CN104759890B - 一种用于轨道车辆门框焊接和铣削的自动生产线及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于轨道车辆门框焊接和铣削的自动生产线及方法，包括工作平台，工作平台上设有三轴数控变位机、门框气动夹具单元、工具缓存台、人工打磨区域、质量自动检测单元、产品自动分检单元、第一门框存放台、第一机器人、第二门框存放台、焊机和第二机器人，门框气动夹具单元为两组，分别设置三轴数控变位机上，三轴数控变位机控制两组门框气动夹具单元翻转，各门框气动夹具单元用于固定待加工门框。本发明焊接和铣削自动化程度较高，具有焊缝自动跟踪单元、铣削自动补偿单元和在线自动检测单元，解决焊接生产线焊缝精度较差，焊接质量不可靠的问题，在同一生产线上完成焊接和铣削的工序，具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通技术领域，具体涉及一种用于轨道车辆门框焊接和铣削的自动生产线及方法。
背景技术
目前，焊接机器人或者铣削机器人能够提高轨道车辆门框焊接或者铣削生产线的效率和质量，改善劳动条件，因此得到了广泛的应用。但是，焊接机器人的生产线很难保证焊缝的精度，铣削机器人的生产线很难保证铣削的精度，导致焊接和铣削质量的可靠性较低，而且，目前，焊接和铣削两道工序在不同的生产线上进行，自动化程度低，有待进一步提高。
发明内容
本发明所解决的技术问题是现有的轨道车辆门框焊接和铣削精度的可靠性较低，焊接和铣削两道工序在不同的生产线上进行，自动化程度低的问题。本发明的用于轨道车辆门框焊接和铣削的自动生产线及方法，焊接和铣削自动化程度较高，具有焊缝自动跟踪单元、铣削自动补偿单元和在线自动检测单元，通过快速更换夹具和处理过程，解决焊接生产线焊缝精度较差。焊接质量不可靠的问题，并集成在同一生产线上完成焊接和铣削的工序，更进一步的促进自动化进程，具有良好的应用前景。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种用于轨道车辆门框焊接和铣削的自动生产线，其特征在于：包括工作平台，所述工作平台上设有三轴数控变位机、门框气动夹具单元、工具缓存台、人工打磨区域、质量自动检测单元、产品自动分检单元、第一门框存放台、第一机器人、第二门框存放台、焊机和第二机器人，
所述门框气动夹具单元为两组，分别设置三轴数控变位机上，所述三轴数控变位机控制两组门框气动夹具单元实现翻转，各门框气动夹具单元用于固定待加工门框；
所述工具缓存台用于放置端拾器、铣削头；
所述第一门框存放台、第二门框存放台用于放置待加工门框；
所述第一机器人位于三轴数控变位机的一侧，通过安装端拾器，抓取待加工门框放置到门框气动夹具单元上，再通过安装铣削头铣削固定在门框气动夹具单元上的待加工门框；
所述第二机器人位于三轴数控变位机的另一侧，用于焊接待加工门框；
所述人工打磨区域用于放置加工后的门框，并进行人工打磨处理；
所述质量自动检测单元位于人工打磨区域的后端，用于检测人工打磨处理后的门框；
所述产品自动分检单元位于质量自动检测单元的后端，用于分类检测后的门框，包括合格品运输通道、不合格品运输通道；
所述焊机与第二机器人相连接，用于控制第二机器人进行焊接。
前述的一种用于轨道车辆门框焊接和铣削的自动生产线，其特征在于：还包括控制箱和供电单元，所述控制箱分别与三轴数控变位机、门框气动夹具单元、质量自动检测单元、产品自动分检单元、第一机器人、焊机和第二机器人相连接；所述供电单元用于给自动生产线提供工作电源。
前述的一种用于轨道车辆门框焊接和铣削的自动生产线，其特征在于：还包括安全防护护栏，所述安全防护护栏设置在工作平台的周圈。
前述的一种用于轨道车辆门框焊接和铣削的自动生产线，其特征在于：所述第二机器人包括焊接单元和焊缝自动跟踪单元。
前述的一种用于轨道车辆门框焊接和铣削的自动生产线，其特征在于：所述第一机器人包括上下料单元、铣削机单元、铣削自动检测单元、铣削自动补偿单元。
前述的一种用于轨道车辆门框焊接和铣削的自动生产线，其特征在于：所述第一门框存放台、第二门框存放台均为可移动式拼装而成的存放台。
