CN109877513A - 一种焊接工艺生产线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种焊接工艺生产线，其包括作业区和人工操作区，人工操作区设于作业区的外侧；作业区包括相对固定设置的搬运机器人和至少三个作业工位，作业工位包括设有焊接机器人的焊接工位，所述焊接机器人用于对位于焊接工位的工件进行焊接；各作业工位呈至少两排设置，且搬运机器人能够通过旋转以实现各作业工位之间工件的搬运。该焊接工艺生产线能够提高工件的焊接效率、节约人力并可有效减少总体占地面积、提高场地的适用性。

Description

一种焊接工艺生产线

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，具体涉及一种焊接工艺生产线。

背景技术

现有技术中，对于如全框式汽车前副车架类工件的焊接，往往需要多处或多种类焊接，因此，用于焊接此类工件的焊接生产线设有多个焊接平台，在各焊接平台通过焊接机器人对工件进行焊接操作，而工件在各焊接平台之间的搬运则需要人工操作，需要大量的人力，同时，由于工件重量较大，搬运困难且整体焊接效率低，并且由于工件焊接后，温度较高，人工操作时可能会发生烫伤操作人员的风险，若待工件冷却后再进行搬运，则焊接效率将大大降低。

为减少人力操作，则将各焊接平台呈直线布置，并设置轨道通过工业机器人在轨道上往复运动以实现各焊接平台之间工件的搬运，但此种设置使得轨道运动副的磨损较大、故障率高且由于轨道的存在，使得该焊接生产线占地面积大、适用性差。

因此，如何提高工件的焊接效率，节约人力并可减少总体占地面积以提高场地的适用性，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种焊接工艺生产线，能够提高工件的焊接效率、节约人力并可有效减少总体占地面积、提高场地的适用性。

为解决上述技术问题，本发明提供一种焊接工艺生产线，其包括作业区和人工操作区，所述人工操作区设于所述作业区的外侧；所述作业区包括相对固定设置的搬运机器人和至少三个作业工位，所述作业工位包括设有焊接机器人的焊接工位，所述焊接机器人用于对位于所述焊接工位的工件进行焊接；各所述作业工位呈至少两排设置，且所述搬运机器人能够通过旋转以实现各所述作业工位之间工件的搬运。

各作业工位之间的工件的搬运均通过搬运机器人实现，相应的，搬运机器人设有与工件相适配的抓具，该抓具用于抓取工件，各焊接工位的工件焊接均通过焊接机器人实现，可减少人工操作，节省劳动力，并可避免由于工件温度过高而对操作人员造成烫伤的风险，提高安全性，并且，人工操作区设于作业区的外侧，就是说，操作人员的操作是在作业区的外侧，可有效提高人工操作的安全性。

各搬运机器人的位置固定，无需设置轨道，避免了由于运动副的存在而产生故障，同时，各焊接工位呈至少两排设置，相对于传统的将各焊接工位呈一排直线布置的方案来说，可有效缩短总体布局长度，进而减小占地面积，适用性好。

作业工位至少设有三个，其中至少一个是焊接工位，具体的作业工位的种类、数量以及焊接工位的数量在此不做具体要求，可根据工件的实际生产工艺情况进行设定。当焊接工位按两排设置时，两排作业工位之间设置有一排搬运机器人，并且同一排相邻两个焊接工位之间设有一个搬运机器人，以便对各焊接工位之间的工件均能够实现灵活搬运。当作业工位按三排或四排设置时，则需要设置两排搬运机器人，而焊接工位具体的排数和各排焊接工位的具体数量可根据场地需要灵活设置，在此不做限制。

各搬运机器人本身位置固定，针对不同的工件，通过相应的抓取工具在各作业工位之间搬运工件，也就是说，各搬运机器人本身无需移动，且同一搬运机器人仅需对设于其周向的几个焊接工位的工件进行搬运，针对性强，在搬运轨迹(即该搬运机器人需要在哪些作业工位之间搬运工件)确定后，搬运速度固定，同时，多个作业工位可同时进行作业，多个搬运机器人可同时进行搬运操作，可有效提高生产效率且稳定。

