CN105290615B - 激光拼焊生产线 - Google Patents

Abstract

一种激光拼焊生产线，包括上料区、搬运区、焊接区和下料区；搬运区内设有转换台和上料机械手，上料机械手包括吸盘抓手和旋转平台，上料机械手与控制箱连接，通过控制箱控制上料机械手停止后，上料机械手的吸盘抓手自动复位到转换台的上方；进出门上设有与上料机械手联动的安全连锁装置，其包括设置在进出门门框上的开关插座、设置在进出门上对应开关插座的锁环和与开关插座配合的开关插头，开关插头穿过锁环插入所述开关插座后形成断开的开关回路，开关插头脱离开关插座后开关回路导通，开关回路上设有控制器，控制器控制上料机械手将吸盘抓手上的钢板在转换台上放下。自动化生产并且生产过程更安全。

Description

激光拼焊生产线

技术领域

本发明涉及激光拼焊技术，尤其是一种激光拼焊生产线。

背景技术

激光拼焊板已广泛应用于汽车制造业，采用激光拼焊板工艺不仅能够降低整车的制造成本、物流成本、整车重量、装配公差、油耗和废品率，而且可以减少外围加强件数量，简化装配步骤，同时使车辆的碰撞能力、冲压成型率和抗腐能力提高。现有的激光拼焊技术一般是采用半自动方式进行生产，激光拼焊各个环节中的设备之间相互独立，钢板每完成激光拼焊的一个工序，均需要依靠人工将其搬运到下一道工序进行加工，这种半自动的激光拼焊技术耗费大量人力，而且生产效率低，难以形成大规模生产。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种激光拼焊生产线，能够释放人力资源，而且生产效率高，安全可靠。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种激光拼焊生产线，该生产线包括控制室和生产区，所述生产区由护栏围闭，护栏上设有进出生产区的进出门；所述生产区内包括上料区、搬运区、焊接区和下料区；

所述上料区内设有并排设置的第一上料台和第二上料台，第一上料台和第二上料台分别放置不同的钢板，所述第一上料台一侧设有第一上料轨道，所述第二上料台一侧设有第二上料轨道，第一上料轨道和第二上料轨道的一端穿过所述护栏伸出到生产区外；

所述搬运区内设有转换台和上料机械手，所述上料机械手包括吸盘抓手和旋转平台，所述上料机械手与控制箱连接，通过控制箱控制上料机械手停止后，上料机械手的吸盘抓手自动复位到转换台的上方；

所述进出门上设有与所述上料机械手联动的安全连锁装置，其包括设置在进出门门框上的开关插座、设置在进出门上对应所述开关插座的锁环和与所述开关插座配合的开关插头，开关插头穿过所述锁环插入所述开关插座后形成断开的开关回路，开关插头脱离开关插座后开关回路导通，所述开关回路上设有控制器，所述控制器控制上料机械手将吸盘抓手上的钢板在转换台上放下；

所述焊接区内设有焊接夹具和激光焊接设备，所述焊接夹具包括激光焊接平台和位于激光焊接平台两侧的第一钢板固定装置和第二钢板固定装置；所述激光焊接平台包括左、右两块焊接夹板和冷却系统，所述焊接夹板为一块整体钢板，所述焊接夹板内设有若干水通道，冷却系统通过水管与所述焊接夹板内的水通道连接形成冷却循环回路，工作时，水通道内通过冷却水；所述激光焊接设备包括激光发生器、激光焊接头和吸尘装置，所述吸尘装置包括吸尘口和抽风设备，抽风设备通过吸风管与吸尘口连接，所述吸尘口呈三角形，其包括设置在激光焊接头两侧的挡板；

所述下料区内设有成品放置台、下料机械手、超声检测器和嫌疑品放置台；下料机械手将产品从焊接区取出后，输送至超声检测器进行检测，合格产品搬运到成品放置台，不良产品放置在嫌疑品放置台。

