电机底座焊接拼装用集成焊接装置的制作方法

1.本发明涉及电机底座制造设备技术领域，特别涉及一种电机底座焊接拼装用集成焊接装置。


背景技术：

2.电机底座应用于水泥行业及钢铁行业用大型工业离心风机，其中电机底座在拼装焊接过程中，各零部件比较笨重，需两名工人配合并借助桁吊，分别把各零部件摆放到合适位置，再把底座上的各零件拼装焊接到一起，具体操作是：借助桁吊车，一名工人扶着工件，另一工人用尺子测量工件位置，并用锤子敲打工件，使工件位置符合图纸尺寸要求，操作繁琐，劳动强度大，需2人配合完成，效率低下，存在安全隐患。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于针对现有技术的上述不足和缺陷，提供一种电机底座焊接拼装用集成焊接装置，以解决上述问题。
4.本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
5.电机底座焊接拼装用集成焊接装置，包括：
6.工件拼装平台；
7.三轴桁架程控机械手，所述三轴桁架程控机械手用以将需要焊接的工件夹持到所述工件拼装平台上对应的位置；
8.工件提升机构，所述工件提升机构用以将工件提升至对应的位置；
9.工件对中机构，所述工件对中机构用以将由所述工件提升机构提升上来的工件进行对中；
10.工件递补机构，所述工件递补机构用以放置待拼装的工件以及将位于最靠近工件提升机构的工件送至工件提升机构上，
11.控制装置，所述控制装置与所述三轴桁架程控机械手、工件提升机构、工件对中机构、工件递补机构控制连接；
12.工作时，先将底座底板和底座面板分别放置在所述工件拼装平台上，将其余待拼装工件按拼装顺序依次放置在工件递补机构上，其中最先拼装的工件位于工件提升机构上，接着工件提升机构将位于其上的工件提升至与工件对中机构对应的位置后，再由工件对中机构将由所述工件提升机构提升上来的工件进行对中后，工件对中机构复位，然后三轴桁架程控机械手夹持对中后的工件移动至工件拼装平台上对应的位置，工人用焊枪焊接固定，与此同时，工件提升机构复位，工件递补机构把下一次需要拼装的工件送至工件提升机构上，而三轴桁架程控机械手也回到初始位置，最后重复上述步骤，如此类推，直到工件递补机构上所有待拼装工件均被送至工件拼装平台上对应的位置完成焊接，最后利用三轴桁架程控机械手把底座面板送至对应的位置由工人点焊固定，最终用焊机焊接牢固。
13.在本发明的一个优选实施例中，所述三轴桁架程控机械手包括一对间隔设置的桁
架、横臂梁、升降臂固定座、升降臂、夹爪部件，所述横臂梁的两端分别滑动配置在所述一对桁架上，所述横臂梁上设置有驱动横臂梁沿一对桁架的长度方向移动的y向驱动装置，所述升降臂固定座滑动配置在所述横臂梁上，所述升降臂固定座上设置有驱动升降臂固定座沿横臂梁长度方向移动的x向驱动装置，所述升降臂滑动配置在所述升降臂固定座上，所述升降臂通过一z向驱动装置驱动其沿升降臂固定座上下移动，所述夹爪部件设置在所述升降臂的底部，用以夹持工件。
14.在本发明的一个优选实施例中，所述夹爪部件包括与升降臂底部连接的回转气缸以及与所述回转气缸连接的夹爪本体，所述夹爪本体具有供工件插入的夹紧槽，所述夹紧槽侧部设置有锁紧卡爪，所述锁紧卡爪与锁紧气缸连接，所述夹爪本体的底部设置有电磁吸盘。
15.在本发明的一个优选实施例中，所述工件提升机构包括提升构件和用以驱动所述提升构件升降的升降驱动装置。
16.在本发明的一个优选实施例中，所述升降驱动装置设置在所述工件拼装平台靠近工件递补机构的底部，所述工件拼装平台上设置有与所述升降驱动装置对应的让位槽，所述升降驱动装置包括：
17.至少一与提升构件连接的竖直齿条，
18.至少一与提升构件滑动配合的竖直导轨，
19.滑动配置在工件拼装平台底部的水平齿条，所述水平齿条与提升气缸连接，
20.与所述水平齿条配合的第一齿轮，
21.与所述第一齿轮同轴连接的第二齿轮，所述第二齿轮与所述竖直齿条连接；
22.当所述提升气缸工作时，带动水平齿条移动，带动第一齿轮转动，进而带动第二齿轮转动，使得竖直齿条移动，带动提升构件沿竖直导轨移动。