可选地，所述焊接工位包括回转工作台和两个夹具变位机，两个所述夹具变位机沿径向对称设于所述回转工作台，所述焊接机器人可对位于所述夹具变位机的工件进行焊接。

可选地，所述作业工位还包括缓存工位，所述缓存工位包括至少两个缓存架。

可选地，所述缓存架包括支架和位于所述支架上方的框架，所述框架朝向所述搬运机器人的一侧设有开口。

可选地，所述搬运机器人为六轴机器人，且所述搬运机器人具有双面抓具，所述抓具用于抓取所述工件。

可选地，所述作业工位还包括下线工位，所述下线工位包括下线滑台和气缸输送机构，所述气缸输送机构用于推动所述工件使其沿所述下线滑台滑动。

可选地，所述作业工位还包括设有打标机的打码工位，所述打标机能够对位于所述打码工位的工件进行打码。

可选地，所述作业区还设有通往各所述作业工位和所述搬运机器人的安全通道，且所述作业区沿其周向还设有围栏，所述围栏包括与所述安全通道连通的维修门。

可选地，所述围栏还包括与各所述焊接工位连通的防护栏，所述防护栏为安全光栅、卷帘门或推拉门中的任一种。

可选地，还包括配置区，设于所述作业区的外侧，所述配置区用于放置各所述作业工位、所述搬运机器人和所述焊接机器人的控制柜和作业配件，所述作业配件包括焊丝桶、风扇和电源中的至少一种。

附图说明

图1是本发明所提供一种焊接工艺生产线的结构示意图；

图2是图1中焊接工位的结构示意图。

附图1-2中，附图标记说明如下：

1-焊接工位，11-回转工作台，12-第一变位机，13-第二变位机，14-第一焊接工位，15-第二焊接工位，16-第三焊接工位，17-第四焊接工位；

21-第一搬运机器人；22-第二搬运机器人；

3-焊接机器人；

4-缓存工位，41-缓存架，42-开口；

5-下线工位；

7-安全通道；

8-围栏，81-维修门，82-防护栏；

91-控制柜，92-焊丝桶，93-风扇，94-电源；

10-工件；20-操作人员。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1-2，图1是本发明所提供一种焊接工艺生产线的结构示意图；图2是图1中焊接工位的结构示意图。

本发明实施例提供了一种焊接工艺生产线，具体的，该焊接工艺生产线包括作业区和人工操作区，人工操作区设于作业区的外侧。如图1所示，作业区包括相对固定设置的搬运机器人和至少三个作业工位，其中，作业工位包括焊接工位1，该焊接工位1设有焊接机器人3，焊接机器人3用于对位于该焊接工位1的工件10进行焊接作业，各作业工位呈至少两排设置，并且搬运机器人能够通过旋转实现各作业工位之间工件10的搬运，即上一个作业工位的工件10通过一个搬运机器人搬运至下一个作业工位。

各作业工位之间的工件10的搬运均通过搬运机器人实现，相应的，搬运机器人设有与工件10相适配的抓具，该抓具用于抓取工件10，各焊接工位1的工件10焊接均通过焊接机器人3实现，可减少人工操作，节省劳动力，并可避免由于工件10温度过高而对操作人员20造成烫伤的风险，提高安全性，并且，人工操作区设于作业区的外侧，就是说，操作人员20的操作是在作业区的外侧，可有效提高人工操作的安全性。

各搬运机器人的位置固定，无需设置轨道，避免了由于运动副的存在而产生故障，同时，各焊接工位1呈至少两排设置，相对于传统的将各焊接工位1呈一排直线布置的方案来说，可有效缩短总体布局长度，进而减小占地面积，适用性好。

作业工位至少设有三个，其中至少一个是焊接工位1，具体的作业工位的种类、数量以及焊接工位1的数量在此不做具体要求，可根据工件10的实际生产工艺情况进行设定。当焊接工位1按两排设置时，两排作业工位之间设置有一排搬运机器人，并且同一排相邻两个焊接工位1之间设有一个搬运机器人，以便对各焊接工位1之间的工件10均能够实现灵活搬运。当作业工位按三排或四排设置时，则需要设置至少两排搬运机器人，而焊接工位具体的排数和各排焊接工位的具体数量可根据场地需要灵活设置，在此不做限制。

