CN111889947A - 单元式箱梁焊接装置精益生产布局及其焊接工序 - Google Patents

Abstract

本发明单元式箱梁焊接装置精益生产布局及其焊接工序，涉及箱梁制造技术领域，尤其涉及单元式箱梁焊接设备的精益生产布局及其焊接工序。本发明的散料放置平台、箱梁柔性工装平台、自动焊装区、箱梁检修工装平台和品堆放区域按照倒置的U型结构布置于物流通道一侧；箱梁柔性工装平台上设置有柔性点固夹具；悬臂夹具设置于U型结构的中间位置，其悬臂半径移动范围覆盖整个U型结构；本发明的焊接工序为：A、物料准备；B、点固焊装；C、焊接准备；D、自动焊接；E、工件检修；F、成品堆放；G、成品转运。本发明的技术方案解决了现有技术中的生产现场现场混乱不堪、物流资源耗费巨大、场地拥挤无序等问题。

Description

单元式箱梁焊接装置精益生产布局及其焊接工序

技术领域

本发明单元式箱梁焊接装置精益生产布局及其焊接工序，涉及箱梁制造技术领域，尤其涉及单元式箱梁焊接设备的精益生产布局及其焊接工序。

背景技术

目前

箱梁是连接车辆中梁的主要受力件。主要用于机车、轨道工程车底架部件上,用于传递机车或轨道工程车纵向拉伸或压缩载荷。

传统的工厂布局设计没有考虑到生产制造过程中的工艺路线的紧密程度和生产组织过程中的流动要求，严重制约着企业精益物流的运行和精益制造模式的建立，对企业生产制造现场的管理带来了很大的难度。现场混乱不堪、物流资源耗费巨大、场地拥挤无序等现象严重阻碍了“单件流”的实现，整个制造周期由于传统的布局结构而无法得到有效改善。

针对上述现有技术中所存在的问题，研究设计一种新型的单元式箱梁焊接装置精益生产布局及其焊接工序，从而克服现有技术中所存在的问题是十分必要的。

发明内容

根据上述现有技术提出的生产现场现场混乱不堪、物流资源耗费巨大、场地拥挤无序等技术问题，而提供一种单元式箱梁焊接装置精益生产布局及其焊接工序。本发明主要按箱梁单元生产区采用U型布局，保证物料进出口同侧布局，联通主物流通道，从而起到方便物料流转，不影响生产区。

本发明的单元生产模式是一种基于追求无浪费理念，以工作单元(机械设备、生产人员和在制品的物流系统)为基本组成，对生产线合理布置，进行单一或多品种的生产方式。单元式生产可根据人员配备情况将生产线分为单人、多人循环类型，即U型布置。

本发明通过采用单元式精益生产布局方法，按箱梁单元生产区采用U型布局，保证物料进出口同侧布局，联通主物流通道，方便物料流转，不影响生产区。工作区内部工序按工艺流程流转，使生产活动的效率更高，更具灵活性，更节省空间。

本发明采用的技术手段如下：

一种单元式箱梁焊接装置精益生产布局包括：箱梁柔性工装平台、散料放置平台、悬臂夹具、成品堆放区域、箱梁检修工装平台、自动焊装区；

进一步地，散料放置平台、箱梁柔性工装平台、自动焊装区、箱梁检修工装平台和品堆放区域按照倒置的U型结构布置于物流通道一侧；

进一步地，箱梁柔性工装平台上设置有柔性点固夹具；

进一步地，悬臂夹具设置于U型结构的中间位置，其悬臂半径移动范围覆盖整个U型结构；

进一步地，自动焊装区包括：自动焊接平台、三轴翻转变位机、TBI清枪器、机器人、机器人行走机构；两个自动焊接平台水平设置于三轴翻转变位机构上，并可在三轴翻转变位机构上水平翻转，由工件放置区域翻转至自动焊接区域，及反向翻转；机器人行走机构位于三轴翻转变位机构的外侧；机器人装于机器人行走机构上，并可沿机器人行走机构左右移动，对自动焊接平台上的箱梁进行自动焊接；TBI清枪器置于机器人行走机构一侧，用于对机器人上的焊枪进行清洗。

进一步地，自动焊装区的外部设置有带有检修门的防护栏；防护栏的外部左侧设置有桶装焊丝、焊接电源、机器人控制柜、放置平台、水冷设备和移动工具柜；防护栏的外部右侧设置有操作按钮盒和安全光栅；防护栏外侧靠近机器人行走机构的一侧设置有焊接气源。

进一步地，箱梁柔性工装平台旁还设置有可移动点焊电源。

进一步地，一种单元式箱梁焊接装置精益生产布局的焊接工序，其特征在于，所述的焊接工序为：

A、物料准备：通过运输设备将散料移动至散料放置平台上，并按照装配顺序进行摆放；

B、点固焊装：通过悬臂吊具按顺序抓取所需部件至箱梁柔性工装平台上，利用箱梁柔性工装平台上的柔性点固夹具对工件进行定位、压紧；然后由操作工使用点焊设备对散件进行点固，焊接成箱梁结构；

