CN110900027B - H型钢生产线及生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及H型钢生产技术领域,公开了一种H型钢生产线及生产方法,通过上述装配区、焊接区的设置,将装配线设置在装配区,将焊接线设置在焊接区,形成装配、焊接流水式加工生产线工艺布局,加劲板的装配和焊接两道工序独立作业,搬运机器人、点焊机器人和焊接机器人能够在各工位之间移动,移载装置实现H型工件上料、加工及下料过程的转运,从而形成流水式加工,能有效提高加工效率。通过上述生产方法能够实现加劲板装配、焊接的流水式加工,从而有效提高加工效率。

Description

H型钢生产线及生产方法
技术领域
本发明涉及钢结构制造技术领域,尤其是涉及一种H型钢生产线及生产方法。
背景技术
在H型工件的两侧焊接加劲板,形成具有加劲板的H型钢,能有增强H型钢的强度。在建筑钢结构制造行业,H型工件焊接多采用人工作业,生产效率非常低,并且生产质量受人为因素影响较大。因此,在部分技术中,采用了机器人和变位机配合焊接的方式,通过变位机调整H型工件的位置,通过机器人进行自动焊接,但采用该方式加工时,所有焊缝均采用平焊或横焊方式完成,工件上下料、装夹过程复杂,变位过程中机器人需进入等待状态,影响生产效率。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明提出一种H型钢生产线,能够提高H型钢加劲板的装配焊接生产效率。
本发明还提出一种基于上述H型钢生产线的生产方法。
第一方面,本发明的一个实施例提供了一种H型钢生产线,包括
暂置区;用于放置待加工的H型工件;
装配区;设置有装配线,所述装配线设置有点焊机器人和搬运机器人,所述点焊机器人和所述搬运机器人均能沿所述装配线移动;所述搬运机器人用于将加劲板上料至所述装配线上的H型钢梁上,所述点焊机器人用于将加劲板定位固定在H型工件上;
焊接区;设置有焊接线,所述焊接线上设置若干用于对加劲板和H型工件进行焊接的焊接机器人,所述焊接机器人能够沿所述焊接线移动;
移载装置;包括取料部和承载部,所述取料部用于取放H型工件,所述取料部由所述承载部承载,并能够在所述暂置区、所述装配区和所述焊接区之间运动。
本发明实施例的H型钢生产线至少具有如下有益效果:
通过上述装配区、焊接区的设置,将装配线设置在装配区,将焊接线设置在焊接区,形成装配、焊接流水式加工生产线工艺布局,加劲板的装配和焊接两道工序独立作业,搬运机器人、点焊机器人和焊接机器人能够在各工位之间移动,移载装置实现H型工件上料、加工及下料过程的转运,从而形成流水式加工,能有效提高加工效率。
根据本发明的另一些实施例的H型钢生产线,所述承载部包括支撑架,所述取料部包括吊运装置,所述装配线和所述焊接线均沿第一方向延伸,所述支撑架沿垂直于所述第一方向的第二方向延伸,所述支撑架能够沿第一方向移动,所述吊运装置设置在所述支撑架上并能沿所述第二方向移动。
根据本发明的另一些实施例的H型钢生产线,沿所述第一方向,所述焊接区设置在所述装配区的一端;沿所述第二方向,所述暂置区设置在所述装配区的旁侧。
根据本发明的另一些实施例的H型钢生产线,所述装配区的另一端设置有加劲板上料装置,所述加劲板上料装置用于将加劲板移动至上料工位,通过所述搬运机器人上料至所述装配线上待加工的H型工件上。
根据本发明的另一些实施例的H型钢生产线,所述装配线的两侧分别设置有所述点焊机器人,和/或所述焊接线的两侧分别设置有所述焊接机器人。
根据本发明的另一些实施例的H型钢生产线,所述装配线和所述焊接线上均设置有用于固定H型工件的防倾倒装置,所述防倾倒装置包括调节组件和一对压紧组件,所述调节组件的两端向所述第二方向延伸,所述压紧组件分别设置在所述调节组件的两端,所述调节组件用于调节所述压紧组件沿所述第二方向之间的距离,所述压紧组件包括抵持件,所述抵持件用于抵靠H型工件的腹板。
根据本发明的另一些实施例的H型钢生产线,所述焊接区包括平行设置的两条所述焊接线。
根据本发明的另一些实施例的H型钢生产线,所述吊运装置包括用于取放H型工件的吊具,所述吊具包括吊钩和吊钩横移器,所述吊钩横移器用于调节所述吊钩之间的间距。
根据本发明的另一些实施例的H型钢生产线,所述吊具还包括吊钩压紧器,所述吊钩压紧器包括调节件和压紧件,所述调节件能够调节所述压紧件与所述吊钩之间的纵向距离。
