一種熱水器內膽自適應吹邊裝置的制作方法

本發明涉及熱水器內膽制造技術領域，具體涉及一種進行熱水器內膽吹邊的裝置。

背景技術：

熱水器指通過各種物理原理在一定時間內使冷水溫度升高變成熱水的一種裝置，內膽是熱水器的主要部件之一，目前，熱水器內膽主要為不銹鋼或搪瓷材質。不銹鋼內膽具有耐高溫、抗腐蝕等優點，但其焊接難度較高，容易出現虛焊，引起漏水生銹；而搪瓷內膽具有保溫性好、承壓力高、不易結垢、耐腐蝕等特點，是中檔熱水器內膽的主流材質。

熱水器搪瓷內膽在完成整個內表面的涂搪工藝后，需要將內膽下邊緣與內膽端蓋連接處的搪瓷除去，以保證內膽與端蓋的連接質量。熱水器的生產中，采用在涂搪工藝后搪瓷還未完全干固時用抹布擦除或用噴槍吹去的方式除去內膽端蓋連接處的搪瓷(稱之為吹邊)。

隨著技術的發展，市場上出現的熱水器內膽吹邊工藝的專用設備，提高了熱水器內膽制造流程的自動化水平和生產效率，但是也存在一些不足之處：專機一般只針對特定場合、特定規格型號的熱水器內膽，其工作空間范圍較小，生產柔性較差；同時，熱水器內膽并非規則的圓形，而是近似于橢圓，內膽的邊沿焊縫處也存在凸起或者凹陷，專機在吹邊的過程中，只有旋轉噴水的動作，難以顧忌到細微之處，對不規則內膽的適應性較差；此外，為了提高吹邊的效果，專機采用多次來回噴吹的方法，降低了吹邊的效率，也造成了水的浪費。

技術實現要素：

本發明正是為了避免上述現有技術所存在的不足之處，提供了一種熱水器內膽自適應吹邊裝置。

本發明為解決技術問題采用如下技術方案：一種熱水器內膽自適應吹邊裝置，包括掛鉤、積放鏈和六自由度機器人，熱水器內膽通過所述掛鉤懸吊于所述積放鏈上，并可跟隨所述積放鏈移動，還包括固定于所述六自由度機器人末端旋轉軸的自適應工裝及安裝于所述自適應工裝上的水咀組件；

所述自適應工裝包括基座和安裝于所述基座上的升降組件、滾輪組件、水平自適應組件及與所述水平自適應組件連接的豎直自適應組件，所述水咀組件固定于所述升降組件頂部，所述升降組件用于帶動所述水咀組件升降以調節吹邊寬度，所述水平自適應組件和豎直自適應組件分別用于帶動所述滾輪組件在水平方向和豎直方向彈性位移，以補償熱水器內膽水平方向和豎直方向的形狀及位置誤差。

進一步的，所述水平自適應組件包括水平支座、水平導向套、水平彈簧、水平導向軸和水平基板，所述水平導向軸兩端分別與兩個水平支座連接，并通過兩個水平支座固定于所述水平基板上；所述水平導向套套接于所述水平導向軸上，可沿所述水平導向軸滑動，并與所述基板固連；所述水平彈簧套接于所述水平導向軸上，設于一個水平支座與所述水平導向套之間，用于實現所述水平導向套沿所述水平導向軸的彈性移動，以帶動與所述水平導向套固連的基板及安裝于所述基板上的滾輪組件在水平方向彈性位移，補償熱水器內膽水平方向的形狀和位置誤差。

