CN111761122A - 汽车高强度大梁用波腹板h型钢自动焊接生产线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车高强度大梁用波腹板H型钢自动焊接生产线，包括依次连接的开卷单元、矫平机、横剪机、纵剪机、成型机、腹板输送机、焊接站腹板输送机、焊接机器人系统、纵输送机、横输送机，以及控制器；还包括与腹板输送机并排设置的翼板输送机、与焊接站腹板输送机并排设置的焊接站翼板输送机。本发明能避免传统焊接H型钢生产过程中的板料传输，组装拼接等复杂繁琐的工序，使生产安全可靠，极大限度的降低了人力、物力、财力的投入。

Description

汽车高强度大梁用波腹板H型钢自动焊接生产线

技术领域

本发明涉及车用H型钢领域，具体是指一种汽车高强度大梁用波腹板H型钢自动焊接生产线。

背景技术

H型钢广泛的应用于汽车大梁的制造，波腹板H型钢是一种新型的H型钢，目前正在逐渐替代传统的普通H型钢。波浪腹板H型钢的特点是节能、节材、绿色环保，可代替传统的普通焊接H型钢、热轧H型钢、工字钢。波浪腹板构件的最大特点是高且薄，可以大大提高梁的抗剪受力性能，抗剪屈曲荷载高出相同厚度的平腹板构件几倍到几十倍。

作为受弯和压弯构件，由于波浪腹板的面外刚度增强，可以通过提高腹板的高度，减少腹板的厚度来提高梁的承载力，其跨度越大，承载效率就越高。汽车高强度大梁采用波浪腹板构件，可以大幅度节省钢材，降低结构用钢量，同时减轻基础荷载，节省基础成本。根据不同的跨度和构件截面高度，可大幅度节省钢材，具有极大的经济效益，大大提高了企业的市场竞争力。

目前波浪腹板H型钢没有完整的生产线，只能在某些特定的工序实现自动化生产，如腹板、翼板的焊接工序，生产效率慢，制造成本高，无法做到快速、大批量生产制造。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种汽车高强度大梁用波腹板H型钢自动焊接生产线，能避免传统焊接H型钢生产过程中的板料传输，组装拼接等复杂繁琐的工序，使生产安全可靠，极大限度的降低了人力、物力、财力的投入。

本发明是通过如下技术方案实现的，提供一种汽车高强度大梁用波腹板H型钢自动焊接生产线，包括依次连接的开卷单元、矫平机、横剪机、纵剪机、成型机、腹板输送机、焊接站腹板输送机、焊接机器人系统、纵输送机、横输送机，以及控制器；

还包括与腹板输送机并排设置的翼板输送机、与焊接站腹板输送机并排设置的焊接站翼板输送机；

所述成型机包括成型机架、轴接在成型机架上的上压辊部件及下压辊部件，以及驱动上压辊部件及下压辊部件转动的第一驱动装置，所述上压辊部件及下压辊部件均垂直于腹板进料方向，且腹板从上压辊部件及下压辊部件之间穿过，且上压辊部件及下压辊部件对腹板的滚压面的波形为非正弦且有规律变化。

本方案的开卷单元用于把钢钢卷以一定速度展开，矫平机用于将钢板压平，并引导钢带进入后工序，横剪机用于将钢板裁剪为定尺长度，纵剪机用于将宽钢板纵向一分为二或一分为三，成型机用于将钢板滚压成为波浪形，腹板输送机用于把腹板输送到腹板输送台，然后根据生产需要选择腹板横移机构将腹板拨动到正确的输送位，最终将腹板输送至焊接站腹板输送机，翼板输送机用于完成翼板的上料，将翼板拨落到位，最终把翼板输送至焊接站翼板输送机，焊接站腹板输送机、焊接站翼板输送机用于完成腹板、翼板的拼装、定位，焊接机器人系统用于完成波浪腹板H型钢的扫描、焊接，纵输送机用于将产品纵向输出，横输送机用于将产品横向输出，控制器用于控制上述各装置的启停。

作为优选，所述的成型机还包括成型机底座，所述成型机架包括固接在成型机底座上的第一成型机架及第二成型机架，所述第一成型机架及第二成型机架的上部固接顶盖，所述上压辊部件、下压辊部件均设置在第一成型机架及第二机架之间，所述上压辊部件滑动轴接在第一机架及第二机架上，所述第一机架及第二机架上设置与上压辊部件对应的成型升降机、与成型升降机对应的升降传动轴，所述升降传动轴的端部设有升降手轮，所述第一机架及第二机架之间沿腹板进料方向首尾依次设置成型机进料辅助装置和成型机出料辅助装置。

所述成型机进料辅助装置包括进料托板、设置在进料托板上的进料导辊、上下并排且垂直于腹板进料方向的上进料辊部件及下进料辊部件，所述腹板从进料托板上穿设到上进料辊部件及下进料辊部件之间，成型机进料辅助装置还包括减震弹簧、调整压板，以及调整螺栓；

所述成型机出料辅助装置包括出料托板、以及固设在出料托板上方的腹板减震挡板，所述腹板从出料托板及腹板减震挡板之间穿过；

所述成型机底座的下方设有铺设在地面的成型机钢轨，成型机底座的底部固接有与成型机钢轨对应的辊轮，所述辊轮上设有制动组件，辊轮之间固设有横移传动轴，以及驱动横移传动轴的横移马达；

