CN112621043A - 一种智能货架主体多工位自动化焊接设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能货架主体多工位自动化焊接设备，主要包括：第一焊接机器人、第二焊接机器人、第一码垛机、第二码垛机，所述第一码垛机设置在第一焊接机器人一侧，所述第二码垛机设置在第二焊接机器人一侧，第一码垛机和第二码垛机之间设置有导轨齿条底座、焊接机器人底座，第一焊接机器人和第二焊接机器人安装在常用焊接机器人底座上，导轨齿条底座之间通过焊接机器人底座焊接，常用焊接机器人底座也与焊接机器人底座焊接。本发明产品不需随机人员装料、固定、卸料等操作，实现自动上料、自动固定、自动焊接、自动卸料等功能，提高工作效率，并可避免多种规格焊接时混料的品质事故，减少电力、人力等资源浪费。

Description

一种智能货架主体多工位自动化焊接设备

技术领域

本发明涉及智能货架制造相关技术领域，具体涉及一种智能货架主体多工位自动化焊接设备。

背景技术

货架是现代物流业及日常生活中经常使用的一种存储装置，货架随着现代物流行业的发展，变得越来越重要。智能货架是智能库房管理的基础，智能库房中的现场单片机都安装在智能货架上。智能货架是一种发展中的新技术，尚没有定型产品。

因现代物流业的飞速发展，对智能货架需求越来越高，传统的智能货架主体的焊接一般采用人工手动进行焊接，操作人员需要分别对多组横梁的两个端部进行夹持焊接，劳动强度大并且效率低；也有采用半自动焊接的模式，但是还是至少需要一个员工在随机上料、固定、卸料等操作，会出现“待料”、电力、人力资源等浪费；焊接工序时间相对较长，辅助工作不能很好统筹的利用，设备利用率不高；特别是规格多种的智能货架主体同时生产需要焊接时，一台设备无法操作，容易出现混料出错等问题，会带来品质事故，如配置更多台的设备，则会增大投入成本，并且增加设备的同时还要配置相应的熟练操作工人，这就不能给企业带来很好的经济和社会效益。相关的设计可以参见中国专利201710451687.4、201910075413.9等。因此采用全自动焊接显得尤为重要。

发明内容

（一）解决的技术问题

为了解决上述背景技术中存在的问题，本发明设计一种智能货架主体多工位自动化焊接设备，其目的在于：提供能够满足多种规格产品的焊接需要，且能实现自动化焊接、生产效率高，不会引起混料、待料等生产和品质问题。

（二）技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种智能货架主体多工位自动化焊接设备，主要包括：第一焊接机器人3、第二焊接机器人4，其特征在于：所述焊接设备还包括：第一码垛机1、第二码垛机2、导轨齿条底座9、导轨齿条12、焊接机器人底座13、第一移动架20、第一焊接治具21、第一焊接治具底座22、常用焊接机器人底座24、第二移动架30、第二焊接治具31、第二焊接治具底座32，所述第一码垛机1设置在第一焊接机器人3一侧，所述第二码垛机2设置在第二焊接机器人4一侧，所述第一码垛机1和第二码垛机2之间设置有导轨齿条底座9、焊接机器人底座13，所述第一焊接机器人3和第二焊接机器人4安装在常用焊接机器人底座24上，所述导轨齿条底座9为两条且两条导轨齿条底座9之间通过焊接机器人底座13焊接，常用焊接机器人底座24也与焊接机器人底座13焊接；

两条导轨齿条底座9均固定有导轨齿条12，导轨齿条12上设置有第一移动架20和第二移动架30，所述第一移动架20上固定有第一移动电机26，第二移动架30上固定有第二移动电机36，导轨齿条底座9、导轨齿条12分别与第一移动架20、第一移动电机26和第二移动架30、第二移动电机36构成两组直线模组；