進一步的，所述豎直自適應組件包括豎直導向軸、豎直彈簧、豎直基板和上導向套和下導向套，所述上導向套和所述下導向套分別固定于所述水平基板上表面和所述豎直基板上表面，所述豎直導向軸底端與所述上導向套連接，頂端穿過所述水平基板與所述上導向套連接，所述上導向套可帶動與其連接的水平基板沿所述豎直導向軸滑動；所述豎直彈簧套接于所述豎直導向軸上，設于所述上導向套和所述下導向套之間，用于實現所述上導向套沿所述豎直導向軸的彈性移動，以帶動所述水平自適應組件、與所述水平自適應組件連接的基板及安裝于所述基板上的滾輪組件在豎直方向彈性位移，補償熱水器內膽豎直方向的形狀和位置誤差。

進一步的，所述滾輪組件包括水平滾座、豎直滾座、水平滾輪和豎直滾輪，所述基板上平行固定兩個水平滾座并于所述水平滾座上安裝所述水平滾輪，所述豎直滾座安裝有所述豎直滾輪，所述豎直滾輪設置于兩個水平滾座之間，兩個水平滾輪和所述豎直滾輪分別壓緊于所述熱水器內膽下邊緣和外側壁，以控制所述水咀組件與所述熱水器內膽的相對位置，進而保證所述水咀組件與所述熱水器內膽之間的距離一定。

進一步的，所述升降組件包括升降基板、升降導向軸、導向軸套、絲杠、帶輪、同步帶和電機，兩個導向軸套固定于所述基板上，兩個升降導向軸分別穿過兩個導向軸套設置，兩端分別與兩個升降基板固連，所述絲杠兩端分別與兩個升降基板轉動連接；所述帶輪與所述絲杠的螺母固連，所述電機固定于所述基板上，通過所述同步帶和所述帶輪傳動，并通過所述絲杠將旋轉運動轉換成兩個升降導向軸豎直方向的直線運動。

進一步的，所述夾抱組件包括氣動手爪和v型夾板，所述v型夾板與氣動手爪的手指固連，所述氣動手爪用于驅動所述v型夾板抱緊熱水器內膽外壁。

進一步的，所述的水咀組件包括水咀座及固定于其上的水咀、水咀接頭和氣嘴接頭，所述水咀接頭和所述氣嘴接頭分別與水管和氣管連通，并通過所述水管和所述氣管供給水氣，由所述水咀噴射水氣混合液。

進一步的，所述基板上設空槽，所述空槽位于兩個水平滾座之間，所述水平基板和所述豎直基板上也于相應位置各設有一個空槽。

進一步的，所述水咀的噴吹方向始終與所述熱水器內膽筒體的法線方向重合。

本發明提供了一種熱水器內膽自適應吹邊裝置，具有以下有益效果：

1、將實現吹邊工作的水咀組件固定在六自由度機器人的末端旋轉軸上，通過機器人提高了吹邊裝置的工作范圍和生產線的柔性；

2、設有水平自適應組件和豎直自適應組件，實現了水平和豎直方向的自適應補償性限位，以補償熱水器內膽的形狀和位置誤差，提高了吹邊的準確度和效率；

3、自適應工裝實現了熱水器內膽形狀和位置誤差的補償，提高了吹邊的準確度和水咀組件單個行程的吹邊效果，一至兩個吹邊行程即可滿足吹邊加工要求，無需多次來回噴吹，進一步提高吹邊效率的同時，降低了水資源的消耗。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為本發明水咀組件和自適應工裝的側視圖；

圖3為本發明水咀組件和自適應工裝的結構示意圖；

圖4為本發明自適應工裝的局部結構示意圖。

圖中：

1、熱水器內膽，1-1、搪瓷，2、掛鉤，3、積放鏈，4、水咀組件，5、自適應工裝，6、六自由度機器人，7、夾抱組件，8、水咀，9、水咀接頭，10、氣嘴接頭，11、水咀座，12、升降基板，13、升降導向軸，14-1、導向軸套，14-2、上導向套，14-3、下導向套，15、絲杠，16、帶輪，17、同步帶，18、電機，19、水平滾座，20、豎直滾座，21-1、水平滾輪，21-2、豎直滾輪，22、基板，23、水平導向座，24、水平導向套，25、水平彈簧，26、水平導向軸，27、水平基板，28、豎直導向軸，29、豎直彈簧，30、豎直基板，31、氣動夾爪，32、v型夾板，33、空槽。

