1.一种螺旋叶片绞龙焊接装置,其特征在于:包括螺旋叶片供给部件(1)、翻转组件(2)、焊接组件(3)、进给组件(4)、中心轴抓取部件(5)和中心轴供给部件(6);
所述螺旋叶片供给部件(1)用于将叠放在一起的螺旋叶片(7)分离开来,并输送至翻转组件(2)处,中心轴供给部件(6)用于将排列在一起的中心轴(8)分离开来,中心轴抓取部件(5)用于抓取中心轴(8),并将其输送至焊接组件(3)的焊枪的正下方,翻转组件(2)用于抓取螺旋叶片(7)将其旋转90度,并套接在中心轴(8)上,进给组件(4)用于带动焊接组件(3)和翻转组件(2)水平移动;在翻转组件(2)和中心轴抓取部件(5)的共同驱动下,螺旋叶片(7)和中心轴(8)同步旋转,焊接组件(3)在进给组件(4)的驱动下,沿中心轴轴线方向移动,从而实现螺旋叶片(7)和中心轴(8)的焊接;
所述螺旋叶片供给部件(1)包括夹持组件(11)、分离组件(12)和移位组件(13);夹持组件(11)置于分离组件(12)的一侧,移位组件(13)的一端置于分离组件(12)的下方,螺旋叶片(7)叠放套装于定位柱(127)上,夹持组件(11)用于夹持自底向上的第二块及以上的螺旋叶片(7)和定位柱(127),分离组件(12)用于将最下面一块的螺旋叶片(7)落入移位组件(13)中,移位组件(13)用于将分离的螺旋叶片(7)输送至翻转组件(2)处;
所述夹持组件(11)包括L型立架(111)、上下驱动机构、L型驱动板(116)、一号电动卡盘(117)和一号成形手指(118),上下驱动机构安装在L型立架(111)的垂直面上,L型驱动板(116)安装在上下驱动机构上,一号电动卡盘(117)安装在L型驱动板(116)上,多只一号成形手指(118)安装在一号电动卡盘(117)的卡爪上;
所述一号成形手指(118)为双手指结构,内手指(118.1)的内侧为圆柱面,其曲率半径为定位柱(127)的半径,且表面粘贴一层橡胶层,橡胶层表面有若干个凹凸点,所有一号成形手指(118)的内手指(118.1)长度均相等;一号成形手指(118)的外手指(118.2)的内侧为圆柱面,且表面粘贴一层橡胶层,橡胶层表面有若干个凹凸点,所有一号成形手指(118)的外手指(118.2)长度依次相差螺旋叶片(7)的螺距的三分之一;
所述分离组件(12)包括二号支架(121)、左双轴气缸(123)、左开合板(125)、右开合板(126)、定位柱(127)和右双轴气缸(128);二号支架(121)顶面中心位置加工有通孔(121.1),左开合板(125)和右开合板(126)相对一侧加工有半圆孔,半圆孔表面粘贴一层橡胶层,橡胶层表面有若干个凹凸点,左双轴气缸(123)和右双轴气缸(128)分别安装在支架(121)顶面通孔(121.1)的两侧,左双轴气缸(123)活塞杆末端与左开合板(125)的一侧相固连,右双轴气缸(128)活塞杆末端与右开合板(126)的一侧相固连;
所述移位组件(13)包括三号支架(131)、水平直线驱动机构、升降板(135)、T型柱(136)、三号导向杆(137)、三号驱动板(138)和三号双轴气缸(139);所述水平直线驱动机构安装在三号支架(131)的顶面,三号驱动板(138)安装在水平直线驱动机构上,三号驱动板(138)上呈线性阵列安装有直线轴承,升降板(135)的底面上呈线性阵列安装有三号导向杆(137),呈线性阵列安装在升降板(135)底面上的三号导向杆(137)穿过呈线性阵列安装在三号驱动板(138)上的直线轴承,从而将升降板(135)可上下移动地安装在三号驱动板(138)上,三号双轴气缸(139)安装在三号驱动板(138)上,三号双轴气缸(139)活塞杆末端与升降板(135)底面相固连,T型柱(136)安装在升降板(135)顶面上。
