一種線盤自動焊接生產(chǎn)線及其自動焊接方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及焊接加工機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種線盤自動焊接生產(chǎn)線及其自動焊接方法。
【背景技術(shù)】
[0002]線盤是用來纏繞金屬絲或鋼絲繩，即收集線料用的一種工具，其由圓筒軸和兩側(cè)的法蘭盤焊接組成，橫截面為工字形結(jié)構(gòu)，由于其具有強(qiáng)度高、鋼度大和收放線平穩(wěn)度好等特點(diǎn)，而被廣泛應(yīng)用在電線電纜及鋼絲焊絲行業(yè)生產(chǎn)過程中的拉絲、鍍銅、退火、束線、絞制、裝鎧、成纜等工序中。
[0003]在線盤生產(chǎn)加工過程中，焊接工序在線盤零部件的加工中具有比較廣泛的應(yīng)用，其對于線盤的加工成型質(zhì)量和加工效率具有至關(guān)重要的影響。隨著電線電纜及鋼絲焊絲行業(yè)對線盤加工質(zhì)量和加工效率的要求不斷提高，線盤的焊接工序得到了人們的更多關(guān)注。
[0004]目前工廠在線盤加工時，均采用人工對圓筒軸和兩側(cè)的法蘭盤進(jìn)行組合焊接。由于圓筒軸和兩側(cè)法蘭盤的接口屬于圓周形，因此整個焊接過程需要多次調(diào)整位置來對其進(jìn)行沿圓周方向焊接。這種人工對線盤的焊接方式不僅具有勞動強(qiáng)度大、焊接效率低、對焊接工人技術(shù)要求高和自動化程度低等缺點(diǎn)；而且容易導(dǎo)致圓筒軸和法蘭盤之間的焊口不均勻，焊縫形態(tài)適應(yīng)性差，使得線盤的焊接質(zhì)量不穩(wěn)定。同時，由于焊接工作環(huán)境差，很容易造成電焊工燙傷，存在一定的安全隱患。
[0005]因此，現(xiàn)需提供一種高效率、高焊接質(zhì)量和高自動化程度的線盤自動焊接生產(chǎn)線及其自動焊接方法，以提高線盤的成型質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)與不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、焊接速度快和焊接質(zhì)量穩(wěn)定性高的線盤自動焊接生產(chǎn)線，該線盤自動焊接生產(chǎn)線有效避免人工焊接造成焊口焊接不均勻的現(xiàn)象，從而提高線盤焊接的效率、精度和質(zhì)量。本發(fā)明的另一個目的在于提供線盤自動焊接方法，從而代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工焊接工藝，降低勞動強(qiáng)度并提高生產(chǎn)效率，在保證線盤焊接質(zhì)量的同時解決目前焊接行業(yè)自動化程度不高和生產(chǎn)效率低的問題，適用于大規(guī)模生產(chǎn)進(jìn)行線盤的智能制造。
[0007]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):一種線盤自動焊接生產(chǎn)線，用于對線盤焊接加工；其特征在于:包括:
[0008]用于對線盤進(jìn)行分離并傳送的進(jìn)料輸送機(jī)構(gòu)；
[0009]用于對線盤進(jìn)行定位和旋轉(zhuǎn)的壓緊定位機(jī)構(gòu)；
[0010]用于從進(jìn)料輸送機(jī)構(gòu)抓取線盤，將線盤搬運(yùn)放置在壓緊定位機(jī)構(gòu)以進(jìn)行焊接的搬運(yùn)機(jī)械手；
[0011]用于對定位在壓緊定位機(jī)構(gòu)上的線盤進(jìn)行焊接的焊接機(jī)械手；
[0012]用于將線盤進(jìn)行傳送的出料輸送機(jī)構(gòu)；
[0013]以及分別與進(jìn)料輸送機(jī)構(gòu)、壓緊定位機(jī)構(gòu)、搬運(yùn)機(jī)械手和焊接機(jī)械手信號連接的控制機(jī)構(gòu)。
