本實用新型涉及一種自動焊接機，特別是一種栓釘自動焊接機。

背景技術(shù)：

各類型鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)過程中，重鋼梁或鋼板墻上均有焊接螺柱，焊接量大。經(jīng)統(tǒng)計每人每天焊接數(shù)量在1000-2000顆之間。因需焊接的栓釘直徑都比較大，目前國內(nèi)外并沒有全自動的大直徑栓釘焊接設(shè)備，全部為人工焊接。人工焊接不僅勞動強度大，而且需要事先在工件上劃線標(biāo)記焊接位置，準(zhǔn)備工時較多，而且焊接效果、成型質(zhì)量受人為因素影響較大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足而提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)栓釘?shù)淖詣佣ㄎ?、抓取、焊接全運行過程的栓釘自動焊接機。

本實用新型采用如下技術(shù)方案：

一種栓釘自動焊接機，包括底座，置于底座上的行走平臺，回轉(zhuǎn)碼盤組件，與底座連接的立柱，立柱上方連接懸臂支撐組件，電器控制系統(tǒng)，該機整體呈懸臂式結(jié)構(gòu)，回轉(zhuǎn)碼盤組件置于底座上，懸臂支撐組件上裝有水平移動滑板、焊接機頭豎直調(diào)整滑座和自動輸送螺釘組件；焊接機頭豎直調(diào)整滑座底部裝有自動焊接機頭組件，自動輸送螺釘組件包含三個方向的調(diào)整滑座。

上述技術(shù)方案的本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，自動化程度高，焊接效果好。

本實用新型的優(yōu)選方案是：

自動焊接機頭組件中的固定支架上裝有調(diào)整螺桿、拉弧式焊槍、瓷環(huán)抓取機構(gòu)以及螺柱抓取機構(gòu)；螺柱抓取機構(gòu)通過L連接板與拉弧式焊槍連接。

栓釘抓取機構(gòu)為氣動式抓取手指結(jié)構(gòu)，栓釘抓取手指結(jié)構(gòu)連接栓釘導(dǎo)電卡指；栓釘導(dǎo)電卡指由兩個對稱設(shè)置的分體式卡指構(gòu)成，兩個卡指上分別設(shè)置有相向的V型槽結(jié)構(gòu)；瓷環(huán)抓取機構(gòu)為氣動式抓取手指結(jié)構(gòu)，瓷環(huán)抓取手指結(jié)構(gòu)連接瓷環(huán)卡指，瓷環(huán)卡指由兩個對稱設(shè)置的分體式卡指構(gòu)成，兩個卡指上分別設(shè)置有相向的V型槽結(jié)構(gòu)；瓷環(huán)卡指位于栓釘導(dǎo)電卡指的正下方。

螺柱抓取機構(gòu)中的氣缸通過L型連接板與拉弧式焊槍連接；瓷環(huán)抓取機構(gòu)中的第二導(dǎo)向桿和螺柱抓取機構(gòu)中的第一導(dǎo)向桿兩者的軸線平行設(shè)置；瓷環(huán)抓取機構(gòu)中的第二導(dǎo)向桿置于第二導(dǎo)向套，第二導(dǎo)向套通過第二凹槽式支座與瓷環(huán)抓取氣缸的外壁連接；栓釘抓取機構(gòu)中的第一導(dǎo)向桿置于第一導(dǎo)向套內(nèi)，第一導(dǎo)向套通過第一凹槽式支座與栓釘抓取氣缸的外壁連接，第一導(dǎo)向桿呈階梯狀非等直徑結(jié)構(gòu)，導(dǎo)向桿大直徑部的上端與支座連接，導(dǎo)向桿大直徑部下端與小直徑部連接，小直徑部上套裝有減重彈簧；大直徑部和小直徑部的連接部位位于套筒內(nèi)，小直徑部的下端裝有彈簧限位座。

碼盤回轉(zhuǎn)組件包括回轉(zhuǎn)支座，回轉(zhuǎn)支座與底座連接，回轉(zhuǎn)支座上裝有回轉(zhuǎn)伺服電機，回轉(zhuǎn)伺服電機的輸出軸上裝有小齒輪，小齒輪與大齒輪相嚙合，大齒輪通過回轉(zhuǎn)主軸以及圓錐滾子軸承裝在回轉(zhuǎn)支座上；大齒輪的一端面支撐有平臺，平臺上的左側(cè)部位裝有傳感棒定位座，該定位座上裝有傳感驗棒；平臺上裝有方形碼盤；方形碼盤上均布設(shè)置有螺柱定位套。

