[0001] 本发明涉及片材加工技术领域，尤其涉及一种卷圆焊接机。

[0002] 针对平板片材加工成中空筒状工件的工况，为保证成型质量和成品一致性，人工卷圆和焊接的方式已无法满足加工需求。一方面，卷圆效果差，焊接质量无法保证；另一方面，片材在上料、卷圆工序到焊接工序移载、下料过程中，人工劳动量大，加工效率低。因此，希望设计一套全自动化设备，满足加工要求。

[0074] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

[0075] 在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0076] 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下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

[0077] 在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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发明的限制。

[0078] 此外，术语“第一”、“第二”等仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

[0079] 请参阅图1至图9所示，本实施例提供一种卷圆焊接机，包括底座1、进料机构2、辊压机构3、整圆机构4、移料机构5、板端定位机构6、焊缝定位机构7、合抱机构8、压边机构9和焊接机构10，其中：

[0080] 底座1上设置有行架11和位于行架11的两侧的支撑架12，行架11上设置有卷圆工位和焊接工位；

[0081] 进料机构2位于卷圆工位的一侧，进料机构2用于向卷圆工位输送待加工的片材；

[0082] 辊压机构3位于卷圆工位处，辊压机构3用于将进料机构2送入的片材压弯；

[0083] 整圆机构4位于卷圆工位处，整圆机构4用于引导压弯的片材重复进入辊压机构3中实现卷圆；

[0084] 移料机构5设置于行架11上，移料机构5用于将卷圆的片材开口缝朝上地从卷圆工位移向焊接工位；

[0085] 板端定位机构6位于焊接工位处，板端定位机构6用于对片材轴向定位；

[0086] 焊缝定位机构7包括基准片71，基准片71用于在焊接前确定片材的目标焊缝位置；

[0087] 合抱机构8位于焊接工位处，合抱机构8用于驱动片材的开口缝的两个缝边相互靠近并抵靠基准片71的不同侧；

[0088] 压边机构9位于焊接工位处，压边机构9用于压紧抵靠基准片71的两个缝边并留出焊接位置，使得片材的开口缝保持闭合状态；

[0089] 焊接机构10用于对两个缝边进行焊接。

[0090] 由此，实现了片材自动进料、卷圆、移载、定位、确定焊缝、对缝、焊接等动作，整个过程无需人工干预，保证了卷圆和焊接质量，提高了设备的自动化程度，加工效率和成型一致性显著提升。

[0091] 可选地，详见图4，整圆机构4包括导向架41、第一气缸42和第一电机43，其中：

[0092] 导向架41安装在底座1上且围绕压弯的片材布置，导向架41上设置有若干个与片材滚动接触的引导轮44；

[0093] 第一气缸42安装在底座1上，第一气缸42的输出杆上设置有摩擦轮45，第一气缸42用于驱动摩擦轮45接触或远离片材；

[0094] 第一电机43用于驱动摩擦轮45转动，并带动与摩擦轮45接触的片材沿着引导轮44移动。

[0095] 由此，通过摩擦轮45驱动片材沿着引导轮44移动，引导片材重复进入辊压机构3再次辊压，提高了卷圆质量和成型一致性，以便后续焊接成筒状时尺寸精度高。

[0096] 可选地，详见图5和图8，移料机构5包括移动架51、第二电机52和第二气缸53，其中：

[0097] 行架11上沿着卷圆的片材的轴向设置有直线导轨，移动架51滑动设置于直线导轨上；

[0098] 第二电机52安装在行架11上且位于直线导轨的一端，第二电机52的输出轴上设置有第一带轮，行架11上且位于直线导轨的另一端设置有第二带轮，第一带轮与第二带轮之间设置有皮带54，皮带54上的一处与移动架51连接；

[0099] 若干个第二气缸53安装在移动架51上，各个第二气缸53位于片材的内侧且于竖直平面内环形分布，每个第二气缸53的输出杆上设置有推板55，第二气缸53用于驱动推板55交替切换至第一位置和第二位置；

[0100] 推板55处于第一位置时，推板55向外张开，以对片材的端面限位；

[0101] 推板55处于第二位置时，推板55向内收拢，以避让片材。

[0102] 由此，通过推板55往复移动及张开、收拢动作，将卷圆工位处卷圆完成的片材逐个移出卷圆工位，以对接焊接工序，实现卷圆下料；此处的第二气缸53为旋转气缸。

[0103] 进一步地，移料机构5还包括第七气缸56，第七气缸56安装在行架11和导向架41上，第七气缸56的输出杆上设置有第二滚轮57，第七气缸56用于驱动第二滚轮57靠近或远离片材的外表面；

