CN111843312A - 矿山水平仓车用托辊轴承座自动装夹智能焊接设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于矿山机械制造设备技术领域，涉及一种矿山水平仓车用托辊轴承座自动装夹智能焊接设备。底板推板把轴承座底板推到底板定位面上，左撑紧组件和右撑紧组件在前、后、左和右四个方向上定位；压紧组件摆动压紧轴承座底板上表面；伺服电机驱动旋转组件旋转180度，横推板把轴承座半环套推到轴承座底板以下、半环套放置面以上的区域；前推紧杆朝后推紧轴承座半环套，后定位平面朝前推紧轴承座半环套，后定位块的后定位半环柱面和半环柱面配合。焊接机器人堆焊楔形缝。本发明能提高自动化和智能化加工水平、降低人工劳动强度、减化工作步骤、减小加工误差、提高产品外观质量和内在质量、减小焊接变形、焊缝规则、提高成品率。

Description

矿山水平仓车用托辊轴承座自动装夹智能焊接设备

技术领域

本发明属于矿山机械制造设备技术领域，涉及一种水平仓车用零部件的制造设备，具体涉及一种矿山水平仓车用托辊轴承座自动装夹智能焊接设备。

背景技术

水平仓车是最近几年才在市面上出现的矿山碴石运转设备，用于装载、临时储存和卸载碴石，能大幅提高掘进速度。

水平仓车上大量使用托辊轴承座1。托辊轴承座1包括轴承座底板11和轴承座半环套12两部分。轴承座底板11是长方形，水平设置，朝上的平面是轴承座底板上表面113，左右两边各设置一个长滑孔，两个长滑孔分别是右长滑孔111和左长滑孔112，右长滑孔111在左长滑孔112的右边，两个长滑孔的长度方向是左右方向，两个长滑孔的的左右两端分别是半个内圆柱面，两个长滑孔位于比较靠前的位置。轴承座半环套12是半环形，在制造时是把一个完整的环套沿着直径锯成两半，锯缝是四毫米，所以严格来说轴承座半环套12不是半环，而是稍微小于半环，锯切的端平面与轴承座半环套12的轴心线之间的距离是二毫米。轴承座半环套12内部有半环柱面121，轴承座半环套12的开口朝上，背部朝下放置在轴承座底板11上，轴承座半环套12的轴心线沿着前后水平方向设置，轴承座半环套12距离轴承座底板11前边沿的距离大于距离后边沿的距离。半环柱面121的前端设有突台122。轴承座底板11和轴承座半环套12相邻部位的左右两侧各有一个楔形缝，在这两个楔形缝中堆焊，使两者联接牢固。托辊轴承座1的高度是轴承座底板11的下表面与轴承座半环套12的两个锯切面之间的距离。在施工图中，对右长滑孔111和左长滑孔112相对于半环柱面121的位置度公差有严格的要求。

目前托辊轴承座1是通过人工焊接的。先是人工在轴承座底板11上表面划一条前后方向的直线，该直线是两个长滑孔的对称线，然后在轴承座半环套12的前后两个端面上各划出一条竖直对称直线，使标志线对齐，然后人工焊接。人工组对的误差较大，没有夹具固定夹紧，焊接变形较大，焊缝不规则，外观质量和内在质量不佳，不能保证右长滑孔111和左长滑孔112相对于半环柱面121的位置度公差，所以生产出来的托辊轴承座1质量不高，废品率较高。

发明内容

本发明的目的在于改进现有技术的不足之处，提供一种能提高自动化和智能化加工水平、降低人工劳动强度、减化工作步骤、减小加工误差、提高产品外观质量和内在质量、减小焊接变形、焊缝规则、提高成品率的矿山水平仓车用托辊轴承座自动装夹智能焊接设备。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种矿山水平仓车用托辊轴承座自动装夹智能焊接设备，包括底板供料器、半环套供料器、伺服电机、机架和焊接机器人；焊接机器人和机架固定联接；

底板供料器包括底板库、底板推送气缸、底板推板和底板供料支架；

底板库内有长方体形的底板库内腔，底板库内腔的底部是底板库底面，底板库内腔里面放置上下叠成一叠的轴承座底板；底板库内腔的底部朝左有一个通透的开口，该朝左的开口是底板出口，底板库内腔的底部朝右有一个通透的开口，该朝右的开口是底板推板过孔；底板库和底板供料支架固定联接；底板供料支架和机架固定联接；

底板推送气缸包括底板推送气缸体和底板推送气缸活塞杆；底板推送气缸体和底板供料支架固定联接；底板推板和底板推送气缸活塞杆固定联接；底板推送气缸驱动底板推板经过底板推板过孔自右向左平移，底板推板把底板库内腔里面放置的一叠轴承座底板中最下面一个轴承座底板自底板出口推出；

半环套供料器包括半环套库、纵推料气缸、纵推板、横推料气缸、横推板和半环套库支架；

半环套库内有长方体形的半环套库内腔，半环套库内腔的下部是承托轴承座半环套用的半环套库底板；半环套库内腔右侧壁的后端设有通透的半环套出口，半环套库内腔左侧壁的后端设有通透的横推板过孔；半环套库和半环套库支架固定联接；半环套库支架和机架固定联接；

纵推料气缸包括纵推料气缸体和纵推料气缸活塞杆；纵推料气缸体和半环套库支架固定联接；纵推料气缸活塞杆和纵推板固定联接；纵推料气缸驱动纵推板把半环套库内腔内的多个轴承座半环套由前端推向后端；

横推料气缸包括横推料气缸体和横推料气缸活塞杆；横推料气缸体和半环套库支架固定联接；横推料气缸活塞杆和横推板固定联接；横推料气缸驱动横推板先经过横推板过孔然后把半环套库内腔内最后端的轴承座半环套由左向右推，经过半环套出口推出半环套库内腔；

