一种筒体成型系统及方法与流程

1.本发明属于机械制造技术领域，具体涉及一种筒体成型系统及方法。


背景技术：

2.混凝土搅拌运输车作为混凝土的运输设备，在如今的建筑施工中经常被用到。其筒体作为关键部件，主要由封头、前锥段、圆柱段、后锥段组成。
3.前锥段及后锥段作为锥体，其拼板、卷圆工艺难度大，人工上下料频繁，劳动强度大。拼板过程需要多次对中，卷圆前也需要人工调整进料位置，导致采用原始方案生产效率低下。人工劳动强度大，自动化程度低，拼接板的对中、焊接均为人工操作，一致性差，焊接质量无法保证。
4.亟需一种降低工人劳动强度，提高生产效率及生产质量，提高自动化生产水平的操作方法及装置。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种筒体成型系统及方法，降低工人劳动强度，提高生产效率及生产质量。
6.为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：第一方面，本发明提供一种筒体成型系统，包括拼板子系统和卷圆子系统；所述拼板子系统包括第一拼板子系统和第二拼板子系统；所述第一拼板子系统用于将四分之一拼接板对中后焊接为二分之一拼接板；所述第二拼板子系统用于将所述二分之一拼接板对中后焊接为待卷圆拼接板；所述卷圆子系统包括转运装置、卷圆上料装置和卷板机，所述转运装置翻转待卷圆拼接板，以使焊缝位于成型后筒体的外表面；所述卷圆上料装置用于将翻转后的待卷圆拼接板传送至卷板机，所述卷板机用于将待卷圆拼接板卷圆为筒体。
7.进一步的，所述第一拼板子系统和第二拼板子系统分别包括各自的上料设备、交换工作台及拼板设备；所述交换工作台上设有多个承载台，每个所述承载台至少能够承载两块拼接板，所述承载台上设有自动对中设备，用于使相邻的两块拼接板自动对中；多个承载台能够交替输送对中后的两块拼接板至所述拼板设备处，以使拼板设备对对中后的两块拼接板进行焊接；所述上料设备与所述拼板设备信号连接，以获取拼板设备的工作状态，并根据拼板设备的工作状态，将待焊接的拼接板输送至非占用状态的承载台上。
8.进一步的，所述上料设备包括搬运机器人；所述拼板设备包括拼板焊接专机。
9.进一步的，所述卷圆子系统还包括卷圆前缓存料架；所述转运装置将翻转后的待卷圆拼接板转运至所述卷圆前缓存料架上，所述卷圆上料装置从所述卷圆前缓存料架上获取翻转后的待卷圆拼接板。
10.进一步的，所述转运装置包括带吸盘的翻转机和第一辊链输送线；
所述翻转机通过吸盘将待卷圆拼接板翻转至所述第一辊链输送线上，所述第一辊链输送线将翻转后的待卷圆拼接板输送至所述卷圆前缓存料架；所述卷圆上料装置包括桁架机器人和第二辊链输送线；所述桁架机器人用于将卷圆前缓存料架上的待卷圆拼接板输送至所述第二辊链输送线，所述第二辊链输送线用于将待卷圆拼接板输送进入卷板机。
11.进一步的，所述卷圆子系统还包括空中吊装设备以及卷圆后缓存料架；所述空中吊装设备用于将卷圆后的筒体吊装至所述卷圆后缓存料架。
12.第二方面，本发明提供一种筒体成型系统的成型方法，基于第一发明所述的系统，所述方法包括：将四分之一拼接板对中后焊接为二分之一拼接板；将二分之一拼接板对中后焊接为待卷圆拼接板；翻转所述待卷圆拼接板，以使焊缝位于成型后筒体的外表面；将翻转后的待卷圆拼接板卷圆为筒体。
13.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：1、本发明通过自动化的拼板子系统和卷圆子系统，可提高上料精度，降低工人劳动强度，提高生产效率及生产质量； 2、通过布置的多组交换工作台以及拼板设备，拼接板上料、对中采用全自动化设备，将多块拼接板焊接为一块待卷圆拼接板，有利于工序的衔接和流畅进行； 3、通过拼板设备和上料设备信号连接，可以大大提高工作的效率，使拼板设备不间断的工作； 4、本发明通过翻转装置把拼接板翻转，使卷圆的时候，拼接板之间的焊缝漏在筒体外边，方便对焊缝进行观察与修补，有利于提高产品质量和强度； 5、本发明在拼板完成后采用辊链输送线输送拼接板，可取消空中吊装设备，节约资源，提高效率，降低劳动强度； 6、本发明采用自动桁架机器人，可提高上料精度； 7、本发明全系统采用整套自动化设备，提高自动化程度和生产效率，降低成本。
