CN106735723A - 集装箱门板生产系统 - Google Patents

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CN106735723A CN201510833718.3A CN201510833718A CN106735723A CN 106735723 A CN106735723 A CN 106735723A CN 201510833718 A CN201510833718 A CN 201510833718A CN 106735723 A CN106735723 A CN 106735723A
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陆宏文
张科
相顺强
刘俊
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Abstract

本发明提供了一种集装箱门板生产系统，集装箱门板包括门横梁、门竖梁及门板，集装箱门板生产系统包括：门扇组焊台、门竖梁自动上料系统、机器人焊接系统以及纵缝焊系统。门扇组焊台用于组装；门竖梁自动上料系统设置在门扇组焊台的上游，门竖梁自动上料系统用于将门竖梁逐个运送至门扇组焊台；机器人焊接系统设置在门扇组焊台的下游，机器人焊接系统包括焊枪，用于对门横梁焊接；纵缝焊系统设置在机器人焊接系统的下游，纵缝焊系统包括纵缝焊翻转台和设置在纵缝焊翻转台侧面的激光跟踪焊接小车，用于对门竖梁焊接。根据本发明的集装箱门板生产系统，实现了生产自动化，减少对人力资源的浪费，提高了生产效率。

Description

集装箱门板生产系统
技术领域
本发明涉及机械制造领域，尤其涉及一种集装箱门板生产系统。
背景技术
自动化已成为一种保障产品质量降本增效的趋势，现有的集装箱门板生产系统设备工装相对陈旧，主要存在以下问题:1.除了门板自动上料外，其余台位均采用手工输送以及手动作业，自动化程度低。2.门竖梁上料及焊门竖梁封板同门扇装点台在同一工位，作业集中，出现生产瓶颈；3.门横梁凹槽及门竖梁封板焊接采用手工焊接，费时费力；4.门板波纹焊采用手工调节焊，自动化程度低，作业环境差，台位无反变形机构，焊后变形较大；5.生产工艺不合理，用人多；工人劳动强度大，生产效率相对较低。整线已经处于行业较落后状态。
发明内容
在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
为了解决上述问题，本发明提供了一种集装箱门板生产系统，所述集装箱门板包括门横梁、门竖梁及门板，其特征在于，所述集装箱门板生产系统包括：
门扇组焊台，所述门扇组焊台用于对所述根门横梁、所述门竖梁及所述门板进行点焊组装；
门竖梁自动上料系统，所述门竖梁自动上料系统设置在所述门扇组焊台的上游，所述门竖梁自动上料系统用于将所述门竖梁逐个运送至所述门扇组焊台；
机器人焊接系统，所述机器人焊接系统设置在所述门扇组焊台的下游，所述机器人焊接系统包括焊枪，用于对所述门横梁与所述门竖梁之间的箱内侧的焊接；以及
纵缝焊系统，所述纵缝焊系统设置在所述机器人焊接系统的下游，所述纵缝焊系统包括纵缝焊翻转台和设置在所述纵缝焊翻转台侧面的激光跟踪焊接小车，用于对所述门竖梁与所述门板之间的焊接。
可选地，所述门竖梁自动上料系统包括：
上料架；
吸料机构，所述吸料机构设置在所述上料架上，并相对于所述上料架可移动，所述吸料机构的底端设置有用于吸接所述门竖梁的吸料装置；
料堆运输小车，所述料堆运输小车构造为可移动，以将所述门竖梁从存料位置运送至所述上料架的下方；以及
门竖梁输送台，所述门竖梁输送台用于从所述吸料机构上接收所述门竖梁，并将所述门竖梁运送至所述门扇组焊台。
可选地，所述机器人焊接系统包括：
焊接台架；
输送机构，所述输送机构设置在所述焊接台架的下方，以从上一工位接收所述门板并将所述门板运送至下一工位；
定位机构，所述定位机构设置在所述焊接台架的下部，以对所述门板支撑并定位；以及
机器人，所述机器人设置在所述焊接台架上，所述焊枪设置在所述机器人，用于焊接。
可选地，所述定位机构包括：
