CN106735987A - 一种拖拉机驾驶室自动化焊接生产线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种拖拉机驾驶室自动化焊接生产线，包括组对工位、缓存工位和焊接工位，其特征在于，还包括两组焊接机器人系统、两组排烟除尘装置、一组安全护栏和控制系统，所述组对工位、缓存工位和焊接工位由左到右呈“一”字排布，所述两套焊接机器人系统安装在焊接工位的两侧，并相对焊接工位的中心位置对称，所述安全护栏包合安装在工位、缓存工位和焊接工位的四周，所述两组排烟除尘装置和控制系统安装在安全护栏的外侧。由于采用了上述技术方案，本发明具有以下有益效果：本发明能大幅提高作业效率，提升产品质量，减少焊接作业对焊接人员的伤害，使焊接作业的环境更加环保。

Description

一种拖拉机驾驶室自动化焊接生产线

技术领域

本发明涉及机械自动化技术领域，具体涉及一种拖拉机驾驶室自动化焊接生产线。

背景技术

目前，机器人技术在国内外已经有很大的应用和普及，机器人自动化生产线在国内外各行各业中也迅猛发展，这也代表未来自动化生产线的发展方向，同时，我国大力发展机器人技术，主攻智能制造，提高自动化程度，也是响应中国制造2025 的强国战略。

我国农机制造行业的自动化程度相对还较低，很多的生产环节仍然是依靠人力，尤其是焊接作业，单纯依靠人力不仅生产效率较低，产品焊接质量也难以保障，传统的手工焊接对操作人员的伤害也较大，焊接产生的烟尘也会对环境产生污染，不够环保，机器人焊接替代人工焊接已是大势所趋。

发明内容

本发明的目的是提供一种拖拉机驾驶室自动化焊接生产线。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种拖拉机驾驶室自动化焊接生产线，包括组对工位、缓存工位和焊接工位，还包括两组焊接机器人系统、两组排烟除尘装置、一组安全护栏和控制系统，所述组对工位、缓存工位和焊接工位由左到右呈“一”字排布，所述两套焊接机器人系统安装在焊接工位的两侧，并相对焊接工位的中心位置对称，所述安全护栏包合安装在工位、缓存工位和焊接工位的四周，所述两组排烟除尘装置和控制系统安装在安全护栏的外侧；

所述组对工位包括组对工装、输入输出机构和中间支撑座，所述组对工装通过中间支撑座活动安装在输入输出机构上，所述输入输出机构包括第一滑块、第一滑轨、第一伺服电机和螺母丝杠，所述两条第一滑轨互相平行，且通过其底部通过多根支撑板连接在一起，在所述两条第一滑轨之间设有一条螺母丝杠，所述该螺母丝杠的头部安装有第一伺服电机，所述第一滑轨与中间支撑座的底部相接处设有第一滑块，所述组对工装位于安全护栏外部；

所述缓存工位由两组升降屏和位于两组升降屏中间的缓存架组成，所述每组升降屏包括升降气缸、上升降屏和下升降屏，所述升降气缸的缸体安装在下升降屏的纵向中线位置，其缸体的上端安装有气缸轴，所述气缸轴的头部与上升降屏上端之间通过支撑横梁连接，所述上升降屏的外侧面位于气缸轴的两侧纵向设有两条相互平行的滑轨，所述下升降屏的内侧面设有两条与滑轨卡合在一起并且能够使滑轨在其中自由滑动的轨道；

所述焊接工位包括单轴双持变位机、焊接工装和吊具，所述单轴双持变位机由U型支架、安装在U型支架两端的两组旋转支撑座和活动安装在两组旋转支撑座之间的中间支撑底座组成，所述焊接工装安装在中间支撑底座上，所述吊具安装在焊接工装的上方，其底部安装在中间支撑底座上；

所述每组焊接机器人系统各包括机器人行走机构、焊接机器人、清枪剪丝装置和公共底板，所述公共底板安装在机器人行走机构上，所述焊接机器人和清枪剪丝装置安装在公共底板上，所述机器人行走机构包括行走底座、第二伺服电机、第二滑块和齿条，所述齿条设在行走底座顶端的一侧，在齿条的下方位于行走底座的某个位置安装有第二伺服电机，所述第二伺服电机的头部通过电机轴安装有齿轮，所述齿轮与齿条相互啮合在一起，所述齿条的上端与公共底板的底部之间安装有第二滑块；