还包括旋转组件；旋转组件包括旋转架组件、翻转架组件和翻转气缸；

旋转架组件包括旋转架、压紧气缸、压紧组件、左撑紧组件、右撑紧组件、气马达、撑紧齿轮和压紧齿条；旋转架上固定设置旋转板和旋转轴；旋转板的第一面是底板定位面，托辊轴承座的轴承座底板放置在底板定位面上；旋转轴的轴心线沿着前后水平方向设置，旋转轴位于旋转板的后方，底板定位面和旋转轴的轴心线平行，底板定位面面向旋转轴的轴心线向前方的延伸线，底板定位面与旋转轴的轴心线向前方的延伸线之间的距离等于托辊轴承座高度的一半；

旋转轴和机架通过转动副相联，伺服电机的外壳法兰和机架固定联接，伺服电机的输出轴和旋转轴固定联接，伺服电机驱动旋转组件旋转；

旋转板上设置第一面至第二面通透的撑爪避让孔，在旋转板的第二面上设置左T型榫和右T型榫；轴承座底板的右长滑孔和左长滑孔位于撑爪避让孔的正上方；

气马达包括气马达体和气马达输出轴，气马达体固定联接在旋转板的第二面上，撑紧齿轮固定联接在气马达输出轴上；

左撑紧组件包括左撑爪和左撑齿条，左撑爪和左撑齿条固定联接；左撑爪上设置左撑爪T型槽，左撑爪T型槽和左T型榫配合组成移动副；左撑齿条和撑紧齿轮啮合；左撑爪的前后两侧设置左撑爪前后定位面，左撑爪上设置左撑爪圆弧定位面；

右撑紧组件包括右撑爪和右撑齿条，右撑爪和右撑齿条固定联接；右撑爪上设置右撑爪T型槽，右撑爪T型槽和右T型榫配合组成移动副；右撑齿条和撑紧齿轮啮合；右撑爪的前后两侧设置右撑爪前后定位面，右撑爪上设置右撑爪圆弧定位面；

气马达通过撑紧齿轮和左撑齿条的组合驱动左撑紧组件沿着左T型榫平移，左撑紧组件平移的方向与底板定位面成45度夹角并且垂直于前后方向；同时气马达通过撑紧齿轮和右撑齿条的组合驱动右撑紧组件沿着右T型榫平移，右撑紧组件平移的方向与底板定位面成45度夹角并且垂直于前后方向；左撑爪圆弧定位面和右撑爪圆弧定位面通过撑爪避让孔由第一面伸到露出底板定位面，并且左撑爪圆弧定位面和右撑爪圆弧定位面的距离同步变远；左撑爪前后定位面和左长滑孔的前后内侧面配合起到定位的作用，右撑爪圆弧定位面和右长滑孔的前后内侧面配合起到定位的作用；左撑爪圆弧定位面撑紧左长滑孔的左端内圆柱面，同时右撑爪圆弧定位面撑紧右长滑孔的右端内圆柱面，这样轴承座底板就在前、后、左和右四个方向上被定位；

压紧气缸包括压紧气缸体和压紧气缸活塞杆；压紧气缸体和旋转架固定联接；压紧气缸活塞杆和压紧齿条固定联接；压紧气缸驱动压紧齿条在前后方向上平移；压紧组件包括压紧杆、压紧齿轮和压紧轴；压紧齿轮和压紧轴固定联接；压紧杆的第一端和压紧轴固定联接；压紧轴和旋转架通过转动副联接；压紧齿轮和压紧齿条啮合；压紧杆的第二端设置压紧平面；压紧气缸通过压紧齿条和压紧齿轮的组合驱动压紧组件摆动，压紧平面压紧轴承座底板上表面，从而使轴承座底板在上下方向上被定位；

翻转架组件包括翻转架、前推紧组件和后定位组件；

翻转架上设置翻转架安装孔，旋转架上设置翻转架安装轴，翻转架安装孔和翻转架安装轴配合组成铰链；翻转架上设置半环套放置面；当半环套放置面朝上时，翻转架安装孔在半环套放置面的后端，轴承座半环套的开口朝下放置在半环套放置面上，轴承座半环套有突台的一端朝前；

翻转气缸包括翻转气缸体和翻转气缸活塞杆；翻转气缸体的尾部和旋转架通过铰链联接；翻转气缸活塞杆的末端和翻转架通过铰链联接；

翻转气缸驱动翻转架绕翻转架安装轴摆动；当翻转气缸完全伸展开时，底板定位面和半环套放置面面对面相互平行，旋转轴的轴心线向前方的延伸线位于底板定位面和半环套放置面的中间，旋转轴的轴心线向前方的延伸线与底板定位面的距离和旋转轴的轴心线向前方的延伸线与半环套放置面的距离相等；当翻转气缸完全收缩时，翻转架绕翻转架安装轴摆动，半环套放置面远离底板定位面；

前推紧组件包括前推紧气缸和前推紧杆；前推紧气缸是带导杆型气缸；前推紧气缸包括前推紧气缸体和前推紧气缸活塞杆；前推紧气缸体和翻转架固定联接；前推紧气缸活塞杆和前推紧杆固定联接；

后定位组件包括后定位气缸和后定位块；后定位气缸是带导杆型气缸；后定位气缸包括后定位气缸体和后定位气缸活塞杆；后定位气缸体和翻转架固定联接；后定位块和后定位气缸活塞杆固定联接；后定位块上设置朝前的后定位平面和后定位半环柱面；后定位半环柱面的轴心线沿着前后水平方向设置；前推紧气缸的缸径大于后定位气缸的缸径，前推紧气缸的推力大于后定位气缸的推力；前推紧组件位于后定位组件的前方；

前推紧气缸驱动前推紧杆朝后平移，前推紧杆的后端面推动位于半环套放置面上的轴承座半环套，前推紧气缸完全伸展开；后定位气缸驱动后定位块朝前平移，后定位块的后定位半环柱面***半环柱面，后定位块的后定位半环柱面和半环柱面配合，后定位平面推动轴承座半环套的没有突台的一端端面，直到前推紧杆的后端面和后定位平面把轴承座半环套前后夹紧，后定位气缸并没有完全伸展开，前推紧气缸和后定位气缸一直保持着推力；

