CN115476086A - 一种挖掘机马达座自动焊接工作站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种挖掘机马达座自动焊接工作站，属于马达座加工技术领域。包括：L形双轴变位机及液压夹紧工装，L形双轴变位机包括变位机主体箱、L形翻转臂及水平旋转台，本发明通过变位机主体箱内部设置的翻转伺服电机能够带动L形翻转臂的一端沿水平设置的旋转轴上下翻转，L形翻转臂另一端内置的水平旋转电机能够带动水平旋转台水平旋转，液压压紧工装固定在水平旋转台的顶端，因此压装固定在液压压紧工装上的挖掘机马达座既能实现上下翻转，又能实现水平旋转，使得本发明能够根据焊接姿态要求调整马达座不同的翻转及旋转角度，实现不同焊缝的焊接要求，便于对挖掘机马达座进行多角度的焊接。

Description

一种挖掘机马达座自动焊接工作站

技术领域

本发明涉及马达座加工技术领域，更具体的说是涉及一种挖掘机马达座自动焊接工作站。

背景技术

挖掘机是工程建设中最常用的工程机械之一。从工程机械的发展趋势来看，其用途越来越广泛，因此，市场对挖掘机的生产需求也随之提高，马达作为挖掘机动力系统最关键的装置，一般安装在马达座上，马达座又称之为驱动座或马达支架，因此，马达座的焊接效率和质量好坏会直接影响挖掘机动力系统的稳定性与产能。

目前焊接装置只具备简单的装夹功能，并大部分需要人工对马达座进行翻转，且只能进行单一型号马达座的焊接，生产单一，兼容性差，这样增加了换型换件时间，影响焊接效率。

另一方面，如图1所示，一台挖掘机一般含有左右两件马达座总成，且左右马达座均由底板A，弯板B、中心板C等，马达座满焊前已经通过组拼工装拼接点焊为一体，再由马达座总成的焊接装置对左右马达座进行所有焊缝进行满焊操作，随着挖掘机设备的不断改进优化，对马达座焊接操作特别是总成的满焊焊接的质量及效率一直要求颇高，目前还没有专门用于马达座总成的焊接装置，导致马达座的生产效率慢，焊接质量稳定性不好。

因此，如何提高马达座的焊接效率，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种挖掘机马达座自动焊接工作站，用于提高挖掘机马达座的焊接效率。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种挖掘机马达座自动焊接工作站，包括：

L形双轴变位机及液压夹紧工装，所述L形双轴变位机包括变位机主体箱、L形翻转臂及水平旋转台，所述变位机主体箱的内部设置有翻转伺服电机，所述翻转伺服电机的旋转轴水平设置并与所述L形翻转臂的一端连接，所述L形翻转臂的另一端内置有水平旋转电机，所述水平旋转电机的旋转轴与所述水平旋转台连接；

所述液压压紧工装包括工装底座、支撑板、上下压紧装置及侧边可调压紧装置，所述工装底座固定在所述水平旋转台的顶端平面，所述支撑板通过连接块固定在工装底座的顶端，所述上下压紧装置固定在所述支撑板的一侧，所述侧边可调压紧装置固定在所述工装底座上，所述侧边可调压紧装置包括第一侧边可调压紧装置及第二侧边可调压紧装置，且第一侧边可调压紧装置、第二侧边可调压紧装置与上下压紧装置在水平方向上呈三角形设置。

优选的，所述L形双轴变位机包括第一L形双轴变位机及对称设置的第二L形双轴变位机，相应的所述液压夹紧工装包括第一液压压紧工装及对称设置的第二液压压紧工装。

优选的，所述挖掘机马达座自动焊接工作站，还包括六轴焊接机器人，所述六轴焊接机器人的固定位置到所述第一L形双轴变位机的水平距离与所述六轴焊接机器人的固定位置到第二L形双轴变位机的水平距离相等。

优选的，所述上下压紧装置包括压头、油缸安装板及压紧油缸，所述压头及压紧油缸均固定在所述油缸安装板上，所述压头通过液压管道与所述压紧油缸连接，所述油缸安装板在所述支撑板的外侧。

优选的，所述第一侧边可调压紧装置及第二侧边可调压紧装置均包括安装架、行走油缸、滑动导轨及侧边压紧块，所述安装架固定在所述工装底座上，所述行走油缸及滑动导轨均固定在所述安装架上，所述侧边压紧块通过液压管道与所述行走油缸连接，所述侧边压紧块与所述滑动导轨滑动固定。

