本发明涉及焊接技术领域，具体涉及一种脚板自动焊接设备。
背景技术：
压缩机，是一种将低压气体提升为高压气体的从动的流体机械，是制冷系统的心脏。它从吸气管吸入低温低压的制冷剂气体，通过电机运转带动活塞对其进行压缩后，向排气管排出高温高压的制冷剂气体，为制冷循环提供动力。压缩机被看成是制冷系统的心脏，最能表现压缩机特征的专用名词称为“蒸气泵”。压缩机实际所承担的职责是提升压力，将吸气压力状态提高到排气压力状态。
在压缩机的生产加工过程中，通常需要将搅拌焊接于压缩机壳体外壁，但现有的焊接设备依旧存在很多不足之处，例如：需要手动将压缩机脚板放置于焊接工位，工作效率低，人工成本高，同时还存在一定的安全隐患；不能精确的对压缩机壳体的位置进行定位，导致焊接位置出现偏差，焊接产品的合格率低，也不便于对不同型号大小的压缩机壳体进行焊接。
技术实现要素：
本发明针对背景技术所提出的问题设计了一种脚板自动焊接设备，解决了需要手动将压缩机脚板放置于焊接工位，工作效率低的问题，也解决了不能精确的对压缩机壳体的位置进行定位，导致焊接位置出现偏差的问题。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种脚板自动焊接设备，包括焊机机架、上电极、下电极和储能放电变压器，所述焊机机架采用c型焊接结构，且所述焊机机架的顶底端四角安装有支撑脚，所述焊机机架的内部安装有所述储能放电变压器，所述焊机机架的顶端前侧壁安装有一对小口径焊接气缸，一对所述小口径焊接气缸的气缸轴均穿过上固定板与所述上电极相安装，所述上电极的两端均安装有脚板抓取机构，所述上固定板的上端面还设有plc系统控制箱，所述上固定板的正下方设有下固定板，所述上固定板与所述下固定板的四个角落均通过紧固件固定安装有四根立柱，且前后两根所述立柱之间同样通过紧固件固定安装有气缸座，所述气缸座上均安装有脚板推动气缸，所述气缸座的上方还安装有脚板出料结构；所述下固定板的下表面与所述焊机机架底端之间固定有支撑座，所述支撑座的内部安装有大口径焊接气缸，所述大口径焊接气缸的上端安装有顶升机构，所述顶升机构的顶端安装有所述下电极，所述下电极上端安装有自定心机构。
作为上述方案的进一步改进，所述脚板出料结构包括出料导轨、导轨架和电动间隙出料组件，所述出料导轨通过所述导轨架固定安装于所述气缸座的上方，所述出料导轨的前侧壁开设有条形槽，所述出料导轨的前侧壁还固定有支撑板。
作为上述方案的进一步改进，所述电动间隙出料组件包括转动轴、转动电机、凸轮、复位弹簧和棘爪，所述转动轴通过轴承座转动安装于所述支撑板上方，所述转动轴的外壁固定有棘轮，所述棘轮的四周外壁均匀开设有四个与所述棘爪相配合的沟槽，所述转动轴的顶端固定有转盘，所述转盘的外壁均匀固定有四个挡料杆，所述转动电机的输出轴固定安装有所述凸轮，所述棘爪铰接于所述支撑板上端，且所述棘爪的侧壁还一体化成型有一个突块，所述复位弹簧固定于所述棘爪与所述出料导轨的外壁之间。
作为上述方案的进一步改进，所述自定心机构包括承载座和定心气缸，所述定心气缸的数量为四个且沿所述承载座的中心为圆心圆周均匀分布，四个所述定心气缸与所述承载座之间通过紧固螺钉进行固定。
作为上述方案的进一步改进，所述承载座的中心安装有超声波位置感应器，所述承载座的上方放置有压缩机壳体，所述压缩机壳体的顶部中心位置设有感应块。
作为上述方案的进一步改进，所述plc系统控制箱内部设有空间位置模块、计算模块、存储模块、判断模块和处理模块，所述空间位置模块将超声波位置感应器所处的位置标记为坐标原点，所述空间位置模块还将两组真相对的定心气缸依次标记为x轴和y轴，且x轴和y轴共同组建成一个坐标系，所述超声波位置感应器将检测的感应块位置正投射于所述坐标系上并记作a(x1,y1),所述计算模块对所述超声波位置感应器与所述感应块的水平距离执行计算公式为
所述判断模块对所述计算模块对所述超声波位置感应器与所述感应块的水平距离进行判断，所述处理模块用于接收所述判断模块发出的位置信号，并将输出信号传递至四个所述定心气缸。
作为上述方案的进一步改进，所述顶升机构包括托板、导杆和支撑柱，所述支撑柱固定安装于所述托板的上表面中部，所述托板的下表面中部与所述大口径焊接气缸的气缸轴相安装，所述导杆分别固定于所述托板下表面的两侧。