所述第一驱动装置的输出轴连接有齿轮连杆组件，所述齿轮连杆组件设有两个与上压辊部件及下压辊部件对应的大齿轮。

作为优选，所述的纵剪机包括纵剪机座、设置在纵剪机座上的中分模块及三等分模块，以及驱动中分模块及三等分模块转动的第二驱动装置，所述纵剪机座的上部固接纵剪顶座，所述中分模块及三等分模块除刀具数量和刀具位置外结构相同，中分模块及三等分模块各自包括轴接在纵剪机座上的上刀轴及下刀轴、套设固接在上刀轴及下刀轴上的橡胶隔套、纵剪刀片、调整隔套、第一调整夹及第二调整夹，所述上刀轴及下刀轴均通过同步齿轮齿条与第二驱动装置连接，所述上刀轴滑动轴接在纵剪机座上，所述纵剪机座上设置与上刀轴对应的纵剪升降机、与纵剪升降机对应的同步传动轴，所述同步传动轴的端部固接纵剪手轮，所述上刀轴上还设有纵剪指针、调整圆螺母，所述纵剪机座上设有位于中分模块及三等分模块之前的纵剪进料辅助装置。

所述纵剪进料辅助装置包括进料辊调整座、轴接在进料辊调整座上的第一纵剪夹送辊及第二纵剪夹送辊，以及驱动第一纵剪夹送辊及第二纵剪夹送辊升降的纵剪机提升梁和纵剪液压缸。

作为优选，所述的腹板输送机包括腹板输送台面板、驱动腹板输送台面板升降的腹板输送台升降气缸、连接腹板输送台升降气缸和腹板输送台面板的曲柄连杆机构、腹板输送链板、驱动腹板输送链板转动的第三驱动装置，以及与第三驱动装置对应的电磁离合器，所述腹板输送台面板的上方固设有腹板横移装置，所述腹板横移装置包括拨爪、用于驱动拨爪发生横移的腹板横移传动轴，以及驱动腹板横移传动轴转动的第四驱动装置。

作为优选，所述的翼板输送机包括升降支座、沿升降支座升降的翼板架立柱、固接在翼板架立柱上部的翼板箱、连接翼板架立柱和翼板箱的翼板箱压板、连接在翼板架立柱上与升降支座适配的翼板架立柱导轮，以及驱动翼板架立柱升降的第五驱动装置，所述第五驱动装置包括连接升降支座与翼板箱压板的翼板升降机、与翼板升降机连接的翼板升降传动轴，以及驱动翼板升降传动轴转动的翼板升降电机；还包括拨板传送装置，所述拨板传送装置包括设置在翼板箱内侧的翼板滑落座、轴接在翼板滑落座下方的翼板托辊组件及翼板输送轮组件，还包括横向固设的翼板拨板气缸、固接在翼板拨板气缸活塞端的拨板、与拨板连接的齿轮齿条传动，以及与齿轮齿条传动对应的拨板传动轴，所述翼板滑落座和翼板输送轮组件之间设有翼板落板接块，还包括驱动翼板落板接块升降的翼板落板气缸。

作为优选，所述的焊接站腹板输送机包括焊接站腹板机架、固设在焊接站腹板机架下部的焊接站腹板横移导轨、设置在焊接站腹板机架上的焊接站腹板传送链板，以及驱动焊接站腹板传送链板转动的第六驱动装置，所述焊接站腹板机架上固设焊接站腹板定位档杆，以及与焊接站腹板定位档杆对应的焊接站腹板定位液压缸；还包括设置在焊接站腹板机架上的宽度调节装置，所述宽度调节装置包括焊接站腹板宽度调节器、与焊接站腹板宽度调节器连接的调节器传动轴、驱动调节器传动轴转动的第七驱动装置，以及设置在焊接站腹板宽度调节器和焊接站腹板机架之间的焊接站腹板直线导轨组件。

作为优选，所述的焊接站翼板输送机包括对称设置在焊接站腹板输送机两侧的焊接站翼板定位装置，所述焊接站翼板定位装置包括焊接站翼板机架、固接在焊接站翼板机架内侧的焊接站翼板托板、轴接在焊接站翼板托板下部的焊接站翼板输送轮，以及驱动焊接站翼板输送轮转动的焊接站翼板输送链轮，所述焊接站翼板机架包括相互轴接的上部分和下部分，所述上部分和下部分之间通过倾翻液压缸连接，所述倾翻液压缸设有定位装置，所述定位装置包括倾翻定位液压缸、与倾翻定位液压缸对应的定位销轴，以及与定位销轴对应的定位轴套，所述焊接站翼板机架和焊接站翼板托板之间设有翼板定位块，以及驱动翼板定位块的翼板定位液压缸；

还包括焊接站翼板对中装置和焊接站翼板横移装置，所述焊接站翼板对中装置包括焊接站翼板对中液压缸、与焊接站翼板对中液压缸对应的翼板夹块、竖向固设的翼板对中轨道，以及设置在翼板对中轨道上的翼板对中链条，所述焊接站翼板横移装置包括焊接站翼板横移导轨、固接在焊接站翼板机架下部的焊接站翼板齿条、与焊接站翼板齿条啮合的焊接站翼板齿轮、与焊接站翼板齿轮同轴固接的焊接站翼板横移传动轴，以及驱动焊接站翼板横移传动轴转动的焊接站翼板横移减速机。

作为优选，所述的焊接机器人系统为ABB智能焊接系统，包括两台设置在焊接站腹板输送机和焊接站翼板输送机两侧的IRB4600型焊接机器人。

作为优选，所述的纵输送机包括主动辊台和被动辊台，所述主动辊台包括主动辊台外框架、主动辊台内框架、若干垂直于进料方向轴接在主动辊台外框架上的主动托辊、驱动主动托辊转动的纵输送减速机，以及连接驱动主动托辊和纵输送减速机的链轮链条传动，所述主动辊台外框架上还设有万象滚轮，所述被动辊台包括被动辊台外框架和被动辊台内框架，所述主动辊台内框架和主动辊台外框架之间、被动辊台内框架和被动辊台外框架之间均设有滚轮，所述被动辊台外框架上轴接若干垂直于进料方向的被动托辊，所述被动辊台内框架和主动辊台内框架上均固设纵输送升降机，所述纵输送升降机通过纵输送升降减速机和纵输送升降传动轴驱动。

