CN110394599B - 水泵涡轮焊接流水线一体成型设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了水泵涡轮焊接流水线一体成型设备，包括上料部、焊接部、压合部和输送部，上料部包括下盖上料组件、叶片上料组件、上盖上料组件、顶盖上料组件和端盖上料组件，焊接部包括能将叶片与下盖焊接的第一焊接组件、能将上盖与叶片焊接的第二焊接组件和能将顶盖与上盖焊接的第三焊接组件，压合部包括能将端盖与下盖压合的端盖压合组件，输送部能将上料部的物料输送至焊接部、压合部进行焊接和压合，且输送部还能将加工完毕的涡轮输送至成品区。实现从最开始的零件加工到最后的成品完成都由机器组成的流水线完成，进而实现自动化的水泵涡轮的焊接，大大的提高了产量，提高产品的合格率、降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及水泵涡轮的焊接设备领域，尤其涉及一体化、复合型的水泵涡轮焊接流水线一体成型设备。
背景技术
水泵涡轮包括端盖、下盖、叶片、上盖和顶盖组成，其中下盖、叶片、上盖和顶盖之间是彼此焊接，端盖与下盖再进行压合，最终形成水泵涡轮。目前的水泵涡轮的组成工序主要是有人工焊接组成，所以导致产量少、焊接完成品的尺寸一致性差、产品的合格率低、焊接成本高的问题。
因此本发明专利发明人，针对人工焊接导致的一系列问题，旨在发明一种水泵涡轮焊接流水线一体成型设备，实现从最开始的零件加工到最后的成品完成都由机器组成的流水线完成。
发明内容
为克服上述缺点，本发明的目的在于提供水泵涡轮焊接流水线一体成型设备。
为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：水泵涡轮焊接流水线一体成型设备，包括上料部、焊接部、压合部和输送部，所述上料部包括下盖上料组件、叶片上料组件、上盖上料组件、顶盖上料组件和端盖上料组件，所述焊接部包括第一焊接组件、第二焊接组件和第三焊接组件，所述第一焊接组件能将叶片与下盖焊接，所述第二焊接组件能将上盖与叶片焊接，所述第三焊接组件能将顶盖与上盖焊接，所述压合部包括端盖压合组件，且所述端盖压合组件能将端盖与下盖压合，所述输送部能将所述上料部的物料输送至焊接部、压合部进行焊接和压合，且所述输送部还能将加工完毕的涡轮输送至成品区。
优选地，所述下盖上料组件包括上料盘、上料电机、夹爪、水平导轨和升降导轨，所述上料电机与上料盘连接，并能控制所述上料盘旋转，所述上料盘上设置有多个上料柱，所述上料柱上放置物料，所述夹爪滑动设置在升降导轨上，所述升降导轨滑动设置在水平导轨上，且在外力作用下，所述夹爪能夹取所述上料柱上的物料，并随所述升降导轨在竖直方向运动，同时所述升降导轨还能随所述水平导轨在水平方向运动，直至将物料输送至指定位置；且所述上盖上料组件采用吸盘式夹爪，所述顶盖上料组件和下盖上料组件均采用外夹式夹爪，所述端盖上料组件采用内撑式夹爪，三个上料组件的其余部分与所述下盖上料组件相同。通过设置上料组件的不同类型的夹爪，将不同形状的物料进行输送，进而达到自动化送料的目的。
优选地，所述叶片上料组件包括振动盘、叶片定位块和叶片输送带，所述振动盘与叶片定位块连接，所述振动盘中的叶片在振动的作用下能沿叶片定位块逐步移动，所述叶片定位块上具有定位槽，且所述定位槽呈“L”型，并能使所述叶片呈竖直排列，所述叶片定位块与叶片输送带的一端连接，并能使竖直排列的所述叶片沿所述叶片输送带移动，所述叶片输送带的另一端与叶片取件块连接，所述叶片取件块上具有固定槽和移动槽，所述固定槽和移动槽上均具有上大下小的两个矩形槽，两个所述矩形槽能保证叶片呈竖直排列，所述移动槽还连接有两个伸缩杆互相垂直的气缸，其中一个所述气缸能将具有叶片的移动槽与固定槽分离，另一个所述气缸能将移动槽上的叶片推离移动槽，供机械手进行夹取。定位槽、固定槽、移动槽三者的上面均设置凹槽能使叶片呈竖直排列，再利用两个气缸，将移动槽上的叶片推离，供下一步夹取使用，从而实现自动化的叶片的供料。
