CN107322203A - 一种薄板焊接生产线及其控制系统 - Google Patents

一种薄板焊接生产线及其控制系统 Download PDF

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杨旭东
蔡东红
陈建国
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    • B23K37/00Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B25HWORKSHOP EQUIPMENT, e.g. FOR MARKING-OUT WORK; STORAGE MEANS FOR WORKSHOPS
    • B25H7/00Marking-out or setting-out work
    • B25H7/04Devices, e.g. scribers, for marking

Abstract

本发明涉及种薄板焊接生产线及其控制系统,一种薄板焊接生产线,包括:运输装置,监控平台,以及依次设于运输装置外周的划线装置、点焊装置、焊接装置、补焊装置、矫正机、变形检测装置;所述划线装置、焊接装置、矫正机、变形检测装置分别与监控平台通讯连接;所述划线装置包括划线机器人,以及喷码组件;所述运输装置设有与划线机器人连接的第一位置识别组件;所述点焊装置包括第一焊机;所述焊接装置包括焊接机器人,以及用于识别喷码的第一读码组件;所述补焊装置包括第二焊机。通过监控平台对生产线的数据进行采集、交互,从而实现自动化生产、管理,提高板材的焊接效率和质量。

Description

一种薄板焊接生产线及其控制系统
技术领域
[0001]本发明涉及一种薄板焊接生产线及其控制系统。
背景技术
[0002]薄板^中小组是船舶制造的重要部件,制造时主要采用焊接的方式,而目前国内造 船行业基本采用全手工定位焊接方式,包括划线、定位、焊接各个工序,且焊后没有检测和 质量报告体系。由^船舶的薄板中小组需要焊接的部位比较多,如果采用手工焊接,其生产 效率低,制造成本高,而且焊接质量无保障,生产计划管理效率低。
发明内容
[0003]为了克服上述现有技术的不足之处,本发明的目的是提供一种薄板焊接生产线。 [0004]本发明的技术方案是:
[0005] —种薄板焊接生产线,包括:运输装置,监控平台,以及依次设于运输装置外周的 划线装置、点焊装置、焊接装置、补焊装置、矫正机、变形检测装置;所述划线装置、焊接装 置、矫正机、变形检测装置分别与监控平台通讯连接;所述划线装置包括划线机器人,以及 喷码组件;所述运输装置设有与划线机器人连接的第一位置识别组件;所述点焊装置包括 第一焊机;所述焊接装置包括焊接机器人,以及用于识别喷码的第一读码组件;所述补焊装 置包括第二焊机。
[0006] 其进一步技术方案为:所述焊接装置还包括焊缝跟踪组件;所述运输装置设有焊 接工位,以及设于焊接工位的第二位置识别组件;所述第二位置识别组件、焊缝跟踪组件与 焊接机器人连接。
[0007] 其进一步技术方案为:所述运输装置设有焊接工位,及链板输送机;所述链板输送 机设有位于前端的夹具安装工位,位于末端的夹具拆卸工位;所述焊接机器人设于夹具安 装工位与夹具拆卸工位之间。
[0008] 其进一步技术方案为:所述变形检测装置包括3D检测仪,用于识别喷码的第二读 码组件,以及与监控平台连接的报警器。
[0009] 其进一步技术方案为:所述运输装置还设有划线工位,矫正工位,位于矫正工位的 第三位置识别组件,检测工位,位于检测工位的第四位置识别组件,点焊工位,位于点焊工 位的第五位置识别组件,补焊工位,位于补焊工位的第六位置识别组件;所述第一位置识别 组件设于划线工位。 _