本发明工作原理：将钢板物料放置在上料台上，利用上料机械手将钢板物料搬运到焊接夹具上进行固定；确保两块钢板对接准确后，利用激光焊接设备沿焊缝进行焊接；焊接完成后，下料机械手将产品取出，并通过检测后对产品进行输出，以完成这个激光拼焊的自动化生产。在自动化生产中，本发明进行生产安全和产品质量的改造：对上料机械手的作业完全性进行改造，使操作人在进入生产区时，能够排除上料机械手的意外动作而伤害到人；对焊接平台散热进行改造，将传统的空气自然散热改成水冷散热，散热效果显著，防止热膨胀造成板材拼合间隙过大；对吸尘口进行改造，根据激光头焊接轨迹，把吸尘口改造成单一个三角型吸尘口，同时使用两片挡板挡住焊接灰尘飞溅，形成气流，使吸尘效果大大增加。

作为改进，所述开关插座内设有与开关回路接通的常闭触头，所述开关插头插入所述开关插座内后与所述常闭触头相抵。

作为改进，所述成品放置平台与180°翻转装置对接，产品放置平台上的产品通过180°翻转装置进行翻转后输出。

作为改进，所述吸盘抓手包括两根平行设置的纵梁、若干与所述纵梁垂直设置的横梁和若干设置在所述横梁上的吸盘组件，吸盘组件在横梁上的分布形成工作区；所述纵梁上设有第一滑槽，所述横梁上设有与所述第一滑槽配合的第一滑块，横梁能够在纵梁上移动；所述横梁上设有第二滑槽，所述吸盘组件包括吸盘、与所述第二滑槽配合的第二滑块和用于锁紧第二滑块的锁紧机构，吸盘组件能在横梁上移动；通过横梁的纵向移动和吸盘组件的横向移动改变工作区的大小。

作为改进，所述激光发生器为半导体激光发生器。

本发明与现有技术相比所带来的有益效果是：

（1）对上料机械手的作业完全性进行改造，使操作人在进入生产区时，能够排除上料机械手的意外动作而伤害到人；

（2）对焊接平台散热进行改造，将传统的空气自然散热改成水冷散热，散热效果显著，防止热膨胀造成板材拼合间隙过大；

（3）对吸尘口进行改造，根据激光头焊接轨迹，把吸尘口改造成单一个三角型吸尘口，同时使用两片挡板挡住焊接灰尘飞溅，形成气流，使吸尘效果大大增加。

附图说明

图1为本发明设备分布图。

图2为焊接夹具结构示意图。

图3为激光焊接平台端面图。

图4为机械抓手结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种激光拼焊生产线，该生产线包括控制室和生产区。控制室设置在生产区的附近，控制室可通过玻璃隔墙观察生产区的生产情况。所述生产区由护栏9围闭，护栏9上设有进出生产区的进出门，操作人员可通过进出门对设备进行日常维护。所述生产区内包括上料区、搬运区、焊接区和下料区。

如图1所示，所述上料区内设有并排设置的第一上料台1和第二上料台2，第一上料台1和第二上料台2分别放置不同的板材，所述第一上料台1一侧设有第一上料轨道11，所述第二上料台2一侧设有第二上料轨道21。第一上料轨道11和第二上料轨道21的一端穿过所述护栏9伸出到生产区外，操作人员可以将板材在护栏9外通过上料轨道输入护栏9内的上料台上，免除人员进入生产区。

