一种贯流风扇叶轮全自动组装机的制作方法

本发明涉及贯流风扇叶轮加工领域,特别是一种贯流风扇叶轮全自动组装机。

背景技术：

目前，贯流风扇叶轮已广泛地应用于空调领域中。现有相关贯流风扇叶轮的组装技术处于人工和半自动化的阶段。贯流风扇叶轮零部件分底盖、风扇叶中节（简称中节）和顶盖共三种，其中每个中节上有按一定间隔排列的并朝旋转方向弯曲的多个叶片，组装时每组叶片都要对插入上一组相应的槽位，且每个组装件与上一个组装件上叶片所需角度是不一样的，所以选取方向对位很关键。在产品组装中，产品的搬动过程的位移对组装精度有一定的影响，如果对位不准，就会造成整个产品的报废。通用的做法就是人工选取方向，进行对位组装焊接，劳动强度大，费时费力，对人员的要求也高，人工组装对产品的品质造成影响也大，报废率高，效率很低下，也不利于大批量的进行生产。另外现有的焊接机的中节和顶盖输送机构结构复杂、生产成本高，导致机器的整体成本昂贵，所以难以满足广大生产厂家的要求。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对上述存在问题和不足，提供一种组装贯流风扇叶轮时无需要人工进行识别放置、人工成本低，组装效率高，且产品品质好的贯流风扇叶轮全自动组装机。

在此基础上，本发明进一步的目的是提供一种结构简单、操作简易、生产成本低，且成品合格率高的贯流风扇叶轮全自动组装机。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明所述贯流风扇叶轮全自动组装机，其特点是包括机台、装置于所述机台上的底盖和顶盖输送机构、中节输送机构及对位组装超声波焊接机构、成品移出机构、工控系统，且所述底盖和顶盖输送机构、中节输送机构中均设有自动对位选取方向装置。

为使本发明在加工方便的同时，又结构简单、可靠，上述底盖和顶盖输送机构中的自动对位选取方向装置包括底盖自动对位选取方向装置，该底盖自动对位选取方向装置包括装置于机台上的供底盖放置选取方向的底盖选位转台、驱动该底盖选位转台转动对位的伺服电机一、用于感应底盖上对位缺口的光纤感应器一，所述光纤感应器一与伺服电机一电连接、并在感应到底盖上对位缺口时将信息传递给伺服电机一而使伺服电机一停止驱动选位转台转动。

为使顶盖在输送焊接时对位更可靠，上述底盖和顶盖输送机构中的自动对位选取方向装置还包括顶盖自动对位选取方向装置。该顶盖自动对位选取方向装置包括装置于机台上的供顶盖放置选取方向的顶盖选位转台、驱动该顶盖选位转台转动对位的伺服电机三、用于感应顶盖选位转台上顶盖的对位缺口的光纤感应器三，所述光纤感应器三与伺服电机三电连接、并在感应到顶盖上对位缺口时将信息传递给伺服电机三而使伺服电机三停止驱动顶盖选位转台转动。

为使中节在输送焊接时对位更可靠，上述中节输送机构包括有中节进料轨道，上述中节输送机构上的自动对位选取方向装置包括装置于机台上并位于上述中节进料轨道和对位组装超声波焊接机构之间的中节选位及角度偏移组件。其中上述中节选位及角度偏移组件的结构可根据需要设计，如可以是由装置于机台上的中节方向选取组件、用于将选取方向后的中节进行角度偏移的角度偏移组件组成。为使本发明结构更简单、操作更简易，上述中节选位及角度偏移组件包括可供中节放置的转柱、驱动所述转柱进行对位转动和偏移角度转动的伺服电机、用于感应中节上对位缺口的光纤感应器二、用于将中节进料轨道上的中节输送至上述转柱上和将角度偏移好的中节输送至对位组装超声波焊接机构的机械手二，所述光纤感应器二与伺服电机电连接、并在感应到转柱上中节对位缺口时将信息传递给伺服电机而使伺服电机进行角度偏移后停止驱动转柱转动。

为使中节输送机构的结构简单、生产成本低，上述中节输送机构包括中节自动上料机、中节进料轨道，所述中节自动上料机包括机架、位于机架上的中节料框、将所述中节料框中的中节成排推送到所述中节进料轨道上的推进装置、及装置于上述中节进料轨道上的与上述推进装置电路连接的无料感应器。上述推进装置包括安装于上述中节料框下方的能将中节料框内的中节成层或成排上顶的顶杆、顶杆上下伺服电机、及装置于上述中节料框上方的刮板、刮板伺服电机和刮板同步带，且上述中节料框与上述中节进料轨道之间设有下料斜板，所述顶杆上下伺服电机驱动顶杆往上顶出中节料框内的一层或一排中节，并将顶出信号传递给刮板伺服电机，由刮板伺服电机通过刮板同步带带动刮板往下料斜板方向刮一排中节、并通过下料斜板输送至中节进料轨道中。