作为优选，所述的横输送机包括横输送链条传送台、连接横输送链条传送台的横输送传动轴，以及驱动横输送传动轴转动的横输送减速机。

本发明的有益效果为：本发明能从钢卷的开卷、矫平、剪切、成型、输送、拼装、扫描、焊接、输出等工序完成焊接波浪腹板H型钢自动化生产的生产线，该生产线能用于生产普通平腹板焊接H型钢和腹板厚度为1.5-6mm的波浪腹板H型钢，能够完成载重达30吨位钢卷的生产任务，可生产的H型钢最长达16m，腹板最宽1.5m。

该自动化生产线总体长度70m，占地不足700平方米，具有结构紧凑，集成度高、可靠性好、操作维护安全方便等优点，各单元可由主控程序实现整体全自动控制，也可实现对各功能部件的手动操作。较高的自动化程度使得该条生产线只需少量技术工人便可胜任所有操作。该生产线实现了一次上料便能完成开卷→矫平→横剪→纵剪→成形→输送→拼装焊接→产品输出等整个产品生产过程，避免了传统焊接H型钢生产过程中的板料传输，组装拼接等复杂繁琐的工序，使生产安全可靠，极大限度的降低了人力、物力、财力的投入。

并且，该自动化生产线生产的波腹板H型钢的波浪腹板呈现非正弦且有规律变化，其变化规律为重复出现若干小波浪、一个大波浪，通过大波浪增大了腹板在翼板连接的跨度，从而增大了波腹板H型钢的强度，通过小波浪分解大波浪的受力，节省了波腹板的用料，降低了波腹板H型钢的生产成本。

附图说明

图1是本发明的结构框图；

图2是本发明的纵剪机的主视及侧视结构示意图；

图3是图2的A-A线的剖视图、B-B线的剖视图；

图4是本发明的成型机的主视结构示意图；

图5是图4的C向视图、D向视图；

图6是本发明的成型机的上压辊部件和下压辊部件的装配关系示意图；

图7是本发明的腹板输送机的侧视结构示意图及沿图中E-E线的剖视图、F-F线的剖视图；

图8是本发明的翼板输送机的侧视结构示意图及G部位的放大视图；

图9是本发明的翼板输送机的拨板结构的主视结构示意图及侧视结构示意图；

图10是焊接站腹板输送机的侧视结构示意图；

图11是焊接站翼板输送机的主视结构示意图、侧视结构示意图；

图12是本发明的纵输送机的侧视整体结构示意图、主动辊台H的侧视结构示意图及俯视结构示意图、被动辊台I的侧视结构示意图及俯视结构示意图；

图13是本发明的横输送机的俯视结构示意图；

附图说明中的主视结构示意图为沿进料方向的视角、侧视结构示意图为垂直于进料方向的视角；

图中所示：

1、开卷单元；

2、矫平机；

3、横剪机；

4、纵剪机：

41、纵剪机座，42、第二驱动装置，43、同步齿轮齿条，44、进料辊调整座，45、同步传动轴，46、纵剪顶座，47、纵剪液压缸，48、中分模块，49、纵剪升降机，410、三等分模块，411、纵剪手轮，412、纵剪指针，413、调整圆螺母，414、上刀轴，415、橡胶隔套，416、纵剪刀片，417、调整隔套，418、第一调整夹，419、第二调整夹，420、纵剪机提升梁，421、第一纵剪夹送辊，422、第二纵剪夹送辊，423、下刀轴；

5、成型机：

51、第一驱动装置，52、第一成型机架，53、成型升降机，54、顶盖，55、升降传动轴，56、升降手轮，57、第二成型机架，58、进料导辊，59、成型机底座，510、制动组件，511、上压辊部件，512、腹板减震挡板，513、出料托板，514、下压辊部件，515、成型机钢轨，516、辊轮，517、横移马达，518、横移传动轴，519、齿轮连杆组件，520、进料托板，521、下进料辊部件，522、上进料辊部件，523、减震弹簧，524、调整压板，525、调整螺栓；

6、腹板输送机：

61、腹板输送台升降气缸，62、曲柄连杆机构，63、第三驱动装置，64、电磁离合器，65、腹板输送链板，66、腹板输送台面板，67、拨爪，68、第四驱动装置，69、腹板横移传动轴；

7、焊接站腹板输送机：

71、焊接站腹板定位档杆，72、焊接站腹板定位液压缸，73、第六驱动装置，74、焊接站腹板宽度调节器，75、调节器传动轴，76、第七驱动装置，77、焊接站腹板直线导轨组件，78、焊接站腹板横移导轨，79、焊接站腹板传送链板；

8、焊接机器人系统；

9、纵输送机：

91、被动托辊，92、纵输送升降机，93、滚轮，94、纵输送升降减速机，95、纵输送升降传动轴，96、链轮链条传动，97、纵输送减速机，98、主动辊台外框架，99、万象滚轮，910、主动托辊，911、被动辊台内框架，912、主动辊台内框架，913、被动辊台外框架；

10、横输送机：

101、横输送减速机，102、横输送传动轴，103、横输送链条传送台；

11、翼板输送机：

111、翼板箱压板，112、翼板箱，113、翼板架立柱，114、翼板架立柱导轮，115、翼板升降机，116、翼板升降传动轴，117、升降支座，118、翼板升降电机，119、齿轮齿条传动，1110、拨板传动轴，1111、翼板拨板气缸，1112、拨板，1113、翼板滑落座，1114、翼板托辊组件，1115、翼板输送轮组件，1116、翼板落板气缸，1117、翼板落板接块；