各搬运机器人本身位置固定，针对不同的工件10，通过相应的抓取工具在各作业工位之间搬运工件10，也就是说，各搬运机器人本身无需移动，且同一搬运机器人仅需对设于其周向的几个焊接工位1的工件10进行搬运，针对性强，在搬运轨迹(即该搬运机器人需要在哪些作业工位之间搬运工件10)确定后，搬运速度固定，同时，多个作业工位可同时进行作业，多个搬运机器人可同时进行搬运操作，可有效提高生产效率且稳定。

在上述实施例中，焊接工位1包括回转工作台11和两个夹具变位机，两个夹具变位机沿径向对称设于回转工作台11，焊接机器人3可对位于夹具变位机的工件10进行焊接。详细的讲，焊接工位1包括两个夹具变位机，为方便理解，此处将一个夹具变位机命名为第一变位机12，将将一个夹具变位机命名为第二变位机13，当搬运机器人将工件10搬运至第一变位机12后，回转工作台11水平转动180°，此时第二变位机13转动至朝向搬运机器人的一侧，而第一变位机12转动至朝向人工操作区的一侧；然后操作人员20对位于第一变位机12的工件10进行辅助夹紧(夹具自动加紧，人工辅助操作)等操作，焊接机器人3将对该第一变位机12的工件10进行焊接作业，而在此过程中，搬运机器人将下一个待焊接工件10搬运至第二变位机13；当第一变位机12的工件10焊接完成且第二变位机13也放置有工件10后，回转工作台11再次水平转动180°，使得第一变位机12朝向搬运机器人的一侧，第二变位机13朝向操作人员20的一侧，然后搬运机器人将第一变位机12的工件10搬运至下一作业工位，并再次将一个待焊接的工件10搬运至该第一变位机12即可，与此同时，操作人员20和焊接机器人3将对第二变位机13的工件10进行辅助夹紧，焊接机器人3对第二变位机13的工件10进行焊接作业。

回转工作台11和两个夹具变位机的设置方案，可实现一个工件10的搬运和另一个工件10的装夹焊接同时进行，可有效提高焊接效率。并且，各焊接工位1的第一变位机12形成第一生产线，各焊接工位1的第二变位机13形成第二生产线，正常情况下，两条生产线(第一生产线和第二生产线)同时进行，并对两条生产线的成品进行监控，若其中一条生产线发生故障，则此生产线停止运行但另一生产线可继续进行，保证生产节拍。当然，本实施例中，两个夹具变位机也可以择一使用，二者互为备用。两个夹具变位机的使用可根据具体的工件10生产进行设定，在此不做限制。

另外，在焊接过程中，该夹具变位机能够带动工件10绕水平轴向转动，并且该夹具变位机可以是单面夹具也可以是双面夹具，在此不做具体限制。

在上述实施例中，作业工位还包括缓存工位4，该缓存工位4包括至少两个缓存架41，至少一个搬运机器人能够将工件10搬运至缓存工位4(缓存架41)。该缓存工位4用于临时放置工件10，如工件10在焊接过程中温度会升高，因此，焊接后，搬运机器人可将该工件10搬运至缓存工位4，待工件10冷却后再搬运至下一作业工位，以避免由于温度过高影响下一作业工序的进行。缓存架41的数量为至少两个，便于工件10的短时存放。

进一步的，本实施例中，缓存架41包括支架和位于支架上方的框架，框架朝向搬运机器人的一侧设有开口42。该开口42的设置便于搬运机器人的抓具能够无障碍的上下通过，可对工件10进行翻身，如可将该缓存架41设置为一个U型框以及从底部支撑该U型框的支架，搬运机器人从上方抓取工件10并将其放置在U型框上，然后搬运机器人从该U型框的下方抓取工件10并将该工件10取下，然后将其搬运至下一作业工位，以实现工件10的翻身操作。或者，本实施例中的框架还可以设置为两条平行设置或呈八字形设置的梁均可，在此不做限制。本实施例中的缓存工位4集存放、冷却和翻身功能，便于工件10焊接作业的顺利进行。