为避免中节输送机构中的不良中节被送到对位组装超声波焊接机构进行焊接而出现不良产品，上述中节进料轨道包括待检中节输送轨道和良品中节输送轨道，且所述两轨道之间设有CCD检测装置。

本发明由于采用在底盖和顶盖输送机构及中节输送机构中均设有自动对位选取方向装置的结构，使本发明在加工焊接贯流风扇叶轮时，可直接在输送零配件的过程中，通过自动对位选取方向装置进行自动对位，无需人工进行识别放置，因此大大降低了人工成本，且组装效率高，产品品质好，有效地解决了现有焊接机在焊接贯流风扇叶轮时需人工对位、工作效率低、报废率高、不利于批量生产等问题。并且由于本发明还采用由中节料框、中节进料轨道、将所述中节料框中的中节成排推送到所述中节进料轨道上的推进装置、及装置于上述中节进料轨道上的与上述推进装置电路连接的无料感应器等组成的自动推进的中节输送机构，可使中节实现一排一排的自动上料，操作简单、生产成本低。

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

附图说明

图1为本发明的一立体结构示意图。

图2为本发明打开机台下部柜门后的结构示意图。

图3为本发明的俯视结构示意图。

具体实施方式

如图1-图3所示，本发明所述贯流风扇叶轮全自动组装机（也可叫全自动超声波焊接机），包括机台1、装置于所述机台1上的底盖和顶盖输送机构2、中节输送机构3及对位组装超声波焊接机构4、成品移出机构9、工控系统8，为提高本发明的焊接效率和便于批量生产，所述底盖和顶盖输送机构2、中节输送机构3中均设有自动对位选取方向装置。本发明在加工焊接贯流风扇叶轮时，可直接在输送零配件（中节、底盖、顶盖）的过程中通过自动对位选取方向装置进行自动对位，无需人工进行识别放置，因此大大降低了人工成本，且组装效率高，产品品质好。为使本发明在加工方便的同时，又结构简单、可靠，上述中节输送机构3包括有中节进料轨道31，上述中节输送机构3中的自动对位选取方向装置包括：装置于机台1上的并位于上述中节进料轨道31和对位组装超声波焊接机构4之间的中节选位及角度偏移组件。其中上述中节选位及角度偏移组件的结构可根据需要设计，如可以是由装置于机台上的中节方向选取组件、用于将选取方向后的中节进行角度偏移的角度偏移组件组成。为使本发明结构更简单、操作更简易、生产成本更低，上述中节选位及角度偏移组件包括可供中节放置的转柱36、驱动所述转柱36进行对位转动和偏移角度转动的伺服电机、用于感应中节上对位缺口的光纤感应器二、用于将中节进料轨道31上的中节7输送至上述转柱36上和将角度偏移好的中节输送至对位组装超声波焊接机构4的机械手二37（也可以是旋臂结构或带夹手的滑轨结构）、机械手驱动装置，所述光纤感应器二与伺服电机电连接、并在感应到转柱36上中节对位缺口时将信息传递给伺服电机而使伺服电机进行角度偏移后停止驱动转柱36转动。即中节选位和角度偏转在同一转柱36上完成，所以结构更简单。

至于上述底盖输送机构和顶盖输送机构的具体结构可根据生产需要来定。上述中节输送机构的具体结构也可根据需要来定，为进一步的简化中节输送机构的整体结构及进一步的降低生产成本，上述中节输送机构3还包括中节自动上料机，所述中节自动上料机包括机架、位于机架上的中节料框32、将所述中节料框32中的中节成排推送到所述中节进料轨道31上的推进装置33、及装置于上述中节进料轨道31上的与上述推进装置33电路连接的无料感应器30。为使其操作更简易，可靠，上述推进装置33包括安装于上述中节料框32下方的能将中节料框32内的中节成层或成排上顶的顶杆331、顶杆上下伺服电机332、及能来回运动地装置于上述中节料框32上方的刮板334、刮板导轨及刮板伺服电机335和刮板同步带337，且上述中节料框32与上述中节进料轨道31之间设有下料斜板338，所述顶杆上下伺服电机332驱动顶杆331往上顶出中节料框32内的一层或一排中节，并将顶出信号传递给刮板伺服电机335，由刮板伺服电机335通过刮板同步带337带动刮板334往下料斜板338方向刮一排中节、并通过下料斜板338输送至中节进料轨道31中。为进一步的加强其结构的可靠性，上述推进装置33还包括顶杆安装板339，多条上述顶杆331安装在顶杆安装板339上，各顶杆331通过与顶杆上下伺服电机332相连的顶杆同步轮333、同步带而实现同步联动。

