CN110883491B - 适用于大尺寸叶片式板材的自适应配位装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于大尺寸叶片式板材的自适应配位装置，包括配位工作台、升降滚床、驱动滑台、对中机构和对缝机构。所述配位工作台与升降滚床拼接，升降滚床与驱动滑台拼接，对中机构安装在配位装置的两端部，对缝机构安装在配位装置的两侧，对中机构与对缝机构构成四边形结构，实现板材的对中及对缝。配位工作台、升降滚床和驱动滑台三者的工作面在同一平面内。在本发明中驱动滑台位于中间位置，驱动滑台的两边对称设有升降滚床和配位工作台，配位工作台位于最外侧，升降滚床位于驱动滑台与配位工作台之间，配位工作台、升降滚床、驱动滑台三者相互独立工作，工作时互不干扰。

Description

适用于大尺寸叶片式板材的自适应配位装置及其使用方法

技术领域

本发明属于集装箱生产技术领域，具体涉及一种适用于大尺寸叶片式板材的自适应配位装置及其使用方法。

背景技术

目前集装箱的制造大都是将板材拼接焊接起来，所用的板材尺寸都比较大而且较薄，导致在焊接时，板件之间的对中与对缝比较困难。而目前现有生产线的装备基本以简陋简易为主，作业方式为人工作业，部分通过皮尺画线找正法进行对中和对缝，作业手段较为原始。在板材焊接生产线中，板材拼焊过程必须解决焊机两边板材焊接距离问题，传统焊接需要人工操作，通过简易的塞板进行人工对中及对缝，节拍慢，操作不易。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种可自动对中及对缝，能满足不同尺寸、不同距离间的任意配位，适用于大尺寸叶片式板材的自适应配位装置，本发明还提供了一种适用于大尺寸叶片式板材的自适应配位装置的使用方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种适用于大尺寸叶片式板材的自适应配位装置，其特征在于：包括配位工作台、升降滚床、驱动滑台、对中机构和对缝机构。所述配位工作台与升降滚床拼接，升降滚床与驱动滑台拼接，对中机构安装在配位装置的两端部，对缝机构安装在配位装置的两侧，对中机构与对缝机构构成四边形结构。

进一步的，所述驱动滑台位于中间位置，驱动滑台的两边对称设有升降滚床和配位工作台，配位工作台位于最外侧，升降滚床位于驱动滑台与配位工作台之间。

进一步的，所述对中机构包括Y向对中轮机构Ⅰ、Y向对中轮机构Ⅱ和齿轮齿条机构，Y向对中轮机构Ⅰ和Y向对中轮机构Ⅱ分别布置在两配位工作台的外侧，Y向对中轮机构Ⅰ与Y向对中轮机构Ⅱ通过齿轮齿条机构连接，转动齿轮齿条机构，Y向对中轮机构Ⅰ与Y向对中轮机构Ⅱ相向运动进行对中。

进一步的，所述Y向对中轮机构Ⅰ包括辊轮Ⅰ和安装板Ⅰ，辊轮Ⅰ垂直连接在安装板Ⅰ上，Y向对中轮机构Ⅱ包括辊轮Ⅱ和安装板Ⅱ，辊轮Ⅱ垂直连接在安装板Ⅱ上，辊轮Ⅰ和辊轮Ⅱ均高于配位工作台的工作面，辊轮Ⅰ和辊轮Ⅱ均与板材的侧边接触。