12、焊接站翼板输送机：

121、焊接站翼板输送链轮，122、焊接站翼板对中液压缸，123、焊接站翼板输送轮，124、翼板夹块，125、翼板对中链条，126、翼板对中轨道，127、焊接站翼板托板，128、翼板定位块，129、翼板定位液压缸，1210、倾翻液压缸，1211、倾翻定位液压缸，1212、定位销轴，1213、定位轴套，1214、焊接站翼板齿条，1215、焊接站翼板齿轮，1216、焊接站翼板横移导轨，1217、焊接站翼板横移传动轴，1218、焊接站翼板横移减速机。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

一种汽车高强度大梁用波腹板H型钢自动焊接生产线，如图所示，包括依次连接的开卷单元1、矫平机2、横剪机3、纵剪机4、成型机5、腹板输送机6、焊接站腹板输送机7、焊接机器人系统8、纵输送机9、横输送机10，以及控制器；

还包括与腹板输送机6并排设置的翼板输送机11、与焊接站腹板输送机7并排设置的焊接站翼板输送机12；

成型机5包括成型机架、轴接在成型机架上的上压辊部件511及下压辊部件514，以及驱动上压辊部件511及下压辊部件514转动的第一驱动装置51，上压辊部件511及下压辊部件514均垂直于腹板进料方向，且腹板从上压辊部件511及下压辊部件514之间穿过，且上压辊部件511及下压辊部件514对腹板的滚压面的波形为非正弦且有规律变化。其变化规律为重复出现若干小波浪、一个大波浪，通过大波浪增大了腹板在翼板连接的跨度，从而增大了波腹板H型钢的强度，通过小波浪分解大波浪的受力，节省了波腹板的用料，降低了波腹板H型钢的生产成本。本文中的波腹板是波浪腹板的简称，两者在结构、以及在本文中的意义完全相同。

开卷单元1用于把钢钢卷以一定速度展开，矫平机2用于将钢板压平，并引导钢带进入后工序，横剪机3用于将钢板裁剪为定尺长度，纵剪机4用于将宽钢板纵向一分为二或一分为三，成型机5用于将钢板滚压成为波浪形，腹板输送机6用于把腹板输送到腹板输送台，然后根据生产需要选择腹板横移机构将腹板拨动到正确的输送位，最终将腹板输送至焊接站腹板输送机7，翼板输送机11用于完成翼板的上料，将翼板拨落到位，最终把翼板输送至焊接站翼板输送机12，焊接站腹板输送机7、焊接站翼板输送机12用于完成腹板、翼板的拼装、定位，焊接机器人系统8用于完成波浪腹板H型钢的扫描、焊接，纵输送机9用于将产品纵向输出，横输送机10用于将产品横向输出，控制器用于控制上述各装置的启停。开卷单元1、矫平机2、横剪机3均可以采用成熟技术，且开卷单元1和矫平机2之间设置进料导向单元。

成型机5还包括成型机底座59，用于连接、支撑成型机5的各部件，成型机架包括固接在成型机底座59上的第一成型机架52及第二成型机架57，第一成型机架52及第二成型机架57分别设置在成型机底座59的上端面两侧，第一成型机架52及第二成型机架57的上部固接顶盖54，上压辊部件511、下压辊部件514均设置在第一成型机架52及第二机架57之间，且上压辊部件511、下压辊部件514的端部均与对应的第一成型机架52及第二成型机架57转动连接，上压辊部件511、下压辊部件514的外周表面为均匀过渡的波浪形结构，且上压辊部件511、下压辊部件514的波浪形结构啮合，其中一周波浪形结构中存在一个大波浪结构、其余均为小波浪结构，用于将平腹板压制成以一定规律变化的波腹板。上压辊部件511滑动轴接在第一机架52及第二机架57上，使上压辊部件511能沿上下移动。第一机架52及第二机架57上设置与上压辊部件511对应的成型升降机53、与成型升降机53对应的升降传动轴55，升降传动轴55的端部设有升降手轮56，通过旋转升降手轮56，用于带动升降传动轴55转动，用于带动成型升降机53升降，用于带动上压辊部件511上下移动，从而达到调整上压辊部件511、下压辊部件514间隙的作用，用于满足不同厚度尺寸的腹板的生产需求。

第一机架52及第二机架57之间沿腹板进料方向首尾依次设置成型机进料辅助装置和成型机出料辅助装置，用于引导腹板的输入及输出，使腹板在输入和输出时更加平稳。

成型机进料辅助装置包括进料托板520、设置在进料托板520上的进料导辊58、上下并排且垂直于腹板进料方向的上进料辊部件522及下进料辊部件521，腹板放置在进料托板520上，通过进料托板520承托腹板，进料导辊58设置在腹板的两侧，用于限定腹板的进料方向，防止腹板在进料时发生偏移。

腹板从进料托板520上穿设到上进料辊部件522及下进料辊部件521之间，成型机进料辅助装置还包括减震弹簧523、调整压板524，以及调整螺栓525；通过上进料辊部件522及下进料辊部件521夹紧腹板，从而起到拖曳腹板进料的作用，减震弹簧523用于减小腹板的震动，提高进料稳定性，调整压板524及调整螺栓525用于调整上进料辊部件522及下进料辊部件521的间隙，用于满足不同厚度尺寸的腹板的生产需求。

成型机出料辅助装置包括出料托板513、以及固设在出料托板513上方的腹板减震挡板512，腹板从出料托板513及腹板减震挡板512之间穿过；出料托板513用于承托腹板，腹板减震挡板512用于减小腹板的震动，提高出料的稳定性。

成型机底座59的下方设有铺设在地面的成型机钢轨515，成型机底座59的底部固接有与成型机钢轨515对应的辊轮516，辊轮516上设有制动组件510，辊轮516之间固设有横移传动轴518，以及驱动横移传动轴518的横移马达517；横移马达517用于驱动横移传动轴518转动，从而驱动辊轮516转动，辊轮516沿成型机钢轨515移动，从而完成成型机5的横移过程，用于调整成型机5的位置，从而满足不同宽度的腹板对齐成型机5。