支撑件，所述支撑件设置在所述焊接台架上，以在竖直方向上支撑所述门板；
纵向定位组件，所述纵向定位组件在所述门板的长度方向上对所述门板进行定位；以及
侧向定位组件，所述侧向定位组件在所述门板的宽度方向上对所述门板进行定位。
可选地，所述机器人焊接系统包括升降装置，所述升降装置用于使所述门板在焊接位置和运输位置之间可移动，所述门板在所述焊接位置时，所述机器人对所述门板焊接，所述门板在所述运输位置时，所述门板经由所述运输系统被运送至下一工位。
可选地，所述升降装置包括举升气缸以及与所述举升气缸连接的升降连接杆。
可选地，所述纵缝焊系统还包括焊接小车移动轨道，所述焊接小车移动轨道设置在所述纵缝焊翻转台的侧面，所述激光跟踪焊接小车设置在所述焊接小车移动轨道上并沿所述焊接小车移动轨道可移动，所述纵缝焊翻转台构造为可翻转，以使所述门板朝向所述激光跟踪焊接小车可翻转，所述激光跟踪焊接小车沿所述焊接小车移动轨道焊接所述门板。
可选地，包括至少两套所述纵缝焊系统。
可选地，还包括门板U型自动焊台位，其设置在所述机器人焊接系统的下游，且设置在所述纵缝焊系统的上游，用于所述门横梁和所述门竖梁之间的箱外侧的焊接以及所述门板和所述门横梁之间的焊接。
可选地，还包括门竖梁凹波补焊台、正面清理及翻转台、反面清理台、校平台、门板存放台中的至少一个。
根据本发明的集装箱门板生产系统，包括门扇组焊台、门竖梁自动上料系统、机器人焊接系统以及纵缝焊系统，可实现不同规格门板的混线通用生产，且使得焊接无人化、实现门竖梁的自动上料。对集装箱门板生产系统各工位自动化联动控制并使得工位数最少化，最大限度减少用人，减少对人力资源的浪费，提高了生产效率。
附图说明
本发明实施方式的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施方式及其描述，用来解释本发明的原理。在附图中，
图1为根据本发明的集装箱门板生产系统的一种实施方式的正视示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为根据本发明的集装箱门板生产系统的门竖梁自动上料系统的侧视图；
图4为图3所示的门竖梁自动上料系统的正视图；
图5为根据本发明的一种机器人焊接系统的正视图；
图6为图5所示的机器人焊接系统的侧视图；
图7为图5所示的机器人焊接系统的俯视图；
图8为沿图5中的线A-A所截的截面图；
图9为沿图5中的线B-B所截的截面图；
图10为沿图7中的线C-C所截的截面图；
图11为根据本发明的一种纵缝焊系统的俯视图；以及
图12为图11所示纵缝焊系统的侧视图。
附图标记说明：
10、 门竖梁自动上料装置 11、 料堆运输小车
12、 门竖梁输送台 13、 吸料机构
14、 上料架 15、 门竖梁
131、 吸盘 20、 门扇组装台换料区
30、 门扇组焊台 40、 机器人焊接系统
41、 焊接台架 42、 链条输送组件
43、 水平定位支撑件 44、 活动侧气缸挡轮组件
441、 气缸 442、 侧向挡轮
45、 固定侧气缸挡轮组件 46、 升降连接杆
47、 举升气缸 48、 横向定位支撑件
49、 纵向定位件 410、 电机
411、 机器人 412、 门框组件
413、 机器人安装座 414、 纵向拉紧组件
50、 翻转台位 60、 门板U型自动焊台位
70、 纵缝焊系统 71、 纵缝焊翻转台
72、 焊接小车移动轨道 73、 激光跟踪焊接小车
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明实施方式可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明实施方式发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了彻底了解本发明实施方式，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本发明实施方式的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施方式详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
