(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 110039165 A(43)申请公布日 2019.07.23
(21)申请号 201910279377.8(22)申请日 2019.04.09
(71)申请人 常熟市江龙智能科技有限公司
地址 215500 江苏省苏州市常熟市尚湖镇
练南村练南工业园29号
申请人 扬州大学
(72)发明人 孙进 王宁 向勇 张惠民
金惠新 马煜中 丁煜 张洋 (74)专利代理机构 扬州苏中专利事务所(普通
合伙) 32222
代理人 许必元(51)Int.Cl.
B23K 11/11(2006.01)B23K 11/36(2006.01)
权利要求书2页 说明书5页 附图7页
CN 110039165 A(54)发明名称
一种全自动层板点焊生产装置及其应用方法
(57)摘要
本发明涉及一种全自动层板点焊生产装置
送筋装置、加筋及其应用方法，包括层板平移机、
输送机、前机架、前输送带、龙门焊机、抓板装置、后输送带、后机架和层板翻转机。所述层板平移机、前机架、龙门焊机、后机架前后依次连接，前输送带设置在前机架上，前后连接层板平移机和龙门焊机，龙门焊机和后机架依次设置在前机架的后侧，抓板装置设置在龙门焊机的后方，后输送带设置在后机架上，连接抓板装置，层板翻转机设置在后机架的上方，靠近后机架的尾部。将货架层板的生产设备整合在了一个生产线上，提高了生产效率，安全性可靠、节能、解决生产厂用工难问题。
CN 110039165 A
权 利 要 求 书
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1.一种全自动层板点焊生产装置，其特征是，包括顺序相连的层板平移机（1）、前机架（4）、龙门焊机（6）、后机架（9），所述前机架上设有前输送带（5）、送筋装置（2）、加筋输送机（3），所述后机架上设有后输送带（8）、抓板装置（7），所述前输送带的输入端与层板平移机的输出端相连，前输送带的输出端延伸至龙门焊机处；所述加筋输送机中设有输送加筋的传送带（33），该传送带水平垂直于前输送带，并置于前输送带之上；
所述送筋装置包括垂直连接杆（22）、水平连接杆（23）、两活动板（25）、两连接臂（26）、两夹具（27），所述垂直连接杆通过连接板（21）与前机架固定连接，所述垂直连接杆上竖直设有第一丝杠（28），所述第一丝杠与水平连接杆中部螺纹连接；所述水平连接杆垂直于垂直连接杆，所述水平连接杆上水平设有第二丝杠（24），所述第二丝杠与两活动板螺纹连接，两个连接臂一端分别与两活动板相连，另一端分别连接两个夹具，且两个夹具置于加筋输送机中的传送带上方，第二丝杠平行于前输送带的前进方向，并延伸至龙门焊机处；
所述抓板装置包括横板（82）、两个抓手（71）、两个滑板（74）、方管（76）、升降气缸（79）、一对平行而置且水平放置的丝杠模组（78），所述横板水平设有第一导轨（75），两个抓手分别通过第一导轨与横板水平滑动连接；所述方管上竖直设有一对第二导轨（80），所述横板通过第二导轨与方管竖直滑动相连，所述升降气缸固定于方管中部，其输出轴与横板中部相连；一对丝杠模组与后机架固定连接，且丝杠模组的两端分别延伸至龙门焊机、后输送带的输入端，所述方管顶部与一对丝杠模组螺纹连接。
2.根据权利要求1所述的一种全自动层板点焊生产装置，其特征是，所述送筋装置中，所述第一丝杠、第二丝杠分别设有驱动电机一（29）、驱动电机二。
3.根据权利要求2所述的一种全自动层板点焊生产装置，其特征是，所述夹具为磁性夹具，该夹具处设有感应器（30）。