23.在本发明的一个优选实施例中，所述工件对中机构包括设置在工件拼装平台上的减速电机，所述减速电机的输出端与一正反牙丝杆的一端连接，所述正反牙丝杆的通过轴承组件转动设置在工件拼装平台上，所述正反牙丝杆的两段反向螺纹上分别各旋有一对中螺母拨块，两个对中螺母拨块底部分别各固定有接近感应器，所述对中螺母拨块与一和正反牙丝杆平行设置的直线滑轨滑动配合。
24.在本发明的一个优选实施例中，所述工件对中机构设置在所述让位槽上。
25.在本发明的一个优选实施例中，所述工件递补机构包括工件放置面板和设置在所述工件放置面板上的推动装置。
26.在本发明的一个优选实施例中，所述推动装置包括推动气缸和连接在所述推动气缸的运动端上的推板。
27.在本发明的一个优选实施例中，所述控制装置包括plc可编程控制装置。
28.由于采用了如上的技术方案，本发明利用控制装置与各个机构之间控制配合，实现底座焊接拼装的自动化，提高了生产效率，降低了工人劳动强度，保证产品质量，提高生产过程安全性。本发明适用于大型离心风机电机底座拼装焊接操作。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现
有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1是本发明一种实施例的结构示意图之一。
31.图2是本发明一种实施例的结构示意图之二。
32.图3是本发明一种实施例的结构示意图之三。
33.图4是图1的后视图。
34.图5是图1的俯视图。
35.图6是图1工作时的剖视图。
36.图7是本发明一种实施例的三轴桁架程控机械手的结构示意图。
37.图8是本发明一种实施例的桁架的结构示意图。
38.图9是本发明一种实施例的横臂梁的结构示意图。
39.图10是本发明一种实施例的升降臂固定座的结构示意图之一。
40.图11是本发明一种实施例的升降臂固定座的结构示意图之二。
41.图12是本发明一种实施例的升降臂和夹爪部件配合的结构示意图。
42.图13是本发明一种实施例的升降臂、夹爪部件和升降臂固定座配合的结构示意图。
43.图14是本发明一种实施例的夹爪部件的结构示意图。
44.图15是本发明一种实施例的横臂梁、升降臂、夹爪部件和升降臂固定座配合的结构示意图。
45.图16是本发明一种实施例的工件拼装平台、工件提升机构和工件对中机构配合的结构示意图之一。
46.图17是本发明一种实施例的工件拼装平台、工件提升机构和工件对中机构配合的结构示意图之二。
47.图18是本发明一种实施例的提升构件的结构示意图。
48.图19是本发明一种实施例的工件对中机构的结构示意图。
49.图20是本发明需要拼装的电机底座的结构示意图。
具体实施方式
50.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面进一步阐述本发明。
51.参见图1至图19所示，电机底座焊接拼装用集成焊接装置包括工件拼装平台100、三轴桁架程控机械手200、工件提升机构300、工件对中机构400、工件递补机构500、控制装置600。控制装置600与三轴桁架程控机械手200、工件提升机构300、工件对中机构400、工件递补机构500控制连接，控制装置600可以为plc可编程控制装置。
52.工件拼装平台100包括支撑面板102和支撑框架103，由型材与钢板焊接而成。
53.三轴桁架程控机械手200用以将需要焊接的工件夹持到工件拼装平台100上对应的位置。本实施例中的三轴桁架程控机械手200包括一对间隔设置的桁架210、横臂梁220、升降臂固定座240、升降臂230、夹爪部件250。一对桁架210呈“冂”型，桁架210由型材与钢板