前述的一种用于轨道车辆门框焊接和铣削的自动生产线的方法，其特征在于：包括以下步骤，
步骤（1），将待加工门框的码放在第一门框存放台、第二门框存放台，并将第一门框存放台、第二门框存放台在工作平台上定位；
步骤（2），第一机器人在工具缓存台上安装端拾器，并通过端拾器抓取待加工门框，并将待加工门框运送到一组门框气动夹具单元上，控制门框气动夹具单元对待加工门框固定，通过三轴数控变位机控制门框气动夹具单元旋转180°，重复操作，将另一待加工门框运送到另一组门框气动夹具单元上，控制门框气动夹具单元对待加工门框固定；
步骤（3），对于位于第一机器人一侧的门框气动夹具单元上的待加工门框，第一机器人在工具缓存台上更换安装铣削头，并通过铣削机单元、铣削自动检测单元、铣削自动补偿单元对待加工门框进行铣削；对于位于第二机器人一侧的门框气动夹具单元上的待加工门框，第二机器人通过焊接单元进行焊接，焊接时通过焊缝自动跟踪单元对门框进行焊缝焊接；
步骤（4），当第一机器人对对应侧的待加工门框铣削完成后，第二机器人对对应侧的待加工门框焊接完成后，通过三轴数控变位机控制门框气动夹具单元旋转180°，第一机器人对焊接完成的待加工门框进行铣削，第二机器人对铣削完成的待加工门框进行焊接；
步骤（5），两块待加工门框完成铣削和焊接后，门框气动夹具单元松开对加工后的门框，第一机器人在工具缓存台上更换端拾器，抓取加工后的门框放置到人工打磨区域，第一机器人重复步骤（2）进行下一组两块待加工门框的加工；
步骤（6），工人对人工打磨区域内的加工后的门框，进行人工打磨处理，并传送给质量自动检测单元；
步骤（7），质量自动检测单元检测传送来的人工打磨处理后的门框，并传送给产品自动分检单元；
步骤（8），产品自动分检单元分类检测后的门框，将合格品放置到合格品运输通道，不合格品放置到不合格品运输通道。
本发明的有益效果是：本发明的用于轨道车辆门框焊接和铣削的自动生产线及方法，焊接和铣削自动化程度较高，具有焊缝自动跟踪单元、铣削自动补偿单元和在线自动检测单元，通过快速更换夹具和处理过程，解决焊接生产线焊缝精度较差。焊接质量不可靠的问题，并集成在同一生产线上完成焊接和铣削的工序，更进一步的促进自动化进程，具有良好的应用前景。
附图说明
图1是本发明的用于轨道车辆门框焊接和铣削的自动生产线的结构示意图。
图2是本发明的用于轨道车辆门框焊接和铣削的自动生产线的俯视图。
附图中标记的含义如下：
1：三轴数控变位机；2：门框气动夹具单元；3：工具缓存台；4：人工打磨区域；5：质量自动检测单元；6：产品自动分检单元；7：第一门框存放台；8：工作平台；9: 第一机器人；10：第二门框存放台；11：控制箱；12：供电单元；13：焊机；14：第二机器人；15：安全防护护栏。
具体实施方式
下面将结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。
本发明的用于轨道车辆门框焊接和铣削的自动生产线，焊接和铣削自动化程度较高，具有焊缝自动跟踪单元、铣削自动补偿单元和在线自动检测单元，通过快速更换夹具和处理过程，解决焊接生产线焊缝精度较差。焊接质量不可靠的问题，并集成在同一生产线上完成焊接和铣削的工序，更进一步的促进自动化进程，如图1 及图2所示，用于轨道车辆门框焊接和铣削的自动生产线，包括工作平台8，所述工作平台8上设有三轴数控变位机1、门框气动夹具单元2、工具缓存台3、人工打磨区域4、质量自动检测单元5、产品自动分检单元6、第一门框存放台7、第一机器人9、第二门框存放台10、焊机13和第二机器人14，
所述门框气动夹具单元2为两组，分别设置三轴数控变位机1上，所述三轴数控变位机1控制两组门框气动夹具单元2实现翻转，各门框气动夹具单元2用于固定待加工门框；
所述工具缓存台3用于放置端拾器、铣削头；
所述第一门框存放台7、第二门框存放台10用于放置待加工门框；
所述第一机器人9位于三轴数控变位机1的一侧，通过安装端拾器，抓取待加工门框放置到门框气动夹具单元2上，再通过安装铣削头铣削固定在门框气动夹具单元2上的待加工门框；
所述第二机器人14位于三轴数控变位机1的另一侧，用于焊接待加工门框；
