封能力强，润滑结构简单。将子件10均匀焊接到母件40上焊接难度较大，需要比较高的焊接精度，且在焊接过程中会有较多往复运动，因此在本设备中多为采用直线导轨，延长设备使用寿命。两条直线导轨与母件40的输送方向垂直，直线导轨上配合设置有滑块，其中一条直线导轨的一侧设置有皮带，皮带的两端配合设置有皮带轮。其中一个皮带轮传动连接有电机，作为主动轮，该皮带轮与主动轴固定连接，主动轴的另一端通过联轴器连接伺服行星减速机，减速机的另一端与伺服电机连接。伺服行星减速箱也称为减速机，相对其他减速机，伺服行星减速机具有高刚性、高精度、高传动效率、高的扭矩/体积比、终身免维护、体积小、重量轻，承载能力高，使用寿命长、运转平稳，噪声低，具有功率分流、多齿啮合独用等特点，多数是安装在步进电机和伺服电机上，用来降低转速，提升扭矩，匹配惯量。焊头26通过焊接基座31与固定支架5滑动设置，焊接基座31的下端面与直线导轨上配合设置的滑块固定连接，焊接基座31的下端面对应位置与皮带固定，通过皮带带动焊接基座31沿垂直于母
件40输送方向滑动。
35.本发明中直线导轨的两端可以设置有限位块27，用于约束滑动，避免脱落，影响设备运行。限位块27上可以设置有油压缓冲器，油压缓冲器的作用是在自动化机械作业中可减少震动及噪音，将移动中物体所产生之动能转换为热能并释放于大气中，在动作中将物体平衡有效的停止；使机械提高效率增加产能，使机器寿命延长降低维修成本，使机械动作稳定维修产品品质，使设备的操作更安全避免意外。
36.升降台29中间开设有穿孔，焊接枪7的中部穿过该穿孔并与升降台29固定。升降台29与焊接基座31滑动连接，升降台29上固定连接有滚珠丝杠33，滚珠丝杠33的另一端穿过设置在焊接基座31上的穿孔后配合设置有丝母，丝母外套设有皮带轮，焊接基座31上设置有另一皮带轮，该皮带轮传动连接有电机，另个皮带轮通过皮带传动连接。为了保持升降台29平稳升降，升降台29两端分别固定有一滚珠丝杠33，两个滚珠丝杠33相对应，两个滚珠丝杠33配合设置的丝母上下错开，通过两条皮带传动连接同一电机。为了使滚珠丝杠33平稳运行，配合设置有角接触球轴承。角接触球轴承可同时承受径向负荷和轴向负荷，能在较高的转速下工作，接触角越大，轴向承载能力越高。为了进一步加强升降台29在升降过程中的稳固，引导升降台29平稳上升和下降，升降台29的四个边角固定有导向柱32，多个导向柱32的另一端穿过焊接基座31后固定连接有限位环，导向柱32能够沿垂直于焊接基座31的方向上下移动。为了便于导向柱32滑动，导向柱32与焊接基座31之间配合设置有直线运动轴承。
37.如图7所示：料仓架18设置在焊接枪7的下方，且能够沿垂直于焊接台2的方向上下移动，料仓架18与焊接台2之间构成母件40工作位，料仓架18具有多个料仓19，多个料仓19沿焊接枪7的滑动方向并排设置。多个子件10沿母件40的长度和宽度方向均匀分布，沿母件40宽度方向分布的多个子件10的位置，通过设置在焊接台2上的料仓架18来实现。料仓19用来约束子件10的位置，避免子件10在焊接过程中位置偏移。
38.料仓架18的两端滑动设置在料仓固定架41上，料仓固定架41固定设置在焊接台2上，料仓架18设置的位置焊接台2开设有穿孔，料仓固定架41位于穿孔内且料仓固定架41的上端伸出焊接台2，料仓固定架41与焊接台2互相垂直。料仓固定架41上固定有直线导轨，直线导轨上配合设置有滑块料仓架18的端部与直线导轨上的滑块固定连接，料仓架18端部的下端面固定连接有连接板，连接板与双轴双杆气缸的挡板连接，气缸的缸体固定在料仓固定架41上。在气缸的带动下，子件10焊接时控制料仓架18下降，焊接完毕后控制料仓架18上升。
39.如图8所示：沿母件40的长度方向分布的多个子件10的位置，即每一排子件10的间距的控制，可以推板夹爪4实现。推板夹爪4用于固定母件40和推动母件40移动至设定距离，推板夹爪4滑动设置在焊接台2首端的一侧或两侧，焊接台2上对应开设有推板夹爪4通过的穿孔。推板夹爪4通过夹爪基座42滑动设置在夹爪底板46上，夹爪底板46通过多个等高的连接轴45固定在焊接台2下方，等高的连接轴45固定连接夹爪底板46的四角即可，起到稳固的作用，固定连接少于四个连接轴45可能不够稳定，固定连接多于四个连接轴45导致过度浪费成本。夹爪底板46上固定有两条直线导轨，以及配合设置在直线导轨上的滑块，夹爪基座42的下端面对应位置固定有两个滑块板43，滑块板43与滑块固定连接。两条直线导轨之间设置有皮带，直线导轨的两端上固定有皮带轮，其中一个皮带轮传动连接有电机，采用步进电机更为合适。步进电机是一种将电脉冲信号转换成相应角位移或线位移的电动机，每输