所述每组排烟除尘装置个包括一组排烟除尘箱和一组摆臂工装，所述两组排烟除尘箱安装在安全护栏外侧，所述每组摆臂工装各包括一组回流烟筒、回旋支撑、摆臂、第三伺服电机和集烟罩，所述每组回流烟筒各安装在其对应的排烟除尘箱的顶部，所述每组回流烟筒顶部各安装有一组回旋支撑，所述每组回旋支撑的一侧各纵向安装有一组第三伺服电机，所述每组第三伺服电机的顶部与其对应的回旋支撑的顶部之间各通过一组皮带连接，在每组回旋支撑的顶部各横向焊接有一组内部中空的摆臂，所述两组摆臂中一组位于组对工位上方，另一组位于焊接工位上方，且该两组摆臂的头部底端都安装有一组集烟罩。

进一步地，所述控制系统与组对工位、缓存工位和焊接工位、两组焊接机器人系统及两组排烟除尘装置能有效连接，并形成有效控制。

由于采用了上述技术方案，本发明具有以下有益效果：本发明能大幅提高作业效率，提升产品质量，减少焊接作业对焊接人员的伤害，使焊接作业的环境更加环保。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2 为发明组对工位示意图。

图3 为发明组对工位输入输出机构传动结构示意图。

图4 为发明缓存工位示意图。

图5 为发明焊接工位示意图。

图6 为发明焊接机器人系统示意图。

图7 为发明焊接机器人系统传动结构示意图。

图8为图7中A部分放大示意图。

图9 为发明摆臂工装示意图。

图中：1、组对工位，101、组对工装，102、输入输出机构，102a、第一滑块，102b、第一滑轨，102c、第一伺服电机，102d、螺母丝杠，103、中间支撑座，104、支撑板，2、缓存工位，201、升降屏，201a、升降气缸，201b、上升降屏，201c、下升降屏，201d、气缸轴，201e、支撑横梁，201f、滑轨，201g、轨道，202、缓存架，3、焊接工位，301、单轴双持变位机，301a、U型支架，301b、旋转支撑座，301c、中间支撑底座，302、焊接工装，303、吊具，4、焊接机器人系统，401、机器人行走机构，401a、行走底座，401b、第二伺服电机，401c、第二滑块，401d、齿条，401e、齿轮，402、焊接机器人，403、清枪剪丝装置，404、公共底板，5、排烟除尘装置，501、排烟除尘箱，502、摆臂工装，502a、回流烟筒，502b、回旋支撑，502c、摆臂，502d、第三伺服电机，502e、集烟罩，502f、皮带，6、安全护栏，7、控制系统。

具体实施方式

如图1所示，本发明采用的技术方案为：一种拖拉机驾驶室自动化焊接生产线，包括组对工位1、缓存工位2和焊接工位3，还包括两组焊接机器人系统4、两组排烟除尘装置5、一组安全护栏6和控制系统7，所述组对工位1、缓存工位2和焊接工位3由左到右呈“一”字排布，所述两套焊接机器人系统4安装在焊接工位3的两侧，并相对焊接工位3的中心位置对称，所述安全护栏6包合安装在工位1、缓存工位2和焊接工位3的四周，所述两组排烟除尘装置5和控制系统7安装在安全护栏6的外侧；

如图1-3所示，所述组对工位1包括组对工装101、输入输出机构102和中间支撑座103，所述组对工装101通过中间支撑座103活动安装在输入输出机构102上，所述输入输出机构102包括第一滑块102a、第一滑轨102b、第一伺服电机102c和螺母丝杠102d，所述两条第一滑轨102b互相平行，且通过其底部通过多根支撑板104连接在一起，在所述两条第一滑轨102b之间设有一条螺母丝杠102d，所述该螺母丝杠102d的头部安装有第一伺服电机102c，所述第一滑轨102b与中间支撑座103的底部相接处设有第一滑块102a，所述组对工装101位于安全护栏6外部；

所述缓存工位2由两组升降屏201和位于两组升降屏201中间的缓存架202组成，所述每组升降屏201包括升降气缸201a、上升降屏201b和下升降屏201c，所述升降气缸201a的缸体安装在下升降屏201c的纵向中线位置，其缸体的上端安装有气缸轴201d，所述气缸轴201d的头部与上升降屏201b上端之间通过支撑横梁201e连接，所述上升降屏201b的外侧面位于气缸轴201d的两侧纵向设有两条相互平行的滑轨201f，所述下升降屏201c的内侧面设有两条与滑轨201f卡合在一起并且能够使滑轨201f在其中自由滑动的轨道201g；

