建筑螺旋输送机用螺旋叶片智能化组对焊接成型设备

技术领域

本发明属于建筑材料输送机制造设备技术领域，涉及一种螺旋叶片成型设备，具体涉及一种建筑螺旋输送机用螺旋叶片智能化组对焊接成型设备。

背景技术

在建筑材料的输送领域中经常使用螺旋叶片型输送机，螺旋叶片型输送机包括绞龙，绞龙是在绞龙杆上焊上螺旋叶片而得到的。传统的绞龙使用钢板做成的实体螺旋叶片，适用于大小所有颗粒的物料。还有一种绞龙是使用圆钢做成的，包括二至四个旋向相同的螺旋和多个径向直杆，螺旋是用圆钢弯成的，各个螺旋的螺距相等，直径大小不等，各个螺旋都套在绞龙杆的外围，各个螺旋的轴心线和绞龙杆的轴心线重合。径向直杆沿着绞龙杆的半径方向布置，径向直杆的一端焊接在绞龙杆的外圆柱面上，每四分之一个螺距焊接一个径向直杆，各个螺旋在距离绞龙杆的轴心线不同的距离处分别和径向直杆交叉并焊接在一起，径向直杆、螺旋和绞龙杆联接成为一个整体。圆钢型的螺旋叶片做成的绞龙一般用来输送颗粒比较大的散状物料。

圆钢型的绞龙，包括左旋圆钢型的绞龙和右旋圆钢型的绞龙，一般都是人工组对和焊接的，绞龙杆通过转动副和绞龙杆支架联接，绞龙杆的轴心线水平布置，人工把径向直杆焊接到绞龙杆上，径向直杆按照螺旋形布置，每四分之一个螺距焊接一个径向直杆，然后把螺旋的原材料圆钢一端焊在第一个径向直杆上，使用弯折工具把原材料直杆的一段折弯成螺旋形，使折弯成的螺旋形和第二个径向直杆交叉，在交叉点处焊接。然后再重复以上步骤，使原材料直杆的一段折弯成螺旋形，使折弯成的螺旋形和第三个径向直杆交叉，在交叉点处焊接。不断重复以上步骤，使原材料直杆一边弯折一边和径向直杆点焊，直到焊接形成符合尺寸要求的绞龙。人工组对和焊接，工人的劳动强度非常大，工作效率较低，折弯不规则，焊成的螺旋叶片外观不美观。

发明内容

本发明的目的在于改进现有技术的不足之处，提供一种能自动把螺旋的原材料圆钢滚压成圆弧形，自动焊接径向直杆和绞龙杆或螺旋之间的相邻边的建筑螺旋输送机用螺旋叶片智能化组对焊接成型设备。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种建筑螺旋输送机用螺旋叶片智能化组对焊接成型设备，包括平移组件、旋转伺服电机、平移伺服电机、丝杠、直线导轨、机架和智能焊接机器人；

机架上设置有绞龙杆支架，绞龙杆和绞龙杆支架通过转动副相联，该转动副是为了加工工艺的需要而临时设置的联接，加工完成后再从绞龙杆支架上拆下；旋转伺服电机的外壳法兰和机架固定联接，旋转伺服电机的输出轴和绞龙杆固定联接，旋转伺服电机驱动绞龙杆绕自身的轴心线转动；

平移组件包括平移台组件，平移台组件包括平移台、滑块和滚珠螺母；滑块和滚珠螺母分别与平移台固定联接；直线导轨和平移伺服电机的外壳法兰分别与机架固定联接，滑块和直线导轨组成直线导轨副，丝杠的一端和平移伺服电机的输出轴固定联接，丝杠和滚珠螺母配合组成滚珠丝杠副，直线导轨的方向和绞龙杆轴心线的方向平行；平移伺服电机旋转，通过滚珠丝杠副驱动平移组件沿着与绞龙杆轴心线平行的方向平移；智能焊接机器人的底座和平移台固定联接；

平移组件还包括一个直杆输送组件、二至四个折弯辊组和一个弧形板；直杆输送组件包括翻转夹爪组件、翻转筒、推进杆、推进长气缸、推进短气缸、推板组件、料斗和对中组件；

推进长气缸和推进短气缸都是带导杆型气缸；推进短气缸包括推进短气缸体和推进短气缸活塞杆与导杆的组合；推进短气缸体和平移台固定联接；推进长气缸包括推进长气缸体和推进长气缸活塞杆与导杆的组合；推进长气缸体和推进短气缸活塞杆与导杆的组合固定联接，推进短气缸驱动推进长气缸在前后方向上往复平移；推进杆布置成前后水平方向，推进杆的后端和推进长气缸活塞杆与导杆的组合固定联接；在推进长气缸的前方设置有翻转筒，翻转筒是圆柱管形，翻转筒和平移台固定联接，翻转筒的轴心线成前后水平方向，翻转筒的轴心线和推进杆的轴心线在同一条直线上；翻转筒的内壁上设有两条推进导向槽，两条推进导向槽关于翻转筒的轴心线中心对称，推进导向槽在翻转筒的内壁上可以是通透的，也可以不通透；推进导向槽至少包括两段：平行段导向槽和翻转段导向槽；平行段导向槽在后，离推进长气缸近，翻转段导向槽在前，离推进长气缸远；平行段导向槽平行于翻转筒的轴心线，翻转段导向槽是四分之一圈的螺旋形；平行段导向槽的前端和翻转段导向槽的后端光滑联接；翻转段导向槽的前端还可以设置一段平行于翻转筒的轴心线的导向槽，也可以没有；

翻转夹爪组件包括翻转杆、翻转拨销、翻转平行开闭型气爪和两个直杆抓手；翻转杆的轴心线是前后水平方向布置的，翻转杆的轴心线和翻转筒的轴心线在同一条直线上，翻转杆的后端和推进杆的前端通过转动副相联，在翻转杆的后端设置有两个翻转拨销，翻转拨销的轴心线或者其延长线和翻转杆的轴心线垂直且交叉，翻转拨销和推进导向槽滑动配合；翻转平行开闭型气爪包括翻转气爪体和翻转气爪手指，两个直杆抓手分别固定联接在两个翻转气爪手指上，两个直杆抓手上分别设有直杆抓手夹紧槽，两个直杆抓手夹紧槽相对，翻转平行开闭型气爪通过翻转气爪手指驱动两个直杆抓手平行同步闭合，两个直杆抓手夹紧槽夹持住径向直杆；翻转气爪体和翻转杆的前端固定联接，被夹持的径向直杆朝前，翻转气爪体朝后；