进一步的，所述齿轮齿条机构包括齿轮、齿条Ⅰ和齿条Ⅱ，齿条Ⅰ和齿条Ⅱ对称布置在齿轮两侧，齿条Ⅰ和齿条Ⅱ均与齿轮啮合，齿条Ⅰ与安装板Ⅰ连接，齿条Ⅱ与安装板Ⅱ连接。

进一步的，所述对缝机构包括X向基准轮机构和X向对中轮机构，X向基准轮机构设置在配位装置靠近焊机的一侧，X向对中轮机构设置在X向基准轮机构的对立侧。

进一步的，所述X向基准轮机构包括基准轮和气缸，基准轮与气缸连接，X向对中轮机构包括对中轮、气缸Ⅰ和气缸Ⅱ，对中轮通过安装板与气缸Ⅰ和气缸Ⅱ连接，气缸Ⅰ安装在安装板底部使对中轮上下运动，气缸Ⅱ安装在安装板侧部使对中轮水平运动。

进一步的，所述驱动滑台包括滑台、丝杠和伺服电机，滑台与丝杠连接，丝杠与伺服电机连接；所述配位装置还包括用于板材对中对缝后夹持板材的夹具，夹具连接在滑台上。

进一步的，所述夹具为二级翻转夹持机构包括压臂、型板、角座、气缸Ⅲ和气缸Ⅳ，角座固定连接在滑台上，型板通过铰链板转动连接在角座上，压臂通过铰链板转动连接在型板上，压臂的一端设有夹板Ⅰ，压臂的另一端与气缸Ⅲ的活动杆连接，气缸Ⅲ的固定端连接在型板上，型板上与夹板Ⅰ的对应处设有夹板Ⅱ，，气缸Ⅳ的活动杆与型板连接，气缸Ⅳ的固定端连接在角座上。

本发明还涉及一种适用于大尺寸叶片式板材的自适应配位装置的使用方法，其特征在于：所述使用方法为：

a.X向对中轮机构下降，板件Ⅰ来料，升降滚床上升，板件Ⅰ输送至焊机一侧到位，同理，板件Ⅱ输送至焊机另一侧到位，升降滚床下降同时对中机构和对缝机构上升；

b.Y向对中轮机构Ⅰ与Y向对中轮机构Ⅱ通过齿轮齿条机构连接，驱动齿轮转动，齿条Ⅰ和齿条Ⅱ在齿轮的驱动下带动Y向对中轮机构Ⅰ与Y向对中轮机构Ⅱ进行联动并发生相向运动，Y向对中轮机构Ⅰ与Y向对中轮机构Ⅱ推动板材向中心对中，实现板材Y向对中；

c.X向对中轮机构上升，对中轮与板材侧面接触，X向对中轮机构推动板材至X向基准轮机构，板材与基准轮接触，实现板材对缝；

d.板材完成对中及对缝后，使用夹具夹紧板材，X向对中轮机构和X向基准轮机构在气缸驱动下下降，伺服电机启动驱动丝杠带动滑台运行，板材在滑台带动下向焊机方向运行，板材配位工作完成。

采用本发明技术方案的优点为：

1、本发明的自适应配位装置不仅适用于大尺寸叶片式板材，还实现了不同种类板材的自动对中及自动对缝，满足不同尺寸、不同距离间的任意配位，不需人员操作，节省节拍，方便可靠；解决了现有技术中焊机两边板材焊接距离问题。

2、本发明Y向对中轮机构Ⅰ与Y向对中轮机构Ⅱ通过齿轮齿条机构连接，转动齿轮齿条机构，Y向对中轮机构Ⅰ与Y向对中轮机构Ⅱ相向运动进行对中；在齿轮齿条机构的带动下Y向对中轮机构Ⅰ与Y向对中轮机构Ⅱ联动，同时向Y中间运动，这样可提高板材对中的精确度。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1为本发明配位装置的整体结构示意图。

图2为本发明对中机构的结构示意图。

图3为本发明齿轮齿条机构的结构示意图。

图4为本发明对缝机构的结构示意图。

图5为本发明二级翻转夹持机构的结构示意图。

上述图中的标记分别为：1、配位工作台；2、升降滚床；3、驱动滑台；31、滑台；32、丝杠；4、Y向对中轮机构Ⅰ；41、辊轮Ⅰ；42、安装板Ⅰ；5、Y对中轮机构Ⅱ；51、辊轮Ⅱ；52、安装板Ⅱ；61、齿轮；62、齿条Ⅰ；63、齿条Ⅱ；7、X向基准轮机构；71、基准轮；8、X向对中轮机构；81、对中轮；、气缸Ⅰ；、气缸Ⅱ；9、夹具。

