CN114871854A - 一种集成装配、焊接、加工外缸筒自动化生产线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集成装配、焊接、加工外缸筒自动化生产线，包括料库、定位圈装配焊接设备、吊耳装配焊接设备、冷却架、加工车床、定位待料台以及机械手，所述定位圈、吊耳装配焊接设备负责装夹工件，同时负责工件在料库与定位圈装配焊接设备、吊耳装配焊接设备的搬运衔接，所述桁架轨道上设置抓料手爪、焊接机械手，抓料手爪负责定位圈或吊耳的搬运装配，焊接机械手负责焊接。本发明专利具有以下优点和效果：这种生产线具备自动化能力，将多种设备进行集成，可减少设备成本和人力成本，极大提高了产品质量和产量。

Description

一种集成装配、焊接、加工外缸筒自动化生产线

技术领域

本发明涉及工程机械外缸筒自动生产线技术领域，具体为一种集成装配、焊接、加工的外缸筒自动化生产线。

背景技术

工程机械液压缸在工程机械设备中占有重要的地位，是工程机械的执行元件，而外缸筒是其关键件，外缸筒由主要由缸筒、定位圈、吊耳组成。比较常见的生产制造工艺为人工装配外缸筒定位圈和吊耳、人工焊接，人工操作机床加工，整个生产制造过程繁琐不能连续，且生产周期长。传统外缸筒加工物流程序复杂，人工劳动强度大，生产效率低。

发明内容

为了解决外缸筒生产制造过程中装配、焊接、加工如何集成自动化生产，降低人工、转运成本，本发明提供了一种集成装配、焊接、加工的外缸筒自动化生产线。

本发明所采用的技术方案：

一种集成装配、焊接、加工的外缸筒自动化生产线，从进料一端依次包括储存缸筒的重力料库，储存定位圈的定位圈料库，用于将定位圈和缸筒装配焊接在一起的第一焊接设备，用于冷却焊缝的冷却架，用于车削外圆及内孔的第一加工车床，用于轴向定位外缸筒的定位待料台，用于车削外缸筒另一端外圆及内孔的第二加工车床，用于储存吊耳的吊耳料库，用于装配焊接吊耳的第二焊接设备，用于储存成品外缸筒的链式料库，还包括设在移动轨道上的机械手，所述机械手能够沿轨道移动至生产线各设备位置抓取设备上的物料并转移到下一个工位设备上，外缸筒自动化生产线涵盖了外缸筒装配、焊接、加工，实现了外缸筒制造工艺集成，缸筒与定位圈自动装配、自动焊接，焊接完成后进入加工单元，加工完成后对缸筒与吊耳自动装配、自动焊接。

进一步的，所述的第一焊接设备和第二焊接设备结构相同均包括自动焊机，所述的自动焊机上设有抓料机械臂，在所述的自动焊机两端头分别设有回转机头和尾座，在所述的自动焊机上方设有桁架轨道，在所述的桁架轨道上设有焊接机械手和抓料手爪，所述的第一焊接设备上的抓料机械臂能够沿自动焊机移动并从重力料库抓取缸筒安装到回转机头与尾座中间，所述的回转机头能够带动缸筒旋转，所述的尾座能够在自动焊机上移动顶紧缸筒尾端，所述的第一焊接设备上的抓料手爪能够抓取对应定位圈装配到缸筒指定位置，所述的第一焊接设备上的焊接机械手能够在缸筒转动过程中将缸筒及定位圈焊接在一起；所述第二焊接设备上的抓料手爪能够抓取吊耳与缸筒装配并通过第二焊接设备上的焊接机械手完成吊耳与缸筒焊接，所述第二焊接设备上的抓料机械臂能将焊接完成外缸筒传送到链式下料库上。

进一步的，定位圈焊接前，所述的自动焊机上回转机头旋转，通过压缩气体对焊缝处杂物和水渍清理，保证焊接质量；定位圈焊接完成后，由所述的机械手将缸筒抓取到冷却架对焊缝进行冷却，待设定冷却时间结束后，再由机械手抓取进入加工单元；工件加工完成后机械手抓取进入第二焊接设备，吊耳焊接前，通过压缩气体对焊缝处杂物和切屑液清理，保证焊接质量。

进一步的，所述的第一焊接设备、冷却架、第一加工车床、第二加工车床以及第二焊接设备一字型或U型排列。

本发明的有益效果：

1)将外缸筒装配、焊接、加工集成为一条自动化生产线，通过设定好坐标点位将定位圈和吊耳自动装配到图纸要求位置，自动装配保证了外缸筒装配一致性，避免了人工装配时的测量误差，装配完成后可直接进入焊接工序，中间环节无需人工转用，降低了人工成本，提高了外缸筒生产效率。

2)发明新的设计思路，通过桁架、机械手，自动焊机相互配合完成外缸筒上定位圈、吊耳的精密装配、焊机工序，并通过机械手搬运工件在生产线内流转，此发明布局紧凑，减少了机械手数量，有效的提高了机械手的利用率。