第一驱动装置51的输出轴连接有齿轮连杆组件519，齿轮连杆组件519设有两个与上压辊部件511及下压辊部件514对应的大齿轮，第一驱动装置51为电机减速机，减速机的输出轴连接第一齿轮，第一齿轮与其中一个大齿轮啮合，两个大齿轮通过四个小齿轮啮合，从而实现两个大齿轮的反向旋转，大齿轮分别带动对应的上压辊部件511或下压辊部件514转动，从而达到压制腹板成型的目的，四个小齿轮两两一组，分布在两个大齿轮的两侧，六个齿轮的端部通过铰接的六边形框架连接，从而使上压辊部件511及下压辊部件514的间距发生变化时，通过小齿轮保持大齿轮始终处于啮合状态。

纵剪机4包括纵剪机座41、用于支撑纵剪机4的各部件，设置在纵剪机座41上的中分模块48及三等分模块410，以及驱动中分模块48及三等分模块410转动的第二驱动装置42，中分模块48及三等分模块410为纵剪机4上的两个模块，中分模块48用于将钢板切割成两等分，三等分模块410用于将板材切割成三等分，二者不同时使用，根据生产需求选用中分模块48或三等分模块410。纵剪机座41的上部固接纵剪顶座46，中分模块48及三等分模块410除刀具数量和刀具位置外结构相同，中分模块48及三等分模块410各自包括轴接在纵剪机座41上的上刀轴414及下刀轴423、套设固接在上刀轴414及下刀轴423上的橡胶隔套415、纵剪刀片416、调整隔套417、第一调整夹418及第二调整夹419，上刀轴414及下刀轴423均通过同步齿轮齿条43与第二驱动装置42连接，第二驱动装置42为电机减速机。

上刀轴414滑动轴接在纵剪机座41上，纵剪机座41上设置与上刀轴414对应的纵剪升降机49、与纵剪升降机49对应的同步传动轴45，同步传动轴45的端部固接纵剪手轮411，上刀轴414上还设有纵剪指针412、调整圆螺母413，纵剪手轮411带动同步传动轴45转动，进而带动纵剪升降机49升降，进而带动上刀轴414升降，从而调整上刀轴414及下刀轴423的间隙，用于满足不同厚度尺寸的腹板的生产需求。

纵剪机座41上设有位于中分模块48及三等分模块410之前的纵剪进料辅助装置。

纵剪进料辅助装置包括进料辊调整座44、轴接在进料辊调整座44上的第一纵剪夹送辊421及第二纵剪夹送辊422，以及驱动第一纵剪夹送辊421及第二纵剪夹送辊422升降的纵剪机提升梁420和纵剪液压缸47，钢板从第一纵剪夹送辊421及第二纵剪夹送辊422之间穿过，第一纵剪夹送辊421及第二纵剪夹送辊422用于夹紧钢板，调整钢板的高度，从而使钢板水平输送到纵剪机4内。

腹板输送机6包括腹板输送台面板66、驱动腹板输送台面板66升降的腹板输送台升降气缸61、连接腹板输送台升降气缸61和腹板输送台面板66的曲柄连杆机构62、腹板输送链板65、驱动腹板输送链板65转动的第三驱动装置63，以及与第三驱动装置63对应的电磁离合器64，第三驱动装置63为电机减速机，腹板输送台面板66的上方固设有腹板横移装置，腹板横移装置包括拨爪67、用于驱动拨爪67发生横移的腹板横移传动轴69，以及驱动腹板横移传动轴69转动的第四驱动装置68，第四驱动装置为电机减速机，拨爪67用于拨动腹板横向移动，起到对齐定位的作用。

翼板输送机11包括竖向固设的升降支座117、沿升降支座117升降的翼板架立柱113、固接在翼板架立柱113上部的翼板箱112、连接翼板架立柱113和翼板箱112的翼板箱压板111、连接在翼板架立柱113上与升降支座117适配的翼板架立柱导轮114，以及驱动翼板架立柱113升降的第五驱动装置，翼板架立柱导轮114沿升降支座117滚动，起到了限位和减小摩擦力的作用，翼板箱112用于装切割好尺寸的翼板，第五驱动装置包括连接升降支座117与翼板箱压板111的翼板升降机115、与翼板升降机115连接的翼板升降传动轴116，以及驱动翼板升降传动轴116转动的翼板升降电机118；还包括拨板传送装置，拨板传送装置包括设置在翼板箱112内侧的翼板滑落座1113、轴接在翼板滑落座1113下方的翼板托辊组件1114及翼板输送轮组件1115，翼板滑落座1113为弧形结构，用于引导翼板沿弧面滑落，提高了翼板的稳定性，翼板托辊组件1114倾斜设置，使翼板能倾斜且接近竖直状态倚靠在翼板托辊组件1114上，用于减小翼板进料过程中的阻力，翼板输送轮组件1115的外周设有内凹的弧形槽，翼板的侧沿插入弧形槽内，通过弧形槽限定翼板的位置，通过翼板输送轮组件1115的滚动，实现翼板的进料。

还包括横向固设的翼板拨板气缸1111、固接在翼板拨板气缸1111活塞端的拨板1112、与拨板1112连接的齿轮齿条传动119，以及与齿轮齿条传动119对应的拨板传动轴1110，翼板拨板气缸1111用于带动拨板1112实现往复钩翼板的动作，由于拨板1112设施若干个，为了保证设备的同步运行精度，同时为了降低成本，翼板拨板气缸1111间隔设置，即隔一个拨板设置一个翼板拨板气缸1111，因此翼板拨板气缸1111带动齿轮齿条传动119的齿条往复移动，齿条带动齿轮转动，齿轮带动拨板传动轴1110转动，拨板传动轴1110带动相邻的齿轮转动，从而实现对应的齿条往复移动，齿条与拨板1112连接，从而实现若干个拨板1112同步完成钩翼板的动作。