[0014]在上述方案中，通過控制機(jī)構(gòu)對進(jìn)料輸送機(jī)構(gòu)、壓緊定位機(jī)構(gòu)、搬運(yùn)機(jī)械手和焊接機(jī)械手的信號連接，可實(shí)現(xiàn)線盤進(jìn)料輸送時的分隔一一線盤的抓取和搬運(yùn)一一線盤的壓緊定位一一線盤的焊接一一線盤的出料輸送的全自動化過程。相對于通過人工操作對線盤進(jìn)行進(jìn)料、搬運(yùn)固定在工作臺、焊接以及下料等方式導(dǎo)致加工效率低、焊口焊接不均勻?qū)е潞附蛹庸ぞ鹊汀趧訌?qiáng)度大和生產(chǎn)成本高等問題，本發(fā)明采用控制搬運(yùn)機(jī)械手、焊接機(jī)械手和壓緊定位裝置的方式對線盤加工的全過程實(shí)現(xiàn)自動化智能控制，從而大大提高線盤加工的速度、效率和線盤焊接加工的精度、質(zhì)量，并降低生產(chǎn)成本，適用于大規(guī)模生產(chǎn)進(jìn)行線盤的智能制造。
[0015]所述進(jìn)料輸送機(jī)構(gòu)包括傳送線和用于分隔線盤之間的傳送以便于后續(xù)對單個線盤操作的分離裝置；所述傳送線為傾斜設(shè)置的架體，傾斜方向為沿線盤傳送方向逐漸向地面傾斜；所述分離裝置橫跨在傳送線上；所述傳送線為傾斜設(shè)置的架體是指:架體底部沿線盤傳送方向設(shè)置有高度由高到低的基腳，形成架體上的線盤傳送面逐漸向地面傾斜的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明進(jìn)料輸送機(jī)構(gòu)的傳送線為傾斜結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)線盤通過自身重力的有效傳送，使得線盤實(shí)現(xiàn)快速和平穩(wěn)傳送的同時，也無需通過傳動力驅(qū)動結(jié)構(gòu)進(jìn)行傳送，達(dá)到簡化進(jìn)料輸送機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)；也可提高線盤傳送的便利性、穩(wěn)定性和高效性。
[0016]所述分離裝置包括橫跨在傳送線上的基架、設(shè)置在基架上的驅(qū)動裝置一、用于檢測線盤的傳感器以及與驅(qū)動裝置一連接的分隔件；所述傳感器和驅(qū)動裝置一均與控制機(jī)構(gòu)信號連接，實(shí)現(xiàn)通過控制機(jī)構(gòu)控制驅(qū)動裝置一驅(qū)動分隔件的升/降。分離裝置的設(shè)置可分隔線盤之間的傳送以便于后續(xù)對單個線盤操作，也可有效避免在搬運(yùn)機(jī)械手抓取線盤時后續(xù)滾動下來的線盤壓壞搬運(yùn)機(jī)械手的現(xiàn)象。
[0017]所述壓緊定位機(jī)構(gòu)包括用于放置線盤的變位機(jī)、用于壓緊線盤下部的壓緊裝置一和壓緊裝置二 ；所述壓緊裝置一設(shè)置在變位機(jī)上；所述壓緊裝置二設(shè)置在變位機(jī)一側(cè)，并從上方對線盤進(jìn)行壓緊；所述控制機(jī)構(gòu)分別與變位機(jī)、壓緊裝置一和壓緊裝置二信號連接，實(shí)現(xiàn)對放置在變位機(jī)上的線盤進(jìn)行下部和上方同時壓緊定位的控制。本發(fā)明通過在變位機(jī)上設(shè)置壓緊裝置一，在變位機(jī)上方設(shè)置壓緊裝置二的技術(shù)方案，可實(shí)現(xiàn)該壓緊定位機(jī)構(gòu)同時對線盤下部和線盤上方進(jìn)行壓緊，使得線盤固定定位在變位機(jī)上進(jìn)行焊接工序，從而避免焊接過程中線盤移位導(dǎo)致焊接精度低和焊接質(zhì)量差等問題，并有效控制線盤的焊接形變，提高線盤的焊接精度和質(zhì)量。
[0018]所述壓緊裝置一為若干個用于防止線盤脫落的壓緊件一，所述若干個壓緊件一呈周向分布設(shè)置在變位機(jī)的旋轉(zhuǎn)平臺上，并與控制機(jī)構(gòu)信號連接；