[0010] 一种薄板焊接生产线的控制系统,包括:主控单元,分别与主控单元通讯连接的划 线单元、焊接单元、校平单元、变形检测单元、运输单元;所述划线单元包括与主控单元通讯 连接的第一控制模块,分别与第一控制模块连接的划线机器人;所述运输单元设有与第一 控制模块连接的第一位置识别模块;所述焊接模块包括与主控单元通讯连接的第二控制模 块,分别与第二控制模块连接的焊接机器人、第一读码模块;所述校平单元包括与¥控单元 通讯连接的第三控制模块,以及与第三控制模块连接的矫正机;所述变形检测单元包括与 主控单元连接的第四控制模块,与第四控制模块连接的3D检测仪、第二读码模块。
[0011] 其进一步技术方案为:所述焊接单元还设有与第二控制模块连接的焊缝跟踪模 块;所述运输单元还设有与第二控制模块连接的第二位置识别模块。
[0012] 其进一步技术方案为:所述运输单元还设有与第三控制模块连接的第三位置识别 模块,与第四控制模块连接的第四位置识别模块。
[0013] 其进一步技术方案为:所述薄板焊接生产线的控制系统还包括设于划线单元、焊 接单元之间的点焊模块;所述点焊模块包括与主控单元连接的第五控制模块,与第五控制 模块连接的第一焊机;所述运输单元设有与第五控制模块连接的第五位置识别模块。
[0014] 其进一步技术方案为:所述薄板焊接生产线的控制系统还包括设于焊接单元、校 平单元之间的补焊单元;所述补焊单元设有第六控制模块,与第六控制模块连接的第二焊 机;所述运输单元设有与第六控制模块连接的第六位置识别模块。
[0015] 本发明与现有技术相比的技术效果是:一种薄板焊接生产线,通过划线机器人对 船舶的板材进行划线、喷码,操作人员根据板材上的划线和喷码进行点焊和焊接,焊接过程 中,焊接机器人通过读码组件读取板材上的喷码,进而调取对应的程序并结合位置识别组 件进行自动化焊接,焊接完成后,通过补焊装置、矫正机分别进行补焊、校正,最后通过变形 检测装置检测焊接质量。通过监控平台对生产线的数据进行采集、交互,从而实现自动化生 产、管理,提高板材的焊接效率和质量。
[0016]进一步,焊接装置还设有焊缝跟踪组件,以实现焊接机器人的轨迹校正,从而提高 焊接精度。
[0017] —种薄板焊接生产线的控制系统,通过主控单元、划线单元、焊接单元、校平单元、 变形检测单元、运输单元形成智能化制造管理系统,从而信息化管理。
[0018]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
附图说明
[0019]图1为本发明一种薄板焊接生产线的立体视图;
[0020]图2为薄板焊接的生产流程图;
[0021]图3为本发明划线工位的立体视图;
[0022]图4为本发明点焊工位的立体视图;
[0023]图5为本发明焊接工位的立体视图;
[0024]图6为本发明补焊工位的立体视图;
[0025]图7为本发明矫正机、变形检测工位的立体视图;
[0026] 图8为本发明一种薄板焊接生产线的控制系统的方框图。
[0027] 附图标记
[0028] 10焊接生产线 1 运输装置
[0029] 3 划线装置 4 点焊装置
[0030] 5 焊接装置 6 补焊装置
[0031] 7 矫正机 8 变形检测装置
[0032] S10控制系统 S1主控单元
[0033] SM第一控制模块 S22划线机器人
[0034] S31弟五控制模块 S32第一焊机
[0035] S41第二控制模块 S42焊接机器人
[0036] S43第一读码模块 S44焊缝跟踪模块
[0037] S51第六控制模块 S52第二焊机
[0038] sei第三控制模块 S62矫正机
[0039] S71第四控制模块 S72 3D检测仪