参考图1和图2，本发明提供了一种集装箱门板生产系统，用于将两根门横梁、两根门竖梁15及一张门板进行点焊组装为集装箱门板。本发明的集装箱门板生产系统至少包括门扇组焊台30、门竖梁自动上料系统10、机器人焊接系统40以及纵缝焊系统70。
具体地，集装箱门板生产系统在门扇组焊台30上对两根门横梁、两根门竖梁15及一张门板进行组装焊接。门竖梁自动上料系统10设置在门扇组焊台30的上游，且门竖梁自动上料系统10用于将单根门竖梁15逐个运送至门扇组焊台30。机器人焊接系统40设置在门扇组焊台30的下游，机器人焊接系统40包括焊枪，用于对门横梁上的反面凹槽以及门竖梁15封板进行焊接，换句话说，对门横梁与门竖梁15之间的箱内侧进行焊接。纵缝焊系统70设置在机器人焊接系统40的下游，纵缝焊系统70包括纵缝焊翻转台71和设置在纵缝焊翻转台71侧面的激光跟踪焊接小车73，用于对门竖梁15与所述门板之间的焊接。
根据本发明的集装箱门板生产系统，包括门扇组焊台30、门竖梁自动上料系统10、机器人焊接系统40以及纵缝焊系统70，可实现不同规格门板的混线通用生产，且使得焊接无人化、实现门竖梁15的自动上料。对集装箱门板生产系统各工位自动化联动控制并使得工位数最少化，最大限度减少用人，减少对人力资源的浪费，提高了生产效率。
如图1和图2所示，除了上述的门扇组焊台30、门竖梁自动上料系统10、机器人焊接系统40以及纵缝焊系统70之外，本发明的集装箱门板生产系统还可包括门板U型自动焊台位60，其设置在机器人焊接系统的下游，且设置在纵缝焊系统的上游，用于门横梁和门竖梁之间的箱外侧的焊接以及门板和门横梁之间的焊接。
更进一步地，集装箱门板生产系统还可包括门扇组装台换料区20、翻转台位50、门竖梁凹波补焊台(未图示)、正面清理及翻转台(未图示)、反面清理台(未图示)、校平台(未图示)、门板存放台(未图示)等。
现将结合图3和图4描述门竖梁自动上料系统10，如图所示，门竖梁自动上料系统10可包括上料架14、吸料机构13、料堆运输小车11以及门竖梁15输送台12。
上料架14可由诸如钢的硬质材料制成，其具有数根支撑梁以及连接在支撑梁顶部的横梁。吸料机构13设置在上料架14上，例如设置在横梁上，并相对于上料架14可移动，吸料机构13的底端设置有用于诸如电磁铁或吸盘131等的吸接门竖梁15的吸料装置。
料堆运输小车11构造为可移动，料堆运输小车11可将门竖梁15从存料位置运送至上料架14的下方。门竖梁15输送台12用于从吸料机构13上接收门竖梁15，并将门竖梁15运送至门扇组焊台30。
门竖梁自动上料系统10的具体工作过程为：承载着多根堆码在一起的门竖梁15的料堆运输小车11从存料位置移动至门竖梁15上料架14下。随后吸料机构13向下移动，并通过诸如电磁吸盘131和气缸的配合吸接单根门坚梁。在伺服电机的带动下，吸料机构13可移动至门坚梁输送台的上方，然后吸料机构13将门竖梁15放置在门竖梁15输送台12上。在一个实施方式中，可在上料架14上设置轨道，吸料机构13与轨道连接，以使得吸料机构13可以沿轨道移动。
门竖梁15输送台12可将单根的门坚梁逐个输送至门扇组焊台30，由此完成门竖梁15的自动上料工作。此后，被运送至门板组焊台的门竖梁15，将与横梁以及门板(波纹板)进行组装成门框组件412。
现请参考图5，机器人焊接系统40可包括：焊接台架41、输送机构、定位机构以及机器人411。机器人焊接系统40设置在门扇组焊台30的下游。
相似地，焊接台架41可由诸如钢的硬质材料制成，其具有数根支撑梁以及连接在支撑梁顶部的横梁。诸如链条输送组件42的输送机构设置在焊接台架41的下方，并可从诸如门扇组焊台30的设备上接收门框组件412，且输送机构可将焊接好的门框组件412输送至下一工位。
参考图6，机器人411设置在焊接台架41上，例如，焊接台架41上设置有机器人安装座43，机器人411安装在机器人安装座43上。焊枪设置在机器人411上，用于对诸如门横梁的反面凹槽及封板进行自动焊接。