料斗组件包括V形斗、落料上通道、水平通道、落料下通道和阻挡板；V形斗、落料上通道、水平通道和落料下通道的组合体与平移台固定联接；落料上通道和落料下通道是竖直方向布置的，水平通道是前后水平方向布置的；径向直杆在料斗组件内的各个部位都是左右水平方向放置的；落料上通道的上端口和V形斗的下端口联通，径向直杆左右水平方向放在V形斗内，径向直杆在重力作用下自动向落料上通道的上端口滚落；水平通道的后端和落料上通道的下端联通，通常情况下落料上通道内总是排满了径向直杆；落料下通道的上端和水平通道的前端联通；落料下通道的下端有下通道水平托板，落料下通道的下端朝前和朝左右两侧是敞开的；阻挡板上设置有朝后的阻挡面，阻挡板上还设置有阻挡板转轴和阻挡板重锤，阻挡板转轴和落料下通道前侧的孔配合组成铰链，阻挡面阻挡住落料下通道的下端朝前的开口，在重锤重力力矩作用下阻挡板有绕翻转阻挡板转轴旋转的趋势，使阻挡面保持阻挡住落料下通道的下端朝前的开口；水平通道和落料下通道的中间是前后通透的，即水平通道和落料下通道只限位径向直杆的两端，不限位径向直杆的中间，可以为其它部件让开通道，以便于对径向直杆的中间部位进行控制和操作；

推板组件包括推板气缸和推板；推板气缸是带导杆型气缸；推板气缸包括推板气缸体和推板气缸活塞杆；推板气缸体和平移台固定联接；推板的后端和推板气缸活塞杆固定联接，推板气缸驱动推板朝前平移把位于落料上通道和水平通道联通处的径向直杆沿着水平通道推到水平通道和落料下通道的联通处，同时推板的上侧面还要承受落料上通道内上部其它径向直杆的重压，然后落料下通道内的径向直杆沿着落料下通道下落到通道水平托板上；落料上通道、水平通道与落料下通道的组合再配合推板组件能方便地从一堆左右水平方向放置的径向直杆中分离出来一个，并能保持左右水平的方位；

对中组件包括对中平行开闭型气爪和两个对中板；对中平行开闭型气爪包括对中气爪体和两个对中气爪手指；对中气爪体和平移台固定联接；两个对中板分别固定联接在两个对中气爪手指上，对中板上设有垂直于左右方向的对中面，对中板的两个对中面左右相对；对中平行开闭型气爪驱动两个对中板同步同速相向平移，两个对中面同步同速相向平移并夹紧位于通道水平托板上的径向直杆，使径向直杆两端之间的对称面与翻转杆的轴心线重合；

折弯辊组包括对压辊组件、驱动辊组件、被动辊组件、同步带、折弯伺服电机、折弯辊支架和螺栓与螺母的组合；

驱动辊组件包括驱动辊、驱动辊轴和驱动辊同步轮；驱动辊和驱动辊同步轮分别固定联接在驱动辊轴的两端，驱动辊轴与折弯辊支架通过转动副联接；折弯伺服电机的外壳法兰和折弯辊支架固定联接，折弯伺服电机的输出轴和驱动辊轴固定联接；

被动辊组件包括被动辊、被动辊轴和被动辊同步轮；被动辊和被动辊同步轮分别固定联接在被动辊轴的两端，被动辊轴与折弯辊支架通过转动副联接；同步带同时和驱动辊同步轮与被动辊同步轮啮合；驱动辊的外圆柱面和被动辊的外圆柱面上都设有滚压槽，螺旋的原材料圆钢嵌在滚压槽内滚压则不容易从驱动辊或被动辊上脱离出来；

对压辊组件包括对压辊、对压辊支板和对压辊固定螺钉；对压辊和对压辊支板通过转动副联接；折弯辊支架上设有对压辊组件安装长孔，对压辊组件通过对压辊固定螺钉和对压辊组件安装长孔安装在折弯辊支架上；驱动辊的轴心线、被动辊的轴心线和对压辊的轴心线相互平行；顺着驱动辊的轴心线方向观察，对压辊的中心点位于驱动辊的中心点和被动辊的中心点连线的中垂线上，且三个中心点不在同一条直线上；对压辊组件安装长孔的长度方向垂直于驱动辊中心点和被动辊中心点连线的方向；折弯伺服电机带动驱动辊组件旋转，通过驱动辊同步轮、被动辊同步轮和同步带的组合带动被动辊组件旋转，驱动辊的滚压槽和被动辊的滚压槽的旋转方向和旋转线速度相同；

螺旋的原材料圆钢先后经过驱动辊、对压辊和被动辊的滚压变成圆弧形，驱动辊同步轮和被动辊同步轮位于螺旋的原材料圆钢的其中一侧，对压辊位于螺旋的原材料圆钢的另一侧；沿着对压辊组件安装长孔调整对压辊组件的安装位置，则对压辊与驱动辊中心和被动辊中心连线之间的距离变化，螺旋的原材料圆钢滚压成的圆弧形的曲率半径就随着变化；

折弯辊支架上还设有折弯辊组固定滑孔，折弯辊组固定滑孔的长度方向垂直于驱动辊中心和被动辊中心连线的方向，同时也垂直于绞龙杆的轴心线的方向；弧形板和平移台固定联接，弧形板轴心线的延长线和绞龙杆的轴心线相垂直并且交叉；弧形板上设有辊组横滑孔，辊组横滑孔是沿着弧形板的圆周方向布置的；螺栓与螺母的组合分别穿过辊组横滑孔和折弯辊组固定滑孔把折弯辊组和弧形板联接在一起；沿着折弯辊组固定滑孔的长度方向调整折弯辊支架的安装位置，使正在被滚压处的螺旋与绞龙杆轴心线的距离正好等于螺旋的半径，也就是能使螺旋的轴心线与绞龙杆的轴心线正好重合；不同直径的螺旋其螺旋升角的大小是不同的，沿着辊组横滑孔调整折弯辊支架的位置则能使滚压处的切线方向正好沿着螺旋升角的方向；

