一种床架焊接加工线及其加工方法与流程

1.本发明属于床架加工技术领域，尤其涉及一种床架焊接加工线及其加工方法。


背景技术：

2.床架，是一种铁质结构件，用作床的支撑体，通常是采用多根方管进行焊接而成，在对床架进行焊接之前，需要对焊接用的方管进行连续加工处理，该加工处理包括对方管的钻孔与对方管的弯管。
3.目前对于方管的钻孔操作与弯管操作，通常是采用人工操作的方式进行，这就存在人工劳动强度大、操作不稳定、加工效率低下等问题，部分厂家采用定制的钻孔设备与弯管设备对方管进行加工，根据床架的生产需求，需要对方管的不同面进行钻孔，而现有的钻孔设备无法对方管进行快速翻转与锁定，在对方管进行翻转锁定过程中，需要人工协助，同样会导致人工劳动强度大、操作不稳定的问题，并且现有的钻孔设备对方管的定位精度较差，影响钻孔精度。
4.在方管加工完成之后，通常是采用人工焊接的方式对方管进行焊接，以形成床架，而人工焊接的方式需要消耗大量人力，存在焊接质量不稳定、生产效率低下等问题，部分生产厂家采用定制的焊接设备进行床架的焊接操作，而目前的焊接设备往往是对床架进行焊接操作后再进行床架的上料摆放，无法实现床架的连续性焊接，导致加工效率较低。


技术实现要素：

5.本发明克服了现有技术的不足，提供一种床架焊接加工线及其加工方法，以解决现有技术中存在的问题。
6.为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种床架焊接加工线，采用方管作为基材进行焊接，包括依次设置的上料工位、钻孔工位、冲孔工位、弯管工位以及焊接工位；其中：
7.所述上料工位包括上料料架、位于所述上料料架端部的取料模组以及沿所述取料模组长度方向进行运动的抓取组件，所述抓取组件对所述上料料架内的方管进行抓取；
8.所述钻孔工位位于所述上料工位一侧，所述钻孔工位包括钻孔机台、位于所述钻孔机台上的翻转自锁组件、位于所述钻孔机台上的夹持组件、沿所述钻孔机台长度方向设置的分段式输送线以及用于方管钻孔的钻孔动力头，所述钻孔机台端部设置有检测相机，所述检测相机与方管端部位置对应，所述翻转自锁组件对方管进行翻转与锁定，所述翻转自锁组件包括翻转部与自锁部，所述翻转部包括固定台、位于所述固定台上的固定开环、内嵌于所述固定开环内的转动开环以及位于所述转动开环上的转动块，所述固定开环与所述转动开环同轴设置，所述固定开环上设有第一开口，所述转动开环上设有第二开口，初始状态下，所述第一开口与所述第二开口处于同一位置，所述转动开环带动方管转动后，所述第一开口与所述第二开口呈错开状态，对方管进行限位，所述自锁部包括运动座、位于所述运动座上方的位移块以及对方管进行夹持的夹持组，所述运动座位于所述转动块上，所述运
动座表面设有曲面凹槽，所述位移块下方设置有升降滚轮，所述升降滚轮与所述曲面凹槽位置对应，当所述运动座进行横向运动时，所述升降滚轮带动所述位移块进行竖向运动，所述夹持组包括两个呈对称设置的夹块，所述位移块进行竖向运动时，所述夹持组进行开闭运动，所述夹持组件对方管进行夹持且数量为至少两组，所述分段式输送线包括前段输送线与后段输送线，一组夹持组件位于所述前段输送线上且沿所述前段输送线长度方向进行运动，另一组夹持组件位于所述后段输送线上且沿所述后段输送线长度方向进行运动，所述前段输送线对方管进行前段输送，所述后段输送线对方管进行后段输送，使方管进入冲孔工位，所述钻孔动力头对方管侧面进行钻孔，所述钻孔动力头沿所述钻孔机台长度方向呈交替间隔分布；
9.所述冲孔工位包括冲孔输送线、位于所述冲孔输送线一侧的自动冲孔机以及用于方管移送的冲孔移送组件，所述冲孔移送组件将方管从所述冲孔输送线上移送至所述自动冲孔机，由自动冲孔机对方管进行冲孔；
