CN113385785A - 一种车架智能化自动生产线 - Google Patents
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Abstract
本发明属于自行车车架技术领域，公开了一种车架智能化自动生产线。该车架智能化自动生产线，包括车间，所述车间的右侧设置有进出料口，且位于进出料口的上方且位于车间外侧设置有动力柜，所述车间内设置有夹持机构，所述车间内且位于夹持机构的左侧设置有PLC箱。该车架智能化自动生产线，通过此自动化生产线，可以实现合理的焊接顺序，保证了焊接元件的流畅性，机器人可以平衡两侧热输入，有效的降低了扭曲变形的风险，通过夹具的合理设计，在变形趋势大的地方设计强约束与反变形，水冷单元配合工作，可以使夹具更好的进行夹持，也不会出现过热的情况出现。
Description
技术领域
本发明涉及自行车车架的技术领域，具体为一种车架智能化自动生产线。
背景技术
近年来，焊接机器人在我国自行车工业中得到了大量应用，每年有近千台的焊接机器人投入自行车生产中。除了汽车整装厂使用大量机器人焊接外，在汽车、自行车零部件工厂也有大量的应用，特别是在自行车三角架的生产。由于三角架是自行车的重要结构安全件，其焊接质量对自行车的安全性起决定作用，因此大都采用机器人来焊接。焊接机器人目前已广泛应用在自行车制造业，自行车三角架、座椅骨架、导轨以及液力变矩器等焊接，尤其在自行车三角架焊接生产中得到了广泛的应用。应用机器人焊接后，大大提高了焊接件的外观和内在质量，并保证了质量的稳定性和降低劳动强度，改善了劳动环境,在国内还有很大的发展空间。
目前国内的大型机器人焊装线都是由国外的系统集成商提供，未见国内具备有整条焊装线控制能力(即夹具、输送系统、机器人都由同一个PLC控制)的系统集成商，由于整条线控制的编程任务量大，涉及的设备繁多，机器人、夹具、输送系统动作时序复杂等因素，成为国内整线控制能力提升的一个门槛。国内常用的生产方式为夹具、输送系统、机器人分别由3-4家系统集成商提供电气控制，这样做有很多缺点，如：多个PLC的使用，造成设备浪费，成本加大,三个部分之间有大量的接口信号，由于接口不统一或人为的减少接口信号，导致焊装线可靠性下降,各个公司采用的编程软件不统一，编程标准不同，系统可维护性差，导致用户维护成本加大,难以实现高级的管理监控如MES、PMC系统,通过使用整线控制，一段区域内的设备由一个PLC控制，夹具和输送系统及机器人之间的接口都相同或类似，这样由一个人按一定的编程思路和标准来编写程序，因此可靠性得到了保证，维护成本得以降低,因此，我们急需一种车架智能化自动生产线。
发明内容
本发明的发明目的在于提供了一种车架智能化自动生产线，该车架智能化自动生产线，稳定与提高了焊接质量。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种车架智能化自动生产线，包括车间，所述车间的右侧设置有进出料口，且位于进出料口的上方且位于车间外侧设置有动力柜，所述车间内设置有夹持机构，所述车间内且位于夹持机构的左侧设置有PLC箱，所述车间内且分别位于车间左侧上方与右侧下方并位于夹持机构的外侧均通过焊机电性连接有焊接机器人，所述车间内且位于右侧下方的焊接机器人的右侧设置有钨针清理台，所述车间内且位于左侧上方的焊接机器人的上方设置有清枪站，所述动力柜通过连接线分别与焊机、PLC箱电性连接，所述车间的上下两侧均设置有安全门，清枪站通过两个旋转的刀片清除掉焊枪内部的附着的粘着物，并喷射硅油，确保焊渣与喷嘴不会发生死粘连，钨针清理台用于钨针头氧化膜清理，避免高频起弧时氧化膜绝缘导致起弧失败。。