二至四个折弯辊组以同样的方式和二至四组辊组横滑孔分别联接在一起，各个折弯辊组具有相同的结构、不同的安装位置和不同的调整参数；各个螺旋的直径大小、曲率半径大小各不相同，都具有相同的螺距，所以螺旋的直径大的相应的折弯辊组正在被滚压处的螺旋与绞龙杆轴心线的距离也大，对压辊中心与驱动辊中心和被动辊中心连线之间的距离也比较大，螺旋的螺旋升角小的，正在被滚压处的螺旋的切向与绞龙杆的轴心线之间的夹角比较小；

同一个折弯辊组中的驱动辊中心和被动辊中心的连线的中点在弧形板的轴心线上；这样，径向直杆沿着绞龙杆的半径方向布置，径向直杆的一端焊接在绞龙杆的外圆柱面上，二至四个螺旋能靠在同一个径向直杆上；

推进长气缸驱动推进杆向前平移，推进杆推动翻转夹爪组件一边向前移动一边沿着翻转段导向槽翻转四分之一圈，即翻转90度，翻转夹爪组件绕着翻转夹爪组件与推进杆之间的转动副旋转，被夹持的径向直杆在行程的初始位置轴心线是左右水平方向的，在行程的末尾是竖直的，并且径向直杆的下端正好贴在绞龙杆的处圆柱表面上，由于对中组件的作用，径向直杆的下端与绞龙杆的处圆柱表面之间能保证正好贴紧或者有很小的缝隙，两者之间适合焊接；推进长气缸驱动推进杆向后平移时，翻转夹爪组件可逆地回转90度，回到初始位置；

由于刚刚滚压成圆弧形的螺旋的形状处于很不稳定的状态，所以折弯辊组和弧形板的组合一般离刚被直杆抓手放置的径向直杆的部位尽可能地近，相邻部件靠在一起马上由智能焊接机器人焊接，使各个零件的形状位置尽快固定下来；因为钢材滚压后会回弹，所以正在滚压中的圆弧形的半径也往往比刚刚滚压成圆弧形的半径小，校正值应该是多少需要在实践中摸索和积累经验；

螺旋与第一个径向直杆之间的联接一般是由人工测量确定位置和角度的，人工焊接，再以后的所有焊接点都是由系统自动完成的；

旋转伺服电机旋转，通过丝杠和滚珠螺母的组合驱动平移组件沿着与绞龙杆平行的方向平移；正在被滚压处的螺旋是圆弧形而不是螺旋弧形，由于螺旋有一端是被已焊接的径向直杆固定住了的，在平移组件平移拉扯的过程中圆弧形的螺旋都会变成螺旋弧形，并且都需要马上与相交叉的径向直杆焊接以固定住这种形状。所以各个折弯辊组通常尽可能地离焊接位置的径向直杆近，滚压过后马上焊接。

本发明的工作过程如下所述。

1)把绞龙杆通过转动副和绞龙杆支架联在一起，并使旋转伺服电机的输出轴和绞龙杆固定联接。

2)在V形斗内左右水平方向放入多个径向直杆，则径向直杆自动向下滚落，落料上通道内排满径向直杆。

3)推板气缸驱动推板朝前平移，把位于落料上通道和水平通道联通处的径向直杆沿着水平通道推到水平通道和落料下通道的联通处，然后径向直杆沿着落料下通道下落到通道水平托板上；阻挡板上的阻挡面挡柱径向直杆不能朝前滚动。

4)对中平行开闭型气爪驱动两个对中板同步同速相向平移，两个对中面同步同速相向平移并夹紧位于通道水平托板上的径向直杆的两端，使径向直杆两端之间的对称面与翻转杆的轴心线重合。

5)推进短气缸驱动推进杆和推进长气缸的组合向前平移，推进杆向前推送翻转夹爪组件，翻转拨销在平行段导向槽内沿着平行于翻转筒的轴心线的方向向前滑动，翻转夹爪组件朝前平移，两个直杆抓手夹紧槽平移到位于径向直杆的上下两侧。

6)平行开闭型气爪通过翻转气爪手指驱动两个直杆抓手平行同步闭合，两个直杆抓手夹紧槽夹持住径向直杆。

7)对中平行开闭型气爪驱动两个对中板同步同速相背平移，两个对中面同时离开径向直杆的两端。此时在直杆抓手夹紧槽夹持中的径向直杆已被精确定位。

8)推进长气缸驱动推进杆向前平移，推进杆向前推送翻转夹爪组件。

翻转拨销先在平行段导向槽内沿着平行于翻转筒的轴心线的方向继续向前滑动，径向直杆会推动阻挡板的阻挡面，阻挡板克服阻挡板重锤的重力矩作用绕阻挡板转轴翻转，阻挡面为径向直杆让开通路，径向直杆可以顺利地通过落料下通道朝前的开口。然后阻挡板在阻挡板重锤的重力矩作用下绕阻挡板转轴反向翻转恢复到初始位置。

最后翻转拨销在翻转段导向槽内滑动，推进杆一边沿翻转筒轴心线的方向向前移动一边绕翻转筒轴心线翻转，到推进长气缸行程的前末端后推进杆翻转了90度，直杆抓手夹紧槽夹持中的径向直杆也由轴心线水平放置转换成了竖直放置，此时径向直杆所处的位置正好是绞龙的第一个径向直杆应该在的位置，该径向直杆沿着绞龙杆的半径方向布置，该径向直杆的下端和绞龙杆的圆柱形外表面接触或者有很小的距离，两者之间正好是适合于焊接的角焊缝。