优选的，所述支撑板的上表面的边缘设置有限位块，所述限位块呈L形排列设置，用于实现对挖掘机马达座的限位。

优选的，所述挖掘机马达座自动焊接工作站，还包括清洁装置，所述清洁装置包括除尘系统和清枪站，所述除尘系统用于对焊接过程中产生的焊烟及焊接残留进行清理，所述清枪站用于对六轴焊接机器人的焊枪进行清理。

优选的，挖掘机马达座自动焊接工作站还包括管理监控系统，所述管理监控系统包括数据采集单元、数据传输单元以及实时监控单元；

所述数据采集单元用于采集挖掘机马达座自动焊接工作站工作过程中的焊接数据，所述焊接数据包括自动焊接工作站工作影像、送丝管悬臂架送丝速度、六轴焊接机器人的工作电流及挖掘机马达座的焊接数量；

所述数据传输单元用于将采集的焊接数据传输给实时监控单元；

所述实时监控单元用于对焊接数据进行实时监控并产生预警信息。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种挖掘机马达座自动焊接工作站，具有以下有益效果：

1、本发明通过L形双轴变位机实现了挖掘机马达座在两个相互垂直方向上的多角度旋转，减少了人工借助行车吊装马达座进行翻面焊接时，操作繁琐、功能单一等问题，降低了翻转和重新压装的换件时间，提高了焊接效率；

2、本发明通过调节上下压紧装置及侧边可调压紧装置，能够实现兼容多种型号尺寸的挖掘机马达座的焊接工作。

3、本发明马达座机器人自动焊接工作站可以作为焊接工位信息终端，作为车间制造执行系统(MES)的前端设备，实现焊接的自动化、焊接过程中数据自动采集、自动上传等功能，同时预留了和其他车间信息化系统集成的接口。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明背景技术及实施例中提供的挖掘机左右马达座结构示意图；

图2为本发明实施例提供的机器人自动焊接工作站整体结构组成示意图；

图3为本发明实施例提供的右L形双轴变位机及右液压夹紧工装整体安装结构示意图；

图4为本发明实施例提供的右液压夹紧工装整体结构示意图；

图5为本发明实施例提供的右液压夹紧工装结构爆炸示意图；

图6为本发明实施例提供的右液压夹紧工装中第一侧边可调压紧装置结构爆炸示意图；

图7为本发明实施例提供的电气及信息化控制系统网络拓扑示意图。

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。

本发明实施例公开了一种挖掘机马达座自动焊接工作站，包括：

L形双轴变位机及液压夹紧工装，L形双轴变位机主要由变位机主体箱、L形翻转臂及水平旋转台构成，变位机主体箱固定在地基上，变位机主体箱的内部设置有翻转伺服电机，翻转伺服电机的旋转轴水平设置并与所述L形翻转臂的一端连接，L形翻转臂的另一端内置有水平旋转电机，所述水平旋转电机的旋转轴与水平旋转台连接；

液压压紧工装主要包括工装底座、支撑板、上下压紧装置及侧边可调压紧装置，工装底座固定在水平旋转台的顶端，支撑板通过连接块固定在工装底座的顶端平面，所述上下压紧装置固定在支撑板的一侧，所述侧边可调压紧装置固定在工装底座上，所述侧边可调压紧装置包括第一侧边可调压紧装置及第二侧边可调压紧装置，且第一侧边可调压紧装置、第二侧边可调压紧装置与上下压紧装置在水平方向上呈三角形设置。

在一个具体实施例中，如图2所示，为了能够方便对左挖掘机马达座1和右挖掘机马达座4构成的一组马达座进行同期满焊作业，挖掘机马达座自动焊接工作站中的L形双轴变位机及液压夹紧工装均设置为两套，即L形双轴变位机包括左L形双轴变位机3(第一L形双轴变位机)及对称设置的右L形双轴变位机6(第二L形双轴变位机)，相应的液压夹紧工装包括左液压压紧工装2(第一液压压紧工装)及对称设置的右液压压紧工装5(第二液压压紧工装)。

在上述实施例中，挖掘机马达座自动焊接工作站，还包括六轴焊接机器人7，六轴焊接机器人7的固定位置到左L形双轴变位机3的水平距离与所述六轴焊接机器人7的固定位置到右L形双轴变位机6的水平距离相等。