往往要设置两个前推紧杆，两个前推紧杆中间有足够大的空间，该空间容纳压紧组件，相比做一个完整的大的前推紧杆、前推紧杆必须避开压紧组件的活动范围，本发明的做法可以减小设备的占用空间，设备可以做得更紧凑。

撑爪避让孔的正下方还设有接料筐，加工完成的托辊轴承座自动落下，落到接料筐内。

本发明的工作过程如下所述。

0)准备工作。在底板库内腔内放置叠成一叠的轴承座底板。

在半环套库内腔内放置多个半环套，纵推料气缸驱动纵推板把半环套库内腔内的多个轴承座半环套由前端推向后端，使多个半环套挤紧并齐。

1)底板推送气缸经过底板推板过孔驱动底板推板自右向左平移，底板推板把底板库内腔里面放置的一叠轴承座底板中最下面一个轴承座底板自底板出口推出，一直把轴承座底板推到底板定位面上，右长滑孔和左长滑孔位于撑爪避让孔的正上方。底板推送气缸驱动底板推板自左向右平移回到初始位置。

2)气马达启动，通过撑紧齿轮和左撑齿条的组合驱动左撑紧组件沿着左T型榫平移，左撑紧组件平移的方向是斜向上、与底板定位面成45度夹角并且垂直于前后方向；同时气马达通过撑紧齿轮和右撑齿条的组合驱动右撑紧组件沿着右T型榫平移，右撑紧组件平移的方向是斜向上、与底板定位面成45度夹角并且垂直于前后方向；左撑爪圆弧定位面和右撑爪圆弧定位面通过撑爪避让孔伸到露出底板定位面，并且左撑爪圆弧定位面和右撑爪圆弧定位面的距离同步变远；左撑爪前后定位面和左长滑孔的前后内侧面配合起到定位的作用，右撑爪圆弧定位面和右长滑孔的前后内侧面配合起到定位的作用；左撑爪圆弧定位面撑紧左长滑孔的左端内圆柱面，同时右撑爪圆弧定位面撑紧右长滑孔的右端内圆柱面，这样轴承座底板就在前、后、左和右四个方向上被定位。

3)压紧气缸通过压紧齿条和压紧齿轮的组合驱动压紧组件摆动，压紧平面压紧轴承座底板上表面，从而使轴承座底板在上下方向上被定位。

4)伺服电机驱动旋转组件旋转180度，使底板定位面朝下、半环套放置面朝上，轴承座底板上下颠倒。

5)纵推料气缸驱动纵推板把半环套库内腔内的多个轴承座半环套由前端推向后端，使多个半环套挤紧并齐。然后横推料气缸驱动横推板先经过横推板过孔然后把半环套库内腔内最后端的轴承座半环套由左向右推，经过半环套出口推出半环套库内腔，最终轴承座半环套被推到轴承座底板以下、半环套放置面以上的区域。横推料气缸驱动横推板由右向左回到初始位置。

6)前推紧气缸驱动前推紧杆朝后平移，前推紧杆的后端面推动位于半环套放置面上的轴承座半环套，前推紧气缸完全伸展开；后定位气缸驱动后定位块朝前平移，后定位块的后定位半环柱面***半环柱面，后定位块的后定位半环柱面和半环柱面配合，后定位平面推动轴承座半环套的没有突台的一端端面，直到前推紧杆的后端面和后定位平面把轴承座半环套前后夹紧，后定位气缸并没有完全伸展开，前推紧气缸和后定位气缸一直保持着推力；由于前推紧气缸的推力大于后定位气缸的推力，前推紧气缸保持完全伸展开的势态不变。轴承座半环套上方顶住轴承座底板，下方靠紧半环套放置面，轴承座半环套被精确定位。

7)伺服电机驱动旋转组件旋转，先后使底板定位面朝左和朝右，使轴承座底板和轴承座半环套左右两侧的楔形缝先后朝上以便于施焊，使焊接机器人堆焊楔形缝，直至焊接牢固，轴承座底板和轴承座半环套接合在一起变成托辊轴承座。

8)等待焊缝冷却。

9)伺服电机驱动旋转组件旋转，使翻转架组件朝下。

10)后定位气缸驱动后定位块朝后平移，后定位平面离开轴承座半环套，后定位半环柱面离开半环柱面。

11)前推紧气缸驱动前推紧杆朝前平移，前推紧杆的后端面离开轴承座半环套。

12)翻转气缸收缩，翻转架绕翻转架安装轴摆动，翻转架组件朝后下方翻转避开托辊轴承座的正下方。

13)气马达反向启动，通过撑紧齿轮和左撑齿条的组合驱动左撑紧组件沿着左T型榫反向平移，同时气马达通过撑紧齿轮和右撑齿条的组合驱动右撑紧组件沿着右T型榫反向平移，左撑爪圆弧定位面和右撑爪圆弧定位面通过撑爪避让孔缩到底板定位面以上，并且左撑爪圆弧定位面和右撑爪圆弧定位面的距离同步变近，左撑爪圆弧定位面离开左长滑孔的左端内圆柱面，同时右撑爪圆弧定位面离开右长滑孔的右端内圆柱面；左撑爪前后定位面离开左长滑孔的前后内侧面，右撑爪圆弧定位面离开右长滑孔的前后内侧面。左撑紧组件和右撑紧组件对托辊轴承座不再有约束作用。

