本發(fā)明涉及貫流風葉超聲波焊接的技術領域，特別涉及一種貫流風葉自動焊接機。

背景技術：

貫流風葉由于結構緊湊、風量大、噪音低等特點，現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應用在空調、對流扇、風簾機等空氣交換設備中，由軸蓋、多個中節(jié)、端蓋(有些文獻中，統(tǒng)稱軸蓋、中節(jié)、端蓋為散件)注塑成型后，采用超聲波焊接而成。

傳統(tǒng)的貫流風葉制造行業(yè)都是將注塑好的散件產品，采用人工焊接而成。在風葉的焊接過程中，為了保證產品的質量，需要將每一節(jié)散件按照一定順序，通過肉眼識別標記圓對位插入到前一個散件中，然而對位的標記圓很小，容易產生視覺疲勞，降低焊接的準確性。人工焊接風葉普遍存在焊接效率低，焊接產品不穩(wěn)定的情況。另外，貫流風葉在焊接過程中會產生刺耳的噪聲，這種噪聲容易引起人疲勞、頭疼、惡心等癥狀，對人體的聽覺傷害較大。而隨著國家對勞動者健康保護的法律設立越來越健全，企業(yè)在采用傳統(tǒng)的人工焊接方式將會面臨觸犯國家法律的風險。

近年來由于生活水平的提高，空調需求量劇增，貫流風葉的需求量也隨之迅速上升。訂單的大量增加也給制造工廠帶來巨大挑戰(zhàn)，這就要求制造工廠能夠快速、穩(wěn)定的制造出大量的合格產品來滿足客戶需求。

隨著人工成本的上升，現(xiàn)在的企業(yè)普遍面臨訂單劇增、招工困難的窘境。越來越多的企業(yè)已經(jīng)開始追求智能化、自動化生產。由于貫流風葉在焊接過程中定位精度要求高，產品夾持困難，產品規(guī)格型號眾多等特點，目前國內外這種類似的自動焊接機還鮮有焊接質量穩(wěn)定、效率高的自動焊接機出現(xiàn)。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種貫流風葉自動焊接機，包括上料單元、傳送定位單元、焊接機單元、下料單元和自動控制電路。針對現(xiàn)有的料框結構實現(xiàn)中節(jié)的自動上料，散件的自動定位和成品的自動下料，在一定程度上降低了工人的勞動強度，提高貫流風葉的生產效率和質量。

本發(fā)明的目的是由下述技術方案實現(xiàn)的：一種貫流風葉自動焊接機，包括上料單元、傳送定位單元、焊接機單元、下料單元和自動控制電路；

所述上料單元包括料框輸送皮帶、提框組件、三軸機械手，所述提框組件設置在所述料框輸送皮帶的外側，所述提框組件包括兩個叉架、兩組叉架導軌和兩組鏈條傳動機構，所述三軸機械手設置在所述提框組件的上方，所述三軸機械手上設有中節(jié)抓取組件；所述中節(jié)抓取組件包括中節(jié)抓取基座，所述中節(jié)抓取基座頂部設置一個伺服電機，所述中節(jié)抓取基座中部設置冂形驅動架，所述伺服電機通過滾珠絲杠與所述冂形驅動架驅動連接；所述中節(jié)抓取基座下部設置兩個可擺動的抓持體，所述抓持體頭部設置夾板，所述抓持體尾部設置擺動臂，所述冂形驅動架通過連桿與所述擺動臂驅動連接；

所述傳送定位單元設有中節(jié)輸送皮帶和雙皮帶組件，所述中節(jié)輸送皮帶的輸出端設置移位組件，所述雙皮帶組件的輸出端設置吸取組件，所述移位組件和所述吸取組件之間設置定位組件，所述移位組件包括移位氣缸、滑臺氣缸、導軌，所述滑臺氣缸安裝在所述導軌上，所述移位氣缸的活塞桿與所述滑臺氣缸固定連接，所述滑臺氣缸上固定有氣缸夾爪；所述吸取組件包括二軸機械手，該二軸機械手上設有吸盤；所述定位組件設有定位臺，所述定位臺的周圍設有多個定位爪，所述定位臺的下方設置定位氣缸，所述定位爪與所述定位氣缸驅動連接；所述定位組件的上方設有定位視覺組件，所述定位視覺組件包括工業(yè)相機和光源；

