CN109909633A - 一种货架仓储立柱片自动焊接装置及其应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动焊接技术领域，具体涉及一种货架仓储立柱片自动焊接装置及其应用方法。本发明利用工装工作台台面的槽口、链传动装置和调节螺柱分别实现了焊枪对立柱片长度、宽度和厚度的快速定位，从而达到货架仓储立柱片自动焊接的目的。本发明在工装工作台上采用两工位的生产模式，利用齿轮齿条传动的传动方式实现了移动枪架在两个工位的自动切换，无需在夹紧立柱片的操作中停下自动焊接设备，省时省力的同时又提高了效率。本发明结构简单，操作方便，具有很大的市场前景和推广价值。

Description

一种货架仓储立柱片自动焊接装置及其应用方法

技术领域

本发明涉及自动焊接技术领域，具体涉及一种货架仓储立柱片自动焊接装置及其应用方法。

背景技术

自动焊接是一种先进的制造技术。目前焊接加工一般采用人工焊接的方式，存在生产效率低、人员安全难以保障、焊接质量不稳和环境污染大等问题，无法满足工业化大批量焊接的需要。

公开号为CN104439807A的中国专利申请公开了一种全自动焊接工作站及其焊接方法，包括可编程控制器、底座、方形工装、焊接机器人和行走导轨，可以按照系统预先编制的程序实现钢结构的自动焊接，但是焊接机器人价格昂贵，非一般中小企业所能承受。公告号为CN104308326B的中国专利公开了一种自动焊接装置及其焊接工艺，焊接装置包括立柱和横臂以及焊枪，只需调整焊枪位置，驱动主轴以及滑轨便可对焊缝进行焊接，该焊接能替代高成本的焊接机器人，但仅限于需要复杂精密焊接的场合。

随着现代物流行业的发展和立体仓库的应用，货架已经成为人们日常生活中一种必不可少的工具，而立柱是货架承载最基础的部件，直接关系到货架结构的安全性和使用的经济性，目前货架的横梁与立柱的焊接一般采用人工焊接，作业人员劳动强度大但焊接效率低。公告号为CN201543949U的中国专利公开了货架横梁自动焊接机，包括机架、两个回转机构、两个水平移动滑台、两个垂直移动滑台和活动支架横移机构，活动支架横移机构位于滑行轴上，可推动活动支架左右移动，该发明实现了货架横梁的自动焊接，克服现在手工焊接的缺点，但是该发明结构复杂，不方便作业人员操作。公开号为CN107081556A的中国专利申请提出了一种货架横梁自动焊接装置，包括机座、横梁上料装置、柱卡上料装置、焊接装置、横梁定位装置和出料装置，采用转盘和柱卡上料装置实现对横梁和柱卡的自送上料，并对横梁的两端同时进行焊接工作，能够减轻劳动强度，提高生产效率，但是上述发明对焊接设备的描述过于模糊，如果采用先进的焊接机器人或数控设备价格会非常昂贵，使得该自动焊接装置成本过大，在市场上缺乏竞争力。

因此，需要一种货架仓储立柱片自动焊接装置及其应用方法来帮助解决中小型货架生产企业焊接自动化程度低的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有焊接技术中自动化程度低的问题，而提出的一种货架仓储立柱片自动焊接装置及其应用方法，本发明可以克服手工焊接带来的各种问题，提高生产效率，从而满足中小型企业对货架仓储立柱片自动焊接的需求。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种货架仓储立柱片自动焊接装置，其特征是，包括机架、前工装工作台、后工装工作台，所述前工装工作台与机架固定连接，所述后工装工作台平行于前工装工作台，且后工装工作台通过机架上的导轨与机架前后滑动连接；所述前工装工作台、后工装工作台上分别设有一组带有焊枪的移动枪架；所述移动枪架上设有伺服电机，所述前工装工作台、后工装工作台上水平设有齿轮齿条装置，所述伺服电机通过驱动齿轮与齿条啮合传动，从而使对应的移动枪架在前工装工作台或后工装工作台上左右水平移动。

优选地，所述机架上设有一对平行的丝杠，该丝杠平行于导轨，两丝杠分别与后工装工作台螺纹连接，且两丝杠的端部之间设有链传动装置传动连接，通过链传动装置带动一对丝杠转动，从而使后工装工作台在机架导轨上前后移动。