[0040] S73第二读码模块 S74报警器
[0041] S81第一位置识别模块S82第二位置识别模块
[0042] S83第三位置识别模块 S84第四位置识别模块
[0043] S85第五位置识别模块S86第六位置识别模块
[0044] S9 运输单元
具体实施方式
[0045]为了更充分理解本发明的技术内容,下面结合示意图对本发明的技术方案进一步 介绍和说明,但不局限于此。
[0046] —种薄板焊接生产线,包括:运输装置,监控平台,以及依次设于运输装置外周的 划线装置、点焊装置、焊接装置、补焊装置、矫正机、变形检测装置。划线装置、焊接装置、矫 正机、变形检测装置分别与监控平台通讯连接。划线装置包括划线机器人,以及喷码组件。 运输装置设有与划线机器人连接的第一位置识别组件,点焊装置包括第一焊机。焊接装置 包括焊接机器人,以及用于识别喷码的第一读码组件,补焊装置包括第二焊机。薄板件通过 运输装置运输至各个工位,划线装置对薄板件进行划线,每个薄板件对应一个特定的身份 识别码,划线装置划线完成后,需要将身份识别码喷到薄板件上,以便于后续工序识别,并 调用相对应的程序;划线完成后,运输装置将薄板件运输至点焊装置进行点焊;点焊完成 后,运输装置将薄板件运输至焊接装置进行自动化焊接;焊接完成后,运输装置将薄板件运 输至补焊装置进行补焊;补焊完成后,运输装置将薄板件运输至矫正机;矫正完成后,运输 装置将薄板件运输至变形检测装置进行检测,若检测合格则进行下料,若检测不合格,则返 工。
[0047]如图1所示,一种薄板焊接生产线1〇,包括:运输装置1,监控平台,以及依次设于运 输装置1外周的划线装置3、点焊装置4、焊接装置5、补焊装置6、矫正机7、变形检测装置8。划 线装置3、焊接装置5、矫正机7、变形检测装置8分别与监控平台通讯连接。
[0048]如图2所示,薄板件通过运输装置1运输至各个工位,划线装置3对薄板件进行划 线,每个薄板件对应一个特定的身份识别码,划线装置3划线完成后,需要将身份识别码喷 到薄板件上,以便于后续工序识别,并调用相对应的程序;划线完成后,运输装置1将薄板件 运输至点焊装置4进行点焊;在点焊之前,需要对薄板进行固定,因此,点焊与划线之间还有 安装夹具的工序,此工序由工人手动完成;点焊完成后,运输装置1将薄板件运输至夹具拆 卸工位进行拆卸夹具,然后运输至焊接装置5进行自动化焊接;焊接完成后,运输装置1将薄 板件运输至补焊装置6进行补焊;补焊完成后,运输装置1将薄板件运输至矫正机7;矫正完 成后,运输装置1将薄板件运输至变形检测装置8进行检测,若检测合格则进行下料,若检测 不合格,则返工。
[0049]如图3所示,运输装置1设有划线工位,划线装置3位于划线工位。划线装置3包括划 线机器人,以及喷码组件。运输装置1设有与划线机器人连接的第一位置识别组件,薄板件 运输至划线工位时,第一位置识别组件对薄板件进行位置识别,并将位置信息转换为划线 机器人的坐标系,然后将该坐标信息发送至划线机器人,以便于划线机器人进行划线和喷 码。其中,划线、喷码根据机器人内部的程序进行。
[0050] 具体的,划线机器人包括滑轨,滑动于滑轨的行走车,设于行走车上的立柱,固定 于立柱上的悬臂梁,滑动连接于悬臂梁的悬臂小车,设于悬臂小车上的划线机械手,设于机 械手活动端的喷码组件。
[0051] 如图4所示,运输装置1设有点焊工位,及设于点焊工位的第五位置识别组件。点焊 装置4包括第一焊机,用于驱动第一焊机的助力机械手,以及用于承载助力机械手的驱动装 置。在本实施例中,驱动装置为可拖曳的小车。具体实施时,点焊装置4的数量为二个,分别 设于运输装置1的两侧,第五位置识别组件与助力机械手连接,以便于点焊装置4进行准确 的点焊。