4.根据权利要求1所述的一种全自动层板点焊生产装置，其特征是，所述加筋输送机中，所述传送带设有驱动电机三（31），并通过底座（32）与前机架相连。
5.根据权利要求1所述的一种全自动层板点焊生产装置，其特征是，所述抓板装置中，所述抓手为L型板，该L型板的内侧壁朝向层板，且其内侧壁设有夹紧气缸（72），该夹紧气缸的输出轴朝向L型板的竖直部，并与竖直部配合夹紧层板。
6.根据权利要求5所述的一种全自动层板点焊生产装置，其特征是，所述抓板装置中，所述丝杠模组设有驱动电机四。
7.根据权利要求1所述的一种全自动层板点焊生产装置，其特征是，所述后输送带的输出端设有层板翻转机（10）。
8.根据权利要求7所述的一种全自动层板点焊生产装置，其特征是，该层板翻转机包括升降机构、夹紧机构、翻转机构；所述后输送带的输出端设有感应开关（91），后输送带的输出端两旁分别设有机架（92），两旁的机架上分别设置升降机构、夹紧机构、翻转机构；
每个升降机构包括伺服电机（93）、与伺服电机输出轴相连的丝杆（94），每个夹紧机构包括压紧气缸（101）、气缸架（95）、导轨滑台（96），每个翻转机构包括翻转气缸（97）、与翻转气缸输出轴相连的齿条（98）、与齿条啮合连接的齿轮（99）、安装于齿轮中心孔的转轴（100）；
所述丝杆朝上，其端部连接气缸架，所述压紧气缸安装于气缸架，两压紧气缸相对设置，所述导轨滑台与对应的压紧气缸输出轴相连，并与气缸架水平滑动连接；所述翻转气缸
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权 利 要 求 书
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置于导轨滑台上，所述翻转气缸的输出轴垂直于所述压紧气缸的输出轴，且翻转气缸的输出轴与后输送带的运动方向一致；所述转轴的端部安装有夹子（102），后输送带两旁的两个夹子相对设置并相互配合夹紧于层板（103）两侧边。
9.根据权利要求8所述的一种全自动层板点焊生产装置，其特征是，所述气缸架为L型结构，气缸架的竖直段与丝杆相连，气缸架的水平段用于安装导轨滑台、压紧气缸。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的一种全自动层板点焊生产装置的应用方法，其特征是，包括以下步骤：
1）层板平移机（1）将层板从纵方向经前输送带（5），送至龙门焊机（6）的加工工位，加筋输送机（3）从前机架（4）的横方向送至前机架的相应工位；在感应器（30）作用下，送筋装置（2）开始动作，第一丝杠可调节磁性夹具的上下位置，利用磁性夹具夹持筋，然后利用第二丝杠，使磁性夹具前进，最终夹持加筋送至龙门焊机的加工工位，启动龙门焊机进行加筋与层板的焊接工作；
2）龙门焊机（6）完成焊接工作后，抓板装置（7）中，在升降气缸（79）作用下，让抓手下降至龙门焊机加工工位，驱动夹紧气缸（72），使夹紧气缸输出轴与抓手（71）配合，抓紧层板，通过升级气缸上升抓手；在丝杠模组的作用下，将夹持层板成品的抓手传送至后输送带（8）上；
3）第一块层板由后输送带送至翻转位置，感应开关（91）识别到该层板后，通过控制器控制后输送带的驱动电机，使后输送带暂停，压紧气缸（101）工作，迫使两导轨滑台（96）向该层板逼近，利用两夹子（102）将第一块层板夹紧；然后伺服电机（93）工作，通过丝杆（94）驱动气缸架（95），将第一块层板升起；
后传输带继续工作，第一块层板升至顶部后翻转气缸（97）工作，推动齿条（98）带动齿轮（99）和转轴（100）旋转，将第一块层板翻转180°，翻转完成后，停留在顶部；待后传输带输送第二块层板至翻转位置时，感应开关识别到第二块层板，伺服电机（93）工作，将第一块层板下降至所需位置，然后夹紧气缸工作，松开第一块层板，第一块层板落在第二块层板上，由此实现层板的翻转叠加的工作；叠好的两块层板再由后面的机械手取走，进行码垛；此工作循环往复，可已完成流水线作业，提高生产效率。
