一种链节刮板焊接装置及方法

技术领域

本发明涉及刮板输送设备技术领域，具体为一种链节刮板焊接装置及方法。

背景技术

在刮板输送设备领域，通常使用链轮带动链节刮板来输送物料。具体如申请号：CN201110292335.1和CN201920209264.6中，都公开了如图1所示的链节刮板。该链节刮板包括：链节a1和刮板a2，两个刮板a2对称地安装在链节a1两侧，链节a1包括U形的铰接耳a3和铰接头a4，相邻的链节a1之间通过销轴等结构实现铰接耳a3和铰接头a4之间的铰接。链节a1与刮板a2采用焊接的方式固定，传统的链节a1与刮板a2的焊接工序为：将链节a1与刮板搁置在焊接支架上后，先点焊链节a1与刮板a2，将二者固定，然后再手工焊接链节a1与刮板a2的连接角焊缝。每个刮板a2的连接端与链节a1的装配焊接面都有两个角焊缝a5需要焊接。

然而，随着焊接机器人在生产中的应用，传统的基于点焊固定两个零件，然后再焊接角焊缝的焊接支架等设备，无法满足焊接机器人焊接时的精度要求，也无法满足基于焊接机器人完成焊接的功能需求。

发明内容

为了解决传统的用于点焊后再焊接的焊接支架等设备，无法满足焊接机器人焊接时的功能需求和精度要求的问题，本发明提供一种链节刮板焊接装置，其可以满足焊接机器人焊接时的功能需求和精度要求。同时，本申请还提供了一种链节刮板焊接方法。

本发明的技术方案是这样的：一种链节刮板焊接装置，其特征在于，其包括：支架、链节底座、刮板支撑平台、Г型压板和凸轮压紧装置；

所述链节底座上设置链节定位槽，所述链节定位槽的形状和尺寸与待焊接链节的铰接耳的U形口内腔的形状尺寸相适配；

所述刮板支撑平台上设置刮板定位槽，所述刮板定位槽的形状与待焊接刮板板身相适配；所述刮板定位槽的深度小于待焊接刮板的板身的厚度，刮板定位槽的长度小于待焊接刮板的板身的长度；

所述链节底座安装在所述支架上，所述刮板支撑平台安装在所述链节底座上，两个所述刮板支撑平台以所述刮板定位槽向上的方式对称且平行地设置在所述链节底座两侧；

所述Г型压板活动地放置在所述刮板支撑平台的所述刮板定位槽上方；

在每个所述刮板支撑平台远离所示链节底座的一侧，分别设置一个压紧装置安装支座；所述凸轮压紧装置安装在所述压紧装置安装支座上，且与所述Г型压板平行设置；

所述链节底座上的所述链节定位槽个数和每个所述刮板支撑平台上的所述刮板定位槽的个数与焊接机器人的焊接范围相适配。

其进一步特征在于：

所述Г型压板的横边的底端面与刮板定位槽的槽底的距离等于待焊接刮板的板身的厚度，Г型压板的竖边与待焊接链节侧壁的距离等于待焊接刮板的板身的长度；

所述链节底座的两侧侧壁上分别设置限位板；所述限位板一侧固定连接所述链节底座，另一侧基于可拆卸连接结构连接所述刮板支撑平台；

其还包括：压板定位块、压缩弹簧和压板定位螺栓；

所述Г型压板的竖边下方设置压板定位块；所述刮板支撑平台为匚字形结构，刮板支撑平台的横边上设置压板定位槽，竖侧板上设置螺纹孔；所述Г型压板放置在所述刮板支撑平台上平面，压板定位块放在压板定位槽中，压板定位螺栓依次穿过压板定位块定位孔与平台竖侧板螺纹孔，连接Г型压板和刮板支撑平台；