9)智能焊接机器人焊接第一个径向直杆和绞龙杆之间的相邻边。

10)使螺旋的原材料圆钢先后经过相应的驱动辊、对压辊和被动辊的滚压。人工测量确定螺旋的原材料圆钢与第一个径向直杆之间的尺寸位置和角度，人工把螺旋的圆弧形段弯折成螺旋形，人工把螺旋和第一个径向直杆相交叉的位置焊接在一起。

11)旋松螺栓与螺母的组合。沿着折弯辊组固定滑孔的方向调整折弯辊组的位置，使正在被滚压处的的螺旋与绞龙杆轴心线的距离正好等于螺旋的半径。沿着辊组横滑孔调整折弯辊支架的位置，使正在被滚压处的螺旋的切线方向正好沿着螺旋的螺旋升角的方向。然后再旋紧螺栓与螺母的组合。

12)旋松对压辊固定螺钉，沿着对压辊组件安装长孔调整对压辊组件的位置，使驱动辊、对压辊和被动辊能滚压出曲率半径符合要求的螺旋。然后再旋紧对压辊固定螺钉。

钢材的各项参数指标并不是完全统一，步骤11)和12)中的调整过程往往不是一次就能达到理想状态，需要根据加工的结果反复地调整，每制造完成一个绞龙都要总结一下经验，长期积累的经验应用到下一次的调整过程中。

13)重复步骤10)至12)，使其它几个螺旋的原材料圆钢都先后经过相应的驱动辊、对压辊和被动辊的滚压、使正在被滚压处的螺旋与绞龙杆轴心线的距离正好等于螺旋的半径、使正在被滚压处的螺旋的切线方向正好沿着螺旋升角的方向。

14)旋转伺服电机、平移伺服电机、所有的折弯伺服电机同时启动，旋转伺服电机驱动绞龙杆旋转四分之一周。这些电机的输出转速有一定的比例关系。旋转伺服电机驱动绞龙杆旋转四分之一周时：平移伺服电机驱动平移组件平移四分之一个螺距的距离；折弯伺服电机驱动驱动辊和被动辊，驱动辊、对压辊和被动辊滚压出四分之一圈螺旋的线长度。刚滚压出的螺旋是圆弧形，不是螺旋弧形，但是螺旋的后一段被焊接在刚焊完的径向直杆上，螺旋的前一段正在被滚压的部位被平移组件扯动着平移，两者之间的部位就会被拉扯成螺旋弧形。

15)重复步骤3)至8)，第二个径向直杆被放置到应该在的位置，该径向直杆沿着绞龙杆的半径方向布置，该径向直杆的下端和绞龙杆的圆柱形外表面接触或者有很小的距离，该径向直杆正好和所有的螺旋紧靠在一起，相邻边之间适合于焊接。

16)智能焊接机器人焊接径向直杆和绞龙杆之间、径向直杆和各个螺旋之间的相邻边。

不断重复步骤15)至16)，则本发明就达到了自动把螺旋滚压成圆弧形，自动焊接径向直杆和绞龙杆或各个螺旋之间的相邻边的目的。

17)使旋转伺服电机的输出轴和绞龙杆解除联接，绞龙杆从绞龙杆支架上拆下，取下已经焊好的绞龙。

本发明的有益效果：能自动把螺旋的原材料圆钢滚压成圆弧形，并扯动成螺旋弧形，自动组对，自动焊接径向直杆和绞龙杆或径向直杆与螺旋之间的相邻边，降低工人的劳动强度，提高工作效率，提高产品的外观质量。

附图说明

图1是本发明实施例的三维结构示意图，绞龙杆71旋转四分之一周、平移组件1平移四分之一个螺距的距离、折弯辊组一121滚压出四分之一圈螺旋一73的线长度、折弯辊组二122滚压出四分之一圈螺旋二74的线长度的状况；

图2是本发明实施例的三维结构示意图，直杆输送组件11把径向直杆72向前推送到目标位置，径向直杆72的下端与绞龙杆71的处圆柱表面之间正好贴紧，和螺旋一73与螺旋二74紧靠在一起的状况；