第二方面,本发明的一个实施例提供了一种基于上述H型钢生产线的生产方法,用于在H型工件上若干设定的位置固定焊接加劲板,所述生产方法包括:
S1,使移载装置动作,将H型工件由暂置区移动到装配区的装配线上,并使装配线上的防倾倒装置动作,将H型工件固定;
S2,使搬运机器人将加劲板搬运至装配线上的设定工位并将加劲板贴靠在H型工件上保持设定时间,使点焊机器人对加劲板和H型工件进行点焊固定;
S3,执行S2步骤直到装配线上的H型工件装配完成所有所需加劲板;
S4,使防倾倒装置释放复位并使移载装置动作将装配有加劲板的H型工件移动至焊接线,然后使焊接线上的防倾倒装置动作,将H型工件固定;
S5,使焊接机器人对加劲板和H型工件进行焊接;
S6,执行S5直到焊接线上的加劲板全部焊接完毕,得到所需H型钢;
S7,使防倾倒装置释放复位并使移载装置动作,将H型钢从焊接线下料。
本发明实施例基于上述H型钢生产线的生产方法至少具有如下有益效果:
通过上述生产方法能够实现加劲板装配、焊接的流水式加工,从而有效提高加工效率。
根据本发明的另一些实施例的生产方法:在执行S2时,使搬运机器人和点焊机器人分别移动至H型工件的两侧对应的工位,从两侧分别对相应位置的加劲板进行点焊固定。
根据本发明的另一些实施例的生产方法:执行S5时,使焊接机器人分别移动至H型工件对应加劲板位置的两侧,使两侧的焊接机器人从下至上依次完成横焊、立焊、仰焊。
根据本发明的另一些实施例的生产方法:设置用于存储加劲板的存储库,通过存储库将加劲板配送至待搬运位置,以便S2中搬运机器人搬运加劲板。
附图说明
图1是本发明H型钢生产线实施例一的俯视图;
图2是本发明H型钢生产线中的移载装置一个实施例的结构示意图;
图3是本发明H型钢生产线的吊具的一个实施例的结构示意图;
图4是本发明H型钢生产线实施例二的俯视图。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述,以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然,所描述的实施例只是本发明的一部分实施例,而不是全部实施例,基于本发明的实施例,本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例,均属于本发明保护的范围。
在本发明实施例的描述中,如果涉及到方位描述,例如“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明实施例的描述中,如果某一特征被称为“设置”、“连接”在另一个特征,它可以直接设置、连接在另一个特征上,也可以间接地设置、连接在另一个特征上。在本发明实施例的描述中,如果涉及到“若干”,其含义是一个以上,如果涉及到“多个”,其含义是两个以上,均应理解为不包括本数,如果涉及到“第一”、“第二”,应当理解为用于区分技术特征,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
实施例一:
图1是本发明H型钢生产线实施例一的俯视图,图2是本发明H型钢生产线中的移载装置一个实施例的结构示意图,同时参考参考图1、2,本实施例的H型钢生产线包括:暂置区10、装配区20、焊接区30及移载装置40,移载装置40用于将H型工件A从暂置区10上料至装配区20,从装配区20转运至焊接区30,从焊接区30下料。
暂置区10用于放置待加工的H型工件A,通过移载装置40能够将暂置区10上存放的H型工件A上料至装配区20的装配线21上。
装配区20设置有装配线21,装配线21设置有点焊机器人22和搬运机器人23,搬运机器人23用于将加劲板B上料至装配线21上的H型钢梁上,搬运机器人23均能沿装配线21移动,从而能够将加劲板B搬运至对应各预设工位,点焊机器人22用于将加劲板B定位固定在H型工件A上;点焊机器人22能沿装配线21移动,从而能够对搬运机器人23搬运到各工位上的加劲板B进行点焊定位。
焊接区30设置有焊接线31,焊接线31上设置若干用于对加劲板B和H型工件A进行焊接的焊接机器人32,焊接机器人32能够沿焊接线31移动,从而能够对经装配区20点焊定位后的加劲板B进行焊接固定。