2.根据权利要求1所述的螺旋叶片绞龙焊接装置,其特征在于:所述分离组件(12)还包括二号导轨(122)、二号滑块(124),两根二号导轨(122)相互平行地安装在二号支架(121)顶面的两侧,每根二号导轨(122)上安装有两个二号滑块(124),左开合板(125)底面与安装在两根二号导轨(122)左侧的二号滑块(124)相固连,右开合板(126)底面与安装在两根二号导轨(122)右侧的二号滑块(124)相固连,对左开合板(125)和右开合板(126)的移动起导向作用。
3.根据权利要求1所述的螺旋叶片绞龙焊接装置,其特征在于:所述上下驱动机构为基于丝杠螺母的传动机构、基于齿轮齿条传动的传动机构、基于带传动的传动机构或基于链传动的传动机构。
4.根据权利要求1所述的螺旋叶片绞龙焊接装置,其特征在于:所述水平直线驱动机构为基于丝杠螺母传动的直线驱动机构、基于齿轮齿条传动的直线驱动机构、基于带传动的直线驱动机构、基于链传动的直线驱动机构。
5.根据权利要求2所述的螺旋叶片绞龙焊接装置,其特征在于:所述翻转组件(2)包括垂直进给机构(21)、安装板(22)、二号回转气缸(23)、二号回转支承轴承(24)、二号连接头(25)、二号回转工作台(26)、电动三爪卡盘(27)和夹持手指(28);所述二号连接头(25)由圆形板和与圆形板相垂直的方形板构成,其方形板的中心为通孔,安装板(22)安装在垂直进给机构(21)的驱动块上,二号回转支承轴承(24)的外圈与安装在垂直进给机构(21)的驱动块上的安装板(22)相固连,二号回转支承轴承(24)的内圈一端与安装在垂直进给机构(21)的驱动块上的二号回转气缸(23)的回转轴相固连,二号回转支承轴承(24)的内圈另一端安装有二号连接头(25),二号回转工作台(26)安装在二号连接头(25)的方形板上,电动三爪卡盘(27)安装在回转工作台(26)上,电动三爪卡盘(27)的卡爪上安装有夹持手指(28);
所述二号回转工作台(26)包括框型支架(261)、电动机(262)、工字型连接头(263)、蜗杆(264)、回转支承轴承(265);所述框型支架(261)的底面上加工有通孔(261.1),回转支承轴承(265)的外圈上加工有蜗轮,回转支承轴承(265)的内圈固定安装在框型支架(261)的底面上,回转支承轴承(265)内圈的中心孔与框型支架(261)底面上的通孔(261.1)同轴,工字型连接头(263)安装在回转支承轴承(265)的外圈上,蜗杆(264)通过滚动轴承安装在框型支架(261)一侧,蜗杆(264)与回转支承轴承(265)外圈上的蜗轮相啮合,电动机(262)安装在框型支架(261)一侧,电动机(262)的输出轴与蜗杆(264)传动连接;
所述电动三爪卡盘(27)包括卡盘座(271)、平板(272)、四号支承轴承(273)、卡爪(274)、电机(275)、小齿轮(276)、卡盘(277);所述卡盘座(271)为空心圆筒结构,其顶面加工有开口槽(271.2),圆周侧呈圆形阵列加工有三个卡爪安装槽(271.1),底面上加工有通孔,平板(272)的中心位置加工有通孔,卡盘(277)中心加工有通孔(277.1),卡盘(277)的底面上有平面螺纹(277.2),卡爪(274)上加工有螺牙,平板(272)安装在卡盘座(271)顶面的开口槽(271.2)中,四号支承轴承(273)外圈上加工有齿轮,四号支承轴承(273)内圈固定安装在平板(272)的底面上,从而将四号支承轴承(273)悬置于卡盘座(271)的内腔中,电机(275)安装在平板(272)的一侧,其输出轴穿过平板(272)一侧的通孔,电机(275)输出轴上安装有小齿轮(276),安装在电机(275)输出轴上的小齿轮(276)与四号支承轴承(273)外圈上的齿轮相啮合,卡盘(277)安装在四号支承轴承(273)外圈上,卡爪(274)安装在卡盘座(271)的卡爪安装槽(271.1)中,卡盘(277)底面上的平面螺纹与卡爪(274)上的螺牙相啮合。