作为上述方案的进一步改进，所述支撑座的内部还固定有横板，所述横板安装有两个与所述导杆相配合的导向轴套，所述导向轴套的中轴线与对应所述导杆的中轴线共线。
作为上述方案的进一步改进，所述下固定板与所述焊机机架之间还配置有围栏，所述围栏上嵌设有滤光玻璃。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明中，转动电机转动带动凸轮转动，当凸轮上的尖端转动到棘爪侧壁一体化成型的突块时，能将棘爪向外顶出，此时棘爪的卡爪脱离棘轮四周外壁均匀开设的沟槽内部，从而在压缩机脚板自身的重力作用下，会向下压动挡料杆，一个压缩机脚板即可从出料导轨底端滑出，挡料杆向下转动时，会带动棘爪旋转°，在复位弹簧的拉力作用下，棘爪的卡爪会卡入至下一个沟槽内部，阻止棘轮继续转动，此时后一个压缩机脚板会卡入至转盘外壁两个挡料杆之间，两个挡料杆能阻止后一个压缩机脚板继续掉落，直至下一个周期凸轮上的尖端转重新转动到棘爪侧壁一体化成型的突块位置；综上，凸轮上每转一圈即可将一个压缩机脚板导出，从而本发明可以实现间歇式将压缩机脚板送入焊接工位，实现了自动化操作，提高了生产效率，也降低了人工成本。
2、本发明中，承载座的中心安装有超声波位置感应器，承载座的上方放置有压缩机壳体，压缩机壳体的顶部中心位置设有感应块，plc系统控制箱内部的空间位置模块可以将压缩机壳体的的中心位置信息发送存储模块，计算模块能计算出承载座的中心到压缩机壳体的顶部中心的水平距离，然后判断模块对上述水平距离作出判断，当水平距离大于允许的偏离距离时，此时处理模块会控制四个定心气缸中进行相应的伸长，最终直至将压缩机壳体夹紧，从而在焊接时通过自定心机构对压缩机壳体进行自动定位并锁紧，能确保压缩机壳体上焊接位置一致性，同时可以兼容不同型号大小的压缩机壳体。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。
图1为本发明的组装结构示意图；
图2为本发明的正视图；
图3为本发明中去掉脚板出料结构及围栏后的第一视角立体结构示意图；
图4为本发明中去掉脚板出料结构及围栏后的第二视角立体结构示意图；
图5为本发明中自定心机构的结构示意图；
图6为本发明中自定心机构安装压缩机壳体后的结构示意图；
图7为本发明中脚板出料结构的结构示意图；
图8为本发明中电动间隙出料组件的结构示意图；
图9为本发明中自定心机构的电路控制模块示意图；
图10为本发明中空间位置模块建立的坐标系示意图；
图11为本发明中自定心机构的工作原理图。
其中，1-焊机机架，2-上电极，3-下电极，4-储能放电变压器，5-脚板出料结构，501-出料导轨，502-导轨架，503-电动间隙出料组件，5031-转动轴，5032-转动电机，5033-凸轮，5034-复位弹簧，5035-棘爪，5036-棘轮，5037-沟槽，5038-转盘，5039-挡料杆，504-条形槽，505-支撑板，6-顶升机构，601-托板，602-导杆，603-支撑柱，7-自定心机构，701-承载座，702-定心气缸，703-超声波位置感应器，8-支撑脚，9-小口径焊接气缸，10-上固定板，11-脚板抓取机构，12-plc系统控制箱，121-空间位置模块，122-计算模块，123-存储模块，124-判断模块，125-处理模块，13-下固定板，14-立柱，15-气缸座，16-脚板推动气缸，17-支撑座，18-大口径焊接气缸，19-压缩机壳体，20-感应块，21-横板，22-导向轴套，23-围栏，24-滤光玻璃。
具体实施方式
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。
下面结合附图对本发明的技术方案进一步说明。
