CN112536541A - 一种汽车牵引座焊接自动化生产线 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车牵引座焊接自动化生产线，包括框架组焊机构，壳体自动上料机构，龙门式上料机构，壳体组焊机构，导轨传输线，自动焊接线，工装回转线，壳体附件焊接机构，龙门式下料机构及配套的自动供料设备和焊接机器人。框架组焊机构设有可旋转工作台。导轨传输线设有两条平行导轨，滑车在导轨上做直线往复运动，导轨两侧设有气缸，推动工件脱离滑车，工件在工作台之间步进式移动，工作台设有气缸，推动工件在生产线上翻转不同角度。导轨传输线两侧设有抬升变位机，带动工件做180度翻转。壳体组焊机构设有框架定位模组安装在龙门式液压框架中间。本发明的结构设置合理，实现汽车牵引座的精确定位自动焊接，生产稳定，效率高，适应性强。

Description

一种汽车牵引座焊接自动化生产线
技术领域
本发明属于自动化焊接技术领域，主要涉及一种汽车牵引座焊接自动化生产线。
背景技术
汽车牵引座焊接自动化生产线是载货牵引汽车的重要生产线之一，它是利用生产线与机器人配合，加上控制系统，进而保质保量的对牵引座进行组焊。现有的人工焊接方式，不仅劳动强度大，焊接过程中还会产生有害因素，危害车间工人身体健康；焊工的技术水平参差不齐，难以保证工件的焊接质量和生产效率；另外还要考虑焊接人员的安全问题。
发明内容
本发明的目的在于针对以上所述的问题，对汽车牵引座的组焊工艺手段做出改进，提供一种安全、高效且高质量的焊接自动化生产线。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
本发明所述汽车牵引座焊接自动化生产线，包括框架组焊机构，壳体自动上料机构，龙门式上料机构，导轨传输线，壳体组焊机构，自动焊接线，工装回转线，壳体附件焊接机构，龙门式下料机构，PLC控制系统，润滑系统，焊烟收集和净化设备及配套的自动供料设备和焊接机器人等。其特征是：采用模块化设计对各部分焊接进行设计，采用多个机器人进行流水线式分段焊接。
所述框架组焊机构包含双工位水平旋转工作台、上料机械手、自动供料设备、定位装夹平台、翻转机械手，定位焊接平台，定位上料平台和焊接机器人。所述定位装夹平台共两个，对称安装于双工位水平旋转工作台的1、2工位，定位装夹平台含有液压驱动装置，可将平台上的零件夹紧；自动供料设备将框架所需原料推出并定位至抓取点；双工位水平旋转工作台安装有旋转座，可以旋转180度，实现1、2工位位置互换；翻转机械手可抓取框架并翻转180度；定位焊接平台可对框架定位，实现焊接机器人对框架背面进行焊接；定位上料平台实现框架的定点供料。
所述壳体自动上料机构，包含供料托盘、框架和举升机构。所述供料托盘采用中心定位方式，设置2-4根定位柱，定位柱固定在托盘上，定位柱顶端通过连接板连接在一起；托盘设有方形槽，方便叉车叉取；升降板通过柱销定位，铺设在供料托盘上，壳体零件穿过定位柱放置于升降板上。所述框架含有直线导轨，采用伺服电机驱动齿轮，带动滑车在直线导轨上水平移动；所述供料托盘通过锥形销在滑车上定位，并随滑车水平移动。所述举升机构通过伺服电机带动丝杠旋转，丝杠固定座上设有直线导轨，升降支架与丝杠螺母连接实现其在导轨上的升降运动；升降支架安装有吸盘，与供料托盘的升降板连接，带动壳体零件升降，实现定点上料。
所述龙门式上料机构，采用框架式龙门，实现机械手在水平X、Y两个方向移动；通过伸缩装置实现机械手在竖直Z方向升降；最终实现零件在X、Y、Z三个方向的移动和码放。