所述焊接機單元包括焊接機、旋轉定位組件、焊接視覺組件，所述旋轉定位組件設有二軸機械手，該二軸機械手上設有回轉氣缸夾爪；所述焊接視覺組件包括工業(yè)相機和光源，該工業(yè)相機和光源分別傾斜設置在所述焊接機的托盤兩側的斜上方；

所述下料單元包括成品抓取組件、升降托架、機械手、翻轉夾爪組件和料倉，所述成品抓取組件包括成品抓取機座，所述成品抓取機座上設有水平導軌，所述水平導軌上對稱設置左抓持體和右抓持體，所述水平導軌的一側平行設有雙向調節(jié)杠，所述雙向調節(jié)杠的一端設置左旋滾珠絲桿，所述雙向調節(jié)杠的另一端設置右旋滾珠絲桿，所述左抓持體通過絲母與所述左旋滾珠絲桿連接，所述右抓持體通過絲母與所述右旋滾珠絲桿連接，所述雙向調節(jié)杠與驅動機構動力連接；所述升降托架安裝在所述機械手上，所述升降托架上設有導板，所述翻轉夾爪組件鉸接在所述升降托架上，所述翻轉夾爪組件包括翻轉氣缸、調節(jié)螺桿、夾緊氣缸和夾爪片。

進一步的，所述滾珠絲杠包括螺桿、螺母，所述螺桿通過聯(lián)軸器與所述伺服電機的輸出軸連接，所述螺母固定在所述冂形驅動架上。

進一步的，所述冂形驅動架上設置抓持組件軸，所述連桿的一端鉸接在所述抓持組件軸上，所述連桿的另一端與所述擺動臂鉸接。

進一步的，所述中節(jié)抓取基座兩側設置定位孔，所述抓持組件軸的兩端安裝在所述定位孔中。

進一步的，兩個所述抓持體之間設置平壓組件，所述平壓組件包括固定座、彈性壓條，所述彈性壓條通過壓條導桿與所述固定座連接，所述壓條導桿上套裝彈簧。

進一步的，所述固定座通過凵形連接件與所述中節(jié)抓取基座固定安裝。

進一步的，所述滾珠絲杠包括螺桿、螺母，所述螺桿通過聯(lián)軸器與所述伺服電機的輸出軸連接，所述螺母固定在所述冂形驅動架上。

進一步的，所述冂形驅動架上設置抓持組件軸，所述連桿的一端鉸接在所述抓持組件軸上，所述連桿的另一端與所述擺動臂鉸接。

進一步的，所述中節(jié)抓取基座兩側設置定位孔，所述抓持組件軸的兩端安裝在所述定位孔中。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有如下優(yōu)點：

1、本發(fā)明可以在一定程度上降低焊接人員的勞動強度，提高貫流風葉的生產效率和生產的穩(wěn)定性。

2、根據(jù)現(xiàn)有的標準a5料框開發(fā)了相應的上料方式，目前，這種上料方式在其他自動化的設備上是沒有的。這種上料方式在很大程度上保留了原有的操作習慣，既可以節(jié)約大量的成本，又可以降低設備在推廣過程中的難度。

3、本發(fā)明在最大程度上利用了現(xiàn)有的焊接機，并進行自動化改造，比起重新設計焊接機或者自動化焊接結構，能夠在成本控制方面有著明顯的優(yōu)勢。

4、開發(fā)了新型視覺對位系統(tǒng)，將相機和光源傾斜安裝，這種視覺對位系統(tǒng)比起現(xiàn)有的相機和光源移動安裝方式，在保證焊接精度的同時，能夠大大的提升焊接效率。

5、開發(fā)了自動存儲的下料單元，可自動存儲大量的成品貫流風葉，在人工收料時能夠大大降低勞動強度，也為同一設備上生產不同的產品提供了可能性。

6、采用模塊化設計，每個單元都能單獨工作，既能提供設備的適應性，也為設備的后續(xù)升級預留出了便利性。

以下結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作詳盡說明。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結構示意圖；

