CN112605565B - 一种固定式标准节总成组对焊接单元及生产线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种固定式标准节总成组对焊接单元，包括固定式标准节总成焊接机构和固定式标准节组对机构，所述固定式标准节总成焊接机构的底部设有下沉槽，所述固定式标准节组对机构设于所述下沉槽中。本发明还公开了一种生产线，包括主弦杆焊接生产线和上述的固定式标准节总成组对焊接单元，所述固定式标准节总成组对焊接单元与主弦杆焊接生产线的输出端相连。本发明具有自动化程度高、焊接质量好、产品合格率高等优点。

Description

一种固定式标准节总成组对焊接单元及生产线

技术领域

本发明涉及标准节焊接技术领域，具体涉及一种固定式标准节总成组对焊接单元及生产线。

背景技术

现有的固定式标准节总成难以实现全自动化加工及焊接，最主要原因之一在于在进行固定式标准节焊接时，需要在相对设置的角钢之间进行连接腹杆的组对及焊接，由于固定式标准节具有四个面，在对其中部分面进行组对焊接后，余下面的组对需要穿过已经完成组对焊接的面才能进行，此时已经完成焊接的面的连接腹杆会对其他面的组对造成干涉，严重影响了组对定位精度，导致无法达到产品要求，存在焊接质量差、合格率低等问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种自动化程度高、焊接质量好、产品合格率高的固定式标准节总成组对焊接单元及生产线。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种固定式标准节总成组对焊接单元，包括固定式标准节总成焊接机构和固定式标准节组对机构，所述固定式标准节总成焊接机构的底部设有下沉槽，所述固定式标准节组对机构设于所述下沉槽中。

上述的固定式标准节总成组对焊接单元，优选的，所述下沉槽包括腹杆组对段和腹杆搬运段，所述腹杆组对段位于所述固定式标准节总成焊接机构的底部，所述腹杆搬运段与腹杆组对段连通，且由腹杆组对段向外延伸形成。

上述的固定式标准节总成组对焊接单元，优选的，所述固定式标准节总成焊接机构设于所述腹杆组对段的上方，所述腹杆搬运段上方的地面上设有腹杆备料机构，所述腹杆备料机构包括腹杆物料框和腹杆分拣机械手。

上述的固定式标准节总成组对焊接单元，优选的，所述腹杆备料机构还包括用于对腹杆进行定位的腹杆二次定位台，所述腹杆二次定位台横跨所述下沉槽的腹板搬运段设置。

上述的固定式标准节总成组对焊接单元，优选的，所述腹杆组对段和腹杆搬运段呈直线布置，所述腹杆二次定位台上腹杆的定位方向与所述下沉槽的延伸方向相互垂直。

上述的固定式标准节总成组对焊接单元，优选的，所述固定式标准节组对机构包括搬运机器人和机器人滑台，所述机器人滑台设于所述下沉槽中且沿下沉槽的延伸方向布置，所述搬运机器人设于机器人滑台上且可沿机器人滑台移动。

上述的固定式标准节总成组对焊接单元，优选的，所述固定式标准节总成焊接机构包括固定式标准节总成焊接变位机，所述固定式标准节总成焊接变位机的底部位于所述下沉槽的上方。

上述的固定式标准节总成组对焊接单元，优选的，所述固定式标准节总成焊接机构还包括一对固定式标准节总成焊接机器人，所述一对固定式标准节总成焊接机器人分设于所述固定式标准节总成焊接变位机的两侧。

上述的固定式标准节总成组对焊接单元，优选的，所述固定式标准节总成组对焊接单元还包括用于成对运送主弦杆的自动桁架机械手。

作为一个总的技术构思，本发明还提供了一种固定式标准节总成焊接生产线，包括主弦杆焊接生产线和上述的固定式标准节总成组对焊接单元，所述固定式标准节总成组对焊接单元与主弦杆焊接生产线的输出端相连。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的固定式标准节总成组对焊接单元，包括固定式标准节总成焊接机构和固定式标准节组对机构，所述固定式标准节总成焊接机构的底部设有下沉槽，所述固定式标准节组对机构设于所述下沉槽中。由于固定式标准节总成具有四个面，将固定式标准节组对机构设于下沉槽中可以保证每个面组对时都不会因其他已经完成组对的面形成干涉而影响组对的精度，同时还能够保证各面以水平的方式焊接，避免了焊接难度大的立焊或仰焊，保证了焊接质量，从而有效提高了固定式标准节总成的合格率。

