CN110076493A - 一种立柱焊接机器人生产线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种立柱焊接机器人生产线，包括导轨架、设于导轨架上的小车导轨、与小车导轨滑动配合的移动小车、驱动移动小车沿小车导轨移动的小车驱动组件、设于移动小车上的机械手组件、位于导轨架一端的上料输送组件、位于导轨架另一端的下料输送组件、位于上料输送组件和下料输送组件之间的多个焊接组件；机械手组件包括一端与移动小车连接的连接板、设于连接板另一端的升降机、与升降机输出端连接的安装横板、分别位于安装横板左右两端的两块安装竖板，安装竖板的前后两端均设有电磁铁。本发明的立柱焊接机器人生产线劳动强度低、工作效率高。

Description

一种立柱焊接机器人生产线

技术领域

本发明涉及一种立柱生产线，尤其涉及一种立柱焊接机器人生产线。

背景技术

光伏立柱在生产时需要经过多道焊接工序，为此，操作人员需要将立柱在与不同对应的工位之间进行运转。目前对光伏立柱的运转主要还是通过手工输运的方式，这种运输方式，其自动化程度较低，操作强度较大，工作效率较低，且容易产生物料不能精确送达的问题。为此，需要设计一种立柱焊接生产线，以提高立柱的焊接效率，减轻操作人员的劳动强度。

有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的立柱焊接机器人生产线，使其更具有产业上的利用价值。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种劳动强度低、工作效率高的立柱焊接机器人生产线。

本发明的立柱焊接机器人生产线，包括导轨架、设于导轨架上的小车导轨、与小车导轨滑动配合的移动小车、驱动移动小车沿小车导轨移动的小车驱动组件、设于移动小车上的机械手组件、位于导轨架一端的上料输送组件、位于导轨架另一端的下料输送组件、位于上料输送组件和下料输送组件之间的多个焊接组件；

所述机械手组件包括一端与移动小车连接的驱动板、设于驱动板另一端的升降机、与升降机输出端连接的安装横板、分别位于安装横板左右两端的两块安装竖板，安装竖板的前后两端均设有电磁铁；

所述焊接组件包括三轴机器人变位机；

所述驱动板的上方还设置有与小车导轨平行的导向座，导向座内设有连通其两端开口的容纳腔，导向座的底面上设有与容纳腔连通的导向孔，容纳腔内设有顶板，顶板的两端设有滚轮，顶板的中部连接有吊杆，吊杆的底端与驱动板远离移动小车的一端连接。

进一步的，本发明的立柱焊接机器人生产线，所述导轨架包括托板及设于托板底面的多根顶柱，所述小车导轨设于托板的表面，所述移动小车包括车体、设于车体底面并与小车导轨滑动配合的导块，车体的左右两侧还设置有滚轮。

进一步的，本发明的立柱焊接机器人生产线，所述小车驱动组件包括设于车体上的减速电机、与减速电机输出轴连接的驱动齿轮、设于托板表面并与驱动齿轮啮合的齿条。

进一步的，本发明的立柱焊接机器人生产线，还包括移动式检修架，移动式检修架包括架体，架体的前侧面设置有导轮，架体的底部设置有滚轮，所述托板的表面还设置有与所述导轮适配的导槽。

进一步的，本发明的立柱焊接机器人生产线，所述焊接组件还包括焊接机器人及清枪站。

进一步的，本发明的立柱焊接机器人生产线，所述上料输送组件和下料输送组件均包括链板式输送机，链板式输送机包括机架及多块链板，多块链板的表面平行地设置有第一定位板，第一定位板的底端与链板固连，链板式输送机的上方设置有安装杆，安装杆上设置有至少两个第一距离传感器，链板式输送机的一侧设置有推料装置，链板式输送机的另一侧设置有与推料装置对应的第二定位板，所述机架上还设置有安装架，所述安装架的底端与机架固连，安装架的顶端设置有接近传感器或第二距离传感器。