此外，机器人焊接系统40还可包括升降装置，升降装置用于使门框组件412在焊接位置和运输位置之间可移动，机器人411在焊接位置对门框组件412焊接，在运输位置的门框组件412可经由运输系统被运送至下一工位。
参考图10，在图示实施方式中，升降装置可包括举升气缸47以及与举升气缸47连接的升降连接杆46。当然，本领域技术人员应当知道，升降装置也可以为其它构造的设备。门框从门扇组焊台30经由诸如链条输送组件42的输送设备输送到机器人焊接系统40，链条输送组件42输送时的高度高于门框组件412的焊接高度，因此，当门框输送到位后，举升气缸47通过升降连接杆46使门框降至焊接工作高度，即通过举升气缸47下降使链条输送组件42降低至焊接高度，此时可对门框组件412定位。
定位机构设置在焊接台架41下，以对门框组件412定位。具体地，在图示实施方式中，参考图7至图10，机器人焊接系统40的定位机构可包括：定位支撑组件、侧向定位组件以及纵向定位组件。
在图示实施方式中，定位支撑组件、侧向定位组件以及纵向定位组件共同作用以使得门框组件412定位。具体地，定位支撑组件可包括水平定位支撑件43和横向定位支撑件48。侧向定位组件可包括活动侧气缸挡轮组件44和固定侧气缸组件45。纵向定位组件可包括纵向定位件49以及纵向拉紧组件414。
参考图8水平定位支撑件43和横向定位支撑件48固定地设置在焊接台架41的支撑梁上。例如，水平定位支撑件43设置在支撑梁上，而横向定位支撑件48可设置在水平定位支撑件43上。
参考图9，活动侧气缸挡轮组件44和固定侧气缸组件45相对地设置，
活动侧气缸挡轮组件44包括气缸441与气缸441连接的侧向挡轮442。通过气缸441的伸缩运动可带动侧向挡轮442朝向固定侧气缸组件45一侧移动，从而侧向挡轮442带动门框组件412朝向固定侧气缸组件45一侧移动，并与固定侧气缸组件45一起夹紧门框组件412。固定侧气缸挡轮组件44通过气缸441的伸缩带动侧向挡轮442作为定位基准，实现门框组件412的侧向定位。
参考图7，相似地，纵向定位件49和纵向拉紧组件414相对地设置，纵向定位件49作为定位基准，其固定地设置在焊接台架41上，纵向拉紧组件414可通过气缸的收缩带动门框组件412往纵向定位件49的一侧移动，实现纵向定位。
机器人411可采用摆弧技术，模拟手工动作，对门横梁反面凹槽及封板进行自动焊接，焊接完成后通过举升气缸47及升降连接杆46使门框组件412升至输送高度，并通过电机410及链条输送组件42的作用下往下一台位进行输送。
本领域技术人员应当知道，机器人411可采用三边测量技术解决门框组件412定位精度问题，即通过工件的三边测量确定工件与机器人411的相对位置，相关参数通过三边测量导航系统中的发射器传送到机器人411的接收机后进行定位定姿并模拟手工动作，成功解决组焊缝隙问题，保证了焊接质量稳定可靠。
参考图11和图12，设置在机器人焊接系统40下游的纵缝焊系统70可包括：纵缝焊翻转台71、焊接小车移动轨道72以及激光跟踪焊接小车73。焊接小车移动轨道72设置在纵缝焊翻转台71的侧面，其可与纵缝焊翻转台71平行且间隔设置。激光跟踪焊接小车73设置在焊接小车移动轨道72上并沿焊接小车移动轨道72可移动，纵缝焊翻转台71构造为可翻转，以使门框组件412朝向激光跟踪焊接小车73可翻转，激光跟踪焊接小车沿焊接小车移动轨道72焊接门框组件412。
在图示实施方式中，设置有两套对称布置的纵缝焊系统70组成，两套设备对称但结构相同。
纵缝焊系统70具体工作过程为:门框组件412通过诸如链条输送机的自动输送设备(未示出)进入纵缝焊翻转台71。门框组件412在纵缝焊翻转台71的气缸的作用下朝向激光跟踪焊接小车73的一侧翻转，激光跟踪焊接小车利用激光跟踪功能及焊枪摆弧技术，沿焊接小车移动轨道72进行移动进行焊接。
具体地，激光跟踪焊接小车上可安装有红外线激光发射器及接收器，利用激光的单色性和相干性好、方向性强等特点，可实现高精度的计量和检测，由此保证移动的准确性，并通过对焊枪距离及角度的调整，保证工作距离，从而可实现跟踪功能。这样，可有效解决解决δ1.1mm高强薄板(53’集装箱)及常规2.0mm门板(其他集装箱箱型)的纵缝混合焊接的问题，实现不同规格门板的混线通用生产，大大减少了转产时间。