优选的，所述夹持机构内包括七轴变位机，所述七轴变位机固定安装在车间内，所述七轴变位机呈三角状，所述七轴变位机上设置有三组两轴联动变位机，且三组两轴联动变位机分别固定安装在七轴变位机的对角线，所述七轴变位机总体尺寸范围3m-4m，且七轴变位机上基体与底座可以进行连续转动。
优选的，所述两轴联动变位机内包括有两个横杆，且两个所述横杆分别固定安装在七轴变位机上，位于左侧所述横杆的上表面设置有控制器，且横杆的左侧通过设置有电机，所述电机的输出端通过联轴器固定连接有传动杆的一端，且传动杆的另一端通过左侧的横杆上开设圆孔内轴承向外延伸并固定安装有支架的一端，且支架的另一端与右侧横杆上开设对应通孔内轴承一转动连接，两轴联动变位机可以满足工作需要情况下独立进行转动，但每组两轴联动变位机的翻转轴有翻转角度限制。
优选的，所述支架内设置有电动导轨，所述支架设置有电机一，且电动导轨的上下两侧的输出端与电机一固定安装，所述电机的输出端通过联轴器一转动连接有转盘，所述转盘上设置有插接槽。
优选的，所述焊机的下表面固定安装有水冷机，所述焊接机器人内包括机器人本体，所述机器人本体的上方固定安装有送丝控制器，所述机器人本体的右侧且位于送丝控制器前侧下方固定安装有焊枪，且焊机与焊接机器人电性连接，位于左侧所述焊接机器人所使用为熔化极惰性气体保护焊，用于对焊缝打底层焊接，位于右侧所述焊接机器人所述用为非熔化极惰性气体保护焊，用于对焊缝盖面层焊接。
1.优选的，所述转盘前端设置有手动夹具，且手动夹具且对应转盘一侧设置有连接盘，且连接盘与转盘上对应插接槽插接，所述手动夹具采用不锈钢304材料制成，所述手动夹具分为底板系，支撑系，定位系及调整系，其中地板系用于其他部件安装，设计考虑搬运、标定、定位等功能，支撑系用于支撑其他部件，为部件加高，设计考虑定位、加工及安装，定位系用于定位包括粗定位及精定位，设计考虑工件前道加工工艺特点、工件本身定位系设计、定位元件的使用寿命、方便上下工件等，调整系用于调整单元用于工件加工公差的调整，以确保夹具的适用性，采用垫片组调整，XYZ三方向调整，最小调整精度为0.1mm，且夹具通水进行焊接后降温冷却工件，当切换夹具时，把拆掉BASE板上面定位销和螺丝即可。
一种车架智能化自动生产线的操作方法，所述操作方法包括以下步骤：
S1:操作人员将所需焊接的元件放置在手动夹具上并固定后，将连接盘插接在转盘上后，操作人员站在工作台上，七轴变位机逆时针旋转经过熔化极惰性气体保护焊后，再次经过非熔化极惰性气体保护焊后进行焊接，焊接完毕后，移动至进出料口，操作人员对焊接好元件进行拆卸后再次放置新需焊接夹具。
S2:当焊接机器人使用一段时间后，通过清枪站将焊枪上附着的粘着物，并喷射硅油，确保焊渣与喷嘴不会发生死粘连的情况出现，位于右侧焊接机器人在使用过程中，配合钨针清理站对焊枪进行处理，钨针耗损后需要操作人员进行调节杆身长度。
通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：
1、该车架智能化自动生产线，通过此自动化生产线，可以实现合理的焊接顺序，保证了焊接元件的流畅性，机器人可以平衡两侧热输入，有效的降低了扭曲变形的风险，通过夹具的合理设计，在变形趋势大的地方设计强约束与反变形，水冷单元配合工作，可以使夹具更好的进行夹持，也不会出现过热的情况出现。
2、该车架智能化自动生产线，在焊接机器人上添加有点固焊的功能，可以在在某些长焊缝区域增加点固焊点或设计分段退焊焊缝，以增加变形约束，并合理调整起收弧参数，避免缺陷产生，通过熔化极惰性气体保护焊打底层，非熔化极惰性气体保护焊自溶盖面层，处理表面焊接效果的方式，提高了对于焊接元件质量。
3、该车架智能化自动生产线，此生产线不仅占地面积小，且在提高焊接质量，提高劳动生产率的通时，改善工人的劳动强度，避免在有害环境下工作，也降低了工人操作技术的要求，缩短了产品改型换代的准备周期，减少相应的设备投资。
附图说明
