一种锥斗的自动焊接设备的制作方法

本发明涉及自动焊接设备领域，具体是涉及一种锥斗的自动焊接设备。

背景技术：

近20年来，随着数字化，自动化，计算机，机械设计技术的发展，以及对焊接质量的高度重视，自动焊接已发展成为一种先进的制造技术，自动焊接设备在各工业的应用中所发挥的作用越来越大，应用范围正在迅速扩大。在现代工业生产中，焊接生产过程的机械化和自动化是焊接机构制造工业现代化发展的必然趋势。

在工业产品中，锥斗的应用极其广泛，而锥斗的顶部一般需要焊接一个圆柱状的桶身方可使用，在对锥斗与桶身进行焊接的过程中，而由于锥斗的形状特殊，需要设计一种能够对锥斗进行快速轴向定位并固定的焊接设备。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，提供一种锥斗的自动焊接设备，解决了锥斗焊接过程中的轴向快速定位及自动焊接的问题。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：

一种锥斗的自动焊接设备，包括锥斗传送带、桶身传送带、成品传送带、第一龙门移料架、第二龙门移料架、焊接机器人、平移机构以及载具组件，锥斗传送带和桶身传送带分别设置于第一龙门移料架的两侧，锥斗传送带和桶身传送带的末端均位于第一龙门移料架的两端正下方，载具组件位于第一龙门移料架的中部正下方，第二龙门移料架设置于第一龙门移料架的中部一侧，并且第二龙门移料架垂直于第一龙门移料架，平移机构设置于载具组件的底部用于将载具组件从第一龙门移料架的下方移动至第二龙门移料架的下方，成品传送带位于第二龙门移料架的下方，焊接机器人位于载具组件的旁侧，载具组件上设置有用于撑紧锥斗的撑紧定位机构。

优选的，载具组件包括转台、支撑架和圆形托板，支撑架由环形支撑圈、圆形底板和四个支撑柱组成，圆形底板呈水平状态设置，环形支撑圈呈水平状态设置于圆形底板的正上方，圆形底板和环形支撑圈二者共轴线设置，四个支撑柱均呈竖直状态设置并且位于环形支撑圈和圆形底板之间，四个支撑柱沿圆形底板的圆周方向均匀分布，每个支撑柱的上下端均分别固定连接圆形底板和环形支撑圈，圆形托板呈水平设置于环形支撑圈与圆形底板之间，四个支撑柱均穿过圆形托板，每个支撑柱的下半部均套设有用于向上支撑圆形托板的弹簧，圆形底板的底部通过四个支撑脚与转台固定连接，环形支撑圈上沿圆周方向均匀社会自由若干个用于检测锥斗就位的接近传感器，撑紧定位机构设置于圆形托板的中心处。

优选的，撑紧定位机构包括定位柱、圆形铰接盘、第一电机、螺纹杆以及四组均匀分布于定位柱外壁上的连杆定位机构，定位柱呈竖直状态同轴且固定设置于圆形托板的顶部中心处，圆形铰接盘同轴设置于定位柱的上方，第一电机通过一个电机支架呈竖直状态固定设置于圆形托板的底部，螺纹杆呈竖直状态设置并且其向上依次穿过定位柱和圆形铰接盘，圆形铰接盘与螺纹杆之间螺纹配合，第一电机的输出轴通过联轴器与螺纹杆的下端固定连接，定位柱的外壁上开设有四个沿圆周方向均匀分布且用于容纳对应的连杆定位机构的条形容纳槽。

优选的，每组连杆定位机构均包括第一连杆、第二连杆和防滑胶轮，第一连杆的一端与圆形铰接盘的外缘铰接，第二连杆的一端与条形容纳槽的下端铰接，第一连杆和第二连杆相互靠近的一端同时与防滑胶轮轴接，第二连杆的铰接点与定位柱轴线之间的距离小于第一连杆的铰接点与定位柱轴线之间的距离。