优选地，所述第一焊接组件包括焊接组和设置在安装支架上的旋转载座、伺服电机，所述安装支架设置在能在X轴、Y轴方向移动的移动平台上，所述旋转载座位于焊接组的下方，并由所述伺服电机驱动其与安装支架发生相对转动；所述旋转载座上设置有用以锁紧涡轮组装载座的锁紧件；所述焊接组包括焊条、Z轴驱动组件，所述焊条由Z轴驱动组件驱动焊条向靠近/远离涡轮组装载座方向往复移动。旋转载座用以放置涡轮组装载座，涡轮组装载座由锁紧件锁紧，利用伺服电机驱动旋转载座在安装支架上旋转，继而带动涡轮组装载座内产品旋转，移动平台将涡轮组装载座内水泵涡轮送至焊接组的焊条处，焊接好后，伺服电机驱动旋转载座旋转一个焊接工位，进行第二个工位的焊接；采用上述方案，代替人工作业，具有无需人工、焊接点位置一致、焊接点平滑美观、完成焊接速度快的优点。解决了“劳动强度大、速度有限、效率低、所需人工成本高，不符合现代工业化生产需求”的问题。
优选地，所述端盖压合组件设置在端盖上料组件一侧，所述端盖上料组件的内撑式夹爪将端盖夹取放置在滑块上，所述输送部将经过三次焊接之后的半成品水泵涡轮放置在具有端盖的所述滑块上，所述滑块在滑块气缸的作用下，运动至压合气缸下方，所述压合气缸向下运动，完成压合。至此完成水泵涡轮的焊接和压合，实现了自动化的焊接操作。
优选地，所述输送部包括至少一个机械手，所述机械手为六轴机械手，且所述六轴机械手的活动半径内应涵盖所述上料部和焊接部，且所述输送部应位于所述上料部、焊接部、压合部的中间位置。通过六轴机械手的作用连接各个部分，从而实现自动化的作业。
优选地，所述输送部还包括一个缓冲放料盘，所述缓冲放料盘位于靠近所述上料部的侧面，所述缓冲放料盘上设置至少六个工作位。缓冲放料盘用于放置焊接部焊接的半成品，再配合上料部的其余物料完成最后的焊接。
优选地，还包括加工车床，所述加工车床设置在所述上料部和焊接部的侧面，所述加工车床能对焊接和压合之后的水泵涡轮内孔进行加工。由于焊接的工艺，所以水泵涡轮内孔上不可避免的会有焊点之类的小问题，所以增加一个加工车床，对水泵涡轮的内孔进行加工，从而保证水泵涡轮的成品的完整性。
优选地，还包括内孔检测机，所述内孔检测机设置在所述加工车床的一侧，所述内孔检测机采用CCD图像传感器，并能对所述加工车床加工之后的水泵涡轮进行检测。利用CCD图像传感器，对水泵涡轮的内孔进行检测，再配合其自带的软件，即可得出是否是合格产品，再利用机械手对其进行夹取，放置在成品区。
优选地，所述成品区设置在内孔检测机的一侧，所述成品区包括成品输送带和成品盘，所述成品盘上具有多个矩形格，所述成品盘与成品输送带等高，且所述成品盘能在所述成品输送带上移动。提高整体设备的自动化程度，保证操作工人的安全。
本发明水泵涡轮焊接流水线一体成型设备的有益效果是，实现从最开始的零件加工到最后的成品完成都由机器组成的流水线完成，进而实现自动化的水泵涡轮的焊接，大大的提高了产量，提高产品的合格率、降低成本。
附图说明
图1为水泵涡轮焊接流水线一体成型设备的结构示意图。
图2为下盖上料组件的结构示意图。
图3为叶片上料组件的结构示意图。
图4为叶片定位块的结构示意图。