图3是平移组件1的三维结构示意图；

图4是直杆输送组件11的三维结构示意图，两个直杆抓手夹紧槽11141夹持住落料下通道1174下端的径向直杆72的状况；

图5是直杆输送组件11的局部剖视正视图，两个直杆抓手夹紧槽11141把径向直杆72向前推送到目标位置的状况；

图6是翻转夹爪组件111的三维结构示意图；

图7是翻转筒112的三维结构示意图；

图8是推进杆113的三维结构示意图；

图9是推板组件116的三维结构示意图；

图10是料斗117的三维结构示意图；

图11是阻挡板1175的三维结构示意图；

图12是对中组件118的三维结构示意图；

图13是折弯辊组一121的三维结构示意图；

图14是对压辊组件一1211的三维结构局部剖视示意图；

图15是驱动辊组件一1212和折弯伺服电机一1215组合在一起的三维结构示意图；

图16是被动辊组件一1213的三维结构示意图；

图17是折弯辊支架一1216的三维结构示意图；

图18是弧形板13的三维结构示意图；

图19是平移台组件14的三维结构示意图；

图20是绞龙7的正视图；

图中所示：

1.平移组件；11.直杆输送组件；111.翻转夹爪组件；1111.翻转杆；1112.翻转拨销；1113.翻转平行开闭型气爪；11131.翻转气爪体；11132.翻转气爪手指；1114.直杆抓手；11141.直杆抓手夹紧槽；112.翻转筒；1121.推进导向槽；11211.平行段导向槽；11212.翻转段导向槽；113.推进杆；114.推进长气缸；1141.推进长气缸体；1142.推进长气缸活塞杆与导杆的组合；115.推进短气缸；1151.推进短气缸体；1152.推进短气缸活塞杆与导杆的组合；116.推板组件；1161.推板气缸；11611.推板气缸体；11612.推板气缸活塞杆；1162.推板；117.料斗组件；1171.V形斗；1172.落料上通道；1173.水平通道；1174.落料下通道；11741.下通道水平托板；1175.阻挡板；11751.阻挡面；11752.阻挡板转轴；11753.阻挡板限位面；11754.阻挡板重锤；118.对中组件；1181.对中平行开闭型气爪；11811.对中气爪体；11812.对中气爪手指；1182.对中板；11821.对中面；121.折弯辊组一；1211.对压辊组件一；12111.对压辊一；12112.对压辊支板一；12113.对压辊固定螺钉一；1212.驱动辊组件一；12121.驱动辊一；12122.驱动辊轴一；12123.驱动辊同步轮一；1213.被动辊组件一；12131.被动辊一；12132.被动辊轴一；12133.被动辊同步轮一；1214.同步带一；1215.折弯伺服电机一；1216.折弯辊支架一；12161.驱动辊组件安装孔一；12162.被动辊组件安装孔一；12163.对压辊组件安装长孔一；12164.折弯电机安装板一；12165.折弯辊组固定板一；12166.折弯辊组固定滑孔一；1217.螺栓与螺母的组合一；122.折弯辊组二；13.弧形板；131.辊组横滑孔一；132.辊组横滑孔二；14.平移台组件；141.平移台；14112.翻转筒固定面；14115.短气缸支架；14116.推板气缸支架；14117.料斗支架；14118.对中支架；1413.弧形板支架；142.滑块；143.滚珠螺母；2.旋转伺服电机；3.平移伺服电机；4.丝杠；5.直线导轨；6.机架；61.绞龙杆支架；7.绞龙；71.绞龙杆；72.径向直杆；73.螺旋一；74.螺旋二。

具体实施方式

下面以右旋圆钢型螺旋叶片的绞龙7为例，结合附图和实施例对本发明进一步说明：

实施例：参见图1至图20。

一种建筑螺旋输送机用螺旋叶片智能化组对焊接成型设备，包括平移组件1、旋转伺服电机2、平移伺服电机3、丝杠4、直线导轨5、机架6和智能焊接机器人；

机架6上设置有绞龙杆支架61，绞龙杆71和绞龙杆支架61通过转动副相联，该转动副是为了加工工艺的需要而临时设置的联接，加工完成后再从绞龙杆支架61上拆开；旋转伺服电机2的外壳法兰和机架6固定联接，旋转伺服电机2的输出轴和绞龙杆71固定联接，旋转伺服电机2驱动绞龙杆71转动；

平移组件1包括平移台组件14，平移台组件14包括平移台141、滑块142和滚珠螺母143；滑块142和滚珠螺母143分别与平移台141固定联接；直线导轨5和平移伺服电机3的外壳法兰分别与机架6固定联接，滑块142和直线导轨5组成直线导轨副，丝杠4的一端和平移伺服电机3的输出轴固定联接，丝杠4和滚珠螺母143配合组成滚珠丝杠副，直线导轨5的方向和绞龙杆71轴心线的方向平行；平移伺服电机3旋转，通过滚珠丝杠副驱动平移组件1沿着与绞龙杆71轴心线平行的方向平移；智能焊接机器人的底座和平移台141固定联接；

平移组件1还包括直杆输送组件11、两个折弯辊组和弧形板13；直杆输送组件11包括翻转夹爪组件111、翻转筒112、推进杆113、推进长气缸114、推进短气缸115、推板组件116、料斗117和对中组件118；

推进长气缸114和推进短气缸115都是带导杆型气缸；推进短气缸115包括推进短气缸体1151和推进短气缸活塞杆与导杆的组合1152；推进短气缸体1151和平移台141固定联接；推进长气缸114包括推进长气缸体1141和推进长气缸活塞杆与导杆的组合1142；推进长气缸体1141和推进短气缸活塞杆与导杆的组合1152固定联接，推进短气缸115驱动推进长气缸114在前后方向上往复平移；推进杆113布置成前后水平方向，推进杆113的后端和推进长气缸活塞杆与导杆的组合1142固定联接；在推进长气缸114的前方设置有翻转筒112，翻转筒112是圆柱管形，翻转筒112和平移台141固定联接，翻转筒112的轴心线成前后水平方向，翻转筒112的轴心线和推进杆113的轴心线在同一条直线上；翻转筒112的内壁上设有两条推进导向槽1121，两条推进导向槽1121关于翻转筒112的轴心线中心对称，推进导向槽1121在翻转筒112的内壁上可以是通透的，也可以不通透；推进导向槽1121至少包括两段：平行段导向槽11211和翻转段导向槽11212；平行段导向槽11211在后，离推进长气缸114近，翻转段导向槽11212在前，离推进长气缸114远；平行段导向槽11211平行于翻转筒112的轴心线，翻转段导向槽11212是四分之一圈的螺旋形；平行段导向槽11211的前端和翻转段导向槽11212的后端光滑联接；翻转段导向槽11212的前端又设置了一段平行于翻转筒的轴心线的导向槽；

翻转夹爪组件111包括翻转杆1111、翻转拨销1112、翻转平行开闭型气爪1113和两个直杆抓手1114；翻转杆1111的轴心线是前后水平方向布置的，翻转杆1111的轴心线和翻转筒112的轴心线在同一条直线上，翻转杆1111的后端和推进杆113的前端通过转动副相联，在翻转杆1111的后端设置有两个翻转拨销1112，翻转拨销1112的轴心线和翻转杆1111的轴心线垂直且交叉，翻转拨销1112和推进导向槽1121滑动配合；翻转平行开闭型气爪1113包括翻转气爪体11131和翻转气爪手指11132，两个直杆抓手1114分别固定联接在两个翻转气爪手指11132上，两个直杆抓手1114上分别设有直杆抓手夹紧槽11141，两个直杆抓手夹紧槽11141相对，翻转平行开闭型气爪1113通过翻转气爪手指11132驱动两个直杆抓手1114平行同步闭合，两个直杆抓手夹紧槽11141夹持住径向直杆72；翻转气爪体11131和翻转杆1111的前端固定联接，被夹持的径向直杆72朝前，翻转气爪体11131朝后；

