一种大丝束碳纤维收卷用辊筒双头焊接装置

技术领域

本申请涉及辊筒焊接加工技术领域，具体为一种大丝束碳纤维收卷用辊筒双头焊接装置。

背景技术

大丝束碳纤维是一种由碳纤维束组成的纤维材料，其主要在纺织行业中使用，尤其是在纺纱、纺线、织布等工艺过程中，通常会采用辊筒对大丝束碳纤维收卷存放，并且辊筒的质量，对大丝束碳纤维的收卷具有一定的影响，从而在辊筒生产过程中，通常采用双头焊接装置对辊筒的两侧进行焊接；

双头焊接装置是一种用于焊接工作的设备，它具有两个焊接头，可以同时进行双头焊接操作，其通常应用于辊筒端面上的焊接，在辊筒的生产过程中，为了使得其具备足够的强度和刚度，通常需要双头焊接装置对位于两端的辊筒及辊轴连接处进行同时焊接操作；

如公开号为CN210498888U的实用新型专利，具体公开了一种棍筒用双头焊接加工装置，该双头焊接加工装置包括箱体，在箱体内部滑动安装有滑动板，同时箱体底部设置有第一电机与转杆等组成的驱动机构，以驱动滑动板上下移动，在滑动板上设置有夹紧装置对棍筒进行夹持，并且在箱体内顶部上设置有焊接件，该焊接件连接有第二电机、丝杆及螺纹块组成的调节机构，以调节焊接件的位置；

在上述公开专利中，该加工装置通过驱动装置带动滑动板向着焊接件移动，并且在调节机构的作用下，带动焊接件移动对滑动板上的棍筒进行焊接作业，但该加工装置在调节焊接件位置时，需要工作人员进行观察，以使得焊接件准确定位于棍筒上的焊接点，使得该焊接件定位棍筒上的焊接点较为不便，且增加了工作人员的工作量，所以有必要提供一种大丝束碳纤维收卷用辊筒双头焊接装置来解决上述问题。

需要说明的是，本背景技术部分中公开的以上信息仅用于理解本申请构思的背景技术，并且因此，它可以包含不构成现有技术的信息。

发明内容

基于现有技术中存在的上述问题，本申请所要解决的问题是：提供一种大丝束碳纤维收卷用辊筒双头焊接装置，达到对辊筒上焊接处自适应定位的效果。

本申请解决其技术问题所采用的技术方案是：一种大丝束碳纤维收卷用辊筒双头焊接装置，包括底箱，该底箱上安装有框架，安装组件，该安装组件滑动安装于所述底箱上，所述安装组件用于对辊筒进行夹持并带动辊筒旋转，三轴调节装置，该三轴调节装置的两端上设置有放置台，所述放置台上安装有焊接组件，所述三轴调节装置用于对焊接组件位置进行调节，该焊接组件包括传动机构，该传动机构安装于所述放置台上，所述传动机构具有固定塞柱及轴承安装于所述固定塞柱内的驱动套，所述固定塞柱安装于所述放置台上，调节机构，该调节机构与所述传动机构相连接，所述调节机构包括柱台，该柱台安装于所述固定塞柱上，调节板，该调节板具有弧板，所述弧板设置于所述柱台的外壁上，所述弧板安装有焊头，所述弧板适于向着所述柱台靠近或远离，调节套，该调节套与所述调节板相连接，所述调节套处于所述驱动套内腔的内部，所述调节套适于在所述驱动套带动下转动，并在所述调节套与所述调节板配合下，带动所述弧板向着所述柱台外壁靠近或远离，并使所述焊头向着辊筒焊接点处靠近。

进一步，所述传动机构包括气缸及与所述气缸输出端相连接的驱动管，所述驱动管滑动安装于所述固定塞柱内，所述驱动管内设置有导向槽，所述导向槽为螺旋设置，所述驱动套外壁上设置有与所述导向槽相适配的滚珠，所述滚珠适于在所述导向槽内移动，并带动所述驱动套旋转。