一种脚板自动焊接设备，如图1-4所示，包括焊机机架1、上电极2、下电极3和储能放电变压器4，焊机机架1采用c型焊接结构，经消除应力处理，可承受足够的部件负荷，降低变形量和脚板焊接时产生的震动，保证足够的刚性和设备精度保持性；焊机机架1的顶底端四角安装有支撑脚8，焊机机架1的内部安装有储能放电变压器4，焊机机架1的顶端前侧壁安装有一对小口径焊接气缸9，一对小口径焊接气缸9的气缸轴均穿过上固定板10与上电极2相安装，上电极2的两端均安装有脚板抓取机构11，上固定板10的上端面还设有plc系统控制箱12，上固定板10的正下方设有下固定板13，上固定板10与下固定板13的四个角落均通过紧固件固定安装有四根立柱14，且前后两根立柱14之间同样通过紧固件固定安装有气缸座15，气缸座15上均安装有脚板推动气缸16，气缸座15的上方还安装有脚板出料结构5；下固定板13的下表面与焊机机架1底端之间固定有支撑座17，支撑座17的内部安装有大口径焊接气缸18，大口径焊接气缸18的上端安装有顶升机构6，顶升机构6的顶端安装有下电极3，下电极3上端安装有自定心机构7。
如图2所示，顶升机构6包括托板601、导杆602和支撑柱603，支撑柱603固定安装于托板601的上表面中部，托板601的下表面中部与大口径焊接气缸18的气缸轴相安装，导杆602分别固定于托板601下表面的两侧；支撑座17的内部还固定有横板21，横板21安装有两个与导杆602相配合的导向轴套22，导向轴套22的中轴线与对应导杆602的中轴线共线，导杆602只能沿着导向轴套22上下滑动，从而使下电极3能垂直向上或者向下移动；下固定板13与焊机机架1之间还配置有围栏23，围栏23上嵌设有滤光玻璃24，围栏23上能避免人员操作或者设备自动上下料过程中的误动作，滤光玻璃24而能防止焊接产生的强光对人眼的刺激。
本发明的工作原理为：焊接时，先将脚板倒入至脚板出料结构5中，经过脚板推动气缸16自动将待焊接的脚板推到焊接工位；而后脚板抓取机构11将脚板抓取并送到焊接位置，然后小口径焊接气缸9带动上电极2往下运动，当上电极2接触到压缩机壳体19后，感应信号触发开始焊接，上电极2和下电极3同时放电，以锻压的方式进行焊接。
实施例1
一种脚板自动焊接设备，如图1-5所示，包括焊机机架1、上电极2、下电极3和储能放电变压器4，焊机机架1采用c型焊接结构，经消除应力处理，可承受足够的部件负荷，降低变形量和脚板焊接时产生的震动，保证足够的刚性和设备精度保持性；焊机机架1的顶底端四角安装有支撑脚8，焊机机架1的内部安装有储能放电变压器4，焊机机架1的顶端前侧壁安装有一对小口径焊接气缸9，一对小口径焊接气缸9的气缸轴均穿过上固定板10与上电极2相安装，上电极2的两端均安装有脚板抓取机构11，上固定板10的上端面还设有plc系统控制箱12，上固定板10的正下方设有下固定板13，上固定板10与下固定板13的四个角落均通过紧固件固定安装有四根立柱14，且前后两根立柱14之间同样通过紧固件固定安装有气缸座15，气缸座15上均安装有脚板推动气缸16，气缸座15的上方还安装有脚板出料结构5；下固定板13的下表面与焊机机架1底端之间固定有支撑座17，支撑座17的内部安装有大口径焊接气缸18，大口径焊接气缸18的上端安装有顶升机构6，顶升机构6的顶端安装有下电极3，下电极3上端安装有自定心机构7。
如图2所示，顶升机构6包括托板601、导杆602和支撑柱603，支撑柱603固定安装于托板601的上表面中部，托板601的下表面中部与大口径焊接气缸18的气缸轴相安装，导杆602分别固定于托板601下表面的两侧；支撑座17的内部还固定有横板21，横板21安装有两个与导杆602相配合的导向轴套22，导向轴套22的中轴线与对应导杆602的中轴线共线；下固定板13与焊机机架1之间还配置有围栏23，围栏23上嵌设有滤光玻璃24。
其中，如图7所示，脚板出料结构5包括出料导轨501、导轨架502和电动间隙出料组件503，出料导轨501通过导轨架502固定安装于气缸座15的上方，出料导轨501的前侧壁开设有条形槽504，出料导轨501的前侧壁还固定有支撑板505；如图8所示，电动间隙出料组件503包括转动轴5031、转动电机5032、凸轮5033、复位弹簧5034和棘爪5035，转动轴5031通过轴承座转动安装于支撑板505上方，转动轴5031的外壁固定有棘轮5036，棘轮5036的四周外壁均匀开设有四个与棘爪5035相配合的沟槽5037，转动轴5031的顶端固定有转盘5038，转盘5038的外壁均匀固定有四个挡料杆5039，转动电机5032的输出轴固定安装有凸轮5033，棘爪5035铰接于支撑板505上端，且棘爪5035的侧壁还一体化成型有一个突块，复位弹簧5034固定于棘爪5035与出料导轨501的外壁之间。