10.所述弯管工位包括弯管输送线、位于所述弯管输送线一侧的自动弯管机以及用于方管送料的弯管移送组件，所述弯管移送组件将方管从所述弯管输送线上移送至所述自动弯管机，由自动弯管机对方管进行折弯；
11.所述焊接工位包括焊接机架、位于所述焊接机架上的焊接输送线、用于方管焊接的第一焊接支架与第二焊接支架以及位于所述焊接机架两侧的焊接机械臂，所述焊接输送线包括上层输送位与下层输送位，所述第一焊接支架位于所述上层输送位且随所述上层输送位同步进行传动，所述第二焊接支架位于所述下层输送位且随所述下层输送位同步进行传动，所述第一焊接支架与所述第二焊接支架呈错位设置，所述第一焊接支架与所述第二焊接支架上均设置有焊接台，所述焊接台对方管进行压紧固定，再由所述焊接机械臂对方管进行焊接。
12.优选的，所述抓取组件通过安装架与所述取料模组连接，所述抓取组件包括抓取升降气缸、位于所述抓取升降气缸活塞杆端的抓取升降块以及位于所述抓取升降块上的电磁铁，所述电磁铁对方管进行吸附。
13.优选的，所述翻转自锁组件还包括翻转驱动部与自锁驱动部，所述翻转驱动部驱动所述转动开环进行转动，所述自锁驱动部数量为两组且呈对称设置，所述自锁驱动部驱动所述运动座进行横向运动。
14.优选的，所述翻转驱动部包括两个呈对称设置的翻转驱动电机、位于所述翻转驱动电机转轴端的驱动齿以及固定于所述转动开环上的主动齿，两个翻转驱动电机独立运行，两个驱动齿与主动齿啮合，通过主动齿带动转动开环进行周向转动；
15.所述自锁驱动部包括自锁驱动气缸、位于所述自锁驱动气缸活塞杆端的自锁驱动块以及位于所述自锁驱动块上的自锁推进气缸，所述自锁推进气缸活塞杆端设置有自锁推块，所述自锁推块推动所述运动座进行横向运动。
16.优选的，所述夹持组件数量为两组且位于待夹持方管两端，所述夹持组件包括两个呈对立设置的夹持气缸。
17.优选的，所述冲孔移送组件包括龙门架、位于所述龙门架上的移送模组、沿所述移送模组长度方向进行运动的移送升降气缸以及位于所述移送升降气缸活塞杆端的移送夹持气缸，所述移送夹持气缸对方管进行夹持后，在所述移送模组作用下，将方管移送至自动
冲孔机。
18.优选的，所述弯管移送组件与所述冲孔移送组件结构相同，所述弯管输送线与所述自动冲孔机末端位置对应，使方管冲孔后直接进入弯管工位。
19.优选的，所述第二焊接支架下方设置有顶升气缸，所述顶升气缸将第二焊接支架上的焊接台顶升。
20.优选的，还包括收料组件，所述收料组件位于所述焊接工位末端，所述收料组件包括收料驱动模组以及对床架进行抓取的收料架，所述收料架上设置有收料气缸对床架进行夹持。
21.本发明还公开了一种床架焊接加工线的加工方法，包括以下步骤：
22.s1、上料：抓取组件对上料料架内的方管进行抓取，取料模组对抓取组件进行输送，将方管送入钻孔工位的翻转自锁组件内；
23.s2、钻孔：翻转自锁组件根据方管的钻孔需求对方管进行翻转，翻转完成之后，由自锁部对方管进行自锁，同时夹持组件对方管两端进行夹持，由钻孔动力头对方管进行钻孔操作；
24.s3、冲孔：钻孔机台上的分段式输送线对钻孔后的方管进行输送，使方管落入冲孔工位的冲孔输送线，冲孔移送组件将方管从冲孔输送线移送至自动冲孔机，自动冲孔机完成对方管的冲孔操作；
25.s4、弯管：冲孔后的方管由自动冲孔机内送出，直接落入弯管输送线，由弯管移送组件将方管从弯管输送线移送至自动弯管机，自动弯管机完成对方管的折弯操作；
26.s5、焊接：将弯管后的方管取下，固定于焊接台上，由焊接机械臂对方管进行焊接，形成床架。
27.本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：
28.(1)本发明在上料工位、钻孔工位、冲孔工位、弯管工位的配合作用下，实现了对方管连续的上料、钻孔、冲孔以及弯管操作，而后在焊接工位作用下，完成对方管的焊接，形成床架，降低了操作者的劳动强度，提高了床架的生产加工效率；