为避免中节输送机构中的不良中节被送到对位组装超声波焊接机构进行焊接而出现不良产品，上述中节进料轨道31包括待检中节输送轨道311和良品中节输送轨道312，且所述两轨道311、312之间设有CCD检测装置35。上述CCD检测装置35包括CCD光源351、位于CCD光源351下方的检测相机352、装置于机台上的检测伺服电机353及丝杠354和滑轨、与检测伺服电机353电连接的带夹手的夹持气缸356、夹持上下气缸357，所述CCD光源旁边设有不良中节下料口355，所述检测伺服电机353通过丝杠354和滑轨、夹持上下气缸357将夹持气缸356夹持的中节送至检测相机352的检测位置进行检测、并在检测完后分别将不良中节输送至不良中节下料口355和将合格品输送至良品中节输送轨道312。

本发明的中节自动上料流程为：当无料感应器30感应到待检中节输送轨道311流水线无中节料时，由顶杆上下伺服电机332通过同步轮333传动同步带将各顶杆331往上顶出中节料框32里的一层中节产品，并将顶出信号传递给刮板伺服电机335，由刮板伺服电机通过同步带，带动刮板334往前刮一排料至待检中节输送轨道311中。当无料感应器30感应待检中节输送轨道311流水线再次无料时，刮板往前再刮一排，动作重复。当刮板334完成一层中最后一排中节物料时，刮板回到初始位置，并将信号传递给顶杆伺服电机，顶杆伺服电机根据无料感应器及刮板位置信号做出顶出动作。动作重复。当推进装置完成最后的中节物料输送时，两个伺服电机（刮板伺服电机、顶杆伺服电机）回到初始位置，并给工控系统信号，提示中节自动上料机无料报警。

上述中节的CCD检测工作流程：夹持气缸356在待检中节输送轨道311上的待检中节产品（简称产品）上方，通过夹持上下气缸将夹持气缸往下送到产品位置，将信号传递给夹持气缸夹持产品，完成夹持后，夹持气缸将信号传递给夹持上下气缸，夹持上下气缸回到顶点位置后，将信号传递给检测伺服电机，检测伺服电机通过丝杠和滑轨将产品及夹持气缸和上下气缸送至检测相机位置进行检测，如果产品检测不合格，检测伺服电机通过丝杠和滑轨将产品及夹持气缸和上下气缸送至不良品下料槽，夹持气缸打开，产品掉下。如果检测合格，检测伺服电机通过丝杠和滑轨将产品及夹持气缸和上下气缸送至良品中节输送轨道上。动作重复。

为使本发明中底盖和顶盖输送机构在加工方便的同时，又结构简单、可靠，上述底盖和顶盖输送机构2中的自动对位选取方向装置包括底盖自动对位选取方向装置，顶盖自动对位选取方向装置。该底盖自动对位选取方向装置包括装置于机台1上的供底盖5放置选取方向的底盖选位转台21、驱动该底盖选位转台21转动对位的伺服电机一、用于感应底盖选位转台21上底盖5的对位缺口的光纤感应器一22，所述光纤感应器一22与伺服电机一电连接、并在感应到底盖5上对位缺口时将信息传递给伺服电机一而使伺服电机一停止驱动底盖选位转台21转动。上述顶盖自动对位选取方向装置包括装置于机台1上的供顶盖放置选取方向的顶盖选位转台23、驱动该顶盖选位转台23转动对位的伺服电机三、用于感应顶盖选位转台23上顶盖的对位缺口的光纤感应器三27，所述光纤感应器三27与伺服电机三电连接、并在感应到顶盖上对位缺口时将信息传递给伺服电机三而使伺服电机三停止驱动顶盖选位转台23转动。