本发明已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施方式范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施方式，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。

Claims (10)

1.一种集装箱门板生产系统，所述集装箱门板包括门横梁、门竖梁及门板，其特征在于，所述集装箱门板生产系统包括：
门扇组焊台，所述门扇组焊台用于对所述门横梁、所述门竖梁及所述门板进行点焊组装；
门竖梁自动上料系统，所述门竖梁自动上料系统设置在所述门扇组焊台的上游，所述门竖梁自动上料系统用于将所述门竖梁逐个运送至所述门扇组焊台；
机器人焊接系统，所述机器人焊接系统设置在所述门扇组焊台的下游，所述机器人焊接系统包括焊枪，用于对所述门横梁与所述门竖梁之间的箱内侧的焊接；以及
纵缝焊系统，所述纵缝焊系统设置在所述机器人焊接系统的下游，所述纵缝焊系统包括纵缝焊翻转台和设置在所述纵缝焊翻转台侧面的激光跟踪焊接小车，用于对所述门竖梁与所述门板之间的焊接。
2.根据权利要求1所述的集装箱门板生产系统，其特征在于，所述门竖梁自动上料系统包括：
上料架；
吸料机构，所述吸料机构设置在所述上料架上，并相对于所述上料架可移动，所述吸料机构的底端设置有用于吸接所述门竖梁的吸料装置；
料堆运输小车，所述料堆运输小车构造为可移动，以将所述门竖梁从存料位置运送至所述上料架的下方；以及
门竖梁输送台，所述门竖梁输送台用于从所述吸料机构上接收所述门竖梁，并将所述门竖梁运送至所述门扇组焊台。
3.根据权利要求1所述的集装箱门板生产系统，其特征在于，所述机器人焊接系统包括：
焊接台架；
输送机构，所述输送机构设置在所述焊接台架的下方，以从上一工位接收所述门板并将所述门板运送至下一工位；
定位机构，所述定位机构设置在所述焊接台架的下部，以对所述门板支撑并定位；以及
机器人，所述机器人设置在所述焊接台架上，所述焊枪设置在所述机器人，用于焊接。
4.根据权利要求3所述的集装箱门板生产系统，其特征在于，所述定位机构包括：
支撑件，所述支撑件设置在所述焊接台架上，以在竖直方向上支撑所述门板；
纵向定位组件，所述纵向定位组件在所述门板的长度方向上对所述门板进行定位；以及
侧向定位组件，所述侧向定位组件在所述门板的宽度方向上对所述门板进行定位。
5.根据权利要求3所述的集装箱门板生产系统，其特征在于，所述机器人焊接系统包括升降装置，所述升降装置用于使所述门板在焊接位置和运输位置之间可移动，所述门板在所述焊接位置时，所述机器人对所述门板焊接，所述门板在所述运输位置时，所述门板经由所述运输系统被运送至下一工位。
6.根据权利要求5所述的集装箱门板生产系统，其特征在于，所述升降装置包括举升气缸以及与所述举升气缸连接的升降连接杆。
7.根据权利要求1所述的集装箱门板生产系统，其特征在于，所述纵缝焊系统还包括焊接小车移动轨道，所述焊接小车移动轨道设置在所述纵缝焊翻转台的侧面，所述激光跟踪焊接小车设置在所述焊接小车移动轨道上并沿所述焊接小车移动轨道可移动，所述纵缝焊翻转台构造为可翻转，以使所述门板朝向所述激光跟踪焊接小车可翻转，所述激光跟踪焊接小车沿所述焊接小车移动轨道焊接所述门板。
8.根据权利要求7所述的集装箱门板生产系统，其特征在于，包括至少两套所述纵缝焊系统。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的集装箱门板生产系统，其特征在于，还包括门板U型自动焊台位，其设置在所述机器人焊接系统的下游，且设置在所述纵缝焊系统的上游，用于所述门横梁和所述门竖梁之间的箱外侧的焊接以及所述门板和所述门横梁之间的焊接。
10.根据权利要求9所述的集装箱门板生产系统，其特征在于，还包括门竖梁凹波补焊台、正面清理及翻转台、反面清理台、校平台、门板存放台中的至少一个。
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