29.(2)翻转自锁组件实现了对方管的快速翻转与锁定，无需人工协助对方管进行翻转，减少人力消耗的同时提高了对方管的翻转效率，锁定后可直接进行方管的钻孔操作，进而提高后续的加工效率；
30.(3)焊接输送线采用上层输送位与下层输送位设置，配合第一焊接支架与第二焊接支架，能够快速实现焊接台的切换，在前一床架焊接完成后，无需等待即可进行后一床架的焊接，实现对床架的连续焊接，提高加工效率。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1为本发明优选实施例的整体结构示意图；
33.图2为本发明优选实施例上料工位的结构示意图；
34.图3为图2中a部放大图；
35.图4为本发明优选实施例钻孔工位的结构示意图；
36.图5为本发明优选实施例钻孔工位中翻转自锁组件的结构示意图；
37.图6为图5中翻转部与自锁部的配合示意图；
38.图7为本发明优选实施例冲孔工位的结构示意图；
39.图8为本发明优选实施例冲孔工位中冲孔移送组件的结构示意图；
40.图9为本发明优选实施例弯管工位的结构示意图；
41.图10为本发明优选实施例焊接工位的结构示意图；
42.图11为本发明优选实施例收料组件的结构示意图；
43.图12为本发明优选实施例的加工流程图；
44.图中：100、上料工位；200、钻孔工位；300、冲孔工位；400、弯管工位；500、焊接工位；
45.10、上料料架；11、取料模组；12、抓取组件；121、抓取升降气缸；122、抓取升降块；123、电磁铁；13、抓取定位气缸；14、抓取限位块；
46.20、钻孔机台；21、翻转自锁组件；211、翻转部；2111、固定台；2112、固定开环；2113、转动开环；2114、转动块；212、自锁部；2121、运动座；2122、位移块；2123、夹持组；213、翻转驱动部；2131、翻转驱动电机；2132、驱动齿；2133、主动齿；214、自锁驱动部；2141、自锁驱动气缸；2142、自锁驱动块；2143、自锁推进气缸；22、夹持组件；23、分段式输送线；231、前段输送线；232、后段输送线；24、钻孔动力头；25、检测相机；26、曲面凹槽；27、升降滚轮；
47.30、冲孔输送线；31、自动冲孔机；32、冲孔移送组件；321、龙门架；322、移送模组；323、移送升降气缸；324、移送夹持气缸；
48.40、弯管输送线；41、自动弯管机；42、弯管移送组件；
49.50、焊接机架；51、焊接输送线；511、上层输送位；512、下层输送位；52、第一焊接支架；53、第二焊接支架；54、焊接机械臂；55、焊接台；56、顶升气缸；
50.60、收料组件；601、收料驱动模组；602、收料架。
具体实施方式
51.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
52.如图1所示，一种床架焊接加工线，采用方管作为基材进行焊接，包括依次设置的上料工位100、钻孔工位200、冲孔工位300、弯管工位400、焊接工位500以及收料组件60。
53.结合图2与图3所示，上料工位100包括上料料架10、位于上料料架10端部的取料模组11以及沿取料模组11长度方向进行运动的抓取组件12，抓取组件12对上料料架10内的方管进行抓取，抓取组件12通过安装架与取料模组11连接，抓取组件12包括抓取升降气缸121、位于抓取升降气缸121活塞杆端的抓取升降块122以及位于抓取升降块122上的电磁铁123，电磁铁123对方管进行吸附，抓取组件12的数量根据方管的长度设定，抓取组件12的抓取升降气缸121通过抓取升降块122驱动电磁铁123靠近方管，由电磁铁123对方管进行吸取，多组抓取组件12对方管进行吸取后，取料模组11驱动抓取组件12进行横向运动，将方管
