CN115106708A - 叉腿自动焊接流水线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种叉腿自动焊接流水线，用于组装及焊接叉腿，所述叉腿包括两个间隔分布的叉脚和连接两个叉脚的叉脚连接管。叉腿自动焊接流水线包括：轨道组件及滑动于所述轨道组件的若干组定位夹具；沿所述轨道组件间隔分布的多个焊接工位装置，每个所述焊接工位装置对应焊接叉腿的焊接部位。上料组件，位于所述轨道组件的一端，用于将叉腿的零件装夹至首个所述定位夹具；下料组件，位于所述轨道组件的另一端，用于将焊接完成的叉腿自末位的定位夹具取下。轨道组件将定位夹具所固定于叉腿依次输送至不同的焊接工位装置，以执行不同的焊接部位，实现自动化焊接。

Description

叉腿自动焊接流水线

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，尤其是涉及一种叉腿自动焊接流水线。

背景技术

在物流领域中，叉车用于搬运和移动货物，以降低人工搬运的难度。其中，叉车的叉腿呈近似于“U”字形结构，叉腿上安装有滚轮，以方便移动。并且，叉腿作为承载货物重量的部位，其整体结构强度高。在相关技术中，叉腿由两个基本平行的叉脚和连接两个叉脚的叉脚连接管构成近似于“U”字形结构，以方便插入承载货物的托盘底部，并通过液压装置升起后移动。

现有的叉腿的各个零件通过工装固定后人工焊接，不仅焊接效率低，而且工人的劳动强度大，焊接质量随着工人的技术水平不同而难以统一，因此需要改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种叉腿自动焊接流水线。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

本发明公开了一种叉腿自动焊接流水线，用于组装及焊接叉腿，所述叉腿包括两个间隔分布的叉脚和连接两个叉脚的叉脚连接管，叉腿自动焊接流水线包括：

轨道组件及滑动于所述轨道组件的若干组定位夹具；

沿所述轨道组件间隔分布的多个焊接工位装置，每个所述焊接工位装置对应焊接叉腿的焊接部位；

上料组件，位于所述轨道组件的一端，用于将叉腿的零件装夹至首个所述定位夹具；

下料组件，位于所述轨道组件的另一端，用于将焊接完成的叉腿自末位的定位夹具取下。

在一实施例中，所述定位夹具包括滑动连接于所述轨道组件的滑动架、固定于所述滑动架的升降机构、连接于所述升降机构的安装板、安装于所述安装板的伸缩组件和相对设置的二组及以上的固定架，所述伸缩组件位于相对设置的固定架之间且伸缩方向垂直于所述固定架的长度方向，所述升降机构带动所述安装板升降。

在一实施例中，所述升降机构包括升降气缸和围绕升降气缸分布的导向柱，所述导向柱滑动连接于所述滑动架。

在一实施例中，所述上料组件包括上料机械手、用于码垛叉脚的物料架及设置于所述物料架的感应组件，所述上料机械手与感应组件通信连接，首个所述定位夹具和所述物料架位于所述上料机械手的活动范围内。

在一实施例中，所述焊接工位装置包括至少一组第一焊接装置，所述第一焊接装置包括第一焊接工装、第一振动盘组件及第一焊接机械单元，所述第一焊接机械单元包括第一焊枪机器人和第一取料机器人，其中，所述第一取料机器人用于夹取所述第一振动盘组件所输送的轮架支撑板贴合至所述叉腿的对应焊接位置，所述第一焊接工装固定所述轮架支撑板，所述第一焊接机械单元切换至所述第一焊枪机器人，所述第一焊枪机器人焊接所述轮架支撑板。

在一实施例中，所述第一焊接工装包括前端托架和后端托架，所述定位夹具位于所述前端托架和后端托架之间，所述叉脚的两端分别定位于所述前端托架和后端托架。

在一实施例中，所述前端托架包括托架主体、安装于所述托架主体的定位模块和定位气缸，所述定位模块限定所述叉脚的安装位置，所述定位气缸用于夹紧所述轮架支撑板。

在一实施例中，所述第一焊接装置还包括第二机械手，所述第二机械手包括第二焊枪组和第二取料机构，所述第二焊枪组和第二取料机构其中一者加工叉腿，其中，所述第二取料机构用于夹取加强板贴合至所述叉腿的对应焊接位置，所述第二焊接机械手切换至所述第二焊枪组，所述第二焊枪组焊接所述加强板。