如图4和图5所示，所述焊接工位3包括单轴双持变位机301、焊接工装302和吊具303，所述单轴双持变位机301由U型支架301a、安装在U型支架301a两端的两组旋转支撑座301b和活动安装在两组旋转支撑座301b之间的中间支撑底座301c组成，所述焊接工装302安装在中间支撑底座301c上，所述吊具303安装在焊接工装302的上方，其底部安装在中间支撑底座301c上；

如图6-8所示，所述每组焊接机器人系统4各包括机器人行走机构401、焊接机器人402、清枪剪丝装置403和公共底板404，所述公共底板404安装在机器人行走机构401上，所述焊接机器人402和清枪剪丝装置403安装在公共底板404上，所述机器人行走机构401包括行走底座401a、第二伺服电机401b、第二滑块401c和齿条401d，所述齿条401d设在行走底座401a顶端的一侧，在齿条401d的下方位于行走底座401a的某个位置安装有第二伺服电机401b，所述第二伺服电机401b的头部通过电机轴安装有齿轮401e，所述齿轮401e与齿条401d相互啮合在一起，所述齿条401d的上端与公共底板404的底部之间安装有第二滑块401c；

如图1和图9所示，所述每组排烟除尘装置5个包括一组排烟除尘箱501和一组摆臂工装502，所述两组排烟除尘箱501安装在安全护栏6外侧，所述每组摆臂工装502各包括一组回流烟筒502a、回旋支撑502b、摆臂502c、第三伺服电机502d和集烟罩502e，所述每组回流烟筒502a各安装在其对应的排烟除尘箱501的顶部，所述每组回流烟筒502a顶部各安装有一组回旋支撑502b，所述每组回旋支撑502b的一侧各纵向安装有一组第三伺服电机502d，所述每组第三伺服电机502d的顶部与其对应的回旋支撑502b的顶部之间各通过一组皮带502f连接，在每组回旋支撑502b的顶部各横向焊接有一组内部中空的摆臂502c，所述两组摆臂502c中一组位于组对工位1上方，另一组位于焊接工位3上方，且该两组摆臂502c的头部底端都安装有一组集烟罩502e。

如图1所示，所述控制系统7与组对工位1、缓存工位2和焊接工位3、两组焊接机器人系统4及两组排烟除尘装置5能有效连接，并形成有效控制。

通过以上设置，本发明的工作原理如下：

组对工位1、缓存工位2和焊接工位3为直线分布，形成流水线，两台焊接机器人402同时在组对工位1进行装配组对及点固作业，随后直接通过机器人行走机构401同时进入到焊接工位3进行焊接，组对工位1点固完的工件由人工采用所述吊具303吊运至缓存工位2进行缓存，焊接工位3的工件同样由人工采用吊具303从缓存工位2吊运至焊接工位3；

组对工位1包括组队工装101及输入输出机构102，所述输入输出机构102设有第一滑块102a和第一滑轨102b，并通过第一伺服电机102c驱动，由螺母丝杠102d传递动力；在组对之前，人工将驾驶室工件吊运至组对工位1的安全护栏6以外的地方，此时输入输出机构102滑出，将组对工装101送到安全护栏6之外，以便于人工进行上件；

缓存工位2包括升降屏201和缓存架202，升降屏201又分为上升降屏201b和下升降屏201c，由气缸201a驱动，通过滑轨201f和轨道201g之间的配合实现升降；人工将组对工位1处点固好的工件通过吊具303吊运至缓存工位2放置在缓存架202上进行缓存，升降屏201能够有效遮挡工件焊接时产生的强烈的弧光对人眼造成伤害，另外，缓存工位2还设有安全光电开关及急停等按钮，以保障人员在工作站内能够安全作业；

焊接工位3包括单轴双持变位机301及焊接工装302，单轴双持变位机302可沿轴线作±180°旋转，同时焊接机器人402通过机器人行走机构401能够在组对工位1至焊接工位3之间往返运动，焊接机器人402与清枪剪丝装置403安装在统一的公共底板404上，机器人行走机构401中的行走底座401a上设有第二滑块401c，并通过第二伺服电机401b驱动，由齿轮401e和齿条401d之间的配合传递动力。第二伺服电机401b驱动齿轮401e和齿条401d，带动公共底板404，使焊接机器人402等装置一起行走，并可在行程内的任意位置停留，完成作业；