翼板滑落座1113和翼板输送轮组件1115之间设有翼板落板接块1117，还包括驱动翼板落板接块1117升降的翼板落板气缸1116，当翼板沿翼板滑落座1113滑落之前，翼板落板气缸1116带动翼板落板接块1117升起，使翼板先平稳的沿弧面滑到翼板落板接块1117上，然后翼板落板气缸1116带动翼板落板接块1117下降，用于将翼板放在翼板输送轮组件1115上。

焊接站腹板输送机7包括焊接站腹板机架、固设在焊接站腹板机架下部的焊接站腹板横移导轨78、设置在焊接站腹板机架上的焊接站腹板传送链板79，以及驱动焊接站腹板传送链板79转动的第六驱动装置73，第六驱动装置73为电机减速机，焊接站腹板传送链板79用于承托波腹板向进料方向移动，焊接站腹板横移导轨78用于使焊接站腹板机架沿焊接站腹板横移导轨78横向移动，用于调整腹板的焊接位置。

焊接站腹板机架上固设焊接站腹板定位档杆71，以及与焊接站腹板定位档杆71对应的焊接站腹板定位液压缸72，焊接站腹板定位液压缸72用于驱动焊接站腹板定位档杆71限定波腹板的位置，从而防止波腹板在焊接过程中移动时发生偏移，提高了波腹板的焊接精度；还包括设置在焊接站腹板机架上的宽度调节装置，宽度调节装置包括焊接站腹板宽度调节器74、与焊接站腹板宽度调节器74连接的调节器传动轴75、驱动调节器传动轴75转动的第七驱动装置76，以及设置在焊接站腹板宽度调节器74和焊接站腹板机架之间的焊接站腹板直线导轨组件77，第七驱动装置76为电机减速机，用于驱动调节器传动轴75转动，从而带动腹板宽度调节器74移动，焊接站腹板直线导轨组件77用于限定腹板的移动方向，避免了腹板在移动时发生偏移，通过宽度调节装置用于满足不同宽度尺寸的腹板的生产需求。

焊接站翼板输送机12包括对称设置在焊接站腹板输送机7两侧的焊接站翼板定位装置，焊接站翼板定位装置包括焊接站翼板机架、固接在焊接站翼板机架内侧的焊接站翼板托板127、轴接在焊接站翼板托板127下部的焊接站翼板输送轮123，以及驱动焊接站翼板输送轮123转动的焊接站翼板输送链轮121，焊接站翼板输送链轮121通过链条连接，且焊接站翼板输送链轮121通过主动链轮驱动，焊接站翼板输送链轮121用于带动焊接站翼板输送轮123转动，焊接站翼板输送轮123的外周设有内凹的弧面，翼板的边沿插入弧面内，从而避免发生偏移，且翼板依靠在焊接站翼板托板127上。

焊接站翼板机架包括相互轴接的上部分和下部分，上部分和下部分之间通过倾翻液压缸1210连接，倾翻液压缸1210设有定位装置，定位装置包括倾翻定位液压缸1211、与倾翻定位液压缸1211对应的定位销轴1212，以及与定位销轴1212对应的定位轴套1213，焊接站翼板机架和焊接站翼板托板127之间设有翼板定位块128，以及驱动翼板定位块128的翼板定位液压缸129；

还包括焊接站翼板对中装置和焊接站翼板横移装置，焊接站翼板对中装置用于将翼板的中部对齐腹板，包括焊接站翼板对中液压缸122、与焊接站翼板对中液压缸122对应的翼板夹块124、竖向固设的翼板对中轨道126，以及设置在翼板对中轨道126上的翼板对中链条125，焊接站翼板横移装置用于将翼板对在腹板的侧沿，包括焊接站翼板横移导轨1216、固接在焊接站翼板机架下部的焊接站翼板齿条1214、与焊接站翼板齿条1214啮合的焊接站翼板齿轮1215、与焊接站翼板齿轮1215同轴固接的焊接站翼板横移传动轴1217，以及驱动焊接站翼板横移传动轴1217转动的焊接站翼板横移减速机1218，通过焊接站翼板横移减速机1218带动焊接站翼板横移传动轴1217转动，进而带动焊接站翼板齿轮1215转动，进而带动焊接站翼板齿条1214横向移动，从而实现焊接站翼板机架的横向移动。

焊接机器人系统8为ABB智能焊接系统，包括两台设置在焊接站腹板输送机7和焊接站翼板输送机12两侧的IRB4600型焊接机器人。IRB4600是一种动力强劲的紧凑型6 轴机器人，其显著特点是加速快、工作空间大和承载能力强，IRB4600型焊接机器人优势：可靠性强——正常运行时间长、平均故障间隔时间长、维护要求低、维护时间短；速度快、操作速度快、加速性能好，显著缩短了工作循环时间；精度高——零件生产质量稳定具有极高的重复定位精度和轨迹精度。

纵输送机9包括主动辊台和被动辊台，主动辊台包括主动辊台外框架98、主动辊台内框架912、若干垂直于进料方向轴接在主动辊台外框架98上的主动托辊910、驱动主动托辊910转动的纵输送减速机97，以及连接驱动主动托辊910和纵输送减速机97的链轮链条传动96，主动辊台外框架98上还设有万象滚轮99，被动辊台包括被动辊台外框架913和被动辊台内框架911，主动辊台内框架912和主动辊台外框架98之间、被动辊台内框架911和被动辊台外框架913之间均设有滚轮93，辊轮93沿对应主动辊台内框架912或被动辊台内框架911滚动，用于限定主动辊台外框架98及被动辊台外框架913的位置，减小升降摩擦阻力。被动辊台外框架913上轴接若干垂直于进料方向的被动托辊91，被动辊台内框架911和主动辊台内框架912上均固设纵输送升降机92，纵输送升降机92通过纵输送升降减速机94和纵输送升降传动轴95驱动。