[0019]所述壓緊裝置二包括相互連接的立柱和設(shè)置有壓緊件二的支架；所述壓緊裝置二設(shè)置在變位機(jī)一側(cè)，并從上方對工件進(jìn)行壓緊是指:所述立柱設(shè)置在變位機(jī)一側(cè)，支架與立柱連接并位于變位機(jī)上方，壓緊件二對工件進(jìn)行壓緊；所述壓緊件二由穿設(shè)在支架上的驅(qū)動部和與驅(qū)動部連接的壓緊部組成，所述驅(qū)動部與控制機(jī)構(gòu)信號連接，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動壓緊部的下壓/上升。本發(fā)明的壓緊件一為設(shè)置有底座的轉(zhuǎn)角氣缸，并通過緊固件和底座與變位機(jī)的旋轉(zhuǎn)平臺連接。該壓緊件一采用氣動方式實(shí)現(xiàn)90度轉(zhuǎn)角，在焊接過程中對由于變形力量或變位機(jī)旋轉(zhuǎn)發(fā)生脫位的線盤進(jìn)行壓緊，保證線盤能定位在變位機(jī)上進(jìn)行有效加工，從而有效提高線盤的焊接加工精度和焊接加工質(zhì)量。根據(jù)加工的需求，該壓緊件一可為設(shè)置有轉(zhuǎn)角氣缸的壓緊件一，也可采用現(xiàn)有手動的壓緊件一。
[0020]本發(fā)明還包括用于檢測線盤的機(jī)器視覺裝置，所述機(jī)器視覺裝置設(shè)置在壓緊裝置二上并位于變位機(jī)上方，所述機(jī)器視覺裝置包括攝像頭和光源，攝像頭與控制機(jī)構(gòu)信號連接。機(jī)器視覺裝置的設(shè)計能實(shí)現(xiàn)自動對線盤的焊接時間進(jìn)行控制，特別是可判斷線盤焊接的起始點(diǎn)，便于焊接機(jī)械手的配合操作，不僅減少人工作業(yè)強(qiáng)度，而且進(jìn)一步提高線盤的焊接精度和質(zhì)量。
[0021]所述搬運(yùn)機(jī)械手上安裝有用于夾持線盤的夾持裝置；所述夾持裝置包括主架、用于與搬運(yùn)機(jī)械手前端連接的連接座、設(shè)置在主架內(nèi)部的連接裝置、用于驅(qū)動連接裝置運(yùn)動的驅(qū)動裝置二以及夾持手臂；所述連接座設(shè)置在主架上；兩個所述夾持手臂以交叉形式設(shè)置在主架兩側(cè)，且一端均與連接裝置鉸接；所述交叉處設(shè)置在主架上，兩個夾持手臂均與交叉處可轉(zhuǎn)動連接；所述驅(qū)動裝置二與控制機(jī)構(gòu)信號連接，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動連接裝置運(yùn)動以帶動夾持手臂的張合運(yùn)動；兩個所述夾持手臂呈剪刀形結(jié)構(gòu)。
[0022]由于本發(fā)明搬運(yùn)機(jī)械手的夾持裝置中兩個夾持手臂以交叉形式設(shè)置在主架上的結(jié)構(gòu)，并且夾持手臂與連接裝置鉸接，使得驅(qū)動裝置二驅(qū)動連接裝置的運(yùn)動可直接轉(zhuǎn)換為夾持手臂的張合運(yùn)動，這樣不僅可簡化夾持裝置的結(jié)構(gòu)，使得該夾持裝置易于操作和維修，大大降低使用成本；而且可提高夾持裝置的動作靈活性，并增大該裝置的夾持力度，從而實(shí)現(xiàn)對線盤進(jìn)行快速的抓起和平穩(wěn)可靠的夾持，與搬運(yùn)機(jī)械手配合使用實(shí)現(xiàn)大幅度提高生產(chǎn)效率和自動化程度。
[0023]所述連接裝置包括設(shè)置在主架內(nèi)部的中心軸、用于實(shí)現(xiàn)中心軸在主架內(nèi)滑動的滑動輔助部件、與夾持手臂數(shù)量相等的支撐臂以及連接件；所述支撐臂一端與夾持手臂鉸接，另一端與中心軸可轉(zhuǎn)動連接；所述連接件一端與驅(qū)動裝置二連接，另一端與中心軸連接。本發(fā)明的滑動輔助部件包括直線定位軌道和軸承二，兩個直線定位軌道分別設(shè)置在主架上、下側(cè)面，中心軸的兩端均通過軸承二設(shè)置在直線定位軌道上，實(shí)現(xiàn)在驅(qū)動裝置二的驅(qū)動下中心軸往復(fù)滑動。本發(fā)明兩個夾持手臂的夾持力度可通過中心桿的滑動行程設(shè)定，中心桿滑動行程越大，兩個夾持手臂的夾持力度越大。
[0024]一種線盤自動焊接方法，其特征在于:包括依次進(jìn)行的進(jìn)料工序、搬運(yùn)定位工序、焊接工序和出料工序；其中進(jìn)料工