优选地，所述前工装工作台顶面、后工装工作台顶面均间隔设有若干直线槽，每个工装工作台顶面的直线槽均处于同一直线上，且两侧端的直线槽为T型槽结构；前、后工装工作台上的直线槽分别用于放置横向立柱，前、后工装工作台的直线槽配合用于放置竖向立柱、斜向立柱。

优选地，前、后工装工作台的直线槽处分别通过夹紧装置A夹紧固定横向立柱、竖向立柱，通过夹紧装置B夹紧固定斜向立柱；所述夹紧装置A为若干工装气缸和若干磁性垫片，所述磁性垫片安装于直线槽侧壁，并高于前、后工装工作台面，工装气缸的输出轴与磁性垫片配合夹紧横向或竖向立柱；所述夹紧装置B为若干对工装气缸，每对工装气缸的输出轴相对设置并相互配合夹紧斜向立柱。

优选地，每组移动枪架上包括枪架固定板以及上、下两个焊枪，上、下两个焊枪分别对称置于立柱上、下焊接位置。

优选地，每个焊枪通过调节装置与枪架固定板相连，所述调节装置包括底板、中间滑板、顶部滑板、竖向调节螺柱、横向调节螺柱，所述底板与枪架固定板固定连接，所述焊枪安装于顶部滑板；所述中间滑板竖向滑动连接于底板，所述竖向调节螺柱与底板螺纹连接，其端部与中间滑板相连；所述顶部滑板横向滑动连接于中间滑板，所述横向调节螺柱与中间滑板螺纹相连，其端部与顶部滑板相连；通过拧动竖向调节螺柱、横向调节螺柱分别使中间滑板上下位移、顶部滑板水平位移。

优选地，所述调节装置还设有焊枪定位气缸，该气缸的输出轴与中间滑板配合，用于定位焊枪。

优选地，所述前后工装工作台上分别有两个工位，每个工位需要22个工装气缸对立柱片进行夹紧定位。

优选地，所述直线槽的宽度大于立柱宽度。

一种货架仓储立柱片自动焊接装置的应用方法，其特征是，包括以下步骤：

1）将货架仓储立柱片按照工装方案摆放在前、后工装工作台上，工装工作台上有两个工位，每个工位均采用工装气缸对立柱片进行夹紧定位；

对于横向立柱，两端分别通过工装气缸、吸附于T型槽槽口的磁性垫片配合夹紧，柱身通过相对摆放的工装气缸和吸附于直线槽槽口内的磁性垫片配合夹紧；

对于竖向立柱，两端分别与两个工装工作台处的横向立柱接触，柱身通过相对摆放的工装气缸和吸附于直线槽槽口内的磁性垫片配合夹紧；

对于斜向立柱，两端分别与两个工装工作台处的横向立柱接触，柱身通过相对摆放的两个工装气缸的输出轴夹紧；

货架仓储立柱片放置完毕后启动按钮，所有的工装气缸开始夹紧，自动焊接前的准备工作完毕；

2）前工装工作台固定在机架上，后工装工作台通过链传动装置驱动丝杠，使后工装工作台在导轨上前后移动，从而实现自动适应货架仓储立柱片的宽度；

3）每个工装工作台台面上各设有一组移动枪架，移动枪架通过其底部的伺服电机、相应工装工作台上的齿轮齿条装置进行齿轮齿条传动，使得移动枪架可以在机架上左右水平移动，从而实现移动枪架在工装工作台上两个工位的自动切换；

4）移动枪架上的枪架固定板的上下两端各设有一个调节装置，该调节装置由相互滑动连接的底板、中间滑板、顶部滑板以及横向调节螺柱、竖向调节螺柱组成，通过拧动横向调节螺柱、竖向调节螺柱可以带动焊枪上下左右移动，并通过焊枪定位气缸夹紧定位焊枪，从而实现自动适应货架仓储立柱片的厚度；

5）启动焊枪，对货架仓储立柱片进行焊接，在第一个工位进行焊接的同时，在第二个工位上摆放好需要进行焊接的立柱片，待第一个工位的焊接结束后，焊枪定位气缸和工装气缸自动松开，焊枪退回原位，移动枪架带动焊枪到第二个工位开始焊接，取下第一个工位上已经焊接好的货架仓储立柱片，并摆上另一个需要进行焊接的立柱片，如此循环往复从而实现货架仓储立柱片的自动焊接。

