CN113714669B - 一种具有焊接、搬运和码垛功能的自动化工作站 - Google Patents

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一种具有焊接、搬运和码垛功能的自动化工作站，包括：第一基座以及第二基座；两个基座上行走的轨道电机上设置有旋转盘机构，且旋转盘机构上连接有托盘机构，托盘机构上设置有多级伸缩装置；第二基座上的多个竖直架之间设置有提升装置，提升装置移动后与托盘机构卡合固定，提升装置上设置有推板装置；焊接平台上滑动设置有焊接机器人。本发明中，焊接机器人对拼装的集装箱板材进行焊接，焊接过程中旋转盘机构带动集装箱进行方位变换，使焊接工作更加灵活；同时在托盘机构带动集装箱进入第二基座后，提升装置将托盘机构提升至合适高度，推板装置推动多级伸缩装置向外延伸，完成对集装箱的码垛操作，有效降低工况占地以及保证焊接成品品质。

Description

一种具有焊接、搬运和码垛功能的自动化工作站
技术领域：
本发明涉及焊接工作站的技术领域，特别涉及一种具有焊接、搬运和码垛功能的自动化工作站。
背景技术：
随着生产技术的发展，由于集装箱制造的门槛较低，集装箱制造行业竞争越来越激烈，为了提高企业的竞争力，普及集装箱制造设备的自动化程度和降低用工成本成为各集装箱制造企业的必然要求。
在集装箱制造工艺中，需要将一定规格尺寸的原料钢板拼焊成需要的钢板尺寸。集装箱拼板自动焊接设备是集装箱制造企业的主要生产设备，对于焊接质量和生产效率影响极大；并且针对集装箱自动化焊接灵活度较差，且焊接完毕的集装箱所占用生产空间较大，现有的吊装方式极易因吊装过程中，集装箱焊道未完全冷却造成集装箱变形，影响产品质量；并且因焊接完成的集装箱体积较大，搬运工作十分繁琐，从而较大影响集装箱焊接的生产效率。
发明内容：
鉴于此，有必要设计一种具有焊接、搬运和码垛功能的自动化工作站对集装箱焊接时增加焊接过程的灵活度，并对焊接完毕的集装箱进行便捷性的搬运、码垛，有效加快集装箱焊接效率，确保焊接品质。一种具有焊接、搬运和码垛功能的自动化工作站，包括：
第一基座以及可拆卸的固定连接所述第一基座的第二基座；
所述第一基座以及所述第二基座的底部均设置有移动轮机构，且所述第一基座和所述第二基座之间滑动设置有轨道电机，所述轨道电机上设置有旋转盘机构，且所述旋转盘机构上可拆卸的固定连接有托盘机构，且所述托盘机构上设置有多级伸缩装置；其中，
所述托盘机构包括：托盘板以及相对设置在所述托盘上的多个吊环；所述托盘板上开设还有用于容纳所述多级伸缩装置的凹槽；
所述多级伸缩装置包括：分层滑动在所述凹槽内部的滑动板以及对称位于在所述滑动板两端的支撑板；
所述第二基座上矩形分布有竖直架，多个所述竖直架之间滑动设置有提升装置；
所述提升装置包括：相对设置的两个提升架，所述两个提升架的底部均铰接有与所述多个吊环一一对应配合的卡勾，使得所述两个提升架在靠近所述第二基座设定位置时与所述托盘机构勾合固定；
所述提升装置上设置有用于驱动所述多级伸缩装置依次延伸的推板装置；
还包括设置在多个所述竖直架顶端的平台，所述平台上相对设置有用于连接所述提升装置的卷扬机；
还包括设置在所述第一基座远离所述第二基座一侧的焊接平台，所述焊接平台上滑动设置有焊接机器人。