自動輸送螺栓組件中的水平移動滑板上裝有第一驅(qū)動電機，第一驅(qū)動電機的輸出軸上裝有齒輪，齒輪與位于懸臂式結(jié)構(gòu)上的齒條相配合，懸臂上設(shè)置有與齒條相平行的直線導(dǎo)軌，直線導(dǎo)軌與水平滑板上的導(dǎo)軌槽相配合；水平移動滑板通過第一活動連接板與送釘橫向移動滑座連接，送釘橫向移動滑座通過第二活動板與送釘縱向移動滑座連接，送釘縱向移動滑座通過第三連接板與送釘豎向滑座連接，送釘豎向滑座下端裝有托取方形碼盤的腿結(jié)構(gòu)，托取方形碼盤的支腿結(jié)構(gòu)上設(shè)置方形碼盤。

懸臂支撐組件的外側(cè)通過安裝架裝有焊接機頭豎直調(diào)整滑座，焊接機頭豎直調(diào)整滑座下端裝有自動焊接機頭組件；焊接機頭豎直調(diào)整滑座中的第二驅(qū)動電機通過精密減速機與絲杠連接，絲杠與絲杠滑座相配合，絲杠滑座通過連接板與安裝架連接，焊接機頭豎直滑座中的支承體連接焊接機頭固定架。

支腿結(jié)構(gòu)上設(shè)置有四個定位銷，該四個定位銷與方形碼盤底部相應(yīng)的四個定位孔相匹配安裝。

行走平臺中的行走電機與行走齒輪連接，行走齒輪與行走齒條相配合，行走齒條與底部滑座的一側(cè)固接，底部滑座置于底部直線導(dǎo)軌上。

附圖說明

圖1是本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1的俯視圖。

圖3是圖1的側(cè)視圖。

圖4是碼盤組件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是圖4的俯視圖。

圖6是圖5中的A-A剖視圖。

圖7是圖6中的B-B剖視圖。

圖8是圖5中的I部放大圖。

圖9是自動輸送螺釘組件的主視圖。

圖10是圖9的俯視圖。

圖11是圖9的側(cè)視圖。

圖12是圖11中的A-A剖視圖。

圖13是圖9中的A-A剖視圖。

圖14是圖9中的B-B剖視圖。

圖15是焊接機頭組件中的主視圖。

圖16是圖15的側(cè)視圖。

圖17是圖15中的A-A剖視圖。

圖18是圖15中的B-B剖視圖。

圖19是栓釘卡指的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖20是瓷環(huán)卡指的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖21是圖3中的A-A剖視圖。

圖22是圖1中的B-B剖視圖。

圖23是圖22中的A向視圖。

圖24是圖23中的B-B剖視圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖以及實施例詳述本實用新型：

一種栓釘自動焊接機，參見附圖1至附圖24，圖中：底座1、焊接電源2、電氣控制系統(tǒng)3、立柱4、懸臂支撐組件5、懸臂連接架501、懸臂直線導(dǎo)軌502、懸臂齒條503、回轉(zhuǎn)碼盤組件6、焊接機頭豎直調(diào)整滑座7、自動輸送螺釘組件8、自動焊接機頭組件9、水平移動滑板10、行走電機11、行走齒輪12、行走齒條13、底部滑座14、底部直線導(dǎo)軌道15。

回轉(zhuǎn)碼盤組件6中，回轉(zhuǎn)支座601、回轉(zhuǎn)驅(qū)動伺服電機602、圓錐滾子軸承603、回轉(zhuǎn)主軸604、大齒輪605、傳感棒定位座606、傳感驗棒607、平臺608、方形碼盤609、栓釘610、瓷環(huán)611、螺柱定位套612、彈性球頭柱塞613。