所述压缩弹簧套装在所述压板定位螺栓上，弹簧两端分别抵压在所述压板定位块和所述平台安装板上；

所述凸轮压紧装置包括：转动轴和压紧凸轮，所述压紧凸轮固定在所述转动轴上，所述压紧凸轮的压紧头为圆弧面；所述转动轴的一端连接驱动装置；

所述压紧装置安装支座上设置安装孔，安装孔中心线位置低于Г型压板的上端面；所述凸轮压紧装置的转动轴安装在安装孔中；

其还包括：底座转轴；

所述链节底座的长度方向的两端分别设置底座转轴，两个所述底座转轴位于所述链节底座的中心线上；所述底座转轴安装在所述支架上；

其还包括：底座定位螺栓；所述支架和所述链节底座上分别设置定位螺孔，所述底座定位螺栓依次穿过所述支架和所述链节底座上的定位螺孔。

一种链节刮板焊接方法，其特征在于，其包括以下步骤：

S1：以铰接头向上的方式，将待焊接链节以U形口向下的方式，放置在链节底座上的链节定位槽中；

S2：将待焊接刮板的板身放置在刮板支撑平台上的刮板定位槽中；

S3：基于凸轮压紧装置中的压紧凸轮推动Г型压板向前，使待焊接刮板的焊接端压紧在链节装配焊接面上，以及使Г型压板向下利用其横边压紧刮板；

S4：通过底座定位螺栓将链节底座固定在支架上；启动焊接机器人，对每个待焊接刮板与链节的角焊缝逐个焊接；

S5：所有的待焊接链节上的角焊缝都焊接完毕后，停止焊接机器人；

S6：将链节底座上的底座定位螺栓从支架上拧出，旋转焊接装置180度后，拧紧底座定位螺栓再将链节底座和支架固定；

S7：启动焊接机器人，焊接另一面待焊刮板与待焊链节的角焊缝；

完成待焊接链节与待焊接刮板的焊接。

本申请提供的一种链节刮板焊接装置，其通过链节底座放置待焊接链节，待焊接链节的铰接头向上的U形口定位链节定位槽中；待焊接刮板的板身放在刮板支撑平台中的刮板定位槽中；通过链节底座和刮板支撑平台将待焊接链节和待焊接刮板放到焊接位置；链节定位槽个数和刮板定位槽的个数与焊接机器人的焊接范围相适配，满足使用焊接机器人进行焊接的功能需求；Г型压板的横边压在待焊接刮板上方，竖边抵压待焊接刮板另一端的端头，基于凸轮压紧装置将Г型压板压紧，完成链节和链板的定位，确保所有刮板与链节焊接角焊缝在一直线，满足焊接机器人焊接时的精度要求。基于本申请中的链节刮板焊接装置进行焊接，使用通过链节底座和刮板支撑平台对链节与刮板进行定位，取消了链节与刮板的点焊工序直接焊接角焊缝，极大地提高了生产效率。

附图说明

图1为待焊接的刮板链节的整体结构示意图；

图2为本申请中链节刮板焊接装置的立体的结构示意图；

图3为本申请中链节刮板焊接装置结构爆炸图；

图4为图2中A处放大后结构示意图；

图5为链节刮板焊接装置的支架一侧的侧视的结构示意图。

具体实施方式

如图2~图5所示，本申请包括一种链节刮板焊接装置，其特征在于，其包括：凸轮压紧装置1、Г型压板2、刮板支撑平台3和链节底座4。

链节底座4上设置链节定位槽9，链节定位槽9的形状和尺寸与待焊接链节的铰接耳a3的U形口内腔的形状尺寸相适配。

刮板支撑平台3上设置刮板定位槽8，刮板定位槽8的形状与待焊接刮板a2的板身相适配；刮板定位槽8的深度小于待焊接刮板a2的板身的厚度，刮板定位槽8的长度小于待焊接刮板a2的板身的长度。

链节底座4安装在所述支架10上，刮板支撑平台3安装在链节底座4上，两个刮板支撑平台3以刮板定位槽8向上的方式对称且平行地设置在链节底座4两侧。

刮板支撑平台3整体为匚字形结构，链节底座4的两侧侧壁上设置限位板4-2；限位板4-2一侧固定连接链节底座4，另一侧基于可拆卸连接结构连接刮板支撑平台3，本申请中刮板支撑平台3和限位板4-2之间基于螺栓连接。通过限位板4-2控制链节底座4与刮板支撑平台3之间的焊接空间的大小，确保能够满足机器人焊接的需求。