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说 明 书
一种全自动层板点焊生产装置及其应用方法
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技术领域
[0001]本发明涉及一种焊接生产设备，更具体的说是涉及一种全自动层板点焊生产装置及其应用方法。
背景技术
[0002]目前，在货架层板生产线设备中，为了实现层板与筋连接的点焊，多使用固定式点焊机，采用手动方式，配以简单固定夹紧工具实现。生产效率低，劳动强度大，且产品的质量不能严格保证，整个生产方式较为粗犷。
[0003]在使用点焊机器人的自动生产线上，机器人抓取工件并将其传送到点焊工步，这个过程中，经常出现工件没有正确固定、待点焊的部件缺失和夹入了异物等问题，为解决上述问题，授权公告号CN 203184825 U的中国专利公开了一种全自动点焊生产线，旋转夹具对工件能够进行初定位，抓取夹具能进行终定位，二者配合，保证点焊工作的正常进行 ；初始定位销和压紧气缸能固定工件；该设计提供全自动生产线加工出来的工件精度高、能保证螺母、螺检的垂直度和同心度等技术要求、焊接速度快、尺寸一致性好，有效降低了人力、物力和工位面积，但是该装置只能适用于体积较小的零件焊接，不适用于体积较大的层板焊接。在一些板材较大的导板电焊过程中，往往需要很长的机械手臂进行电焊，机械手臂伸展越长，其本身的就会越难控制，精度也会越低，这样就会造成很大程度上的不准确。针对上述问题，授权公告号CN 206869340 U的中国专利公开了一种导板点焊生产线，包括两条运输轨道、焊接机械手，焊接机械手底部设置有第一转动汽缸，第一运输轨道和第二运输轨道上方设置有切换机构，切换机构包括转动电机、环形轨道，转动电机输出端设置有主齿轮，主齿轮上啮合有从动齿轮，主齿轮上还设置有从动杆，从动杆两端转动连接有连接杆，连接杆两端设置有滚轮，滚轮滚动连接至环形轨道上，连接杆上还设置有伸缩汽缸，伸缩汽缸上设置有真空发生器，真空发生器上连接有真空吸盘，从动齿轮上设置有拨板，环形轨道上设置有缺口，缺口处设置有凹陷槽，滚轮滚动至缺口时，滚轮被拨板拨入到凹陷槽中。这样就不需要伸展机械手臂，使得整体焊接位置更加准确。同时该装置针对具有两边缘折起的层板点焊接不具有适用性，如何定位夹紧还需进一步优化。发明内容
[0004]本发明的目的是为了解决现有层板点焊技术中存在的问题，而提出的一种全自动层板点焊生产装置及其应用方法，本发明可以克服手工点焊带来的各种问题，提高生产效率，从而满足中小型企业对层板点焊生产线的需求。[0005]为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种全自动层板点焊生产装置及其应用方法，其特征是，包括顺序相连的层板平移机、前机架、龙门焊机、后机架，所述前机架上设有前输送带、送筋装置、加筋输送机，所述后机架上设有后输送带、抓板装置，所述前输送带的输入端与层板平移机的输出端相连，前输送带的输出端延伸至龙门焊机处；所述加筋输送机中设有输送加筋的传送带，该传送带水平
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说 明 书
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垂直于前输送带，并置于前输送带之上；