焊接而成，直线导轨副211通过螺栓固定与其顶部，齿条212通过螺栓固定与其顶部。横臂梁220的两端分别滑动配置在一对桁架210上，具体的，横臂梁220由型材与钢板焊接而成，横臂梁220的两端底部设置有与直线导轨副211配合的滑块224，横臂梁220上设置有驱动横臂梁220沿一对桁架210的长度方向移动的y向驱动装置222，y向驱动装置222为与齿条212配合的伺服减速电机，所以y向驱动装置222可以带动横臂梁220沿直线导轨副211滑动。升降臂固定座240滑动配置在横臂梁220上，升降臂固定座240上设置有驱动升降臂固定座240沿横臂梁220长度方向移动的x向驱动装置241，升降臂230滑动配置在升降臂固定座240上，升降臂230通过一z向驱动装置242驱动其沿升降臂固定座240上下移动。优选的，横臂梁220沿长度方向分别设置有直线导轨副223和传动齿条221，x向驱动装置241为与传动齿条221配合的伺服减速电机，x向驱动装置241的传动齿轮241a与传动齿条221配合。升降臂固定座240上设置有与直线导轨副223配合的滑块244，所以x向驱动装置241可以带动升降臂固定座240沿横臂梁220长度方向移动。升降臂230由型材与钢板焊接而成，直线导轨副232、传动齿条231通过螺栓固定于升降臂230上，升降臂固定座240设置有与直线导轨副232配合的滑块243，z向驱动装置242为与传动齿条231配合的伺服减速电机，z向驱动装置242的传动齿轮242a与传动齿条231配合，所以z向驱动装置242可以带动升降臂230沿升降臂固定座240上下移动。夹爪部件250设置在升降臂230的底部，用以夹持工件。优选的，夹爪部件250包括与升降臂底部连接的回转气缸251以及与回转气缸251通过连接轴257连接的夹爪本体252，夹爪本体252具有供工件插入的夹紧槽253，夹紧槽253侧部设置有锁紧卡爪255，锁紧卡爪255与锁紧气缸254连接，夹爪本体252的底部设置有电磁吸盘256。
54.工件提升机构300用以将工件提升至对应的位置。本实施例中的工件提升机构300包括提升构件360和用以驱动提升构件360升降的升降驱动装置。升降驱动装置设置在工件拼装平台100靠近工件递补机构400的底部，工件拼装平台100上设置有与升降驱动装置对应的让位槽101。升降驱动装置包括至少一与提升构件360连接的竖直齿条350和至少一与提升构件360滑动配合的竖直导轨370，为了增加提升构件360在提升过程的稳定性，本实施例中的提升构件360分别与一对竖直齿条350以及一对竖直导轨370连接，提升构件360通过滑块371与竖直导轨370连接，竖直导轨370固定连接在工件拼装平台100底部。在工件拼装平台100底部滑动配置有水平齿条320，水平齿条320与提升气缸310连接，水平齿条320与与一对第一齿轮330啮合连接，每一第一齿轮330同轴连接有第二齿轮340，第二齿轮340与竖直齿条350啮合连接。第一齿轮330和第二齿轮340相互不可有角度位移，保证转动同步性。当提升气缸310工作时，带动水平齿条320移动，带动第一齿轮330转动，进而带动第二齿轮340转动，使得竖直齿条350移动，带动提升构件360沿竖直导轨370移动。
55.工件对中机构400用以将由工件提升机构300提升上来的工件进行对中。本实施例中的工件对中机构400设置在让位槽上。工件对中机构400包括设置在工件拼装平台100上的减速电机410，减速电机410的输出端与一正反牙丝杆420的一端连接，正反牙丝杆的两端分别通过轴承组件451、452转动设置在工件拼装平台100上，正反牙丝杆420的两段反向螺纹421、422上分别各旋有一对中螺母拨块440，两个对中螺母拨块440底部分别各固定有接近感应器441，对中螺母拨块440与一和正反牙丝杆420平行设置的直线滑轨430通过滑块442滑动配合，直线滑轨430固定在工件拼装平台100上。
56.工件递补机构500用以放置待拼装的工件1以及将位于最靠近工件提升机构300的
工件1a送至工件提升机构300上。本实施例中，工件递补机构500包括工件放置面板510和设置在工件放置面板510上的推动装置，推动装置包括推动气缸520和连接在推动气缸520的运动端上的推板530，推板530与工件放置面板510上的滑轨540滑动配合。
57.结合图20所示，本发明需要拼装的电机底座10包括底座底板11、底座面板12和设置在底座底板11和底座面板12之间的若干中间板13。
58.本发明的工作原理如下：