Г型压板2活动地放置在刮板支撑平台3中的刮板定位槽8上方，Г型压板2的横边的底端面与刮板定位槽8的槽底的距离等于待焊接刮板a2的板身的厚度，Г型压板2的竖边与待焊接链节侧壁的距离等于待焊接刮板a2的板身的长度。

本申请中的Г型压板用于定位、压紧刮板支撑平台上的刮板，确保待焊接刮板与链节角焊缝在一直线。

在每个所述刮板支撑平台3远离所示链节底座4的一侧，分别设置一个压紧装置安装支座7。

具体实施时，压紧装置安装支座7上设置安装孔，安装孔中心线位置低于Г型压板2上端面；凸轮压紧装置1安装在安装孔中，且与Г型压板2平行设置，确保当压紧凸轮1-2转向Г型压板2时，能够从斜上方对Г型压板2施力，压紧Г型压板2。

本实施例中的凸轮压紧装置1的结构如图2、3和5所示，凸轮压紧装置1包括：转动轴1-1和压紧凸轮1-2，压紧凸轮1-2固定在转动轴1-1上，压紧凸轮1-2的压紧头为圆弧面；转动轴1-1的一端连接转动驱动装置(图中未标记）。

装在支座7之后，压紧凸轮1-2的顶端水平放置时，会稍微超出转动轴1-1和Г型压板2之间的水平距离，因为压紧凸轮1-2的压紧头为圆弧面，所以当转动轴1-1朝向Г型压板2转动过程中，压紧头的圆弧面会逐渐自上而下挤压Г型压板2的侧壁，直至从侧上方将Г型压板2顶紧。焊接状态下，因为Г型压板2的横边的底端面与刮板定位槽8的槽底的距离等于待焊接刮板a2的板身的厚度，Г型压板2的竖边与待焊接链节侧壁的距离等于待焊接刮板a2的板身的长度，所以斜上方受力的Г型压板2同时从上方和右侧对刮板支撑平台3上的待焊接刮板进行压紧，完成对待焊接刮板的定位。

本申请中，利用两侧凸轮压紧装置上的凸轮驱动两侧Г型压板，利用Г型压板内侧垂直面将刮板平台的刮板推至链节装配焊接面，利用凸轮自上往下旋转时的压紧力使Г型压板水平面外沿压紧所有刮板上平面，确保刮板与链节的焊角焊缝在同一直线，满足焊接机器人焊接时的精度要求。

为了确保Г型压板2与刮板支撑平台3之间定位准确，本申请中通过压板定位槽3-2确定Г型压板2的位置，通过压板定位螺栓6连接Г型压板2和刮板支撑平台3，确保Г型压板2在被压紧凸轮1-2顶紧的过程中，不会发生位置改变。同时，为了确保待焊接刮板不会在焊接过程中被损伤，本申请中在压板定位螺栓6上设置了圆柱压缩弹簧5，用于撑开Г型压板2，以及缓冲Г型压板2竖边的压力。

如图3和图4所示，Г型压板2的竖边下方设置压板定位块2-1，压板定位块2-1上设置定位孔，定位孔孔径大于所述压板定位螺栓直径；匚字形的刮板支撑平台3的横边上设置压板定位槽3-2，刮板支撑平台3中的竖侧板3-1上设置螺纹孔，螺纹孔与定位块上的定位孔同轴；安装Г型压板2时，Г型压板2放置在所述刮板支撑平台上平面，每个压板定位块2-1分别放在一个压板定位槽3-2中，压板定位螺栓6依次穿过压板定位块2-1定位孔与平台竖侧板3-1螺纹孔，连接Г型压板2和刮板支撑平台3。