本实施例在使用时，转动电机5032转动带动凸轮5033转动，当凸轮5033上的尖端转动到棘爪5035侧壁一体化成型的突块时，能将棘爪5035向外顶出，此时棘爪5035的卡爪脱离棘轮5036四周外壁均匀开设的沟槽5037内部，从而在压缩机脚板自身的重力作用下，会向下压动挡料杆5039，一个压缩机脚板即可从出料导轨501底端滑出，挡料杆5039向下转动时，会带动棘爪5035旋转90°，在复位弹簧5034的拉力作用下，棘爪5035的卡爪会卡入至下一个沟槽5037内部，阻止棘轮5036继续转动，此时后一个压缩机脚板会卡入至转盘5038外壁两个挡料杆5039之间，两个挡料杆5039能阻止后一个压缩机脚板继续掉落，直至下一个周期凸轮5033上的尖端转重新转动到棘爪5035侧壁一体化成型的突块位置；综上，凸轮5033上每转一圈即可将一个压缩机脚板导出，从而本发明可以实现间歇式将压缩机脚板送入焊接工位，实现了自动化操作，提高了生产效率，也降低了人工成本。
实施例2
在实施例1的基础上，如图5和图6所示，自定心机构7包括承载座701和定心气缸702，定心气缸702的数量为四个且沿承载座701的中心为圆心圆周均匀分布，四个定心气缸702与承载座701之间通过紧固螺钉进行固定；承载座701的中心安装有超声波位置感应器703，承载座701的上方放置有压缩机壳体19，压缩机壳体19的顶部中心位置设有感应块20。
如图9和图10所示，plc系统控制箱12内部设有空间位置模块121、计算模块122、存储模块123、判断模块124和处理模块125，空间位置模块121将超声波位置感应器703所处的位置标记为坐标原点，空间位置模块121还将两组真相对的定心气缸702依次标记为x轴和y轴，且x轴和y轴共同组建成一个坐标系，超声波位置感应器703将检测的感应块20位置正投射于坐标系上并记作a(x1,y1),计算模块122对超声波位置感应器703与感应块20的水平距离执行计算公式为
判断模块124对计算模块122对超声波位置感应器703与感应块20的水平距离进行判断，处理模块125用于接收判断模块124发出的位置信号，并将输出信号传递至四个定心气缸702。
本实施例在使用时，具体原理如图11所示，空间位置模块121可以将压缩机壳体19的的中心位置信息发送存储模块123，计算模块122能计算出承载座701的中心到压缩机壳体19的顶部中心的水平距离，然后判断模块124对上述水平距离作出判断，当水平距离大于允许的3mm误差时，此时处理模块125会控制四个定心气缸702中进行相应的伸长，x轴上的定心气缸70将压缩机壳体19推动|x1|，y轴上的定心气缸70将压缩机壳体19推动|y1|，空间位置模块121会重新对压缩机壳体19的中心位置信息进行标记，记作b(x2,y2)，计算模块122会计算出承载座701的中心到压缩机壳体19的顶部中心的水平距离，判断模块124再次对上述水平距离作出判断，当水平距离大于允许的3mm误差时，其余的定心气缸702会伸长，直至将压缩机壳体19夹紧，从而在焊接时通过自定心机构7对压缩机壳体19进行自动定位并锁紧，能确保压缩机壳体19上焊接位置一致性，同时可以兼容不同型号大小的压缩机壳体19。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
1.一种脚板自动焊接设备，包括焊机机架(1)、上电极(2)、下电极(3)和储能放电变压器(4)，其特征在于：所述焊机机架(1)采用c型焊接结构，且所述焊机机架(1)的顶底端四角安装有支撑脚(8)，所述焊机机架(1)的内部安装有所述储能放电变压器(4)，所述焊机机架(1)的顶端前侧壁安装有一对小口径焊接气缸(9)，一对所述小口径焊接气缸(9)的气缸轴均穿过上固定板(10)与所述上电极(2)相安装，所述上电极(2)的两端均安装有脚板抓取机构(11)，所述上固定板(10)的上端面还设有plc系统控制箱(12)，所述上固定板(10)的正下方设有下固定板(13)，所述上固定板(10)与所述下固定板(13)的四个角落均通过紧固件固定安装有四根立柱(14)，且前后两根所述立柱(14)之间同样通过紧固件固定安装有气缸座(15)，所述气缸座(15)上均安装有脚板推动气缸(16)，所述气缸座(15)的上方还安装有脚板出料结构(5)；所述下固定板(13)的下表面与所述焊机机架(1)底端之间固定有支撑座(17)，所述支撑座(17)的内部安装有大口径焊接气缸(18)，所述大口径焊接气缸(18)的上端安装有顶升机构(6)，所述顶升机构(6)的顶端安装有所述下电极(3)，所述下电极(3)上端安装有自定心机构(7)。