具體實施方式

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

如圖1～圖4所示，其結構關系為：包括掛鉤2、積放鏈3和六自由度機器人6，熱水器內膽1通過掛鉤2懸吊于積放鏈3上，并可跟隨積放鏈3移動，還包括固定于六自由度機器人6末端旋轉軸的自適應工裝5及安裝于自適應工裝5上的水咀組件4；

自適應工裝5包括基座22和安裝于基座22上的升降組件、滾輪組件、水平自適應組件及與水平自適應組件連接的豎直自適應組件，水咀組件4固定于升降組件頂部，升降組件用于帶動水咀組件4升降以調節吹邊寬度，水平自適應組件和豎直自適應組件分別用于帶動滾輪組件在水平方向和豎直方向彈性位移，以補償熱水器內膽1水平方向和豎直方向的形狀及位置誤差。

優選的，水平自適應組件包括水平支座23、水平導向套24、水平彈簧25、水平導向軸26和水平基板27，水平導向軸26兩端分別與兩個水平支座23連接，并通過兩個水平支座23固定于水平基板27上；水平導向套24套接于水平導向軸26上，可沿水平導向軸26滑動，并與基板22固連；水平彈簧25套接于水平導向軸26上，設于一個水平支座23與水平導向套24之間，用于實現水平導向套24沿水平導向軸26的彈性移動，以帶動與水平導向套24固連的基板22及安裝于基板22上的滾輪組件在水平方向彈性位移，補償熱水器內膽1水平方向的形狀和位置誤差。

優選的，豎直自適應組件包括豎直導向軸28、豎直彈簧29、豎直基板30和上導向套14-2和下導向套14-3，上導向套14-2和下導向套14-3分別固定于水平基板27上表面和豎直基板30上表面，豎直導向軸28底端與上導向套14-2連接，頂端穿過水平基板27與上導向套14-2連接，上導向套14-2可帶動與其連接的水平基板27沿豎直導向軸28滑動；豎直彈簧29套接于豎直導向軸28上，設于上導向套14-2和下導向套14-3之間，用于實現上導向套14-2沿豎直導向軸28的彈性移動，以帶動水平自適應組件、與水平自適應組件連接的基板22及安裝于基板22上的滾輪組件在豎直方向彈性位移，補償熱水器內膽1豎直方向的形狀和位置誤差。

優選的，滾輪組件包括水平滾座19、豎直滾座20、水平滾輪21-1和豎直滾輪21-2，基板22上平行固定兩個水平滾座19并于水平滾座19上安裝水平滾輪21-1，豎直滾座20安裝有豎直滾輪21-2，豎直滾輪21-2設置于兩個水平滾座19之間，兩個水平滾輪21-1和豎直滾輪21-2分別壓緊于熱水器內膽1下邊緣和外側壁，以控制水咀組件4與熱水器內膽1的相對位置，進而保證水咀組件4與熱水器內膽1之間的距離一定。為了避免吹邊過程中的水和碎屑直接流到水平滾座19和水平滾輪21-1上，造成水平滾座19和水平滾輪21-1污染及旋轉卡澀，兩個水平滾座19分別設于熱水器內膽1下邊緣兩側，遠離水咀8的位置。

優選的，升降組件包括升降基板12、升降導向軸13、導向軸套14-1、絲杠15、帶輪16、同步帶17和電機18，兩個導向軸套14-1固定于基板22上，兩個升降導向軸13分別穿過兩個導向軸套14-1設置，兩端分別與兩個升降基板12固連，絲杠15兩端分別與兩個升降基板12轉動連接；帶輪16與絲杠15的螺母固連，電機18固定于基板22上，通過同步帶17和帶輪16傳動，并通過絲杠15將旋轉運動轉換成兩個升降導向軸13豎直方向的直線運動。升降組件用于帶動固定于其頂部的水咀組件4升降，以調節吹邊寬度h。電機18應遠離熱水器內膽1設置，以降低吹邊過程中水汽和碎屑對電機18的污染和損傷。