与现有技术相比，本发明有益效果是：

一方面，利用工装工作台台面的槽口（直线槽、T型槽）、链传动装置和调节螺柱分别实现了焊枪对立柱片长度、宽度和厚度的快速定位，从而达到货架仓储立柱片自动焊接的目的，提高了生产效率，保证了焊接质量，减少了人工焊接可能产生的误差，有效降低了仓储货架的生产成本。

另一方面，为了解决传统焊接方式生产过程中劳动强度大、立柱片容易堆积的问题，本发明在工装工作台上采用两工位的生产模式，利用齿轮齿条传动的传动方式实现了移动枪架在两个工位的自动切换，无需在夹紧立柱片的操作中停下自动焊接设备，省时省力的同时又提高了效率。

本发明结构简单，操作方便，具有很大的市场前景和推广价值。

附图说明

图1为本发明的总装配图；

图2为移动枪架局部零件图；

图3为图2的侧视图；

图4为本发明工装工作台上工装气缸布置方案示意图；

图中：1机架，2前工装工作台，3后工装工作台，4链传动装置，5丝杠，6移动枪架，7伺服电机，8齿轮齿条装置，9导轨，10焊枪，11枪架固定板，12竖向调节螺柱，13横向调节螺柱，14立柱片，15焊枪定位气缸，16工装气缸，17直线槽，18 T型槽，19横向立柱，20竖向立柱，21斜向立柱，22磁性垫片，23底板，24中间滑板，25顶部滑板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行描述。

如图所示，一种货架仓储立柱片自动焊接装置，包括机架1，前工装工作台2，后工装工作台3，链传动装置4，丝杠5，移动枪架6，伺服电机7，齿轮齿条装置8，导轨9，焊枪10，枪架固定板11，竖向调节螺柱12，横向调节螺柱13，立柱片14，焊枪定位气缸15，工装气缸16，直线槽17， T型槽18，横向立柱19，竖向立柱20，斜向立柱21，磁性垫片22，底板23，中间滑板24和顶部滑板25。

机架1上设有两个工装工作台，前工装工作台2固定在机架1上，后工装工作台3通过链传动装置4驱动丝杠5在导轨9上前后移动，每个工装工作台台面上各设有一组移动枪架6，移动枪架6通过伺服电机7驱动齿轮齿条装置8，可以在对应的工装工作台上左右水平移动。移动枪架6上下两端各设有一把焊枪10，通过枪架固定板11上的横向调节螺栓12和竖向调节螺柱13可带动焊枪10分别在竖直位置、横向位置发生移动，焊枪定位气缸15可夹紧中间滑板，防止焊枪调节装置的螺纹结构产生的晃动，工装气缸16与磁性垫片22配合，从而快速定位立柱片14，便可实施货架仓储立柱片的自动焊接。

如图1所示，工装工作台分为前后两个部分，后工装工作台3的自由移动可以实现自动适应立柱片14的宽度（竖向立柱20的长度），工装工作台台面的T型槽18和直线槽17可以方便工装气缸16的移动从而实现自动适应立柱片14的长度。

移动枪架6的底部安装有伺服电机7，伺服电机7带动齿轮齿条装置8使得移动枪架6在工装工作台上左右水平移动，可以实现移动枪架6在工装工作台上两个工位的自动切换。

枪架固定板11的上下两端各设有一个调节装置，该调节装置由相互滑动连接的底板23、中间滑板24、顶部滑板25以及横向调节螺柱19、竖向调节螺柱20组成，可以实现自动适应立柱片14的厚度。焊枪10需要焊枪定位气缸15对其进行夹紧定位。

本发明的工作流程如下：

将货架仓储立柱片14按照图4的工装方案摆放在工装工作台上，工装工作台上有两个工位，每个工位需要22个工装气缸16对货架仓储立柱片进行夹紧定位，工装工作台的T型槽18和直线槽17可以方便工装气缸16的移动从而实现自动适应货架仓储立柱片14的长度，货架仓储立柱片14放置完毕后启动按钮，所有的工装气缸16开始夹紧，自动焊接前的准备工作完毕（对于横向立柱19，两端分别通过工装气缸16和吸附于T型槽18槽口的磁性垫片22配合夹紧，柱身通过相对摆放的工装气缸16和吸附于直线槽17槽口内的磁性垫片22配合夹紧；对于竖向立柱20，两端分别与两个工装工作台处的横向立柱19接触，柱身通过相对摆放的工装气缸16和吸附于直线槽17槽口内的磁性垫片22配合夹紧；对于斜向立柱21，两端分别与两个工装工作台处的横向立柱19接触，柱身通过相对摆放的两个工装气缸16输出轴夹紧）。