所述第一焊接治具底座22上端固定有第一焊接治具21，第一焊接治具底座22下端两侧固定有第一轴座28，所述第一轴座28一端固定有第一从动轴19，第一轴座28另一端固定有第一翻转电机27、第一主动轴29，第一从动轴19、第一主动轴29安装在第一移动架20上端；所述第二焊接治具底座32上端固定有第二焊接治具31，第二焊接治具底座32下端两侧固定有第二轴座38，所述第二轴座38一端固定有第二从动轴40，第二轴座38另一端固定有第二翻转电机37、第二主动轴39，第二从动轴40、第二主动轴39安装在第二移动架30上端。

作为上一步优选方案，所述焊接机器人底座13上还焊接有备用焊接机位底座10，备用焊接机位底座10上设置有预留备用焊接机器人14工位。

作为上一步优选方案，所述第一移动架20下侧固定有第一移动支架底座51，第一移动支架底座51上端安装有第一移动电机26、下端安装有直线滑轨50，第一移动电机26轴上安装有电机齿轮52，电机齿轮52与导轨齿条12啮合传动；第二移动架30下侧固定有第二移动支架底座53，第二移动支架底座53上端安装有第二移动电机36、下端安装有直线滑轨50，第二移动电机36轴上安装有电机齿轮52，电机齿轮52与导轨齿条12啮合传动。

作为上一步优选方案，所述导轨齿条12与第一移动电机26、直线滑轨50、第一移动支架底座51、电机齿轮52构成一组直线模组，导轨齿条12还与第二移动电机36、直线滑轨50、第二移动支架底座53、电机齿轮52构成一组直线模组。

作为上一步优选方案，所述第一焊接治具底座22通过第一翻转电机27驱动绕第一从动轴19、第一主动轴29进行翻转运动，第二焊接治具底座32通过第二翻转电机37驱动绕第二从动轴40、第二主动轴39进行翻转运动。

作为上一步优选方案，所述第一从动轴19固定在第一轴承座46内且与第一轴承座46转动连接，第一主动轴29固定在第一轴固定架47内；第二主动轴39固定在第二轴承座48内且与第二轴承座48转动连接，第二主动轴39固定在第二轴固定架49内。

作为上一步优选方案，所述第一焊接治具21包括四面上设置有螺母槽42的铝型材，铝型材的数量为四根，铝型材之间通过螺钉33、螺母41、角马43固定连接成为一方框结构，所述第二焊接治具31包括四面上设置有螺母槽42的铝型材，铝型材的数量为四根，铝型材之间通过螺钉33、螺母41、角马43固定连接成为一方框结构。

作为上一步优选方案，所述第一焊接治具21上端一侧通过螺钉33、螺母41固定有第一上定位角15、第一下定位角16，第一焊接治具21上端另一侧固定至少一个第一夹紧气缸25；所述第二焊接治具31上端一侧通过螺钉33、螺母41固定有第二上定位角17、第二下定位角18，第二焊接治具31上端另一侧固定至少一个第二夹紧气缸35。

作为上一步优选方案，所述第一焊接治具21、第二焊接治具31上端均通过螺钉33、螺母41固定有定位套23，定位套23上有沉头孔45。

作为上一步优选方案，所述第一焊接机器人3左侧设置有材料托盘7、成品托盘8，所述第二焊接机器人4右侧设置有材料托盘7、成品托盘8。

（三）有益效果

本发明提供了一种智能货架主体多工位自动化焊接设备，具备以下有益效果：

1、本发明产品不需随机人员装料、固定、卸料等操作，实现自动上料、自动固定、自动焊接、自动卸料等功能，提高工作效率，并可避免多种规格焊接时混料的品质事故，减少电力、人力等资源浪费。

2、本发明产品当第一焊接治具、第二焊接治具焊接相同规格智能货架主体时，焊接效率可翻倍。

3、本发明产品当第一焊接治具、第二焊接治具焊接不相同规格智能货架主体时，此时焊接可实现两种规格智能货架主体同时作业，且不会产生混料，也不需要额外投入设备，只需他调整焊接治具定位尺寸和焊接程序即可。