横输送机10包括横输送链条传送台103、连接横输送链条传送台103的横输送传动轴102，以及驱动横输送传动轴102转动的横输送减速机101。

生产流程：将卷材安装在开卷单元1上，通过开卷单元1将卷材缓慢的卷开，将卷材的端部伸入进料导向单元内，用于引导钢板向矫平机2内进料，矫平机2用于将卷材矫平，形成平钢板，然后将压平的钢板输送到横剪机3内，横剪机3用于将钢板裁剪成生产波腹板H型钢所需要的长度，然后将裁剪好的钢板输入纵剪机4，根据生产需求，将宽钢板沿纵向一分为二等分或三等分，然后将切割好的腹板输入成型机5，成型机5将平腹板压制成波浪腹板，然后将波浪腹板输入腹板输送机6；波浪腹板在腹板输送机6上对齐焊接站腹板输送机7，进而输送到焊接站腹板输送机7；利用行车将切割好的翼板放在翼板输送机11，使翼板一层层摞列，翼板输送机11按照生产需求将翼板一块一块拨落至竖直状态，进而输送到焊接站翼板输送机12，焊接站腹板输送机7与焊接站翼板输送机12分别调整波浪腹板和翼板的位置，使两块翼板的内侧中部压紧到腹板上，通过焊接机器人系统8扫描焊缝的轨迹，从而焊接腹板和翼板，焊接好单面的H型钢先被输送到纵输送机9，然后纵输送机9下降，使H型钢落在横输送机10上，横输送机10将H型钢先向外横向输出到产品吊装区域，然后利用行车将H型钢翻面，在经过横输送机10和纵输送机9将H型钢反向输送回焊接站，再利用焊接机器人系统8焊接反面，从而实现H型钢的双面焊接，焊接好后的H型钢经过纵输送机9和横输送机10输送到产品吊装区域，然后利用行车吊装堆垛。

本发明能从钢卷的开卷、矫平、剪切、成型、输送、拼装、扫描、焊接、输出等工序完成焊接波浪腹板H型钢自动化生产的生产线，该生产线能用于生产普通平腹板焊接H型钢和腹板厚度为1.5-6mm的波浪腹板H型钢，能够完成载重达30吨位钢卷的生产任务，可生产的H型钢最长达16m，腹板最宽1.5m。

该自动化生产线总体长度70m，占地不足700平方米，具有结构紧凑，集成度高、可靠性好、操作维护安全方便等优点，各单元可由主控程序实现整体全自动控制，也可实现对各功能部件的手动操作。较高的自动化程度使得该条生产线只需少量技术工人便可胜任所有操作。该生产线实现了一次上料便能完成开卷→矫平→横剪→纵剪→成形→输送→拼装焊接→产品输出等整个产品生产过程，避免了传统焊接H型钢生产过程中的板料传输，组装拼接等复杂繁琐的工序，使生产安全可靠，极大限度的降低了人力、物力、财力的投入。

并且，该自动化生产线生产的波腹板H型钢的波浪腹板呈现非正弦且有规律变化，其变化规律为重复出现若干小波浪、一个大波浪，通过大波浪增大了腹板在翼板连接的跨度，从而增大了波腹板H型钢的强度，通过小波浪分解大波浪的受力，节省了波腹板的用料，降低了波腹板H型钢的生产成本。

当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本发明的技术方案并非是对本发明的限制，参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本发明的宗旨，也应属于本发明的权利要求保护范围。

Claims (10)

1.一种汽车高强度大梁用波腹板H型钢自动焊接生产线，其特征在于：包括依次连接的开卷单元（1）、矫平机（2）、横剪机（3）、纵剪机（4）、成型机（5）、腹板输送机（6）、焊接站腹板输送机（7）、焊接机器人系统（8）、纵输送机（9）、横输送机（10），以及控制器；

还包括与腹板输送机（6）并排设置的翼板输送机（11）、与焊接站腹板输送机（7）并排设置的焊接站翼板输送机（12）；

所述成型机（5）包括成型机架、轴接在成型机架上的上压辊部件（511）及下压辊部件（514），以及驱动上压辊部件（511）及下压辊部件（514）转动的第一驱动装置（51），所述上压辊部件（511）及下压辊部件（514）均垂直于腹板进料方向，且腹板从上压辊部件（511）及下压辊部件（514）之间穿过，且上压辊部件（511）及下压辊部件（514）对腹板的滚压面的波形为非正弦且有规律变化。

2.根据权利要求1所述的汽车高强度大梁用波腹板H型钢自动焊接生产线，其特征在于：所述的成型机（5）还包括成型机底座（59），所述成型机架包括固接在成型机底座（59）上的第一成型机架（52）及第二成型机架（57），所述上压辊部件（511）、下压辊部件（514）均设置在第一成型机架（52）及第二机架（57）之间，所述上压辊部件（511）滑动轴接在第一机架（52）及第二机架（57）上，所述第一机架（52）及第二机架（57）上设置有与上压辊部件（511）对应的成型升降机（53）、与成型升降机（53）对应的升降传动轴（55），所述第一机架（52）及第二机架（57）之间沿腹板进料方向首尾依次设置成型机进料辅助装置和成型机出料辅助装置。

