CN107042367A - 一种自走式玉米收获机底盘机器人自动焊接线 - Google Patents

Abstract

一种自走式玉米收获机底盘机器人自动焊接线，包括三个焊接站，三个焊接站为人工组对焊接站、机器人自动焊接站和人工补焊站，人工组对焊接站包括柔性组对夹具、自动输送机和缓存工装，机器人自动焊接站包括焊接机器人、双轴龙门滑台和旋转变位机，焊接机器人安装在双轴龙门滑台上，人工补焊站包括补焊夹具和升降变位机，焊接线由AGV物流车沿输送料道实现工件在不同焊接站之间的输送。本焊接线机器人焊接形式是对称焊接，突出的优点是焊接后避免或减少线变形和扭曲变形，焊接后即可满足国家标准规定中的直线度（弯曲度）要求，保证了玉米收获机底盘的焊接质量。

Description

一种自走式玉米收获机底盘机器人自动焊接线

技术领域

本发明涉及农业机械智能制造技术领域，尤其是涉及一种自走式玉米收获机底盘机器人自动焊接线。

背景技术

目前国内农业机械结构件焊接大量采用的是手工焊接，在大批量生产过程中手工焊接存在严重的效率低下、加工质量不稳定、工人劳动强度高的缺点。底盘作为自走式玉米收获机的关键结构件，其加工质量严重影响整机的性能稳定。

为了解决以上手工焊接存在的加工质量差的技术问题，焊接机器人（比如六轴机器人）已经开始广泛应用。机器人焊接可在无人干预情况下按照预先设定程序或者指令自动进行操作或者控制，如此不仅焊接质量提升，且可将人从繁重的体力劳动中解放出来，且针对大型零部件，还设计有专用的自动焊接生产线。

但是迄今为止，尚未有专为自走式玉米收获机底盘设计的机器人自动焊接线。

发明内容

本发明提供一种自走式玉米收获机底盘机器人自动焊接线，以适应底盘焊接的需要，采用的技术方案是：一种自走式玉米收获机底盘机器人自动焊接线，其特征在于：所述自动焊接线包括三个焊接站，三个焊接站为人工组对焊接站、机器人自动焊接站和人工补焊站，所述人工组对焊接站包括柔性组对夹具、自动输送机和缓存工装，所述机器人自动焊接站包括焊接机器人、双轴龙门滑台和旋转变位机，所述焊接机器人安装在所述双轴龙门滑台上，所述人工补焊站包括补焊夹具和升降变位机，所述焊接线由AGV物流车沿输送料道实现工件在不同焊接站之间的输送。

本发明的技术特征还有：所述自动输送机通过气动滑移支架完成所述工件在柔性组对夹具和缓存工装之间的输送。

本发明的技术特征还有：所述双轴龙门滑台包括X轴驱动部件，所述X轴驱动部件包括X轴驱动电机，所述X轴驱动电机的输出轴上装有X轴驱动齿轮，所述横梁上设与所述驱动齿轮配合的X向齿条；所述龙门工作站还包括Z轴驱动部件，所述Z轴驱动部件包括Z轴驱动电机，所述Z轴驱动电机的输出轴上装有Z轴驱动齿轮，所述Z轴驱动齿轮与安装在Z轴滑台上的Z向齿条相啮合，所述机器人连接在Z轴滑台上。

本发明的技术特征还有：所述补焊夹具固定连接在可实现Z轴方向移动的升降变位机上。

本发明的技术特征还有：所述AGV物流车在所述缓存工装、旋转变位机和升降变位机之间往复移动。

本发明的技术特征还有：所述自动焊接线还包括设置在所述输送料道一侧的零件料架。

本发明的技术特征还有：所述自动焊接线还包括设置在所述输送料道一侧的半成品缓存工装和成品缓存工装。

本发明的有益效果在于：本焊接线采用人工组对、机器人自动焊接、人工补焊相结合的生产方式，有效降低前期投资成本，提高机器人的利用率，焊接线将机架分三次组对焊接，每次组对后进行满焊，最后人工补焊的方式来完成产品的焊接；其中，组对焊接采用人工点固的方式，满焊采用双轴龙门滑台，单轴变位机辅助机器人自动焊接的方式实现。本焊接线机器人焊接形式是对称焊接，突出的优点是焊接后避免或减少线变形和扭曲变形，焊接后即可满足国家标准规定中的直线度（弯曲度）要求，保证了玉米收获机底盘的焊接质量。