所述导轨传输线，包含两条平行的导轨框架，框架上有精加工的直线导轨安装台面，直线导轨安装于台面上，滑车通过滑块在直线导轨上运动，滑车之间用硬连接固定在一起，实现滑车的共同进退；导轨传输线起始段设有伺服电机驱动丝杠带动滑车做水平往复运动；导轨传输线设置多个等距工位，实现不同的焊接需求；导轨传输线配有零件工装，工装上有气动夹具，用于固定零件。
所述壳体组焊机构，其与自动焊接线、壳体附件焊接机构共用导轨传输线，所述壳体组焊机构位于导轨传输线上第2、3、4工位，其第2工位包含90度转角液压缸，对零件进行压紧，其第3工位包含龙门式液压框架，一套框架定位模组，实现框架定位组焊，其第4工位实现与框架连接部件的组焊。
所述自动焊接线，位于所述导轨传输线第6-10工位，其中第6、7、8工位设有气动翻台，实现不同角度焊缝的焊接；第9、10工位设有抬升变位机，实现多个角度及零件背面的焊接。
所述壳体附件焊接机构，于所述导轨传输线12-17工位，每工位设有气动翻台及上料机械手和焊接机器人，实现牵引座壳体附件不同角度。
所述工装回转线，位于所述导轨传输线下部，实现零件工装由导轨传输线末端返回始端。
所述龙门式下料机构，采用框架式龙门，实现零件和工装的搬运周转。
所述PLC控制系统，通过设置预定程序，控制电机、气动、液压等驱动设备实现生产线的自动运转，通过温度、位置、速度等传感器监控设备运转情况。
所述润滑系统配备润滑油箱，油泵，输油管，承油盘，雾化喷油器等，对油润滑部位自动润滑。
所述焊烟收集和净化设备配套抽气罩和净化机实现焊接烟雾的收集和净化。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为框架组焊机构示意图。
图3为壳体自动上料机构示意图。
图4为龙门式上料机构示意图。
图5为导轨传输线，壳体组焊机构，自动焊接线，壳体附件焊接机构示意图。
其中：1、框架组焊机构；2、壳体自动上料机构；3、龙门式上料机构；4、壳体组焊机构；5、导轨传输线；6、自动焊接线；7、壳体附件焊接机构；8、工装回转线；9、龙门式下料机构；11、自动供料设备；12、双工位水平旋转工作台；13、定位焊接平台；14、定位上料平台；15、定位装夹平台；21、导轨面；22、齿条；23、定位柱；24、连接板；25、升降板；26、托盘；31、龙门框架；32、横向导轨；33、伸缩臂；34、机械手；41、伺服电机；42、滑车；43、工装；44、丝杠；51、转角油缸；52、龙门式液压框架；53、框架定位模组；61、抬升变位机。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明详细说明。
所述框架组焊机构包含双工位水平旋转工作台(12)、上料机械手、自动供料设备(11)、定位装夹平台(15)、翻转机械手，定位焊接平台(13)，定位上料平台(14)和焊接机器人。所述定位装夹平台(15)共两个，对称安装于双工位水平旋转工作台(12)的1、2工位。自动供料设备(11)将框架所需原料推出并定位至抓取点，上料机械手抓取原料并放置到定位装夹平台(15)的1工位，液压驱动将定位装夹平台(15)上的零件夹紧；双工位水平旋转工作台(12)旋转180度，实现1、2工位位置互换，上料机械手对定位装夹平台(15)的2工位上料；焊接机器人对定位装夹平台(15)1工位上的零件进行点焊焊接，焊接后液压驱动将定位装夹平台(15)1工位上的零件松开，翻转机械手1将点焊的框架抓取并翻转180度，放置于定位焊接平台(13)；焊接机器人对框架背面进行焊接；焊接完成后，翻转机械手2抓取框架并翻转180度，放置于定位上料平台(14)。