本发明中，通过将集装箱板材拼装点焊在托盘机构上，焊接机器人进行全面焊接，并在焊接过程中旋转盘机构带动集装箱进行方位变换，使焊接工作更加灵活；同时在托盘机构带动集装箱进入第二基座后，提升装置将托盘机构提升至合适高度，推板装置推动多级伸缩装置向外延伸，并在提升装置下降过程中完成对集装箱的码垛操作，有效降低工况占地以及保证焊接成品品质。
在一个具体实施方案中，所述第一基座以及所述第二基座均沿中心线开设有贯通的轨道槽，所述轨道电机上装配有与所述轨道槽相配合的轨道轮。轨道电机沿轨道槽滑动位于第一基座和第二基座之间，对焊接完成的集装箱进行输送。
在一个具体实施方案中，所述旋转盘机构包括：旋转马达以及连接所述旋转马达的旋转盘；其中，
所述旋转盘上开设有限位槽，且所述旋转盘上设置有多个可延伸至所述限位槽内部的伸缩限位销装置。在焊接过程中，针对集装箱不同的面进行转动定位，使焊接机器人焊接更加全面。
在一个具体实施方案中，所述托盘板的底部设置有与所述限位槽相配合的限位条，且所述限位条上开设有与多个所述伸缩限位销装置一一对应配合的限位插孔。托盘机构在输送集装箱过程中为固定式连接在旋转盘上，在对集装箱进行码垛过程中，托盘机构脱离于旋转盘的连接关系。
在一个具体实施方案中，两个所述支撑板之间的间距与集装箱的底部两端相适配。在移动板和支撑板依次延伸过程中，将集装箱放置在码垛方位上方，并在托盘机构下降过程中，完成对集装箱的放置。
在一个具体实施方案中，所述焊接平台上沿长度方向开设有移动槽，所述焊接机器人通过移动电机沿所述移动槽移动，且所述焊接机器人的焊接端连接有焊机主体。焊接机器人沿移动槽进行移动，增强焊接灵活度。
在一个具体实施方案中，任意同一横线上的两个竖直架之间相互朝向的面上均设置有装配板，且所述装配板上沿高度方向开设有供所述提升装置限位滑动的滑槽。使提升装置移动过程中性能稳定。在一个具体实施方案中，所述提升装置还包括连接在所述两个提升架相同一端的连接板；其中，
所述推板装置装配在所述连接板朝向所述两个提升架之间的面上；
所述两个提升架相互背离的面上均设置有与对应滑槽相配合的滑块，且所述两个提升架的顶部均设置有与对应卷扬机的索绳相配合的索绳环。多个卡勾将托盘板上的吊环勾住，在提升过程中保证托盘板稳定运行。
在一个具体实施方案中，所述卡勾通过扭簧轴铰接在对应的提升架上，且提升架上设置有限位所述卡勾转动方向的卡块。在提升架下降至第一设定位置时，卡勾与勾入吊环内部；提升架下降至第二设定位置时，托盘板位于旋转盘上，卡勾脱离卡合吊环，并调整托盘板角度，使卡勾与对应吊环错位。
在一个具体实施方案中，所述推板装置包括：设置在所述连接板上的电动伸缩杆以及装配在所述电动伸缩杆的杆头上的推动板。推动板抵压集装箱向托盘板外侧延伸，并在托盘板下降过程中完成码垛操作。
附图说明：
附图1是本发明具有焊接、搬运和码垛功能的自动化工作站的结构示意图；
附图2是本发明中提供的第一基座的结构示意图；
附图3是本发明中提供的托板机构的结构示意图；
附图4是本发明中提供的提升装置的结构示意图。
图中：
第一基座-1、焊接平台-2、移动槽-3、移动电机-4、焊接机器人-5、焊机主体-6、轨道槽-7、移动轮机构-8、托盘机构-9、托盘板-91、凹槽-92、吊环-93、滑动板-94、支撑板-95、限位条-96、第二基座-10、旋转马达-101、旋转盘-102、限位槽-103、伸缩限位销装置-104、竖直架-11、装配板-12、滑槽-13、平台-14、卷扬机-15、索绳-16、提升装置-17、连接板-171、电动伸缩杆-172、推动板-173、提升架-174、滑块-175、索绳环-176、卡勾-177、卡块-178、扭簧轴-179。