附图说明

附图1是本发明结构示意图，附图2是双轴龙门滑台结构示意图，附图3是AGV物流车结构示意图，其中1—柔性组对夹具Ⅰ、2—自动输送机、3—缓存工装Ⅰ、4—柔性组对夹具Ⅱ、5—缓存工装Ⅱ、6—PLC控制器、7—柔性组对夹具Ⅲ、8—缓存工装Ⅲ、9—补焊夹具、10—升降变位机、11—零件料架、12—半成品缓存工装、13—成品缓存工装、14—焊接机器人Ⅵ、15—旋转变位机Ⅲ、16—双轴龙门滑台Ⅲ、17—焊接机器人Ⅴ、18—焊接机器人Ⅳ、19—旋转变位机Ⅱ、20—双轴龙门滑台Ⅱ、21—焊接机器人Ⅲ、22—焊接机器人Ⅱ、23—双轴龙门滑台Ⅰ、24—旋转变位机Ⅰ、25—焊接机器人Ⅰ、26—围栏、27—遮光板、28—AGV物流车；31—底座、32—立柱、34—X轴驱动电机、35—Z轴驱动电机、36—Z轴滑台、37—集中润滑系统、38—护栏、39—横梁、40—齿条、41 —Z轴滑台、42—Z轴驱动电机、43—X轴驱动电机、44—防碰撞传感器。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行说明。

本发明所述的自走式玉米收获机底盘机器人自动焊接线由柔性组对夹具Ⅰ1、自动输送机2、缓存工装Ⅰ3、柔性组对夹具Ⅱ4、缓存工装Ⅱ5、PLC控制器6、柔性组对夹具Ⅲ7、缓存工装Ⅲ8、补焊夹具9、升降变位机10、零件料架11、半成品缓存工装12、成品缓存工装13、焊接机器人Ⅵ14、旋转变位机Ⅲ15、双轴龙门滑台Ⅲ16、焊接机器人Ⅴ17、焊接机器人Ⅳ18、旋转变位机Ⅱ19、双轴龙门滑台Ⅱ20、焊接机器人Ⅲ21、焊接机器人Ⅱ22、双轴龙门滑台Ⅰ23、旋转变位机Ⅰ24、焊接机器人Ⅰ25、围栏26、遮光板27、AGV物流车28等部分组成。

焊接线人工组对焊接Ⅰ站由柔性组对夹具Ⅰ1、自动输送机2、缓存工装Ⅰ3、零件料架11等组成，自动输送机2通过气动滑移支架完成工件在柔性组对夹具Ⅰ1和缓存工装Ⅰ3之间运输。

焊接线人工组对焊接Ⅱ站由柔性组对夹具Ⅱ4、自动输送机2、缓存工装Ⅱ5、零件料架11等组成，自动输送机2通过气动滑移支架完成工件在柔性组对夹具Ⅱ4和缓存工装Ⅱ5之间运输。

焊接线人工组对焊接Ⅲ站由柔性组对夹具Ⅲ7、自动输送机2、缓存工装Ⅲ8、零件料架11等组成。自动输送机2通过气动滑移支架完成工件在柔性组对夹具Ⅲ7和缓存工装Ⅲ8之间运输。

柔性组对夹具采用气动夹持定位，通过控制模块给阀岛发送信号，阀岛控制气缸气源的通断来实现气缸的工作，定位气缸活塞杆带动定位销，对工件进行准确定位，推动气缸带动机构整体运动，夹紧气缸对工件进行夹紧。当焊接完成后，通过PLC发送信号，定位销退出，夹紧机构松开，工件可以被取出。