进一步，所述固定塞柱由管套与固定环组成的一体式结构，所述驱动管远离所述气缸的一端外侧设置有第二台阶，所述管套靠近所述气缸的一端内侧设置于第一台阶，所述第一台阶与所述第二台阶适于相互抵触，所述管套与所述固定环之间形成第三台阶，所述第一台阶和所述第三台阶适于将所述驱动管限位于所述固定塞柱内。

进一步，所述调节板包括滑动杆与横杆组成的一体式结构，所述滑动杆固定于所述弧板上，所述柱台一侧上开设有限位槽及与所述限位槽相连通的滑动槽，所述滑动杆与所述滑动槽相适配，所述弧板适于在所述滑动杆的带动下，向着所述柱台外壁处靠近或远离。

进一步，所述横杆与所述滑动杆间为垂直设置，所述横杆处于所述限位槽内，所述横杆适于钩持于所述限位槽上下两端内壁上，以对所述弧板的移动限位。

进一步，所述调节套由调节盘及固定设置于所述调节盘上的至少两组侧板组成，所述调节盘轴承安装于所述柱台的一侧端面上，所述调节盘上开设有调节槽，所述调节槽为弧形设置，所述横杆处于所述调节槽内。

进一步，所述侧板上设置有第二齿块，所述驱动套内壁上设置有与所述第二齿块相适配的第一齿块，所述第二齿块与所述第一齿块接触的两侧均为对称设置。

进一步，所述调节套有PVC材质制成，每两组所述侧板间设置有隔断槽，所述侧板适于在外力作用下，向着所述调节套内侧倾斜。

进一步，所述焊头底部设置有抵触板，所述抵触板相对于辊筒中心线的水平高度略低于所述焊头端头与辊筒中心线的水平高度。

本申请的有益效果是：本申请提供的一种大丝束碳纤维收卷用辊筒双头焊接装置，通过气缸带动驱动管向着固定塞柱内移动，并在导向槽与滚珠的配合下，带动驱动套旋转，同时在第一齿块与第二齿块的作用下，带动调节套旋转，并且通过调节槽与横杆的配合，使得弧板上的焊头向着辊筒靠近或远离，从而达到对辊筒上焊接处自适应定位的效果。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本申请还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本申请作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请中一种大丝束碳纤维收卷用辊筒双头焊接装置的整体示意图；

图2为图1中安装机构的定位示意图；

图3为图2中夹持机构的结构示意图；

图4为图3中三轴调节装置的结构示意图；

图5为图2中焊头的定位示意图；

图6为图4中A处的放大示意图；

图7为图6中焊接组件的半剖结构示意图；

图8为图7中传动机构的半剖结构示意图；

图9为图7中调节机构的半剖结构示意图；

图10为图7中焊头的伸出状态示意图；

图11为图5中焊头的焊接状态示意图；

其中，图中各附图标记：

1、底箱；11、框架；

2、安装组件；21、滑台；22、导轨；23、夹持机构；231、安装座；232、卡盘；233、转盘；234、卡爪；24、滑轨；25、传动部；251、第一电机；252、传动单元；

3、第一驱动机构；31、台座；32、滑动台；33、齿条；34、第二电机；5、第二驱动机构；51、第三电机；52、安装箱；53、螺杆；54、连接板；6、第三驱动机构；61、第四电机；62、固定箱；63、滑板；64、放置台；641、固定板；642、放置板；643、孔洞；

4、焊接组件；41、焊头；411、抵触板；7、传动机构；71、气缸；72、固定塞柱；721、管套；722、第一台阶；723、固定环；724、螺纹孔；73、驱动套；731、滚珠；732、第一齿块；74、驱动管；741、导向槽；742、第二台阶；

8、调节套；81、调节盘；811、调节槽；82、侧板；821、第二齿块；822、隔断槽；83、弹簧；9、调节板；91、弧板；92、滑动杆；93、横杆；10、柱台；101、外螺纹；102、限位槽；103、滑动槽。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