在一实施例中，所述第一焊接装置包括间隔分布的两组，其中一组所述第二机械手抓取所述加强板，另一组用于抓取叉脚连接管。

在一实施例中，还包括翻转装置，所述翻转装置用于抓取末位的定位夹具所摆放的叉腿，所述焊接工位装置对应焊接所述叉腿的背面。

采用上述结构后，本发明和现有技术相比所具有的优点是：轨道组件将定位夹具所固定于叉腿依次输送至不同的焊接工位装置，以执行不同的焊接部位，实现自动化焊接。每个工件固定依次即可在后续的焊接工位装置处完成焊接，定位精度高。多个定位夹具间隔分布于轨道组件，以实现每个焊接工位装置连续焊接，焊接效率高。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

图1是本发明中叉腿自动焊接流水线的结构示意图。

图2是本发明中的上料组件装夹叉腿至首个焊接工位装置的结构示意图。

图3是本发明中第一焊接装置的结构示意图。

图4是本发明中第二焊接装置焊接加强板的结构示意图。

图5是本发明中第二焊接装置焊接叉脚连接管的结构示意图。

图中，上料组件10；上料机械手11；第一焊接装置20；第一焊接工装21；前端托架211；定位模块2111；插接柱21111；转动气缸21112；定位气缸2112；托架主体2113；后端托架212；后支架2121；推杆机构2122；第一焊接机械单元22；第一取料机器人221；第一焊枪机器人222；第一振动盘组件23；第二机械手24；轨道组件30；机架31；导轨32；驱动机构33；定位夹具40；滑动架41；升降机构42；升降气缸421；导向柱422；安装板43；伸缩组件44；固定架45；定位块451；第二焊接装置50；位置调节机构51；焊枪机构52；叉腿60；叉脚61；轮架支撑板62；加强板63；叉脚连接管64；下料组件70。

具体实施方式

以下所述仅为本发明的较佳实施例，并不因此而限定本发明的保护范围。

实施例，见图1至图5所示：本发明公开了一种叉腿60自动焊接流水线，叉腿60自动焊接流水线用于组装及焊接叉腿60，叉腿60包括两个间隔分布的叉脚61和连接两个叉脚61的叉脚连接管64，叉脚61及叉脚连接管64构成近似于“U”字形结构，叉脚61的截面呈近似于“U”字形结构，在叉脚61的内侧远离叉脚连接管64的一端焊接有轮架支撑板62，在叉脚61的相对两侧壁焊接连接有加强板63。

具体地，叉腿60自动焊接流水线包括：轨道组件30及滑动于轨道组件30的若干组定位夹具40、沿轨道组件30间隔分布的多个焊接工位装置、位于轨道组件30的一端的上料组件10、位于轨道组件30的另一端的下料组件70。其中，每个焊接工位装置对应焊接叉腿60的焊接部位，上料组件10用于将叉腿60的零件装夹至首个定位夹具40，下料组件70用于将焊接完成的叉腿60自末位的定位夹具40取下。

轨道组件30将定位夹具40所固定于叉腿60依次输送至不同的焊接工位装置，以执行不同的焊接部位，实现自动化焊接。每个工件固定依次即可在后续的焊接工位装置处完成焊接，定位精度高。多个定位夹具40间隔分布于轨道组件30，以实现每个焊接工位装置连续焊接，焊接效率高。

定位夹具40用于定位叉腿60的各个零件的位置，以使叉腿60的焊接位置保持一致。在一实施例中，定位夹具40包括滑动连接于轨道组件30的滑动架41、固定于滑动架41的升降机构42、连接于升降机构42的安装板43、安装于安装板43的伸缩组件44和相对设置的二组及以上的固定架45，伸缩组件44位于相对设置的固定架45之间且伸缩方向垂直于固定架45的长度方向，升降机构42带动安装板43升降。

轨道组件30包括机架31、安装于机架31的导轨32和驱动机构33，驱动机构33连接于滑动架41，滑动架41通过滑块滑动连接于导轨32。驱动机构33带动定位夹具40沿滑轨滑动，从而将定位夹具40所固定的叉腿60输送至对应的焊接工位装置处，以焊接叉腿60的对应焊缝位置。