所述壳体自动上料机构，包含供料托盘(26)、框架(21)和举升机构(28)。所述供料托盘(26)采用中心定位方式，设置2-4根定位柱(23)，定位柱固定在托盘(26)上，定位柱顶端通过连接板(24)连接在一起；托盘(26)设有方形槽，方便叉车叉取；升降板(25)通过柱销定位，铺设在供料托盘(26)上，壳体零件穿过定位柱(23)放置于升降板(25)上。所述框架含有直线导轨(27)，采用伺服电机驱动齿轮，带动滑车在直线导轨上水平移动；所述供料托盘通过锥形销在滑车上定位，并随滑车水平移动。所述举升机构(28)通过伺服电机带动丝杠旋转，丝杠固定座上设有直线导轨，升降支架与丝杠螺母连接实现其在导轨上的升降运动；升降支架安装有吸盘，与供料托盘的升降板连接，带动壳体零件升降，实现定点上料。
所述龙门式上料机构，采用框架式龙门，实现机械手在水平X、Y两个方向移动；通过伸缩装置实现机械手在竖直Z方向升降；最终实现零件在X、Y、Z三个方向的移动和码放。
所述导轨传输线，包含两条平行的导轨框架，框架上有精加工的直线导轨安装台面，直线导轨安装于台面上，滑车通过滑块在直线导轨上运动，滑车之间用硬连接固定在一起，实现滑车的共同进退；导轨传输线起始段设有伺服电机驱动丝杠带动滑车做水平往复运动；导轨传输线设置多个等距工位，实现不同的焊接需求；导轨传输线配有零件工装，工装上有气动夹具，用于固定零件。
所述壳体组焊机构，其与自动焊接线、壳体附件焊接机构共用导轨传输线，所述壳体组焊机构位于导轨传输线上第2、3、4工位，其第2工位包含转角油缸(51)，对零件进行压紧，其第3工位包含龙门式液压框架(52)，一套框架定位模组(53)，实现框架定位组焊，其第4工位实现与框架连接部件的组焊。
所述自动焊接线，位于所述导轨传输线第6-10工位，其中第6、7、8工位设有气动翻台，实现不同角度焊缝的焊接；第9、10工位设有抬升变位机(61)，实现多个角度及零件背面的焊接。
所述壳体附件焊接机构，于所述导轨传输线12-17工位，每工位设有气动翻台及上料机械手和焊接机器人，实现牵引座壳体附件不同角度。
所述工装回转线，位于所述导轨传输线下部，实现零件工装由导轨传输线末端返回始端。
所述龙门式下料机构，采用框架式龙门，实现零件和工装的搬运周转。
所述PLC控制系统，通过设置预定程序，控制电机、气动、液压等驱动设备实现生产线的自动运转，通过温度、位置、速度等传感器监控设备运转情况。
所述润滑系统配备润滑油箱，油泵，输油管，承油盘，雾化喷油器等，对油润滑部位自动润滑。
所述焊烟收集和净化设备配套抽气罩和净化机实现焊接烟雾的收集和净化。
工作过程
参照图1所示，框架原材料由自动供料设备推送至抓取点，机械手抓取原料码放到定位装夹平台，零件夹紧后双工位水平旋转工作台旋转180度，焊接机器人对零件进行点焊，翻转机械手将点焊的框架翻转180度放置于定位焊接平台，焊接机器人对框架背面进行焊接，翻转机械手将焊接的框架再翻转180度，放置于定位上料平台。
叉车将盛满壳体零件的上料托盘放置于壳体自动上料机构上，电机驱动将托盘推送至举升机构，升降支架吸盘吸住升降板，电机推动升降板将壳体零件托举到上料位置。
龙门式上料机构抓取工装回转线返回的工装，放置于导轨传输线1工位，再将壳体零件从壳体自动上料机构抓取到导轨传输线1工位，工装将壳体夹紧。滑车移动将零件推送到2工位，滑车返回。转角油缸压紧耐磨环，焊接机器人对耐磨环焊接。龙门式上料机构抓取框架放置于2工位。