焊接機頭豎直調(diào)整滑座7中：豎直調(diào)整電機701、豎直調(diào)整絲杠702、豎直調(diào)整絲杠母703、豎直調(diào)整滑板704、豎直直線導(dǎo)軌705、豎直安裝板706、豎直直線滑座707、豎直支承板708。

自動輸送螺釘組件8中，送釘豎向移動滑座801、送釘橫向移動滑座802、送釘縱向移動滑座803、支腿結(jié)構(gòu)804、定位銷805、縱向驅(qū)動電機806、縱向驅(qū)動主軸807、縱向絲杠軸808、縱向絲杠母809、縱向?qū)к?10、送釘豎直驅(qū)動電機811、縱向滑板812、豎直絲杠軸813、豎直絲杠母814、豎直滑板815、豎直直線導(dǎo)軌816。

自動焊接機頭組件中，固定支架901、調(diào)節(jié)螺桿902、拉弧式焊槍903、支座904、第一導(dǎo)向桿905、第二導(dǎo)向桿906、瓷環(huán)抓取手指結(jié)構(gòu)907、瓷環(huán)卡指908、瓷環(huán)卡指連接面9081、瓷環(huán)卡指連接螺栓9082、瓷環(huán)909、栓釘導(dǎo)電卡指910、L型連接板9101、栓釘抓取手指結(jié)構(gòu)911、減重彈簧912、導(dǎo)電卡指連接座91201、栓釘抓取手指連接螺栓91202、第一導(dǎo)向套913、第一凹槽式支座914、第二導(dǎo)向套915、第二凹槽式支座916、彈簧限位座917。

本實施例中，底座1上設(shè)置有行走平臺和回轉(zhuǎn)碼盤組件等零部件，底座1上方連接的立柱4，立柱4上方連接懸臂支撐組件5，該機整體呈懸臂式結(jié)構(gòu)，懸臂支撐組件5中的懸臂行走電機504的安裝軸上裝有齒輪，齒輪與懸臂齒條503相嚙合，行走電機電504置于水平移動滑板10上，水平移動滑板上10上上設(shè)置有與懸臂齒條503平行設(shè)置的懸臂直線導(dǎo)軌502相配合的滑座；懸臂直線導(dǎo)軌502設(shè)置為兩個。

該機上配備有電器控制系統(tǒng)，回轉(zhuǎn)碼盤組件6置于底座1上，并位于懸臂式結(jié)構(gòu)起始端的一側(cè)，懸臂支撐組件5上裝有水平移動滑板10、焊接機頭豎直調(diào)整滑座7和自動輸送螺釘組件8等。焊接機頭豎直調(diào)整滑座7的底部裝有自動焊接機頭組件9，自動輸送螺釘組件8包含三個方向的調(diào)整滑座。

自動焊接機頭組件9中的固定支架901上裝有調(diào)整螺桿902、拉弧式焊槍903、瓷環(huán)抓取機構(gòu)以及螺柱抓取機構(gòu)；螺柱抓取機構(gòu)通過L連接板9101與拉弧式焊槍903連接。

栓釘抓取機構(gòu)為氣動式栓釘抓取手指結(jié)構(gòu)911，栓釘抓取手指結(jié)構(gòu)911連接栓釘導(dǎo)電卡指910，栓釘導(dǎo)電卡指910由銅材制成；栓釘導(dǎo)電卡指910由兩個對稱設(shè)置的分體式卡指構(gòu)成，兩個卡指上分別設(shè)置有相向的V型槽結(jié)構(gòu)；參見附圖19所示結(jié)構(gòu)。

瓷環(huán)抓取機構(gòu)為氣動式瓷環(huán)抓取手指結(jié)構(gòu)907，瓷環(huán)抓取手指結(jié)構(gòu)907連接瓷環(huán)卡指908，瓷環(huán)卡指908由兩個對稱設(shè)置的分體式卡指構(gòu)成，兩個瓷環(huán)卡指908上分別設(shè)置有相向的V型槽結(jié)構(gòu)；瓷環(huán)卡指908位于栓釘導(dǎo)電卡指910的正下方；瓷環(huán)卡指908的長度大于栓釘導(dǎo)電止指的長度。