安装板43为板状结构，用于支撑叉腿60的各个零件。其中，固定架45安装于安装板43，以定位叉脚61的外侧边缘。具体地，固定架45为相对固定于安装板43的呈块状的两块定位块451，叉脚61的一侧抵接于定位块451，另一跟叉脚61的一侧抵接于另一个定位块451。伸缩组件44位于两根叉脚61之间，并且输出轴向两侧对称伸出，叉腿60在伸缩组件44的抵推下抵紧对应的定位块451，从而保持叉腿60的间距稳定。在叉腿60完成定位后，焊接工位装置对叉脚61进行焊接，该焊接方式包括点焊或者满焊。

在对应焊接工位装置完成焊接工序后，升降机构42用于驱动安装板43及安装板43所承载的叉脚61升高并远离当前的焊接工位装置的支持部位，轨道组件30驱动定位夹具40移动，以使定位夹具40整体向下一个焊接工位装置移动。当定位夹具40移动至下一个焊接工位装置，升降机构42下降，以使叉脚61的两端架设或靠近当前的焊接工位装置的支持部位。升降机构42通过升降动作，控制安装板43及叉腿60整体移动，实现不更换定位夹具40完成叉腿60焊接加工的效果，焊接统一性好。

作为优选，升降机构42包括升降气缸421和围绕升降气缸421分布的导向柱422，导向柱422滑动连接于滑动架41。导向柱422间隔固定于于安装板43，以使导向柱422滑动连接于滑动架41。升降气缸421用于驱动安装板43升降运动。作为优选，升降气缸421的伸缩方向平行导向柱422。

上料组件10用于将叉脚61等配件装配至定位夹具40，其中，上料组件10包括上料机械手11、用于码垛叉脚61的物料架及设置于物料架的感应组件，上料机械手11与感应组件通信连接，首个定位夹具40和物料架位于上料机械手11的活动范围内。物料架可堆叠多个叉脚61，作为优选，感应组件用于感应物料架上叉脚61的堆叠情况。例如，感应组件配置为光栅结构，该光栅结构用于检测物料架是否堆叠有叉脚61。当物料架上堆叠有叉脚61时，则感应组件向上料机械手11输送电信号，以确定物料架堆叠有叉脚61，上料机械手11可抓取叉脚61进入对应的定位夹具40。作为优选，感应组件用于检测叉脚61的数量，并将检测到的叉脚61数据信息发送至上料机械手11，以使上料机械手11根据程序调整叉脚61的抓取顺序及数量。作为优选，上料机械手11配置为多轴机器人，如，上料机械手11配置为六轴机器人。

焊接工位装置沿轨道组件30的输送方向间隔分布，以执行对应的焊接工序。在一实施例中，焊接工位装置包括至少一组第一焊接装置20，第一焊接装置20可配置为首个焊接工位装置，其接近上料组件10。

第一焊接装置20包括第一焊接工装21、第一振动盘组件23及第一焊接机械单元22，第一焊接机械单元22包括第一焊枪机器人222和第一取料机器人221，第一焊枪机器人222和第一取料机器人221其中一者用于加工叉腿60。即，第一焊枪机器人222和第一取料机器人221切换使用，以使其中一者处于工作状态。其中，第一焊枪机器人222和第一取料机器人221可以组合呈一体，也可作为分体结构。

具体地，第一振动盘组件23通过振动筛选，将多块轮架支撑板62按统一模式排列于输出通道，第一取料机器人221夹取第一振动盘组件23所输送的轮架支撑板62贴合至叉腿60的对应焊接位置。作为优选，第一取料机器人221可配置为吸盘机构，即吸盘机构通过负压原理吸附于轮架支撑板62，并移动至叉脚61的内侧壁对应焊接位置。或者，第一取料机器人221配置为夹爪机构，即，多个夹爪合拢或展开以夹持轮架支撑板62，并移动至叉脚61的内侧壁对应焊接位置。或者，第一取料机器人221配置为电磁吸附机构，即，第一取料机器人221通过通断电电磁吸附轮架支撑板62，并移动至叉脚61的内侧壁对应焊接位置。