具体实施方式：
一并参考图1，所示，一种具有焊接、搬运和码垛功能的自动化工作站，包括：第一基座1以及可拆卸的固定连接第一基座1的第二基座10；本申请实施例中的第一基座1主要进行完成焊接工作，第二基座10主要进行完成提升码垛工作，采用第一基座1和第二基座10为可拆卸式连接，从而保证针对不同码垛高度对第二基座10进行替换使用，该可拆卸的固定连接方式可采用螺栓连接。
并且，第一基座1以及第二基座10的底部均设置有移动轮机构8，该移动轮机构8可带动第一基座1和第二基座10进行移动，从而保证在对集装箱焊接完成后移动至合适位置进行码垛工作。
此外，在第一基座1和第二基座10之间滑动设置有轨道电机；如图2中所示，该轨道电机行走在第一基座1和第二基座10之间，并在轨道电机上设置有旋转盘102机构；具体的，第一基座1以及第二基座10均沿中心线开设有贯通的轨道槽7，轨道电机上装配有与轨道槽7相配合的轨道轮。轨道电机沿轨道槽7滑动位于第一基座1和第二基座10之间，对焊接完成的集装箱进行输送。
旋转盘102机构上可拆卸的固定连接有托盘机构9，托盘机构9为将拼装点焊的集装箱板材放置的载体，并在旋转盘102机构转动的作用下，便于对多个不同侧面的波纹焊道以及竖缝焊道进行焊接。
具体的，该旋转盘102机构包括：旋转马达101以及连接旋转马达101的旋转盘102；其中，旋转盘102上开设有限位槽103，且旋转盘102上设置有多个可延伸至限位槽103内部的伸缩限位销装置104。在焊接过程中，针对集装箱不同的面进行转动定位，使焊接机器人5焊接更加全面。该伸缩限位销装置104为采用伸缩杆在伸缩过程中将销钉插入适配的限位插孔内部，从而实现固定托盘机构9的目的。该伸缩杆可采用电驱动或液压驱动。
在具体进行焊接工作时，还包括设置在第一基座1远离第二基座10一侧的焊接平台2，焊接平台2上滑动设置有焊接机器人5。焊接平台2上沿长度方向开设有移动槽3，焊接机器人5通过移动电机4沿移动槽3移动，且焊接机器人5的焊接端连接有焊机主体6。焊接机器人5沿移动槽3进行移动，增强焊接灵活度。该焊接机器人5采用三轴或五轴机器人，根据控制器发出的指令，对集装箱进行全面焊接，同时配合旋转盘102在转动过程中对集装箱的焊接方位进行调整，其控制焊接机器人5进行对应焊接，均为现有焊接机器人5中常用的控制系统，在此不做过多赘述。
继续参阅图1-3，在轨道电机和旋转马达101的配合工作状态下，使托盘机构9上的集装箱进行方位调整，从而快速完成焊接工作。在焊接工作完成后，轨道电机将集装箱带至第二基座10上，从而进行码垛工作，使焊接完成的集装箱排放整齐，减少工况占用面积。
具体的，第二基座10上矩形分布有竖直架11，多个竖直架11之间滑动设置有提升装置17；任意同一横线上的两个竖直架11之间相互朝向的面上均设置有装配板12，且装配板12上沿高度方向开设有供提升装置17限位滑动的滑槽13。使提升装置17移动过程中性能稳定。还包括设置在多个竖直架11顶端的平台14，平台14上相对设置有用于连接提升装置17的卷扬机15。
提升装置17在靠近第二基座10设定位置时与托盘机构9卡合固定，且提升装置17上设置有用于驱动多级伸缩装置依次延伸的推板装置。本实施例中的托盘机构9在移动至第二基座10上后，伸缩限位销装置104脱离卡合托盘机构9，从而使提升装置17将托盘机构9进行提升至合适高度，并采用推板装置将多级伸缩装置推出，使集装箱位于需要码垛的上方。
