CN112589444B - 一种人防门自动焊接生产线及其焊接方法 - Google Patents

一种人防门自动焊接生产线及其焊接方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种人防门自动焊接生产线及其焊接方法，生产线包括工作平台；工作平台设置有两个以上门框定位工位；用于对人防门门板进行定位和焊接的焊接压紧机构；用于对人防门门板进行压紧并提供人防门扁铁定位轨迹的定位压紧机构；用于供焊接压紧机构和定位压紧机构移动的轨道；以及焊接机器人机构；焊接机器人机构包括焊接机器人；轨道分别设置在工作平台的两侧；焊接压紧机构和定位压紧机构均横跨在工作平台的门框定位工位上，并与轨道移动连接；焊接机器人横跨在工作平台上，并以移动的方式对每个门框定位工位上的人防门进行交替满焊。本发明可实现人防门自动和快速焊接，从而提高人防门的焊接质量和焊接效率。

Description

一种人防门自动焊接生产线及其焊接方法
技术领域
本发明涉及人防门制造技术领域，更具体地说，涉及一种人防门自动焊接生产线及其焊接方法。
背景技术
人防门就是人民防护工程出入口的门，是政府动员和组织群众，采取防空袭，抗灾救灾措施，实施救援行动，防范和减轻灾害危害的活动，人防门是属于民防防护设备，在一些楼宇或者住宅楼的地下层一般都设置有人防门，由于人防门需要很强的结构稳定性所以人防门大部分采用钢结构。由于人防门特殊的使用环境，人防门的抗冲击性以及结构强度都有较高的要求，现有的人防门大多通过钢制的拼接式门框、门板和扁铁焊接而成，满足人防门对抗冲击性以及结构强度的要求。
现阶段大多采用人工的方式进行人防门的焊接工序：首先需要人工对门框与门板进行位置调试定位，通过工作人员用手按压门板来对门板的位置进行固定；然后确定门框和门板的焊接位并焊接位进行人工焊接；最后将扁铁焊接。然而，由于人防门整体结构大型而且比较重，因此，人工方式存在定位工作量大、定位精度低和劳动强度大的问题。而且采用工作人员手按压门板来对门板的位置进行固定的方式，导致定位精度低从而大大降低焊接质量。另外，人工焊接质量差且不容易控制焊接变形量，直接影响人防门的合格率，增加后续矫正的难度，因此整个人防门框的生产过程普遍效率低下，产品质量不稳定。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种人防门自动焊接生产线，该生产线可实现人防门自动和快速焊接，从而提高人防门的焊接质量和焊接效率，进而提高人防门的制作效率和成品质量。本发明还提供一种快速和高效的人防门自动焊接方法。
为了达到上述目的，本发明通过下述技术方案予以实现：一种人防门自动焊接生产线，其特征在于：包括：
用于对人防门门框进行定位的工作平台；所述工作平台设置有两个以上门框定位工位；
用于对人防门门板进行定位和焊接的焊接压紧机构；
用于对人防门门板进行压紧并提供人防门扁铁定位轨迹的定位压紧机构；
用于供焊接压紧机构和定位压紧机构移动的轨道；
以及用于对门框定位工位上的人防门进行满焊的焊接机器人机构；所述焊接机器人机构包括焊接机器人；
所述轨道分别设置在工作平台的两侧；所述焊接压紧机构和定位压紧机构均横跨在工作平台的门框定位工位上，并与轨道移动连接；所述焊接机器人横跨在工作平台上，并以移动的方式对每个门框定位工位上的人防门进行交替满焊。
在上述方案中，本发明可通过焊接压紧机构和定位压紧机构移动的方式在门框定位工位上对门板和门框进行压紧和焊接，并形成半成品；再通过定位压紧机构提供人防门扁铁定位轨迹，实现人防门扁铁的定位，则可通过人工或机械人的方式进行人防门扁铁的点焊，从而实现人防门的自动化焊接，提高人防门的焊接质量和焊接效率，进而提高人防门的制作效率和成品质量。另外，工作平台可设置多个门框定位工位，焊接机器人以交替的形式对人防门进行满焊，可实现人防门在门框定位工位上点焊和焊接机器人满焊同时进行，大大提高人防门焊接的效率。