图5为叶片取件块的结构示意图。
图6为端盖压合组件的结构示意图。
图7为焊接部的结构示意图。
图8为第一焊接组件的部分结构示意图。
图9为第一焊接组件的焊接组的示意图。
图10为吸盘式夹爪的结构示意图。
图11为外夹式夹爪的结构示意图。
图12为机械手和缓冲放料盘的工作示意图。
图13为成品区的结构示意图。
图14为内孔检测机的结构示意图。
图15为涡轮的成品组装图。
图16为涡轮的***结构示意图。
图中：
1-上料部；2-焊接部；3-压合部；4-输送部；5-加工车床；6-内孔检测机；7-成品区；
11-下盖上料组件；12-叶片上料组件；13-上盖上料组件；14-顶盖上料组件；15-端盖上料组件；111-上料盘；112-上料电机；113-夹爪；114-水平导轨；115-升降导轨；116-上料柱；117-吸盘式夹爪；118-外夹式夹爪；119-内撑式夹爪；121-振动盘；122-叶片定位块；123-叶片输送带；124-叶片取件块；1221-定位槽；1241-固定槽；1242-移动槽；
21-第一焊接组件；22-第二焊接组件；23-第三焊接组件；211-焊接组；212-安装支架；213-旋转载座；214-伺服电机；215-移动平台；216-涡轮组装载座；2111-焊条；2112-Z轴驱动组件；
31-端盖压合组件；311-滑块；312-滑块气缸；313-压合气缸；
41-机械手；42-缓冲放料盘；
61-CCD图像传感器；
71-成品输送带；72-成品盘。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
参见附图1-16所示，本实施例中的水泵涡轮焊接流水线一体成型设备，包括上料部1、焊接部2、压合部3和输送部4。
第一，上料部1包括下盖上料组件11、叶片上料组件12、上盖上料组件13、顶盖上料组件14和端盖上料组件15，基本上分为两种上料方式，夹爪113式上料和振动盘121式上料，各选一个进行阐释，
夹爪113式上料选择下盖上料组件11，其包括上料盘111、上料电机112、夹爪113、水平导轨114和升降导轨115，上料电机112与上料盘111连接，并能控制上料盘111旋转，上料盘111上设置有多个上料柱116，上料柱116上放置物料，夹爪113滑动设置在升降导轨115上，升降导轨115滑动设置在水平导轨114上，且在外力作用下，夹爪113能夹取上料柱116上的物料，并随升降导轨115在竖直方向运动，同时升降导轨115还能随水平导轨114在水平方向运动，直至将物料输送至指定位置；且上盖上料组件13采用吸盘式夹爪117，顶盖上料组件14和下盖上料组件11均采用外夹式夹爪118，端盖上料组件15采用内撑式夹爪119，三个上料组件的其余部分与下盖上料组件11相同。通过设置上料组件的不同类型的夹爪113，将不同形状的物料进行输送，进而达到自动化送料的目的。
振动盘121式上料选择叶片上料组件12，其包括振动盘121、叶片定位块122和叶片输送带123，振动盘121与叶片定位块122连接，振动盘121中的叶片在振动的作用下能沿叶片定位块122逐步移动，叶片定位块122上具有定位槽1221，且定位槽1221呈“L”型，并能使叶片呈竖直排列，叶片定位块122与叶片输送带123的一端连接，并能使竖直排列的叶片沿叶片输送带123移动，叶片输送带123的另一端与叶片取件块124连接，叶片取件块124上具有固定槽1241和移动槽1242，固定槽1241和移动槽1242上均具有上大下小的两个矩形槽，两个矩形槽能保证叶片呈竖直排列，移动槽1242还连接有两个伸缩杆互相垂直的气缸，其中一个气缸能将具有叶片的移动槽1242与固定槽1241分离，另一个气缸能将移动槽1242上的叶片推离移动槽1242，供机械手41进行夹取。定位槽1221、固定槽1241、移动槽1242三者的上面均设置凹槽能使叶片呈竖直排列，再利用两个气缸，将移动槽1242上的叶片推离，供下一步夹取使用，从而实现自动化的叶片的供料。