优选的，第一龙门移料架包括龙门架、第二电机、第一齿条、吊台、升降器、水平支撑板和四个手指气缸，龙门架上端底部固定且间隔设置有两个用于吊台连接的吊轨，第一齿条固定设置于龙门架的顶部，第一齿条与吊轨平行，第二电机固定设置于吊台的顶部，第二电机的输出轴上固定连接有第一齿轮，第一齿轮与第一齿条啮合，升降器固定设置于吊台的底部，水平支撑板位于升降器的下方，升降气缸的输出端通过钢绳和挂钩与水平升降板的顶部相连，水平升降板的顶部两端均固定设置有竖直的导向杆，导向杆向上穿过吊台，四个手机气缸均固定设置于水平支撑板的底部，四个手指气缸沿圆周方向均匀分布，且该圆周的大小与桶身的圆周大小一致，第二龙门移料架与第一龙门移料架的结构相同。

优选的，平移机构包括底座、第二齿条、第三电机、两个直线滑轨和两个滑台，两个直线滑轨呈水平且间隔设置于底座的一侧顶部，两个滑台均分别与两个直线滑轨滑动相连，第三电机固定设置于其中一个滑台的顶部，第三电机的输出轴固定连接有一个第二齿轮，第二齿轮与第二齿条啮合，底座上还固定设置于两个间隔的限位滑轨，载具组件滑动设置于两个限位滑轨上，两个滑台均与载具组件的底部一侧固定连接。

优选的，锥斗传送带包括两个平行设置的第一辊轴传送带，两个第一辊轴传送均呈水平设置，两个第一辊轴传送带呈v型设置。

优选的，桶身传送带包括第二辊轴传送带和护栏，第二辊轴传送带呈水平状态设置，护栏固定设置于第二辊轴传送带的顶部，成品传送带与桶身传送带结构相同并且其上设置有若干个用于搭载成品的料架。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：本发明锥斗和桶身进行逐一上料，通过专用的载具对锥头进行支撑的同时对其进行轴向定位，以便焊接机器人对二者进行焊接的时候，锥斗不会发生倾斜，从而实现锥斗与桶身的自动焊接过程。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图一。

图2为本发明的立体结构示意图二。

图3为本发明的局部立体结构示意图。

图4为本发明的第二龙门移料架的立体结构示意图一。

图5为图4中的a处结构放大示意图。

图6为图4中的b处结构放大示意图。

图7为本发明的第二龙门移料架的立体结构示意图二。

图8为本发明的载具组件和平移机构的立体结构示意图。

图9为图8中的c处结构放大示意图。

图10为本发明的载具组件的立体结构示意图。

图11为本发明的载具组件的平面剖视图。

图12为图11中的d处结构放大示意图。

附图说明：1-锥斗；2-桶身；3-锥斗传送带；4-桶身传送带；5-成品传送带；6-第一龙门移料架；7-第二龙门移料架；8-焊接机器人；9-平移机构；10-载具组件；11-转台；12-圆形托板；13-环形支撑圈；14-圆形底板；15-支撑柱；16-弹簧；17-支撑脚；18-接近传感器；19-定位柱；20-圆形铰接盘；21-第一电机；22-螺纹杆；23-电机支架；24-联轴器；25-条形容纳槽；26-第一连杆；27-第二连杆；28-防滑胶轮；29-龙门架；30-第二电机；31-第一齿条；32-吊台；33-升降器；34-水平支撑板；35-手指气缸；36-第一齿轮；37-钢绳；38-挂钩；39-导向杆；40-底座；41-第二齿条；42-第三电机；43-直线滑轨；44-滑台；45-第二齿轮；46-限位滑轨；47-料架。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