14)压紧气缸通过压紧齿条和压紧齿轮的组合驱动压紧组件反向摆动九十度，压紧平面离开轴承座底板，托辊轴承座自由下落掉在正下方的接料筐内。

15)翻转气缸完全伸展开，翻转架绕翻转架安装轴向前上摆动至半环套放置面和底板定位面平行，伺服电机驱动旋转组件旋转，使底板定位面朝上，设备回到初始状态。

以上步骤1)至15)不停地重复，就能不断地将底板库内腔内的轴承座底板和半环套库内腔内的半环套组焊在一起转移至接料筐内。

本发明的有益效果：提高自动化和智能化加工水平，降低人工劳动强度，减化工作步骤，比如重复画标志线的工作全都省去了，减小加工误差，通过夹具保证右长滑孔和左长滑孔相对于半环柱面的位置度公差，提高产品外观质量和内在质量，焊接变形较小，焊缝规则，提高成品率。

附图说明

图1是本发明实施例的三维结构示意图，底板推板33把底板库内腔311里面放置的一叠轴承座底板11中最下面一个轴承座底板11自底板出口313推出，一直把轴承座底板11推到底板定位面2111上的状况；

图2是本发明实施例的三维结构示意图，横推料气缸44驱动横推板45把半环套库内腔411内最后端的轴承座半环套12由左向右推，经过半环套出口413推出半环套库内腔411，最终轴承座半环套12被推到轴承座底板11以下、半环套放置面2211以上的区域的状况；

图3是本发明实施例的三维结构示意图，伺服电机5驱动旋转组件2旋转，先后使底板定位面2111朝左或朝右，使轴承座底板11和轴承座半环套12左、右两侧的楔形缝先后朝上的状况；

图4是本发明实施例的三维结构示意图，翻转气缸23收缩，翻转架221绕翻转架安装轴2115摆动，翻转架组件22朝后下方翻转避开托辊轴承座1的正下方的状况；

图5是托辊轴承座1的三维结构示意图；

图6是旋转组件2的三维结构示意图；

图7是旋转架组件21的三维结构示意图；

图8是旋转架211的三维结构示意图；

图9是压紧组件213的三维结构示意图；

图10是左撑紧组件214的三维结构示意图；

图11是右撑紧组件215的三维结构示意图；

图12是翻转架组件22的三维结构示意图；

图13是前推紧组件222的三维结构示意图；

图14是后定位组件223的三维结构示意图；

图15是底板供料器3的三维结构示意图；

图16是底板库31的三维结构示意图；

图17是半环套供料器4的三维结构示意图；

图18是半环套库41的三维结构示意图；

图中所示：1.托辊轴承座；11.轴承座底板；111.右长滑孔；112.左长滑孔；113.轴承座底板上表面；12.轴承座半环套；121.半环柱面；122.突台；

2.旋转组件；21.旋转架组件；211.旋转架；2111.底板定位面；2112.撑爪避让孔；2113.左T型榫；2114.右T型榫；2115.翻转架安装轴；2116.翻转气缸尾安装孔；2117.旋转轴；2118.压紧轴安装孔；2119.压紧气缸安装孔；212.压紧气缸；2121.压紧气缸体；2122.压紧气缸活塞杆；213.压紧组件；2131.压紧杆；21311.压紧平面；2132.压紧齿轮；2133.压紧轴；214.左撑紧组件；2141.左撑爪；21411.左撑爪前后定位面；21412.左撑爪圆弧定位面；21413.左撑爪T型槽；2142.左撑齿条；215.右撑紧组件；2151.右撑爪；21511.右撑爪前后定位面；21512.右撑爪圆弧定位面；21513.右撑爪T型槽；2152.右撑齿条；2161.气马达；2162.撑紧齿轮；217.压紧齿条；22.翻转架组件；221.翻转架；2211.半环套放置面；2212.翻转架安装孔；2213.翻转气缸杆安装孔；2214.压紧杆避让孔；222.前推紧组件；2221.前推紧气缸；22211.前推紧气缸体；22212.前推紧气缸活塞杆；2222.前推紧杆；223.后定位组件；2231.后定位气缸；22311.后定位气缸体；22312.后定位气缸活塞杆；2232.后定位块；22321.后定位平面；22322.后定位半环柱面；23.翻转气缸；231.翻转气缸体；232.翻转气缸活塞杆；

3.底板供料器；31.底板库；311.底板库内腔；312.底板库底面；313.底板出口；314.底板推板过孔；32.底板推送气缸；321.底板推送气缸体；322.底板推送气缸活塞杆；33.底板推板；34.底板供料支架；

4.半环套供料器；41.半环套库；411.半环套库内腔；412.半环套库底板；413.半环套出口；414.横推板过孔；42.纵推料气缸；421.纵推料气缸体；422.纵推料气缸活塞杆；43.纵推板；44.横推料气缸；441.横推料气缸体；442.横推料气缸活塞杆；45.横推板；46.半环套库支架；

5.伺服电机；6.机架；7.接料筐。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

实施例：参见图1至图18。

一种矿山水平仓车用托辊轴承座自动装夹智能焊接设备，包括底板供料器3、半环套供料器4、伺服电机5、机架6和焊接机器人；焊接机器人和机架6固定联接；

底板供料器3包括底板库31、底板推送气缸32、底板推板33和底板供料支架34；

底板库31内有长方体形的底板库内腔311，底板库内腔311的底部是底板库底面312，底板库内腔311里面放置上下叠成一叠的轴承座底板11；底板库内腔311的底部朝左有一个通透的开口，该开口是底板出口313，底板库内腔311的底部朝右有一个通透的开口，该开口是底板推板过孔314；底板库31和底板供料支架34固定联接；底板供料支架34和机架6固定联接；

底板推送气缸32包括底板推送气缸体321和底板推送气缸活塞杆322；底板推送气缸体321和底板供料支架34固定联接；底板推板33和底板推送气缸活塞杆322固定联接；底板推送气缸32驱动底板推板33经过底板推板过孔314自右向左平移，底板推板33把底板库内腔311里面放置的一叠轴承座底板11中最下面一个轴承座底板11自底板出口313推出；