圖2是上料單元的結構示意圖；

圖3是xy平臺的結構示意圖；

圖4是提框組件的結構示意圖；

圖5是z軸組件的結構示意圖；

圖6是中節(jié)抓取組件的結構示意圖；

圖7是中節(jié)抓取組件的抓取示意圖；

圖8是傳送定位單元的結構示意圖；

圖9是移位組件的結構示意圖；

圖10是吸取組件的結構示意圖；

圖11是定位組件的結構示意圖；

圖12是焊接機單元的結構示意圖；

圖13是焊接機的結構示意圖；

圖14是旋轉定位組件的結構示意圖；

圖15是回轉氣缸夾爪的結構示意圖；

圖16是焊接視覺組件的結構示意圖；

圖17是視覺組件的工作原理圖；

圖18是下料單元的結構示意圖；

圖19是成品抓取組件的安裝示意圖；

圖20是翻轉夾爪組件的結構示意圖；

圖21是升降托架的結構示意圖；

圖22是成品抓取組件的結構示意圖；

圖23是成品抓取組件的立體圖。

具體實施方式

實施例一：

為方便理解本發(fā)明的具體實施方式，首先簡單介紹貫流風葉產品的具體結構。通常情況下，貫流風葉由三部分組成：若干個中節(jié)、一個軸蓋、一個端蓋。中節(jié)由中節(jié)圓盤、風葉、熔膠葉片通過注塑機注塑成型，中節(jié)圓盤上端注塑有凹槽，下端注塑有圓弧形風葉，風葉末端留有熔膠葉片。軸蓋由一個塑料圓盤和一根鍍鉻軸嵌套而成，實際生產中軸蓋包括有普通的軸蓋和風葉軸蓋。端蓋由一個鋁套和一個塑料圓盤嵌套而成，實際生產中端蓋包括鋁套長臺階在貫流風葉內部的普通端蓋(內修)、長臺階在貫流風葉外部的外修端蓋以及內修和外修風葉端蓋。在中節(jié)、軸蓋、端蓋三個部件圓盤都注塑有一個或多個標記圓，方便焊接時對位。貫流風葉的結構可以參照實用新型專利zl201520348387.x中公開的內容進行理解，此處不再詳細描述。

在焊接過程中，首先將軸蓋有熔膠凹槽的面朝上放置在焊接托盤上；然后每次取一個中節(jié)，將熔膠凹槽面也朝上，將中節(jié)標記圓對準軸蓋標記圓，再將中節(jié)的熔膠葉片插入到軸蓋的熔膠凹槽中；焊接好若干中節(jié)后，將端蓋有熔膠凸臺一面朝下，對好標記圓，放置在中節(jié)上，并完成焊接，就可以完成了一個完整貫流風葉產品的焊接。

參見圖1，本發(fā)明的一種貫流風葉自動焊接機，包括上料單元1、傳送定位單元2、焊接機單元3、下料單元4和自動控制電路。本發(fā)明整體結構采用模塊化設計，將上料單元1、傳送定位單元2、焊接機單元3、下料單元4四個模塊順序集成到一起，組成一臺速度快、精度高的貫流風葉自動焊接機。這四個模塊中每一個都具有獨立的功能和控制系統(tǒng)，能夠獨立成為一臺單獨運行的機器。這種設計方式能夠大大提高機器的適應性，為后續(xù)的機器連接注塑機等上下游設備提供方便。本發(fā)明為了有效利用空間，提高工作效率，將中節(jié)、軸蓋、端蓋分開上料。

為了更清晰的闡述本發(fā)明的工作過程，接下來對本發(fā)明的每一個單元的工作過程進行闡述。

通常情況下，貫流風葉是由軸蓋、中節(jié)、端蓋焊接而成，其中軸蓋和端蓋都只有一件，而中節(jié)會有多件，所以中節(jié)能否快速、準確的上料是整臺設備工作的瓶頸之一。為了解決上述瓶頸，本發(fā)明設計了上料單元1。本發(fā)明的上料單元1在成本允許的情況下，可以采用機器人自動上料方式，效果更佳。

參見圖2，所述上料單元1包括機架5，機架上設置料框輸送皮帶7、提框組件6、三軸機械手，所述提框組件設置在所述料框輸送皮帶的外側，所述三軸機械手設置在所述提框組件的上方。將裝滿中節(jié)的料框11搬運到上料單元1的料框輸送皮帶7上，啟動料框輸送皮帶7，料框輸送皮帶采用兩組皮帶傳動機構，由電機驅動，皮帶傳動機構的結構屬于現(xiàn)有技術。