移载装置40包括取料部和承载部,取料部用于取放H型工件A,取料部由承载部承载,并能够在暂置区10、装配区20和焊接区30之间运动。具体的,承载部包括支撑架41,取料部包括吊运装置42,装配线21和焊接线31均沿第一方向延伸,第一方向参考图中参考坐标的x轴,支撑架41沿垂直于第一方向的第二方向延伸,第二方向参考图中参考坐标的y轴。吊运装置42用于取放H型工件A,设置在支撑架41上并能沿第二方向移动,支撑架41能够沿第一方向移动,从而实现H型工件A的上料、转运和下料。移载装置40也可直接采用常规的双梁龙门吊运装置,横梁沿第二方向横跨在装配区20和/或焊接区30的上方且双梁龙门吊运装置整体能够沿第一方向移动。在双梁龙门吊运装置的横梁上连接机械式剪刀撑426,用于升降吊具横梁423。
吊运装置42包括绳索421、提升机422、吊具横梁423、和吊具424,吊具横梁423沿第二方向延伸,绳索421与吊具横梁423连接,通过提升驱动绳索421实现吊具横梁423的升降;绳索421可选用钢丝绳,提升机422可选用电动卷扬机,钢丝绳的一端连接吊具横梁423,另一端连接电动卷扬机,通过电动卷扬机的收卷或放卷实现钢丝绳牵引吊具横梁423上升或下降。吊具424安装在吊具横梁423上,用于取放H型工件A,吊具横梁423上设置有吊具横移装置425,能够使吊具沿吊具横梁423移动。
沿第一方向,焊接区30设置在装配区20的一端,移载装置40沿第一方向移动即可实现装配区20和焊接区30之间的物料转运;沿第二方向,暂置区10设置在装配区20的旁侧,调运装置在支撑架41上沿第二方向移动即可实现暂置区10和装配区20之间的物料转运。此区间布局能够形成适应于H型钢的流水线加工工艺布局,既能节省转运时间,又能减少空间占用。
由于焊接用时较长,为减少前序工序的等待时间,焊接区30可设置平行设置的若干焊接线31,各焊接线31独立作业,移载装置40沿第一方向移动能够实现装配区20和焊接区30之间的物料转运,移载装置40上的吊运装置42沿第二方向移动,能够实现焊接区30内各焊接线31上物料的取放。本实施例设置了两条焊接线31,其中一条焊接线31与装配区20的装配线21在同一直线上,移载装置40在装配区20取料后沿第一方向移动即可将物料转运到达该焊接线31上方,从而减少转运耗时。
装配线21的两侧分别设置有点焊机器人22,和/或焊接线31的两侧分别设置有焊接机器人32,能够提高生产效率。具体的,装配线21的两侧分别设置有点焊机器人22,能够同时对H型工件A两侧的设定位置进行加劲板B的点焊定位,从而提高了生产效率。同理,焊接线31的两侧分别设置有焊接机器人32,能够同时对H型工件A两侧上定位后的加劲板B进行焊接固定,提高了生产效率。
为保证H型工件A的稳定安装,提高加工的稳定性,装配线21和/或焊接线31上设置有用于固定H型工件A的防倾倒装置50,用于夹紧H型工件A的两侧,防止点焊和/或焊接过程H型工件A发生晃动或倾倒,而影响加工质量和加工效率。该防倾倒装置50固定设置在装配线21和/或焊接线31上,包括调节组件和一对压紧组件,调节组件的两端向第二方向延伸,压紧组件分别设置在调节组件的两端,调节组件用于调节压紧组件沿第二方向之间的距离,可设置为相互套接的伸缩杆装置,并通过锁销进行固定。压紧组件包括抵持件,抵持件用于抵靠H型工件A的腹板。当然,防倾倒装置50也可以设置为其他可用于夹紧H型工件A的两侧的结构,例如气动夹爪。
图3是本发明H型钢生产线的吊具的一个实施例的结构示意图,参考图3,吊具424包括吊钩4241、吊钩横移器4242和吊具座4247,吊钩4241可滑动地安装在吊具座4247上,因此吊钩4241可以收紧或张开,从而能够取、放H型工件A。吊钩4241用于抓取H型工件A两侧的翼缘,抓取时,H型工件A两侧的翼缘被吊钩4241的钩部承载。吊钩横移器4242用于调节吊钩4241之间的间距,实现吊钩4241的收紧和张开,从而抓取或释放H型工件A,具体实施时,可采用气缸推动吊钩的方式实现吊钩的横移。吊具424还可设置吊钩压紧器4243,吊钩压紧器4243包括调节件4245和压紧件4246,调节件能够调节压紧件与吊钩4241之间的纵向距离,从而能够对抓取在吊钩4241上的H型工件A的翼缘上部向下压紧,以保持H型工件A紧靠在吊钩4241的钩部4244,避免H型工件A相对吊钩4241发生晃动,保证吊钩4241抓取的稳定性。压紧件4246可设置螺杆和压头,相应地,调节件设置为能够配合螺杆螺纹连接的螺母,螺杆通过螺纹连接的方式连接于吊具座4247,并通过螺母调节,使压头压紧在H型钢工件的的翼缘上部向下压紧。压紧件4246用于压紧H型钢工件的一面设置为非平面,有助于压紧的稳定性,例如,可设置相应的纹理结构。同理,吊钩4241用于抵持H型工件的一面也可设置为非平面,进一步提高吊具抓取的稳定性。