如图1所示，所述搬运区内设有转换台3和上料机械手4，所述上料机械手4包括吸盘抓手和旋转平台，所述上料机械手4与控制箱连接，通过控制箱控制上料机械手4停止后，上料机械手4的吸盘抓手自动复位到转换台3的上方。该种方式不需要清空设备内板材，实现高效率作业，同时确保设备作业通道上没有板材，保证操作员的安全。如图4所示，所述吸盘抓手包括两根平行设置的纵梁41、若干与所述纵梁41垂直设置的横梁42和若干设置在所述横梁42上的吸盘组件43，吸盘组件43在横梁42上的分布形成工作区；所述纵梁41上设有第一滑槽，所述横梁42上设有与所述第一滑槽配合的第一滑块，横梁42能够在纵梁41上移动；所述横梁42上设有第二滑槽，所述吸盘组件43包括吸盘、与所述第二滑槽配合的第二滑块和用于锁紧第二滑块的锁紧机构，吸盘组件43能在横梁42上移动；通过横梁42的纵向移动和吸盘组件43的横向移动改变工作区的大小。

所述进出门上设有与所述上料机械手4联动的安全连锁装置，其包括设置在进出门门框上的开关插座、设置在进出门上对应所述开关插座的锁环和与所述开关插座配合的开关插头。开关插头穿过所述锁环插入所述开关插座后形成断开的开关回路，开关插头脱离开关插座后开关回路导通；所述开关插座内设有与开关回路接通的常闭触头，所述开关插头插入所述开关插座内后与所述常闭触头相抵；所述开关回路上设有控制器，所述控制器控制上料机械手4将吸盘抓手上的板材在转换台3上放下，保证操作员的安全。

所述焊接区内设有焊接夹具和激光焊接设备。如图2所示，所述焊接夹具包括激光焊接平台53和位于激光焊接平台53两侧的第一钢板固定装置51和第二钢板固定装置52。如图3所示，所述激光焊接平台53包括左、右两块焊接夹板531、532和冷却系统，所述焊接夹板为一块整体板材，所述焊接夹板内设有若干水通道533，冷却系统通过水管与所述焊接夹板内的水通道连接形成冷却循环回路，工作时，水通道内通过冷却水。所述激光焊接设备包括激光发生器、激光焊接头和吸尘装置；所述吸尘装置包括吸尘口和抽风设备，抽风设备通过吸风管与吸尘口连接，所述吸尘口呈三角形，其包括设置在激光焊接头两侧的挡板。激光拼焊主要生产大板，焊接长度较长，连续焊接产生灰尘较大；原吸尘口使用两片吸尘口设计，因焊接速度不快慢不一，造成灰尘吸不干净，影响产品质量和设备故障率增加；本发明根据激光头焊接轨迹，把吸尘口改造成单一个三角型吸尘口，同时使用两片挡板挡住焊接灰尘飞溅，形成气流，使吸尘效果大大增加。所述激光发生器为半导体激光发生器，淘汰功率低能耗高的旧款灯管激光器，集成新型功率大能耗低的半导体激光器。改造后激光器总用电功率由225KW降低到35.4KW，每年可节约用电量140.2万KWh，按目前平均电价0.95元/ KWh计算，每年可节约电费133.1万元，激光器设备能耗下降84.3%；焊接架与夹具之间来回切换完成焊接工作，因本体结构板材单薄，两者之间的间隙较小，容易出现碰撞，造成设备故障，改善点：增加缓冲器减少夹具撞击力度，改变上夹具尺寸，增大两者之间间隙，使该部位出现故障的几率为零。

如图1所示，所述下料区内设有成品放置台6、下料机械手10、超声检测器7和嫌疑品放置台8；下料机械手10将产品从焊接区取出后，输送至超声检测器7进行检测，合格产品搬运到成品放置台6，不良产品放置在嫌疑品放置台8。所述成品放置平台6通过下料轨道61与180°翻转装置对接，产品放置平台上的产品通过180°翻转装置进行翻转后输出。

本发明工作原理：将板材物料放置在上料台上，利用上料机械手4将板材物料搬运到焊接夹具上进行固定；确保两块板材对接准确后，利用激光焊接设备沿焊缝进行焊接；焊接完成后，下料机械手10将产品取出，并通过检测后对产品进行输出，以完成这个激光拼焊的自动化生产。在自动化生产中，本发明进行生产安全和产品质量的改造：对上料机械手4的作业完全性进行改造，使操作人在进入生产区时，能够排除上料机械手4的意外动作而伤害到人；对焊接平台散热进行改造，将传统的空气自然散热改成水冷散热，散热效果显著，防止热膨胀造成板材拼合间隙过大；对吸尘口进行改造，根据激光头焊接轨迹，把吸尘口改造成单一个三角型吸尘口，同时使用两片挡板挡住焊接灰尘飞溅，形成气流，使吸尘效果大大增加。