[0052]如图5所示,运输装置1设有焊接工位,设于焊接工位的第二位置识别组件,链板输 送机。链板输送机设有位于前端的夹具安装工位,位于末端的夹具拆卸工位。夹具的安装、 拆卸是通过操作人员手动进行,主要是为了将薄板件固定在链板输送机上,以便于焊接。 [0053] 焊接装置5包括焊接机器人,用于识别喷码的第一读码组件,焊缝跟踪组件。第二 位置识别组件、焊缝跟踪组件与焊接机器人连接,其中,焊接机器人设于夹具安装工位与夹 具拆卸工位之间。焊接机器人通过第二位置识别组件对薄板件进行位置识别,通过第一读 码组件识别薄板件上的喷码,从而辨别薄板件类似身份的信息,并调用预先己编好的程序 进行焊接。焊接时,焊缝跟踪组件对焊缝进行位置跟踪,并将焊接轨迹的位置信息反馈至焊 接机器人,以便于自动校正焊接轨迹,保证焊接精度。
[0054]在本实施例中,焊接装置5的数量为二个,分别设于运输装置1的两侧,焊接装置5 还包括行驶导轨、滑动与行驶导轨上的安装小车,安装于小车上的立柱,固定于立柱顶端的 横梁,滑动连接于横梁上的驱动小车,固定于驱动小车上的焊接机械手,设于焊接机械手活 动端的焊机组件。小车上设有用于跟踪焊缝轨迹的激光焊缝跟踪组件。
[0055] 如图6所示,运输装置1还设有补焊工位,位于补焊工位的第六位置识别组件。补焊 装置6包括第二焊机,用于驱动第二焊机的助力机械手,以及用于承载助力机械手的驱动装 置。
[0056] 如图7所示,运输装置1还设有矫正工位,位于矫正工位的第三位置识别组件,检测 工位,位于检测工位的第四位置识别组件。第三位置识别组件与矫正机7连接,第四位置识 别组件与检测装置连接。
[0057]具体的,矫正机7采用龙门式机械矫正机7,通过双边液压辊压在纵筋两侧钢板上, 实现校形功能。
[0058] 变形检测装置8包括3D检测仪,用于识别喷码的第二读码组件,以及与监控平台连 接的报警器。
[0059] 具体的,3D检测仪为激光视觉3D检测仪,激光检测头通过扫描的方式完成对基板 背面的尺寸检测,薄板件的变形数据通过三维的方式传输到系统数据中用于比对变形参 数。
[0060]如图8所示,一种薄板焊接生产线的控制系统sio,包括:主控单元SI,分别与主控 单元S1通讯连接的划线单元、焊接单元、校平单元、变形检测单元、运输单元S9,设于划线单 元、焊接单元之间的点焊模块,设于焊接单元、校平单元之间的补焊单元。
[0061]划线单元包括与主控单元S1通讯连接的第一控制模块SM,分别与第一控制模块 S21连接的划线机器人S22。
[0062]点焊模块包括与主控单元S1连接的第五控制模块S31,与第五控制模块S31连接的 第一焊机S32。
[0063]焊接模块包括与主控单元S1通讯连接的第二控制模块S41,分别与第二控制模块 S41连接的焊接机器人S42、第一读码模块S43,与第二控制模块S41连接的焊缝跟踪模块 S44〇
[0064]补焊单元设有第六控制模块S51,与第六控制模块S51连接的第二焊机S52。
[0065] 校平单元包括与主控单元S1通讯连接的第三控制模块SW,以及与第三控制模块 S61连接的矫正机S62。
[0066] 变形检测单元包括与主控单元S1连接的第四控制模块S71,与第四控制模块S71连 接的3D检测仪S72、第二读码模块S73,以及报警器S74。当变形检测单元检测的薄板变形不 符合要求时,报警器S74进行报警,从而将该薄板件进行返工。
[0067] 运输单元S9设有与第一控制模块S21连接的第一位置识别模块S81,与第二控制模 块S41连接的第二位置识别模块S82,与第三控制模块se 1连接的第三位置识别模块S83,与 第四控制模块S71连接的第四位置识别模块S84,与第五控制模块S31连接的第五位置识别 模块S85,与第六控制模块S51连接的第六位置识别模块SSe。