具体实施方式

在本发明中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“平面方向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1至图3所示，X、Y方向如图所示，一种适用于大尺寸叶片式板材的自适应配位装置，包括配位工作台1、升降滚床2、驱动滑台3、对中机构和对缝机构。所述配位工作台1与升降滚床2拼接，升降滚床2与驱动滑台3拼接，对中机构安装在配位装置的两端部，对缝机构安装在配位装置的两侧，对中机构与对缝机构构成四边形结构，实现板材的对中及对缝。

配位工作台1、升降滚床2和驱动滑台3三者的工作面在同一平面内。在本发明中驱动滑台3位于中间位置，驱动滑台3的两边对称设有升降滚床2和配位工作台1，配位工作台1位于最外侧，升降滚床2位于驱动滑台3与配位工作台1之间，配位工作台1、升降滚床2、驱动滑台3三者相互独立工作，工作时互不干扰。

对中机构包括Y向对中轮机构Ⅰ4、Y向对中轮机构Ⅱ5和齿轮齿条机构，Y向对中轮机构Ⅰ4和Y向对中轮机构Ⅱ5分别布置在两配位工作台1的外侧，Y向对中轮机构Ⅰ4与Y向对中轮机构Ⅱ5通过齿轮齿条机构连接，转动齿轮齿条机构，Y向对中轮机构Ⅰ4与Y向对中轮机构Ⅱ5相向运动进行对中。Y向对中轮机构Ⅰ4包括辊轮Ⅰ41和安装板Ⅰ42，辊轮Ⅰ41垂直连接在安装板Ⅰ42上，Y向对中轮机构Ⅱ5包括辊轮Ⅱ51和安装板Ⅱ52，辊轮Ⅱ51垂直连接在安装板Ⅱ52上，辊轮Ⅰ41和辊轮Ⅱ51均高于配位工作台1的工作面，辊轮Ⅰ41和辊轮Ⅱ51均与板材的侧边接触。齿轮齿条机构包括齿轮61、齿条Ⅰ62和齿条Ⅱ63，齿条Ⅰ62和齿条Ⅱ63对称布置在齿轮61两侧，齿条Ⅰ62和齿条Ⅱ63均与齿轮61啮合，齿条Ⅰ62与安装板Ⅰ42连接，齿条Ⅱ63与安装板Ⅱ52连接。驱动齿轮61转动，齿条Ⅰ62和齿条Ⅱ63在齿轮61的驱动下带动辊轮Ⅰ41和辊轮Ⅱ51发生相向运动，使Y向对中轮机构Ⅰ4与Y向对中轮机构Ⅱ5进行联动，进而实现板材的对中。可以使用电机驱动齿轮转动，也可利用气缸推动安装板Ⅰ42或安装板Ⅱ52其中一个移动，从而带动另一个运动，同样可实现Y向对中轮机构Ⅰ4与Y向对中轮机构Ⅱ5的相向运动。在本发明中，在安装板Ⅰ42靠近齿轮的一端设有气缸，用于驱动齿轮齿条机构6运行。