半环套供料器4包括半环套库41、纵推料气缸42、纵推板43、横推料气缸44、横推板45和半环套库支架46；

半环套库41内有长方体形的半环套库内腔411，半环套库内腔411的下部是承托轴承座半环套12用的半环套库底板412；半环套库内腔411右侧壁的后端设有通透的半环套出口413，半环套库内腔411左侧壁的后端设有通透的横推板过孔414；半环套库41和半环套库支架46固定联接；半环套库支架46和机架6固定联接；

纵推料气缸42包括纵推料气缸体421和纵推料气缸活塞杆422；纵推料气缸体421和半环套库支架46固定联接；纵推料气缸活塞杆422和纵推板43固定联接；纵推料气缸42驱动纵推板43把半环套库内腔411内的多个轴承座半环套12由前端推向后端；

横推料气缸44包括横推料气缸体441和横推料气缸活塞杆442；横推料气缸体441和半环套库支架46固定联接；横推料气缸活塞杆442和横推板45固定联接；横推料气缸44驱动横推板45先经过横推板过孔414然后把半环套库内腔411内最后端的轴承座半环套12由左向右推，经过半环套出口413推出半环套库内腔411；

还包括旋转组件2；旋转组件2包括旋转架组件21、翻转架组件22和翻转气缸23；

旋转架组件21包括旋转架211、压紧气缸212、压紧组件213、左撑紧组件214、右撑紧组件215、气马达2161、撑紧齿轮2162和压紧齿条217；旋转架211上固定设置旋转板和旋转轴2117；旋转板的第一面是底板定位面2111，托辊轴承座1的轴承座底板11放置在底板定位面2111上；旋转轴2117的轴心线沿着前后水平方向设置，旋转轴2117位于旋转板的后方，底板定位面2111和旋转轴2117的轴心线平行，底板定位面2111面向旋转轴2117的轴心线向前方的延伸线，底板定位面2111与旋转轴2117的轴心线向前方的延伸线之间的距离等于托辊轴承座1高度的一半；

旋转轴2117和机架6通过转动副相联，伺服电机5的外壳法兰和机架6固定联接，伺服电机5的输出轴和旋转轴2117固定联接，伺服电机5驱动旋转组件2旋转；

旋转板上设置第一面至第二面通透的撑爪避让孔2112，在旋转板的第二面上设置左T型榫2113和右T型榫2114；轴承座底板11的右长滑孔111和左长滑孔112位于撑爪避让孔2112的正上方；

气马达2161包括气马达体和气马达输出轴，气马达体固定联接在旋转板的第二面上，撑紧齿轮2162固定联接在气马达输出轴上；

左撑紧组件214包括左撑爪2141和左撑齿条2142，左撑爪2141和左撑齿条2142固定联接；左撑爪2141上设置左撑爪T型槽21413，左撑爪T型槽21413和左T型榫2113配合组成移动副；左撑齿条2142和撑紧齿轮2162啮合；左撑爪2141的前后两侧设置左撑爪前后定位面21411，左撑爪2141上设置左撑爪圆弧定位面21412；

右撑紧组件215包括右撑爪2151和右撑齿条2152，右撑爪2151和右撑齿条2152固定联接；右撑爪2151上设置右撑爪T型槽21513，右撑爪T型槽21513和右T型榫2114配合组成移动副；右撑齿条2152和撑紧齿轮2162啮合；右撑爪2151的前后两侧设置右撑爪前后定位面21511，右撑爪2151上设置右撑爪圆弧定位面21512；

气马达2161通过撑紧齿轮2162和左撑齿条2142的组合驱动左撑紧组件214沿着左T型榫2113平移，左撑紧组件214平移的方向与底板定位面2111成45度夹角并且垂直于前后方向；同时气马达2161通过撑紧齿轮2162和右撑齿条2152的组合驱动右撑紧组件215沿着右T型榫2114平移，右撑紧组件215平移的方向与底板定位面2111成45度夹角并且垂直于前后方向；左撑爪圆弧定位面21412和右撑爪圆弧定位面21512通过撑爪避让孔2112由第一面伸到露出底板定位面2111，并且左撑爪圆弧定位面21412和右撑爪圆弧定位面21512的距离同步变远；左撑爪前后定位面21411和左长滑孔112的前后内侧面配合起到定位的作用，右撑爪圆弧定位面21512和右长滑孔111的前后内侧面配合起到定位的作用；左撑爪圆弧定位面21412撑紧左长滑孔112的左端内圆柱面，同时右撑爪圆弧定位面21512撑紧右长滑孔111的右端内圆柱面，这样轴承座底板11就在前、后、左和右四个方向上被定位；

压紧气缸212包括压紧气缸体2121和压紧气缸活塞杆2122；压紧气缸体2121和旋转架211固定联接；压紧气缸活塞杆2122和压紧齿条217固定联接；压紧气缸212驱动压紧齿条217在前后方向上平移；压紧组件213包括压紧杆2131、压紧齿轮2132和压紧轴2133；压紧齿轮2132和压紧轴2133固定联接；压紧杆2131的第一端和压紧轴2133固定联接；压紧轴2133和旋转架211通过转动副联接；压紧齿轮2132和压紧齿条217啮合；压紧杆2131的第二端设置压紧平面21311；压紧气缸212通过压紧齿条217和压紧齿轮2132的组合驱动压紧组件213摆动，压紧平面21311压紧轴承座底板上表面113，从而使轴承座底板11在上下方向上被定位；

翻转架组件22包括翻转架221、前推紧组件222和后定位组件223；

翻转架221上设置翻转架安装孔2212，旋转架211上设置翻转架安装轴2115，翻转架安装孔2212和翻转架安装轴2115配合组成铰链；翻转架221上设置半环套放置面2211；当半环套放置面2211朝上时，翻转架安装孔2212在半环套放置面2211的后端，轴承座半环套12的开口朝下放置在半环套放置面2211上，轴承座半环套12有突台122的一端朝前；

