[發明專利]一種純化柱過濾棉封蓋自動焊接裝置及其方法

有效

• 申請號: 202110200214.3
• 申請日: 2021-02-23
• 公開（公告）號: CN113147047B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 黃為群;張金鶴;許軍;吳佩軍;嚴鍵
• 申請（專利權）人: 嘉善樂楓生物科技有限公司
• 主分類號: B29C65/18
• 分類號: B29C65/18;B29C65/78;B29C65/30;B29C65/56
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 周兵

1.一種純化柱過濾棉封蓋自動焊接裝置，包括濾芯上料機構、封蓋上料機構、橡膠圈上料機構、加熱機構、自動控制系統、橡膠圈儲存機構和過渡輸送機構，其特征在于，所述封蓋上料機構和加熱機構位于濾芯上料機構的一側，橡膠圈上料機構位于濾芯上料機構的另一側，過渡輸送機構用于連接濾芯上料機構、封蓋上料機構、橡膠圈上料機構、加熱機構，且過渡輸送機構與濾芯上料機構垂直設置；所述濾芯上料機構包括濾芯存料箱、濾芯上料支架、轉動架和輸送帶；所述濾芯存料箱為一矩形箱體，該濾芯存料箱頂部開設有進料口，進料口處通過鉸鏈轉動連接有箱門，濾芯存料箱的底部開口設置，所述濾芯存料箱的前后兩側底部均開設有豎直設置的矩形的開口；濾芯存料箱底部設有濾芯上料支架，濾芯上料支架包括首部支架和尾部支架，首部支架和尾部支架的頂部之間固定連接有中部支架，首部支架和尾部支架上均轉動連接轉動架，轉動架之間連接有輸送帶；濾芯存料箱位于尾部支架頂部，濾芯存料箱的前板和后板與尾部支架固定連接；

所述轉動架包括正八邊形的端部框和框連接板，端部框設有兩個，且兩個端轉動架部框之間通過框連接板焊接連接，端部框內固定連接有第一轉軸，第一轉軸兩端均連接有第一軸承，第一軸承固定安裝在第一軸承座內，第一轉軸通過第一軸承與第一軸承座轉動連接，第一軸承座通過螺栓固定安裝在首部支架和尾部支架上；

同時位于首部支架上的第一轉軸的一端穿出第一軸承座且固定連接有從動帶輪，首部支架底部固定安裝有第一輸送帶電機、減速器，第一輸送帶電機的輸出軸通過聯軸器與減速器的輸入軸固定連接，減速器的輸出軸上固定安裝有主動帶輪，主動帶輪通過傳動皮帶驅動連接有從動帶輪；

所述中部支架固定安裝有第二軸承座，第二軸承座通過第二軸承轉動連接有輔助軸，輔助軸上固定連接有輔助輥，輔助輥用于負荷位于中部支架上的輸送帶所受的重力，以保證輸送帶的平直；

所述輸送帶由若干輸送板連接而成，輸送板之間轉動連接，輸送板為矩形板狀或者矩形框狀，所述輸送板的頂部焊接有弧形夾料板；弧形夾料板的內側呈圓弧形，同時相鄰的輸送板上的弧形夾料板對應設置；

所述封蓋上料機構包括振動盤和直線送料器，振動盤包括振動底盤和料斗盤，直線送料器的末端設置有抓取機構，抓取機構包括升降桿和位于升降桿上的若干抓取單元，抓取單元包括第一卡爪、第二卡爪和卡爪安裝座，第一卡爪和第二卡爪相互對稱設置，且第一卡爪和第二卡爪均為相互對稱設置的圓弧形，且第一卡爪和第二卡爪的弧度之和小于360°；同時第一卡爪的頂部與卡爪安裝座底部的一側固定連接，第二卡爪的頂部與卡爪安裝座底部轉動設置，其中卡爪安裝座底部的另一側固定安裝有第一氣缸，第一氣缸的輸出軸轉動連接第二卡爪的中部，第一氣缸動作帶動第二卡爪，第一卡爪、第二卡爪將封蓋夾持住；

所述過渡輸送機構包括機架，機架上固定安裝水平輸送機構，水平輸送機構上安裝有垂直升降機構，其中水平輸送機構包括頂部支架，頂部支架與機架頂部固定連接，且頂部支架底部設有導軸和螺桿，導軸和螺桿上安裝有水平移動平臺；所述導軸上滑動連接有直線軸承，導軸的左右兩端通過螺釘與頂部支架固定連接；