第二，焊接部2包括第一焊接组件21、第二焊接组件22和第三焊接组件23，第一焊接组件21能将叶片与下盖焊接，第二焊接组件22能将上盖与叶片焊接，第三焊接组件23能将顶盖与上盖焊接，三个焊接组件的组成基本相似，所以只取其一做阐释，例如第一焊接组件21，
第一焊接组件21包括焊接组211和设置在安装支架212上的旋转载座213、伺服电机214，安装支架212设置在能在X轴、Y轴方向移动的移动平台215上，旋转载座213位于焊接组211的下方，并由伺服电机214驱动其与安装支架212发生相对转动；旋转载座213上设置有用以锁紧涡轮组装载座216的锁紧件；焊接组211包括焊条2111、Z轴驱动组件2112，焊条2111由Z轴驱动组件2112驱动焊条2111向靠近/远离涡轮组装载座216方向往复移动。旋转载座213用以放置涡轮组装载座216，涡轮组装载座216由锁紧件锁紧，利用伺服电机214驱动旋转载座213在安装支架212上旋转，继而带动涡轮组装载座216内产品旋转，移动平台215将涡轮组装载座216内水泵涡轮送至焊接组211的焊条2111处，焊接好后，伺服电机214驱动旋转载座213旋转一个焊接工位，进行第二个工位的焊接；采用上述方案，代替人工作业，具有无需人工、焊接点位置一致、焊接点平滑美观、完成焊接速度快的优点。解决了“劳动强度大、速度有限、效率低、所需人工成本高，不符合现代工业化生产需求”的问题。
第三，压合部3包括端盖压合组件31，且端盖压合组件31能将端盖与下盖压合，端盖压合组件31设置在端盖上料组件15一侧，端盖上料组件15的内撑式夹爪119将端盖夹取放置在滑块311上，输送部4将经过三次焊接之后的半成品水泵涡轮放置在具有端盖的滑块311上，滑块311在滑块气缸312的作用下，运动至压合气缸313下方，压合气缸313向下运动，完成压合。将上料和压合进行结合，减少了不必要的工位空间浪费，至此完成水泵涡轮的焊接和压合，实现了自动化的焊接操作。
第四，输送部4能将上料部1的物料输送至焊接部2、压合部3进行焊接和压合，且输送部4还能将加工完毕的涡轮输送至成品区7。输送部4包括至少一个机械手41，机械手41为六轴机械手，且六轴机械手的活动半径内应涵盖上料部1和焊接部2，且输送部4应位于上料部1、焊接部2、压合部3的中间位置。通过六轴机械手的作用连接各个部分，从而实现自动化的作业。输送部4还包括一个缓冲放料盘42，缓冲放料盘42位于靠近上料部1的侧面，缓冲放料盘42上设置至少六个工作位。缓冲放料盘42用于放置焊接部2焊接的半成品，再配合上料部1的其余物料完成最后的焊接。
第五，其余的设计：
还包括加工车床5，加工车床5设置在上料部1和焊接部2的侧面，加工车床5能对焊接和压合之后的水泵涡轮内孔进行加工。由于焊接的工艺，所以水泵涡轮内孔上不可避免的会有焊点之类的小问题，所以增加一个加工车床5，对水泵涡轮的内孔进行加工，从而保证水泵涡轮的成品的完整性。
还包括内孔检测机6，内孔检测机6设置在加工车床5的一侧，内孔检测机6采用CCD图像传感器61，并能对加工车床5加工之后的水泵涡轮进行检测。利用CCD图像传感器61，对水泵涡轮的内孔进行检测，再配合其自带的软件，即可得出是否是合格产品，再利用机械手41对其进行夹取，放置在成品区7。