更进一步的，本实施例中的搬运机器人为六轴机器人，该六轴机器人的抓具为双面抓具，也就是说，双面抓具均可抓取工件10，便于该搬运机器人从框架的上方放置工件10并从框架的下方取下工件10以实现工件10的翻身操作。当然，本实施例中，还可以将该搬运机器人设置为其他类型的工业机器人(如七轴机器人等)，只要该搬运机器人能够通过旋转实现工件10的搬运即可，并且，该搬运机器人的抓具也可以设置为单面抓具，通过翻转抓具即可实现工件10的翻身操作。

在上述实施例中，作业工位还包括下线工位5，至少一个搬运机器人能够将工件10搬运至该下线工位5，该下线工位5包括下线滑台和气缸输送机构，气缸输送机构用于推动工件10以使其沿下线滑台滑动。也就是说，当工件10在各作业工位流转作业完成后，搬运机器人将该工件10搬运至下线工位5，然后通过气缸输送机构的推动作用使得工件10沿下线滑台滑动至成品出口，即该工件10加工完成。另外，本实施例中的气缸输送机构的具体结构不做限制，如还可将其设置为伺服电机和丝杠的结构均可。

在上述实施例中，作业工位还包括设有打标机的打码工位(图中未示出)，打标机能够对位于打码工位的工件10进行打码，以满足工件10的打码需求。具体的，该打码工位的设置位置不做要求，如将其设置为缓存工位4和焊接工位1之间或设置为焊接工位1和下线工位5之间均可。

在上述实施例中，作业区还设有通往各作业工位和搬运机器人的安全通道7，该安全通道7的设置便于操作人员20对作业区内的各作业工位和搬运机器人等设备进行检修和维护操作，保障操作人员20的安全。同时，该作业区沿其周向还设有围栏8，该围栏8形成隔离区，以确保该围栏8外侧即为安全区域，防止操作人员20误入作业区内，保障操作人员20的安全。该围栏8设有与安全通道7连通的维修门81，便于操作人员20在对各设备进行维修时进入。

在上述实施例中，围栏8还包括与各所述焊接工位1连通的防护栏82，在需要进行人工操作时将该防护栏82开启。其中，该防护栏82可根据具体的作业工位进行设定，如将其设置为推拉门、卷帘门均可或安全光栅中的任意一种均可，不同作业工位的防护栏82可以相同也可以不同，在此不做具体限制。

在上述实施例中，该焊接工艺生产线还包括配置区，该配置区设于作业区的外侧，配置区用于放置各作业工位、各搬运机器人和各焊接机器人3的控制柜91和作业配件，其中，作业配件包括焊丝桶92、风扇93和电源94中的至少一种。也就是说，本实施例中，将上述作业区的各设备的控制柜91和作业配件均设置于作业区外，便于操作人员20在作业区外对各控制柜91和作业配件进行控制操作且便于对各设备的电路等进行检修和维护，无需进入作业区内，可提高操作人员20的安全性。具体的，作业配件可以是焊接平台用的焊丝桶92、风扇93以及各设备用的电源94设备等与各设备相关的配件均可。

如图1所示，本实施例中，以工件10为全框式汽车前副车架为例进行说明，此时，焊接工艺生产线包括四个焊接工位1、两个搬运机器人、一个缓存工位4(两个缓存架41)、打码工位和下线工位5，其中，打码工位设于第四焊接工位17和下线工位5之间，在此具体以一个工件10在第一生产线进行焊接为例说明如下：

(1)第一搬运机器21人将工件10搬运至第一焊接工位14的第一变位机12，第一焊接工位14的回转工作台11转动以将第一变位机12转动至朝向人工操作区，工件10夹紧后，第一焊接工位14的焊接机器人3对工件10进行焊接操作，在此过程中，第一变位机12根据焊接位置绕水平轴线翻转；