移动至钻孔工位200。
54.进一步地，在本实施例中，抓取升降块122的抓取面设置有抓取定位气缸13与抓取限位块14，方管落入抓取定位气缸13与抓取限位块14之间，抓取定位气缸13驱动后与抓取限位块14配合，将方管压紧在抓取定位气缸13与抓取限位块14之间，实现对方管的压紧定位。
55.如图4所示，钻孔工位200位于上料工位100一侧，钻孔工位200包括钻孔机台20、位于钻孔机台20上的翻转自锁组件21、位于钻孔机台20上的夹持组件22、沿钻孔机台20长度方向设置的分段式输送线23以及用于方管钻孔的钻孔动力头24，钻孔机台20端部设置有检测相机25，检测相机25与方管端部位置对应，翻转自锁组件21的数量根据方管的长度设定，翻转自锁组件21能够在对方管进行翻转后，实现对方管的自锁，而检测相机25能够对方管的端部进行实时监测，保证方管翻转的有效性与精准度。
56.结合图4、图5以及图6所示，翻转自锁组件21包括翻转部211与自锁部212，翻转部211包括固定台2111、位于固定台2111上的固定开环2112、内嵌于固定开环2112内的转动开环2113以及位于转动开环2113上的转动块2114，固定开环2112与转动开环2113同轴设置，固定开环2112上设有第一开口，转动开环2113上设有第二开口，初始状态下，第一开口与第二开口处于同一位置，方管从开口位置处进入转动开环2113的空腔内，此时方管会与转动开环2113同步进行转动，转动开环2113带动方管转动后，第一开口与第二开口呈错开状态，固定开环2112与转动开环2113形成闭合空腔，对方管进行限位，自锁部212包括运动座2121、位于运动座2121上方的位移块2122以及对方管进行夹持的夹持组2123，运动座2121位于转动块2114上，运动座2121表面设有曲面凹槽26，位移块2122下方设置有升降滚轮27，升降滚轮27与曲面凹槽26位置对应，当运动座2121进行横向运动时，升降滚轮27带动位移块2122进行竖向运动，夹持组2123包括两个呈对称设置的夹块，夹块通过摆杆固定于转动块2114上，位移块2122进行竖向运动时，夹块在摆杆的固定作用下进行开闭运动，在对方管进行翻转完成之后，自锁部212对方管进行自锁，当升降滚轮27位于运动座2121表面的曲面凹槽26内时，位移块2122下降，驱动夹持组2123闭合，实现对方管的锁定，当升降滚轮27位于运动座2121表面的其他位置时，位移块2122上升，驱动夹持组2123张开，实现对方管的解锁，夹持组件22对方管进行夹持，夹持组件22数量为两组且位于待夹持方管两端，夹持组件22包括两个呈对立设置的夹持气缸，对方管进行夹持后，便于钻孔操作的顺利进行，分段式输送线23包括前段输送线231与后段输送线232，夹持组件22包括前段夹持组件22与后段夹持组件22，前段夹持组件22位于前段输送线231上且沿前段输送线231长度方向进行运动，后段夹持组件22位于后段输送线232上且沿后段输送线232长度方向进行运动，前段输送线231对方管进行前段输送，后段输送线232对方管进行后段输送，输送之前，后段夹持组件22未对方管进行夹持，由前段夹持组件22对方管进行夹持，前段输送线231对方管进行前段输送，而后前段夹持组件22复位，后段夹持组件22对方管进行夹持，由后段输送线232对方管进行后段输送，使方管进入冲孔工位300，钻孔动力头24对方管侧面进行钻孔，钻孔动力头24沿钻孔机台20长度方向呈交替间隔分布。