4、本发明产品左右两侧装料、固定、移动、解锁、卸料等为独立了系统操作，可分别启动设备，即便一侧物料耗尽或者出现故障，可及时报警，得到及时处理；如故障不在焊接工位的，不影响另一侧焊接工作的持续进行，设备独立性高。

5、本发明产品备用焊接机位底座上预留备用焊接机器人工位，安装后可以进一步提高工作效率，不需要再购置整套设备，提高设备性价比。

6、本发明产品结构简单，便于加工制造和推广，产品使用方便，设备性价比高，提高了操作的准确性、效率和品质。

附图说明

图1为本发明主视图；

图2为本发明俯视图；

图3为本发明B-B结构示意图；

图4为本发明C-C结构示意图；

图5为本发明D-D结构示意图；

图6为本发明E局部放大图；

图7为本发明角马结构示意图；

图8为本发明定位套结构示意图；

图9为本发明第一组定位角爆炸图；

图10为本发明第二组定位角爆炸图；

图11为本发明第二焊接平台上料；

图12为本发明第一焊接治具底座结构示意图；

图13为本发明第二焊接治具底座结构示意图；

图14为本发明F局部放大图；

图15为本发明G局部放大图；

图16为本发明第二焊接平台定位、第一焊接平台上料；

图17为本发明第二焊接平台焊接、第一焊接平台定位；

图18为本发明第二焊接平台脱料、第一焊接平台焊接；

图19为本发明第二焊接平台上料、第一焊接平台脱料。

其中，1、第一码垛机，2、第二码垛机，3、第一焊接机器人，4、第二焊接机器人，5、第一管材，6、第二管材，7、材料托盘，8、成品托盘，9、导轨齿条底座，10、备用焊接机位底座，11、第一类产品，12、导轨齿条，13、焊接机器人底座，14、备用焊接机器人，15、第一上定位角，16、第一下定位角，17、第二上定位角，18、第二下定位角，19、第一从动轴，20、第一移动架，21、第一焊接治具，22、第一焊接治具底座，23、定位套，24、常用焊接机器人底座，25、第一夹紧气缸，26、第一移动电机，27、第一翻转电机，28、第一轴座，29、第一主动轴，30、第二移动架，31、第二焊接治具，32、第二焊接治具底座，33、螺钉，34、第二类产品，35、第二夹紧气缸，36、第二移动电机，37、第二翻转电机，38、第二轴座，39、第二主动轴，40、第二从动轴，41、螺母，42、螺母槽，43、角马，44、角马螺栓孔，45、沉头孔，46、第一轴承座，47、第二轴固定架，48、第二轴承座，49、第二轴固定架，50、直线滑轨，51、第一移动支架底座，52、电机齿轮，53、第二移动支架底座。

具体实施方式

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。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。

实施例：

如图1～15所示，导轨齿条底座9、备用焊接机位底座10、焊接机器人底座13、常用焊接机器人底座24焊接固定成整体，每条导轨齿条底座9分别固定有一条导轨齿条12。

第一移动架20下侧固定有第一移动支架底座51，第一移动支架底座51上端安装有第一移动电机26、下端安装有直线滑轨50，第一移动电机26轴上安装有电机齿轮52，电机齿轮52与导轨齿条12啮合传动；即，导轨齿条12分别、第一移动电机26、直线滑轨50、第一移动支架底座51、电机齿轮52等构成一组直线模组。

第二移动架30下侧固定有第二移动支架底座51，第二移动支架底座51上端安装有第二移动电机36、下端安装有直线滑轨50，第二移动电机36轴上安装有电机齿轮52，电机齿轮52与导轨齿条12啮合传动；即，导轨齿条12分别、第二移动电机36、直线滑轨50、第二移动支架底座51、电机齿轮52等构成一组直线模组。