对缝机构包括X向基准轮机构7和X向对中轮机构8，X向基准轮机构7设置在配位装置靠近焊机的一侧，X向对中轮机构8设置在X向基准轮机构7的对立侧。X向基准轮机构7包括基准轮71、安装板和气缸，安装板的一侧安装基准轮71，安装板的另一侧与气缸的活动杆连接，基准轮71与气缸连接，气缸伸缩实现基准轮71上下运动，X向对中轮机构8包括对中轮81、气缸Ⅰ和气缸Ⅱ，对中轮81通过安装板与气缸Ⅰ和气缸Ⅱ连接，气缸Ⅰ安装在安装板底部使对中轮81上下运动，气缸Ⅰ伸出时对中轮81上升，气缸Ⅰ回缩时对中轮81下降，气缸Ⅱ安装在安装板侧部使对中轮81水平运动，气缸Ⅱ伸出对中轮81向靠近基准轮71的方向运动，使板材对缝，气缸Ⅱ回缩对中轮81向远离基准轮71的方向运动。当板材从上一工序进入本工序时，需要气缸Ⅰ回缩对中轮81下降；当板材进入该配位装置，需要对缝时，需要气缸Ⅰ伸出对中轮81上升，气缸Ⅱ伸出对中轮81推动板材向靠近基准轮71的方向运动实现对缝。

当需要焊接的两板材之间要进行无缝连接时，基准轮71要设置在同一条直线上，且基准轮71所在直线与对中轮81所在直线平行；当需要焊接的两板材之间要呈V型时，基准轮71不在同一直线上，且基准轮71所在直线与对中轮81所在直线不平行；所以基准轮71具体的设置位置可根据实际生产需求进行调整。

驱动滑台3包括滑台31、丝杠32和伺服电机，滑台31与丝杠32连接，丝杠32与伺服电机连接；所述配位装置还包括用于板材对中对缝后夹持板材的夹具9，夹具9连接在滑台31上。板材完成对中及对缝后，使用夹具9夹紧板材，X向对中轮机构8和X向基准轮机构7在气缸驱动下下降，伺服电机启动驱动丝杠带动滑台运行，板材在滑台带动下向焊机方向运行；伺服电机和丝杠的使用可提高滑台运行的精度。夹具9可翻转，在板材进入配位装置时进行避让。

优选，为避免夹具与来料板材发生干涉，夹具9为二级翻转夹持机构，包括压臂91、型板92、角座93、气缸Ⅲ94和气缸Ⅳ95，角座93固定连接在滑台31上，型板92通过铰链板97转动连接在角座93上，压臂91通过铰链板97转动连接在型板92上，压臂91的一端设有夹板Ⅰ911，压臂91的另一端与气缸Ⅲ94的活动杆连接，气缸Ⅲ94的固定端连接在型板92上，型板92上与夹板Ⅰ911的对应处设有夹板Ⅱ912，夹板Ⅰ911与夹板Ⅱ912实现夹取，气缸Ⅳ95的活动杆与型板92连接，气缸Ⅳ95的固定端连接在角座93上。当气缸Ⅳ95伸出时型板92向上运动，同时气缸Ⅲ94伸出压臂91下压，夹板Ⅰ911与夹板Ⅱ912对接实现夹取，气缸Ⅳ95和气缸Ⅲ94都回缩或有一个回缩时，夹板Ⅰ911与夹板Ⅱ分离。当板材来料需要避免夹具与板材发生干涉时，气缸Ⅲ94伸出使压臂91下压，气缸Ⅳ95回缩使型板92下行，此操作使夹具占用空间最小化，两级翻转使夹具翻转到滑台顶面以下，从而避免了夹具与板材发生干涉。

优选的角座93上还设有挡块96，挡块96与型板92接触，挡块96固定安装在角座93，挡块96对型板92起到限位的作用，避免型板92翻转过位。

基于上述适用于大尺寸叶片式板材的自适应配位装置，本发明还公开了一种适用于大尺寸叶片式板材的自适应配位装置的使用方法，该使用方法为：

a.X向对中轮机构8下降，板件Ⅰ来料，升降滚床2上升，板件Ⅰ输送至焊机一侧到位，同理，板件Ⅱ输送至焊机另一侧到位，升降滚床2下降同时对中机构和对缝机构上升；当板件来料时，气缸Ⅲ94伸出使压臂91下压，气缸Ⅳ95回缩使型板92下行，此操作使夹具占用空间最小化，两级翻转使夹具9翻转到滑台顶面以下，从而避免了夹具与板材发生干涉；