参照图1至图12所示的一种锥斗的自动焊接设备，包括锥斗传送带3、桶身传送带4、成品传送带5、第一龙门移料架6、第二龙门移料架7、焊接机器人8、平移机构9以及载具组件10，锥斗传送带3和桶身传送带4分别设置于第一龙门移料架6的两侧，锥斗传送带3和桶身传送带4的末端均位于第一龙门移料架6的两端正下方，载具组件10位于第一龙门移料架6的中部正下方，第二龙门移料架7设置于第一龙门移料架6的中部一侧，并且第二龙门移料架7垂直于第一龙门移料架6，平移机构9设置于载具组件10的底部用于将载具组件10从第一龙门移料架6的下方移动至第二龙门移料架7的下方，成品传送带5位于第二龙门移料架7的下方，焊接机器人8位于载具组件10的旁侧，载具组件10上设置有用于撑紧锥斗1的撑紧定位机构。锥斗传送带3用于逐一输送锥斗1至第一龙门移料架6的下方，桶身传送带4用于将桶身2逐一传送至第一龙门移料架6的正下方，通过第一龙门移料架6先将锥斗1移动并放在载具组件10上，通过载具组件10上的撑紧定位机构对锥斗1进行撑紧固定，接着第一龙门移料架6再去将桶身2移动至锥斗1的顶部，接着通过焊接机器人8完成桶身2与锥斗1之间的焊接，接着平移机构9将载具组件10移动至第二龙门移料架7的正下方，通过第二龙门移料架7将完成焊接的成品移动至料架47上运走。

载具组件10包括转台11、支撑架和圆形托板12，支撑架由环形支撑圈13、圆形底板14和四个支撑柱15组成，圆形底板14呈水平状态设置，环形支撑圈13呈水平状态设置于圆形底板14的正上方，圆形底板14和环形支撑圈13二者共轴线设置，四个支撑柱15均呈竖直状态设置并且位于环形支撑圈13和圆形底板14之间，四个支撑柱15沿圆形底板14的圆周方向均匀分布，每个支撑柱15的上下端均分别固定连接圆形底板14和环形支撑圈13，圆形托板12呈水平设置于环形支撑圈13与圆形底板14之间，四个支撑柱15均穿过圆形托板12，每个支撑柱15的下半部均套设有用于向上支撑圆形托板12的弹簧16，圆形底板14的底部通过四个支撑脚17与转台11固定连接，环形支撑圈13上沿圆周方向均匀社会自由若干个用于检测锥斗1就位的接近传感器18，撑紧定位机构设置于圆形托板12的中心处。锥斗1尖端向下穿过环形支撑圈13并落在圆形托板12上，接着锥头压着圆形托板12下降，圆形压板下降从下压四个支撑柱15上的弹簧16，直至锥斗1的外壁与环形支撑圈13接触为止，此过程中圆形托板12中心处的撑紧定位机构向上伸入锥斗1的内侧对锥斗1进行轴向定位。当第一龙门移料架6将桶身2置于锥斗1的顶部后，焊接机器人8开始焊接。当焊接完成成品被移走后，弹簧16重新向上将圆形托板12向上顶起复位等待下一个锥斗1的放入。

撑紧定位机构包括定位柱19、圆形铰接盘20、第一电机21、螺纹杆22以及四组均匀分布于定位柱19外壁上的连杆定位机构，定位柱19呈竖直状态同轴且固定设置于圆形托板12的顶部中心处，圆形铰接盘20同轴设置于定位柱19的上方，第一电机21通过一个电机支架23呈竖直状态固定设置于圆形托板12的底部，螺纹杆22呈竖直状态设置并且其向上依次穿过定位柱19和圆形铰接盘20，圆形铰接盘20与螺纹杆22之间螺纹配合，第一电机21的输出轴通过联轴器24与螺纹杆22的下端固定连接，定位柱19的外壁上开设有四个沿圆周方向均匀分布且用于容纳对应的连杆定位机构的条形容纳槽25。撑紧定位机构向上伸入锥斗1后，第一电机21带动螺纹杆22旋转，从而使与螺纹杆22配合的圆形铰接盘20下降，在圆形铰接盘20下降的过程中，带动四个连杆定位机构对锥头的内壁撑紧并进行定位。联轴器24用于保证第一电机21与螺纹杆22之间牢固的进行连接，使第一电机21能够带动螺纹杆22进行旋转。