翻转气缸23包括翻转气缸体231和翻转气缸活塞杆232；翻转气缸体231的尾部和旋转架211通过铰链联接；翻转气缸活塞杆232的末端和翻转架221通过铰链联接；

翻转气缸23驱动翻转架221绕翻转架安装轴2115摆动；当翻转气缸23完全伸展开时，底板定位面2111和半环套放置面2211面对面相互平行，旋转轴2117的轴心线向前方的延伸线位于底板定位面2111和半环套放置面2211的中间，旋转轴2117的轴心线向前方的延伸线与底板定位面2111的距离和旋转轴2117的轴心线向前方的延伸线与半环套放置面2211的距离相等；当翻转气缸23完全收缩时，翻转架221绕翻转架安装轴2115摆动，半环套放置面2211远离底板定位面2111，如图4所示；

前推紧组件222包括前推紧气缸2221和前推紧杆2222；前推紧气缸2221是带导杆型气缸；前推紧气缸2221包括前推紧气缸体22211和前推紧气缸活塞杆22212；前推紧气缸体22211和翻转架221固定联接；前推紧气缸活塞杆22212和前推紧杆2222固定联接；

后定位组件223包括后定位气缸2231和后定位块2232；后定位气缸2231是带导杆型气缸；后定位气缸2231包括后定位气缸体22311和后定位气缸活塞杆22312；后定位气缸体22311和翻转架221固定联接；后定位块2232和后定位气缸活塞杆22312固定联接；后定位块2232上设置朝前的后定位平面22321和后定位半环柱面22322；后定位半环柱面22322的轴心线沿着前后水平方向设置；前推紧气缸2221的缸径大于后定位气缸2231的缸径，前推紧气缸2221的推力大于后定位气缸2231的推力；前推紧组件222位于后定位组件223的前方；

前推紧气缸2221驱动前推紧杆2222朝后平移，前推紧杆2222的后端面推动位于半环套放置面2211上的轴承座半环套12，前推紧气缸2221完全伸展开；后定位气缸2231驱动后定位块2232朝前平移，后定位块2232的后定位半环柱面22322***半环柱面121，后定位块2232的后定位半环柱面22322和半环柱面121配合，后定位平面22321推动轴承座半环套12的没有突台122的一端端面，直到前推紧杆2222的后端面和后定位平面22321把轴承座半环套12前后夹紧，后定位气缸2231并没有完全伸展开，前推紧气缸2221和后定位气缸2231一直保持着推力；

往往要设置两个前推紧杆2222，两个前推紧杆2222中间有足够大的空间，该空间容纳压紧组件213，相比做一个完整的大的前推紧杆、前推紧杆必须避开压紧组件213的活动范围，本发明的做法可以减小设备的占用空间，设备可以做得更紧凑。

撑爪避让孔2112的正下方还设有接料筐7，加工完成的托辊轴承座自动落下，落到接料筐7内。

本实施例的工作过程如下所述。

0)准备工作。在底板库内腔311内放置叠成一叠的轴承座底板11。

在半环套库内腔411内放置多个半环套12，纵推料气缸42驱动纵推板43把半环套库内腔411内的多个轴承座半环套12由前端推向后端，使多个半环套12挤紧并齐。

1)底板推送气缸32经过底板推板过孔314驱动底板推板33自右向左平移，底板推板33把底板库内腔311里面放置的一叠轴承座底板11中最下面一个轴承座底板11自底板出口313推出，一直把轴承座底板11推到底板定位面2111上，右长滑孔111和左长滑孔112位于撑爪避让孔2112的正上方。底板推送气缸32驱动底板推板33自左向右平移回到初始位置。

2)气马达2161启动，通过撑紧齿轮2162和左撑齿条2142的组合驱动左撑紧组件214沿着左T型榫2113平移，左撑紧组件214平移的方向是斜向上、与底板定位面2111成45度夹角并且垂直于前后方向；同时气马达2161通过撑紧齿轮2162和右撑齿条2152的组合驱动右撑紧组件215沿着右T型榫2114平移，右撑紧组件215平移的方向是斜向上、与底板定位面2111成45度夹角并且垂直于前后方向；左撑爪圆弧定位面21412和右撑爪圆弧定位面21512通过撑爪避让孔2112伸到露出底板定位面2111，并且左撑爪圆弧定位面21412和右撑爪圆弧定位面21512的距离同步变远；左撑爪前后定位面21411和左长滑孔112的前后内侧面配合起到定位的作用，右撑爪圆弧定位面21512和右长滑孔111的前后内侧面配合起到定位的作用；左撑爪圆弧定位面21412撑紧左长滑孔112的左端内圆柱面，同时右撑爪圆弧定位面21512撑紧右长滑孔111的右端内圆柱面，这样轴承座底板11就在前、后、左和右四个方向上被定位。

3)压紧气缸212通过压紧齿条217和压紧齿轮2132的组合驱动压紧组件213摆动，压紧平面21311压紧轴承座底板上表面113，从而使轴承座底板11在上下方向上被定位。

4)伺服电机5驱动旋转组件2旋转180度，使底板定位面2111朝下、半环套放置面2211朝上，轴承座底板11上下颠倒。

5)纵推料气缸42驱动纵推板43把半环套库内腔411内的多个轴承座半环套12由前端推向后端，使多个半环套12挤紧并齐。然后横推料气缸44驱动横推板45先经过横推板过孔414然后把半环套库内腔411内最后端的轴承座半环套12由左向右推，经过半环套出口413推出半环套库内腔411，最终轴承座半环套12被推到轴承座底板11以下、半环套放置面2211以上的区域。横推料气缸44驱动横推板45由右向左回到初始位置。