本发明的生产线采用了上述的固定式标准节总成组对焊接单元，因此具备自动化程度高、固定式标准节总成焊接质量好、产品合格率高等优点。

附图说明

图1是实施例1的固定式标准节总成生产线的主视图。

图2是实施例1的固定式标准节总成生产线的俯视图。

图3是实施例1中主弦杆转向单元的主视图。

图4是实施例1中主弦杆转向单元的俯视图。

图5是实施例1中主弦杆转向单元的立体结构图。

图6是实施例1中主弦杆转向单元和固定式标准节总成组对焊接单元的主视图。

图7是实施例1中主弦杆转向单元和固定式标准节总成组对焊接单元的俯视图。

图8是实施例1中主弦杆转向单元和固定式标准节总成组对焊接单元的立体结构图。

图9是实施例1中经贴板节点板组对焊接单元后的工件立体结构图。

图10是实施例1中经孔位机加工单元后的工件立体结构图。

图11是实施例1中生产的固定式标准节总成的立体结构图。

图例说明：

1、角钢分拣单元；111、角钢物料存放架；121、角钢分拣桁架机械手；131、角钢缓存输送链；

2、贴板节点板组对焊接单元；211、附件定位台；212、贴板节点板搬运机器人系统；213、贴板节点板焊接机器人系统；221、地下转运通道；222、转运轨道升降小车；

3、孔位机加工单元；311、旋转搬运机；321、加工机床；331、在线检测系统；341、自动烘干系统；

4、鱼尾板自动组对单元；411、鱼尾板物料架；421、鱼尾板搬运机器人；431、鱼尾板焊接机器人；441、鱼尾板组对变位机；

5、鱼尾板自动焊接单元；511、鱼尾板焊接系统；521、地下运输通道；522、运输轨道升降小车；

6、主弦杆转向单元；611、主弦杆转向机构行走滑台；621、主弦杆升降定位台；631、滑动座；632、转向动力箱；641、主弦杆缓存输送链；642、主弦杆升降器；643、鱼尾板冷却装置；

7、固定式标准节总成组对焊接单元；711、搬运机器人；712、机器人滑台；721、固定式标准节总成焊接变位机；722、固定式标准节总成焊接机器人；731、腹杆物料框；732、腹杆分拣机械手；733、腹杆二次定位台；741、下沉槽；751、自动桁架机械手。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。

实施例1：

如图1和图2所示，本实施例提供了一种固定式标准节总成生产线，包括角钢分拣单元1、贴板节点板组对焊接单元2、孔位机加工单元3、鱼尾板自动组对单元4、鱼尾板自动焊接单元5、主弦杆转向单元6和固定式标准节总成组对焊接单元7，角钢分拣单元1、贴板节点板组对焊接单元2、孔位机加工单元3、鱼尾板自动组对单元4、鱼尾板自动焊接单元5、主弦杆转向单元6和固定式标准节总成组对焊接单元7由前至后依次相连，从而形成完整的固定式标准节总成生产线，该生产线自动化程度高、焊接质量好，可自动进行固定式标准节的焊接生产。

本实施例中，角钢分拣单元1包括角钢物料存放架111、角钢分拣桁架机械手121、角钢缓存输送链131和角钢初始定位机构，原料角钢堆放于角钢物料存放架111上，角钢分拣桁架机械手121将角钢物料存放架111上的角钢分拣送至角钢缓存输送链131上缓存并向后输送，角钢初始定位机构包括一对相对设置的气缸，角钢缓存输送链131上的角钢经过角钢初始定位机构时，两侧的气缸同时将角钢夹紧定位，保证进入贴板节点板组对焊接单元2的角钢被精准定位，便于后续的自动组对焊接。