成品区7设置在内孔检测机6的一侧，成品区7包括成品输送带71和成品盘72，成品盘72上具有多个矩形格，成品盘72与成品输送带71等高，且成品盘72能在成品输送带71上移动。提高整体设备的自动化程度，保证操作工人的安全。
综上，实现从最开始的零件加工到最后的成品完成都由机器组成的流水线完成，进而实现自动化的水泵涡轮的焊接，大大的提高了产量，提高产品的合格率、降低成本。
如图所述，整体设计的基本方案是，将上料部1依次放置，且五个上料组件连续放置，保证后续工人上料的连续性和及时观察；将焊接组211件按照就近原则与上料组件放置，即第一焊接组件21与下盖上料组件11临近，第二焊接组件22与第一焊接组件21临近，第三焊接组件23与顶盖上料组件14临近，并且位于顶盖上料组件14和上盖上料组件13之间，端盖压合组件31与端盖上料组件15一起设置，运输部设置在中间位置，且在靠近上料部1的附近设置缓冲放料盘42，在压合部3的附近设置加工车床5，在加工车床5的附近设置内孔检测机6，在内孔检测机6的附近设置成品区7。
以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.水泵涡轮焊接流水线一体成型设备，其特征在于：包括上料部(1)、焊接部(2)、压合部(3)和输送部(4)，所述上料部(1)包括下盖上料组件(11)、叶片上料组件(12)、上盖上料组件(13)、顶盖上料组件(14)和端盖上料组件(15)，所述焊接部(2)包括第一焊接组件(21)、第二焊接组件(22)和第三焊接组件(23)，所述第一焊接组件(21)能将叶片与下盖焊接，所述第二焊接组件(22)能将上盖与叶片焊接，所述第三焊接组件(23)能将顶盖与上盖焊接，所述压合部(3)包括端盖压合组件(31)，且所述端盖压合组件(31)能将端盖与下盖压合，所述输送部(4)能将所述上料部(1)的物料输送至焊接部(2)、压合部(3)进行焊接和压合，且所述输送部(4)还能将加工完毕的涡轮输送至成品区(7)；
所述下盖上料组件(11)包括上料盘(111)、上料电机(112)、夹爪(113)、水平导轨(114)和升降导轨(115)，所述上料电机(112)与上料盘(111)连接，并能控制所述上料盘(111)旋转，所述上料盘(111)上设置有多个上料柱(116)，所述上料柱(116)上放置物料，所述夹爪(113)滑动设置在升降导轨(115)上，所述升降导轨(115)滑动设置在水平导轨(114)上，且在外力作用下，所述夹爪(113)能夹取所述上料柱(116)上的物料，并随所述升降导轨(115)在竖直方向运动，同时所述升降导轨(115)还能随所述水平导轨(114)在水平方向运动，直至将物料输送至指定位置；且所述上盖上料组件(13)采用吸盘式夹爪(117)，所述顶盖上料组件(14)和下盖上料组件(11)均采用外夹式夹爪(118)，所述端盖上料组件(15)采用内撑式夹爪(119)，三个上料组件的其余部分与所述下盖上料组件(11)相同；
所述叶片上料组件(12)包括振动盘(121)、叶片定位块(122)和叶片输送带(123)，所述振动盘(121)与叶片定位块(122)连接，所述振动盘(121)中的叶片在振动的作用下能沿叶片定位块(122)逐步移动，所述叶片定位块(122)上具有定位槽(1221)，且所述定位槽(1221)呈“L”型，并能使所述叶片呈竖直排列，所述叶片定位块(122)与叶片输送带(123)的一端连接，并能使竖直排列的所述叶片沿所述叶片输送带(123)移动，所述叶片输送带(123)的另一端与叶片取件块(124)连接，所述叶片取件块(
