CN115647714A - 一种半挂骨架车焊接平台 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种半挂骨架车焊接平台，主要涉及骨架车焊接领域。一种半挂骨架车焊接平台，包括支撑平台以及龙门架，所述支撑平台包括一对中置限位台，所述中置限位台两侧设置一对外置限位台，两个中置限位台之间的下方设置中置承载装置，两侧的所述外置限位台与中置限位台之间的下方设置外置承载装置；所述支撑平台的两侧平行设置一组龙门滑轨，所述横移座底部中心设置伸缩夹具，横移座底面上设置绕伸缩夹具轴线转动的悬臂，悬臂上设置悬臂丝杠驱动机构以及悬臂滑轨，悬臂滑轨上滑动设置悬臂座，悬臂座底部设置焊接机械手。本发明的有益效果在于：本发明能够实现单焊接机械手对于连接骨的精确定位焊接，焊接效率高，焊接成本低。

Description

一种半挂骨架车焊接平台

技术领域

本发明主要涉及骨架车焊接领域，具体是一种半挂骨架车焊接平台。

背景技术

半挂车厢的底盘骨架是通过型材焊接而成，一般采用两根竖直槽钢作为支撑骨，两支撑骨之间焊接若干连接骨，支撑骨外侧会额外增加辅助的连接骨以及外侧支撑架，从而将骨架车底盘的承载范围进行扩展，以对车厢进行更好的支撑。其中外侧支撑架与支撑骨之间焊接，辅助的连接骨即焊接在外侧支撑架与支撑骨之间。目前对于连接骨的焊接，常规的还是人工气保焊的方式居多，而采用焊接机器人焊接时，由于骨架车本身跨度较大，需求机械手较多，成本较高，且焊接前还需要将连接骨点焊在支撑骨上，且必须保证连接骨在支撑骨上的焊接位置精度，以使得后续的焊接机械手可以准确的完成连接骨与支撑骨的焊接。这一系列的点焊、定位操作使得整体的焊接效率较低，焊接过程较为复杂，且需求焊接机器人较多，焊接成本较高，并不能满足骨架车的高效焊接需求。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供了一种半挂骨架车焊接平台，它能够实现单焊接机械手对于连接骨的精确定位焊接，焊接效率高，焊接成本低。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种半挂骨架车焊接平台，包括支撑平台以及龙门架，所述支撑平台包括中部对称设置的一对中置限位台，所述中置限位台两侧对称设置一对外置限位台，所述中置限位台两端均设置中置顶紧机构，所述外置限位台外侧均设置外置顶紧机构，两个所述中置限位台之间的下方设置中置承载装置，两侧的所述外置限位台与中置限位台之间的下方设置外置承载装置，所述中置承载装置与外置承载装置随着焊接的进行而向后方递进位移；所述支撑平台的两侧平行设置一组龙门滑轨，所述龙门架滑动设置在两端的龙门滑轨上，所述龙门滑轨内均设置同步运行的龙门丝杠驱动机构，两侧的所述龙门丝杠驱动机构用于驱动龙门架沿龙门滑轨直线运动，所述龙门架上设置横移丝杠驱动机构以及横移滑轨，所述横移滑轨上滑动设置横移座，所述横移丝杠驱动机构用于驱动所述横移座沿横移滑轨滑动，所述横移座底部中心设置伸缩夹具，所述横移座底面上设置绕伸缩夹具轴线转动的悬臂，所述横移座上具有驱动悬臂转动的转动驱动机构，所述悬臂上设置悬臂丝杠驱动机构以及悬臂滑轨，所述悬臂滑轨上滑动设置悬臂座，所述悬臂丝杠驱动机构用于驱动悬臂座沿所述悬臂滑轨直线运动，所述悬臂座底部设置焊接机械手。