6)前推紧气缸2221驱动前推紧杆2222朝后平移，前推紧杆2222的后端面推动位于半环套放置面2211上的轴承座半环套12，前推紧气缸2221完全伸展开；后定位气缸2231驱动后定位块2232朝前平移，后定位块2232的后定位半环柱面22322***半环柱面121，后定位块2232的后定位半环柱面22322和半环柱面121配合，后定位平面22321推动轴承座半环套12的没有突台122的一端端面，直到前推紧杆2222的后端面和后定位平面22321把轴承座半环套12前后夹紧，后定位气缸2231并没有完全伸展开，前推紧气缸2221和后定位气缸2231一直保持着推力；由于前推紧气缸2221的推力大于后定位气缸2231的推力，前推紧气缸2221保持完全伸展开的势态不变。轴承座半环套12上方顶住轴承座底板11，下方靠紧半环套放置面2211，轴承座半环套12被精确定位。

7)伺服电机5驱动旋转组件2旋转，先后使底板定位面2111朝左和朝右，使轴承座底板11和轴承座半环套12左右两侧的楔形缝先后朝上以便于施焊，使焊接机器人堆焊楔形缝，直至焊接牢固，轴承座底板11和轴承座半环套12接合在一起变成托辊轴承座1。

8)等待焊缝冷却。

9)伺服电机5驱动旋转组件2旋转，使翻转架组件22朝下。

10)后定位气缸2231驱动后定位块2232朝后平移，后定位平面22321离开轴承座半环套12，后定位半环柱面22322离开半环柱面121。

11)前推紧气缸2221驱动前推紧杆2222朝前平移，前推紧杆2222的后端面离开轴承座半环套12。

12)翻转气缸23收缩，翻转架221绕翻转架安装轴2115摆动，翻转架组件22朝后下方翻转避开托辊轴承座1的正下方。

13)气马达2161反向启动，通过撑紧齿轮2162和左撑齿条2142的组合驱动左撑紧组件214沿着左T型榫2113反向平移，同时气马达2161通过撑紧齿轮2162和右撑齿条2152的组合驱动右撑紧组件215沿着右T型榫2114反向平移，左撑爪圆弧定位面21412和右撑爪圆弧定位面21512通过撑爪避让孔2112缩到底板定位面2111以上，并且左撑爪圆弧定位面21412和右撑爪圆弧定位面21512的距离同步变近，左撑爪圆弧定位面21412离开左长滑孔112的左端内圆柱面，同时右撑爪圆弧定位面21512离开右长滑孔111的右端内圆柱面；左撑爪前后定位面21411离开左长滑孔112的前后内侧面，右撑爪圆弧定位面21511离开右长滑孔111的前后内侧面。左撑紧组件214和右撑紧组件215对托辊轴承座1不再有约束作用。

14)压紧气缸212通过压紧齿条217和压紧齿轮2132的组合驱动压紧组件213反向摆动九十度，压紧平面21311离开轴承座底板11，托辊轴承座1自由下落掉在正下方的接料筐7内。

15)翻转气缸23完全伸展开，翻转架221绕翻转架安装轴2115向前上摆动至半环套放置面2211和底板定位面2111平行，伺服电机5驱动旋转组件2旋转，使底板定位面2111朝上，设备回到初始状态。

以上步骤1)至15)不停地重复，就能不断地将底板库内腔311内的轴承座底板11和半环套库内腔411内的半环套12组焊在一起转移至接料筐7内。

本实施例的有益效果：提高自动化和智能化加工水平，降低人工劳动强度，减化工作步骤，比如重复画标志线的工作全都省去了，减小加工误差，通过夹具保证右长滑孔111和左长滑孔112相对于半环柱面121的位置度公差，提高产品外观质量和内在质量，焊接变形较小，焊缝规则，提高成品率。

Claims (1)

1.一种矿山水平仓车用托辊轴承座自动装夹智能焊接设备，包括底板供料器、半环套供料器、伺服电机、机架和焊接机器人；焊接机器人和机架固定联接；

底板供料器包括底板库、底板推送气缸、底板推板和底板供料支架；

底板库内有长方体形的底板库内腔，底板库内腔的底部是底板库底面，底板库内腔里面放置上下叠成一叠的轴承座底板；底板库内腔的底部朝左有一个通透的开口，该朝左的开口是底板出口；底板库内腔的底部朝右有一个通透的开口，该朝右的开口是底板推板过孔；底板库和底板供料支架固定联接；底板供料支架和机架固定联接；

底板推送气缸包括底板推送气缸体和底板推送气缸活塞杆；底板推送气缸体和底板供料支架固定联接；底板推板和底板推送气缸活塞杆固定联接；底板推送气缸驱动底板推板经过底板推板过孔自右向左平移，底板推板把底板库内腔里面放置的一叠轴承座底板中最下面一个轴承座底板自底板出口推出；

半环套供料器包括半环套库、纵推料气缸、纵推板、横推料气缸、横推板和半环套库支架；

半环套库内有长方体形的半环套库内腔，半环套库内腔的下部是承托轴承座半环套用的半环套库底板；半环套库内腔右侧壁的后端设有通透的半环套出口，半环套库内腔左侧壁的后端设有通透的横推板过孔；半环套库和半环套库支架固定联接；半环套库支架和机架固定联接；

纵推料气缸包括纵推料气缸体和纵推料气缸活塞杆；纵推料气缸体和半环套库支架固定联接；纵推料气缸活塞杆和纵推板固定联接；纵推料气缸驱动纵推板把半环套库内腔内的多个轴承座半环套由前端推向后端；

横推料气缸包括横推料气缸体和横推料气缸活塞杆；横推料气缸体和半环套库支架固定联接；横推料气缸活塞杆和横推板固定联接；横推料气缸驱动横推板先经过横推板过孔然后把半环套库内腔内最后端的轴承座半环套由左向右推，经过半环套出口推出半环套库内腔；