本实施例中，贴板节点板组对焊接单元2包括附件定位台211、贴板节点板搬运机器人系统212、贴板节点板焊接机器人系统213和角钢变位机，贴板节点板搬运机器人系统212和贴板节点板焊接机器人系统213相对设置，且贴板节点板搬运机器人系统212和贴板节点板焊接机器人系统213的底部设有地下转运通道221，地下转运通道221由贴板节点板组对焊接单元2的输入端向输出端延伸，地下转运通道221内设有转运轨道升降小车222。附件定位台211用于对贴板节点板等附加进行定位，定位后由贴板节点板搬运机器人系统212将其转运送至角钢变位机处由贴板节点板焊接机器人系统213进行组对焊接，本实施例共设置了三组附件定位台211、贴板节点板搬运机器人系统212、贴板节点板焊接机器人系统213和角钢变位机，为了避免造成干涉同时降低设备高度，设有地下转运通道221和转运轨道升降小车222，角钢通过转运轨道升降小车222在地下转运通道221内运送，转运轨道升降小车222升降的同时角钢变位机翻转来实现待焊接角钢和焊接后角钢的交接，三组同时运作加快了生产节拍，贴板节点板焊接完成后存放于一缓冲运送链上。

本实施例中，孔位机加工单元3包括旋转搬运机311、加工机床321、在线检测系统331和自动烘干系统341，旋转搬运机311用于接收贴板后的角钢并通过旋转改变角钢的放置方向，加工机床321包括孔加工件、去毛刺件和去水渍件，在线检测系统331用于检测孔位加工是否合格，自动烘干系统341用于将加工后的角钢烘干。具体的，旋转搬运机311接收存放在前述缓存输送链上的工件，然后旋转90°改变工件的朝向以便于后续的机加工，通过设置旋转搬运机311改变角钢方向避免布置生产线需要转向，节约了场地，加工机床321除了孔加工件外，增设了去毛刺件和去水渍件，孔加工件主要是实现孔加工，去毛刺件去除毛刺保证加工质量，去水渍件具体采用风机吹去大量水渍，避免冷却液影响后续加工加工后的工件进入在线检测系统331进行加工精度检测，如出现不合格停止加工机床321运作，避免大批量返工，除此之外，为了提高焊接精度，避免出现焊接气孔，本实施例还设置了自动烘干系统341，以将机加工过程引入的冷却水完全烘干，保证后续鱼尾板的焊接质量。

本实施例中，鱼尾板自动组对单元4包括鱼尾板物料架411、鱼尾板搬运机器人421、鱼尾板焊接机器人431和鱼尾板组对变位机441，鱼尾板物料架411用于存放鱼尾板，鱼尾板搬运机器人421用于运送鱼尾板组对，鱼尾板焊接机器人431用于焊接鱼尾板，鱼尾板组对变位机441用于配合鱼尾板搬运机器人421组对以及鱼尾板焊接机器人431焊接。具体的，鱼尾板自动组对单元4的上方还设有桁架机械臂用于将经自动烘干系统341烘干的角钢抓取至鱼尾板组对变位机441上，鱼尾板自动组对单元4将鱼尾板与角钢进行组对点焊，为后续的鱼尾板自动满焊打下基础。

本实施例中，鱼尾板自动焊接单元5包括至少一组鱼尾板焊接系统511，鱼尾板焊接系统511的底部设有地下运输通道521，地下运输通道521由鱼尾板自动焊接单元5的输入端向输出端延伸，地下运输通道521内设有运输轨道升降小车522。具体的，鱼尾板自动焊接单元5前后两端也设有缓存输送机构，本实施例中共设有六组鱼尾板焊接系统511进行鱼尾板的满焊，为了保证焊接质量和焊接效率，在避免造成干涉同时降低设备高度，本实施例在各鱼尾板焊接系统511的下方设置了地下运输通道521，通过运输轨道升降小车522进行转运，运输轨道升降小车522通过升降实现与鱼尾板焊接系统511的待焊接主弦杆和焊接后主弦杆的交接，加快了生产节拍。