实施例一：

如图1所示，本申请提供了一种大丝束碳纤维收卷用辊筒双头焊接装置，其中双头焊接装置加工出的辊筒，主要应用于对大丝束碳纤维进行收卷作业；

该辊筒由辊壳与转轴等组成，其中为使得辊筒具有较强的稳定性，转轴通常采用焊接的方式与辊壳进行安装，为此需要用到双头焊接装置对辊筒两侧的转轴进行焊接作业，具体地：

该双头焊接装置包括底箱1及安装于底箱1上的框架11，同时底箱1上表面设置为工作台面，并且框架11与工作台面形成焊接腔；

在工作台面上设置有安装组件2，该安装组件2用于对辊筒进行夹持并带动辊筒旋转，该安装组件2包括导轨22，该导轨22固定安装于工作台面上，且导轨22的设置方向如图1所示，同时导轨22上滑动安装有滑台21，该滑台21适于在外部驱动下，沿着导轨22的设置方向滑动，在本申请中，该外部驱动力可以为气缸驱动或螺杆传动的方式实现，在此不做过多限定；

如图2-图3所示，在滑台21上还安装有两组夹持机构23，该夹持机构23用于对辊筒进行夹持，夹持机构23包括固定在滑台21上的安装座231，及安装于安装座231内的卡盘232，该卡盘232由转盘233及安装于转盘233上的多组卡爪234组成，且多组卡爪234适于向着转盘233中心处移动，以对辊筒进行夹持，并实现多不同外径的辊筒进行夹持，并且该卡盘232为现有技术，具体结构和工作原理与现有技术中的三爪卡盘相同，在此不做过多赘述；

在滑台21上设置有滑轨24，安装座231滑动安装于滑轨24上，且该安装座231可以在螺杆传动的方式沿着滑轨24滑动，使得两组夹持机构23适于相互靠近或远离，以实现对不同长度的辊筒进行夹持；

同时卡盘232与安装座231之间为轴承连接，使得卡盘232适于安装座231内旋转，并且其中一组安装座231上安装有传动部25，该传动部25由固定在安装座231上的第一电机251和传动单元252组成，且传动单元252将第一电机251的输出端与该安装座231上的卡盘232相连接，该传动单元252采用皮带传动的方式，从而在第一电机251的作用下，通过传动单元252带动卡盘232旋转，以带动卡盘232夹持的辊筒旋转；

如图2及图4所示，在焊接腔内的工作台面上安装有三轴调节装置，该三轴调节装置由第一驱动机构3及安装于第一驱动机构3上的驱动组件组成；

该第一驱动机构3包括固定在安装座231上的台座31，及滑动安装于台座31上的两组滑动台32，在台座31上固定有齿条33，并且在每组滑动台32上均安装有第二电机34，该第二电机34输出端上均安装有与齿条33相匹配的齿轮（图中未示出），且该齿轮与齿条33相啮合，在第二电机34作用下，带动齿轮旋转，使得齿轮沿着齿条33进行滚动，从而带动滑动台32沿着台座31上滑动，并使得两组滑动台32相互靠近或远离；

同时驱动组件设置有两组，且两组驱动组件分别安装于两组滑动台32上，该驱动组件由第二驱动机构5与第三驱动机构6组成，其中第二驱动机构5包括固定在滑动台32上的安装箱52，及安装于安装箱52一端的第三电机51，安装箱52内轴承安装有螺杆53，且第三电机51的输出端与螺杆53相连接，从而第三电机51适于带动螺杆53进行旋转，在安装箱52内壁滑动安装有连接板54，该连接板54与螺杆53之间为螺纹连接，从而在第三电机51带动螺杆53旋转时，连接板54适于沿着安装箱52进行移动；

第三驱动机构6安装于连接板54上，从而使得第三驱动机构6适于沿着安装箱52轴线方向移动，同时该第三驱动机构6由固定在连接板54上的固定箱62，及安装于固定箱62端部的第四电机61组成，且该固定箱62上滑动安装有滑板63，并且第三驱动机构6也采用螺杆传动的方式带动滑板63滑动，其具体结构与第二驱动机构5结构类似，且第三驱动机构6与第二驱动机构5均为现有技术，在此不做过多赘述；