即第一移动电机26可与导轨齿条12作用，让第一移动架20在导轨齿条底座9上左右移动，第二移动电机36可与导轨齿条12作用，让第二移动架30在导轨齿条底座9上左右移动（在上料工位/卸料和焊接工位之间移动）；常用焊接机器人底座24上固定有第一焊接机器人3、第二焊接机器人4，第一焊接治具底座22上端固定有第一焊接治具21，下端两侧固定有第一轴座28，第一轴座28一端固定有第一从动轴19，另一端固定有第一翻转电机27、第一主动轴29；当第一翻转电机27驱动时，可让第一焊接治具底座22绕第一从动轴19、第一主动轴29以RA为直径360°的翻转运动，可实现对第一焊接治具21上工件背面的焊接工作；第二焊接治具底座32上端固定有第二焊接治具31，下端两侧固定有第二轴座38，第二轴座38一端固定有第二从动轴40，另一端固定有第二翻转电机37、第二主动轴39；当第二翻转电机37驱动时，可让第二焊接治具底座32绕第二从动轴40、第二主动轴39以RA为直径360°的翻转运动，可实现对第二焊接治具31上工件背面的焊接工作。第一焊接治具21、第二焊接治具31又铝型材构成，铝型材四面上有螺母槽42，焊接治具铝型材之间通过螺钉33、螺母41、角马43固定连接；第一焊接治具21上端一侧通过螺钉33、螺母41固定有第一上定位角15、第一下定位角16，另一端固定至少一个第一夹紧气缸25，通过调节螺钉33可调整第一上定位角15、第一下定位角16之间间距，从而固定好第一焊接治具21上焊接产品的外形尺寸，第一夹紧气缸25可将第一焊接治具21上的第一类产品11夹紧固定后实施焊接工作；第二焊接治具31上端一侧通过螺钉33、螺母41固定有第二上定位角17、第二下定位角18，另一端固定至少一个第二夹紧气缸35，通过调节螺钉33可调整第二上定位角17、第二下定位角18之间间距，从而固定好第二焊接治具31上焊接产品的外形尺寸；第二夹紧气缸35可将第二焊接治具31上的第二类产品34夹紧固定后实施焊接工作；第一焊接治具21、第二焊接治具31上端通过螺钉33、螺母41固定有定位套23，定位套23上有沉头孔45，通过调节相邻两组螺钉33的间距，即可调整第一管材5、第二管材6在第一焊接治具21、第二焊接治具31上的定位和格栅间距。

第一焊接机器人3左侧还有第一码垛机1、材料托盘7、成品托盘8，第一码垛机1可将材料托盘7上的第一管材5安装到第一焊接治具21上；待焊接完成后，第一码垛机1可将第一焊接治具21上的第一类产品11完工品取下放在成品托盘8上。

第二焊接机器人4右侧还有第二码垛机2、材料托盘7、成品托盘8，第二码垛机2可将材料托盘7上的第二管材6安装到第二焊接治具31上；待焊接完成后，第二码垛机2可将第二焊接治具31上的第二类产品34完工品取下放在成品托盘8上。

当第一管材5与第二管材6材料及相应的第一焊接治具21、第二焊接治具31规格相同时，则完工品第一类产品11、第二类产品34相同，此时焊接效率可翻倍。

当第一管材5与第二管材6材料及相应的第一焊接治具21、第二焊接治具31规格不相同时，则完工品第一类产品11、第二类产品34不相同，此时焊接可实现两种规格产品同时作业，且不会产生混料，也不需要额外投入设备，只需他调整焊接治具定位尺寸和焊接程序即可。