入一个脉冲信号，转子就转动一个角度或前进一步，其输出的角位移或线位移与输入的脉冲数成正比，转速与脉冲频率成正比。即步进电机可以直接输出线位移，每输入一个电脉冲信号，电机就走一段直线距离，这个优点在本设备中体现在，便于控制推板夹爪4移动距离，每一排子件10的间距根据生产要求是有设定距离的，采用步进电机更好控制这一目的的实现。皮带的两端套设在皮带轮上，皮带与夹爪基座42的下端面固定连接，通过电机带动皮带轮转动，皮带随着皮带轮运行从而带动夹爪基座42在直线导轨上做直线运动。
40.其中，上推板夹爪4和下推板夹爪4分别与双轴双杆气缸两端的挡板固定连接，双轴双杆气缸的杆不旋转，带左右导向杆，刚度和精度较高，采用的是标准的嵌入式安装固定形式可以节省很多的安装空间，且使用在有一定位精度要求和夹紧要求的场合。双轴双杆气缸的外侧面固定在支撑板44上，支撑板44的下端与夹爪基座42固定，推板夹爪4在气缸的驱动下，可以实现张开夹紧的功能，从而固定母件40和带动母件40移动。另外，夹爪基座42和夹爪底板46上开设有多个减重孔。
41.如图2所示：子件送料机构包括子件储仓16、第一抓料组件、子件输送带12以及第二抓料组件，第一抓料组件用于将子件储仓16内的子件10转移至子件输送带12，第二抓料组件用于将子件输送带12内的子件10转移至料仓架18的料仓19内。子件输送带12设置在焊接台2一侧且位于第二输送设备9上方，将子件10由子件储仓16位置输送到第二抓料组件下方便于第二抓料组件转移子件10。子件输送带12上间隔设置有多组的限位板，每组限位板有两个，两个限位板之间形成约束子件10位置的槽，子件10在输送过程中处于槽内，避免子件10处于子件输送带12上时偏移不便于第二抓料组件抓取子件10。
42.如图4所示：子件储仓16并排设置有多个，子件储仓16与第一抓料组件能够产生沿子件储仓16排列方向的相对位移。子件储仓16并排设置在载料板14上，储仓底板13上设置有两条直线导轨，直线导轨上配合设置有滑块，载料板14下端与滑块固定连接。载料板14的滑动方向为子件储仓16的并排方向，储仓底板13一侧与推杆25固定连接，通过推杆25控制载料板14滑动。每个子件储仓16底部设置有拨叉板15，拨叉板15用于推动子件10上移，随着子件储仓16内子件10逐渐变少，拨叉板15逐渐上升，便于第一抓料组件抓取子件10。
43.第一抓料组件设置在子件储仓16的一侧，包括取料夹爪11、滑台气缸35和无杆气缸37，取料夹爪11固定在手指气缸21，通过手指气缸21控制取料夹爪11的夹紧和张开。手指气缸21，是利用压缩空气作为动力，用传送工件机构中抓取、拾放物体，抓取力矩恒定，以保证使用稳定。手指气缸21的缸体底板通过连接板固定在滑台气缸35的移动台34上，通过滑台气缸35带动取料夹爪11沿垂直于子件储仓16的方向上下移动。滑台气缸35的精度比较高，更好地确定抓取子件10的位置。滑台气缸35的缸体固定在固定板上，固定板固定在无杆气缸37的移动块36上。无杆气缸37的滑动方向和滑台气缸35的滑动方向垂直，无杆气缸37通过底支架38设置在子件储仓16与子件输送带12的上方。其中，无杆气缸37可以采用磁耦无杆气缸37，磁耦型无杆气缸37负载比较小，适合装载小型工件或机械手来动动作，磁耦无杆气缸37推力和拉力两端活塞面积相等，因此推力和拉力数值相等，容易实现中间定位。当活塞速度在250mm/s时，定位精度可达
±
1.0mm。
44.如图6所示：第二抓料组件包括上料夹爪20、旋转板22、移动座24和上料基座8，上料夹爪20固定在手指气缸21上，手指气缸21的缸体底部与旋转板22的下端面固定，旋转板22的上端面与旋转气缸23的回转台固定连接。旋转气缸23的缸体固定在连接板上，连接板
的一端与移动座24的下端固定连接。移动座24通过直线导轨与滑块滑动设置在上料基座8上，移动座24上端面与推杆25固定连接，通过推杆25的驱动，实现移动座24沿垂直于焊接台2的方向上下移动。上料基座8通过两条直线导轨滑动设置在焊接台2上方，焊接台2上的固定支架5的顶部固定有安装板，安装板垂直于焊机台，直线导轨固定在安装板上，上料基座8的滑动通过皮带电机传动实现带动。
45.为了避免母件40输送过程中发生偏移，从而造成子件10焊接位置偏移，生产出不合尺寸的产品，焊接台2和第二输送设备9的两侧均设置有压料限位组件3，压料限位组件3包括固定座和设置在固定座上的两个包胶辊，两个包胶辊互相垂直，与母件40平行的包胶辊用于压平母件40，与母件40垂直且位于母件40外侧的包胶辊用于避免母件40在输送过程中发生偏移。为了保持本发明正常运行，焊接机构、子件输送机构外通过护罩架6设置有保护罩，将子件10焊接在母件40上的过程处于保护罩的覆盖中。
46.本发明中涉及的气缸、电机上均安装有磁性开关，磁性开关和控制器信号连接，控制器电性连接有控制面板17，控制面板17上设置有急停按钮和带灯的启动按钮，作业人员通过控制面板17控制本发明运行即可，大大减少人工，提高生产效率。
47.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。