3)通过实现自动焊接、焊接烟雾灰尘收集等措施，有效的保护了操作者的身心健康。

附图说明

图1为本发明集成装配、焊接、加工外缸筒自动化生产线示意图；

图2为定位圈装配焊接设备结构示意图；

图3为吊耳装配焊接设备结构示意图；

图4为冷却架结构示意图；

图5为定位待料台结构示意图；

图中：1.重力料库，2.定位圈装配焊接设备，3.冷却架，4.第一加工车床，5.第二加工车床，6.定位待料台，7.机械手，8.吊耳装配焊接设备，9.链式料库，10.定位圈料库，11.桁架轨道，12.焊接机械手，13.抓料手爪，14.自动焊机，15.回转机头，16.抓料机械臂，17.尾座，18.定位台，19.吊耳料库，20.底座，21.支撑柱，22.安装座，23.定位板，24.滑动座，25.顶板，26.滚轮支架，27.气缸。

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。

如图1所示外缸筒自动化生产线，从进料一端依次包括储存缸筒的重力料库(1)，储存定位圈的定位圈料库(10)，用于将定位圈和缸筒装配焊接在一起的第一焊接设备(2)，用于冷却焊缝的冷却架(3)，用于车削外圆及内孔的第一加工车床(4)，用于轴向定位外缸筒的定位待料台(6)，用于车削外缸筒另一端外圆及内孔的第二加工车床(5)，用于储存吊耳的吊耳料库(19)，用于装配焊接吊耳的第二焊接设备(8)，用于储存成品外缸筒的链式料库(9)，还包括设在移动轨道上的机械手(7)，所述机械手(7)能够沿轨道移动至生产线各设备位置抓取设备上的物料并转移到下一个工位设备上。

如图2和图3所示第一焊接设备(2)和第二焊接设备(8)结构构造相同，均包括自动焊机(14)和桁架轨道(11)，自动焊机(14)上设置有抓料机械臂(16)，两端头分别设有回转机头(15)和尾座(17)，桁架轨道(11)上设有焊接机械手(12)和抓料手爪(13)。第一焊接设备(2)上抓料机械臂(16)能够沿自动焊机(14)移动并从重力料库(1)抓取缸筒安装到回转机头(15)与尾座(17)中间，回转机头(15)能够带动缸筒旋转，尾座(17)能够在自动焊机(14)上移动顶紧缸筒尾端，抓料手爪(13)能够从定位圈料库(10)抓取对应定位圈装配到缸筒指定位置，焊接机械手(12)能够在缸筒转动过程中将缸筒及定位圈焊接在一起；第二焊接设备(8)以同样的方式将吊耳与缸筒装配焊接完成，并通过抓料机械臂(16)将焊接完成外缸筒传送到链式料库(9)。

为了方便对抓料手爪(13)定位圈或吊耳的基准定位，在第一焊接设备(2)和第二焊接设备(8)上还设有定位台(18)，当抓料手爪(13)从对应料库抓取零件后，首先将零件放置到定位台(18)上进行定位，完成后将零件抓取放置到缸筒指定位置，以保证定位圈或吊耳与缸筒装配的位置准确。

如图2所示第一焊接设备(2)处于上料端，因此在该焊接设备处设置有重力料库(1)，该重力料库(1)具有斜坡和阻挡件，用于储存缸筒，缸筒由于自重有向阻挡件一侧移动趋势，抓料机械臂(16)每次将处于阻挡件位置的缸筒抓取后，后面的缸筒又会落入阻挡件位置从而方便下次抓料机械臂(16)对缸筒的抓取。由于第一焊接设备(2)是用于将定位圈和缸筒焊接在一起的，因此在第一焊接设备(2)处还设有储存定位圈的定位圈料库(10)，抓料手爪(13)能够移动到定位圈料库(10)位置并从定位圈料库(10)内抓取定位圈。

如图3所示第二焊接设备(8)处于下料一端，因此该焊接设备处设置有链式料库(9)，抓料机械臂(16)能够将加工好的缸筒送到链式料库(9)上，链式料库(9)通过链条传动将外缸筒传输出去。由于该工位是用于在缸筒上焊接吊耳的，因此在该工位上还设有吊耳料库(19)，在吊耳料库(19)内存储有吊耳，抓料手爪(13)能够移动到吊耳料库(19)位置并从吊耳料库(19)中抓取吊耳。

在第一焊接设备(2)完成定位圈焊接后，需要对缸筒外圆和内孔进行加工，但是此时刚完成焊接的缸筒焊缝温度过高不利于车削加工，因此在第一焊接设备(2)和第一加工车床(4)之间设置有用于冷却焊缝的冷却架(3)，如图4所示的冷却架(3)包括底座(20)和一组支撑柱(21)，支撑柱(21)排列固定在底座(20)上，第一焊接设备(2)完成加工后机械手(7)将缸筒从第一焊接设备(2)上取下后使支撑柱(21)插入缸筒内，让缸筒竖直静置进行冷却。该冷却架(3)不仅能够实现对焊缝的冷却，同时有作为一个储料架对完成第一焊接设备(2)焊接的缸筒进行存储，避免生产线中断。