6.根据权利要求5所述的螺旋叶片绞龙焊接装置,其特征在于:所述焊接组件(3)包括垂直进给机构(31)、三号回转气缸(32)、三号连接头(33)和焊枪(34);所述三号回转气缸(32)安装在垂直进给机构(31)的驱动板上,焊枪(34)通过三号连接头(33)安装在三号回转气缸(32)的回转轴上,垂直进给机构(31)带动焊枪(34)上下移动,三号回转气缸(32)带动焊枪(34)回转运动。
7.根据权利要求6所述的螺旋叶片绞龙焊接装置,其特征在于:所述进给组件(4)包括底座(41)、四号电机(42)、四号A驱动板(43)、四号B驱动板(44)、四号丝杠(45)、四号导轨(46)和四号滑块(47);所述四号丝杠(45)通过带座轴承安装在底座(41)的顶面上,四号丝杠(45)配合安装有两只开合螺母,四号电机(42)通过电机安装架安装在底座(41)的顶面上,四号电机(42)的输出轴与四号丝杠(45)通过联轴器传动连接,两根四号导轨(46)对称于四号丝杠(45)安装在底座(41)的顶面上,四号A驱动板(43)和四号B驱动板(44)分别通过四号滑块(47)安装在四号导轨(46)上,并分别与配合安装在四号丝杠(45)上的一只开合螺母相固连。
8.根据权利要求7所述的螺旋叶片绞龙焊接装置,其特征在于:所述中心轴抓取部件(5)包括前后进给组件(51)、左右进给组件(52)、上下进给组件(53)、五号回转工作台(54)、五号连接头(55)、五号电动卡盘(56)和五号成形手指(57);所述五号回转工作台(54)的结构与二号回转工作台(26)结构相同,上下进给组件(53)安装在左右进给组件(52)的驱动板上,前后进给组件(51)安装在上下进给组件(53)的驱动板上,五号回转工作台(54)安装在前后进给组件(51)的驱动板上,五号电动卡盘(56)通过五号连接头(55)安装在五号回转工作台(54)上,五号电动卡盘(56)的卡爪上安装有五号成形手指(57),五号成形手指(57)的内侧为圆柱面,且表面粘贴一层橡胶层,橡胶层表面有若干个凹凸点。
9.根据权利要求8所述的螺旋叶片绞龙焊接装置,其特征在于:所述中心轴供给部件(6)包括中心轴放置台(61)和举起组件(62);所述举起组件(62)置于中心轴放置台(61)一侧的正下方,中心轴放置台(61)的顶面为相连的大斜面和小斜面,大斜面和小斜面的斜度相同,两相连斜面之间的高度差等于中心轴(8)的半径,大斜面靠近小斜面的一侧加工有方形通孔(61.1),小斜面远离大斜面的一侧加工半圆槽(61.2);
所述举起组件(62)包括支架(621)、顶起杆(622)、直线轴承(623)、导向杆(624)和双轴气缸(625);所述双轴气缸(625)安装在支架(621)顶面的中心通孔中,支架(621)顶面的中心通孔两侧对称地安装有直线轴承(623),导向杆(624)的法兰端安装在顶起杆(622)的底面上,导向杆(624)穿过安装在支架(621)顶面的中心通孔两侧的直线轴承(623),从而将顶起杆(622)可上下移动地安装在支架(621)上,且双轴气缸(625)活塞杆末端与顶起杆(622)底面相固连。
10.基于权利要求9所述螺旋叶片绞龙焊接装置的焊接方法,包括以下步骤:
S1、螺旋叶片供给部件(1)将叠放在定位柱(127)上的螺旋叶片(7)最底层的螺旋叶片(7)分离后送至翻转组件(2)处;
S1‑1、夹持组件(11)的上下驱动机构带动一号电动卡盘(117)以及安装在一号电动卡盘(117)的卡爪上的一号成形手指(118)下移,直至三只一号成形手指(118)末端分别与叠放在定位柱(127)上自底向上的第二块螺旋叶片(7)相对应位置处,一号电动卡盘(117)的卡爪合拢,带动一号成形手指(118)合拢,此时一号成形手指(118)的内手指(118.1)夹持住定位柱(127),一号成形手指(118)的外手指(118.2)夹持住叠放在定位柱(127)上自底向上的第二块及以上的螺旋叶片(7);