59.工作时，先将底座底板11和底座面板12分别放置在工件拼装平台100上，将其余待拼装工件按拼装顺序依次放置在工件递补机构500上，其中最先拼装的工件位于工件提升机构300上，接着工件提升机构300将位于其上的工件提升至与工件对中机构400对应的位置后，再由工件对中机构400将由工件提升机构300提升上来的工件进行对中后，工件对中机构400复位，然后三轴桁架程控机械手200夹持对中后的工件移动至工件拼装平台100上对应的位置，工人用焊枪焊接固定，与此同时，工件提升机构300复位，工件递补机构500把下一次需要拼装的工件送至工件提升机构300上，而三轴桁架程控机械手200也回到初始位置，最后重复上述步骤，如此类推，直到工件递补机构500上所有待拼装工件均被送至工件拼装平台100上对应的位置完成焊接，最后利用三轴桁架程控机械手200把底座面板12送至对应的位置由工人点焊固定，最终用焊机焊接牢固。
60.上述工作原理具体到本实施例中，过程如下：
61.工作时，先人工手动操作，将底座底板11和底座面板12分别放置在工件拼装平台100上，底座底板11紧贴工件拼装平台100上的定位凸起边缘，左右分中对称放置，然后把底座面板12紧贴底座底板11边缘，左右分中对称放置，将其余待拼装工件按拼装顺序依次放置在工件放置面板510上，其中最先拼装的工件1a位于工件提升机构300的提升构件360上。然后开启自动工作模式，提升气缸310工作推动水平齿条320移动，带动第一齿轮330转动，进而带动第二齿轮340转动，使得竖直齿条350向上移动，带动提升构件360沿竖直导轨370上升，直到将工件提升至与工件对中机构400对应的位置。此时的工件对中机构400对工件进行对中，最开始时，一对中螺母拨块440位于正反牙丝杆420的两端，且一对中螺母拨块440到正反牙丝杆420中间位置的距离相等，减速电机410工作带动正反牙丝杆420转动，使得一对中螺母拨块440向正反牙丝杆420的中部移动，当两只接近感应器441都与工件两端面接触时，此时工件被推动至对中位置，减速电机410停止工作并反转使两个对中螺母拨块440向两端复位。然后三轴桁架程控机械手200夹持对中后的工件移动至工件拼装平台100上对应的位置，具体的，夹爪部件250初始时位于中间位置，即夹爪部件250位于对中后的工件上方，此时的锁紧卡爪255与对侧夹爪本体内侧面之间距离最大，然后z向驱动装置242带动升降臂230下降至合适位置，使得工件位于夹紧槽253内，然后锁紧气缸254工作使得锁紧卡爪255夹紧工件，接着z向驱动装置242带动升降臂230上升至合适位置，利用x向驱动装置241、y向驱动装置222、z向驱动装置242带动夹爪部件250至合适位置，也即是工件到达底座底板11上合适的位置，工人用焊枪焊接固定，与此同时，工件提升机构300复位，提升气缸310工作推动水平齿条320反向移动，带动第一齿轮330转动，进而带动第二齿轮340转动，使得竖直齿条350向下移动，带动提升构件360沿竖直导轨370下降至原始位置。推动气缸520驱动推板530把下一次需要拼装的工件送至提升构件360上，而夹爪部件250在x向驱动装置241、y向驱动装置222、z向驱动装置242带动下也回到初始位置，最后重复上述步骤，如此类
推，直到工件放置面板510上所有待拼装工件均被送至工件拼装平台100上对应的位置完成焊接，最后利用三轴桁架程控机械手200把底座面板12送至对应的位置由工人点焊固定，即夹爪部件250在x向驱动装置241、y向驱动装置222、z向驱动装置242带动下移动至底座面板12上，夹爪本体252底部的电磁吸盘256通电，利用电磁吸盘256把底座面板12吸住并提升到设定高度，接着在x向驱动装置241、y向驱动装置222、z向驱动装置242带动下底座面板12移动到底座上方设定位置后，放下底座面板12，工人点焊固定，最终用焊机焊接牢固。电机底座10上有的工件与最先拼装的工件1a方向呈90
°
的时候，回转气缸251回转90
°
，与图纸相符。
62.以上显示和描述了本发明的基本原理和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说明本发明的原理，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范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。