料斗组件117包括V形斗1171、落料上通道1172、水平通道1173、落料下通道1174和阻挡板1175；V形斗1171、落料上通道1172、水平通道1173和落料下通道1174的组合体与平移台141固定联接；落料上通道1172和落料下通道1174是竖直方向布置的，水平通道1173是前后水平方向布置的；落料上通道1172的上端口和V形斗1171的下端口联通，径向直杆72左右水平方向放在V形斗1171内，径向直杆72在重力作用下自动向落料上通道1172的上端口滚落；水平通道1173的后端和落料上通道1172的下端联通，通常情况下落料上通道1172内总是排满了径向直杆72；落料下通道1174的上端和水平通道1173的前端联通；落料下通道1174的下端有下通道水平托板11741，落料下通道1174的下端朝前和朝左右两侧是敞开的；阻挡板1175上设置有朝后的阻挡面11751，阻挡板1175上还设置有阻挡板转轴11752和阻挡板重锤11754，阻挡板转轴11752和落料下通道1174前侧的孔配合组成铰链，阻挡面11751阻挡住落料下通道1174的下端朝前的开口，在重锤11754重力力矩作用下阻挡板1175有绕翻转阻挡板转轴11752旋转的趋势，使阻挡面11751保持阻挡住落料下通道1174的下端朝前的开口；水平通道1173和落料下通道1174的中间是前后通透的，即水平通道1173和落料下通道1174只限位径向直杆72的两端，不限位径向直杆72的中间，可以为其它部件让开通道，以便于对径向直杆72的中间部位进行控制和操作；

推板组件116包括推板气缸1161和推板1162；推板气缸1161是带导杆型气缸；推板气缸1161包括推板气缸体11611和推板气缸活塞杆11612；推板气缸体11611和平移台141固定联接；推板1162的后端和推板气缸活塞杆11612固定联接，推板气缸1161驱动推板1162朝前平移，把位于落料上通道1172和水平通道1173联通处的径向直杆72沿着水平通道1173推到水平通道1173和落料下通道1174的联通处，同时推板1162的上侧面还要承受落料上通道1172内上部径向直杆72的重压，然后落料下通道1174内的径向直杆72沿着落料下通道1174下落到通道水平托板11741上；落料上通道1172、水平通道1173与落料下通道1174的组合再配合推板组件116能方便地从一堆左右水平方向放置的径向直杆72中分离出来一个，并能保持左右水平的方位；

对中组件118包括对中平行开闭型气爪1181和两个对中板1182；对中平行开闭型气爪1181包括对中气爪体11811和两个对中气爪手指11812；对中气爪体11811和平移台141固定联接；两个对中板1182分别固定联接在两个对中气爪手指11812上，对中板1182上设有垂直于左右方向的对中面11821，对中板1182的两个对中面11821左右相对；对中平行开闭型气爪1181驱动两个对中板1182同步同速相向平移，两个对中面11821同步同速相向平移并夹紧位于通道水平托板11741上的径向直杆72，使径向直杆72两端之间的对称面与翻转杆1111的轴心线重合；

两个折弯辊组包括折弯辊组一121和折弯辊组二122；

折弯辊组一121包括对压辊组件一1211、驱动辊组件一1212、被动辊组件一1213、同步带一1214、折弯伺服电机一1215、折弯辊支架一1216和螺栓与螺母的组合一1217；

驱动辊组件一1212包括驱动辊一12121、驱动辊轴一12122和驱动辊同步轮一12123；驱动辊一12121和驱动辊同步轮一12123分别固定联接在驱动辊轴一12122的两端，驱动辊轴一12122与折弯辊支架一1216通过转动副联接；折弯伺服电机一1215的外壳法兰和折弯辊支架一1216固定联接，折弯伺服电机一1215的输出轴和驱动辊轴一12122固定联接；

被动辊组件一1213包括被动辊一12131、被动辊轴一12132和被动辊同步轮一12133；被动辊一12131和被动辊同步轮一12133分别固定联接在被动辊轴一12132的两端，被动辊轴一12132与折弯辊支架一1216通过转动副联接；同步带一1214同时和驱动辊同步轮一12123与被动辊同步轮一12133啮合；驱动辊一12121的外圆柱面和被动辊一12131的外圆柱面上都设有滚压槽，螺旋一73的原材料圆钢嵌在滚压槽内滚压则不容易从驱动辊一12121或被动辊一12131上脱离出来；

对压辊组件一1211包括对压辊一12111、对压辊支板一12112和对压辊固定螺钉一12113；对压辊一12111和对压辊支板一12112通过转动副联接；折弯辊支架一1216上设有对压辊组件安装长孔一12163，对压辊组件一1211通过对压辊固定螺钉一12113和对压辊组件安装长孔一12163安装在折弯辊支架一1216上；驱动辊一12121的轴心线、被动辊一12131的轴心线和对压辊一12111的轴心线相互平行；顺着驱动辊一12121的轴心线方向观察，对压辊一12111的中心点位于驱动辊一12121的中心点和被动辊一12131的中心点连线的中垂线上且三个中心点不在同一条直线上；对压辊组件安装长孔一12163的长度方向垂直于驱动辊一12121中心点和被动辊一12131中心点连线的方向；折弯伺服电机一1215带动驱动辊组件一1212旋转，通过驱动辊同步轮一12123、被动辊同步轮一12133和同步带一1214的组合带动被动辊组件一1213旋转，驱动辊一12121的滚压槽和被动辊一12131的滚压槽的旋转方向和旋转线速度相同；

螺旋一73的原材料圆钢先后经过驱动辊一12121、对压辊一12111和被动辊一12131的滚压变成圆弧形，驱动辊同步轮一12123和被动辊同步轮一12133位于螺旋一73的原材料圆钢的其中一侧，对压辊一12111位于螺旋一73的原材料圆钢的另一侧；沿着对压辊组件安装长孔一12163调整对压辊组件一1211的安装位置，则对压辊一12111与驱动辊一12121中心和被动辊一12131中心连线之间的距离变化，螺旋一73的原材料圆钢滚压成的圆弧形的曲率半径就随着变化；