3.根据权利要求1所述的汽车高强度大梁用波腹板H型钢自动焊接生产线，其特征在于：所述的纵剪机（4）包括纵剪机座（41）、设置在纵剪机座（41）上的中分模块（48）及三等分模块（410），以及驱动中分模块（48）及三等分模块（410）转动的第二驱动装置（42），所述中分模块（48）及三等分模块（410）除刀具数量和刀具位置外结构相同，所述纵剪机座（41）上设有位于中分模块（48）及三等分模块（410）之前的纵剪进料辅助装置。

4.根据权利要求1所述的汽车高强度大梁用波腹板H型钢自动焊接生产线，其特征在于：所述的腹板输送机（6）包括腹板输送台面板（66）、驱动腹板输送台面板（66）升降的腹板输送台升降气缸（61）、连接腹板输送台升降气缸（61）和腹板输送台面板（66）的曲柄连杆机构（62）、腹板输送链板（65）、驱动腹板输送链板（65）转动的第三驱动装置（63），以及与第三驱动装置（63）对应的电磁离合器（64）。

5.根据权利要求1所述的汽车高强度大梁用波腹板H型钢自动焊接生产线，其特征在于：所述的翼板输送机（11）包括升降支座（117）、沿升降支座（117）升降的翼板架立柱（113）、固接在翼板架立柱（113）上部的翼板箱（112）、连接在翼板架立柱（113）上与升降支座（117）适配的翼板架立柱导轮（114），以及驱动翼板架立柱（113）升降的第五驱动装置；还包括拨板传送装置，所述拨板传送装置包括设置在翼板箱（112）内侧的翼板滑落座（1113）、轴接在翼板滑落座（1113）下方的翼板托辊组件（1114）及翼板输送轮组件（1115），还包括横向固设的翼板拨板气缸（1111）、固接在翼板拨板气缸（1111）活塞端的拨板（1112），所述翼板滑落座（1113）和翼板输送轮组件（1115）之间设有翼板落板接块（1117），还包括驱动翼板落板接块（1117）升降的翼板落板气缸（1116）。

6.根据权利要求1所述的汽车高强度大梁用波腹板H型钢自动焊接生产线，其特征在于：所述的焊接站腹板输送机（7）包括焊接站腹板机架、固设在焊接站腹板机架下部的焊接站腹板横移导轨（78）、设置在焊接站腹板机架上的焊接站腹板传送链板（79），以及驱动焊接站腹板传送链板（79）转动的第六驱动装置（73），所述焊接站腹板机架上固设焊接站腹板定位档杆（71），以及与焊接站腹板定位档杆（71）对应的焊接站腹板定位液压缸（72）。

7.根据权利要求1所述的汽车高强度大梁用波腹板H型钢自动焊接生产线，其特征在于：所述的焊接站翼板输送机（12）包括对称设置在焊接站腹板输送机（7）两侧的焊接站翼板定位装置，所述焊接站翼板定位装置包括焊接站翼板机架、固接在焊接站翼板机架内侧的焊接站翼板托板（127）、轴接在焊接站翼板托板（127）下部的焊接站翼板输送轮（123），以及驱动焊接站翼板输送轮（123）转动的焊接站翼板输送链轮（121），所述焊接站翼板机架包括相互轴接的上部分和下部分，所述上部分和下部分之间通过倾翻液压缸（1210）连接，所述倾翻液压缸（1210）设有定位装置，所述焊接站翼板机架和焊接站翼板托板（127）之间设有翼板定位块（128），以及驱动翼板定位块（128）的翼板定位液压缸（129）；

还包括焊接站翼板对中装置和焊接站翼板横移装置，所述焊接站翼板对中装置包括焊接站翼板对中液压缸（122）、与焊接站翼板对中液压缸（122）对应的翼板夹块（124）、竖向固设的翼板对中轨道（126），以及设置在翼板对中轨道（126）上的翼板对中链条（125），所述焊接站翼板横移装置包括焊接站翼板横移导轨（1216）、固接在焊接站翼板机架下部的焊接站翼板齿条（1214）、与焊接站翼板齿条（1214）啮合的焊接站翼板齿轮（1215）、与焊接站翼板齿轮（1215）同轴固接的焊接站翼板横移传动轴（1217），以及驱动焊接站翼板横移传动轴（1217）转动的焊接站翼板横移减速机（1218）。

8.根据权利要求1所述的汽车高强度大梁用波腹板H型钢自动焊接生产线，其特征在于：所述的焊接机器人系统（8）为ABB智能焊接系统，包括两台设置在焊接站腹板输送机（7）和焊接站翼板输送机（12）两侧的IRB4600型焊接机器人。

9.根据权利要求1所述的汽车高强度大梁用波腹板H型钢自动焊接生产线，其特征在于：所述的纵输送机（9）包括主动辊台和被动辊台，所述主动辊台包括主动辊台外框架（98）、主动辊台内框架（912）、若干垂直于进料方向轴接在主动辊台外框架（98）上的主动托辊（910）、驱动主动托辊（910）转动的纵输送减速机（97），以及连接驱动主动托辊（910）和纵输送减速机（97）的链轮链条传动（96），所述被动辊台包括被动辊台外框架（913）和被动辊台内框架（911），所述主动辊台内框架（912）和主动辊台外框架（98）之间、被动辊台内框架（911）和被动辊台外框架（913）之间均设有滚轮（93），所述被动辊台外框架（913）上轴接若干垂直于进料方向的被动托辊（91），所述被动辊台内框架（911）和主动辊台内框架（912）上均固设纵输送升降机（92），所述纵输送升降机（92）通过纵输送升降减速机（94）和纵输送升降传动轴（95）驱动。

10.根据权利要求1所述的汽车高强度大梁用波腹板H型钢自动焊接生产线，其特征在于：所述的横输送机（10）包括横输送链条传送台（103）、连接横输送链条传送台（103）的横输送传动轴（102），以及驱动横输送传动轴（102）转动的横输送减速机（101）。

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