所述送筋装置包括垂直连接杆、水平连接杆、两活动板、两连接臂、两夹具，所述垂直连接杆通过连接板与前机架固定连接，所述垂直连接杆上竖直设有第一丝杠，所述第一丝杠与水平连接杆中部螺纹连接；所述水平连接杆垂直于垂直连接杆，所述水平连接杆上水平设有第二丝杠，所述第二丝杠与两活动板螺纹连接，两个连接臂一端分别与两活动板相连，另一端分别连接两个夹具，且两个夹具置于加筋输送机中的传送带上方，第二丝杠平行于前输送带的前进方向，并延伸至龙门焊机处；
所述抓板装置包括横板、两个抓手、两个滑板、方管、升降气缸、一对平行而置且水平放置的丝杠模组，所述横板水平设有第一导轨，两个抓手分别通过第一导轨与横板水平滑动连接；所述方管上竖直设有一对第二导轨，所述横板通过第二导轨与方管竖直滑动相连，所述升降气缸固定于方管中部，其输出轴与横板中部相连；一对丝杠模组与后机架固定连接，且丝杠模组的两端分别延伸至龙门焊机、后输送带的输入端，所述方管顶部与一对丝杠模组螺纹连接。
[0006]优选地，所述送筋装置中，所述第一丝杠、第二丝杠分别设有驱动电机一、驱动电机二。
[0007]优选地，所述夹具为磁性夹具，该夹具处设有感应器。[0008]优选地，所述加筋输送机中，所述传送带设有驱动电机三，并通过底座与前机架相连。
[0009]优选地，所述抓板装置中，所述抓手为L型板，该L型板的内侧壁朝向层板，且其内侧壁设有夹紧气缸，该夹紧气缸的输出轴朝向L型板的竖直部，并与竖直部配合夹紧层板。[0010]优选地，所述抓板装置中，所述丝杠模组设有驱动电机四。[0011]优选地，所述后输送带的输出端设有层板翻转机。[0012]优选地，该层板翻转机包括升降机构、夹紧机构、翻转机构；所述后输送带的输出端设有感应开关，后输送带的输出端两旁分别设有机架，两旁的机架上分别设置升降机构、夹紧机构、翻转机构；
每个升降机构包括伺服电机、与伺服电机输出轴相连的丝杆，每个夹紧机构包括压紧气缸、气缸架、导轨滑台，每个翻转机构包括翻转气缸、与翻转气缸输出轴相连的齿条、与齿条啮合连接的齿轮、安装于齿轮中心孔的转轴；
所述丝杆朝上，其端部连接气缸架，所述压紧气缸安装于气缸架，两压紧气缸相对设置，所述导轨滑台与对应的压紧气缸输出轴相连，并与气缸架水平滑动连接；所述翻转气缸置于导轨滑台上，所述翻转气缸的输出轴垂直于所述压紧气缸的输出轴，且翻转气缸的输出轴与后输送带的运动方向一致；所述转轴的端部安装有夹子，后输送带两旁的两个夹子相对设置并相互配合夹紧于层板两侧边。[0013]优选地，所述气缸架为L型结构，气缸架的竖直段与丝杆相连，气缸架的水平段用于安装导轨滑台、压紧气缸。
[0014]上述一种全自动层板点焊生产装置的应用方法，其特征是，包括以下步骤：
1）层板平移机将层板从纵方向经前输送带，送至龙门焊机的加工工位，加筋输送机从前机架的横方向送至前机架的相应工位；在感应器作用下，送筋装置开始动作，第一丝杠可调节磁性夹具的上下位置，利用磁性夹具夹持筋，然后利用第二丝杠，使磁性夹具前进，最
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终夹持加筋送至龙门焊机的加工工位，启动龙门焊机进行加筋与层板的焊接工作；
2）龙门焊机完成焊接工作后，抓板装置中，在升降气缸作用下，让抓手下降至龙门焊机加工工位，驱动夹紧气缸，使夹紧气缸输出轴与抓手配合，抓紧层板，通过升级气缸上升抓手；在丝杠模组的作用下，将夹持层板成品的抓手传送至后输送带上；
3）第一块层板由后输送带送至翻转位置，感应开关识别到该层板后，通过控制器控制后输送带的驱动电机，使后输送带暂停，压紧气缸工作，迫使两导轨滑台向该层板逼近，利用两夹子将第一块层板夹紧；然后伺服电机工作，通过丝杆驱动气缸架，将第一块层板升起；