所述焊接压紧机构包括横跨在工作平台的门框定位工位上的横跨架一、焊接压紧驱动电机、用于将门板压紧于门框上的压紧装置一、用于对门板和门框进行钻孔的钻孔装置、焊接装置和移动装置；所述横跨架一通过焊接压紧驱动电机与轨道移动连接；所述移动装置设置在横跨架一上；所述压紧装置一、钻孔装置和焊接装置组合形成一体加工组件，并设置在移动装置上；工作时，横跨架一和移动装置带动一体加工组件在门框定位工位上对门板和门框进行压紧、钻孔和焊接。
本发明将压紧装置一、钻孔装置和焊接装置组合形成一体加工组件，可实现对门板和门框同时进行压紧、钻孔和焊接三道工序，解决人工分开三道工序进行加工导致效率低、劳动强度大和焊接质量差的问题。
所述焊接压紧机构还包括与移动装置连接的固定架；所述压紧装置一和钻孔装置均与固定架连接并且并排设置；所述焊接装置与固定架连接并位于钻孔装置的后方。
所述焊接装置包括架体、焊接电机和带有焊枪的焊接组件；所述架体与固定架连接并设置在钻孔装置的后方；所述焊接电机设置在架体上并与焊接组件连接；工作时，焊接电机驱动焊接组件左右横向移动，使得焊接组件的焊枪对准钻孔装置的钻孔工位；
所述焊接组件还包括焊枪高度调节板和焊枪角度调节板；所述焊枪安装在焊枪角度调节板上；所述焊枪高度调节板与架体可调节连接，实现焊枪高度可调；所述焊枪角度调节板与焊枪高度调节板可调节连接，实现焊枪角度可调。
所述焊接压紧机构还包括若干个用于将门板压紧于门框上的压紧装置二；若干个压紧装置二排列安装在横跨架一上，并位于一体加工组件的背面。
所述定位压紧机构包括横跨在工作平台的门框定位工位上的横跨架二、定位压紧驱动电机和定位压紧装置；所述横跨架二通过定位压紧驱动电机与轨道移动连接；所述定位压紧装置与横跨架二可调节连接；工作时，横跨架二带动定位压紧装置移动，实现对人防门门板进行压紧并提供人防门扁铁定位轨迹。
所述定位压紧装置包括固定座、压板和压板电机；所述固定座与横跨架二可调节连接；所述压板电机设置在固定座上并与压板连接，实现驱动压板升降对门板和门框进行压紧；
所述压板的外边沿作为人防门扁铁定位的轨迹。
一种人防门自动焊接方法，其特征在于：包括以下步骤：
第一步，在两个以上门框定位工位分别设置人防门门框，铺设人防门门板至门框上，并将门板压紧定位在门框上；
第二步，设定门板和门框的焊点，移动至焊点，并对焊点周边的门板进行压紧定位；通过对门板与门框依次进行打孔和焊钉，实现门板与门框的点焊；
第三步，将人防门扁铁沿压板边沿进行定位并进行点焊，该压板为将门板压紧定位在门框上的压板；
第四步，采用焊接机器人以移动的方式对每个门框定位工位上的人防门进行交替满焊。
本发明将对焊点周边的门板进行压紧定位、打孔和焊钉三个工序同时进行，不仅可提高焊接的效率，而且可提高门板与门框的贴合度，从而提高焊接质量。
第二步中，设定门板和门框的焊点是指：所述门框由作为四边的槽钢和中间的工字钢拼接组成；设定槽钢与工字钢的相交处一、工字钢与工字钢的相交处二、以及相交处一与相交处二的中部均作为门板和门框的焊点。该焊点的设计可以提高门板与门框焊接的稳定性。
第二步中，对门板与门框进行打孔后，通过接收打孔的力矩来计算打孔的深度，该深度作为第四步满焊深度的参数标准，实现每个焊点深度一致。该设计使得每个焊点的深度一致，使得人防门焊接后无需打磨加工，从而保证焊接质量和减少后续的加工工序。