折弯辊支架一1216上还设有折弯辊组固定滑孔一12166，折弯辊组固定滑孔一12166的长度方向垂直于驱动辊一12121中心和被动辊一12131中心连线的方向，同时也垂直于绞龙杆71轴心线的方向；弧形板13和平移台141固定联接，弧形板13轴心线的延长线和绞龙杆71的轴心线相垂直并且交叉；弧形板13上设有辊组横滑孔一131，辊组横滑孔一131是沿着弧形板13的圆周方向布置的；螺栓与螺母的组合一1217分别穿过辊组横滑孔一131和折弯辊组固定滑孔一12166把折弯辊组一121和弧形板13联接在一起；沿着折弯辊组固定滑孔一12166的长度方向调整折弯辊支架一1216的安装位置，使正在被滚压处的螺旋一73与绞龙杆71轴心线的距离正好等于螺旋一73的半径，也就是能使螺旋一73的轴心线与绞龙杆71的轴心线正好重合；不同直径的螺旋其螺旋升角的大小是不同的，沿着辊组横滑孔一131调整折弯辊支架一1216的位置则能使滚压处的切线方向正好沿着螺旋升角的方向；

弧形板13上设有辊组横滑孔二132，辊组横滑孔二132是沿着弧形板13的圆周方向布置的；折弯辊组二122以同样的方式和辊组横滑孔二132联接在一起；折弯辊组二122和折弯辊组一121具有相同的结构、不同的安装位置和不同的调整参数；由于螺旋二74的直径比螺旋一73的直径大，螺旋二74的曲率半径比比螺旋一73的曲率半径大，螺旋二74和螺旋一73具有相同的螺距，在折弯辊组二122中，相应的零部件对压辊二与驱动辊二中心和被动辊二中心连线之间的距离比对压辊一12111与驱动辊一12121中心和被动辊一12131中心连线之间的距离大，折弯辊组二122所滚压的螺旋二74形成的圆弧形的曲率半径也比螺旋一73形成的圆弧形的曲率半径大，折弯辊组二122距离绞龙杆71的轴心线距离大于折弯辊组一121距离绞龙杆71的轴心线距离，螺旋二74和螺旋一73共同套在绞龙杆71的外围，螺旋二74在螺旋一73的外面；螺旋二74的螺旋升角比螺旋一73的螺旋升角小，折弯辊组二122与辊组横滑孔二132的安装位置和折弯辊组一121与辊组横滑孔一131的安装位置也不会沿着弧形板13轴心线的方向对齐，有不同的角度安装位置；

驱动辊一12121中心和被动辊一12131中心的连线的中点在弧形板13的轴心线上；驱动辊二中心和被动辊二中心的连线的中点在弧形板13的轴心线上；这样，径向直杆72沿着绞龙杆71的半径方向布置，径向直杆71的一端焊接在绞龙杆的外圆柱面上，螺旋一73和螺旋二74能靠在同一个径向直杆71上；

推进长气缸114驱动推进杆113向前平移，推进杆113推动翻转夹爪组件111一边向前移动一边沿着翻转段导向槽11212翻转四分之一圈，即翻转90度，翻转夹爪组件111绕着翻转夹爪组件111与推进杆113之间的转动副旋转，被夹持的径向直杆72在行程的初始位置轴心线是左右水平方向的，在行程的末尾是竖直的，并且径向直杆72的下端正好贴在绞龙杆71的处圆柱表面上，由于对中组件118的作用，径向直杆72的下端与绞龙杆71的处圆柱表面之间能保证正好贴紧或者有很小的缝隙，两者之间适合焊接；推进长气缸114驱动推进杆113向后平移退回时，翻转夹爪组件111可逆地回转90度，回到初始位置；

由于刚刚滚压成圆弧形的螺旋一73和螺旋二74的形状处于很不稳定的状态，所以折弯辊组一121、折弯辊组二122和弧形板13的组合一般离刚被直杆抓手1114放置的径向直杆72的部位尽可能地近，相邻部件靠在一起马上由智能焊接机器人焊接，使各个零件的形状位置尽快固定下来；因为钢材滚压后会回弹，所以正在滚压中的圆弧形的半径也往往比刚刚滚压成圆弧形的半径小，校正值应该是多少需要在实践中摸索和积累经验；

螺旋一73和螺旋二74与第一个径向直杆72之间的联接一般是由人工测量确定位置和角度的，人工焊接，再以后的所有焊接点都是由系统自动完成的；

旋转伺服电机2旋转，通过丝杠4和滚珠螺母143的组合驱动平移组件1沿着与绞龙杆71平行的方向平移；正在被滚压处的螺旋一73和螺旋二74是圆弧形而不是螺旋弧形，由于螺旋一73和螺旋二74有一端是被已焊接的径向直杆72固定住了的，在平移组件1平移拉扯的过程中圆弧形的螺旋一73和螺旋二74都会变成螺旋弧形，并且都需要马上与相交叉的径向直杆72焊接以固定住这种形状。所以折弯辊组一121和折弯辊组二122通常尽可能地离焊接位置的径向直杆72近，滚压过后马上焊接。

本实施例的工作过程如下所述。

1)把绞龙杆71通过转动副和绞龙杆支架61联在一起，并使旋转伺服电机2的输出轴和绞龙杆71固定联接。

2)在V形斗1171内左右水平方向放入多个径向直杆72，则径向直杆72自动向下滚落，落料上通道1172内排满径向直杆72。

3)推板气缸1161驱动推板1162朝前平移，把位于落料上通道1172和水平通道1173联通处的径向直杆72沿着水平通道1173推到水平通道1173和落料下通道1174的联通处，然后径向直杆72沿着落料下通道1174下落到通道水平托板11741上；阻挡板1175上的阻挡面11751挡柱径向直杆72不能朝前滚动。

4)对中平行开闭型气爪1181驱动两个对中板1182同步同速相向平移，两个对中面11821同步同速相向平移并夹紧位于通道水平托板11741上的径向直杆72的两端，使径向直杆72两端之间的对称面与翻转杆1111的轴心线重合。

5)推进短气缸115驱动推进杆113和推进长气缸114的组合向前平移，推进杆113向前推送翻转夹爪组件111，翻转拨销1112在平行段导向槽11211内沿着平行于翻转筒112的轴心线的方向向前滑动，翻转夹爪组件111朝前平移，两个直杆抓手夹紧槽11141平移到位于径向直杆72的上下两侧。