124)上具有固定槽(1241)和移动槽(1242)，所述固定槽(1241)和移动槽(1242)上均具有上大下小的两个矩形槽，两个所述矩形槽能保证叶片呈竖直排列，所述移动槽(1242)还连接有两个伸缩杆互相垂直的气缸，其中一个所述气缸能将具有叶片的移动槽(1242)与固定槽(1241)分离，另一个所述气缸能将移动槽(1242)上的叶片推离移动槽(1242)，供机械手(41)进行夹取；
所述第一焊接组件(21)包括焊接组(211)和设置在安装支架(212)上的旋转载座(213)、伺服电机(214)，所述安装支架(212)设置在能在X轴、Y轴方向移动的移动平台(215)上，所述旋转载座(213)位于焊接组(211)的下方，并由所述伺服电机(214)驱动其与安装支架(212)发生相对转动；所述旋转载座(213)上设置有用以锁紧涡轮组装载座(216)的锁紧件，第二焊接组件(22)和第三焊接组件(23)与第一焊接组件(21)的结构相同；
所述输送部(4)包括至少一个机械手(41)；
所述端盖压合组件包括滑块(311)、滑块气缸(312)和压合气缸(313)。
2.根据权利要求1所述的水泵涡轮焊接流水线一体成型设备，其特征在于：所述焊接组(211)包括焊条(2111)、Z轴驱动组件(2112)，所述焊条(2111)由Z轴驱动组件(2112)驱动焊条(2111)向靠近/远离涡轮组装载座(216)方向往复移动。
3.根据权利要求1所述的水泵涡轮焊接流水线一体成型设备，其特征在于：所述端盖压合组件(31)设置在端盖上料组件(15)一侧，所述端盖上料组件(15)的内撑式夹爪(119)将端盖夹取放置在滑块(311)上，所述输送部(4)将经过三次焊接之后的半成品水泵涡轮放置在具有端盖的所述滑块(311)上，所述滑块(311)在滑块气缸(312)的作用下，运动至压合气缸(313)下方，所述压合气缸(313)向下运动，完成压合。
4.根据权利要求1所述的水泵涡轮焊接流水线一体成型设备，其特征在于：所述机械手(41)为六轴机械手，且所述六轴机械手的活动半径内应涵盖所述上料部(1)和所述焊接部(2)，且所述输送部(4)应位于所述上料部(1)、焊接部(2)、压合部(3)的中间位置。
5.根据权利要求1所述的水泵涡轮焊接流水线一体成型设备，其特征在于：所述输送部(4)还包括一个缓冲放料盘(42)，所述缓冲放料盘(42)位于靠近所述上料部(1)的侧面，所述缓冲放料盘(42)上设置六个工作位。
6.根据权利要求1所述的水泵涡轮焊接流水线一体成型设备，其特征在于：还包括加工车床(5)，所述加工车床(5)设置在所述上料部(1)和所述焊接部(2)的侧面，所述加工车床(5)能对焊接和压合之后的水泵涡轮内孔进行加工。
7.根据权利要求6所述的水泵涡轮焊接流水线一体成型设备，其特征在于：还包括内孔检测机(6)，所述内孔检测机(6)设置在所述加工车床(5)的一侧，所述内孔检测机(6)采用CCD图像传感器(61)，并能对所述加工车床(5)加工之后的水泵涡轮进行检测。
8.根据权利要求7所述的水泵涡轮焊接流水线一体成型设备，其特征在于：所述成品区(7)设置在内孔检测机(6)的一侧，所述成品区(7)包括成品输送带(71)和成品盘(72)，所述成品盘(72)上具有多个矩形格，所述成品盘(72)与成品输送带(71)等高，且所述成品盘(72)能在所述成品输送带(71)上移动。
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