b.Y向对中轮机构Ⅰ4与Y向对中轮机构Ⅱ5通过齿轮齿条机构连接，驱动齿轮61转动，齿条Ⅰ62和齿条Ⅱ63在齿轮61的驱动下带动Y向对中轮机构Ⅰ4与Y向对中轮机构Ⅱ5进行联动并发生相向运动，Y向对中轮机构Ⅰ4与Y向对中轮机构Ⅱ5推动板材向中心对中，实现板材Y向对中；

c.X向对中轮机构8上升，对中轮81与板材侧面接触，X向对中轮机构8推动板材至X向基准轮机构7，板材与基准轮71接触，实现板材对缝；

d.板材完成对中及对缝后，使用夹具9夹紧板材，具体操作为：气缸Ⅲ94回缩，压臂91上行，夹板Ⅰ911与夹板Ⅱ分离，夹具9打开，气缸Ⅳ95伸出使型板92上行，夹板Ⅱ与板材的底面接触，气缸Ⅲ94伸出，压臂91下压，夹板Ⅰ911与板材的顶面接触，夹板Ⅰ911与夹板Ⅱ将板材夹紧；X向对中轮机构8和X向基准轮机构7在气缸驱动下下降，伺服电机启动驱动丝杠带动滑台运行，板材在滑台带动下向焊机方向运行，板材配位工作完成。

本发明的自适应配位装置不仅适用于大尺寸叶片式板材，还实现了不同种类板材的自动对中及自动对缝，满足不同尺寸、不同距离间的任意配位，不需人员操作，节省节拍，方便可靠；解决了现有技术中焊机两边板材焊接距离问题。

以上结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种适用于大尺寸叶片式板材的自适应配位装置，其特征在于：包括配位工作台(1)、升降滚床(2)、驱动滑台(3)、对中机构和对缝机构，所述配位工作台(1)与升降滚床(2)拼接，升降滚床(2)与驱动滑台(3)拼接，对中机构安装在配位装置的两端部，对缝机构安装在配位装置的两侧，对中机构与对缝机构构成四边形结构；所述对缝机构包括X向基准轮机构(7)和X向对中轮机构(8)，X向基准轮机构(7)设置在配位装置靠近焊机的一侧，X向对中轮机构(8)设置在X向基准轮机构(7)的对立侧；所述X向基准轮机构(7)包括基准轮(71)和气缸，基准轮(71)与气缸连接，X向对中轮机构(8)包括对中轮(81)、气缸Ⅰ和气缸Ⅱ，对中轮(81)通过安装板与气缸Ⅰ和气缸Ⅱ连接，气缸Ⅰ安装在安装板底部使对中轮(81)上下运动，气缸Ⅱ安装在安装板侧部使对中轮(81)水平运动；所述驱动滑台(3)位于中间位置，驱动滑台(3)的两边对称设有升降滚床(2)和配位工作台(1)，配位工作台(1)位于最外侧，升降滚床(2)位于驱动滑台(3)与配位工作台(1)之间；所述驱动滑台(3)包括滑台(31)、丝杠(32)和伺服电机(33)，滑台(31)与丝杠(32)连接，丝杠(32)与伺服电机连接；所述配位装置还包括用于板材对中对缝后夹持板材的夹具(9)，夹具(9)连接在滑台(31)上。

2.如权利要求1所述的一种适用于大尺寸叶片式板材的自适应配位装置，其特征在于：所述对中机构包括Y向对中轮机构Ⅰ(4)、Y向对中轮机构Ⅱ(5)和齿轮齿条机构，Y向对中轮机构Ⅰ(4)和Y向对中轮机构Ⅱ(5)分别布置在两配位工作台(1)的外侧，Y向对中轮机构Ⅰ(4)与Y向对中轮机构Ⅱ(5)通过齿轮齿条机构(6)连接，转动齿轮齿条机构，Y向对中轮机构Ⅰ(4)与Y向对中轮机构Ⅱ(5)相向运动进行对中。