6)翻转平行开闭型气爪1113通过翻转气爪手指11132驱动两个直杆抓手1114平行同步闭合，两个直杆抓手夹紧槽11141夹持住径向直杆72。

7)对中平行开闭型气爪1181驱动两个对中板1182同步同速相背平移，两个对中面11821同时离开径向直杆72的两端。此时在直杆抓手夹紧槽11141夹持中的径向直杆72已被精确定位。

8)推进长气缸114驱动推进杆113向前平移，推进杆113向前推送翻转夹爪组件111。

翻转拨销1112先在平行段导向槽11211内沿着平行于翻转筒112的轴心线的方向继续向前滑动，径向直杆72会推动阻挡板1175的阻挡面11751，阻挡板1175克服阻挡板重锤11754的重力矩作用绕阻挡板转轴11752翻转，阻挡面11751为径向直杆72让开通路，径向直杆72可以顺利地通过落料下通道1174朝前的开口。然后阻挡板1175在阻挡板重锤11754的重力矩作用下绕阻挡板转轴11752反向翻转恢复到初始位置。

最后翻转拨销1112在翻转段导向槽11212内滑动，推进杆113一边沿翻转筒112轴心线的方向向前移动一边绕翻转筒112轴心线翻转，到推进长气缸114行程的前末端后推进杆113翻转了90度，直杆抓手夹紧槽11141夹持中的径向直杆72也由轴心线水平放置转换成了竖直放置，此时径向直杆72所处的位置正好是绞龙7的第一个径向直杆72应该在的位置，该径向直杆72沿着绞龙杆的半径方向布置，该径向直杆72的下端和绞龙杆71的圆柱形外表面接触或者有很小的距离，两者之间正好是适合于焊接的角焊缝。

9)智能焊接机器人焊接第一个径向直杆72和绞龙杆71之间的相邻边。

10)使螺旋一73的原材料圆钢先后经过驱动辊一12121、对压辊一12111和被动辊一12131的滚压。人工测量确定螺旋一73的原材料圆钢与第一个径向直杆72之间的尺寸位置和角度，人工把螺旋一73的圆弧形段弯折成螺旋形，人工把螺旋一73和第一个径向直杆72相交叉的位置焊接在一起。

11)旋松螺栓与螺母的组合一1217。沿着折弯辊组固定滑孔一12166的方向调整折弯辊组一121的位置，使正在被滚压处的的螺旋一73与绞龙杆71轴心线的距离正好等于螺旋一73的半径。沿着辊组横滑孔一131调整折弯辊支架一1216的位置，使正在被滚压处的螺旋一73的切线方向正好沿着螺旋一73的螺旋升角的方向。然后再旋紧螺栓与螺母的组合一1217。

12)旋松对压辊固定螺钉一12113，沿着对压辊组件安装长孔一12163调整对压辊组件一1211的位置，使驱动辊一12121、对压辊一12111和被动辊一12131能滚压出符合螺旋一73要求的曲率半径。然后再旋紧对压辊固定螺钉一12113。

钢材的各项参数指标并不是完全统一，步骤11)和12)中的调整过程往往不是一次就能达到理想状态，需要根据加工的结果反复地调整，每制造完成一个绞龙都要总结一下经验，长期积累的经验应用到下一次的调整过程中。

13)重复步骤10)至12)，使螺旋二74的原材料圆钢先后经过驱动辊二、对压辊二和被动辊二的滚压、使正在被滚压处的螺旋二74与绞龙杆71轴心线的距离正好等于螺旋二74的半径、使正在被滚压处的螺旋二74的切线方向正好沿着螺旋二74螺旋升角的方向。

14)旋转伺服电机2、平移伺服电机3、折弯伺服电机一1215和折弯辊组二122上的折弯伺服电机二同时启动，旋转伺服电机2驱动绞龙杆71旋转四分之一周。这些电机的输出转速有一定的比例关系。旋转伺服电机2驱动绞龙杆71旋转四分之一周时：平移伺服电机3驱动平移组件1平移四分之一个螺距的距离；折弯伺服电机一1215驱动驱动辊一12121和被动辊一12131，驱动辊一12121、对压辊一12111和被动辊一12131滚压出四分之一圈螺旋一73的线长度；折弯伺服电机二驱动驱动辊二和被动辊二，驱动辊二、对压辊二和被动辊二滚压出四分之一圈螺旋二74的线长度。刚滚压出的螺旋一73和螺旋二74是圆弧形，不是螺旋弧形，但是螺旋一73和螺旋二74的后一段被焊接在刚焊完的径向直杆72上，螺旋一73和螺旋二74前一段正在被滚压的部位被平移组件1扯动着平移，两者之间的部位就会被拉扯成螺旋弧形。

15)重复步骤3)至8)，第二个径向直杆72被放置到目标位置，该径向直杆72沿着绞龙杆的半径方向布置，该径向直杆72的下端和绞龙杆71的圆柱形外表面接触或者有很小的距离，该径向直杆72正好和螺旋一73与螺旋二74紧靠在一起，相邻边之间适合于焊接。

16)智能焊接机器人焊接第二个径向直杆72和绞龙杆71、螺旋一73或者螺旋二74之间的相邻边。

不断重复步骤15)至16)，则本实施例就达到了自动把螺旋一73与螺旋二74滚压成圆弧形，自动焊接径向直杆72和绞龙杆71、螺旋一73或者螺旋二74之间的相邻边的目的，直到焊完最后一个径向直杆72。

17)使旋转伺服电机2的输出轴和绞龙杆71解除联接，绞龙杆71从绞龙杆支架61上拆下，取下已经焊好的绞龙7。

本实施例的有益效果：能自动把螺旋的原材料圆钢滚压成圆弧形，并扯动成螺旋弧形，自动组对，自动焊接径向直杆和绞龙杆或径向直杆与螺旋之间的相邻边，降低工人的劳动强度，提高工作效率，提高产品的外观质量。