其特征在于，还包括旋转组件；旋转组件包括旋转架组件、翻转架组件和翻转气缸；

旋转架组件包括旋转架、压紧气缸、压紧组件、左撑紧组件、右撑紧组件、气马达、撑紧齿轮和压紧齿条；旋转架上固定设置旋转板和旋转轴；旋转板的第一面是底板定位面，托辊轴承座的轴承座底板放置在底板定位面上；旋转轴的轴心线沿着前后水平方向设置，旋转轴位于旋转板的后方，底板定位面和旋转轴的轴心线平行，底板定位面面向旋转轴的轴心线向前方的延伸线，底板定位面与旋转轴的轴心线向前方的延伸线之间的距离等于托辊轴承座高度的一半；

旋转轴和机架通过转动副相联，伺服电机的外壳法兰和机架固定联接，伺服电机的输出轴和旋转轴固定联接，伺服电机驱动旋转组件旋转；

旋转板上设置第一面至第二面通透的撑爪避让孔，在旋转板的第二面上设置左T型榫和右T型榫；轴承座底板的右长滑孔和左长滑孔位于撑爪避让孔的正上方；

气马达包括气马达体和气马达输出轴，气马达体固定联接在旋转板的第二面上，撑紧齿轮固定联接在气马达输出轴上；

左撑紧组件包括左撑爪和左撑齿条，左撑爪和左撑齿条固定联接；左撑爪上设置左撑爪T型槽，左撑爪T型槽和左T型榫配合组成移动副；左撑齿条和撑紧齿轮啮合；左撑爪的前后两侧设置左撑爪前后定位面，左撑爪上设置左撑爪圆弧定位面；

右撑紧组件包括右撑爪和右撑齿条，右撑爪和右撑齿条固定联接；右撑爪上设置右撑爪T型槽，右撑爪T型槽和右T型榫配合组成移动副；右撑齿条和撑紧齿轮啮合；右撑爪的前后两侧设置右撑爪前后定位面，右撑爪上设置右撑爪圆弧定位面；

气马达通过撑紧齿轮和左撑齿条的组合驱动左撑紧组件沿着左T型榫平移，左撑紧组件平移的方向与底板定位面成45度夹角并且垂直于前后方向；同时气马达通过撑紧齿轮和右撑齿条的组合驱动右撑紧组件沿着右T型榫平移，右撑紧组件平移的方向与底板定位面成45度夹角并且垂直于前后方向；左撑爪圆弧定位面和右撑爪圆弧定位面通过撑爪避让孔由第一面伸到露出底板定位面，并且左撑爪圆弧定位面和右撑爪圆弧定位面的距离同步变远；左撑爪前后定位面和左长滑孔的前后内侧面配合，右撑爪圆弧定位面和右长滑孔的前后内侧面配合；左撑爪圆弧定位面撑紧左长滑孔的左端内圆柱面，同时右撑爪圆弧定位面撑紧右长滑孔的右端内圆柱面；

压紧气缸包括压紧气缸体和压紧气缸活塞杆；压紧气缸体和旋转架固定联接；压紧气缸活塞杆和压紧齿条固定联接；压紧气缸驱动压紧齿条在前后方向上平移；压紧组件包括压紧杆、压紧齿轮和压紧轴；压紧齿轮和压紧轴固定联接；压紧杆的第一端和压紧轴固定联接；压紧轴和旋转架通过转动副联接；压紧齿轮和压紧齿条啮合；压紧杆的第二端设置压紧平面；压紧气缸通过压紧齿条和压紧齿轮的组合驱动压紧组件摆动，压紧平面压紧轴承座底板上表面；

翻转架组件包括翻转架、前推紧组件和后定位组件；

翻转架上设置翻转架安装孔，旋转架上设置翻转架安装轴，翻转架安装孔和翻转架安装轴配合组成铰链；翻转架上设置半环套放置面；当半环套放置面朝上时，翻转架安装孔在半环套放置面的后端，轴承座半环套的开口朝下放置在半环套放置面上，轴承座半环套有突台的一端朝前；

翻转气缸包括翻转气缸体和翻转气缸活塞杆；翻转气缸体的尾部和旋转架通过铰链联接；翻转气缸活塞杆的末端和翻转架通过铰链联接；

翻转气缸驱动翻转架绕翻转架安装轴摆动；当翻转气缸完全伸展开时，底板定位面和半环套放置面面对面相互平行，旋转轴的轴心线向前方的延伸线位于底板定位面和半环套放置面的中间，旋转轴的轴心线向前方的延伸线与底板定位面的距离和旋转轴的轴心线向前方的延伸线与半环套放置面的距离相等；当翻转气缸完全收缩时，翻转架绕翻转架安装轴摆动，半环套放置面远离底板定位面；

前推紧组件包括前推紧气缸和前推紧杆；前推紧气缸是带导杆型气缸；前推紧气缸包括前推紧气缸体和前推紧气缸活塞杆；前推紧气缸体和翻转架固定联接；前推紧气缸活塞杆和前推紧杆固定联接；

后定位组件包括后定位气缸和后定位块；后定位气缸是带导杆型气缸；后定位气缸包括后定位气缸体和后定位气缸活塞杆；后定位气缸体和翻转架固定联接；后定位块和后定位气缸活塞杆固定联接；后定位块上设置朝前的后定位平面和后定位半环柱面；后定位半环柱面的轴心线沿着前后水平方向设置；前推紧气缸的缸径大于后定位气缸的缸径，前推紧气缸的推力大于后定位气缸的推力；前推紧组件位于后定位组件的前方；

前推紧气缸驱动前推紧杆朝后平移，前推紧杆的后端面推动位于半环套放置面上的轴承座半环套，前推紧气缸完全伸展开；后定位气缸驱动后定位块朝前平移，后定位块的后定位半环柱面***半环柱面，后定位块的后定位半环柱面和半环柱面配合，后定位平面推动轴承座半环套的没有突台的一端端面，直到前推紧杆的后端面和后定位平面把轴承座半环套前后夹紧，后定位气缸并没有完全伸展开，前推紧气缸和后定位气缸一直保持着推力。

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