借由上述方案，本发明至少具有以下优点：本发明的立柱焊接机器人生产线通过机械抓手、焊接组件的设置，实现了对立柱的自动输运及焊接作业，操作人员的劳动强度较低，工作效率较高。

综上所述，本发明的立柱焊接机器人生产线劳动强度低、工作效率高。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是立柱焊接机器人生产线的主视图；

图2是导轨架及机械手组件的连接示意图；

图3是导向座、顶板及刀杆的连接示意图；

图4是移动式检修架的结构示意图；

图5是上下料步进式板链装置的主视图，其中推料装置未示出；

图6是上下料步进式板链装置的俯视图；

图7是升降式支撑脚的主视图；

图8是连接板及第一定位板的结构示意图。

图中，1：机架；2：链板；3：第一定位板；4：安装杆；5：第一距离传感器；6：支撑柱；7：推料装置；8：第二定位板；9：安装架；10：工件检测传感器；11：主动链轮；12：从动链轮；13：链条；14：机体；15：支撑脚；16：耐磨层；17：固定式支撑脚；18：升降式支撑脚；19：支撑脚上部；20：支撑脚下部；21：支撑板；22：安装板；23：调整螺栓；24：连接板；25：容置槽；26：磁铁；27：安装座；28：推料气缸：29：导轨架；30：小车导轨；31：移动小车；32：上料输送组件；33：下料输送组件；34：焊接组件；35：驱动板；36：升降机；37：安装横板；38：安装竖板；39：电磁铁；40：三轴机器人变位机；41：导向座；42：容纳腔；43：导向孔；44：顶板；45：吊杆；46：托板；47：顶柱；48：车体；49：导块；50：滚轮；51：减速电机；52：驱动齿轮；53：齿条；54：移动式检修架；55：架体；56：导轮；57：导槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参见图1至图8，本发明一较佳实施例的一种立柱焊接机器人生产线，包括导轨架29、设于导轨架上的小车导轨30、与小车导轨滑动配合的移动小车、31驱动移动小车沿小车导轨移动的小车驱动组件、设于移动小车上的机械手组件、位于导轨架一端的上料输送组件32、位于导轨架另一端的下料输送组件33、位于上料输送组件和下料输送组件之间的多个焊接组件34；其中，上料输送组件用于实现对物料的自动上料功能，下料输送组件用于输送完成焊接作业的物料，焊接组件用于完成物料的焊接作业，具体地，其可以包括焊接机器人、变位机及清枪站，以实现对物料的自动焊接作业，也可以通过手工的方式完成对物料的焊接。焊接组件的数目与焊接的工序数对应，以实现对物料的一站式焊接作业，同时也可以是多个具有相同焊接作业种类的焊接组件，以同时对多个物料进行统一焊接工序，提高单个焊接生产线的焊接效率。

机械手组件包括一端与移动小车连接的驱动板35、设于驱动板另一端的升降机36、与升降机输出端连接的安装横板37、分别位于安装横板左右两端的两块安装竖板38，安装竖板的前后两端均设有电磁铁39；

机械手组件的设置，用于实现将上料输送组件上的物料转送至焊接组件、在各焊接组件之间转运物料以及将完成焊接的物料输送至下料输送组件，其中升降机用于实现对安装横板、安装竖板、电磁铁及物料的升降功能，其通过市场购买，可以是丝杆式升降机或具有升降功能的类似装置。安装横板用于连接两块安装竖板，安装竖板用于安装电磁铁，安装竖板两端的电磁铁与另一安装竖板上的电磁铁对应设置，从而构成两组吸附装置，以同时吸附两组物料，提高上料及焊接的速度，对应地，变位机也为两工位式变位机，能够同时装夹两根物料。