3.如权利要求2所述的一种适用于大尺寸叶片式板材的自适应配位装置，其特征在于：所述Y向对中轮机构Ⅰ(4)包括辊轮Ⅰ(41)和安装板Ⅰ(42)，辊轮Ⅰ(41)垂直连接在安装板Ⅰ(42)上，Y向对中轮机构Ⅱ(5)包括辊轮Ⅱ(51)和安装板Ⅱ(52)，辊轮Ⅱ(51)垂直连接在安装板Ⅱ(52)上，辊轮Ⅰ(41)和辊轮Ⅱ(51)均高于配位工作台(1)的工作面，辊轮Ⅰ(41)和辊轮Ⅱ(51)均与板材的侧边接触。

4.如权利要求3所述的一种适用于大尺寸叶片式板材的自适应配位装置，其特征在于：所述齿轮齿条机构包括齿轮(61)、齿条Ⅰ(62)和齿条Ⅱ(63)，齿条Ⅰ(62)和齿条Ⅱ(63)对称布置在齿轮(61)两侧，齿条Ⅰ(62)和齿条Ⅱ(63)均与齿轮(61)啮合，齿条Ⅰ(62)与安装板Ⅰ(42)连接，齿条Ⅱ(63)与安装板Ⅱ(52)连接。

5.如权利要求4所述的一种适用于大尺寸叶片式板材的自适应配位装置，其特征在于：所述夹具(9)为二级翻转夹持机构包括压臂(91)、型板(92)、角座(93)、气缸Ⅲ(94)和气缸Ⅳ(95)，角座(93)固定连接在滑台(31)上，型板(92)通过铰链板(97)转动连接在角座(93)上，压臂(91)通过铰链板(97)转动连接在型板(92)上，压臂(91)的一端设有夹板Ⅰ(911)，压臂(91)的另一端与气缸Ⅲ(94)的活动杆连接，气缸Ⅲ(94)的固定端连接在型板(92)上，型板(92)上与夹板Ⅰ(911)的对应处设有夹板Ⅱ(912)，气缸Ⅳ(95)的活动杆与型板(92)连接，气缸Ⅳ(95)的固定端连接在角座(93)上。

6.如权利要求5所述的一种适用于大尺寸叶片式板材的自适应配位装置的使用方法，其特征在于：所述使用方法为：

a.X向对中轮机构(8)下降，板件Ⅰ来料，升降滚床(2)上升，板件Ⅰ输送至焊机一侧到位，同理，板件Ⅱ输送至焊机另一侧到位，升降滚床(2)下降同时对中机构和对缝机构上升；

b.Y向对中轮机构Ⅰ(4)与Y向对中轮机构Ⅱ(5)通过齿轮齿条机构连接，驱动齿轮(61)转动，齿条Ⅰ(62)和齿条Ⅱ(63)在齿轮61的驱动下带动Y向对中轮机构Ⅰ(4)与Y向对中轮机构Ⅱ(5)进行联动并发生相向运动，Y向对中轮机构Ⅰ(4)与Y向对中轮机构Ⅱ(5)推动板材向中心对中，实现板材Y向对中；

c.X向对中轮机构(8)上升，对中轮(81)与板材侧面接触，X向对中轮机构(8)推动板材至X向基准轮机构(7)，板材与基准轮(71)接触，实现板材对缝；

d.板材完成对中及对缝后，使用夹具(9)夹紧板材，X向对中轮机构(8)和X向基准轮机构(7)在气缸驱动下下降，伺服电机启动驱动丝杠带动滑台运行，板材在滑台带动下向焊机方向运行，板材配位工作完成。

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