如图3至图5所示，本实施例的主弦杆转向单元6包括一对主弦杆转向机构、一对主弦杆转向机构行走滑台611和至少一个主弦杆升降定位台621，一对主弦杆转向机构行走滑台611相对设置，一对主弦杆转向机构分设于一对主弦杆转向机构行走滑台611上，主弦杆升降定位台621设于一对主弦杆转向机构行走滑台611之间。由于在进行固定式标准节焊接时，根据位置不同，主弦杆的摆放角度和位置均不相同，如果存在偏差，会严重影响焊接产品的质量，本实施例的一对主弦杆转向机构能够对主弦杆进行旋转调节定位，满足固定式标准节焊接时主弦杆的定位精度要求，提高焊接质量，同时采用主弦杆升降定位台621配合主弦杆转向机构的方式，进一步保证了定位精度和焊接质量。

本实施例中，主弦杆转向机构包括滑动座631和转向动力箱632，滑动座631设于主弦杆转向机构行走滑台611上且可沿主弦杆转向机构行走滑台611移动，转向动力箱632设于滑动座631上且可沿滑动座631移动。具体的，主弦杆转向机构整体在主弦杆转向机构行走滑台611上左右滑动实现对主弦杆的转送，而转向动力箱632在滑动座631上前后滑动实现对主弦杆的对中夹紧固定，保证夹紧位置准确同时便于转向动力箱632旋转以调整主弦杆的位置从而进一步提高转向定位精度，保证焊接质量。

本实施例中，主弦杆转向机构行走滑台611的延伸方向与滑动座631的延伸方向垂直，一对主弦杆转向机构上的一对转向动力箱632可沿滑动座631以相互靠近或远离的方式移动。具体的，通过在主弦杆转向机构行走滑台611上移动可以调节与主弦杆升降定位台621的距离，而通过在滑动座631上移动可以调节一对转向动力箱632之间的距离，便于对主弦杆进行精确对中夹持。

本实施例中，主弦杆转向单元6还包括主弦杆缓存输送机构，主弦杆缓存输送机构设于一对主弦杆转向机构行走滑台611的一端。主弦杆缓存输送机构用于缓存焊接了鱼尾板的主弦杆，等待主弦杆转向机构对其进行转向处理。

本实施例中，主弦杆缓存输送机构包括主弦杆缓存输送链641，主弦杆缓存输送链641的一端位于一对主弦杆转向机构行走滑台611之间，且主弦杆缓存输送链641位于主弦杆转向机构行走滑台611之间的部分设有一用于将主弦杆缓存输送链641上的主弦杆举升的主弦杆升降器642。具体的，主弦杆缓存输送链641和主弦杆转向机构行走滑台611之间存在重叠部分，该重叠部分作为主弦杆交接运送部分，通过主弦杆升降器642将主弦杆举升至一对转向动力箱632的高度，然后同时从两侧对中夹紧，进一步保证了主弦杆的定位精度，提高了产品质量。

本实施例中，主弦杆缓存输送链641的一侧设有鱼尾板冷却装置643。目前固定式标准节总成生产过程中依然存在一定比例的不合格品，但一直没有找到原因而难以解决，本实施例经过大量分析研究发现，固定式标准节总成产品中部分不合格品是由鱼尾板焊接后温度较高就要进行夹持受力导致，因此本实施例在主弦杆缓存输送链641上用于放置主弦杆焊接了鱼尾板的一侧设置了强冷风扇快速降温，有效提高了最终固定式标准节总成的合格率。

本实施例中，主弦杆升降定位台621上设有主弦杆定位块，且主弦杆升降定位台621上主弦杆的摆放方向与主弦杆转向机构行走滑台611的方向垂直。具体的，主弦杆定位块设置在主弦杆的侧面，能够对主弦杆进行更加准确的定位，避免在升降过程在造成位置的变化，保证定位的精确度。

本实施例中，主弦杆升降定位台621对称设有两个，且两个主弦杆升降定位台621之间的距离等于固定式标准节总成两边之间的距离。具体的，在进行固定式标准节总成组对焊接时需要成对抓取和焊接，此处两个主弦杆升降定位台621之间的距离也是对后续焊接过程进行定位，进一步提高定位准确程度，提高焊接质量和产品的合格率，避免固定式标准节产品宽度存在偏差影响产品品质。