[0068] 上述仅以实施例来进一步说明本发明的技术内容,以便于读者更容易理解,但不 代表本发明的实施方式仅限于此,任何依本发明所做的技术延伸或再创造,均受本发明的 保护,本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1. 一种薄板焊接生产线,其特征在于,包括:运输装置,监控平台,以及依次设于运输装 置外周的划线装置、点焊装置、焊接装置、补焊装置、矫正机、变形检测装置;所述划线装置、 焊接装置、矫正机、变形检测装置分别与监控平台通讯连接;所述划线装置包括划线机器 人,以及喷码组件;所述运输装置设有与划线机器人连接的第一位置识别组件;所述点焊装 置包括第一焊机;所述焊接装置包括焊接机器人,以及用于识别喷码的第一读码组件;所述 补焊装置包括第二焊机。
2. 根据权利要求1所述的薄板焊接生产线,其特征在于,所述焊接装置还包括焊缝跟踪 组件;所述运输装置设有焊接工位,以及设于焊接工位的第二位置识别组件;所述第二位置 识别组件、焊缝跟踪组件与焊接机器人连接。
3. 根据权利要求1所述的薄板焊接生产线,其特征在于,所述运输装置设有焊接工位, 及链板输送机;所述链板输送机设有位于前端的夹具安装工位,位于末端的夹具拆卸工位; 所述焊接机器人设于夹具安装工位与夹具拆卸工位之间。
4.根据权利要求1所述的薄板焊接生产线,其特征在于,所述变形检测装置包括3D检测 仪,用于识别喷码的第二读码组件,以及与监控平台连接的报警器。
5.根据权利要求1所述的薄板焊接生产线,其特征在于,所述运输装置还设有划线工 位,矫正工位,位于矫正工位的第三位置识别组件,检测工位,位于检测工位的第四位置识 别组件,点焊工位,位于点焊工位的第五位置识别组件,补焊工位,位于补焊工位的第六位 置识别组件;所述第一位置识别组件设于划线工位。
6.—种薄板焊接生产线的控制系统,其特征在于,包括:主控单元,分别与主控单元通 讯连接的划线单元、焊接单元、校平单元、变形检测单元、运输单元;所述划线单元包括与主 控单元通讯连接的第一控制模块,分别与第一控制模块连接的划线机器人;所述运输单元 设有与第一控制模块连接的第一位置识别模块;所述焊接模块包括与主控单元通讯连接的 第二控制模块,分别与第二控制模块连接的焊接机器人、第一读码模块;所述校平单元包括 与主控单元通讯连接的第三控制模块,以及与第三控制模块连接的矫正机;所述变形检测 单元包括与主控单元连接的第四控制模块,与第四控制模块连接的3D检测仪、第二读码模 块。
7. 根据权利要求5所述的薄板焊接生产线的控制系统,其特征在于,所述焊接单元还设 有与第二控制模块连接的焊缝跟踪模块;所述运输单元还设有与第二控制模块连接的第二 位置识别模块。
8. 根据权利要求5所述的薄板焊接生产线的控制系统,其特征在于,所述运输单元还设 有与第三控制模块连接的第三位置识别模块,与第四控制模块连接的第四位置识别模块。
9. 根据权利要求5所述的薄板焊接生产线的控制系统,其特征在于,所述薄板焊接生产 线的控制系统还包括设于划线单元、焊接单元之间的点焊模块;所述点焊模块包括与主控 单元连接的第五控制模块,与第五控制模块连接的第一焊机;所述运输单元设有与第五控 制模块连接的第五位置识别模块。
10. 根据权利要求5所述的薄板焊接生产线的控制系统,其特征在于,所述薄板焊接生 产线的控制系统还包括设于焊接单元、校平单元之间的补焊单元;所述补焊单元设有第六 控制模块,与第六控制模块连接的第二焊机;所述运输单元设有与第六控制模块连接的第 六位置识别模块。
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