如图6中所示，在滑板63上还设置有放置台64，同时放置台64由放置板642与固定板641相互垂直设置组成的一体式结构，该放置板642的一端固定安装于滑板63上，从而将放置台64固定于滑板63上；

该放置台64上安装有焊接组件4，并且在本实施例中焊接组件4具有焊头41，该焊头41用于对辊筒的转轴与辊壳的连接处进行焊接作业；

可以理解的是，在上述三轴驱动装置中，该安装箱52与台座31之间为垂直设置，在此设定滑动台32的运动方向为y轴方向，且连接板54的运动方向设置方向为x轴方向，同时固定箱62与安装箱52间为垂直交叉设置，并设定滑板63的运动方向为z轴方向，从而实现对焊头41进行三轴调节；

综上所述，当需对辊筒进行焊接时，两组夹持机构23进行相互远离，并将转轴放置于两组夹持机构23之间，同时两组夹持机构23相互靠近，并使得转轴的两端穿过卡盘232，并通过卡盘232对转轴进行夹持，同时转轴两端伸出于夹持机构23的一侧，此时将辊壳套接在转轴上，使得辊壳的一端贴合于安装座231的外侧，从而实现对转轴的安装固定以及辊壳的定位；

然后滑台21带动辊筒向着三轴驱动装置靠近，使得辊筒两端处于第二驱动机构5的调节范围内，此时滑台21位置固定，同时两侧的第二驱动机构5通过其上的第三电机51，带动第三驱动机构6上焊头41向着辊筒中心截面方向靠近；

在焊头41处于转轴截面轴线方向后，第一驱动机构3带动焊头41向着辊壳端面处靠近，并使焊头41与辊壳的端面进行抵触（如图5中所示），同时第三驱动机构6带动焊头41，向着转轴处靠近，并使得焊头41端头处到达转轴与辊壳的连接处（如图11中局部放大图所示），从而实现对焊头41的位置调整；

然后启动传动部25，使得卡盘232旋转，并带动辊筒转动，在辊筒处于匀速旋转后，启动焊头41对转轴与辊壳的连接处进行焊接作业。

实施例二：

在上述实施例一中，由于焊头41通过第三驱动机构6进行上下高度调节，在辊筒的批量生产中，辊筒的规格经常切换，当对长度相同但直径不同的转轴进行焊接时，使得辊筒焊接位置不断变换，从而需要通过第三驱动机构6带动焊头41进行位置调节，以使得焊头41位于转轴与辊壳的连接处，但频繁的切换，无疑会降低焊接效率，以及耗费大量时间与工作人员的精力；

为解决上述问题，本实施例具体阐述了焊头41如何自适应的对不同直径的转轴焊接位置进行定位，具体实施方式如下：

如图6-图8所示，在本实施例中，该焊接组件4包括传动机构7，该传动机构7包括气缸71及固定于气缸71输出端上的驱动管74，且该气缸71固定于放置板642上，该驱动管74类似于桶式结构，该驱动管74适于在气缸71的带动下，沿着气缸71输出端轴线方向移动；

在驱动管74的外圈上设有固定塞柱72，该固定塞柱72由管套721与固定环723组成的一体式结构，同时固定板641上开设有与管套721相适配的孔洞643，从而使得管套721适于穿过固定板641，并使固定环723靠近管套721的端面与固定板641远离滑板63的端面相抵触，进而通过螺栓将固定环723与固定板641固定连接，使得固定塞柱72固定于放置台64上；

该管套721套接于驱动管74上，同时驱动管74适于向着固定环723靠近或远离，在驱动管74远离气缸71的一端外侧设置有第二台阶742，管套721靠近气缸71的一端内侧设置于第一台阶722，该第一台阶722与第二台阶742适于相互抵触，同时在管套721和固定环723之间形成第三台阶（图中未标出），从而通过第一台阶722和第三台阶，将驱动管74限位于固定塞柱72内，并防止驱动管74脱出于固定塞柱72内；