工装工作台分为前后两个部分，前工装工作台2固定在机架1上，后工装工作台3通过链传动装置4驱动丝杠5使后工装工作台3在导轨9上前后移动，从而实现自动适应货架仓储立柱片14的宽度。每个工装工作台台面上各设有一组移动枪架6，移动枪架6通过其底部的伺服电机7、相应工装工作台上的齿条进行齿轮齿条传动，使得移动枪架6可以在机架上左右水平移动，从而实现移动枪架6在工装工作台上两个工位的自动切换。

移动枪架6上的枪架固定板11的上下两端各设有一个调节装置，该调节装置由由相互滑动连接的底板23、中间滑板24、顶部滑板25以及横向调节螺柱18、竖向调节螺柱17组成，通过枪架固定板11上的横向调节螺柱18、竖向调节螺柱17可以带动焊枪10上下左右移动，从而实现自动适应货架仓储立柱片14的厚度。因此，移动枪架6可以带动焊枪10实现快速定位不同尺寸规格的货架仓储立柱片14。

夹紧焊枪定位气缸15并启动焊枪10，对货架仓储立柱片14进行自动焊接，在第一个工位进行自动焊接的同时，在第二个工位上摆放好需要进行焊接的立柱片，待第一个工位的自动焊接结束后，焊枪定位气缸15和工装气缸16自动松开，焊枪10退回原位，移动枪架6带动焊枪10到第二个工位开始自动焊接，取下第一个工位上已经焊接好的货架仓储立柱片，并摆上另一个需要进行焊接的立柱片，如此循环往复从而实现货架仓储立柱片的自动焊接。

本发明操作方便，省时省力的同时又提高了生产效率，减少了人工焊接可能产生的误差，有效降低了仓储货架的生产成本，具有很大的市场前景和推广价值。

Claims (10)

1.一种货架仓储立柱片自动焊接装置，其特征是，包括机架（1）、前工装工作台（2）、后工装工作台（3），所述前工装工作台与机架固定连接，所述后工装工作台平行于前工装工作台，且后工装工作台通过机架上的导轨（9）与机架前后滑动连接；所述前工装工作台、后工装工作台上分别设有一组带有焊枪（10）的移动枪架（6）；所述移动枪架上设有伺服电机（7），所述前工装工作台、后工装工作台上水平设有齿轮齿条装置（8），所述伺服电机通过驱动齿轮与齿条啮合传动，从而使对应的移动枪架在前工装工作台或后工装工作台上左右水平移动。

2.根据权利要求1所述的一种货架仓储立柱片自动焊接装置，其特征是，所述机架上设有一对平行的丝杠（5），该丝杠平行于导轨，两丝杠分别与后工装工作台螺纹连接，且两丝杠的端部之间设有链传动装置（4）传动连接，通过链传动装置带动一对丝杠转动，从而使后工装工作台在机架导轨上前后移动。

3.根据权利要求1所述的一种货架仓储立柱片自动焊接装置，其特征是，所述前工装工作台顶面、后工装工作台顶面均间隔设有若干直线槽（17），每个工装工作台顶面的直线槽均处于同一直线上，且两侧端的直线槽为T型槽结构（18）；前、后工装工作台上的直线槽分别用于放置横向立柱（19），前、后工装工作台的直线槽配合用于放置竖向立柱（20）、斜向立柱（21）。

4.根据权利要求3所述的一种货架仓储立柱片自动焊接装置，其特征是，前、后工装工作台的直线槽处分别通过夹紧装置A夹紧固定横向立柱、竖向立柱，通过夹紧装置B夹紧固定斜向立柱；所述夹紧装置A为若干工装气缸和若干磁性垫片（22），所述磁性垫片安装于直线槽侧壁，并高于前、后工装工作台面，工装气缸的输出轴与磁性垫片配合夹紧横向或竖向立柱；所述夹紧装置B为若干对工装气缸，每对工装气缸的输出轴相对设置并相互配合夹紧斜向立柱。