附图说明
14.图1是本发明实施例提供的筒体成型方法的流程图；图2是本发明实施例提供的筒体成型系统的结构示意图；图3是本发明实施例提供的拼板子系统的结构示意图；图4是本发明实施例提供的卷圆子系统的结构示意图；图中：1、第一上料设备；2、第一交换工作台；3、第二交换工作台；4、第一拼板设备；5、第二拼板设备；6、第二上料设备；7、第三交换工作台；8、第三拼板设备；9、翻转设备；10、第一辊链输送线；11、卷圆前缓存料架；12、第二辊链输送线；13、自动桁架机器人；14、卷板机；15、空中吊装设备；16、卷圆后缓存料架。
具体实施方式
15.下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
16.在本实施例的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、
“
竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实施例的限制。
17.实施例一：本实施例提供一种筒体成型系统，包括拼板子系统和卷圆子系统；拼板子系统用于将多个拼接板焊接为待卷圆拼接板；卷圆子系统用于将待卷圆拼接板卷圆为筒体。
18.拼接板可以为扇形板，用于卷圆成锥段结构的筒体；还可以是平直板，用于卷圆成圆柱结构的筒体。
19.本实施例所描述的筒体成型系统适用于生产混凝土搅拌运输车的筒体，一般搅拌车由两个锥段结构的筒体和一个圆柱结构的筒体组成，本实施例中，混凝土搅拌运输车意为一种能把混凝土从搅拌站运送至具体施工地的机械设备，混凝土在运输过程中同步搅拌，防止凝固。拼接板意为将混凝土搅拌运输车筒体展开并分段后形成的拼接板材。拼板意为将单块拼接板拼焊成完整拼接板的焊接过程。
20.如图2、图3所示，拼板子系统是用来完成搅拌筒自动拼板和工件自动转运功能的设备集群，其有三套拼板焊接专机及相应交换工作台和两套搬运机器人构成。
21.上料设备用于将拼接板输送至交换工作台；上料设备为搬运机器人，也可以替换为自动桁架、行车、kbk；搬运机器人为六轴标准设备，可根据负载及臂展选型。
22.交换工作台用于将拼接板对中并输送至拼板设备，一组交换工作台包括两块承载台，两块承载台上均设置有自动对中设备，能够交互移动至拼板设备的焊接处；交换工作台上的自动对中装置可以替换为重力对中，配合机器人自动上料。
23.拼板设备用于将对中完成的拼接板焊接；拼板设备设置在交换工作台上，能够焊接承载台上的拼接板；上料设备与拼板设备信号连接；当拼板设备进行焊接时，拼板设备传递承载台占用信号给上料设备，此时拼板设备对应的交换工作台的非占用的承载台处于空闲状态，上料设备采集到信号后，向对应的交换工作台的非占用的承载台上料。
24.拼板设备为拼板焊接专机。
25.拼板子系统包括第一拼板子系统和第二拼板子系统；第一拼板子系统用于将四分之一拼接板对中焊接为二分之一拼接板；第二拼板子系统用于将二分之一拼接板对中焊接为待卷圆拼接板；第一拼板子系统包括第一上料设备1和两组交换工作台以及对应的拼板设备；两组交换工作台包括并列布置的第一交换工作台2和第二交换工作台3；拼板设备包括设置在第一交换工作台2上的第一拼板设备4和设置在第二交换工作台3上的第二拼板设备5；第一上料设备1用于向第一交换工作台2或第二交换工作台3输送拼接板；第二拼板子系统包括依序设置在第一拼板子系统后的第二上料设备6、第三交换工作台7以及对应的第三拼板设备8；第二上料设备6用于从第一交换工作台2或第二交换工作台3向第三交换工作台7输送拼接板。
26.如图2所示，通过倒三角形布置的多组交换工作台以及拼板设备，拼接板上料、对中采用全自动化设备，将多块拼接板为一块待卷圆拼接板，有利于工序的衔接和流畅进行。
27.如图2、图4所示，卷圆子系统包括依序设置在拼板子系统后的转运装置、卷圆前缓