与现有技术相比，本发明具有如下优点与有益效果：本发明人防门自动焊接生产线和焊接方法可实现人防门自动和快速焊接，从而提高人防门的焊接质量和焊接效率，进而提高人防门的制作效率和成品质量。
附图说明
图1是本发明人防门自动焊接生产线的示意图；
图2是本发明焊接压紧机构的示意图；
图3是本发明焊接压紧机构的侧面示意图；
图4是本发明焊接压紧机构中一体加工组件的示意图；
图5是图1中A处放大图；
图6是图1中B处放大图；
图7是人防门的示意图；
图8是人防门的门框示意图；
其中，1为压紧装置一、1.1为压紧电机一、1.2为压紧杆、2为钻孔装置、2.1为钻孔电机、2.2为钻孔头、3为焊接装置、3.1为架体、3.2为焊接电机、3.3为焊枪、3.4为焊枪高度调节板、3.5为焊枪角度调节板、4为固定架、5为控制器、6为移动装置、6.1为导轨、6.2为移动板、6.3为移动板电机、6.4为齿轮、6.5为齿条、6.6为导向轨一、6.7为导向轨二、7为工作平台、8为轨道、9为门框、9.1为槽钢、9.2为工字钢、10为门板、11为扁铁、12为定位压紧机构、12.1为横跨架二、12.2为定位压紧驱动电机、12.3为固定座、12.4为压板、12.5为压板电机、13为焊接机器人、14为焊接机器人轨道、15为横跨架一、16为焊接压紧驱动电机、17为压紧装置二、17.1为压紧电机二、17.2为压紧块、18为机器人行走桁架。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的描述。
实施例一
本实施例以工作平台设置有两个门框定位工位为例对下面进行说明。
如图1至图8所示，本发明人防门自动焊接设备包括：
用于对人防门门框9进行定位的工作平台7，该工作平台7设置有两个门框定位工位；
用于对人防门门板10进行定位和焊接的焊接压紧机构；
用于对人防门门板10进行压紧并提供人防门扁铁定位轨迹的定位压紧机构12；
用于供焊接压紧机构和定位压紧机构12移动的轨道8；
以及用于对门框定位工位上的人防门进行满焊的焊接机器人机构；
其中，轨道8分别设置在工作平台7的两侧，焊接压紧机构和定位压紧机构12构均横跨在工作平台7的门框定位工位上，并与轨道8移动连接。每个门框定位工位配置一个焊接压紧机构和一个定位压紧机构12。该焊接机器人机构包括带激光跟踪系统的焊接机器人13、机器人行走桁架18和焊接机器人轨道14，其中，焊接机器人轨道14设置在轨道8的侧部，焊接机器人13与机器人行走桁架18移动连接，机器人行走桁架18横跨工作平台7并与焊接机器人轨道14移动连接，实现以交替的形式对两个门框定位工位上的人防门进行满焊，以提高工作效率。
本发明的焊接压紧机构包括横跨在工作平台7的门框定位工位上的横跨架一15、焊接压紧驱动电机16、用于将门板压紧于门框上的压紧装置一1、用于对门板10和门框9进行钻孔的钻孔装置2、焊接装置3和移动装置6，其中，横跨架一15通过焊接压紧驱动电机16与轨道8移动连接，移动装置6设置在横跨架一15上，压紧装置一1、钻孔装置2和焊接装置3组合形成一体加工组件，并设置在移动装置6上；工作时，横跨架一15和移动装置6带动一体加工组件在门框定位工位上对门板10和门框9进行压紧、钻孔和焊接。
本发明焊接压紧机构还包括与移动装置连接的固定架4，压紧装置一1和钻孔装置2均与固定架4连接并且并排设置，焊接装置3与固定架4连接并位于钻孔装置2的后方。具体地说，压紧装置一1包括压紧电机一1.1和压紧杆1.2，该压紧电机一1.1设置在固定架4上并与压紧杆1.2连接，实现驱动压紧杆1.2升降对门板10和门框9进行压紧。而钻孔装置2包括钻孔电机2.1和钻孔头2.2，该钻孔电机2.1设置在固定架4上并与钻孔头2.2连接，实现驱动钻孔头2.2升降对门板和门框进行钻孔。