Claims (5)

1.一种激光拼焊生产线，其特征在于：该生产线包括控制室和生产区，所述生产区由护栏围闭，护栏上设有进出生产区的进出门；所述生产区内包括上料区、搬运区、焊接区和下料区；

所述上料区内设有并排设置的第一上料台和第二上料台，第一上料台和第二上料台分别放置不同的钢板，所述第一上料台一侧设有第一上料轨道，所述第二上料台一侧设有第二上料轨道，第一上料轨道和第二上料轨道的一端穿过所述护栏伸出到生产区外；

所述搬运区内设有转换台和上料机械手，所述上料机械手包括吸盘抓手和旋转平台，所述上料机械手与控制箱连接，通过控制箱控制上料机械手停止后，上料机械手的吸盘抓手自动复位到转换台的上方；

所述进出门上设有与所述上料机械手联动的安全连锁装置，其包括设置在进出门门框上的开关插座、设置在进出门上对应所述开关插座的锁环和与所述开关插座配合的开关插头，开关插头穿过所述锁环插入所述开关插座后形成断开的开关回路，开关插头脱离开关插座后开关回路导通，所述开关回路上设有控制器，所述控制器控制上料机械手将吸盘抓手上的钢板在转换台上放下；

所述焊接区内设有焊接夹具和激光焊接设备，所述焊接夹具包括激光焊接平台和位于激光焊接平台两侧的第一钢板固定装置和第二钢板固定装置；所述激光焊接平台包括左、右两块焊接夹板和冷却系统，所述焊接夹板为一块整体钢板，所述焊接夹板内设有若干水通道，冷却系统通过水管与所述焊接夹板内的水通道连接形成冷却循环回路，工作时，水通道内通过冷却水；所述激光焊接设备包括激光发生器、激光焊接头和吸尘装置，所述吸尘装置包括吸尘口和抽风设备，抽风设备通过吸风管与吸尘口连接，所述吸尘口呈三角形，其包括设置在激光焊接头两侧的挡板；

所述下料区内设有成品放置台、下料机械手、超声检测器和嫌疑品放置台；下料机械手将产品从焊接区取出后，输送至超声检测器进行检测，合格产品搬运到成品放置台，不良产品放置在嫌疑品放置台。

2.根据权利要求 1 所述的激光拼焊生产线，其特征在于：所述开关插座内设有与开关回路接通的常闭触头，所述开关插头插入所述开关插座内后与所述常闭触头相抵。

3.根据权利要求 1 所述的激光拼焊生产线，其特征在于：所述成品放置平台与 180 °翻转装置对接，产品放置平台上的产品通过 180 °翻转装置进行翻转后输出。

4.根据权利要求 1 所述的激光拼焊生产线，其特征在于：所述吸盘抓手包括两根平行设置的纵梁、若干与所述纵梁垂直设置的横梁和若干设置在所述横梁上的吸盘组件，吸盘组件在横梁上的分布形成工作区；所述纵梁上设有第一滑槽，所述横梁上设有与所述第一滑槽配合的第一滑块，横梁能够在纵梁上移动；所述横梁上设有第二滑槽，所述吸盘组件包括吸盘、与所述第二滑槽配合的第二滑块和用于锁紧第二滑块的锁紧机构，吸盘组件能在横梁上移动；通过横梁的纵向移动和吸盘组件的横向移动改变工作区的大小。

5.根据权利要求 1 所述的激光拼焊生产线，其特征在于：所述激光发生器为半导体激光发生器。