參見圖4，所述提框組件包括兩個叉架、兩組叉架導軌15和兩組鏈條傳動機構16，叉架在鏈條傳動機構16的帶動下可以沿叉架導軌15運動，鏈條傳動機構由電機19驅動。叉架的下部有兩個叉臂，一個叉臂上設有檢測擋板18，另一個叉臂上相對設有氣缸壓緊組件17。料框輸送皮帶7將a5料框11輸送到提框組件6上，當a5料框11完全接觸到提框組件6后端的檢測擋板18時，氣缸壓緊組件17會立即動作夾緊整個料框，然后a5料框11會被提框組件6提升到上限位，并保持在上限位。提框組件采用兩組叉架導軌和兩組鏈條傳動機構的對稱結構，既可以保證料框在上升過程中能夠平穩(wěn)運行，又能夠讓料框在取料過程保持不變形。鏈條傳動機構的結構屬于現(xiàn)有技術。

參見圖3，三軸機械手設有xy平臺8，xy平臺的x軸采用高性能的機械手14側臥式安裝，y軸采用雙同步帶12加導軌13的方式驅動，機械手14由雙同步帶12驅動沿導軌13運動，保證xy平臺8高速運動過程中的平穩(wěn)性。z軸組件10安裝在x軸機械手14上。機械手的工作原理是伺服電機帶動絲杠轉動，驅動絲杠上的絲母運動，從而控制固定在絲母上的z軸組件進行軸向運動。也可以采用氣缸、步進電機驅動的機械手，機械手屬于現(xiàn)有技術。所述三軸機械手上設有中節(jié)抓取組件9，中節(jié)抓取組件可以在xyz的空間內移動，對料框內的中節(jié)依次進行抓取。由于a5料框11本身深度達到了480mm，中節(jié)被抓取出來后需要在z軸方向上離開料框20mm，防止沒有夾好的中節(jié)在xy平臺移動過程中會有可能撞擊料框，加上中節(jié)本身高度通常在70mm左右，所以z軸的運動行程將大于570mm。如果中節(jié)抓取組件9直接安裝在普通機械手上，將會產生一個很長懸臂結構，會造成z軸運動效率低和剛性不足的后果。針對這個不足，將本發(fā)明的z軸組件10設計成機械手21加氣缸22的結構，如圖5所示。當抓取a5料框11中的上面的三層或者四層物料時，機械手21上下運動；當機械手21抓取靠近料框底面的兩層物料時，在機械手21保持下運動的過程中，氣缸22完成向下運動的動作，反之，在機械手21上升過程中，氣缸22已經(jīng)完成向上的動作，將中節(jié)抓出料框。中節(jié)抓取組件9安裝在氣缸臂板20上，由氣缸22驅動上下運動。

參見圖6，所述中節(jié)抓取組件包括中節(jié)抓取基座82，所述中節(jié)抓取基座頂部設置一個伺服電機81，所述中節(jié)抓取基座中部設置冂形驅動架85，所述伺服電機通過滾珠絲杠84與所述冂形驅動架驅動連接；所述中節(jié)抓取基座下部設置兩個可擺動的抓持體，所述抓持體頭部設置夾板93，所述抓持體尾部設置擺動臂90，所述冂形驅動架通過連桿87、88與所述擺動臂驅動連接。

參見圖6，伺服電機固定在中節(jié)抓取基座82的頂部，中節(jié)抓取基座頂板上開設有供伺服電機輸出軸通過的軸孔，滾珠絲杠84包括螺桿、螺母，螺桿通過聯(lián)軸器83與伺服電機的輸出軸連接，螺母固定在冂形驅動架85上，或者螺母與冂形驅動架加工成一體，伺服電機驅動冂形驅動架在中節(jié)抓取基座內往復滑動。

中節(jié)抓取基座82的前后兩側各固定一塊面板89，兩塊面板的上部通過螺栓固定在中節(jié)抓取基座的下部，面板的下部設有兩個軸孔，擺動臂90中部的鉸軸82與軸孔轉動連接，兩個擺動臂轉動安裝在兩塊面板之間。所述冂形驅動架85上設置抓持組件軸86，所述連桿87、88的一端鉸接在所述抓持組件軸上，所述連桿的另一端通過銷軸91與所述擺動臂鉸接。其中，左連桿87為叉形，左連桿87的兩個叉臂鉸接在所述抓持組件軸上，右連桿88的一端位于左連桿87的兩個叉臂之間。