后传输带继续工作，第一块层板升至顶部后翻转气缸工作，推动齿条带动齿轮和转轴旋转，将第一块层板翻转180°，翻转完成后，停留在顶部；待后传输带输送第二块层板至翻转位置时，感应开关识别到第二块层板，伺服电机工作，将第一块层板下降至所需位置，然后夹紧气缸工作，松开第一块层板，第一块层板落在第二块层板上，由此实现层板的翻转叠加的工作；叠好的两块层板再由后面的机械手取走，进行码垛；此工作循环往复，可已完成流水线作业，提高生产效率。[0015]与现有技术相比，本发明有益效果是：
1.将货架层板的生产设备整合在了一个生产线上，提高了生产效率，安全性可靠、节能、解决生产厂用工难问题。
[0016]2.采用加筋输送机和送筋装置的组合，可避免传统人工手持加筋操作，送筋装置自动进行送筋操作，可保证机器的连续运转，降低功耗；层板平移机（传输机构）自动输送原料进入点焊机工位，与加筋操作相配合，共同完成层板点焊准备工作，点焊机每次完成点焊操作，抓板装置自行完成后续操作，提升层板放入后输送带，再进行翻转机的自行整理，可便于存储与管理。
附图说明
[0017]图1为一种全自动层板点焊生产装置的示意图；
图2为本发明送筋装置结构图；图3为本发明抓板装置结构图；
图4为本发明送筋装置与加筋输送机位置关系图；图5为本发明层板翻转机结构图；
图6为本发明层板翻转机中夹紧机构局部放大图；图7为本发明层板翻转机中翻转机构侧视图；图中：1层板平移机、2 送筋装置、3 加筋输送机、4 前机架、5 前输送带、6 龙门焊机、7 抓板装置、8 后输送带、9 后机架、10 层板翻转机、21 连接板、22 垂直连接杆、23 水平连接杆、24 第二丝杠、25 活动板、26 连接臂、27 磁性夹具、28第一丝杠、29驱动电机一、30感应器、31驱动电机三、32底座、33传送带、71 抓手、72 夹紧气缸、73 第一垫块、74 滑板、75 第一导轨、76 方管、77 滑块、78 丝杠模组、79 升降气缸、80 第二导轨、81 第二垫块、82 横板、91感应开关、92机架、93伺服电机、94丝杆、95气缸架、96导轨滑台、97翻转气缸、98齿条、99齿轮、100转轴、101压紧气缸、102夹子、103层板。
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具体实施方式
[0018]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行描述。[0019]如图1、4所示，一种全自动层板点焊生产装置，包括层板平移机1、送筋装置2、加筋输送机3、前机架4、前输送带5、龙门焊机6、抓板装置7、后输送带8、后机架9和层板翻转机10。层板平移机、前机架、龙门焊机、后机架依次连接，前输送带设置在前机架上，连接层板平移机和龙门焊机，加筋输送机设置在前机架的一侧，与前机架的上方连接，送筋装置设置在加筋输送机的上方，龙门焊机和后机架依次设置在前机架的后侧，抓板装置设置在龙门焊机的后方，后输送带设置在后机架上，连接抓板装置，层板翻转机设置在后机架的上方，靠近后机架的尾部。[0020]加筋输送机3与前输送带5垂直分布设置，利于筋与层板从两个不同方向上料，简化上料设计，加筋输送机3与前机架4的上方连接，送筋装置2设置在加筋输送机3的上方，在加筋输送机3将筋输送到相应工位时，送筋装置2可抓取筋输送到龙门焊机6上，龙门焊机6和后机架9依次设置在前机架4的后侧，抓板装置7设置在龙门焊机6的后方，后输送带8设置在后机架9上，连接抓板装置7，可便于点焊完成的成品由抓板装置抓放在后输送带8上，层板翻转机10设置在后机架9的上方，靠近后机架9的尾部，层板翻转机10对后输送带8上的成品进行夹持、翻转，完成存储整理。