導(dǎo)電卡指由于安裝位置的限制，設(shè)計的有些短，通過導(dǎo)電卡指連接座91201與栓釘抓取手指結(jié)構(gòu)911連接。

螺柱抓取機構(gòu)中的氣缸通過L型連接板9101與拉弧式焊槍903連接；瓷環(huán)抓取機構(gòu)中的第二導(dǎo)向桿906和螺柱抓取機構(gòu)中的第一導(dǎo)向桿905兩者的軸線平行設(shè)置；瓷環(huán)抓取機構(gòu)中的第二導(dǎo)向桿906置于第二導(dǎo)向套915向，第二導(dǎo)向套915通過第二凹槽式支座916與瓷環(huán)抓取氣缸的外壁連接。

栓釘抓取機構(gòu)中的第一導(dǎo)向桿905置于第一導(dǎo)向套913內(nèi)，第一導(dǎo)向套913通過第一凹槽式支座914與栓釘抓取氣缸的外壁連接，第一導(dǎo)向桿905呈階梯狀非等直徑結(jié)構(gòu)，第一導(dǎo)向桿大直徑部的上端與支座904連接，第一導(dǎo)向桿大直徑部下端與小直徑部連接，小直徑部上套裝有減重彈簧912；大直徑部和小直徑部的連接部位位于套筒內(nèi)，小直徑部的下端裝有彈簧限位座917。

碼盤回轉(zhuǎn)組件6包括回轉(zhuǎn)支座601，回轉(zhuǎn)支座601與底座1連接，回轉(zhuǎn)支座上裝有回轉(zhuǎn)伺服電機602，回轉(zhuǎn)伺服電機602的輸出軸上裝有小齒輪6051，小齒輪6051與大齒輪605相嚙合，大齒輪605通過回轉(zhuǎn)主軸604以及圓錐滾子軸承603裝在回轉(zhuǎn)支座601上；大齒輪605的一端面支撐有平臺608，平臺608上的左側(cè)部位裝有傳感棒定位座606，該傳感棒定位座606上裝有傳感驗棒607；平臺608上裝有方形碼盤609；方形碼盤609上均布設(shè)置有螺柱定位套612。

自動輸送螺栓組件8中的水平移動滑板上10裝有第一驅(qū)動電機，第一驅(qū)動電機的輸出軸上裝有齒輪，齒輪與位于懸臂式結(jié)構(gòu)上的齒條相配合，懸臂上設(shè)置有與齒條相平行的直線導(dǎo)軌，直線導(dǎo)軌與水平滑板上的導(dǎo)軌槽相配合；水平移動滑板10通過第一連接板與送釘橫向移動滑座802連接，送釘橫向移動滑座802通過第二連接板與送釘縱向移動滑座803連接，送釘縱向移動滑座803通過第三連接板與送釘豎向滑座801連接，送釘豎向滑座801下端裝有托取方形碼盤的支腿結(jié)構(gòu)804，托取方形碼盤的支腿結(jié)構(gòu)804上設(shè)置有四個定位銷805，該四個定位銷805與方形碼盤609底部相應(yīng)的四個定位孔相匹配安裝。

焊接機頭豎直調(diào)整滑座7中的豎直調(diào)整電機701的輸出軸與豎直調(diào)整絲杠702連接，豎直調(diào)整絲杠702上裝有豎直調(diào)整絲杠母703，豎直調(diào)整絲杠母703上裝有豎直調(diào)整滑板704，豎直調(diào)整滑板704裝在懸臂連接架501上。豎直調(diào)整滑板704上裝有豎直直線滑座707，豎直直線滑座707置于豎直調(diào)整絲杠桿702兩側(cè)的豎直直線導(dǎo)軌705上，豎直直線導(dǎo)軌705裝在豎直安裝板豎直安裝板706上，豎直滑安裝板底端的安裝支承板708與焊接機頭組件9中的固定支架901的上端連接。

自動輸送螺釘組件8中的送釘豎向移動滑座801、送釘橫向移動滑座802和送釘縱向移動滑座803三者的結(jié)構(gòu)與圖23 和圖24所示的焊接機頭豎直調(diào)整滑座7中的豎直調(diào)整電機701、豎直調(diào)整絲杠702、豎直調(diào)整絲杠703、豎直調(diào)整滑板704、豎直直線導(dǎo)軌705、豎直安裝板706、豎直直線滑座707和豎直支承板708等之間的連接結(jié)構(gòu)相同，只是相互之間通過前述的第二和第三連接板連接在一起。