备用焊接机位底座10上预留备用焊接机器人14工位，安装后可以进一步提高工作效率。

具体实施过程：

如图16～19所示，一种智能货架主体多工位自动化焊接设备，包括以下工序流程：

以右侧第二码垛机2先开始动作为例：

①、第二码垛机2从材料托盘7上抓取第二管材6至第二焊接治具31上，形成第二类产品34雏形。

②、第二翻转电机37驱动第二焊接治具底座32向第二上定位角17、第二下定位角18一侧翻转30°；待第二焊接治具31上的第二类产品34在此角度时依靠自身重力滑动到第二上定位角17、第二下定位角18一侧；然后第二夹紧气缸35动作，将第二焊接治具31上第二类产品34固定；第二翻转电机37驱动第二焊接治具底座32恢复水平位置。

③、第二移动电机36将第二移动架30移动到第一焊接机器人3、第二焊接机器人4之间的焊接工位。

④、第一焊接机器人3、第二焊接机器人4对第二类产品34实施焊接工作；对第二类产品34需要背面焊接的，通过第二翻转电机37将第二焊接治具底座32翻转180度，实施背面焊接动作。

此时第一码垛机1同步完成工序中的①、②相同动作。

⑤、第二类产品34焊接完后，第二移动电机36将第二移动架30从焊接工位移到初始位置。

此时第一移动电机26同时将第一移动架20送入到第一焊接机器人3、第二焊接机器人4之间的焊接工位。

⑥、第二夹紧气缸35夹紧动作解除，第二码垛机2将第二焊接治具31上的第二类产品34焊接完工品取下放在成品托盘8上，准备下一个第二类产品34的循环工作。

此时左侧的第一类产品11也按顺序完成本工序中的④、⑤、⑥工作。

以上两侧第一码垛机1、第二码垛机2、第一焊接机器人3、第二焊接机器人4交替循环工作。

以上达到设计目的。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。综上，本发明达到预期目的。

Claims (10)

1.一种智能货架主体多工位自动化焊接设备，主要包括：第一焊接机器人（3）、第二焊接机器人（4），其特征在于：所述焊接设备还包括：第一码垛机（1）、第二码垛机（2）、导轨齿条底座（9）、导轨齿条（12）、焊接机器人底座（13）、第一移动架（20）、第一焊接治具（21）、第一焊接治具底座（22）、常用焊接机器人底座（24）、第二移动架（30）、第二焊接治具（31）、第二焊接治具底座（32），所述第一码垛机（1）设置在第一焊接机器人（3）一侧，所述第二码垛机（2）设置在第二焊接机器人（4）一侧，所述第一码垛机（1）和第二码垛机（2）之间设置有导轨齿条底座（9）、焊接机器人底座（13），所述第一焊接机器人（3）和第二焊接机器人（4）安装在常用焊接机器人底座（24）上，所述导轨齿条底座（9）为两条且两条导轨齿条底座（9）之间通过焊接机器人底座（13）焊接，常用焊接机器人底座（24）也与焊接机器人底座（13）焊接；

两条导轨齿条底座（9）均固定有导轨齿条（12），导轨齿条（12）上设置有第一移动架（20）和第二移动架（30），所述第一移动架（20）上固定有第一移动电机（26），第二移动架（30）上固定有第二移动电机（36），导轨齿条底座（9）、导轨齿条（12）分别与第一移动架（20）、第一移动电机（26）和第二移动架（30）、第二移动电机（36）构成两组直线模组；

所述第一焊接治具底座（22）上端固定有第一焊接治具（21），第一焊接治具底座（22）下端两侧固定有第一轴座（28），所述第一轴座（28）一端固定有第一从动轴（19），第一轴座（28）另一端固定有第一翻转电机（27）、第一主动轴（27），第一从动轴（19）、第一主动轴（27）安装在第一移动架（20）上端；所述第二焊接治具底座（32）上端固定有第二焊接治具（31），第二焊接治具底座（32）下端两侧固定有第二轴座（38），所述第二轴座（38）一端固定有第二从动轴（40），第二轴座（38）另一端固定有第二翻转电机（37）、第二主动轴（39），第二从动轴（40）、第二主动轴（39）安装在第二移动架（30）上端。