AGV物流车28完成工件输送和交接，由以下部分组成：

地面导航系统：地面导航系统主要由导航磁钉和RFID等构成AGV的运行区域，形成AGV运行的不同层面和路径。

充电系统：为了保证AGV连续运行和使用的可靠性，采用工作间隙及夜间自动充电的方法为AGV自动补充能量。AGV的充电过程是在控制台的监控下自动进行的。

AGV控制台：控制台是AGV系统的调度管理中心，负责与监控计算机交换信息，生成AGV的运行任务，解决多AGV之间的避碰问题。同时将AGV系统的状态反馈给立的控制管理系统。

通讯系统：通讯系统由AGV控制台和各AGV之间组成无线局域网（此通讯系统频率2.4GHz不需向无委会申报，覆盖范围不大于100米）。AGV与控制台之间采用无线局域网进行信息交换。通过多个无线接入点的组合，覆盖AGV运行的区域，使AGV在跨越不同的区域时实现自动漫游，无缝连接。

焊接线机器人自动焊接Ⅰ站由焊接机器人Ⅱ22、双轴龙门滑台Ⅰ23、旋转变位机Ⅰ24、焊接机器人Ⅰ25等组成，焊接机器人Ⅰ25、焊接机器人Ⅱ22可在双轴龙门滑台Ⅰ23完成Z轴和X轴的移动。

焊接线机器人自动焊接Ⅱ站由焊接机器人Ⅳ18、旋转变位机Ⅱ19、双轴龙门滑台Ⅱ20、焊接机器人Ⅲ21等组成，焊接机器人Ⅲ21、焊接机器人Ⅳ18可在所述双轴龙门滑台Ⅱ20完成Z轴和X轴的移动。

焊接线机器人自动焊接Ⅲ站由焊接机器人Ⅵ14、旋转变位机Ⅲ15、双轴龙门滑台Ⅲ16、焊接机器人Ⅵ14等组成。焊接机器人Ⅴ17、焊接机器人Ⅵ14可在双轴龙门滑台Ⅲ16完成Z轴和X轴的移动。该焊接机器人双轴龙门工作站由底座31、立柱32、焊接机器人Ⅴ17 、X轴驱动电机34、Z轴驱动电机35、Z轴滑台36、集中润滑系统37、护栏38、横梁39、齿条40、Z轴滑台41、Z轴驱动电机42、X轴驱动电机43、防碰撞传感器44、焊接机器人Ⅵ14等部分组成。

焊接机器人双轴龙门工作站龙门结构由底座31、立柱32、横梁39组成。

焊接机器人Ⅴ17倒置安装在Z轴滑台36上，Z轴驱动电机35驱动Z轴滑台36相对横梁39上下运动。

焊接机器人Ⅵ14倒置安装在Z轴滑台41上，Z轴驱动电机42驱动Z轴滑台11相对横梁39上下运动。

齿条40通过螺栓紧固在横梁39上，Z轴驱动电机35、Z轴驱动电机42驱动齿轮与齿条40配合。

Z轴驱动电机35安装在Z轴滑台36上，Z轴驱动电机35驱动Z轴滑台36相对横梁39左右运动。

Z轴驱动电机42安装在Z轴滑台41上，Z轴驱动电机42驱动Z轴滑台41相对横梁39左右运动。

焊接机器人Ⅴ17和X轴驱动电机34、Z轴驱动电机35、Z轴驱动电机42、X轴驱动电机43、焊接机器人Ⅵ14之间可实现内部通讯。

护栏38安装在横梁39上，便于人员进行设备系统维护。

集中润滑系统37安装在Z轴滑台36和Z轴滑台41上，为工作站所有润滑部件进行集中润滑。

防碰撞传感器44安装在Z轴滑台36和Z轴滑台41上，横梁39两侧安装限位安全装置，放置Z轴滑台36和Z轴滑台41运行安全。

焊接线人工补焊站由补焊夹具9、升降变位机10、零件料架11等组成，补焊夹具9通过螺栓固定在升降变位机10上，升降变位机10可实现Z轴上下移动。

焊接线控制系统采用PLC控制器6进行控制。

本焊接线工作流程如下：人工将自走式玉米收获机底盘零部件放置在柔性组对夹具Ⅰ1上，自动夹紧工件，人工点固完成后，自动输送机2将工件运输至缓存工装Ⅰ3， AGV物流车28低位进入缓存工装Ⅰ下方，将工件运输至旋转变位机Ⅰ24，旋转变位机Ⅰ24自动夹紧工件，AGV物流车28脱离工件进入待命位置，焊接机器人Ⅰ25和焊接机器人Ⅱ22接收信号后开始自动焊接，焊接完成后由AGV物流车28将焊接后工件运输至缓存工装Ⅱ5。