焊接组件包括三轴机器人变位机40；

驱动板的上方还设置有与小车导轨平行的导向座41，导向座内设有连通其两端开口的容纳腔42，导向座的底面上设有与容纳腔连通的导向孔43，容纳腔内设有顶板44，顶板的两端设有滚轮，顶板的中部连接有吊杆45，吊杆的底端与驱动板远离移动小车的一端连接。吊杆的设置用于加强机械手组件的承载力，防止由于物料过重而使驱动板弯折甚至断裂。导向座可固设于工作间的顶壁上。工作时，驱动板在小车驱动组件的驱动下带动机械手组件及吊杆移动，吊杆带动其顶部的顶板沿容纳腔移动，移动时，顶板上的滚轮与导向座接触，以减少摩擦。

本立柱焊接机器人生产线主要由4套机器人焊接工作站，1套机械手组件等组成，负责工序间的物料(工件)的焊接和输送。机器人焊接工作站由FANUC站立式焊接机器人M-10iA/7L、三轴机器人变位机及PHOENIX352数字化焊接电源(含送丝机)、焊接系统组合而成，适用于对立柱结构件的焊接；其中，物流系统由机械手组件、上料输送组件、下料输送组件、主控系统(含区域控制器、站点控制器)等组成，负责工序间的物料(工件)的输送。系统采用机械手组件与机器人工作站配合工作，实现工件的自动装卸，采用区域集中控制实现生产信息的实时流转；具体工作时，操作人员首先使用行车等辅助设备对物料进行内部转运，转运后的工件使用行车等辅助设备转运到上料输送组件上定位，而后采用机械手组件将工件转运至机器人焊接工位(即焊接组件处)，焊接完成后采用机械手组件将工件转运到下料输送组件的送线料台上，以满足立柱焊接和物料输送要求。机械手组件在抓取工件时，升降机首先驱动安装横板下移，并带动安装竖板及电磁铁下移至预定位置，接着电磁铁上电，从而吸附住位于其下方的立柱，接着升降机带动立柱上升至预定位置，移动小车在小车驱动组件的驱动下将立柱移动至预定的焊接组件上方，然后升降装置带动工件下降至三轴机器人变位机，三轴机器人变位机便将立柱夹紧，接着焊接机器人或操作人员对物料进行焊接作业，焊接完成后机械抓手将工件输运至下一工序或将工件输送至下料输送机，以完成焊接作业。

通过以上描述可以得知，本发明的立柱焊接机器人生产线通过机械抓手、焊接组件的设置，实现了对立柱的自动输运及焊接作业，操作人员的劳动强度较低，工作效率较高。

作为优选，本发明的立柱焊接机器人生产线，导轨架包括托板46及设于托板底面的多根顶柱47，小车导轨设于托板的表面，移动小车包括车体48、设于车体底面并与小车导轨滑动配合的导块49，车体的左右两侧还设置有滚轮50。

作为优选，本发明的立柱焊接机器人生产线，小车驱动组件包括设于车体上的减速电机51、与减速电机输出轴连接的驱动齿轮52、设于托板表面并与驱动齿轮啮合的齿条53。

该设计用于实现对移动小车的驱动功能。具体的，减速电机带动驱动齿轮转动，随着驱动齿轮的转动，齿条对驱动齿轮施加的力驱动车体沿着小车导轨移动。

作为优选，本发明的立柱焊接机器人生产线，还包括移动式检修架54，移动式检修架包括架体55，架体的前侧面设置有导轮56，架体的底部设置有滚轮，托板的表面还设置有与导轮适配的导槽57。