每组连杆定位机构均包括第一连杆26、第二连杆27和防滑胶轮28，第一连杆26的一端与圆形铰接盘20的外缘铰接，第二连杆27的一端与条形容纳槽25的下端铰接，第一连杆26和第二连杆27相互靠近的一端同时与防滑胶轮28轴接，第二连杆27的铰接点与定位柱19轴线之间的距离小于第一连杆26的铰接点与定位柱19轴线之间的距离。螺纹杆22旋转带动圆形铰接盘20下降的过程中，圆形铰接盘20带动第一连杆26的上端一同下降，因此随着第一连杆26上端的下移，会使第一连杆26的下端与第二连杆27的上端一同将防滑胶轮28从条形容纳槽25中向外推出，直至四个防滑胶轮28共同向外接触并抵紧锥斗1的内壁，从而完成锥斗1的轴向定位和固定。

第一龙门移料架6包括龙门架29、第二电机30、第一齿条31、吊台32、升降器33、水平支撑板34和四个手指气缸35，龙门架29上端底部固定且间隔设置有两个用于吊台32连接的吊轨，第一齿条31固定设置于龙门架29的顶部，第一齿条31与吊轨平行，第二电机30固定设置于吊台32的顶部，第二电机30的输出轴上固定连接有第一齿轮36，第一齿轮36与第一齿条31啮合，升降器33固定设置于吊台32的底部，水平支撑板34位于升降器33的下方，升降气缸的输出端通过钢绳37和挂钩38与水平升降板的顶部相连，水平升降板的顶部两端均固定设置有竖直的导向杆39，导向杆39向上穿过吊台32，四个手机气缸均固定设置于水平支撑板34的底部，四个手指气缸35沿圆周方向均匀分布，且该圆周的大小与桶身2的圆周大小一致，第二龙门移料架7与第一龙门移料架6的结构相同。通过第二电机30带动第一齿轮36在第一齿条31上进行旋转，由于第一齿轮36与第一齿条31啮合，而第二电机30固定设置于吊台32上，因此随着第一齿轮36的旋转会使吊台32在龙门架29顶部沿着吊轨进行平移，从而使水平支撑板34随着吊台32进行横移，通过第二电机30带动吊台32进行移动，使四个手指气缸35能够在锥斗传送带3的末端正上方、桶身传送带4的末端正上方以及载具组件10的正上方进行移动，通过升降器33带动水平支撑板34升降，从而通过水平支撑板34底部沿圆周方向均匀分布的四个手指气缸35同时夹紧桶身2或者锥头的顶端从而完成夹紧，再通过升降器33带动水平支撑板34上升，从而将锥斗1从锥斗传送带3上提起、将桶身2从桶身传送带4上提起以及将焊接好的成品从载具组件10上提起。导向杆39用于保证水平支撑板34只能够沿着是竖直方向进行移动。当桶身2置于锥头上进行焊接的过程中，焊接机器人8首先先对桶身2与锥头的接缝处进行点焊，使二者初步固定后，四个手指气缸35松开，从而使转台11能够带着锥头与桶身2进行旋转，并在旋转的过程中通过焊接机器人8对桶身2与锥头的接缝处进行环焊，焊接完成后，手指气缸35重新夹紧桶身2即可将成品提起。

平移机构9包括底座40、第二齿条41、第三电机42、两个直线滑轨43和两个滑台44，两个直线滑轨43呈水平且间隔设置于底座40的一侧顶部，两个滑台44均分别与两个直线滑轨43滑动相连，第三电机42固定设置于其中一个滑台44的顶部，第三电机42的输出轴固定连接有一个第二齿轮45，第二齿轮45与第二齿条41啮合，底座40上还固定设置于两个间隔的限位滑轨46，载具组件10滑动设置于两个限位滑轨46上，两个滑台44均与载具组件10的底部一侧固定连接。当桶身2与锥头完成环焊后，第三电机42带动第二齿轮45旋转，通过第二齿轮45在第二齿条41上的旋转，使滑台44在两个直线滑轨43上进行平移，而两个滑台44又与载具组件10固定连接，因此随着第三电机42的旋转会带动载具组件10在限位滑轨46上横向移动，从而使载具组件10移动至第二龙门移料架7的底部进行以供成品被取走。