图1为本发明生产线整体结构示意图；
图2为本发明七轴变位机结构示意图；
图3为本发明焊机及焊接机器人结构示意图；
图4为本发明清枪站结构示意图；
图5为本发明手动夹具结构示意图。
图中：1车间、2进出料口、3动力柜、4夹持机构、5PLC箱、6焊机、7焊接机器人、8钨针清理台、9清枪站、10安全门、31七轴变位机、32两轴联动变位机、33横杆、34控制器、35电机、36传动杆、37支架、38电动导轨、39电机一、310转盘、311插接槽、11水冷机、12机器人本体、13送丝控制器、14焊枪、15手动夹具、16连接盘。
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。
请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种车架智能化自动生产线，包括车间1，车间1的右侧设置有进出料口2，且位于进出料口2的上方且位于车间1外侧设置有动力柜3，车间1内设置有夹持机构4，车间1内且位于夹持机构4的左侧设置有PLC箱5，车间1内且分别位于车间左侧上方与右侧下方并位于夹持机构4的外侧均通过焊机6电性连接有焊接机器人7，车间1内且位于右侧下方的焊接机器人7的右侧设置有钨针清理台8，车间1内且位于左侧上方的焊接机器人7的上方设置有清枪站9，动力柜3通过连接线分别与焊机3、PLC箱5电性连接，车间1的上下两侧均设置有安全门10，夹持机构4内包括七轴变位机31，七轴变位机31固定安装在车间1内，七轴变位机31呈三角状，七轴变位机31上设置有三组两轴联动变位机32，且三组两轴联动变位机32分别固定安装在七轴变位机31的对角线，两轴联动变位机32内包括有两个横杆33，且两个横杆33分别固定安装在七轴变位机31上，位于左侧横杆33的上表面设置有控制器34，且横杆33的左侧通过设置有电机35，电机35的输出端通过联轴器固定连接有传动杆36的一端，且传动杆36的另一端通过左侧的横杆33上开设圆孔内轴承向外延伸并固定安装有支架37的一端，且支架37的另一端与右侧横杆33上开设对应通孔内轴承一转动连接，支架37内设置有电动导轨38，支架37设置有电机一39，且电动导轨38的上下两侧的输出端与电机一39固定安装，电机一39的输出端通过联轴器一转动连接有转盘310，转盘310上设置有插接槽311，焊机6的下表面固定安装有水冷机11，焊接机器人7内包括机器人本体12，机器人本体12的上方固定安装有送丝控制器13，机器人本体12的右侧且位于送丝控制器13前侧下方固定安装有焊枪14，且焊机6与焊接机器人7电性连接，转盘310前端设置有手动夹具15，且手动夹具15且对应转盘310一侧设置有连接盘16，且连接盘16与转盘310上对应插接槽311插接，手动夹具15采用不锈钢304材料制成。
一种车架智能化自动生产线的操作方法，操作方法包括以下步骤：
S1:操作人员将所需焊接的元件放置在手动夹具15上并固定后，将连接盘16插接在转盘310上后，操作人员站在工作台上，七轴变位机31逆时针旋转经过熔化极惰性气体保护焊后，再次经过非熔化极惰性气体保护焊后进行焊接，焊接完毕后，移动至进出料口2，操作人员对焊接好元件进行拆卸后再次放置新需焊接夹具。
S2:当焊接机器人7使用一段时间后，通过清枪站9将焊枪6上附着的粘着物，并喷射硅油，确保焊渣与喷嘴不会发生死粘连的情况出现，位于右侧焊接机器人7在使用过程中，配合钨针清理站8对焊枪14进行处理，钨针耗损后需要操作人员进行调节杆身长度。
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。
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。
Claims (8)