在第一取料机器人221完成定位后，第一焊接工装21压紧固定轮架支撑板62，以保持轮架支撑板62处于焊接位置。第一焊接机械单元22将第一取料机器人221切换为第一焊枪机器人222，第一焊枪机器人222焊接轮架支撑板62。作为优选，第一焊枪机器人222点焊连接轮架支撑板62与叉脚61，以保持焊接位置准确。进一步地，第一焊枪机器人222根据焊接工艺要求满焊或者段焊轮架支撑板62，以满足实际加工要求。作为优选，第一焊枪机器人222包括至少一把焊枪，焊枪配置为弯曲结构，以适配轮架支撑板62的焊接空间。作为优选，第一焊枪机器人222设置有两根焊枪，两根焊枪可同时焊接轮架支撑板62的两条焊缝，以提高焊接效率。作为优选，第一焊枪机器人222采用六轴机器人和焊枪结合。

进一步地，第一焊接工装21包括前端托架211和后端托架212，定位夹具40位于前端托架211和后端托架212之间，叉脚61的两端分别定位于前端托架211和后端托架212。前端托架211托举叉脚61的前端，后端托架212托举叉脚61的后端，从而使叉脚61的两端均能被第一焊接工装21所定位。

具体地，前端托架211包括托架主体2113、安装于托架主体2113的定位模块2111和托架主体2113，定位模块2111限定叉脚61的安装位置。托架主体2113用于夹紧轮架支撑板62，具体地，托架主体2113的输出轴转动至朝上一侧，第一取料机器人221将轮架支撑板62的孔洞对应扣接至托架主体2113的输出轴。托架主体2113在转动，以将轮架支撑板62抵接于叉脚61的内侧壁。

定位模块2111包括安装于托架主体2113的插接柱21111和转动气缸21112，叉脚61设置有滚轮孔，第一取料机器人221将叉脚61装配至首个定位夹具40，叉腿60的滚轮孔扣入插接柱21111，以实现定位。转动气缸21112在叉腿60压接到位后转动压紧，以保持叉腿60位置固定。

托架主体2113深入叉腿60的凹槽内并向两侧伸缩，作为优选，托架主体2113的输出轴插接于轮架支撑板62的安装孔，并推动轮架支撑板62抵接于叉腿60的侧壁处，定位精度高。作为优选，后端托架212包括后支架2121和安装于后支架2121的推杆机构2122，推杆机构2122推动叉腿60向前端托架211方向，以使叉腿60均被固定。

进一步地，第一焊接装置20还包括第二机械手24，第二机械手24包括第二焊枪组和第二取料机构，第二焊枪组和第二取料机构其中一者加工叉腿60。其中，第二取料机构用于夹取加强板63贴合至叉腿60的对应焊接位置，第二焊接机械手切换至第二焊枪组，第二焊枪组焊接加强板63。第二机械手24位于后端托架212一侧，加强板63焊接与叉腿60的槽口位置且靠近叉腿60连接管一侧。作为优选，第二取料机构可配置为吸盘机构，即吸盘机构通过负压原理吸附于加强板63，并移动至叉脚61的槽口对应焊接位置。或者，第二取料机构配置为夹爪机构，即，多个夹爪合拢或展开以夹持加强板63，并移动至叉脚61的槽口对应焊接位置。或者，第二取料机构配置为电磁吸附机构，即，第二取料机构通过通断电电磁吸附加强板63，并移动至叉脚61的槽口对应焊接位置。

作为优选，第二焊枪组包括至少一把焊枪，焊枪配置为弯曲结构，以适配加强板63的焊接空间。作为优选，第二焊枪组设置有两根焊枪，两根焊枪可同时焊接加强板63的两条焊缝，以提高焊接效率。

作为优选，第一焊接装置20包括间隔分布的两组，其中一组第二机械手24抓取加强板63，另一组用于抓取叉脚连接管64。两组第一焊接装置20沿轨道组件30的输送方向分布，作为优选，两组第一焊接装置20的结构基本相同，焊接零件相同，焊接位置对称设置。

在一实施例中，焊接工位装置包括至少一组第二焊接装置50，第二焊接装置50用于补焊第一焊接装置20的焊接位置。在轨道组件30的输送方向上，第二焊接装置50位于第一焊接装置20的后方，其中，第一焊接装置20可点焊连接对应零件，第二焊接装置50为满焊结构。

作为优选，第二焊接装置50包括前端托架211、后端托架212、安装于后端托架212的位置调节机构51和安装于位置调节机构51的焊枪机构52，位置调节机构51可在横向及纵向调节焊枪机构52的焊接位置，焊接精度高，焊接位置灵活。