六轴焊接机器人7包括机器人本体、水冷焊枪8、机器人底座9以及为六轴焊接机器人提供电源的机器人控制柜10，水冷焊枪8安装在机器人本体的机械臂上，用于对挖掘机马达座进行自动焊接。

自动焊接过程中其他设备还包括焊丝桶11、送丝管悬臂架12和焊枪水冷机11。焊丝桶11用于存储焊丝，送丝管悬臂架12用于为六轴焊接机器人7的水冷焊枪8输送焊丝，送丝管悬臂架12能够通过送丝管悬臂架12连接端设置的回转轴承，在机器人姿态变换的状态下随动旋转，实现送丝管悬臂12-2的水平旋转跟随送丝。

为了保持机器人自动焊接工作站的工作过程中的清洁，本发明中机器人自动焊接工作站还包括清洁装置，清洁装置包括除尘系统13和清枪站14，除尘系统13用于对焊接过程中产生的焊烟及焊接残留进行清理，清枪站14用于对六轴焊接机器人的焊枪8进行清理。

为了与液压夹紧工装相配套，本发明实施例中还单独配置有液压泵站15。

为了进一步阐述本发明的发明原理，如图3、图4、图5、图6所示，单独对右L形双轴变位机6及右液压压紧工装5的结构细节进行进一步说明(左L形双轴变位机3及左液压压紧工装2的结构分别与右L形双轴变位机6及右液压压紧工装5的结构对称设置)，右L形双轴变位机6主要由变位机主体箱6-1、L形翻转臂6-1及水平旋转台6-3构成，变位机主体箱6-1固定在地基上，变位机主体箱6-1的内部设置有翻转伺服电机，翻转伺服电机的旋转轴水平设置并与L形翻转臂6-1的一端连接，L形翻转臂6-1的另一端内置有水平旋转电机，所述水平旋转电机的旋转轴与水平旋转台6-3连接固定；

右液压压紧工装5主要包括工装底座5-1、支撑板5-2、上下压紧装置501及侧边可调压紧装置，工装底座5-1固定在水平旋转台6-3的顶端平面上，支撑板5-2通过连接块5-4固定在工装底座5-1的上表面，上下压紧装置501固定在支撑板5-2的一侧，侧边可调压紧装置固定在工装底座5-1上，侧边可调压紧装置包括第一侧边可调压紧装置502及第二侧边可调压紧装置503，且第一侧边可调压紧装置502、第二侧边可调压紧装置503与上下压紧装置501在水平方向上呈三角形设置。

具体的，上下压紧装置501包括压头5-5、油缸安装板5-6及压紧油缸5-7，压头5-5及压紧油缸5-7均固定在油缸安装板5-6上，油缸安装板5-6固定安装在支撑板5-2的一侧。压头5-5与压紧油缸5-7通过液压管道连接，上下压紧装置501能够使得压头5-5在液压作用下对放置在支撑板5-2上的挖掘机马达座的底板A进行上下压紧。

第一侧边可调压紧装置502及第二侧边可调压紧装置503主要对马达座的底板A的侧面进行压紧，并能够根据底板A的面积大小进行调整，以满足不同规格的马达座的压装。

第一侧边可调压紧装置502及第二侧边可调压紧装置503均包括安装架、行走油缸5-8、滑动导轨5-9及侧边压紧块5-10，安装架固定在工装底座5-1上，行走油缸5-8及滑动导轨5-9均固定在所述安装架上，侧边压紧块4-10与滑动导轨5-9滑动固定。

本发明实施例中，工装底座5-1及支撑板5-2的两侧均设置有开口槽，第一侧边可调压紧装置502及第二侧边可调压紧装置503固定后卡装在开口槽上，以进一步减小液压夹紧工装的整体空间大小，使得液压夹紧工装的布局更加合理。

本发明实施例中，第一侧边可调压紧装置502除了具有对底板A的侧边进行侧向压紧的功能之外，还能够同时对底板A的上下进行压紧，其中第一侧边可调压紧装置502的压头5-5及压紧油缸5-7起到对底板A上下压紧的作用；行走油缸5-8、滑动导轨5-9及侧边压紧块5-10起到对底板A的侧边压紧作用，行走油缸5-8和滑动导轨5-9设置，滑动导轨5-9一方面通过液压管道与行走油缸5-8连接，另一方面滑动固定在滑动导轨5-9上，使得侧边压紧块5-10能够在液压作用下在滑动导轨5-9上滑动，以便对不同大小规格的马达座底板A进行侧向压装，具体操作时，先对底板A的侧向进行压装，然后在对底板A的上下方向进行压装。