S1‑2、分离组件(12)的左双轴气缸(123)和右双轴气缸(128)的活塞杆同时缩回,叠放在定位柱(127)上最底层的螺旋叶片(7)在自身重量的作用下,穿过二号支架(121)顶面中心位置的通孔(121.1),落入移位组件(13)的T型柱(136)上;
S1‑3、移位组件(13)的三号双轴气缸(139)的活塞杆缩回,水平直线驱动机构带动T型柱(136)以及其上的螺旋叶片(7)水平移动,从而将螺旋叶片(7)输送至翻转组件(2)处;
S1‑4、分离组件(12)的左双轴气缸(123)和右双轴气缸(128)的活塞杆同时伸出,左开合板(125)和右开合板(126)合拢,左开合板(125)和右开合板(126)夹持住定位柱(127);
S1‑5、一号电动卡盘(117)的卡爪张开,带动一号成形手指(118)张开,此时一号成形手指(118)的内手指(118.1)松开对定位柱(127)的夹持,一号成形手指(118)的外手指(118.2)松开对叠放在定位柱(127)上的螺旋叶片(7)夹持,螺旋叶片(7)在自身重量的作用下,下移一个螺旋叶片厚度的距离;夹持组件(11)的上下驱动机构带动一号电动卡盘(117)以及安装在一号电动卡盘(117)的卡爪上的一号成形手指(118)上移;
S2、中心轴供给部件(6)将并列码放在中心轴放置台(61)顶面的大斜面上的最底层的中心轴(8)分离输送至中心轴放置台(61)顶面的小斜面的半圆槽(61.2)中;
S2‑1、人工在中心轴放置台(61)顶面的大斜面上并列码放多个中心轴(8);
S2‑2、举起组件(62)的双轴气缸(625)的活塞杆伸出,带动顶起杆(622)上升,顶起杆(622)两端的凸台穿过中心轴放置台(61)顶面的大斜面的方形通孔(61.1),将最底层的中心轴(8)逐渐举起,当最底层的中心轴(8)的中心轴线的高度超过中心轴放置台(61)顶面的小斜面最高边沿时,中心轴(8)在自身重量的作用下,沿中心轴放置台(61)顶面的小斜面滚至小斜面的半圆槽(61.2)中;
S2‑3、举起组件(62)的双轴气缸(625)的活塞杆缩回,带动顶起杆(622)下降,顶起杆(622)两端的凸台从中心轴放置台(61)顶面的大斜面的方形通孔(61.1)中缩回,码放在中心轴放置台(61)顶面的大斜面上的中心轴(8)在自身重量的作用下,沿大斜面逐个向下滚落;
S3、中心轴抓取部件(5)抓取放置在中心轴放置台(61)顶面的小斜面的半圆槽(61.2)中的中心轴(8),在前后进给组件(51)、左右进给组件(52)和上下进给组件(53)共同驱动下,将中心轴(8)输送至焊接组件(3)的焊枪(34)的正下方;
S4、翻转组件(2)抓取螺旋叶片(7),旋转90度后,在进给组件(4)的驱动下,将螺旋叶片(7)套插在中心轴(8)中;
S5、翻转组件(2)的二号回转工作台(26)带动螺旋叶片(7)匀速转动,中心轴抓取部件(5)的五号回转工作台(54)带动中心轴(8)与螺旋叶片(7)同步匀速转动,螺旋叶片(7)和中心轴(8)的相对位置保持不变,焊接组件(3)在进给组件(4)的驱动下,沿中心轴(8)中心轴线方向移动,将螺旋叶片(7)根部的一侧与中心轴(8)焊接在一起;
S6、焊接组件(3)的三号回转气缸(32)旋转90度,带动焊枪(34)旋转90度,翻转组件(2)的一号回转工作台(26)带动螺旋叶片(7)匀速转动,中心轴抓取部件(5)的二号回转工作台(54)带动中心轴(8)与螺旋叶片(7)同步匀速转动,在进给组件(4)的驱动下,沿中心轴(8)中心轴线方向反向移动,将螺旋叶片(7)根部的另一侧与中心轴(8)焊接在一起。