參見圖6，所述中節(jié)抓取基座兩側的面板上設置定位孔100，所述抓持組件軸86的兩端安裝在所述定位孔中。定位孔為豎向的長孔，用于限制冂形驅動架85的滑動方向和滑動距離。

參見圖6、圖7，在抓取過程開始時，先使整個抓取裝置下降，伺服電機81通過聯(lián)軸器83驅動滾珠絲杠84轉動，冂形驅動架85向上滑動，通過左連桿87、右連桿88帶動擺動臂90繞鉸軸92轉動，從而實現(xiàn)兩個抓持體張開。將安裝在擺動臂90上的兩塊夾板93伸入到兩個中節(jié)99內，然后通過伺服電機81關閉反向驅動兩個抓持體進行抓取，一次抓取兩件中節(jié)產品。夾板93是由薄鋼板制成，并根據(jù)具體的產品設計一定的折彎。折彎既要能伸入到中節(jié)的圓孔中，又要能夠在打開時不妨礙中節(jié)的擺放，整個抓取機構采用伺服電機驅動，調節(jié)產品的夾緊程度，并能適應多種不同產品的夾持。

參見圖6，兩個所述抓持體之間設置平壓組件，所述平壓組件包括固定座95、彈性壓條96，所述彈性壓條通過壓條導桿98與所述固定座連接，所述壓條導桿上套裝彈簧97。

參見圖6，所述固定座95通過凵形連接件94與所述中節(jié)抓取基座82固定安裝。凵形連接件由底板和兩塊連接板組成，底板與固定座連接，兩塊連接板上設有連接長孔，分別通過螺栓與中節(jié)抓取基座兩側的兩塊面板連接。

參見圖6、圖7，在抓取過程開始時，為了防止抓取過程中被抓的中節(jié)影響周圍零件的位置，先使整個抓取裝置下降，使彈性壓條96壓在中節(jié)上，通過彈簧97變形，對中節(jié)施加一定的預壓力，讓被抓取的中節(jié)保持基本水平。伺服電機81通過聯(lián)軸器83驅動滾珠絲杠84轉動，冂形驅動架85向上滑動，通過左連桿87、右連桿88帶動擺動臂90繞鉸軸92轉動，從而實現(xiàn)兩個抓持體張開。將安裝在擺動臂90上的兩塊夾板93伸入到兩個中節(jié)99內，然后通過伺服電機81關閉反向驅動兩個抓持體進行抓取，一次抓取兩件中節(jié)產品。夾板93是由薄鋼板制成，并根據(jù)具體的產品設計一定的折彎。折彎既要能伸入到中節(jié)的圓孔中，又要能夠在打開時不妨礙中節(jié)的擺放，整個抓取機構采用伺服電機驅動，調節(jié)產品的夾緊程度，并能適應多種不同產品的夾持。

被抓取上來的中節(jié)被放置在傳送定位單元的中節(jié)輸送皮帶25上。當料框中所有中節(jié)被抓取完成后，提框組件6會自動下降到下限位并觸發(fā)料框輸送皮帶電機，將料框送至上料單元1的另一端，與此同時可以輸送另一滿料的中節(jié)料框到提框組件6上，進入下一輪中節(jié)抓取。料框輸送皮帶另一端的料框人工取走即可。

參見圖8、圖9、圖10、圖11，所述傳送定位單元設有機架23，機架上設有中節(jié)輸送皮帶25和雙皮帶組件24，所述中節(jié)輸送皮帶的輸出端設置移位組件26，所述雙皮帶組件的輸出端設置吸取組件27，所述移位組件和所述吸取組件之間設置定位組件28，所述移位組件包括移位氣缸33、滑臺氣缸36、導軌，所述滑臺氣缸安裝在所述導軌上，所述移位氣缸的活塞桿與所述滑臺氣缸固定連接，所述滑臺氣缸上固定有氣缸夾爪38；所述吸取組件包括二軸機械手，該二軸機械手上設有吸盤41；所述定位組件設有定位臺44，所述定位臺的周圍設有多個定位爪43，所述定位臺的下方設置定位氣缸，所述定位爪與所述定位氣缸驅動連接；所述定位組件的上方設有定位視覺組件，所述定位視覺組件包括工業(yè)相機30和光源32。