57.进一步地，如图5所示，翻转自锁组件21还包括翻转驱动部213与自锁驱动部214，翻转驱动部213驱动转动开环2113进行转动，自锁驱动部214数量为两组且呈对称设置，自锁驱动部214驱动运动座2121进行横向运动，翻转驱动部213包括两个呈对称设置的翻转驱
动电机2131、位于翻转驱动电机2131转轴端的驱动齿2132以及固定于转动开环2113上的主动齿2133，两个翻转驱动电机2131独立运行，两个驱动齿2132与主动齿2133啮合，通过主动齿2133带动转动开环2113进行周向转动，采用两个独立运行的翻转驱动电机2131，能够实现转动开环2113的三百六十度转动，从而实现对方管全方位的转动，保证转动精度，自锁驱动部214包括自锁驱动气缸2141、位于自锁驱动气缸2141活塞杆端的自锁驱动块2142以及位于自锁驱动块2142上的自锁推进气缸2143，自锁推进气缸2143活塞杆端设置有自锁推块，自锁推块推动运动座2121进行横向运动，从而实现自锁部212对方管的锁定或解锁操作，翻转自锁组件21实现了对方管的快速翻转与锁定，无需人工协助对方管进行翻转，减少人力消耗的同时提高了对方管的翻转效率，锁定后可直接进行方管的钻孔操作，进而提高后续的加工效率。
58.结合图7与图8所示，冲孔工位300包括冲孔输送线30、位于冲孔输送线30一侧的自动冲孔机31以及用于方管移送的冲孔移送组件32，冲孔移送组件32将方管从冲孔输送线30上移送至自动冲孔机31，由自动冲孔机31对方管进行冲孔，冲孔移送组件32包括龙门架321、位于龙门架321上的移送模组322、沿移送模组322长度方向进行运动的移送升降气缸323以及位于移送升降气缸323活塞杆端的移送夹持气缸324，移送夹持气缸324对方管进行夹持后，在移送模组322作用下，将方管移送至自动冲孔机31，由自动冲孔机31对方管进行自动冲孔。
59.结合图8与图9所示，弯管工位400包括弯管输送线40、位于弯管输送线40一侧的自动弯管机41以及用于方管送料的弯管移送组件42，弯管移送组件42将方管从弯管输送线40上移送至自动弯管机41，由自动弯管机41对方管进行折弯，弯管移送组件42与冲孔移送组件32结构相同，弯管输送线40与自动冲孔机31末端位置对应，使方管冲孔后直接进入弯管工位400，弯管移送组件42将方管从弯管输送线40移送至自动弯管机41内，由自动弯管机41对方管进行弯管操作。
60.如图10所示，焊接工位500包括焊接机架50、位于焊接机架50上的焊接输送线51、用于方管焊接的第一焊接支架52与第二焊接支架53以及位于焊接机架50两侧的焊接机械臂54，焊接输送线51包括上层输送位511与下层输送位512，第一焊接支架52位于上层输送位511且随上层输送位511同步进行传动，第二焊接支架53位于下层输送位512且随下层输送位512同步进行传动，第一焊接支架52与第二焊接支架53呈错位设置，第一焊接支架52与第二焊接支架53上均设置有焊接台55，焊接台55对方管进行压紧固定，再由焊接机械臂54对方管进行焊接，第二焊接支架53下方设置有顶升气缸56，顶升气缸56将第二焊接支架53上的焊接台55顶升，初始状态下，第二焊接支架53处于焊接位置处，顶升气缸56驱动第二焊接支架53的焊接台55顶升后，由焊接机械臂54对焊接台55上的方管进行焊接，形成床架，焊接完成之后，顶升气缸56带动焊接台55复位，焊接输送线51启动，位于上层输送位511的第一焊接支架52移动至焊接位置处，位于下层输送位512的第二焊接支架53移动至放料位置处，焊接机械臂54对第一焊接支架52上的焊接台55上的方管进行焊接，形成床架，焊接完成之后，第二焊接支架53上的焊接台55同时也补料完成，以此循环焊接，焊接输送线51采用上层输送位511与下层输送位512设置，配合第一焊接支架52与第二焊接支架53，能够快速实现焊接台55的切换，在前一床架焊接完成后，无需等待即可进行后一床架的焊接，实现对床架的连续焊接，提高加工效率。