本发明的焊接装置3包括架体3.1、焊接电机3.2和带有焊枪3.3的焊接组件，其中，架体3.1与固定架4连接并设置在钻孔装置2的后方，焊接电机3.2设置在架体3.1上并与焊接组件连接；工作时，焊接电机3.2驱动焊接组件左右横向移动，使得焊接组件的焊枪3.3对准钻孔装置2的钻孔工位。该设计可实现在钻孔后直接焊接，从而缩短门框与门板的焊接时间。该焊接组件还包括焊枪高度调节板3.4和焊枪角度调节板3.5，该焊枪3.3安装在焊枪角度调节板3.5上，焊枪高度调节板3.4与架体3.1可调节连接，实现焊枪3.3高度可调，而焊枪角度调节板3.5与焊枪高度调节板3.4可调节连接，实现焊枪3.3角度可调。
本发明的移动装置包括导轨6.1、移动板6.2、移动板电机6.3和传动组件；其中，导轨6.1设置在横跨架一15上，移动板电机6.3设置在移动板6.2上，移动板6.2通过移动板电机6.3和传动组件与导轨6.1可移动连接。该传动组件包括齿轮6.4和设置在导轨6.1上的齿条6.5，齿轮6.4与移动板电机6.3连接并与齿条6.5啮合连接。在移动板电机6.3驱动下，本发明的移动板6.2通过齿轮6.4与齿条6.5啮合方式实现移动的，可有效提高移动的平稳性，从而提高该导轨6.1的承载能力；而且，采用该方式则无需在移动板6.2上安装传送带等传送件，大大降低该焊钉机构的生产成本和维修成本。为了提高移动板6.2移动的平稳性，导轨6.1为沿长度方向设置有导向轨一6.6和导向轨二6.7，移动板6.2分别与导向轨一6.6和导向轨二6.7卡合移动连接。
本发明的焊接压紧机构还包括若干个用于将门板10压紧于门框9上的压紧装置二17；若干个压紧装置二17排列安装在横跨架一15上，并位于一体加工组件的背面。每个压紧装置二17包括压紧电机二17.1和压紧块17.2，该压紧电机二17.1设置在导轨6.1上并与压紧块17.2连接，实现驱动压紧块17.2升降对门板10和门框9进行压紧。
本发明的定位压紧机构12包括横跨在工作平台7的门框定位工位上的横跨架二12.1、定位压紧驱动电机12.2和定位压紧装置，该横跨架二12.1通过定位压紧驱动电机12.2与轨道8移动连接，定位压紧装置与横跨架二12.1可调节连接；工作时，横跨架二12.1带动定位压紧装置移动，实现对人防门门板10进行压紧并提供人防门扁铁11定位轨迹。该定位压紧装置包括固定座12.3、压板12.4和压板电机12.5，固定座12.3与横跨架二12.1可调节连接，压板电机12.5设置在固定座12.3上并与压板12.4连接，实现驱动压板12.4升降对门板10和门框9进行压紧，而压板12.4为直角三角形，其外边沿作为人防门扁铁11定位的轨迹。
本发明的焊接生产线是这样使用的：本发明的横跨架一15和横跨架二12.1可沿轨道8 X轴方向移动（即横跨架一15和横跨架二12.1的宽度方向），移动板6.2则在导轨6.1上沿Y轴方向移动（即横跨架一15的长度方向）。机器人行走桁架18可沿焊接机器人轨道14 X轴方向移动（即机器人行走桁架18的宽度方向），焊接机器人13则在机器人行走桁架18上沿Y轴方向移动（即机器人行走桁架18的长度方向）。
横跨架一15和移动板6.2带动一体加工组件在在门框定位工位上沿X轴方向和Y轴方向移动，横跨架二12.1带动定位压紧装置沿X轴方向移动。当定位压紧装置移动至扁铁焊接工位时，控制压板12.4下压对门板10和门框9进行压紧，并且压板12.4的外边沿作为人防门扁铁11定位的轨迹。当一体加工组件移动至焊接工位时，控制压紧装置一1和压紧装置二17下压对门板10与门框9压紧定位，再控制钻孔装置2对门板10与门框9进行钻孔，最后控制焊枪3.3左右横向移动，使得焊枪3.3对准钻孔装置2的钻孔工位，对门板10与门框9进行点焊焊接。最后通过焊接机器人13以交替的形式对两个门框定位工位上的人防门进行满焊，以提高工作效率。