C、焊接准备：通过悬臂吊具将点固后的工件吊运至三轴翻转变位机的工件放置区域上的自动焊接平台上进行定位、压紧；确认无误后，通过操作按钮盒发出指令，三轴翻转变位机将工件由变位机工件放置区域翻转至自动焊接区域；

D、自动焊接：焊接机器人与三轴翻转变位机联动，按照工件的焊接工艺进行自动焊接，将焊接完成后的工件通过翻转移送至工件放置区域；

E、工件检修：通过悬臂吊具将完成焊接的攻坚吊运至箱梁检修工装平台上定位、压紧，然后由操作工进行质量检查及修理；

F、成品堆放：通过悬臂吊具经完成检修后的工件吊运至成品堆放区域，等待物流搬运；

G、成品转运：通过运输设备将成品堆放区域内堆放的成品，经物流通道搬运至下一个成产工序。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、本发明提供的单元式箱梁焊接装置精益生产布局，可以确保整个布局对操作工来说最高效；

2、本发明提供的单元式箱梁焊接装置精益生产布局，可以确保物料、工件移动距离最短，提高工作效率；

3、本发明提供的单元式箱梁焊接装置精益生产布局，通过共享生产要素实现最大限度的灵活性；

4、本发明提供的单元式箱梁焊接装置精益生产布局，是实现和促进一个流的基础；

5、本发明提供的单元式箱梁焊接装置精益生产布局，可以将同样流量的工序联系起来；

6、本发明提供的单元式箱梁焊接装置精益生产布局，可以有效减少生产场地面积；

7、本发明提供的单元式箱梁焊接装置精益生产布局，通过增加和减少操作工实现灵活的产量变化；

8、本发明提供的单元式箱梁焊接装置精益生产布局，U型布局，确保出入口一致，共用同一条物流通道，最大限度节省空间和生产设施；

9、本发明提供的单元式箱梁焊接装置精益生产布局的焊接工序，设备按产品工艺顺序进行布局，而非同类设备的整齐摆放；

10、本发明提供的单元式箱梁焊接装置精益生产布局的焊接工序，确保在操作单元内，操作工的移动不会受到影响；

11、本发明提供的单元式箱梁焊接装置精益生产布局的焊接工序，分析了每一个操作工的工序流程，消除处理了多余材料的情况；

12、本发明提供的单元式箱梁焊接装置精益生产布局的焊接工序，确保操作工可以操作单元内的所有机器，而且没有干涉。

综上，应用本发明的技术方案解决了现有技术中的生产现场现场混乱不堪、物流资源耗费巨大、场地拥挤无序等问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明布局图；

图中：1、桶装焊丝 2、焊接电源 3、机器人控制柜 4、放置平台 5、水冷设备 6、移动工具柜 7、箱梁柔性工装平台 8、散料放置平台 9、10、悬臂夹具 11、成品堆放区域 12、操作工 13、箱梁检修工装平台 14、工件放置区域 15、三轴翻转变位机 16、操作按钮盒17、安全光栅 18、防护栏 19、检修门 20、TBI清枪器 21、机器人 22、焊接气源 23、机器人行走机构 24、自动焊接区域 25自动焊接平台、。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1所示，本发明提供了一种单元式箱梁焊接装置精益生产布局包括：箱梁柔性工装平台7、散料放置平台8、悬臂夹具10、成品堆放区域11、箱梁检修工装平台13、自动焊装区；

散料放置平台8、箱梁柔性工装平台7、自动焊装区、箱梁检修工装平台13和品堆放区域11按照倒置的U型结构布置于物流通道一侧；

箱梁柔性工装平台7上设置有柔性点固夹具；

悬臂夹具10设置于U型结构的中间位置，其悬臂半径移动范围覆盖整个U型结构；

自动焊装区包括：自动焊接平台25、三轴翻转变位机15、TBI清枪器20、机器人21、机器人行走机构23；两个自动焊接平台25水平设置于三轴翻转变位机构15上，并可在三轴翻转变位机构15上水平翻转，由工件放置区域14翻转至自动焊接区域24，及反向翻转；机器人行走机构23位于三轴翻转变位机构15的外侧；机器人21装于机器人行走机构23上，并可沿机器人行走机构23左右移动，对自动焊接平台25上的箱梁进行自动焊接；TBI清枪器20置于机器人行走机构23一侧，用于对机器人21上的焊枪进行清洗。

自动焊装区的外部设置有带有检修门19的防护栏18；防护栏18的外部左侧设置有桶装焊丝1、焊接电源2、机器人控制柜3、放置平台4、水冷设备5和移动工具柜6；防护栏18的外部右侧设置有操作按钮盒16和安全光栅17；防护栏18外侧靠近机器人行走机构23的一侧设置有焊接气源22。