存料架11、卷圆上料装置和一个或多个卷板机14；卷板机14为三台，卷板机14为标准设备，用来将平板卷圆。
28.转运装置用于将待卷圆拼接板转运至卷圆前缓存料架11，包括翻转设备9和自动化输送设备；卷圆上料装置用于将待卷圆拼接板输送至卷板机14进行卷圆。
29.翻转设备9为带吸盘的自动翻转机，自动化输送设备包括第一辊链输送线10；翻转拼接板是为了卷圆的时候，拼接板之间的焊缝漏在锥段外边，方便对焊缝进行观察与修补。
30.卷圆上料装置包括设置在卷圆前缓存料架11上方的自动桁架机器人13和设置在各卷板机14前的第二辊链输送线12。自动桁架机器人13为非标设备，由伺服电机驱动，可实现工件的自动取放。
31.辊链线可以替换为桁架抓手、行车、kbk，根据实际需要进行替换。
32.卷圆子系统还包括空中吊装设备15以及数个卷圆后缓存料架16；卷圆前缓存料架11上还能够放置用于卷圆为筒体的圆柱段的待卷圆直板，卷圆上料装置还用于将卷圆前缓存料架上的待卷圆直板输送至所述卷板机卷圆成圆柱段；卷圆子系统还设置有用于将待卷圆直板卷圆为圆柱段的卷板机14。待卷圆直板可以按上述步骤由多块直板焊接而成，也可以直接切割得到。
33.本实施例中共设置有三台卷板机14，其中两台卷板机14用于将待卷圆拼接板卷圆为锥段结构的筒体，其中一台卷板机14用于将待卷圆直板卷圆为圆柱结构的筒体，两各锥段结构的筒体和一个圆柱结构的筒体恰好可以组装成一个完整筒体。卷板机14可通过人工调整参数实现制作锥段结构的筒体或圆柱结构的筒体的转变，无需更换卷板机14。
34.空中吊装设备15用于将卷圆后的锥段和圆柱段吊装至卷圆后缓存料架16，具体结构可以包含但不限于行车、kbk、桁架。
35.本实施例通过自动化的拼板子系统和卷圆子系统，拼接板上料、对中采用全自动化设备，可提高上料精度，降低工人劳动强度，提高生产效率及生产质量；通过倒三角形布置的交换工作台以及拼板设备，将四分之一拼接板同步焊接为二分之一拼接板，之后焊接为待卷圆拼接板，有利于工序的衔接和流畅进行。
36.本实施例通过交换工作台和与上料设备信号连接的拼板设备，可以大大提高工作的效率，使焊机不间断的工作；采用辊链输送线输送，可取消空中吊装设备15，节约资源，提高效率，降低劳动强度；自动桁架机器人13也可提高上料精度，本实施例有利于改进现有技术中人工操作过多的缺陷。
37.本系统采用整套自动化设备，提高自动化程度，固化自动化设备参数，保证产品焊接质量及外观质量，节约人力，降低员工劳动强度。
38.实施原理： 如图1所示，本系统的工作流程如下：第一上料设备1（机器人）将四分之一扇形板搬运至第一交换工作台2或第二交换工作台3，在交换工作台上采用自动对中设备将四分之一扇形板焊接边对中；第一交换工作台2和第二交换工作台3将已经完成对中的两块四分之一扇形板分别移动至第一拼板设备4和第二拼板设备5的焊接区域，完成自动焊接；焊接过程中，第一拼板设备4或第二拼板设备5传递信号给第一上料设备1，第一上料设备1采集到信号后，向对应的第一交换工作台2或第二交换工作台3的非占用的承载台上料并对中；
当第一交换工作台2或第二交换工作台3的一块承载台上完成焊接时，转动交互交换工作台的两块承载台的位置，通过拼板设备焊接另一块承载台上的四分之一扇形板，形成二分之一扇形板；第二上料设备6将焊接完成的二分之一扇形板搬运至第三交换工作台7，对中后开始焊接，焊接成待卷圆扇形板；焊接过程中，第三拼板设备8传递信号给第二上料设备6，第二上料设备6采集到信号后，继续向第三交换工作台7的非占用的承载台上料并对中；当第三交换工作台7的一块承载台上完成焊接时，转动交互第三交换工作台7的两块承载台的位置，转而焊接另一块承载台上的二分之一扇形板，形成待卷圆扇形板；重复以上过程完成整张扇形板焊接；待卷圆扇形板焊接完成后，由翻转设备9抓取待卷圆扇形板并翻面至第一辊链输送线10，然后通过第一辊链输送线10输送至卷圆前缓存料架11；自动桁架机器人13抓取扇形板并调整至第二辊链输送线12的适当位置，通过第二辊链输送线12输送至卷板机14的进料口；人工调整卷圆参数，开动卷板机14进行卷圆，获得筒体的锥段；自动桁架机器人13抓取待卷圆直板并调整至第二辊链输送线12的适当位置，通过第二辊链输送线12输送至卷板机14的进料口；待卷圆直板可以按上述步骤由多块直板焊接而成，也可以直接切割得到；人工调整卷圆参数，开动卷板机14进行卷圆，获得筒体的圆柱段；卷圆完成后人工焊接锥段内外焊缝，通过空中吊装设备15吊装筒体的锥段至卷圆后缓存料架16。