2.根据权利要求1所述的一种智能货架主体多工位自动化焊接设备，其特征在于：所述焊接机器人底座（13）上还焊接有备用焊接机位底座（10），备用焊接机位底座（10）上设置有预留备用焊接机器人（14）工位。

3.根据权利要求1所述的一种智能货架主体多工位自动化焊接设备，其特征在于：所述第一移动架（20）下侧固定有第一移动支架底座（51），第一移动支架底座（51）上端安装有第一移动电机（26）、下端安装有直线滑轨（50），第一移动电机（26）轴上安装有电机齿轮（52），电机齿轮（52）与导轨齿条（12）啮合传动；第二移动架（30）下侧固定有第二移动支架底座（53），第二移动支架底座（53）上端安装有第二移动电机（36）、下端安装有直线滑轨（50），第二移动电机（36）轴上安装有电机齿轮（52），电机齿轮（52）与导轨齿条（12）啮合传动。

4.根据权利要求1或3所述的一种智能货架主体多工位自动化焊接设备，其特征在于：所述导轨齿条（12）与第一移动电机（26）、直线滑轨（50）、第一移动支架底座（51）、电机齿轮（52）构成一组直线模组，导轨齿条（12）还与第二移动电机（36）、直线滑轨（50）、第二移动支架底座（53）、电机齿轮（52）构成一组直线模组。

5.根据权利要求1所述的一种智能货架主体多工位自动化焊接设备，其特征在于：所述第一焊接治具底座（22）通过第一翻转电机（27）驱动绕第一从动轴（19）、第一主动轴（27）进行翻转运动，第二焊接治具底座（32）通过第二翻转电机（37）驱动绕第二从动轴（40）、第二主动轴（39）进行翻转运动。

6.根据权利要求5所述的一种智能货架主体多工位自动化焊接设备，其特征在于：所述第一从动轴（19）固定在第一轴承座（46）内且与第一轴承座（46）转动连接，第一主动轴（27）固定在第一轴固定架（47）内；第二主动轴（39）固定在第二轴承座（48）内且与第二轴承座（48）转动连接，第二主动轴（39）固定在第二轴固定架（49）内。

7.根据权利要求1所述的一种智能货架主体多工位自动化焊接设备，其特征在于：所述第一焊接治具（21）包括四面上设置有螺母槽（42）的铝型材，铝型材的数量为四根，铝型材之间通过螺钉（33）、螺母（41）、角马（43）固定连接成为一方框结构，所述第二焊接治具（31）包括四面上设置有螺母槽（42）的铝型材，铝型材的数量为四根，铝型材之间通过螺钉（33）、螺母（41）、角马（43）固定连接成为一方框结构。

8.根据权利要求7所述的一种智能货架主体多工位自动化焊接设备，其特征在于：所述第一焊接治具（21）上端一侧通过螺钉（33）、螺母（41）固定有第一上定位角（15）、第一下定位角（16），第一焊接治具（21）上端另一侧固定至少一个第一夹紧气缸（25）；所述第二焊接治具（31）上端一侧通过螺钉（33）、螺母（41）固定有第二上定位角（17）、第二下定位角（18），第二焊接治具（31）上端另一侧固定至少一个第二夹紧气缸（35）。

9.根据权利要求7或8所述的一种智能货架主体多工位自动化焊接设备，其特征在于：所述第一焊接治具（21）、第二焊接治具（31）上端均通过螺钉（33）、螺母（41）固定有定位套（23），定位套（23）上有沉头孔（45）。

10.根据权利要求1所述的一种智能货架主体多工位自动化焊接设备，其特征在于：所述第一焊接机器人（3）左侧设置有材料托盘（7）、成品托盘（8），所述第二焊接机器人（4）右侧设置有材料托盘（7）、成品托盘（8）。

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