2.根据权利要求1所述的一种脚板自动焊接设备，其特征在于：所述脚板出料结构(5)包括出料导轨(501)、导轨架(502)和电动间隙出料组件(503)，所述出料导轨(501)通过所述导轨架(502)固定安装于所述气缸座(15)的上方，所述出料导轨(501)的前侧壁开设有条形槽(504)，所述出料导轨(501)的前侧壁还固定有支撑板(505)。
3.根据权利要求2所述的一种脚板自动焊接设备，其特征在于：所述电动间隙出料组件(503)包括转动轴(5031)、转动电机(5032)、凸轮(5033)、复位弹簧(5034)和棘爪(5035)，所述转动轴(5031)通过轴承座转动安装于所述支撑板(505)上方，所述转动轴(5031)的外壁固定有棘轮(5036)，所述棘轮(5036)的四周外壁均匀开设有四个与所述棘爪(5035)相配合的沟槽(5037)，所述转动轴(5031)的顶端固定有转盘(5038)，所述转盘(5038)的外壁均匀固定有四个挡料杆(5039)，所述转动电机(5032)的输出轴固定安装有所述凸轮(5033)，所述棘爪(5035)铰接于所述支撑板(505)上端，且所述棘爪(5035)的侧壁还一体化成型有一个突块，所述复位弹簧(5034)固定于所述棘爪(5035)与所述出料导轨(501)的外壁之间。
4.根据权利要求1所述的一种脚板自动焊接设备，其特征在于：所述自定心机构(7)包括承载座(701)和定心气缸(702)，所述定心气缸(702)的数量为四个且沿所述承载座(701)的中心为圆心圆周均匀分布，四个所述定心气缸(702)与所述承载座(701)之间通过紧固螺钉进行固定。
5.根据权利要求4所述的一种脚板自动焊接设备，其特征在于：所述承载座(701)的中心安装有超声波位置感应器(703)，所述承载座(701)的上方放置有压缩机壳体(19)，所述压缩机壳体(19)的顶部中心位置设有感应块(20)。
6.根据权利要求5所述的一种脚板自动焊接设备，其特征在于：所述plc系统控制箱(12)内部设有空间位置模块(121)、计算模块(122)、存储模块(123)、判断模块(124)和处理模块(125)，所述空间位置模块(121)将超声波位置感应器(703)所处的位置标记为坐标原点，所述空间位置模块(121)还将两组真相对的定心气缸(702)依次标记为x轴和y轴，且x轴和y轴共同组建成一个坐标系，所述超声波位置感应器(703)将检测的感应块(20)位置正投射于所述坐标系上并记作a(x1,y1),所述计算模块(122)对所述超声波位置感应器(703)与所述感应块(20)的水平距离执行计算公式为
所述判断模块(124)对所述计算模块(122)对所述超声波位置感应器(703)与所述感应块(20)的水平距离进行判断，所述处理模块(125)用于接收所述判断模块(124)发出的位置信号，并将输出信号传递至四个所述定心气缸(702)。
7.根据权利要求1所述的一种脚板自动焊接设备，其特征在于：所述顶升机构(6)包括托板(601)、导杆(602)和支撑柱(603)，所述支撑柱(603)固定安装于所述托板(601)的上表面中部，所述托板(601)的下表面中部与所述大口径焊接气缸(18)的气缸轴相安装，所述导杆(602)分别固定于所述托板(601)下表面的两侧。
8.根据权利要求7所述的一种脚板自动焊接设备，其特征在于：所述支撑座(17)的内部还固定有横板(21)，所述横板(21)安装有两个与所述导杆(602)相配合的导向轴套(22)，所述导向轴套(22)的中轴线与对应所述导杆(602)的中轴线共线。
9.根据权利要求1所述的一种脚板自动焊接设备，其特征在于：所述下固定板(13)与所述焊机机架(1)之间还配置有围栏(23)，所述围栏(23)上嵌设有滤光玻璃(24)。
技术总结