自动输送机2将工件运输至柔性组对夹具Ⅱ4，人工将新增零部件放置在柔性组对夹具Ⅱ4上，自动夹紧工件，人工点固完成后，自动输送机2将工件运输至缓存工装Ⅱ5，AGV物流车28低位进入缓存工装Ⅱ5下方，将工件运输至旋转变位机Ⅱ19，旋转变位机Ⅱ19自动夹紧工件，AGV物流车28脱离工件进入待命位置，焊接机器人Ⅲ21、焊接机器人Ⅳ18接收信号后开始自动焊接，焊接完成后由AGV物流车28将焊接后工件运输至缓存工装Ⅲ8。

自动输送机2将工件运输至柔性组对夹具Ⅲ7，人工将新增零部件放置在柔性组对夹具Ⅲ7上，自动夹紧工件，人工点固完成后，自动输送机2将工件运输至缓存工装Ⅲ8，AGV物流车28低位进入缓存工装Ⅲ8下方，将工件运输至旋转变位机Ⅲ15，旋转变位机Ⅲ15自动夹紧工件，AGV物流车28脱离工件进入待命位置，焊接机器人Ⅴ17、焊接机器人Ⅵ14接收信号后开始自动焊接，焊接完成后由AGV物流车28将焊接后工件运输至升降变位机10，补焊夹具9自动夹紧工件，开始人工补焊，补焊结束后从补焊夹具9移出工件，整个焊接过程结束。

为避免人工焊接节拍滞后出现AGV物流车28出现交通堵塞，本焊接线设置半成品缓存工装12、成品缓存工装13，AGV物流车28可将工件临时放置在半成品缓存工装12、成品缓存工装13位置。

当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种自走式玉米收获机底盘机器人自动焊接线，其特征在于：所述自动焊接线包括三个焊接站，三个焊接站为人工组对焊接站、机器人自动焊接站和人工补焊站，所述人工组对焊接站包括柔性组对夹具、自动输送机和缓存工装，所述机器人自动焊接站包括焊接机器人、双轴龙门滑台和旋转变位机，所述焊接机器人安装在所述双轴龙门滑台上，所述人工补焊站包括补焊夹具和升降变位机，所述焊接线由AGV物流车沿输送料道实现工件在不同焊接站之间的输送。

2.按照权利要求1所述的自动焊接线，其特征在于：所述自动输送机通过气动滑移支架完成所述工件在柔性组对夹具和缓存工装之间的输送。

3.按照权利要求1所述的自动焊接线，其特征在于：所述双轴龙门滑台包括X轴驱动部件，所述X轴驱动部件包括X轴驱动电机，所述X轴驱动电机的输出轴上装有X轴驱动齿轮，所述横梁上设与所述X轴驱动齿轮配合的X向齿条；所述龙门工作站还包括Z轴驱动部件，所述Z轴驱动部件包括Z轴驱动电机，所述Z轴驱动电机的输出轴上装有Z轴驱动齿轮，所述Z轴驱动齿轮与安装在Z轴滑台上的Z向齿条相啮合，所述机器人连接在Z轴滑台上。

4.按照权利要求1所述的自动焊接线，其特征在于：所述补焊夹具固定连接在可实现Z轴方向移动的升降变位机上。

5.按照权利要求1所述的自动焊接线，其特征在于：所述AGV物流车在所述缓存工装、旋转变位机和升降变位机之间往复移动。

6.按照权利要求1所述的自动焊接线，其特征在于：所述自动焊接线还包括设置在所述输送料道一侧的零件料架。

7.按照权利要求6所述的自动焊接线，其特征在于：所述自动焊接线还包括设置在所述输送料道一侧的半成品缓存工装和成品缓存工装。