H型工件A需要对应加劲板B和H型工件A的下侧翼缘、腹板和上侧翼缘进行焊接,若采用机器人和变位机配合焊接的方式,加工时,所有焊缝均采用平焊或横焊方式完成,需要通过变位机对H型工件A进行翻身,通过机器人进行自动焊接,工件上下料、装夹过程复杂,变位过程中机器人需进入等待状态,影响生产效率,并且需要先装配再焊接,不能形成流水线式作业,效率较低。本实施例的H型钢生产线,实现装配和焊接的独立作业,因此能够分多个工位同时进行作业,通过移载装置40实现工件的流转,通过焊接机器人32依次完成横焊、立焊、仰焊,多机器人协同焊接,横焊、立焊、仰焊多位置机器人组合焊接方法,工件固定,不必翻身,一次焊接完成,过程无等待,节省了生产时间,提高了生产效率。
实施例二:
图4是本发明H型钢生产线实施例二的俯视图,参考图4,本实施例在前文所述实施例一的基础上进行优化,在装配区20相对于焊接区30的另一端设置有加劲板上料装置60,加劲板上料装置60用于将加劲板B移动至上料工位,通过搬运机器人23上料至装配线21上待加工的H型工件A上。在焊接区30相对于装配区20的另一侧还可设置成品暂置区70,通过移载装置40将焊接区30焊接完成的H型钢下料至该成品暂置区70。
基于前文的H型钢生产线的H型钢生产方法包括:
S1,使移载装置40动作,将H型工件A由暂置区10移动到装配区20的装配线21上,并使装配线21上的防倾倒装置50动作,将H型工件A固定;
S2,使搬运机器人23将加劲板B搬运至装配线21上的设定工位并将加劲板B贴靠在H型工件A上保持设定时间,使点焊机器人22对加劲板B和H型工件A进行点焊固定;
S3,执行S2步骤直到装配线21上的H型工件A装配完成所有所需加劲板B;
S4,使防倾倒装置50释放复位并使移载装置40动作将装配有加劲板B的H型工件A移动至焊接线31,然后使焊接线31上的防倾倒装置50动作,将H型工件A固定;
S5,使焊接机器人32对加劲板B和H型工件A进行焊接;
S6,执行S5直到焊接线31上的加劲板B全部焊接完毕,得到所需H型钢;
S7,使防倾倒装置50释放复位并使移载装置40动作,将H型钢从焊接线31下料。
上述过程中,在执行S2时,使搬运机器人23和点焊机器人22分别移动至H型工件A的两侧对应的工位,从两侧分别对相应位置的加劲板B进行点焊固定。
上述过程中,执行S5时,使焊接机器人32分别移动至H型工件A对应加劲板B位置的两侧,使焊接机器人32从下至上对应加劲板B和H型工件A的下侧翼缘、腹板和上侧翼缘依次完成横焊、立焊、仰焊。
可设置用于存储加劲板B的存储库,通过存储库将加劲板B配送至待搬运位置,以便S2中搬运机器人23搬运加劲板B。
通过本实施例的加工方法,实现H型工件A多机器人协同焊接,横焊、立焊、仰焊多位置机器人组合焊接方法,与传统的机器人与变位机配合焊接的方案相比,减少了等待时间,大大提高了生产效率,从而能够提高产能,适应大批量的生产需求。
基于上述实施例一、二的结构设置和实施例三的加工方法,可配合以生产信息系统作为顶层控制系统,统筹进行多工位、多工序的生产管理,向各个工作站下达加工指令和加工要求,实现上料、装配、转运、焊接、下料流水化作业,多位置焊接过程全自动化,实现H型工件加劲板装配、焊接高效生产;并且,能够通过感应器识别获取工件身份信息,自动匹配需求的零部件,生产信息系统控制加劲板上料装置将待装配零件配送至待搬运位,装配程序下达至搬运机器人、点焊机器人、焊接机器人等进行相应的操作。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明,但本发明并不限于所述实施例,熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换,这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。此外,在不冲突的情况下,本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (13)