上述底盖和顶盖输送机构2包括带脱套装置的底盖输送机构24、顶盖输送机构25，上述顶盖输送机构25包括顶盖自动上料机、顶盖输送轨道252、将顶盖输送轨道252中的顶盖输送至自动对位选取方向装置的机械手三250。该顶盖自动上料机包括机架二、位于机架二上的顶盖料框251、将所述顶盖料框251中的顶盖成排推送到所述顶盖输送轨道252上的顶盖推进装置、及装置于上述顶盖输送轨道252上的与上述顶盖推进装置电路连接的顶盖无料感应器253。上述底盖输送机构24包括底盖进料轨道241、用于将底盖进料轨道241上的底盖输送至上述底盖选位转台21上的机械手一242，及将底盖选位转台21和顶盖选位转台23上的底盖、顶盖输送至对位组装超声波焊接机构4的旋臂机械手243。上述脱套装置包括用于夹住底盖上保护胶套的带夹手的夹持气缸一、下拉气缸，所述输送轨道或机台上安装有用于夹住底盖的带夹手的夹持气缸二、带动夹有底盖的夹手上升的升降气缸及向前运动将底盖运送到自动对位选取方向装置的输送气缸。

为使顶盖推进装置结构简单，操作简易，上述顶盖推进装置包括位于上述顶盖料框251下方的能将顶盖料框251内的顶盖成层或成排上顶的顶杆一254、顶杆伺服电机一255、同步轮一256、同步带一及能来回运动地装置于上述顶盖料框251上方的顶盖刮板257、刮板导轨、刮板伺服电机一258和刮板同步带一，且上述顶盖料框251与上述顶盖输送轨道252之间设有顶盖下料斜板259，所述顶杆伺服电机一255通过同步轮一传动同步带一将顶杆一254往上顶出顶盖料框251内的一层或一排顶盖，并将顶出信号传递给刮板伺服电机一258，由刮板伺服电机一258通过同步带一带动顶盖刮板257往顶盖下料斜板259方向刮一排顶盖至顶盖下料斜板259，再通过顶盖下料斜板259输送至顶盖输送轨道252中。上述顶盖的自动上料流程与上述中节自动上料流程一样。

为确保贯流风扇叶轮的各组件在对好位后焊接时不易移位，上述对位组装超声波焊接机构4包括托盘、托盘气缸及用于夹紧位于托盘上底盖的夹紧件、夹紧件驱动装置、用于抱紧插接于底盖上的中节的抱杆、抱杆驱动装置及超声波焊接机41，所述超声波焊接机41的焊接头可在驱动装置的作用下下压进行焊接组装和上升回位。

本发明主要是通过对贯流风扇叶轮的多个零部件依次进行方向选定，搬运、对位，然后进行自动组装，再通过工控系统给焊接机触发信号进行自动焊接。当焊接完成后，成品移出机构将焊接完成产品取出后摆放在成品储框内。

下面结合附图对本发明的工作流程作进一步详细的描述：

贯流风扇叶轮的自动焊接顺序是：一般一个贯流风扇叶轮完整产品是一个底盖，八个中节和一个顶盖。焊接时，先通过机械手一242将底盖进料轨道31上的底盖输送至上述底盖选位转台21上，选位完成后通过旋臂机械手243和旋臂驱动装置，将底盖放入托盘内，托盘气缸上行，夹紧件夹紧固定住底盖，方向确定为原点位，托盘气缸下行进入第一个焊接位。在底盖送料的同时，中节输送机构也通过机械手二37及机械手驱动装置已将中节从中节良品输送轨道传送转柱36进行方向选取和角度偏移。因贯流风扇叶轮上的每个中节组装件与上一个中节组装件所需角度是不一样的，须要每次进行选取偏移。偏移完成后，机械手二37再将中节从转柱36输送到焊接位并与托盘内的底盖对位插入，插入完成后，两旁抱杆在工控系统和抱杆驱动装置的作用下夹死，固定住产品，保证焊接时产品不会歪曲变形，也不会使底盖发生位移，因底盖位移会导致原点发生偏移，所以底盖位是不能有变动的，一有变动对整个后面焊接造成影响，每次保持固定住，焊接头才能下降进行焊接组装。当第一个中节焊接完成，托盘驱动气缸进行下移，进入第二个焊接位，机械手二37将依次从转柱36上抓取第二节搬运到焊接位，动作步骤依此类推，进8次。在焊接的同时，机械手二37会从中节良品输送轨道取料到转柱36，达到节省时间的目的。前面放完底盖后的旋臂机械手243回来抓取顶盖选位转台上已选位后的顶盖，准备进入焊接机构，完成最后一次焊接，一个成品就这样焊接完成。

尽管本发明是参照具体实施例来描述，但这种描述并不意味着对本发明构成限制。参照本发明的描述，所公开的实施例的其他变化，对于本领域技术人员都是可以预料的，这种的变化应属于所属权利要求所限定的范围内。