所述中置顶紧机构以及外置顶紧机构均为液压缸，所述中置顶紧机构设置在两个所述中置限位台之间，所述外置顶紧机构设置在外置限位台外侧，所述中置顶紧机构与所述外置顶紧机构相向顶紧。

所述中置承载装置与外置承载装置均包括固定架、滑动架、张紧架以及承接带，所述固定架设置在支撑平台的后端，所述滑动架设置在支撑平台下方，所述张紧架设置在固定架与滑动架之间的地面凹槽内，所述滑动架上滑动设置调节座，所述调节座上转动设置调节辊，所述滑动架远离固定架的一端设置多级液压缸，所述多级液压缸用于推动调节座沿滑动架直线运动，所述张紧架竖直设置在底面凹槽内，所述张紧架上滑动设置张紧座，所述张紧座上转动设置张紧辊，所述张紧座与张紧架之间设置弹簧机构，所述承接带一端与固定架连接，所述承接带另一端绕过调节辊以及张紧辊后重新与固定架连接。

当所述悬臂转动到与龙门架平行的状态时，所述悬臂进行锁止。

所述伸缩夹具包括伸缩杆以及两爪夹具，所述伸缩杆为滑台气缸，所述两爪夹具设置在伸缩杆的底部。

所述两爪夹具为电机驱动的丝杠传动夹具。

所述横移座底部设置安装座，所述悬臂与安装座转动连接，所述转动驱动机构为锁止电机，所述锁止电机与悬臂之间设置齿轮减速箱。

所述安装座中部具有环孔，所述伸缩夹具穿过环孔，所述悬臂端部具有环管，所述环管即与安装座转动连接，所述环管套设在伸缩夹具的外侧，且所述环管内壁不与伸缩夹具相接触。

对比现有技术，本发明的有益效果是：

本发明通过中置限位台与外置限位台对支撑骨与支撑架分别进行定位，并利用顶紧机构完成支撑骨与支撑架的相对固定，为连接骨的布置提供稳定的框架支撑。其中连接骨在进行焊接时，不需要对其进行点焊固定，节省了工序，提高了焊接效率。在进行焊接时，所述伸缩夹具首先对需要焊接的连接骨进行定位，使连接骨紧贴支撑骨与支撑架的顶部使其相对固定，随后焊接机械手对连接骨边缘进行环焊完成焊接。整个焊接过程连续稳定，极大的提高了焊接效率。且本装置通过龙门架系统以及悬臂机构的设置，使得焊接机械手能够移动到每一个连接骨焊缝上方的相同位置，使得焊接机械手采用同一程序控制焊接行程即完成整个骨架车连接骨的焊接，极大的提高了焊接效率。本装置仅仅只需要一台焊接机械手就能够完成焊接操作，降低了设备成本。

附图说明

附图1是本发明第一立体视角结构示意图；

附图2是本发明第二立体视角结构示意图；

附图3是本发明主视视角结构示意图；

附图4是本发明无骨架车视角结构示意图；

附图5是本发明龙门架局部结构示意图；

附图6是本发明A部局部放大结构示意图；

附图7是本发明B部局部放大结构示意图；

附图中所示标号：1、支撑平台；3、龙门架；4、伸缩夹具；5、悬臂；6、焊接机械手；11、中置限位台；12、外置限位台；13、中置顶紧机构；14、外置顶紧机构；21、中置承载装置；22、外置承载装置；23、固定架；24、滑动架；25、张紧架；26、承接带；31、龙门滑轨；32、龙门丝杠驱动机构；33、横移丝杠驱动机构；34、横移滑轨；35、横移座；36、安装座；41、伸缩杆；42、两爪夹具；51、转动驱动机构；52、悬臂丝杠驱动机构；53、悬臂滑轨；54、悬臂座；55、环管；241、调节座；242、调节辊；243、多级液压缸；251、张紧座；252、张紧辊。