1.一种车架智能化自动生产线，包括车间(1)，其特征在于：所述车间(1)的右侧设置有进出料口(2)，且位于进出料口(2)的上方且位于车间(1)外侧设置有动力柜(3)，所述车间(1)内设置有夹持机构(4)，所述车间(1)内且位于夹持机构(4)的左侧设置有PLC箱(5)，所述车间(1)内且分别位于车间左侧上方与右侧下方并位于夹持机构(4)的外侧均通过焊机(6)电性连接有焊接机器人(7)，所述车间(1)内且位于右侧下方的焊接机器人(7)的右侧设置有钨针清理台(8)，所述车间(1)内且位于左侧上方的焊接机器人(7)的上方设置有清枪站(9)，所述动力柜(3)通过连接线分别与焊机(3)、PLC箱(5)电性连接，所述车间(1)的上下两侧均设置有安全门(10)。
2.根据权利要求1所述的一种车架智能化自动生产线，其特征在于：所述夹持机构(4)内包括七轴变位机(31)，所述七轴变位机(31)固定安装在车间(1)内，所述七轴变位机(31)呈三角状，所述七轴变位机(31)上设置有三组两轴联动变位机(32)，且三组两轴联动变位机(32)分别固定安装在七轴变位机(31)的对角线。
3.根据权利要求2所述的一种车架智能化自动生产线，其特征在于：所述两轴联动变位机(32)内包括有两个横杆(33)，且两个所述横杆(33)分别固定安装在七轴变位机(31)上，位于左侧所述横杆(33)的上表面设置有控制器(34)，且横杆(33)的左侧通过设置有电机(35)，所述电机(35)的输出端通过联轴器固定连接有传动杆(36)的一端，且传动杆(36)的另一端通过左侧的横杆(33)上开设圆孔内轴承向外延伸并固定安装有支架(37)的一端，且支架(37)的另一端与右侧横杆(33)上开设对应通孔内轴承一转动连接。
4.根据权利要求3所述的一种车架智能化自动生产线，其特征在于：所述支架(37)内设置有电动导轨(38)，所述支架(37)设置有电机一(39)，且电动导轨(38)的上下两侧的输出端与电机一(39)固定安装，所述电机一(39)的输出端通过联轴器一转动连接有转盘(310)，所述转盘(310)上设置有插接槽(311)。
5.根据权利要求1所述的一种车架智能化自动生产线，其特征在于：所述焊机(6)的下表面固定安装有水冷机(11)，所述焊接机器人(7)内包括机器人本体(12)，所述机器人本体(12)的上方固定安装有送丝控制器(13)，所述机器人本体(12)的右侧且位于送丝控制器(13)前侧下方固定安装有焊枪(14)，且焊机(6)与焊接机器人(7)电性连接。
6.根据权利要求4所述的一种车架智能化自动生产线，其特征在于：所述转盘(310)前端设置有手动夹具(15)，且手动夹具(15)且对应转盘(310)一侧设置有连接盘(16)。
7.根据权利要求6所述的一种车架智能化自动生产线，其特征在于：所述连接盘(16)与转盘(310)上对应插接槽(311)插接，所述手动夹具(15)采用不锈钢304材料制成。
8.一种车架智能化自动生产线的操作方法，其特征在于，所述操作方法包括以下步骤：
S1:操作人员将所需焊接的元件放置在手动夹具(15)上并固定后，将连接盘(16)插接在转盘(310)上后，操作人员站在工作台上，七轴变位机(31)逆时针旋转经过熔化极惰性气体保护焊后，再次经过非熔化极惰性气体保护焊后进行焊接，焊接完毕后，移动至进出料口(2)，操作人员对焊接好元件进行拆卸后再次放置新需焊接夹具。
S2:当焊接机器人(7)使用一段时间后，通过清枪站(9)将焊枪(6)上附着的粘着物，并喷射硅油，确保焊渣与喷嘴不会发生死粘连的情况出现，位于右侧焊接机器人(7)在使用过程中，配合钨针清理站(8)对焊枪(14)进行处理，钨针耗损后需要操作人员进行调节杆身长度。
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