在加工前，可调节焊枪高度调节板3.4在架体3.1的位置实现焊枪3.3高度的调节，通过旋转调节焊枪角度调节板3.5实现焊枪3.3角度的调节，通过调节定位压紧装置的固定座12.3在横跨架二12.1的位置，使得压板12.4位于人防门的顶角位上方。
本实施例中横跨架一、横跨架二和机器人行走桁架18的移动方式与移动板6.2的移动方式相同，均采用电机驱动齿轮，齿轮与齿条啮合的方式进行移动。
本发明一种人防门自动焊接方法包括以下步骤：
第一步，在两个以上门框定位工位分别设置人防门门框9，铺设人防门门板10至门框9上，并将门板10压紧定位在门框9上；
第二步，设定门板10和门框9的焊点，移动至焊点，并对焊点周边的门板10进行压紧定位；通过对门板10与门框9依次进行打孔和焊钉，实现门板10与门框9的点焊；
第三步，将人防门扁铁11沿压板12.4边沿进行定位并进行点焊，该压板12.4为将门板10压紧定位在门框9上的压板；
第四步，采用焊接机器人13以移动的方式对每个门框定位工位上的人防门进行交替满焊。
第二步中，设定门板10和门框9的焊点是指：该门框9由作为四边的槽钢9.1和中间的工字钢9.2拼接组成；设定槽钢9.1与工字钢9.2的相交处一、工字钢9.2与工字钢9.2的相交处二、以及相交处一与相交处二的中部均作为门板10和门框9的焊点。
第二步中，对门板10与门框9进行打孔后，通过接收打孔的力矩来计算打孔的深度，该深度作为第四步满焊深度的参数标准，实现每个焊点深度一致。该设计使得每个焊点的深度一致，使得人防门焊接后无需打磨加工，从而保证焊接质量和减少后续的加工工序。
实施例二
本实施例与实施例一不同之处仅在于：本实施例的工作平台设置三个以上门框定位工位，焊接机器人以交替的形式对三个以上门框定位工位上的人防门进行满焊，以提高工作效率。
本实施例的其它结构与实施例一一致。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种人防门自动焊接生产线，其特征在于：包括：
用于对人防门门框进行定位的工作平台；所述工作平台设置有两个以上门框定位工位；
用于对人防门门板进行定位和焊接的焊接压紧机构；
用于对人防门门板进行压紧并提供人防门扁铁定位轨迹的定位压紧机构；
用于供焊接压紧机构和定位压紧机构移动的轨道；
以及用于对门框定位工位上的人防门进行满焊的焊接机器人机构；所述焊接机器人机构包括焊接机器人；
所述轨道分别设置在工作平台的两侧；所述焊接压紧机构和定位压紧机构均横跨在工作平台的门框定位工位上，并与轨道移动连接；所述焊接机器人横跨在工作平台上，并以移动的方式对每个门框定位工位上的人防门进行交替满焊；
人防门自动焊接生产线工作时，设定门板和门框的焊点，移动焊接压紧机构至焊点，并对焊点周边的门板进行压紧定位；通过焊接压紧机构对门板与门框依次进行打孔和焊钉，实现门板与门框的点焊；在对门板与门框进行打孔后，通过接收打孔的力矩来计算打孔的深度，该深度作为焊接机器人满焊深度的参数标准，实现每个焊点深度一致。
2.根据权利要求1所述的人防门自动焊接生产线，其特征在于：所述焊接压紧机构包括横跨在工作平台的门框定位工位上的横跨架一、焊接压紧驱动电机、用于将门板压紧于门框上的压紧装置一、用于对门板和门框进行钻孔的钻孔装置、焊接装置和移动装置；所述横跨架一通过焊接压紧驱动电机与轨道移动连接；所述移动装置设置在横跨架一上；所述压紧装置一、钻孔装置和焊接装置组合形成一体加工组件，并设置在移动装置上；工作时，横跨架一和移动装置带动一体加工组件在门框定位工位上对门板和门框进行压紧、钻孔和焊接。