1.一种H型钢生产线,其特征在于,包括:
暂置区;用于放置待加工的H型工件;
装配区;设置有装配线,所述装配线设置有点焊机器人和搬运机器人,所述点焊机器人和所述搬运机器人均能沿所述装配线移动;所述搬运机器人用于将加劲板上料至所述装配线上的H型钢梁上,所述点焊机器人用于将加劲板定位固定在H型工件上;
焊接区;设置有焊接线,所述焊接线上设置若干用于对加劲板和H型工件的下侧翼缘、腹板和上侧翼缘进行焊接的焊接机器人,所述焊接机器人能够沿所述焊接线移动;
移载装置;包括取料部和承载部,所述取料部用于取放H型工件,所述取料部由所述承载部承载,并能够在所述暂置区、所述装配区和所述焊接区之间运动;
防倾倒装置,所述防倾倒装置固定设置在所述装配线和/或所述焊接线上,用于固定H型工件。
2.根据权利要求1所述的H型钢生产线,其特征在于,所述承载部包括支撑架,所述取料部包括吊运装置,所述装配线和所述焊接线均沿第一方向延伸,所述支撑架沿垂直于所述第一方向的第二方向延伸,所述支撑架能够沿第一方向移动,所述吊运装置设置在所述支撑架上并能沿所述第二方向移动。
3.根据权利要求2所述的H型钢生产线,其特征在于,沿所述第一方向,所述焊接区设置在所述装配区的一端;沿所述第二方向,所述暂置区设置在所述装配区的旁侧。
4.根据权利要求3所述的H型钢生产线,其特征在于,所述装配区的另一端设置有加劲板上料装置,所述加劲板上料装置用于将加劲板移动至上料工位,通过所述搬运机器人上料至所述装配线上待加工的H型工件上。
5.根据权利要求1所述的H型钢生产线,其特征在于,所述装配线的两侧分别设置有所述点焊机器人,和/或所述焊接线的两侧分别设置有所述焊接机器人。
6.根据权利要求2所述的H型钢生产线,其特征在于,所述防倾倒装置包括调节组件和一对压紧组件,所述调节组件的两端向所述第二方向延伸,所述压紧组件分别设置在所述调节组件的两端,所述调节组件用于调节所述压紧组件沿所述第二方向之间的距离,所述压紧组件包括抵持件,所述抵持件用于抵靠H型工件的腹板。
7.根据权利要求5或6所述的H型钢生产线,其特征在于,所述焊接区包括平行设置的两条所述焊接线。
8.根据权利要求2所述的H型钢生产线,其特征在于,所述吊运装置包括用于取放H型工件的吊具,所述吊具包括吊钩和吊钩横移器,所述吊钩横移器用于调节所述吊钩之间的间距。
9.根据权利要求8所述的H型钢生产线,其特征在于,所述吊具还包括吊钩压紧器,所述吊钩压紧器包括调节件和压紧件,所述调节件能够调节所述压紧件与所述吊钩之间的纵向距离。
10.一种基于权利要求1至9中任一项所述的H型钢生产线的H型钢生产方法,用于在H型工件上若干设定的位置固定焊接加劲板,其特征在于,
S1,使移载装置动作,将H型工件由暂置区移动到装配区的装配线上,并使装配线上的防倾倒装置动作,将H型工件固定;
S2,使搬运机器人将加劲板搬运至装配线上的设定工位并将加劲板贴靠在H型工件上保持设定时间,使点焊机器人对加劲板和H型工件进行点焊固定;
S3,执行S2步骤直到装配线上的H型工件装配完成所有所需加劲板;
S4,使防倾倒装置释放复位并使移载装置动作将装配有加劲板的H型工件移动至焊接线,然后使焊接线上的防倾倒装置动作,将H型工件固定;
S5,使焊接机器人对加劲板和H型工件进行焊接;
S6,执行S5直到焊接线上的加劲板全部焊接完毕,得到所需H型钢;
S7,使防倾倒装置释放复位并使移载装置动作,将H型钢从焊接线下料。
11.根据权利要求10所述的H型钢生产方法,其特征在于,在执行S2时,使搬运机器人和点焊机器人分别移动至H型工件的两侧对应的工位,从两侧分别对相应位置的加劲板进行点焊固定。
12.根据权利要求10所述的H型钢生产方法,其特征在于,执行S5时,使焊接机器人分别移动至H型工件对应加劲板位置的两侧,使两侧的焊接机器人从下至上依次完成横焊、立焊、仰焊。
13.根据权利要求10所述的H型钢生产方法,其特征在于,设置用于存储加劲板的存储库,通过存储库将加劲板配送至待搬运位置,以便S2中搬运机器人搬运加劲板。
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