參見圖8、圖9、圖10、圖11，傳送定位單元2主要是對軸蓋、端蓋進行上料，工作過程是依次抓取定位軸蓋、若干個中節(jié)、端蓋，并將軸蓋、中節(jié)和端蓋輸送到定位組件28夾緊，并進行視覺定位。軸蓋和端蓋主結構基本相似，上料方式也是一樣的。本發(fā)明采用人工將軸蓋和端蓋按順序擺放在雙皮帶組件24上，軸蓋和端蓋也可以采用機器人上料方式，效果更佳。雙皮帶組件24將軸蓋和端蓋輸送到前端的v型塊29處，進行初步定位。軸蓋和端蓋到位后，雙皮帶組件24會停止運動。此時，吸取組件27會被移動到初定位好的軸蓋或端蓋的正上方，然后吸取一個軸蓋或端蓋，放置在定位組件28的定位臺44上，定位組件28在檢測到中節(jié)后，定位組件28中的四爪定位氣缸會產生動作，驅使調整塊45通過定位爪43將中節(jié)夾緊進行定位。四爪定位氣缸具有定位精度高，安裝方便等特點，并能大大降低設計和調試成本。定位組件28上方的定位視覺組件的作用是將被夾緊的軸蓋或端蓋進行拍照并確定標記圓的位置，為后續(xù)的中節(jié)焊接提供基準點。完成視覺處理后，焊接機單元3的旋轉定位組件47會將軸蓋或端蓋抓走。中節(jié)的定位原理與軸蓋、端蓋類似，上料單元1抓取到中節(jié)輸送皮帶25上的中節(jié)會被傳送到中節(jié)輸送皮帶25的另一端，中節(jié)輸送皮帶上的v型塊31會擋住中節(jié)，進行初定位。中節(jié)到位后，中節(jié)輸送皮帶25會停止運動，移位組件26中的滑臺氣缸36會下降，當滑臺氣缸36到位后，夾爪氣缸37使氣缸夾爪38將一個中節(jié)夾住，隨后滑臺氣缸36立即復位，移位氣缸33將整個抓取組件推到定位組件28上方，到位后滑臺氣缸36下降，夾爪氣缸37松開，將中節(jié)放置在定位組件28的定位臺44上。在定位組件28將夾緊中節(jié)，定位視覺組件對中節(jié)進行拍照，確定標記圓的位置，以便在焊接過程中進行對位。本發(fā)明通過調節(jié)能夠適應產品直徑變化范圍為90-105mm，高度能夠適應60-70mm。在這個尺寸范圍內變化，只需要調整定位組件上的調整塊45的位置即可適應尺寸變化。中節(jié)高度變化通常范圍60-70mm，只要調整移位組件上滑臺氣缸的高低；端蓋風葉高度小于80mm，只需要調節(jié)v1軸機械手39的伺服電機40控制吸盤41的高低?？紤]中節(jié)高度尺寸變化范圍通常都在60-80mm之間，調節(jié)方式采用燕尾槽調節(jié)結構。調節(jié)時，先要松掉氣缸安裝板35內部的無頭螺絲，然后旋轉上方的調節(jié)螺絲34，當滑臺氣缸36被移動到需要的高度時，擰緊無頭螺絲。這種結構能夠實現(xiàn)一定距離內的各種高度精密調節(jié)，并且在能夠在運動過程中保持高剛性，非常適合在高速運動并且有沖擊的場合。

參見圖12、圖14、圖16，所述焊接機單元包括焊接機46、旋轉定位組件47、焊接視覺組件，所述旋轉定位組件設有二軸機械手，該二軸機械手由機械手56和機械手57組裝而成，回轉氣缸夾爪58安裝在機械手57上；所述焊接視覺組件包括工業(yè)相機48和光源49，該工業(yè)相機和光源分別傾斜設置在所述焊接機的托盤54兩側的斜上方。