如图6至图8所示，本实施例的固定式标准节总成组对焊接单元7包括固定式标准节总成焊接机构和固定式标准节组对机构，固定式标准节总成焊接机构的底部设有下沉槽741，固定式标准节组对机构设于下沉槽741中。由于固定式标准节总成具有四个面，将固定式标准节组对机构设于下沉槽741中可以保证每个面组对时都不会因其他已经完成组对的面形成干涉而影响组对的精度，同时还能够保证各面以水平的方式焊接，避免了焊接难度大的立焊或仰焊，保证了焊接质量，从而有效提高了固定式标准节总成的合格率。

本实施例中，下沉槽741包括腹杆组对段和腹杆搬运段，腹杆组对段位于固定式标准节总成焊接机构的底部，腹杆搬运段与腹杆组对段连通，且由腹杆组对段向外延伸形成。腹杆组对段主要用于进行腹杆的组对，而腹杆搬运段主要用于转运腹杆以及对腹杆进行二次定位，保证运送过程的精度。

本实施例中，固定式标准节总成焊接机构设于腹杆组对段的上方，腹杆搬运段上方的地面上设有腹杆备料机构，腹杆备料机构包括腹杆物料框731和腹杆分拣机械手732。这样设置有效利用空间，同时保证备料和送料的效率。

本实施例中，固定式标准节总成的腹杆可以是角钢、槽钢或圆管中的一种或多种。

本实施例中，腹杆备料机构还包括用于对腹杆进行定位的腹杆二次定位台733，腹杆二次定位台733横跨下沉槽741的腹板搬运段设置。腹杆二次定位台733能够对腹杆进行二次定位，同时与固定式标准节的最终形态以及固定式标准节总成焊接变位机721的设置方式形成配合，有效提升了精度，保证固定式标准节总成产品的质量。

本实施例中，腹杆组对段和腹杆搬运段呈直线布置，腹杆二次定位台733上腹杆的定位方向与下沉槽741的延伸方向相互垂直。该结构有利于提高工作效率，同时保证腹杆二次定位位置与腹杆最终位置形成配合，便于腹杆组对焊接，提高焊接质量。

本实施例中，固定式标准节组对机构包括搬运机器人711和机器人滑台712，机器人滑台712设于下沉槽741中且沿下沉槽741的延伸方向布置，搬运机器人711设于机器人滑台712上且可沿机器人滑台712移动。搬运机器人711沿机器人滑台712移动，具有工作效率高、移动稳定可靠，保证组对精度等优点。

本实施例中，固定式标准节总成焊接机构包括固定式标准节总成焊接变位机721，固定式标准节总成焊接变位机721的底部位于下沉槽741的上方。固定式标准节总成焊接变位机721可旋转，从而保证需组对的面位于底面，从而与搬运机器人711形成配合组对，并使所有面均能实现水平焊接，即便其他三个面均已组对，也不会对待组对面的组对工作造成干涉，组对精度高、焊接效果好。

本实施例中，固定式标准节总成焊接机构还包括一对固定式标准节总成焊接机器人722，一对固定式标准节总成焊接机器人722分设于固定式标准节总成焊接变位机721的两侧。采用一对固定式标准节总成焊接机器人722进行焊接有利于提高工作效率，同时还能保证正反面均能正向焊接，提高了焊接质量。

本实施例中，固定式标准节总成组对焊接单元7还包括用于成对运送主弦杆的自动桁架机械手751。具体的，自动桁架机械手751上有设有固定间距的夹具，能够将在一对主弦杆升降定位台621定位好的一对主弦杆同时进行运送，并保证之前的定位精度，从而能够保证四根主弦杆之间定位准确，有利于提高产品的质量。