39.实施例二：本实施例提供一种筒体制作方法，基于实施例一的筒体成型系统，如图1所示，包括以下步骤：将四分之一拼接板对中后焊接为二分之一拼接板；将二分之一拼接板对中后焊接为待卷圆拼接板；翻转所述待卷圆拼接板，以使焊缝位于成型后筒体的外表面；将翻转后的待卷圆拼接板卷圆为筒体。
40.具体步骤包括：获取四分之一扇形板；通过第一上料设备1将四分之一扇形板搬运至第一交换工作台2或第二交换工作台3，在交换工作台上采用自动对中设备将四分之一扇形板焊接边对中；通过第一交换工作台2和第二交换工作台3将已经完成对中的两块四分之一扇形板分别移动至第一拼板设备4和第二拼板设备5的焊接区域，完成自动焊接；焊接过程中，第一拼板设备4或第二拼板设备5传递信号给第一上料设备1，第一上料设备1采集到信号后，向对应的第一交换工作台2或第二交换工作台3的非占用的承载台上料并对中；当第一交换工作台2或第二交换工作台3的一块承载台上完成焊接时，转动交互交换工作台的两块承载台的位置，通过拼板设备焊接另一块承载台上的四分之一扇形板，形成二分之一扇形板；通过第二上料设备6将焊接完成的二分之一扇形板搬运至第三交换工作台7，对中
后开始焊接，焊接成待卷圆扇形板；焊接过程中，第三拼板设备8传递信号给第二上料设备6，第二上料设备6采集到信号后，继续向第三交换工作台7的非占用的承载台上料并对中；当第三交换工作台7的一块承载台上完成焊接时，转动交互第三交换工作台7的两块承载台的位置，转而焊接另一块承载台上的二分之一扇形板，形成待卷圆扇形板；待卷圆扇形板焊接完成后，由翻转设备9抓取待卷圆扇形板并翻面至第一辊链输送线10，然后通过第一辊链输送线10输送至卷圆前缓存料架11；翻转拼接板是为了卷圆的时候，拼接板之间的焊缝漏在锥段外边，方便对焊缝进行观察与修补。
41.通过自动桁架机器人13抓取扇形板并调整至第二辊链输送线12的适当位置，通过第二辊链输送线12输送至卷板机14的进料口；人工调整卷圆参数，开动卷板机14进行卷圆，获得筒体的锥段；卷圆完成后人工焊接锥段内焊缝，通过空中吊装设备15吊装锥段至卷圆后缓存料架16。
42.本方法还包括：通过自动桁架机器人13将卷圆前缓存料架11上的待卷圆直板输送至卷板机卷圆成圆柱段；卷圆完成后人工焊接锥段内焊缝，通过空中吊装设备15吊装圆柱段至卷圆后缓存料架16。
43.本实施例通过采用自动化的拼板子系统和卷圆子系统，扇形板上料、对中采用全自动化设备，可提高上料精度，降低工人劳动强度，提高生产效率及生产质量；通过品字形布置的交换工作台以及拼板设备，将四分之一扇形板同步焊接为二分之一扇形板，之后焊接为待卷圆扇形板，有利于工序的衔接和流畅进行。
44.本方法采用整套自动化设备，提高自动化程度，固化自动化设备参数，保证产品焊接质量及外观质量，节约人力，降低员工劳动强度。
45.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
46.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
47.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
48.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”，“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不
一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
49.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。