锥斗传送带3包括两个平行设置的第一辊轴传送带，两个第一辊轴传送均呈水平设置，两个第一辊轴传送带呈v型设置。通过两个呈v型设置的第一辊轴传送带来带动截面同样为v型的锥头进行前进，两个第一辊轴传送带的末端共同设置有一个以截停锥头，从而使该锥斗1等待第一龙门移料架6的拾取。

桶身传送带4包括第二辊轴传送带和护栏，第二辊轴传送带呈水平状态设置，护栏固定设置于第二辊轴传送带的顶部，成品传送带5与桶身传送带4结构相同并且其上设置有若干个用于搭载成品的料架47。通过第二辊轴传送带对桶身2或者料架47进行输送，通过护栏来防止桶身2从第二辊轴传送带的两侧滑落，成品传送带5上的料架47用于搭载已经完成焊接的成品，料架47形状与载具组件10的支撑架形状相仿。

工作原理：锥斗传送带3用于逐一输送锥斗1至第一龙门移料架6的下方，桶身传送带4用于将桶身2逐一传送至第一龙门移料架6的正下方，通过第二电机30带动第一齿轮36在第一齿条31上进行旋转，由于第一齿轮36与第一齿条31啮合，而第二电机30固定设置于吊台32上，因此随着第一齿轮36的旋转会使吊台32在龙门架29顶部沿着吊轨进行平移，从而使水平支撑板34随着吊台32进行横移，通过第二电机30带动吊台32进行移动，使四个手指气缸35能够在锥斗传送带3的末端正上方进行移动，通过升降器33带动水平支撑板34升降，从而通过水平支撑板34底部沿圆周方向均匀分布的四个手指气缸35同时夹紧桶身2或者锥头的顶端从而完成夹紧，再通过升降器33带动水平支撑板34上升，从而将锥斗1从锥斗传送带3上提起、将桶身2从桶身传送带4上提起以及将焊接好的成品从载具组件10上提起。通过第一龙门移料架6先将锥斗1移动并放在载具组件10上，锥斗1尖端向下穿过环形支撑圈13并落在圆形托板12上，接着锥头压着圆形托板12下降，圆形压板下降从下压四个支撑柱15上的弹簧16，直至锥斗1的外壁与环形支撑圈13接触为止，撑紧定位机构向上伸入锥斗1后，第一电机21带动螺纹杆22旋转，从而使与螺纹杆22配合的圆形铰接盘20下降，在圆形铰接盘20下降的过程中，圆形铰接盘20带动第一连杆26的上端一同下降，因此随着第一连杆26上端的下移，会使第一连杆26的下端与第二连杆27的上端一同将防滑胶轮28从条形容纳槽25中向外推出，直至四个防滑胶轮28共同向外接触并抵紧锥斗1的内壁，从而完成锥斗1的轴向定位和固定。当桶身2置于锥头上进行焊接的过程中，焊接机器人8首先先对桶身2与锥头的接缝处进行点焊，使二者初步固定后，四个手指气缸35松开，从而使转台11能够带着锥头与桶身2进行旋转，并在旋转的过程中通过焊接机器人8对桶身2与锥头的接缝处进行环焊，焊接完成后，第三电机42带动第二齿轮45旋转，通过第二齿轮45在第二齿条41上的旋转，使滑台44在两个直线滑轨43上进行平移，而两个滑台44又与载具组件10固定连接，因此随着第三电机42的旋转会带动载具组件10在限位滑轨46上横向移动，从而使载具组件10移动至第二龙门移料架7的底部进行以供成品被取走。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。