具体的，该托盘机构9包括：托盘板91以及相对设置在托盘上的吊环93；其中，
托盘板91上开设还有用于容纳多级伸缩装置的凹槽92。
托盘板91的底部设置有与限位槽103相配合的限位条96，且限位条96上开设有与多个伸缩限位销装置104一一对应配合的限位插孔。托盘机构9在输送集装箱过程中为固定式连接在旋转盘102上，在对集装箱进行码垛过程中，托盘机构9脱离于旋转盘102的连接关系。
多级伸缩装置包括：分层滑动在凹槽92内部的滑动板94以及对称位于在滑动板94两端的支撑板95。滑动板94以及两个支撑板95均通过弹性复位系统连接在凹槽92内部，从而在动力驱动支撑板95以及滑动板94依次延伸后进行复位。该弹性复位系统可采用弹簧复位。
两个支撑板95之间的间距与集装箱的底部两端相适配。在移动板和支撑板95依次延伸过程中，将集装箱放置在码垛方位上方，并在托盘机构9下降过程中，完成对集装箱的放置。
继续参阅图4，提升装置17包括：相对设置的两个提升架174以及连接在两个提升架174相同一端的连接板171；其中，
推板装置装配在连接板171朝向两个提升架174之间的面上；
两个提升架174相互背离的面上均设置有与对应滑槽13相配合的滑块175，且两个提升架174的底部均铰接有与多个吊环93一一对应配合的卡勾177，且两个提升架174的顶部均设置有与对应卷扬机15的索绳16相配合的索绳环176。多个卡勾177将托盘板91上的吊环93勾住，在提升过程中保证托盘板91稳定运行。
卡勾177通过扭簧轴179铰接在对应的提升架174上，且提升架174上设置有限位卡勾177转动方向的卡块178。在提升架174下降至第一设定位置时，卡勾177与勾入吊环93内部；提升架174下降至第二设定位置时，托盘板91位于旋转盘102上，卡勾177脱离卡合吊环93，并通过轨道电机以及旋转电机的运动调整托盘板91角度，使卡勾177与对应吊环93错位，使提升装置17继续上升至合适位置后停止工作。
该推板装置包括：设置在连接板171上的电动伸缩杆172以及装配在电动伸缩杆172的杆头上的推动板173。推动板173抵压集装箱向托盘板91外侧延伸，码垛的集装箱之间均间隔有木方进行支撑，两个支撑板95支撑集装箱的两端平行向外延伸，并在托盘板91下降过程中使集装箱的底部位于木方上，此时两端支撑板95未受集装箱的重量压迫，利用弹簧复位操作，使两个支撑板95以及滑动板94进行回位。
从而提升装置17带动托盘机构9继续位于旋转盘102上，限位条96插接进限位槽103内部，伸缩限位销装置104插接至限位插孔内部，并在提升机构不断下降过程中，卡勾177脱离吊环93，使轨道电机在第二基座10上朝向远离第一基座1的方向进行运动，旋转马达101进行旋转使卡勾177以及对应吊环93错位，从而提升机构进行上升；轨道电机继续带动托盘机构9进行第一基座1上进行焊接操作。
本发明中，通过将集装箱板材拼装点焊在托盘机构9上，焊接机器人5进行全面焊接，并在焊接过程中旋转盘102机构带动集装箱进行方位变换，使焊接工作更加灵活；同时在托盘机构9带动集装箱进入第二基座10后，提升装置17将托盘机构9提升至合适高度，推板装置推动多级伸缩装置向外延伸，并在提升装置17下降过程中完成对集装箱的码垛操作，有效降低工况占地以及保证焊接成品品质。

Claims (10)