5.根据权利要求1所述的一种货架仓储立柱片自动焊接装置，其特征是，每组移动枪架上包括枪架固定板（11）以及上、下两个焊枪，上、下两个焊枪分别对称置于立柱上、下焊接位置。

6.根据权利要求5所述的一种货架仓储立柱片自动焊接装置，其特征是，每个焊枪通过调节装置与枪架固定板相连，所述调节装置包括底板（23）、中间滑板（24）、顶部滑板（25）、竖向调节螺柱（12）、横向调节螺柱（13），所述底板与枪架固定板固定连接，所述焊枪安装于顶部滑板；所述中间滑板竖向滑动连接于底板，所述竖向调节螺柱与底板螺纹连接，其端部与中间滑板相连；所述顶部滑板横向滑动连接于中间滑板，所述横向调节螺柱与中间滑板螺纹相连，其端部与顶部滑板相连；通过拧动竖向调节螺柱、横向调节螺柱分别使中间滑板上下位移、顶部滑板水平位移。

7.根据权利要求6所述的一种货架仓储立柱片自动焊接装置，其特征是，所述调节装置还设有焊枪定位气缸（15），该气缸的输出轴与中间滑板配合，用于定位焊枪。

8.根据权利要求4所述的一种货架仓储立柱片自动焊接装置，其特征是，所述前后工装工作台上分别有两个工位，每个工位需要22个工装气缸对立柱片进行夹紧定位。

9.根据权利要求3所述的一种货架仓储立柱片自动焊接装置，其特征是，所述直线槽的宽度大于立柱宽度。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的一种货架仓储立柱片自动焊接装置的应用方法，其特征是，包括以下步骤：

1）将货架仓储立柱片（14）按照工装方案摆放在前、后工装工作台上，工装工作台上有两个工位，每个工位均采用工装气缸（16）对立柱片进行夹紧定位；

对于横向立柱（19），两端分别通过工装气缸、吸附于T型槽（18）槽口的磁性垫片（22）配合夹紧，柱身通过相对摆放的工装气缸和吸附于直线槽（17）槽口内的磁性垫片（22）配合夹紧；

对于竖向立柱（20），两端分别与两个工装工作台处的横向立柱（19）接触，柱身通过相对摆放的工装气缸和吸附于直线槽槽口内的磁性垫片配合夹紧；

对于斜向立柱（21），两端分别与两个工装工作台处的横向立柱（19）接触，柱身通过相对摆放的两个工装气缸的输出轴夹紧；

货架仓储立柱片放置完毕后启动按钮，所有的工装气缸开始夹紧，自动焊接前的准备工作完毕；

2）前工装工作台（2）固定在机架（1）上，后工装工作台（3）通过链传动装置（4）驱动丝杠（5），使后工装工作台在导轨（9）上前后移动，从而实现自动适应货架仓储立柱片的宽度；

3）每个工装工作台台面上各设有一组移动枪架（6），移动枪架通过其底部的伺服电机（7）、相应工装工作台上的齿轮齿条装置（8）进行齿轮齿条传动，使得移动枪架可以在机架上左右水平移动，从而实现移动枪架在工装工作台上两个工位的自动切换；

4）移动枪架上的枪架固定板（11）的上下两端各设有一个调节装置，该调节装置由相互滑动连接的底板（23）、中间滑板（24）、顶部滑板（25）以及横向调节螺柱（18）、竖向调节螺柱（17）组成，通过拧动横向调节螺柱、竖向调节螺柱可以带动焊枪（10）上下左右移动，并通过焊枪定位气缸（15）夹紧定位焊枪，从而实现自动适应货架仓储立柱片的厚度；

5）启动焊枪（10），对货架仓储立柱片进行焊接，在第一个工位进行焊接的同时，在第二个工位上摆放好需要进行焊接的立柱片，待第一个工位的焊接结束后，焊枪定位气缸和工装气缸自动松开，焊枪退回原位，移动枪架带动焊枪到第二个工位开始焊接，取下第一个工位上已经焊接好的货架仓储立柱片，并摆上另一个需要进行焊接的立柱片，如此循环往复从而实现货架仓储立柱片的自动焊接。