本实施例的固定式标准节总成生产线生产固定式标准节总成的工作过程为：角钢分拣单元1将角钢分拣送至贴板节点板组对焊接单元2，贴板节点板组对焊接单元2在角钢上焊接贴板和节点板(参见图9)，然后送至孔位机加工单元3，孔位机加工单元3进行孔位加工得到机加工后的角钢(参见图10)，孔位机加工单元3出来后通过在线检测系统331检测加工是否合格，再通过自动烘干系统341将加工引入的水烘干，之后进入鱼尾板自动组对单元4进行鱼尾板组对及点焊，然后送至鱼尾板自动焊接单元5进行鱼尾板的满焊得到主弦杆，将主弦杆送至主弦杆转向单元6同时缓存过程将鱼尾板焊接处进行强冷，保证标准节产品的质量，主弦杆转向单元6对送来的主弦杆进行转向变位，并在主弦杆升降定位台621上形成相对设置的一对，自动桁架机械手751同时抓取一对定位好的主弦杆送至固定式标准节总成焊接变位机721上，配合搬运机器人711送来的腹杆进行组对焊接，直到固定式标准节总成的四个面均完成组对焊接，从而得到固定式标准节总成(参见图11)产品。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (9)

1.一种固定式标准节总成焊接生产线，其特征在于：包括主弦杆焊接生产线和固定式标准节总成组对焊接单元(7)，所述固定式标准节总成组对焊接单元(7)与主弦杆焊接生产线的输出端相连；

固定式标准节总成组对焊接单元(7)包括固定式标准节总成焊接机构和固定式标准节组对机构，所述固定式标准节总成焊接机构的底部设有下沉槽(741)，所述固定式标准节组对机构设于所述下沉槽(741)中；

所述主弦杆焊接生产线包括主弦杆转向单元(6)，所述主弦杆转向单元(6)包括一对主弦杆转向机构、一对主弦杆转向机构行走滑台(611)和至少一个主弦杆升降定位台(621)，一对主弦杆转向机构行走滑台(611)相对设置，一对主弦杆转向机构分设于一对主弦杆转向机构行走滑台(611)上，主弦杆升降定位台(621)设于一对主弦杆转向机构行走滑台(611)之间。

2.根据权利要求1所述的固定式标准节总成焊接生产线，其特征在于：所述下沉槽(741)包括腹杆组对段和腹杆搬运段，所述腹杆组对段位于所述固定式标准节总成焊接机构的底部，所述腹杆搬运段与腹杆组对段连通，且由腹杆组对段向外延伸形成。

3.根据权利要求2所述的固定式标准节总成焊接生产线，其特征在于：所述固定式标准节总成焊接机构设于所述腹杆组对段的上方，所述腹杆搬运段上方的地面上设有腹杆备料机构，所述腹杆备料机构包括腹杆物料框(731)和腹杆分拣机械手(732)。

4.根据权利要求3所述的固定式标准节总成焊接生产线，其特征在于：所述腹杆备料机构还包括用于对腹杆进行定位的腹杆二次定位台(733)，所述腹杆二次定位台(733)横跨所述下沉槽(741)的腹板搬运段设置。

5.根据权利要求4所述的固定式标准节总成焊接生产线，其特征在于：所述腹杆组对段和腹杆搬运段呈直线布置，所述腹杆二次定位台(733)上腹杆的定位方向与所述下沉槽(741)的延伸方向相互垂直。

6.根据权利要求1至5任一项所述的固定式标准节总成焊接生产线，其特征在于：所述固定式标准节组对机构包括搬运机器人(711)和机器人滑台(712)，所述机器人滑台(712)设于所述下沉槽(741)中且沿下沉槽(741)的延伸方向布置，所述搬运机器人(711)设于机器人滑台(712)上且可沿机器人滑台(712)移动。

7.根据权利要求1至5任一项所述的固定式标准节总成焊接生产线，其特征在于：所述固定式标准节总成焊接机构包括固定式标准节总成焊接变位机(721)，所述固定式标准节总成焊接变位机(721)的底部位于所述下沉槽(741)的上方。

8.根据权利要求7所述的固定式标准节总成焊接生产线，其特征在于：所述固定式标准节总成焊接机构还包括一对固定式标准节总成焊接机器人(722)，所述一对固定式标准节总成焊接机器人(722)分设于所述固定式标准节总成焊接变位机(721)的两侧。

9.根据权利要求1至5任一项所述的固定式标准节总成焊接生产线，其特征在于：所述固定式标准节总成组对焊接单元(7)还包括用于成对运送主弦杆的自动桁架机械手(751)。

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