圆柱压缩弹簧5装在压板定位螺栓6上，弹簧两端分别抵压在压板定位块2-1和刮板支撑平台竖侧板3-1上；本申请中在压板定位螺栓6上设置圆柱压缩弹簧5，在Г型压板2在被压紧凸轮1-2顶紧的过程中，圆柱压缩弹簧5缓冲待焊接刮板水平方向受到的压力；在卸去凸轮压紧力后，圆柱压缩弹簧5撑开Г型压板2，便于刮板装料。

链节底座4上的链节定位槽9的个数和每个刮板支撑平台3上的刮板定位槽8的个数与焊接机器人的焊接范围相适配。确保一个焊接工序可以完成多个链节和刮板焊接工作。

为了实现对每个待焊接链节和刮板的正反两条角焊缝的焊接需求，本装置中还设置了底座转轴4-1。

链节底座4的长度方向的两端分别设置底座转轴4-1，两个底座转轴4-1位于链节底座4的中心线上；底座转轴4-1的轴头基于现有技术可转动地安装在支架10的安装孔内；转动驱动装置（图中未标记）的输出端连接其中一个底座转轴4-1；通过底座转轴4-1实现对支架10上的已经固定好位置的链节底座4、刮板支撑平台3以及定位在装置中的待焊接刮板和待焊接链节共同进行反转，实现对另一面的角焊缝的焊接。

为了确保焊接时装置的稳定性本申请设置了底座定位螺栓11；支架10和链节底座4上分别设置定位螺孔，底座定位螺栓11依次穿过支架10和链节底座4上的定位螺孔，将支架10和链节底座4之间的相对位置进行固定，确保焊接过程中，待焊接的链节和链板位置稳定，满足焊接精度要求。

基于上述焊接装置实现的链节刮板焊接方法，具体包括以下步骤。

S1：以铰接头向上的方式，将待焊接链节以U形口向下的方式，放置在链节底座4上的链节定位槽9中；

S2：将刮板支撑平台3对称安装在链节底座4的两侧，通过螺栓将二者紧固；

将待焊接刮板a2的板身放在刮板支撑平台3中的刮板定位槽8中。

S3：将Г型压板2对称安装在刮板支撑平台3上平面上，

将Г型压板2的横边压在待焊接刮板a2上方，竖边抵压待焊接刮板a2另一端的端头；

在Г型压板2的两端，用压板定位螺栓6和圆柱压缩弹簧5把Г型压板定位在刮板支撑平台3上。

将凸轮压紧装置1安装到压紧装置安装支座7中，调整凸轮压紧装置1上凸轮与Г型压板3的位置尺寸后通过螺栓紧固支座7；

基于凸轮压紧装置1将Г型压板2压紧，使待焊接刮板a2的端面压紧在链节装配焊接面上；

S4：链节底座4两端轴头装上支架10，支架10上的拧上螺钉11，用于固定链节底座4。

启动焊接机器人，对每个待焊接刮板a2与待焊接链节上方的角焊缝进行焊接。

S5：所有的待焊接链节上的角焊缝都焊接完毕后，停止焊接机器人。

S6：将链节底座4上的底座定位螺栓11从支架10上拧出，基于底座转轴4-1将固定了待焊接链节与待焊接刮板的焊接装置旋转 180度后，再将链节底座4和支架10用定位螺栓11拧入固定。

S7：启动焊接机器人，焊接每个待焊接刮板a2与待焊接链节的另一面角焊缝；

完成待焊接链节与待焊接刮板a2的焊接。

本申请利用链节底座上的底座转轴，可以使焊接装置旋转，在焊接完成一面的角焊缝后，松开底座定位螺栓，将焊接装置旋转180°，焊接另一面角焊缝，省去重新装夹链节刮板，提高了生产效率。

使用本发明的技术方案后，取消了链节与刮板的点焊工序，根据焊接机器人的施焊范围设置焊接装置平台的长度，一次可多件装夹链节与刮板，直接焊接角焊缝，不但能够确保焊接精度，而且极大地提高了生产效率。