所述螺桿兩端通過圓錐滾子軸承與頂部支架轉動連接，頂部支架上開設有與圓錐滾子軸承適配的軸承安裝孔，螺桿的右端穿出軸承安裝孔，且螺桿的一端固定連接有步進電機的輸出軸；通過步進電機帶動螺桿轉動，螺桿上螺紋連接有傳動螺母，螺桿的螺紋升角小于螺桿和傳動螺母之間的當量摩擦角，螺桿和傳動螺母之間可以自鎖，即只可以由螺桿驅動傳動螺母位移；

所述水平移動平臺內分別豎直開設有用于固定安裝直線軸承和傳動螺母的直線軸承安裝孔和傳動螺母安裝孔，可通過螺桿轉動驅動傳動螺母左右位移，從而帶動水平移動平臺實現水平移動；

垂直升降機構包括第二氣缸，第二氣缸固定安裝在水平移動平臺底部，第二氣缸的輸出軸上固定安裝有升降桿，通過第二氣缸的伸縮來控制抓取單元的升降；

所述加熱機構為若干安裝在機架底部的電加熱器，且電加熱器設有若干個，若干電加熱器固定安裝在加熱器安裝座上，加熱器安裝座固定安裝在機架上；

所述橡膠圈儲存機構包括若干橡膠圈放置槽，該橡膠圈放置槽內自下而上有序放置有橡膠圈；

所述自動控制系統包括相互電連接的控制單元、檢測單元、運動控制器和執行單元；

所述控制單元為工控機，用于系統總體調度和人機交互，連接有顯示器，用于系統人機交互界面顯示；

所述檢測單元由第一傳感器、第二傳感器、第三傳感器和第四傳感器；用于濾芯和封蓋的視覺檢測；其中第一傳感器位于弧形夾料板的內側用于檢測弧形夾料板是否夾取物料；其中第二傳感器位于水平移動平臺底部，用于檢測夾取封蓋的運動位置；第三傳感器位于橡膠圈儲存機構上方，檢測抓取單元抓取橡膠圈，第四傳感器位于輸送帶的末端用于檢測濾芯和封蓋是否安裝完好；

所述運動控制器負責運行PLC程序和執行單元運動程序，完成執行單元運動工作流程和時序控制；

所述執行單元包括第一輸送帶電機、振動盤、直線送料器、第一氣缸、步進電機、第二氣缸以及電加熱器；

所述純化柱過濾棉封蓋自動焊接裝置的自動焊接方法，包括以下步驟：

S1、通過操作人員打開箱門將濾芯料豎直碼放在濾芯存料箱內，第一輸送帶電機帶動轉動架轉動，轉動架帶動輸送帶行進，單個濾芯落入相鄰的輸送板上對應設置的弧形夾料板之間，且有且僅有單個濾芯落入對稱設置弧形夾料板之間，濾芯被弧形夾料板帶出濾芯存料箱，完成了濾芯的有序出料和濾芯的固定；輸送帶是間歇性運動，操作人員根據檢測單元的反饋可調整濾芯位置；

S2、工控機控制振動盤和直線送料器輸出封蓋料，然后抓取單元從直線送料器上批量抓取封蓋，垂直升降機構驅動抓取單元上行，水平輸送機構驅動抓取單元水平運動；

S3、待抓取單元行進至電加熱器上方時，水平輸送機構暫停行進，垂直升降機構驅動抓取單元下行，封蓋被電加熱器加熱；

S4、加熱完畢后，垂直升降機構驅動抓取單元上行，水平輸送機構繼續行進至弧形夾料板內的濾芯的上方，垂直升降機構下行將封蓋壓裝在濾芯，完成濾芯封蓋的焊接；

S5、抓取單元打開，垂直升降機構驅動抓取單元上行，水平輸送機構繼續行進至橡膠圈儲存機構，抓取單元合并插入橡膠圈內，然后抓取單元打開撐開橡膠圈，然后垂直升降機構驅動抓取單元上行，水平輸送機構復位行進至壓裝完畢封蓋上方，抓取單元對其封蓋，垂直升降機構驅動抓取單元下行，然后抓取單元合并，橡膠圈從抓取單元上脫落至封蓋的側壁；

S6、完成組裝后的濾芯，被輸送帶輸送至尾端，此時對應設置的弧形夾料板打開，濾芯落入準備好的料箱內。