移动式检修架的设置，使得操作人员能够方便地对移动小车等组件进行检修，其中，架体上的滚轮使得操作人员能够轻松推动架体，导轮的设置使得架体能够沿着导槽移动。

作为优选，本发明的立柱焊接机器人生产线，焊接组件还包括焊接机器人及清枪站(图中未示出)。

焊接机器人及清枪站的设置实现对工件的自动焊接作业。

作为优选，本发明的立柱焊接机器人生产线，上料输送组件和下料输送组件均为上下料步进式板链装置，包括链板式输送机，链板式输送机包括机架1及多块链板2，多块链板的表面平行地设置有第一定位板3，实际实施时，可以每隔一个链板设置一块第一定位板，也可每块链板上均设置有第一定位板或间隔多个链板设置一个第一定位板，具体的要根据物料及链板的宽度决定，第一定位板的底端与链板固连，链板式输送机的上方设置有安装杆4，安装杆上设置有至少两个第一距离传感器5，具体实施时，安装杆的两端可吊装或安装与两侧的支撑柱6上，多个第一距离传感器共线设置，且其连线与长型物料平行，优选的，物料与链板式输送机的传输方向垂直，多个第一距离传感器的连线也与链板式输送线的传输方向垂直，这样，当物料经过第一距离传感器的下方时，多个第一距离传感器检测到的距离应该基本一致，如果两侧的第一距离传感器检测的距离偏差过大时，则说明该物料与预定的摆放位置之间产生一定的歪斜，此时控制中心停止物料输送机的运行并发出相应的警告，以提醒操作人员进行手工调整，从而避免了物料在上料时产生歪斜，进而保证了上料的精确度及后续焊接的效率和准确度。链板式输送机的一侧设置有推料装置7，链板式输送机的另一侧设置有与推料装置对应的第二定位板8，具体实施时，第二定位板与推料装置分别位于链板式输送机的前后两侧，其中心的连线与物料的长度方向一致，此处与链板式输送线的输送方向垂直，其作用在于调整长型物料在长度方向上的一致性，使其端面位于同一位置，进而保证物料输送的一致性和焊接的效率和精度。推料装置为具有直线位移功能的装置，具体工作时，当物料被运输至推料装置处时，推料装置的输出端向外伸出，以推动物料的另一端与第二定位板接触，从而实现对物料的定位。机架上还设置有安装架9，安装架的底端与机架固连，安装架的顶端设置有工件检测传感器10，工件检测传感器为接近传感器或第二距离传感器。接近传感器或第二距离传感器的设置，实现了对物料的定位作用，具体的，物料在链板式输送机的带动下向接近传感器或第二距离传感器移动，直至其被输运至靠近接近传感器或第二距离传感器的预定位置，此时接近传感器或第二距离传感器产生一信号并发送至控制中心，控制中心便发送控制信号至机械抓手，使其抓取链板式输送机上的物料。抓取完成后，链板式输送机继续运行，以处理下一物料。

第一定位板的设置，实现了对长型物料的定位，方便了操作人员的上料。具体的，上料时，操作人员通过手工或行车吊装的方式将长型物料放置于链板式输送机的输入端，并使其一侧与第一定位板的侧面紧密贴合，从而保证了长型物料的预定位置，防止其产生歪斜。推料装置的设置，保证了物料端面位置的一致性，从而保证了上料的精确度。第一距离传感器的设置，能够对歪斜的物料产生预警，从而进一步提高了上料的精确度。

作为优选，链板式输送机还包括设置于机架一端的主动链轮11、位于机架另一端的从动链轮12、驱动主动链轮转动的驱动电机(图中未示出)、绕于主动链轮和从动链轮上的链条13，链板的端部与链条固连。

作为优选，机架包括机体14、设于机体上的多个支撑脚15。

作为优选，机体的上下两侧均设置有耐磨层16。

作为优选，驱动电机为步进电机。

步进电机的设置，实现了对链板式输送机的精确控制。

作为优选，支撑脚包括位于机架一端的固定式支撑脚17及位于机架另一端的升降式支撑脚18。

此设计，使得链板式输送机能够呈一端高、一端低的倾斜状态，这样，设置于链板上的物料能够在重力作用下自动向第一定位板的方向滑动，从而使得操作人员无需手动将物料与第一定位板紧贴，提高了上料的效率。

作为优选，升降式支撑脚包括支撑脚上部19、与支撑架上部滑动配合的支撑脚下部20、用于锁紧支撑脚上部与支撑脚下部的锁紧螺栓(图中未示出)及设置于支撑脚下部底端的支撑板21。