所述人工打磨区域4用于放置加工后的门框，并进行人工打磨处理；
所述质量自动检测单元5位于人工打磨区域4的后端，用于检测人工打磨处理后的门框；
所述产品自动分检单元6位于质量自动检测单元5的后端，用于分类检测后的门框，包括合格品运输通道、不合格品运输通道；
所述焊机13与第二机器人14相连接，用于控制第二机器人14进行焊接。
本发明还包括控制箱11和供电单元12，所述控制箱11分别与三轴数控变位机1、门框气动夹具单元2、质量自动检测单元5、产品自动分检单元6、第一机器人9、焊机13和第二机器人14相连接；所述供电单元12用于给自动生产线提供工作电源。
本发明还包括安全防护护栏15，所述安全防护护栏15设置在工作平台8的周圈。
所述第二机器人14包括焊接单元和焊缝自动跟踪单元，对待加工门框进行自动焊接，大幅度提高了焊接的质量，降低了人工补焊的次数，提高了生产线的效率；
所述第一机器人9包括上下料单元、铣削机单元、铣削自动检测单元、铣削自动补偿单元，对待加工门框进行自动铣削，解决了机器人精度不能满足铣削高度0.1mm以内的要求，提高了铣削的精度和质量，减少了物料周转环节。
所述第一门框存放台7、第二门框存放台10均为可移动式拼装而成的存放台，方便定位放置。
基于上述的用于轨道车辆门框焊接和铣削的自动生产线的方法，包括以下步骤，
步骤（1），将待加工门框的码放在第一门框存放台7、第二门框存放台10，并将第一门框存放台7、第二门框存放台10在工作平台8上定位；
步骤（2），第一机器人9在工具缓存台3上安装端拾器，并通过端拾器抓取待加工门框，并将待加工门框运送到一组门框气动夹具单元2上，控制门框气动夹具单元2对待加工门框固定，通过三轴数控变位机1控制门框气动夹具单元2旋转180°，重复操作，将另一待加工门框运送到另一组门框气动夹具单元2上，控制门框气动夹具单元2对待加工门框固定；
步骤（3），对于位于第一机器人9一侧的门框气动夹具单元2上的待加工门框，第一机器人9在工具缓存台3上更换安装铣削头，并通过铣削机单元、铣削自动检测单元、铣削自动补偿单元对待加工门框进行铣削；对于位于第二机器人14一侧的门框气动夹具单元2上的待加工门框，第二机器人14通过焊接单元进行焊接，焊接时通过焊缝自动跟踪单元对门框进行焊缝焊接；
步骤（4），当第一机器人9对对应侧的待加工门框铣削完成后，第二机器人14对对应侧的待加工门框焊接完成后，通过三轴数控变位机1控制门框气动夹具单元2旋转180°，第一机器人9对焊接完成的待加工门框进行铣削，第二机器人14对铣削完成的待加工门框进行焊接；
步骤（5），两块待加工门框完成铣削和焊接后，门框气动夹具单元2松开对加工后的门框，第一机器人9在工具缓存台3上更换端拾器，抓取加工后的门框放置到人工打磨区域4，第一机器人9重复步骤（2）进行下一组两块待加工门框的加工；
步骤（6），工人对人工打磨区域4内的加工后的门框，进行人工打磨处理，并传送给质量自动检测单元5；
步骤（7），质量自动检测单元5检测传送来的人工打磨处理后的门框，并传送给产品自动分检单元6；
步骤（8），产品自动分检单元6分类检测后的门框，将合格品放置到合格品运输通道，不合格品放置到不合格品运输通道。
以上显示和描述了本发明的基本原理和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。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种用于轨道车辆门框焊接和铣削的自动生产线，其特征在于：包括工作平台（8），所述工作平台（8）上设有三轴数控变位机（1）、门框气动夹具单元（2）、工具缓存台（3）、人工打磨区域（4）、质量自动检测单元（5）、产品自动分检单元（6）、第一门框存放台（7）、第一机器人（9）、第二门框存放台（10）、焊机（13）和第二机器人（14），
所述门框气动夹具单元（2）为两组，分别设置三轴数控变位机（1）上，所述三轴数控变位机（1）控制两组门框气动夹具单元（2）实现翻转，各门框气动夹具单元（2）用于固定待加工门框；
所述工具缓存台（3）用于放置端拾器、铣削头；
所述第一门框存放台（7）、第二门框存放台（10）用于放置待加工门框；