1.一种具有焊接、搬运和码垛功能的自动化工作站，其特征在于，包括：第一基座以及可拆卸的固定连接所述第一基座的第二基座；
所述第一基座以及所述第二基座的底部均设置有移动轮机构，且所述第一基座和所述第二基座之间滑动设置有轨道电机，所述轨道电机上设置有旋转盘机构，且所述旋转盘机构上可拆卸的固定连接有托盘机构，且所述托盘机构上设置有多级伸缩装置；其中，
所述托盘机构包括：托盘板以及相对设置在所述托盘上的多个吊环；所述托盘板上开设还有用于容纳所述多级伸缩装置的凹槽；
所述多级伸缩装置包括：分层滑动在所述凹槽内部的滑动板以及对称位于在所述滑动板两端的支撑板；
所述第二基座上矩形分布有竖直架，多个所述竖直架之间滑动设置有提升装置；所述提升装置包括：相对设置的两个提升架，所述两个提升架的底部均铰接有与所述多个吊环一一对应配合的卡勾，使得所述两个提升架在靠近所述第二基座设定位置时与所述托盘机构勾合固定；
所述提升装置上设置有用于驱动所述多级伸缩装置依次延伸的推板装置；
还包括设置在多个所述竖直架顶端的平台，所述平台上相对设置有用于连接所述提升装置的卷扬机；
还包括设置在所述第一基座远离所述第二基座一侧的焊接平台，所述焊接平台上滑动设置有焊接机器人。
2.如权利要求1所述的具有焊接、搬运和码垛功能的自动化工作站，其特征在于，所述第一基座以及所述第二基座均沿中心线开设有贯通的轨道槽，所述轨道电机上装配有与所述轨道槽相配合的轨道轮。
3.如权利要求2所述的具有焊接、搬运和码垛功能的自动化工作站，其特征在于，所述旋转盘机构包括：旋转马达以及连接所述旋转马达的旋转盘；其中，所述旋转盘上开设有限位槽，且所述旋转盘上设置有多个可延伸至所述限位槽内部的伸缩限位销装置。
4.如权利要求3所述的具有焊接、搬运和码垛功能的自动化工作站，其特征在于，所述托盘板的底部设置有与所述限位槽相配合的限位条，且所述限位条上开设有与多个所述伸缩限位销装置一一对应配合的限位插孔。
5.如权利要求4所述的具有焊接、搬运和码垛功能的自动化工作站，其特征在于，两个所述支撑板之间的间距与集装箱的底部两端相适配。
6.如权利要求1-5任意一项所述的具有焊接、搬运和码垛功能的自动化工作站，其特征在于，所述焊接平台上沿长度方向开设有移动槽，所述焊接机器人通过移动电机沿所述移动槽移动，且所述焊接机器人的焊接端连接有焊机主体。
7.如权利要求5所述的具有焊接、搬运和码垛功能的自动化工作站，其特征在于，任意同一横线上的两个竖直架之间相互朝向的面上均设置有装配板，且所述装配板上沿高度方向开设有供所述提升装置限位滑动的滑槽。
8.如权利要求7所述的具有焊接、搬运和码垛功能的自动化工作站，其特征在于，所述提升装置还包括连接在所述两个提升架相同一端的连接板；其中，
所述推板装置装配在所述连接板朝向所述两个提升架之间的面上；
所述两个提升架相互背离的面上均设置有与对应滑槽相配合的滑块，且所述两个提升架的顶部均设置有与对应卷扬机的索绳相配合的索绳环。
9.如权利要求8所述的具有焊接、搬运和码垛功能的自动化工作站，其特征在于，所述卡勾通过扭簧轴铰接在对应的提升架上，且提升架上设置有限位所述卡勾转动方向的卡块。
10.如权利要求8所述的具有焊接、搬运和码垛功能的自动化工作站，其特征在于，所述推板装置包括：设置在所述连接板上的电动伸缩杆以及装配在所述电动伸缩杆的杆头上的推动板。
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