为了能够确保从第一加工车床(4)到第二加工车床(5)传递缸筒时能够定位准确，在第一加工车床(4)和第二加工车床(5)之间设置有定位待料台(6)，同样的从第二加工车床(5)到焊接设备上时也需要对缸筒进行一次再定位，因此在第二加工车床(5)和第二焊接设备(8)之间也需要经过定位待料台(6)中转，而且通过定位待料台(6)能够实现一个暂存储料的效果，避免生产线加工中断，如图5所示的定位待料台(6)包括安装座(22)，在安装座(22)一侧设有定位板(23)，在安装座(22)上滑动设置有滑动座(24)，在滑动座(24)上远离定位板(23)一端设有顶板(25)，在滑动座(24)上设有一组放置缸筒的滚轮支架(26)，在安装座(22)上还设有能驱动滑动座(24)移动的气缸(27)，当缸筒放置到滚轮支架(26)上后缸筒受滚轮支架限制只能沿轴向移动，气缸(27)驱动滑动座(24)移动时带动缸筒向定位板(23)移动，定位板(23)对缸筒端面实现定位，直至顶板顶紧缸筒尾端气缸(27)停止工作，从而使缸筒完成定位。

以上第一焊接设备(2)、冷却架(3)、第一加工车床(4)、第二加工车床(5)及第二焊接设备(8)可以按照一字型排列开来，而为适应生产场地的长度要求，还可以参考图1中U型布局方式排列，按照U型布局时轨道距离缩短节约了成本，机械手的移动距离也能够缩短，从而能够快速到达指定工位，因此该U型布局较为合理。

Claims (4)

1.一种集成装配、焊接、加工的外缸筒自动化生产线，其特征在于：从进料一端依次包括储存缸筒的重力料库(1)，储存定位圈的定位圈料库(10)，用于将定位圈和缸筒装配焊接在一起的第一焊接设备(2)，用于冷却焊缝的冷却架(3)，用于车削外圆及内孔的第一加工车床(4)，用于轴向定位外缸筒的定位待料台(6)，用于车削外缸筒另一端外圆及内孔的第二加工车床(5)，用于储存吊耳的吊耳料库(19)，用于装配焊接吊耳的第二焊接设备(8)，用于储存成品外缸筒的链式料库(9)，还包括设在移动轨道上的机械手(7)，所述机械手(7)能够沿轨道移动至生产线各设备位置抓取设备上的物料并转移到下一个工位设备上，外缸筒自动化生产线涵盖了外缸筒装配、焊接、加工，实现了外缸筒制造工艺集成，缸筒与定位圈自动装配、自动焊接，焊接完成后进入加工单元，加工完成后对缸筒与吊耳自动装配、自动焊接。

2.根据权利要求书1所述的一种集成装配、焊接、加工的外缸筒自动化生产线，其特征在于：所述的第一焊接设备(2)和第二焊接设备(8)结构相同均包括自动焊机(14)，所述的自动焊机(14)上设有抓料机械臂(16)，在所述的自动焊机(14)两端头分别设有回转机头(15)和尾座(17)，在所述的自动焊机上方设有桁架轨道(11)，在所述的桁架轨道(11)上设有焊接机械手(12)和抓料手爪(13)，所述的第一焊接设备(2)上的抓料机械臂(16)能够沿自动焊机(14)移动并从重力料库(1)抓取缸筒安装到回转机头(15)与尾座(17)中间，所述的回转机头(15)能够带动缸筒旋转，所述的尾座(17)能够在自动焊机(14)上移动顶紧缸筒尾端，所述的第一焊接设备(2)上的抓料手爪(13)能够抓取对应定位圈装配到缸筒指定位置，所述的第一焊接设备(2)上的焊接机械手(12)能够在缸筒转动过程中将缸筒及定位圈焊接在一起；所述第二焊接设备(8)上的抓料手爪(13)能够抓取吊耳与缸筒装配并通过第二焊接设备(8)上的焊接机械手(12)完成吊耳与缸筒焊接，所述第二焊接设备(8)上的抓料机械臂(16)能将焊接完成外缸筒传送到链式下料库(9)上。

3.根据权利要求2所述的一种集成装配、焊接、加工的外缸筒自动化生产线，其特征在于：定位圈焊接前，所述的自动焊机(14)上回转机头(15)旋转，通过压缩气体对焊缝处杂物和水渍清理，保证焊接质量；定位圈焊接完成后，由所述的机械手(7)将缸筒抓取到冷却架(3)对焊缝进行冷却，待设定冷却时间结束后，再由机械手(7)抓取进入加工单元；工件加工完成后机械手(7)抓取进入第二焊接设备(8)，吊耳焊接前，通过压缩气体对焊缝处杂物和切屑液清理，保证焊接质量。

4.根据权利要求书1所述的一种集成装配、焊接、加工的外缸筒自动化生产线，其特征在于：所述的第一焊接设备(2)、冷却架(3)、第一加工车床(4)、第二加工车床(5)以及第二焊接设备(8)一字型或U型排列。

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