在管套721内还设置有驱动套73，该驱动套73与管套721之间为轴承连接，使得驱动套73适于在固定塞柱72内旋转，并且驱动套73的一端抵触于固定环723上；

同时驱动套73还处于驱动管74内腔的内部，驱动管74的内壁上开设有导向槽741，该导向槽741为螺旋设置，驱动套73外圈上固定有至少两组与导向槽741向适配的滚珠731；

当气缸71带动驱动管74向着固定塞柱72内移动时，因滚珠731处于导向槽741内，在驱动管74向着固定塞柱72内移动的过程中，滚珠731受导向槽741的挤压，使得滚珠731沿着导向槽741移动，又由于导向槽741为螺旋设置，在滚珠731移动时，带动驱动套73旋转；

如图7及图9所示，焊接组件4还包括调节机构，该调节机构与传动机构7相连接，该调节机构包括柱台10，该柱台10上一侧端部外圈上开设有外螺纹101，并且固定环723上开设有与外螺纹101相适配的螺纹孔724，从而在螺纹孔724与外螺纹101的配合下，将柱台10固定安装于固定塞柱72的一侧；

在柱台10的外圈上设置有调节板9，该调节板9由弧板91、滑动杆92及横杆93组成的一体式结构，其中滑动杆92端部固定于弧板91的内侧，该弧板91设置于柱台10的外壁上，并且焊头41固定于弧板91的外侧上；

并且在柱台10的一侧上开设有限位槽102及与限位槽102相连通设置的滑动槽103，且滑动槽103与滑动杆92相适配，使得滑动杆92适于沿着滑动槽103内滑动，并带动弧板91向柱台10的外壁靠近或远离，从而间接带动焊头41沿着滑动槽103轴向方向做往复运动；

同时滑动杆92与横杆93间为垂直设置，且该横杆93处于限位槽102内部，使得横杆93适于钩持限位槽102上下两端内壁上，从而实现对弧板91的移动限位；

该调节机构还包括调节套8,该调节套8由调节盘81及固定设置于调节盘81上的多组侧板82组成，该调节盘81轴承安装于柱台10的一侧端面上，使得调节套8适于在柱台10上旋转，并且调节盘81上开设有调节槽811，该调节槽811为弧形设置，且调节槽811与横杆93向适配，并套设横杆93上，在调节盘81旋转时，调节槽811的内壁处与横杆93相抵触，并带动滑动杆92在滑动槽103内移动，进而带动弧板91上的焊头41做往复运动；

同时由于调节槽811为弧形结构，为了便于说明，在此将调节槽811的两端进行命名，其中调节槽811上靠近调节盘81中心处的端部为第一端，调节槽811上靠近调节盘81外圈处的端部为第二端；

当弧板91与柱台10相抵触时，横杆93处于调节槽811的第一端处，同时弧板91并未带动焊头41移动，此时焊头41为初始状态（收缩状态）（如图7所示）；

当调节盘81旋转，使得横杆93向着调节槽811第二端靠近时，此时横杆93在调节槽811内壁的作用下，向着限位槽102内下端移动，并通过滑动杆92带动弧板91上的焊头41向着远离柱台10的方向移动，此时焊头41处于伸出状态（如图10所示）；

当调节盘81旋转，带动横杆93由调节槽811的第二端向着第一端靠近时，此时横杆93在调节槽811的作用下，向着限位槽102内上端移动，并带动弧板91上的焊头41向着柱台10靠近，使得焊头41由伸出状态回归至初始状态；

同时侧板82均为弧形结构，并且该侧板82的一侧端部上轴承安装有弹簧83，该弹簧83与驱动管74的内壁处相连接（如图7所示），从而将调节套8与驱动管74之间相连接；

并且侧板82的外壁上设置有第二齿块821，驱动套73内壁上设置有与第二齿块821相适配的第一齿块732，且第二齿块821与第一齿块732适于相互抵触，使得驱动套73在旋转时，通过第一齿块732与第二齿块821的配合，带动调节套8旋转，从而带动焊头41向着柱台10靠近或远离；