所述第一机器人（9）位于三轴数控变位机（1）的一侧，通过安装端拾器，抓取待加工门框放置到门框气动夹具单元（2）上，再通过安装铣削头铣削固定在门框气动夹具单元（2）上的待加工门框；
所述第二机器人（14）位于三轴数控变位机（1）的另一侧，用于焊接待加工门框；
所述人工打磨区域（4）用于放置加工后的门框，并进行人工打磨处理；
所述质量自动检测单元（5）位于人工打磨区域（4）的后端，用于检测人工打磨处理后的门框；
所述产品自动分检单元（6）位于质量自动检测单元（5）的后端，用于分类检测后的门框，包括合格品运输通道、不合格品运输通道；
所述焊机（13）与第二机器人（14）相连接，用于控制第二机器人（14）进行焊接。
2.根据权利要求1所述的一种用于轨道车辆门框焊接和铣削的自动生产线，其特征在于：还包括控制箱（11）和供电单元（12），所述控制箱（11）分别与三轴数控变位机（1）、门框气动夹具单元（2）、质量自动检测单元（5）、产品自动分检单元（6）、第一机器人（9）、焊机（13）和第二机器人（14）相连接；所述供电单元（12）用于给自动生产线提供工作电源。
3.根据权利要求1所述的一种用于轨道车辆门框焊接和铣削的自动生产线，其特征在于：还包括安全防护护栏（15），所述安全防护护栏（15）设置在工作平台（8）的周圈。
4.根据权利要求1所述的一种用于轨道车辆门框焊接和铣削的自动生产线，其特征在于：所述第二机器人（14）包括焊接单元和焊缝自动跟踪单元。
5.根据权利要求1所述的一种用于轨道车辆门框焊接和铣削的自动生产线，其特征在于：所述第一机器人（9）包括上下料单元、铣削机单元、铣削自动检测单元、铣削自动补偿单元。
6.根据权利要求1所述的一种用于轨道车辆门框焊接和铣削的自动生产线，其特征在于：所述第一门框存放台（7）、第二门框存放台（10）均为可移动式拼装而成的存放台。
7.基于权利要求1所述的一种用于轨道车辆门框焊接和铣削的自动生产线的方法，其特征在于：包括以下步骤，
步骤（1），将待加工门框的码放在第一门框存放台（7）、第二门框存放台（10），并将第一门框存放台（7）、第二门框存放台（10）在工作平台（8）上定位；
步骤（2），第一机器人（9）在工具缓存台（3）上安装端拾器，并通过端拾器抓取待加工门框，并将待加工门框运送到一组门框气动夹具单元（2）上，控制门框气动夹具单元（2）对待加工门框固定，通过三轴数控变位机（1）控制门框气动夹具单元（2）旋转180°，重复操作，将另一待加工门框运送到另一组门框气动夹具单元（2）上，控制门框气动夹具单元（2）对待加工门框固定；
步骤（3），对于位于第一机器人（9）一侧的门框气动夹具单元（2）上的待加工门框，第一机器人（9）在工具缓存台（3）上更换安装铣削头，并通过铣削机单元、铣削自动检测单元、铣削自动补偿单元对待加工门框进行铣削；对于位于第二机器人（14）一侧的门框气动夹具单元（2）上的待加工门框，第二机器人（14）通过焊接单元进行焊接，焊接时通过焊缝自动跟踪单元对门框进行焊缝焊接；
步骤（4），当第一机器人（9）对对应侧的待加工门框铣削完成后，第二机器人（14）对对应侧的待加工门框焊接完成后，通过三轴数控变位机（1）控制门框气动夹具单元（2）旋转180°，第一机器人（9）对焊接完成的待加工门框进行铣削，第二机器人（14）对铣削完成的待加工门框进行焊接；
步骤（5），两块待加工门框完成铣削和焊接后，门框气动夹具单元（2）松开对加工后的门框，第一机器人（9）在工具缓存台（3）上更换端拾器，抓取加工后的门框放置到人工打磨区域（4），第一机器人（9）重复步骤（2）进行下一组两块待加工门框的加工；
步骤（6），工人对人工打磨区域（4）内的加工后的门框，进行人工打磨处理，并传送给质量自动检测单元（5）；
步骤（7），质量自动检测单元（5）检测传送来的人工打磨处理后的门框，并传送给产品自动分检单元（6）；
步骤（8），产品自动分检单元（6）分类检测后的门框，将合格品放置到合格品运输通道，不合格品放置到不合格品运输通道。
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