送釘豎向移動滑座801中，送釘豎直驅(qū)動電機811與豎直絲杠軸813連接，豎直絲杠軸813上裝有豎直絲杠母814，豎直絲杠母814上裝有豎直滑板815，豎直滑板815置于豎直絲杠軸813兩側(cè)的豎直直線導(dǎo)軌816上。（圖13的側(cè)視圖和俯視圖，與圖23和圖24中的相關(guān)結(jié)構(gòu)相同）。送釘縱向滑座803的結(jié)構(gòu)與送釘橫向滑座802的結(jié)構(gòu)相同（與前述的焊接機頭豎直調(diào)整滑座7中相關(guān)零部件的連接關(guān)系相同），送釘縱向滑座803中的縱向驅(qū)動電機806與縱向驅(qū)動主軸807連接，縱向驅(qū)動主軸807與縱向絲杠軸808連接，縱向絲杠軸808上裝有縱向絲杠母809，縱向絲杠母809上裝有縱向滑板812，縱向滑板812置于縱向絲杠軸兩側(cè)的縱向?qū)к?10上，相關(guān)側(cè)視圖和俯視圖，參見圖23和圖24。

懸臂支撐組件5的外側(cè)通過安裝架裝有焊接機頭豎直調(diào)整滑座7，焊接機頭豎直調(diào)整滑座7的下端裝有自動焊接機頭組件9。

行走平臺中的行走電機11與行走齒輪12連接，行走齒輪12與行走齒條13相配合，行走齒條13與底部滑座14的一側(cè)固接，底部滑座14置于底部直線導(dǎo)軌15上；底部滑座14呈平行狀態(tài)設(shè)置為兩條，分別與兩條平行設(shè)置的底部直線導(dǎo)軌15連接。

自動輸送釘組件包含三個方向的調(diào)整滑座：送釘橫向移動滑座802、送釘縱向移動滑座803和送釘豎向滑座801，能根據(jù)既定程序?qū)⒎叫未a盤609上的螺柱和瓷環(huán)909準(zhǔn)確送到自動焊接機頭的定位抓取位置。

自動焊接頭以拉弧式焊槍為主體，搭配抓取螺柱和瓷環(huán)的栓釘導(dǎo)電卡指910和瓷環(huán)卡指908，能適應(yīng)一定規(guī)格范圍內(nèi)的螺柱的自動焊接。方形碼盤609內(nèi)螺柱的固定，采用彈性球頭柱塞613沿螺柱徑向頂緊的方式，可解決因螺柱外徑尺寸偏差較大造成的定位不準(zhǔn)問題，使螺柱在經(jīng)人工碼放后保持豎直狀態(tài)。一組碼盤上螺柱焊接完成后，自動輸送釘組件可自動返回到平臺上回轉(zhuǎn)變位機處，將空的碼盤放置，并取走已人工裝好的碼盤。設(shè)備所有電機均采用伺服電機或步進電機，旋轉(zhuǎn)速度快，且具有位置信息反饋，能夠很好的保證運動精度和重復(fù)定位精度。

自動焊接過程采用伺服驅(qū)動技術(shù)與氣動傳動技術(shù)相結(jié)合實現(xiàn)螺柱自動夾取及焊接，無需人工干預(yù)。螺柱焊接位置，通過在程序中輸入焊接點坐標(biāo)，采用伺服驅(qū)動技術(shù)，焊接機頭可準(zhǔn)確到位，不需要人工再進行劃線確認(rèn)。

另外，設(shè)備可通過接觸傳感技術(shù)自動檢測待焊工件相對設(shè)備主體的擺放斜率，焊接機頭夾取傳感驗棒607與工件側(cè)邊接觸，通過兩點位置坐標(biāo)計算工件斜率。程序會自動根據(jù)計算結(jié)果對每一個焊接點進行位置補償，保證螺柱焊接后形成的的陣列與工件保持橫平豎直。焊接過程采用端點檢測技術(shù)，保證螺柱與工件達到有效接觸狀態(tài)后起弧焊接，消除因工件不平整造成的影響。