優選的，夾抱組件7包括氣動手爪31和v型夾板32，v型夾板32與氣動手爪31的手指固連，氣動手爪31用于驅動v型夾板32抱緊熱水器內膽1外壁。熱水器內膽1懸吊于積放鏈3上，受外力時會產生小幅晃動，故通過夾抱組件7輔助熱水器內膽1的固定，以保證吹邊精度。

優選的，水咀組件4包括水咀座11及固定于其上的水咀8、水咀接頭9和氣嘴接頭10，水咀接頭9和氣嘴接頭10分別與水管和氣管連通。水咀組件4用于完成吹邊功能，通過水管和氣管供給水氣，由水咀8噴射水氣混合液，去除熱水器內膽1內壁下邊緣的搪瓷1-1。同時，為了取得較好的吹邊效果，水咀8應正對熱水器內膽1內壁，即水咀8的噴吹方向始終與熱水器內膽1的筒體的法線方向重合。此外，水咀8到熱水器內膽1內壁的距離l應在8～10mm，以避免距離過遠導致的水柱擴散不聚焦和距離過近導致的水柱會反彈。

優選的，基板22上設空槽33，空槽33位于兩個水平滾座19之間，水平基板27和豎直基板30上也于相應位置各設有一個空槽33，空槽33的設置用于排出吹邊產生的水和碎屑，避免其積存于基板22、水平基板27和豎直基板30上。

具體使用時，熱水器內膽1采用三個一組的形式，積放鏈3每次移動一組，并停留一定的時間。吹邊裝置要在規定時間內完成三個熱水器內膽1的吹邊工作。積放鏈3和掛鉤2的定位誤差約為±10mm，熱水器內膽的形狀誤差約為±5mm，而通常情況下，根據不同規格產品的技術要求，吹邊寬度h的范圍約為5～20mm，其精度要求約為±1～2mm，因此吹邊裝置需要具有吹邊寬度的調節功能，以提高生產線的柔性，完成更多規格的產品，此外還需要具有自適應功能以補償位置和形狀誤差，滿足吹邊精度要求。

進行吹邊工作時，六自由度機器人6帶動自適應工裝5和水咀組件4移動至熱水器內膽1下邊緣，緩慢地將兩個水平滾輪21-1和豎直滾輪21-2緊靠于熱水器內膽1的下邊緣和外側壁。此時，應使水平彈簧25和豎直彈簧29保持一定的預緊力，以使水平導向套24沿水平導向軸26彈性移動、上導向套14-2沿豎直導向軸28彈性移動，進而實現熱水器內膽1形狀和位置誤差的補償，保證水平滾輪21-1和豎直滾輪21-2始終緊靠于熱水器內膽1的下邊緣和外側壁，保持水咀8到熱水器內膽1內壁的距離l恒定，實現自適應功能。

自適應工裝5和水咀組件4均到位后，水管和氣管分別向水咀8供給水和氣，水咀8向熱水器內膽1內壁下邊緣位置噴射水氣混合液，除去搪瓷1-1。吹邊過程中，六自由度機器人6驅動水咀組件4和自適應工裝5繞熱水器內膽1的周轉運動，以除去熱水器內膽1下邊緣內壁整個圓周的搪瓷1-1。轉動時，熱水器內膽1下邊緣和底部始終緊靠水平滾輪21-1和豎直滾輪21-2，以保持水咀8到熱水器內膽1內壁的距離l恒定；同時，水平滾輪21-1和豎直滾輪21-2轉動，與熱水器內膽1之間產生摩擦力較小的滾動摩擦，不會對熱水器內膽1產生損傷。

需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。

以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和范圍。