排烟除尘装置5中的摆臂工装502，摆臂工装502上设有回转支撑502b，摆臂502c摆动由第三伺服电机502d驱动，可实现沿轴线作一定角度的旋转，在焊接作业中由集烟罩502e吸取焊烟等污染物，通过摆臂502c和回流烟筒502a回收至排烟除尘箱501，降低对环境的污染及对操作人员的伤害。

控制系统7提供作业程序顺利执行的保障，对焊接机器人系统4、组对工装1、输入输出机构102、焊接工装302、单轴双持变位机301、机器人行走机构401、排烟除尘装置5等进行控制，保证系统稳定运行。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的详细说明，不能认定本发明的具体实施方式只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (2)

1.一种拖拉机驾驶室自动化焊接生产线，包括组对工位、缓存工位和焊接工位，其特征在于：还包括两组焊接机器人系统、两组排烟除尘装置、一组安全护栏和控制系统，所述组对工位、缓存工位和焊接工位由左到右呈“一”字排布，所述两套焊接机器人系统安装在焊接工位的两侧，并相对焊接工位的中心位置对称，所述安全护栏包合安装在工位、缓存工位和焊接工位的四周，所述两组排烟除尘装置和控制系统安装在安全护栏的外侧；

所述组对工位包括组对工装、输入输出机构和中间支撑座，所述组对工装通过中间支撑座活动安装在输入输出机构上，所述输入输出机构包括第一滑块、第一滑轨、第一伺服电机和螺母丝杠，所述两条第一滑轨互相平行，且通过其底部通过多根支撑板连接在一起，在所述两条第一滑轨之间设有一条螺母丝杠，所述该螺母丝杠的头部安装有第一伺服电机，所述第一滑轨与中间支撑座的底部相接处设有第一滑块，所述组对工装位于安全护栏外部；

所述缓存工位由两组升降屏和位于两组升降屏中间的缓存架组成，所述每组升降屏包括升降气缸、上升降屏和下升降屏，所述升降气缸的缸体安装在下升降屏的纵向中线位置，其缸体的上端安装有气缸轴，所述气缸轴的头部与上升降屏上端之间通过支撑横梁连接，所述上升降屏的外侧面位于气缸轴的两侧纵向设有两条相互平行的滑轨，所述下升降屏的内侧面设有两条与滑轨卡合在一起并且能够使滑轨在其中自由滑动的轨道；

所述焊接工位包括单轴双持变位机、焊接工装和吊具，所述单轴双持变位机由U型支架、安装在U型支架两端的两组旋转支撑座和活动安装在两组旋转支撑座之间的中间支撑底座组成，所述焊接工装安装在中间支撑底座上，所述吊具安装在焊接工装的上方，其底部安装在中间支撑底座上；

所述每组焊接机器人系统各包括机器人行走机构、焊接机器人、清枪剪丝装置和公共底板，所述公共底板安装在机器人行走机构上，所述焊接机器人和清枪剪丝装置安装在公共底板上，所述机器人行走机构包括行走底座、第二伺服电机、第二滑块和齿条，所述齿条设在行走底座顶端的一侧，在齿条的下方位于行走底座的某个位置安装有第二伺服电机，所述第二伺服电机的头部通过电机轴安装有齿轮，所述齿轮与齿条相互啮合在一起，所述齿条的上端与公共底板的底部之间安装有第二滑块；

所述每组排烟除尘装置各包括一组排烟除尘箱和一组摆臂工装，所述两组排烟除尘箱安装在安全护栏外侧，所述每组摆臂工装各包括一组回流烟筒、回旋支撑、摆臂、第三伺服电机和集烟罩，所述每组回流烟筒各安装在其对应的排烟除尘箱的顶部，所述每组回流烟筒顶部各安装有一组回旋支撑，所述每组回旋支撑的一侧各纵向安装有一组第三伺服电机，所述每组第三伺服电机的顶部与其对应的回旋支撑的顶部之间各通过一组皮带连接，在每组回旋支撑的顶部各横向焊接有一组内部中空的摆臂，所述两组摆臂中一组位于组对工位上方，另一组位于焊接工位上方，且该两组摆臂的头部底端都安装有一组集烟罩。

2.根据权利要求1所述的一种拖拉机驾驶室自动化焊接生产线，其特征在于：所述控制系统与组对工位、缓存工位和焊接工位、两组焊接机器人系统及两组排烟除尘装置能有效连接，并形成有效控制。