作为优选，叉腿60自动焊接流水线还包括翻转装置，翻转装置用于抓取末位的定位夹具40所摆放的叉腿60，焊接工位装置对应焊接叉腿60的背面。翻转装置配置为悬臂式变位机，用于抓取叉腿60后翻转，以焊接叉腿60背面的焊缝，焊接效果好。

焊机、焊枪、多轴机械手等装置目前已广泛使用，其它结构和原理与现有技术相同，这里不再赘述。

Claims (10)

1.一种叉腿自动焊接流水线，用于组装及焊接叉腿，所述叉腿包括两个间隔分布的叉脚和连接两个叉脚的叉脚连接管，其特征在于，叉腿自动焊接流水线包括：

轨道组件及滑动于所述轨道组件的若干组定位夹具；

沿所述轨道组件间隔分布的多个焊接工位装置，每个所述焊接工位装置对应焊接叉腿的焊接部位；

上料组件，位于所述轨道组件的一端，用于将叉腿的零件装夹至首个所述定位夹具；

下料组件，位于所述轨道组件的另一端，用于将焊接完成的叉腿自末位的定位夹具取下。

2.根据权利要求1所述的叉腿自动焊接流水线，其特征在于，所述定位夹具包括滑动连接于所述轨道组件的滑动架、固定于所述滑动架的升降机构、连接于所述升降机构的安装板、安装于所述安装板的伸缩组件和相对设置的二组及以上的固定架，所述伸缩组件位于相对设置的固定架之间且伸缩方向垂直于所述固定架的长度方向，所述升降机构带动所述安装板升降。

3.根据权利要求2所述的叉腿自动焊接流水线，其特征在于，所述升降机构包括升降气缸和围绕升降气缸分布的导向柱，所述导向柱滑动连接于所述滑动架。

4.根据权利要求1所述的叉腿自动焊接流水线，其特征在于，所述上料组件包括上料机械手、用于码垛叉脚的物料架及设置于所述物料架的感应组件，所述上料机械手与感应组件通信连接，首个所述定位夹具和所述物料架位于所述上料机械手的活动范围内。

5.根据权利要求1所述的叉腿自动焊接流水线，其特征在于，所述焊接工位装置包括至少一组第一焊接装置，所述第一焊接装置包括第一焊接工装、第一振动盘组件及第一焊接机械单元，所述第一焊接机械单元包括第一焊枪机器人和第一取料机器人，其中，所述第一取料机器人用于夹取所述第一振动盘组件所输送的轮架支撑板贴合至所述叉腿的对应焊接位置，所述第一焊接工装固定所述轮架支撑板，所述第一焊接机械单元切换至所述第一焊枪机器人，所述第一焊枪机器人焊接所述轮架支撑板。

6.根据权利要求5所述的叉腿自动焊接流水线，其特征在于，所述第一焊接工装包括前端托架和后端托架，所述定位夹具位于所述前端托架和后端托架之间，所述叉脚的两端分别定位于所述前端托架和后端托架。

7.根据权利要求6所述的叉腿自动焊接流水线，其特征在于，所述前端托架包括托架主体、安装于所述托架主体的定位模块和定位气缸，所述定位模块限定所述叉脚的安装位置，所述定位气缸用于夹紧所述轮架支撑板。

8.根据权利要求5所述的叉腿自动焊接流水线，其特征在于，所述第一焊接装置还包括第二机械手，所述第二机械手包括第二焊枪组和第二取料机构，所述第二焊枪组和第二取料机构其中一者加工叉腿，其中，所述第二取料机构用于夹取加强板贴合至所述叉腿的对应焊接位置，所述第二焊接机械手切换至所述第二焊枪组，所述第二焊枪组焊接所述加强板。

9.根据权利要求8所述的叉腿自动焊接流水线，其特征在于，所述第一焊接装置包括间隔分布的两组，其中一组所述第二机械手抓取所述加强板，另一组用于抓取叉脚连接管。

10.根据权利要求5所述的叉腿自动焊接流水线，其特征在于，还包括翻转装置，所述翻转装置用于抓取末位的定位夹具所摆放的叉腿，所述焊接工位装置对应焊接所述叉腿的背面。

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