參見圖12，焊接機單元主要功能是對中節(jié)、軸蓋和端蓋進行對位和焊接。焊接機46采用現(xiàn)有市場上的標準焊接機。旋轉定位組件47主要功能就是將定位組件上確定了標記圓位置的軸蓋、中節(jié)、端蓋抓取出來，并以焊接視覺組件得出的標記圓角度為基準，將中節(jié)或者端蓋旋轉一定角度，使兩個標記圓重合。參見圖17，視覺定位工作原理：θ1為傳送定位單元中定位視覺組件確定的標記圓角度，θ2為焊接后由焊接視覺組件確定的標記圓角度，當α＝|θ1-θ2|≤180°時，順時針旋轉α角；當α＝|θ1-θ2|≥180°時，逆時針旋轉360°-α角。參見圖13、圖14、圖15，焊接機46的焊接頭54與定位的四根擺桿52a、52b、52c、52d間距有限，通常小于200mm，為了提高焊接機46自動焊接的適應性和效率，回轉氣缸夾爪58必須盡量小巧，靈活。旋轉定位組件47通過底座55安裝在焊接機46的上，由機械手56、機械手57、回轉氣缸夾爪58組成?；剞D氣缸夾爪58是由一套伺服電機60驅動的同步輪結構以及夾抓氣缸50和夾抓片51組成。工作過程如下：焊接機46自動調整到準備狀態(tài)，擺桿52a、52b處于松弛狀態(tài)，托盤53運行到上限位，機械手56會將機械手57及回轉氣缸夾爪58移動到傳送定位單元2的定位組件28的中間位置，機械手57驅動回轉氣缸夾爪58下降，抓取一個軸蓋后，將回轉氣缸夾爪58上升一定的高度，然后機械手56會將機械手57、回轉氣缸夾爪58和抓取到產品移動四根擺桿52a、52b、52c、52d中間，并將軸蓋放置在托盤53上，在回轉氣缸夾爪58移到定位組件28的過程中，擺桿52a、52b會被關閉，將軸蓋加緊，焊接視覺組件對軸蓋進行拍照，確定標記圓的角度，此后擺桿52a、52b打開至松弛位置；然后機械手56會將機械手57和回轉氣缸夾爪58又一次移動到定位組件28的中間位置，抓取一個中節(jié)，在返回到四根擺桿的中心位置過程中，完成中節(jié)角度的旋轉，將中節(jié)的標記圓旋轉到和軸蓋的標記圓同一位置，插到軸蓋上；托盤53下降一個中節(jié)位置，擺桿52a、52b關閉，焊接頭54會下降到中節(jié)的上表面位置對中節(jié)進行焊接，重復上述循環(huán)若干次即可完成所有中節(jié)的焊接；最后，回轉氣缸夾爪58會繼續(xù)運行一個循環(huán)并完成端蓋的焊接。在完成一個貫流風葉產品的焊接之后，擺桿52a、52b會自動打開，以便下料單元4將風葉成品抓取出來。產品的直徑發(fā)生變化時，只需要更換夾抓片51即可；當產品高度發(fā)生變化時，修改機械手57在高度方向上的參數(shù)就能夠適應。在不更換零件的情況能夠適應的直徑尺寸為90到100mm，高度尺寸為60到80mm。

參見圖16，由于焊接機46本身結構和尺寸的限制，本發(fā)明通過焊接視覺組件確定標記圓的位置時，將焊接視覺組件的工業(yè)相機和光源分別傾斜設置在所述焊接機的托盤54兩側的斜上方，光源49發(fā)出的光線經(jīng)過風葉半成品62的漫反射進入到工業(yè)相機48，達到拍攝的目的。焊接視覺組件的特點是每次焊接動作會少一次啟停，效率高。