本发明实施例中，第二侧边可调压紧装置503的行走油缸5-8和滑动导轨5-9水平设置，侧边压紧块5-10位于行走油缸5-8和滑动导轨5-9的上方，使得第二侧边可调压紧装置503对底板A的侧边进行压装时，行走油缸5-8能够避开马达座上的弯板B和中心板C。

上述实施例中滑动导轨5-9均由两根并行的单独导轨构成，以增加侧边压紧块的滑动稳定性。

为了进一步优化上述技术方案，实施例中，支撑板5-2的上表面的边缘位置设置有限位块5-3，限位块5-3由多个小的限位块构成呈L形设置，用于实现对挖掘机马达座底板A的两个直角侧边进行限位。

在上述实施例中，液压夹紧工装的一侧边缘还设置有油缸护罩5-12，用于对第一侧边可调压紧装置502的行走油缸5-8进行保护；同时第二侧边可调压紧装置503的末端设置有护板5-11。

本发明实施例中，侧边压紧装置中的压头和侧边压紧块高于支撑板，在液压压紧工装的支撑板上压装放置马达座时(将马达座底板A放置在支撑板上，本发明只进行满焊操作，固定底板A时，前弯板B、中心板C与底板A之间已进行点焊固定)，液压压紧工装的压头(本实施例中包括上下压紧装置的压头和第一侧边可调压紧装置的压头)在压紧油缸的作用下压头顶部处于抬起状态，完全让开了马达座底板A的可压装部位(避开前弯板B和中心板C的底板端面)的放置空间，放置马达座后压头在压紧油缸的作用下下压从而实现对马达座的压紧。

另一方面本发明实施例中变位机主体箱内部设置的翻转伺服电机能够带动L形翻转臂的一端沿水平设置的旋转轴上下翻转，L形翻转臂另一端内置的水平旋转电机能够带动水平旋转台水平旋转，液压压紧工装固定在水平旋转台的顶端平面上，因此挖掘机马达座压装固定在液压压紧工装上后既能实现上下翻转，又能实现水平旋转，使得本发明能够根据焊接姿态要求调整马达座不同的翻转及旋转角度，实现不同焊缝的焊接要求，便于对挖掘机马达座进行多角度的焊接。

本发明中L形翻转臂回转机构还设有极限制动装置，采用限位开关及机械限位块，在满足马达座所有焊缝可达的情况下，防止变位机的L形翻转臂做多余旋转以免浪费焊接时间节拍，亦可节省部分占用空间，以免旋转角度过大干涉周边设施，上件时控制翻转机构处于水平位置，保证上件位置的准确性和整体设备的稳定性。变位机顶部设置有零点标识，在设备长期使用后可便于人工观察变位机是否出现错位故障，从而进行校对设备工作的初始坐标零位。

作为一种改机的技术方案，挖掘机马达座自动焊接工作站还包括管理监控系统，所述管理监控系统包括数据采集单元、数据传输单元以及实时监控单元；

所述数据采集单元用于采集挖掘机马达座自动焊接工作站工作过程中的焊接数据，所述焊接数据包括自动焊接工作站工作影像、送丝管悬臂架送丝速度、六轴焊接机器人的工作电流及挖掘机马达座的焊接数量；

所述数据传输单元用于将采集的焊接数据传输给实时监控单元；

所述实时监控单元用于对焊接数据进行实时监控并产生预警信息。

根据焊接控制要求及信息化要求，电气控制系统网络拓扑结构如图7所示，马达座机器人自动焊接工作站可以作为焊接工位信息终端，作为车间制造执行系统(MES)的前端设备，实现焊接的自动化、焊接过程中数据自动采集、自动上传等功能，同时预留了和其他车间信息化系统集成的接口。采集数据：工位报工，焊接机器人工作状态，送丝速度，电流大小，变位机工作状态(工作中、停机、故障)，订单数量，焊接产品件数，达成率等生产过程信息监测反馈给车间中控系统，可显示在监测屏幕上以便人工查看设备工作情况。