作为优选，支撑板铰接于支撑脚下部，支撑脚下部的底端还设置有安装板22，安装板上设置有与安装板螺纹连接的调整螺栓23。

调整螺栓的设置，方便了操作人员对支撑板的定位及辅助支撑。具体的，当支撑脚下部调整高度后，支撑板与地面呈倾斜状态，操作人员可通过调整调整螺栓的高度，来调整支撑板的倾斜度，使其能够与地面贴合，从而提高了支撑架的整体稳定度。

作为优选，第一定位板的底端连接有连接板24，连接板与链板固连，第一定位板的外侧面设置有容置槽25，容置槽内设置有磁铁26。

磁铁的设置，使得由铁磁性材料制成的物料能够在磁铁的吸引下自动与第一定位板贴合，从而提高了上料的自动化。操作人员只需将物料放置于链板式输送线的大概位置上即可实现自动上料。

作为优选，第一定位板、安装杆均与板链式输送机的输送方向垂直，第一距离传感器的数据为两个，第一距离传感器、第二距离传感器均为激光测距传感器，推料装置包括安装座27及设于安装座上的推料气缸28。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，本领域技术人员能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的保护范围由所附权利要求而不是上述说明限定。

此外，以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。同时，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (6)

1.一种立柱焊接机器人生产线，其特征在于：包括导轨架、设于导轨架上的小车导轨、与小车导轨滑动配合的移动小车、驱动移动小车沿小车导轨移动的小车驱动组件、设于移动小车上的机械手组件、位于导轨架一端的上料输送组件、位于导轨架另一端的下料输送组件、位于上料输送组件和下料输送组件之间的多个焊接组件；

所述机械手组件包括一端与移动小车连接的驱动板、设于驱动板另一端的升降机、与升降机输出端连接的安装横板、分别位于安装横板左右两端的两块安装竖板，安装竖板的前后两端均设有电磁铁；

所述焊接组件包括三轴机器人变位机；

所述驱动板的上方还设置有与小车导轨平行的导向座，导向座内设有连通其两端开口的容纳腔，导向座的底面上设有与容纳腔连通的导向孔，容纳腔内设有顶板，顶板的两端设有滚轮，顶板的中部连接有吊杆，吊杆的底端与驱动板远离移动小车的一端连接。

2.根据权利要求1所述的立柱焊接机器人生产线，其特征在于：所述导轨架包括托板及设于托板底面的多根立柱，所述小车导轨设于托板的表面，所述移动小车包括车体、设于车体底面并与小车导轨滑动配合的导块，车体的左右两侧还设置有滚轮。

3.根据权利要求2所述的立柱焊接机器人生产线，其特征在于：所述小车驱动组件包括设于车体上的减速电机、与减速电机输出轴连接的驱动齿轮、设于托板表面并与驱动齿轮啮合的齿条。

4.根据权利要求3所述的立柱焊接机器人生产线，其特征在于：还包括移动式检修架，移动式检修架包括架体，架体的前侧面设置有导轮，架体的底部设置有滚轮，所述托板的表面还设置有与所述导轮适配的导槽。

5.根据权利要求1所述的立柱焊接机器人生产线，其特征在于：所述焊接组件还包括焊接机器人及清枪站。

6.根据权利要求1所述的立柱焊接机器人生产线，其特征在于：所述上料输送组件和下料输送组件均包括链板式输送机，链板式输送机包括机架及多块链板，多块链板的表面平行地设置有第一定位板，第一定位板的底端与链板固连，链板式输送机的上方设置有安装杆，安装杆上设置有至少两个第一距离传感器，链板式输送机的一侧设置有推料装置，链板式输送机的另一侧设置有与推料装置对应的第二定位板，所述机架上还设置有安装架，所述安装架的底端与机架固连，安装架的顶端设置有接近传感器或第二距离传感器。