參見圖18、圖19、圖20、圖21，所述下料單元包括成品抓取組件65、升降托架66、機械手、翻轉夾爪組件67和料倉68，所述升降托架66安裝在機械手上，所述升降托架上設有導板73，所述翻轉夾爪組件67鉸接在所述升降托架66上。主要功能是將焊接好的貫流風葉成品從焊接機單元3中抓取出來，并存放在料倉68中。其工作過程如下：當焊接機46在進行超聲波焊接時，下料單元4會自動調整到準備狀態(tài)，此時機械手中的無桿氣缸70處于伸出狀態(tài)，三軸氣缸69處于縮回狀態(tài)，成品抓取組件65處于打開狀態(tài)；翻轉夾爪組件67由翻轉氣缸74、調節(jié)螺桿75、夾緊氣缸76、夾抓片77等零件組成，在準備狀態(tài)時，翻轉氣缸74和夾緊氣缸76都處于縮回狀態(tài)，并且升降托架66將翻轉夾爪組件67保持在一個能穩(wěn)定抓住成品貫流風葉又不會產生干涉的位置；當焊接機單元3完成一個成品貫流風葉的焊接時，焊接機46的外擺桿52a、52b會自動打開，這時安裝在三軸氣缸69的成品抓取組件伸出到焊接機46內部，成品抓取組件自動關閉，夾持住成品貫流風葉，進而托盤53會自動下降一定的距離以避開軸蓋上的鍍鉻軸，然后三軸氣缸69和無桿氣缸70同時縮回到位；翻轉夾爪組件67的夾緊氣缸76會自動閉合夾持住成品貫流風葉，翻轉氣缸74將使夾緊氣缸76、夾抓片77等逆時針轉動90度，到位后夾緊氣缸76會自動打開，成品貫流風葉會沿著安裝在型材72上的導板73滾入料倉68中。

參見圖22、圖23，所述成品抓取組件包括成品抓取機座105，所述成品抓取機座上設有水平導軌107，所述水平導軌上對稱設置左抓持體和右抓持體，所述水平導軌的一側平行設有雙向調節(jié)杠，所述雙向調節(jié)杠的一端設置左旋滾珠絲桿119，所述雙向調節(jié)杠的另一端設置右旋滾珠絲桿，所述左抓持體通過絲母109與所述左旋滾珠絲桿連接，所述右抓持體通過絲母110與所述右旋滾珠絲桿連接，所述雙向調節(jié)杠與驅動機構動力連接；所述機座的中部設置產品接觸臂113。

參見圖22、圖23，所述成品抓取機座105的兩端設置支撐板106，兩塊支撐板106之間沿豎直方向固定兩根水平導軌107，兩根水平導軌之間平行設置雙向調節(jié)杠，雙向調節(jié)杠的兩端通過軸承112與兩塊支撐板106安裝。產品接觸臂113設有軸孔，軸孔內安裝軸承111，雙向調節(jié)杠的中部通過軸承111與產品接觸臂連接。

常見的夾爪機構都是采用氣缸作為動力源，然后配上相應的機械零部件組裝而成的。用氣缸作為動力源雖然結構簡單，但是夾緊力不能做到比較準確的控制，并且在更換產品時需要配置相應的機械零件來重新配套調試安裝。這樣既增加了產品損壞的風險，也加重了調試人員的工作負擔，不便于產品的智能化生產。

參見圖22，所述驅動機構包括伺服電機101、主動同步輪103、從動同步輪116、同步齒形帶104，所述從動同步輪116固定在所述雙向調節(jié)杠上。伺服電機101通過電機安裝架102與成品抓取機座固定安裝，主動同步輪固定在所述伺服電機的輸出軸上。使用伺服電機、同步帶驅動左、右旋滾珠絲桿，實現(xiàn)對成品的夾持和夾緊力度的控制。

參見圖22，所述左抓持體由第一滑座114和左夾板115組成，所述第一滑座通過直線軸承108與所述水平導軌107連接，所述右抓持體由第二滑座和右夾板組成，所述第二滑座通過直線軸承與所述水平導軌連接。右抓持體與左抓持體的結構相同，方向相反。

參見圖22，所述左夾板115設置外翻邊118，所述右夾板設置外翻邊。左、右夾板是由薄鋼板制成，外翻邊可以增強左、右夾板的剛性。

參見圖22、圖23，在抓取過程開始時，伺服電機101帶動主動同步輪103正向轉動，通過同步齒形帶104帶動從動同步輪116轉動，雙向調節(jié)杠隨從動同步輪轉動，驅動兩個抓持體沿水平導軌同步向兩側移動，從而實現(xiàn)兩個抓持體張開。然后，整個抓取裝置向成品117方向移動，當產品接觸臂113的前端面接觸到成品117時停止移動；伺服電機101帶動主動同步輪反向轉動，通過同步齒形帶104帶動從動同步輪116轉動，雙向調節(jié)杠隨從動同步輪轉動，驅動兩個抓持體沿水平導軌向中間移動，從而完成了整個抓取動作。