控制系统是整个生产工站运行的核心大脑，控制整个工位所有设备的生产有序运行。该系统实现生产任务订单的接收，缓存和下发；机器人和变位机交互信号的收集、转发；零件焊接工时的申报及设备状态的采集，并将采集的设备状态和告警信息实时发送给企业中控系统，提供有效的产线维护信息。总控系统通过对整个产线的生产任务进行控制、管理与实时监控，最终实现整个焊接生产流程的自动化、数字化管理。

本控制系统采用PLC架构通过PROFINET实现机器人与PLC之间的数据通信和传输。操作人员登录系统后，可以对产线所有的设备状态、订单信息，设备状态及产品加工状态进行全流程实时监控。

本发明还可配合搬运机器人进行信息交互实现自动上下料，可集成为生产线自动化批量生产马达座，实现工厂智能化、无人化。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种挖掘机马达座自动焊接工作站，其特征在于，包括：

L形双轴变位机及液压夹紧工装，所述L形双轴变位机包括变位机主体箱、L形翻转臂及水平旋转台，所述变位机主体箱的内部设置有翻转伺服电机，所述翻转伺服电机的旋转轴水平设置并与所述L形翻转臂的一端连接，所述L形翻转臂的另一端内置有水平旋转电机，所述水平旋转电机的旋转轴与所述水平旋转台连接；

所述液压压紧工装包括工装底座、支撑板、上下压紧装置及侧边可调压紧装置，所述工装底座固定在所述水平旋转台的顶端平面，所述支撑板通过连接块固定在工装底座的顶端，所述上下压紧装置固定在所述支撑板的一侧，所述侧边可调压紧装置固定在所述工装底座上，所述侧边可调压紧装置包括第一侧边可调压紧装置及第二侧边可调压紧装置，且第一侧边可调压紧装置、第二侧边可调压紧装置与上下压紧装置在水平方向上呈三角形设置。

2.根据权利要求1所述的挖掘机马达座自动焊接工作站，其特征在于，所述L形双轴变位机包括第一L形双轴变位机及对称设置的第二L形双轴变位机，相应的所述液压夹紧工装包括第一液压压紧工装及对称设置的第二液压压紧工装。

3.根据权利要求2所述的挖掘机马达座自动焊接工作站，其特征在于，还包括六轴焊接机器人，所述六轴焊接机器人的固定位置到所述第一L形双轴变位机的水平距离与所述六轴焊接机器人的固定位置到第二L形双轴变位机的水平距离相等。

4.根据权利要求1所述的挖掘机马达座自动焊接工作站，其特征在于，所述上下压紧装置包括压头、油缸安装板及压紧油缸，所述压头及压紧油缸均固定在所述油缸安装板上，所述压头通过液压管道与所述压紧油缸连接，所述油缸安装板在所述支撑板的外侧。

5.根据权利要求1所述的挖掘机马达座自动焊接工作站，其特征在于，所述第一侧边可调压紧装置及第二侧边可调压紧装置均包括安装架、行走油缸、滑动导轨及侧边压紧块，所述安装架固定在所述工装底座上，所述行走油缸及滑动导轨均固定在所述安装架上，所述侧边压紧块通过液压管道与所述行走油缸连接，所述侧边压紧块与所述滑动导轨滑动固定。

6.根据权利要求1所述的挖掘机马达座自动焊接工作站，其特征在于，所述支撑板的上表面的边缘设置有限位块，所述限位块呈L形排列设置，用于实现对挖掘机马达座的限位。

7.根据权利要求3所述的挖掘机马达座自动焊接工作站，其特征在于，还包括清洁装置，所述清洁装置包括除尘系统和清枪站，所述除尘系统用于对焊接过程中产生的焊烟及焊接残留进行清理，所述清枪站用于对六轴焊接机器人的焊枪进行清理。

8.根据权利要求3所述的挖掘机马达座自动焊接工作站，其特征在于，还包括管理监控系统，所述管理监控系统包括数据采集单元、数据传输单元以及实时监控单元；

所述数据采集单元用于采集挖掘机马达座自动焊接工作站工作过程中的焊接数据，所述焊接数据包括自动焊接工作站工作影像、送丝管悬臂架送丝速度、六轴焊接机器人的工作电流及挖掘机马达座的焊接数量；

所述数据传输单元用于将采集的焊接数据传输给实时监控单元；

所述实时监控单元用于对焊接数据进行实时监控并产生预警信息。

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