箱梁柔性工装平台7旁还设置有可移动点焊电源9。

单元式箱梁焊接装置精益生产布局的焊接工序，其特征在于，所述的焊接工序为：

A、物料准备：通过运输设备将散料移动至散料放置平台8上，并按照装配顺序进行摆放；

B、点固焊装：通过悬臂吊具10按顺序抓取所需部件至箱梁柔性工装平台7上，利用箱梁柔性工装平台7上的柔性点固夹具对工件进行定位、压紧；然后由操作工12使用点焊设备对散件进行点固，焊接成箱梁结构；

C、焊接准备：通过悬臂吊具10将点固后的工件吊运至三轴翻转变位机15的工件放置区域14上的自动焊接平台25上进行定位、压紧；确认无误后，通过操作按钮盒16发出指令，三轴翻转变位机15将工件由变位机工件放置区域14翻转至自动焊接区域24；

D、自动焊接：焊接机器人21与三轴翻转变位机15联动，按照工件的焊接工艺进行自动焊接，将焊接完成后的工件通过翻转移送至工件放置区域14；

E、工件检修：通过悬臂吊具10将完成焊接的攻坚吊运至箱梁检修工装平台13上定位、压紧，然后由操作工12进行质量检查及修理；

F、成品堆放：通过悬臂吊具10经完成检修后的工件吊运至成品堆放区域11，等待物流搬运；

G、成品转运：通过运输设备将成品堆放区域11内堆放的成品，经物流通道搬运至下一个成产工序。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种单元式箱梁焊接装置精益生产布局，其特征在于，所述的单元式箱梁焊接装置精益生产布局包括：箱梁柔性工装平台(7)、散料放置平台(8)、悬臂夹具(10)、成品堆放区域(11)、箱梁检修工装平台(13)、自动焊装区；

所述的散料放置平台(8)、箱梁柔性工装平台(7)、自动焊装区、箱梁检修工装平台(13)和品堆放区域(11)按照倒置的U型结构布置于物流通道一侧；

所述的箱梁柔性工装平台(7)上设置有柔性点固夹具；

所述的悬臂夹具(10)设置于U型结构的中间位置，其悬臂半径移动范围覆盖整个U型结构；

所述的自动焊装区包括：自动焊接平台(25)、三轴翻转变位机(15)、TBI清枪器(20)、机器人(21)、机器人行走机构(23)；两个自动焊接平台(25)水平设置于三轴翻转变位机构(15)上，并可在三轴翻转变位机构(15)上水平翻转，由工件放置区域(14)翻转至自动焊接区域(24)，及反向翻转；机器人行走机构(23)位于三轴翻转变位机构(15)的外侧；机器人(21)装于机器人行走机构(23)上，并可沿机器人行走机构(23)左右移动，对自动焊接平台(25)上的箱梁进行自动焊接；TBI清枪器(20)置于机器人行走机构(23)一侧，用于对机器人(21)上的焊枪进行清洗。

2.根据权利要求1所述的单元式箱梁焊接装置精益生产布局，其特征在于，所述的自动焊装区的外部设置有带有检修门(19)的防护栏(18)；防护栏(18)的外部左侧设置有桶装焊丝(1)、焊接电源(2)、机器人控制柜(3)、放置平台(4)、水冷设备(5)和移动工具柜(6)；防护栏(18)的外部右侧设置有操作按钮盒(16)和安全光栅(17)；防护栏(18)外侧靠近机器人行走机构(23)的一侧设置有焊接气源(22)。

3.根据权利要求1所述的单元式箱梁焊接装置精益生产布局，其特征在于，所述的箱梁柔性工装平台(7)旁还设置有可移动点焊电源(9)。

4.一种单元式箱梁焊接装置精益生产布局的焊接工序，其特征在于，所述的焊接工序为：

A、物料准备：通过运输设备将散料移动至散料放置平台(8)上，并按照装配顺序进行摆放；

B、点固焊装：通过悬臂吊具(10)按顺序抓取所需部件至箱梁柔性工装平台(7)上，利用箱梁柔性工装平台(7)上的柔性点固夹具对工件进行定位、压紧；然后由操作工(12)使用点焊设备对散件进行点固，焊接成箱梁结构；

C、焊接准备：通过悬臂吊具(10)将点固后的工件吊运至三轴翻转变位机(15)的工件放置区域(14)上的自动焊接平台(25)上进行定位、压紧；确认无误后，通过操作按钮盒(16)发出指令，三轴翻转变位机(15)将工件由变位机工件放置区域(14)翻转至自动焊接区域(24)；

D、自动焊接：焊接机器人(21)与三轴翻转变位机(15)联动，按照工件的焊接工艺进行自动焊接，将焊接完成后的工件通过翻转移送至工件放置区域(14)；

E、工件检修：通过悬臂吊具(10)将完成焊接的攻坚吊运至箱梁检修工装平台(13)上定位、压紧，然后由操作工(12)进行质量检查及修理；

F、成品堆放：通过悬臂吊具(10)经完成检修后的工件吊运至成品堆放区域(11)，等待物流搬运；

G、成品转运：通过运输设备将成品堆放区域(11)内堆放的成品，经物流通道搬运至下一个成产工序。

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