61.进一步地，焊接台55上设置有定位压紧组，该定位压紧组包括压紧气缸与支撑气缸，压紧气缸驱动压紧块从方管上方对方管进行压紧，支撑气缸驱动支撑块从方管下方对方管进行支撑，从而实现对方管的定位压紧。
62.如图11所示，还包括收料组件60，收料组件60位于焊接工位500末端，收料组件60包括收料驱动模组601以及对床架进行抓取的收料架602，收料架602上设置有收料气缸对床架进行夹持，夹持后，收料驱动模组601驱动收料架602运动，将床架取出。
63.如图12所示，本发明还公开了一种床架焊接加工线的加工方法，包括以下步骤：
64.s1、上料：抓取组件12对上料料架10内的方管进行抓取，取料模组11对抓取组件12进行输送，将方管送入钻孔工位200的翻转自锁组件21内；
65.多个抓取组件12对方管进行抓取后，在取料模组11驱动作用下，移动至翻转自锁组件21的正上方，由抓取组件12将方管放入翻转自锁组件21的翻转部211内。
66.s2、钻孔：翻转自锁组件21根据方管的钻孔需求对方管进行翻转，翻转完成之后，由自锁部212对方管进行自锁，同时夹持组件22对方管两端进行夹持，由钻孔动力头24对方管进行钻孔操作；
67.翻转自锁组件21的翻转部211在翻转驱动部213的驱动作用下，带动方管进行翻转，使方管的钻孔面翻转至钻孔动力头24方向，翻转后，夹持组件22对方管进行夹持，钻孔动力头24对方管进行钻孔，初次钻孔后，还可带动方管进行二次翻转，根据实际钻孔需求再次对方管进行钻孔，提高钻孔效率；
68.而后前段输送线231对方管进行前段输送，后段输送线232对方管进行后段输送，输送之前，后段夹持组件22未对方管进行夹持，由前段夹持组件22对方管进行夹持，前段输送线231对方管进行前段输送，而后前段夹持组件22复位，后段夹持组件22对方管进行夹持，由后段输送线232对方管进行后段输送，使方管进入冲孔工位300。
69.s3、冲孔：钻孔机台20上的分段式输送线23对钻孔后的方管进行输送，使方管落入冲孔工位300的冲孔输送线30，冲孔移送组件32将方管从冲孔输送线30移送至自动冲孔机31，自动冲孔机31完成对方管的冲孔操作；
70.s4、弯管：冲孔后的方管由自动冲孔机31内送出，直接落入弯管输送线40，由弯管移送组件42将方管从弯管输送线40移送至自动弯管机41，自动弯管机41完成对方管的折弯操作；
71.s5、焊接：将弯管后的方管取下，固定于焊接台55上，由焊接机械臂54对方管进行焊接，形成床架；
72.初始状态下，第二焊接支架53处于焊接位置处，顶升气缸56驱动第二焊接支架53的焊接台55顶升后，由焊接机械臂54对焊接台55上的方管进行焊接，形成床架，焊接完成之后，顶升气缸56带动焊接台55复位，焊接输送线51启动，位于上层输送位511的第一焊接支架52移动至焊接位置处，位于下层输送位512的第二焊接支架53移动至放料位置处，焊接机械臂54对第一焊接支架52上的焊接台55上的方管进行焊接，形成床架。
73.总而言之，本发明在上料工位100、钻孔工位200、冲孔工位300、弯管工位400的配合作用下，实现了对方管连续的上料、钻孔、冲孔以及弯管操作，而后在焊接工位500作用下，完成对方管的焊接，形成床架，降低了操作者的劳动强度，提高了床架的生产加工效率。
74.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”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。
75.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。