[0021]如图2所示，送筋装置包括连接板21、垂直连接杆22、水平连接杆23、第二丝杠24、活动板25、连接臂26、磁性夹具27、第一丝杠28、驱动电机一29、感应器30。垂直连接杆22竖直连接在连接板21的一侧，垂直连接杆22的末端连接水平连接杆23，水平连接杆23上水平设置第二丝杠24，与第二丝杠24配合的是两组活动板25，活动板25上连接臂26，连接臂26上固定连接磁性夹具27。[0022]加筋输送机3经传送带33运送来的筋到达工位后，送筋装置2在模组的滚珠丝杠28在电机29驱动下，向下转动，降低到相应工位，活动板25来驱动连接的手臂26靠近筋，磁性夹具27里的感应器30受到信号时，磁性吸盘吸附筋，对筋进行精确定位，此时模组向上运动，活动板25在第二丝杠24上纵向运动，将筋输送到龙门焊机6上。[0023]抓板装置包括抓手71、夹紧气缸72、第一垫块、滑板、第一导轨、方管、滑块、丝杠模组、升降气缸、第二导轨、第二垫块和横板。一组滑块分别螺纹连接在方管的两端，滑块与滚珠丝杠模组相配合，升降气缸设置在方管的中部，气缸的伸出端连接在横板的上端面，横板的背部通过第二导轨与第二垫块连接，第二垫块竖直连接在方管上，横板的前端面设置两根第一导轨，导轨上配合连接有一组滑板，滑板的下端面连接有抓手，与抓手配合使用的夹紧气缸相对连接在第一垫块上。[0024]如图3所示，龙门焊机6在完成层板与筋的点焊操作后，转板装置7的抓手71在升降气缸79的作用下，升高工作位置，夹紧气缸72的气动推力下，与抓手71相配合，对层板进行夹紧，横板82上的双滑板74上连接，可对层板进行精确定位。夹紧动作完成后，滚珠丝杆模组78转动，驱动滑块77向后运动，从而夹持层板放置在后输送带8上，可实现点焊后的层板成品的存储整理。
[0025]本发明的工作原理如下：
层板平移机1将层板从纵方向经前输送带5，送至龙门焊机6的相应工位，加筋输送机3从前机架4的横方向送至前机架4的相应工位（如图4所示），在感应器30作用下，送筋装置2
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开始动作，（第一丝杠可调节磁性夹具的上下位置）利用磁性夹具夹持筋，然后利用第二丝杠，使磁性夹具前进，最终夹持筋送至龙门焊机6上，完成了层板点焊的准备工作。[0026]龙门焊机6完成工作后，抓板装置7经过升降气缸79和丝杠模组78动作（在升降气缸作用下，让抓手下降至龙门焊机相应工位，下降抓手，驱动夹紧气缸，使夹紧气缸输出轴与抓手配合，抓紧层板，上升抓手），在丝杠模组的作用下将层板成品送至后输送带8上，后输送带8的末端设置的层板翻转机10可对输送带上的层板进行整理和储存。[0027]第一块层板由后输送带送至翻转位置，感应开关识别到层板后，通过控制器（可选用单片机）使后输送带暂停，压紧气缸工作，迫使两导轨滑台向层板逼近，利用两夹子将第一块层板夹紧；然后伺服电机工作，通过丝杆驱动气缸架，将第一块层板升起；传输带继续工作，第一块层板升至顶部后翻转气缸工作，推动齿条带动齿轮和转轴旋转，将第一块层板翻转180°，翻转完成后，停留在顶部；待传输带输送第二块层板至翻转位置时，感应开关识别到第二块层板，伺服电机工作，将第一块层板下降至一定位置，然后夹紧气缸工作，松开第一块层板，第一块层板落在第二块层板上，由此实现层板的翻转叠加的工作。叠好的两块层板再由后面的机械手取走，进行智能码垛，此工作循环往复，可已完成流水线作业，提高生产效率。
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