(2)第一焊接工位14焊接结束后，回转工作台11转动以将第一变位机12转动至朝向第一搬运机器人21的一侧，第一搬运机器人21将工件10搬运至缓存工位4冷却；

(3)工件10冷却后，第一搬运机器人21从框架的底部抓取工件10并将其搬运至第二焊接工位15进行焊接，此处焊接包括本序增加的焊缝外还要补焊上序遗留的焊缝的焊接；

(4)第二焊接工位15焊接结束后，第二搬运机器人22将工件10搬运至第三焊接工位16进行焊接，此处焊接包括本序增加的焊缝外还要补焊上序遗留的焊缝的焊接；

(5)第三焊接工位16焊接结束后，第二搬运机器人22将工件10搬运至第四焊接工位17进行焊接，此处焊接包括本序增加的焊缝外还要补焊上序遗留的焊缝的焊接；

(6)第四焊接工位17焊接结束后，第二搬运机器人22将工件10搬运至打码工位进行打码；

(7)打码结束后，第二搬运机器人22将工件10搬运至下线工位5，通过气缸输送机构将其沿下线滑台滑动至成品出口。

各焊接工位1的第一变位机12和第二变位机13同时运作，即第一生产线和第二生产线同时进行，也就是说，一个工件10在第二生产线进行焊接的流程与上述(1)-(7)的流程相同，在此不做赘述。

最后可对成品进行焊缝质量检测，若成品有焊接质量问题，则可追溯至导致该质量问题的具体作业工位，提高发现问题的速度，利于及时分析问题、解决问题。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种焊接工艺生产线，其特征在于，包括作业区和人工操作区，所述人工操作区设于所述作业区的外侧；

所述作业区包括相对固定设置的搬运机器人和至少三个作业工位，所述作业工位包括设有焊接机器人(3)的焊接工位(1)，所述焊接机器人(3)用于对位于所述焊接工位(1)的工件(10)进行焊接；

各所述作业工位呈至少两排设置，且所述搬运机器人能够通过旋转以实现各所述作业工位之间工件(10)的搬运。

2.根据权利要求1所述的焊接工艺生产线，其特征在于，所述焊接工位(1)包括回转工作台(11)和两个夹具变位机，两个所述夹具变位机沿径向对称设于所述回转工作台(11)，所述焊接机器人(3)可对位于所述夹具变位机的工件(10)进行焊接。

3.根据权利要求1所述的焊接工艺生产线，其特征在于，所述作业工位还包括缓存工位(4)，所述缓存工位(4)包括至少两个缓存架(41)。

4.根据权利要求3所述的焊接工艺生产线，其特征在于，所述缓存架(41)包括支架和位于所述支架上方的框架，所述框架朝向所述搬运机器人的一侧设有开口(42)。

5.根据权利要求4所述的焊接工艺生产线，其特征在于，所述搬运机器人为六轴机器人，且所述搬运机器人具有双面抓具，所述抓具用于抓取所述工件(10)。

6.根据权利要求1-5任一项所述的焊接工艺生产线，其特征在于，所述作业工位还包括下线工位(5)，所述下线工位(5)包括下线滑台和气缸输送机构，所述气缸输送机构用于推动所述工件(10)使其沿所述下线滑台滑动。

7.根据权利要求1-5任一项所述的焊接工艺生产线，其特征在于，所述作业工位还包括设有打标机的打码工位，所述打标机能够对位于所述打码工位的工件(10)进行打码。

8.根据权利要求1-5任一项所述的焊接工艺生产线，其特征在于，所述作业区还设有通往各所述作业工位和所述搬运机器人的安全通道(7)，且所述作业区沿其周向还设有围栏(8)，所述围栏(8)包括与所述安全通道(7)连通的维修门(81)。

9.根据权利要求8所述的焊接工艺生产线，其特征在于，所述围栏(8)还包括与各所述焊接工位(1)连通的防护栏(82)，所述防护栏(82)为安全光栅、卷帘门或推拉门中的任一种。

10.根据权利要求1-5任一项所述的焊接工艺生产线，其特征在于，还包括配置区，设于所述作业区的外侧，所述配置区用于放置各所述作业工位、所述搬运机器人和所述焊接机器人(3)的控制柜(91)和作业配件，所述作业配件包括焊丝桶(92)、风扇(93)和电源(94)中的至少一种。