综上所述，当需要对辊筒进行焊接时，首先将辊筒固定安装于夹持机构23上，其具体实施方式可以参考实施例一，在此不做过多赘述；

然后通过三轴调节装置调节焊头41位置，使得焊头41抵触于辊壳端面处，并且在此设定：焊头41的上述抵触位置与转轴中心轴线的距离为调节机构对焊头41的最大调节距离；

同时在焊头41底部设置有抵触板411，该抵触板411相对于辊筒中心线的水平高度略低于焊头41端头与辊筒中心线的水平高度，使得在焊头41靠近辊筒中转轴处的焊接点时，抵触板411首先与转轴相抵触，以防止焊头41接触转轴，此时焊头41靠近于转轴处的焊接点，并可以对转轴处的焊接点进行焊接；

然后气缸71带动驱动管74，向着固定塞柱72内移动，并带动驱动套73进行旋转，从而通过第一齿块732与第二齿块821的配合下，使得调节套8进行旋转，并在调节槽811与横杆93的配合下，带动焊头41向着转轴处的焊接点靠近，此时焊头41处于伸出状态，当抵触板411抵触于转轴上时，此时焊头41已抵达焊接点；

由于抵触板411抵触于转轴上时，此时焊头41已抵达焊接点，此时调节板9处于固定状态，间接使得调节套8无法继续进行旋转，从而在第一齿块732与第二齿块821的作用下，导致驱动套73无法继续旋转，然而气缸71的形成固定，如果焊头41停止的位置正好为气缸71的最大伸长位置，则焊头41可以继续进行焊接作业，当焊头41停止的位置小于气缸71的最大伸长位置，则气缸71需要继续伸长，并在继续伸长的过程中受到阻力；

为解决上述问题，在每组侧板82之间均设置有隔断槽822，以使得每组侧板82具有一定的间隙，并且调节套8为PVC材质制成，使得侧板82与第二齿块821适于在外力作用下，向着调节套8内侧挤压形变，并且第二齿块821与第一齿块732接触的两侧均为对称设置，以便于第一齿块732适于对第二齿块821的两侧进行抵触或挤压；

从而在抵触板411抵触于转轴上时，此时气缸71继续带动驱动管74向着固定塞柱72内移动，同时此时调节套8无法旋转，并且第一齿块732抵触与第二齿块821上并对第二齿块821进行一定的挤压，使得侧板82向着调节套8内侧倾斜，此时第一齿块732越过第二齿块821，从而使得驱动套73继续旋转，使得驱动管74完全伸入固定塞柱72内部，此时通过焊头41可对辊筒进行焊接，实现对辊筒的焊接；

进而在焊头41对不同口径转轴的辊筒焊接时，需使得焊头41位置与转轴中心轴线间的距离处于调节板9可调节最大范围内，此时通过传动机构7驱动焊头41向着转轴靠近，在抵触板411抵触于转轴时，此时焊头41的端头处于焊接点，同时在调节套8的作用下，使得驱动套73实现空转，从而实现焊头41自适应的对不同口径转轴的辊筒焊接点定位的效果；

并且在对同长度的辊筒进行焊接时，焊头41与辊筒中心线间的距离小于或等于调节板9最大伸出距离，此时焊接组件4均可以对同长度辊筒中不同内径的转轴焊接点进行自适应的定位，实现焊头41在一定区间内进行自动定位；

在辊筒焊接完成后，气缸71带动驱动管74收缩，并在导向槽741与滚珠731的作用下，带动驱动套73旋转，并且驱动套73带动调节套8旋转，并在调节槽811与横杆93的配合下，带动弧板91上的焊头41向着柱台10靠近；

当弧板91与柱台10的外壁完全抵触时，此时第一齿块732挤压第二齿块821，使得侧板82向着调节套8内侧倾斜形变，并使驱动套73继续旋转，同时驱动管74在气缸71的带动下复位。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。