工件继续移动到3工位，龙门式液压框架带动框架定位模组将框架压紧并定位，焊接机器人对框架进行点焊。
工件继续移动到4工位，焊接机器人对筋板和滑道盖板进行点焊。
工件继续移动到5工位，此工位为周转工位。
工件继续移动，在第6、7、8工位通过翻台翻转不同角度，对零件正面不同位置焊缝进行焊接。
工件继续移动，在第9、10工位通过抬升变位机翻转不同角度，对反面不同位置焊缝进行焊接。
工件继续移动到11工位，此工位为周转工位。
工件继续移动，在第12-17工位焊接壳体附件。
工件继续移动到18工位，龙门式下料机构将焊好的牵引座取下，然后将工装抓取到工装回转线，工装回转线将工装送回。

Claims (6)

1.一种汽车牵引座焊接自动化生产线，其特征在于：包括框架组焊机构，壳体自动上料机构，龙门式上料机构，壳体组焊机构，导轨传输线，自动焊接线，壳体附件焊接机构，工装回转线，龙门式下料机构，PLC控制系统，润滑系统，焊烟收集和净化设备及配套的自动供料设备和焊接机器人等，各装置之间通过机械手实现物料运输。所述焊接机器人布置于导轨传输线两侧，以对工件进行焊接加工。所述自动供料设备布置于工位附近，独立工作，不干扰生产线主动作，可根据不同型号产品更换相应供料设备。所述壳体组焊机构，自动焊接线，壳体附件焊接机构，共用导轨传输线，通过龙门式上料机构将框架组焊机构，壳体自动上料机构和壳体组焊机构衔接在一起，对导轨传输线持续供料。
2.根据权利要求1所述的一种汽车牵引座焊接自动化生产线，其特征在于：所述框架组焊机构包括双工位水平旋转工作台、上料机械手、自动供料设备、定位装夹平台、翻转机械手，定位焊接平台，定位上料平台。所述双工位水平旋转工作台安装于旋转机座上，能够水平旋转；其上对称布置两个工位，分别安装一套定位装夹平台。
3.根据权利要求1所述的一种汽车牵引座焊接自动化生产线，其特征在于：所述壳体自动上料机构包括供料托盘、框架和举升机构。所述供料托盘采用中心定位方式，设置定位柱，定位柱固定在托盘上，定位柱顶端通过连接板连接在一起；托盘设有方形槽，方便叉车叉取；升降板通过柱销定位，铺设在供料托盘上，壳体零件穿过定位柱放置于升降板上。所述框架含有直线导轨，滑车在直线导轨上水平移动；所述供料托盘通过锥形销在滑车上定位，并随滑车水平移动。所述举升机构通过电机带动丝杠旋转，丝杠固定座上设有直线导轨，升降支架与丝杠螺母连接实现其在导轨上的升降运动；升降支架安装有吸盘，与供料托盘的升降板连接。
4.根据权利要求1所述的一种汽车牵引座焊接自动化生产线，其特征在于：所述壳体组焊机构包括龙门式液压框架，框架定位模组。
5.根据权利要求1所述的一种汽车牵引座焊接自动化生产线，其特征在于：所述导轨传输线包括两条平行的导轨框架，框架上有精加工的直线导轨安装台面，直线导轨安装于台面上，滑车通过滑块在直线导轨上运动，滑车之间用硬连接固定在一起，实现滑车的共同进退；导轨传输线起始段设有伺服电机驱动丝杠带动滑车做水平往复运动；导轨传输线设置多个等距工位，实现不同的焊接需求；工位上设有气缸，推动工件脱离滑车；导轨传输线配有零件工装，工装上有气动夹具，用于固定零件。
6.根据权利要求1所述的一种汽车牵引座焊接自动化生产线，其特征在于：所述自动焊接线包括气动翻台，抬升变位机。所述气动翻台实现零件角度变化，抬升变位机实现零件翻转。
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