[0104] 第二滚轮57靠近片材时，片材被顶离引导轮44。

[0105] 由此，通过第二滚轮57顶靠片材离开引导轮44，再配合推板55动作，可轻松实现片材轴向移动，避免引导轮44造成干扰。

[0106] 进一步地，整圆机构4还包括第八气缸46，第八气缸46安装在移动架51上，第八气缸46的输出杆上设置有内撑板47，第八气缸46用于驱动内撑板47靠近或远离片材的内表面；

[0107] 内撑板47靠近片材时，片材被顶向引导轮44。

[0108] 由此，通过内撑板47将片材顶靠引导轮44，压弯后的片材不易变形，并能再次准确地进入辊压机构3中。

[0109] 进一步地，行架11上且位于辊压机构3的进料侧和出料侧分别设置有第三滚轮13，第三滚轮13用于引导从辊压机构3出来的片材靠向引导轮44，以及引导沿着引导轮44移动的片材进入辊压机构3。

[0110] 可选地，详见图5，辊压机构3包括辊压架31、第三电机32和第四电机33，其中：

[0111] 行架11上竖立有导向杆14，辊压架31滑动设置于导向杆14上且位于行架11的上方，辊压架31上设置有两个上辊34；

[0112] 行架11上设置有下辊35，下辊35位于两个上辊34的中间位置下方，待压弯或需重复压弯的片材从两个上辊34与下辊35之间穿行；

[0113] 第三电机32设置于辊压架31上，第三电机32用于驱动两个上辊34转动；

[0114] 第四电机33通过丝杆螺母副连接辊压架31，第四电机33用于驱动辊压架31靠近或远离行架11，以调节两个上辊34与下辊35的距离。

[0115] 由此，通过两个上辊34与下辊35实现对片材的压弯，并通过调节两个上辊34与下辊35的距离，调节片材的弯曲弧度，使得片材逐渐形成目标卷圆形状。

[0116] 进一步地，辊压架31上且位于辊压机构3的进料侧设置有第九气缸36，第九气缸36的输出杆上设置有挡料板37，第九气缸36用于驱动挡料板37阻止卷圆完成的片材再次进入辊压机构3。

[0117] 由此，通过挡料板37阻挡卷圆完成的片材继续进入辊压机构3，尤其是在移料机构5动作前，挡料板37还作为定位件对片材的一端定位，以使片材的两端均位于辊压机构3之外，使得辊压机构3不会对片材轴向移动造成干涉；此外，挡料板37还用于在卷圆完成的片材离开时卷圆工位时，阻挡下一个片材过早进入辊压机构3，避免相互干扰。

[0118] 可选地，详见图6，焊缝定位机构7还包括翻转臂72和第三气缸73，其中：

[0119] 翻转臂72的一端安装在一侧的支撑架12上，翻转臂72的另一端设置有竖立板74，基准片71安装在竖立板74上；

[0120] 第三气缸73安装在支撑架12上，第三气缸73的输出杆连接竖立板74，第三气缸73用于驱动基准片71竖立于行架11上或贴靠一侧的支撑架12上。

[0121] 由此，通过翻转臂72带动基准片71实现位置切换，基准片71竖立于行架11上时，方便片材的两个缝边定位；基准片71贴靠支撑架12时，基准片71给焊接机构10让位，不影响焊接动作。

[0122] 进一步地，行架11上对应基准片71的竖立位置开设有定位槽18，以便基准片71准确放置到位，进而保证两个缝边的对位精度；此处的基准片71的厚度与欲成型焊缝的尺寸一致。

[0123] 可选地，详见图7，合抱机构8包括第四气缸81和第五气缸82，其中：

[0124] 第四气缸81安装在两侧的支撑架12上且位于片材的两正侧方，第四气缸81的输出杆上设置有侧压板83，两侧的第四气缸81用于驱动两个侧压板83同步顶靠或远离片材的外侧表面；

[0125] 第五气缸82安装在两侧的支撑架12上且位于片材的两侧上方，第五气缸82的输出杆上设置有合抱板84，两侧的第五气缸82用于驱动两个合抱板84同步推压或远离片材的外侧表面，合抱板84上设置有与片材滚动接触的第一滚轮85。

[0126] 由此，通过侧压板83和合抱板84配合动作，使得片材的靠近缝边的端部逐渐内弯直至开口缝闭合，模拟人工预成型片材的动作。

[0127] 另外，实际情况下，开口缝的位置不一定对中，但由于挡料板37的存在偏差不大；由超过对中位置的一个缝边抵靠基准片71移动，可使得片材在圆周方向上自适应移动，进而使得另一个缝边最终准确抵靠基准片71。