3.根据权利要求2所述的人防门自动焊接生产线，其特征在于：所述焊接压紧机构还包括与移动装置连接的固定架；所述压紧装置一和钻孔装置均与固定架连接并且并排设置；所述焊接装置与固定架连接并位于钻孔装置的后方。
4.根据权利要求3所述的人防门自动焊接生产线，其特征在于：所述焊接装置包括架体、焊接电机和带有焊枪的焊接组件；所述架体与固定架连接并设置在钻孔装置的后方；所述焊接电机设置在架体上并与焊接组件连接；工作时，焊接电机驱动焊接组件左右横向移动，使得焊接组件的焊枪对准钻孔装置的钻孔工位；
所述焊接组件还包括焊枪高度调节板和焊枪角度调节板；所述焊枪安装在焊枪角度调节板上；所述焊枪高度调节板与架体可调节连接，实现焊枪高度可调；所述焊枪角度调节板与焊枪高度调节板可调节连接，实现焊枪角度可调。
5.根据权利要求2所述的人防门自动焊接生产线，其特征在于：所述焊接压紧机构还包括若干个用于将门板压紧于门框上的压紧装置二；若干个压紧装置二排列安装在横跨架一上，并位于一体加工组件的背面。
6.根据权利要求1所述的人防门自动焊接生产线，其特征在于：所述定位压紧机构包括横跨在工作平台的门框定位工位上的横跨架二、定位压紧驱动电机和定位压紧装置；所述横跨架二通过定位压紧驱动电机与轨道移动连接；所述定位压紧装置与横跨架二可调节连接；工作时，横跨架二带动定位压紧装置移动，实现对人防门门板进行压紧并提供人防门扁铁定位轨迹。
7.根据权利要求6所述的人防门自动焊接生产线，其特征在于：所述定位压紧装置包括固定座、压板和压板电机；所述固定座与横跨架二可调节连接；所述压板电机设置在固定座上并与压板连接，实现驱动压板升降对门板和门框进行压紧；
所述压板的外边沿作为人防门扁铁定位的轨迹。
8.一种人防门自动焊接方法，其特征在于：包括以下步骤：
第一步，在两个以上门框定位工位分别设置人防门门框，铺设人防门门板至门框上，并将门板压紧定位在门框上；
第二步，设定门板和门框的焊点，移动至焊点，并对焊点周边的门板进行压紧定位；通过对门板与门框依次进行打孔和焊钉，实现门板与门框的点焊；
第三步，将人防门扁铁沿压板边沿进行定位并进行点焊，该压板为将门板压紧定位在门框上的压板；
第四步，采用焊接机器人以移动的方式对每个门框定位工位上的人防门进行交替满焊；
第二步中，对门板与门框进行打孔后，通过接收打孔的力矩来计算打孔的深度，该深度作为第四步满焊深度的参数标准，实现每个焊点深度一致。
9.根据权利要求8所述的人防门自动焊接方法，其特征在于：第二步中，设定门板和门框的焊点是指：所述门框由作为四边的槽钢和中间的工字钢拼接组成；设定槽钢与工字钢的相交处一、工字钢与工字钢的相交处二、以及相交处一与相交处二的中部均作为门板和门框的焊点。
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Assignee: Shenzhen huakexing Technology Co.,Ltd.

Assignor: FOSHAN GOOGOL AUTOMATION TECHNOLOGY CO.,LTD.

Contract record no.: X2022440000037

Denomination of invention: An automatic welding production line for civil air defense doors and its welding method

Granted publication date: 20210622

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