[0128] 进一步地，底座1上且位于片材的两侧下方设置有第十气缸15，第十气缸15上设置有托板16，托板16上设置有与片材滚动接触的第四滚轮17。

[0129] 由此，通过托板16补偿合抱时片材的竖向位移，且使得到片材可靠支撑。

[0130] 可选地，详见图6，压边机构9包括摆动臂91和第六气缸92，其中：

[0131] 若干个摆动臂91安装在两侧的支撑架12上且沿着缝边排布，摆动臂91的一端与支撑架12转动连接，摆动臂91的另一端设置有压块93；

[0132] 第六气缸92安装在支撑架12上，第六气缸92的输出杆与摆动臂91的中部连接，第六气缸92用于驱动压块93将缝边压在行架11上或释放缝边。

[0133] 由此，通过摆动臂91带动压块93对缝边进行压紧，避免片材移位，保证后续焊接质量。

[0134] 可选地，详见图8，板端定位机构6包括第一定位杆61和第二定位杆62，其中：

[0135] 第一定位杆61安装在行架11上且位于焊接工位的进料端，第二定位杆62安装在行架11上且位于焊接工位的出料端；

[0136] 第一定位杆61能伸缩动作，第一定位杆61用于在片材进入焊接工位时收缩以避让片材，并在片材触碰到第二定位杆62时伸出以对片材的一端限位；

[0137] 第二定位杆62能靠近或远离第一定位杆61，第二定位杆62用于对进入焊接工位的片材的另一端限位，并推动片材朝向第一定位杆61移动。

[0138] 由此，通过第一定位杆61和第二定位杆62配合，保证片材在焊接工位的位置准确，以便后续对缝边准确压紧；具体地，第二定位杆62可通过电机丝杆传动副实现移动。

[0139] 进一步地，板端定位机构6还包括第一定位板63和第二定位板64，其中：

[0140] 第一定位板63安装在底座1上且位于焊接工位的进料端，第二定位板64安装在底座1上且位于焊接工位的出料端；

[0141] 第一定位板63能旋转动作，第一定位板63用于在片材进入焊接工位时向内收拢以避让片材，并在片材触碰到第二定位板64时向外张开以对片材的一端限位；

[0142] 第二定位板64能靠近或远离第一定位板63，第二定位板64用于对进入焊接工位的片材的另一端限位，并推动片材朝向第一定位板63移动；

[0143] 第一定位杆61和第二定位杆62作用于片材的端部上沿，第一定位板63和第二定位板64作用于片材的端部下沿。

[0144] 由此，通过第一定位板63和第二定位板64配合，进一步保证片材的位置精度，避免出现片材倾斜的情况，保证定位精度；具体地，第一定位板63可采用旋转气缸驱动，第二定位板64可通过电机丝杆传动副实现移动。

[0145] 可选地，详见图9，进料机构2包括进料架21和第五电机22，其中：

[0146] 进料架21竖立于底座1上且位于行架11的一侧，进料架21上设置有两个上下间隔排布的输送辊23，片材从两个输送辊23之间穿行；

[0147] 第五电机22安装在进料架21上，第五电机22的输出轴与任一个输送辊23连接。

[0148] 由此，通过两个输送辊23实现片材的进给，实现片材有序上料。

[0149] 进一步地，进料架21上靠近辊压机构3的一侧设置有托料架24，托料架24上设置有若干个第五滚轮25。

[0150] 由此，通过托料架24对进料机构2和辊压机构3之间的片材形成支撑，避免片材下垂，保证片材准确进入辊压机构3中。

[0151] 另外，焊接机构10包括能沿着缝边移动的焊枪，焊枪对压边机构9上留出的焊接位置进行焊接，焊枪为现有技术，此处不作进一步说明。

[0152] 整个加工过程：

[0153] 1)平板状的片材经过进料机构2输送至辊压机构3；

[0154] 2)辊压机构3将平板状的片材压弯；

[0155] 3)压弯的片材由整圆机构4重复引导至辊压机构3，直至达到目标圆度；

[0156] 4)卷圆的片材由挡料板37限位停止进入辊压机构3，移料机构5将卷圆的片材从卷圆工位移至焊接工位；

[0157] 5)板端定位机构6对卷圆的片材轴向定位；

[0158] 6)焊缝定位机构7的基准片71竖立在目标焊缝位置；

[0159] 7)合抱机构8将片材的开口缝的两个缝边相互靠近并抵靠基准片71的不同侧，形成预成型；

[0160] 8)压边机构9压紧抵靠基准片71的两个缝边并留出焊接位置，使得片材的开口缝保持闭合状态；

[0161] 9)移走基准片71，焊接机构10对两个缝边进行焊接，形成筒状工件；

[0162] 10)焊接完成的筒状工件由额外机械手或由移料机构5移离焊接工位，形成一个加工周期。

[0163] 显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。