具体实施方式

结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

如图1-7所示，本发明所述一种半挂骨架车焊接平台，包括支撑平台1以及龙门架3，所述支撑平台1作为骨架车的支撑骨与支撑架的定位平台，通过将支撑骨与支撑架定位摆放在支撑平台1上，然后在支撑架与支撑骨之间、支撑骨与支撑骨之间填充连接骨，最终利用焊接系统完成连接骨的焊接。所述龙门架3横跨在支撑平台1上，龙门架3即作为焊接装置的承载部件，从而使焊接装置能够完成平面内的位移，对连接骨的焊接位置进行适配完成焊接。

所述支撑平台1包括中部对称设置的一对中置限位台11，所述中置限位台11两侧对称设置一对外置限位台12。所述中置限位台11顶面上具有浅槽作为支撑骨的定位之用。所述中置限位台11一端应当具有定位机构，从而对骨架车的支撑骨进行定位。所述外置限位台12顶面上具有“C”型的浅槽，从而对“C”型的支撑架进行限位，并对支撑架的位置进行定位，使支撑架与支撑骨之间能够完成精准的定位焊接。

所述中置限位台11两端均安装中置顶紧机构13，所述外置限位台12外侧均安装外置顶紧机构14。本实施方式中，所述中置顶紧机构13以及外置顶紧机构14均为液压缸，液压缸的前端具有定位板，从而通过液压缸将支撑骨与支撑架进行顶紧定位。所述中置顶紧机构13安装在两个所述中置限位台11之间，所述外置顶紧机构14设置在外置限位台12外侧，所述中置顶紧机构13与所述外置顶紧机构14相向顶紧。其中中置顶紧机构13完全伸展开后，将两个支撑骨向外侧顶紧固定，此时两个支撑骨之间的距离即为成品骨架车的支撑骨间距。所述外置顶紧机构14对支撑架进行顶紧，使支撑架两端顶紧在支撑骨上，从而完成支撑骨与支撑架之间的定位。在进行定位之前，连接骨提前置入到支撑骨与支撑骨之间、支撑架与支撑骨之间。由于支撑骨与支撑架均为槽钢材质，因而连接骨置入支撑骨与支撑骨之间、支撑架与支撑骨之间后，不会掉落下来。

两个所述中置限位台11之间的下方设置中置承载装置21，两侧的所述外置限位台12与中置限位台11之间的下方设置外置承载装置22，所述中置承载装置21与外置承载装置22对连接骨进行辅助承托，从而避免连接骨因为倾斜而自支撑骨与支撑骨之间、支撑架与支撑骨之间掉落。具体的，所述中置承载装置21与外置承载装置22结构一致，所述中置承载装置21与外置承载装置22随着焊接的进行而向后方递进位移，从而在焊接时能够将待焊接的连接骨暴露出来，从而完成连接骨四边与支撑骨之间的完整焊接。具体的，所述中置承载装置21与外置承载装置22均包括固定架23、滑动架24、张紧架25以及承接带26。所述固定架23固定在支撑平台1后端的地面上，所述滑动架24安装在支撑平台1下方，优选的，所述滑动架24与固定架23之间的地面上开设地面凹槽，所述张紧架25即设置在地面凹槽内。所述滑动架24上滑动安装调节座241，所述调节座241上转动安装调节辊242，所述滑动架24远离固定架23的一端设置多级液压缸243，所述多级液压缸243用于推动调节座241沿滑动架24直线运动。所述张紧架25竖直安装在底面凹槽内，所述张紧架25上滑动安装张紧座251，所述张紧座251上转动安装张紧辊252，所述张紧座251与张紧架25之间具有弹簧机构。所述承接带26一端与固定架23连接，所述承接带26另一端绕过调节辊242以及张紧辊252后重新与固定架23连接。通过该种设置方式，使得承接带26在固定架23、调试辊242以及张紧辊252之间成为封闭的区间。所述多级液压缸243的前端活塞杆与调节座241接触，当所述多级液压缸243伸展对调节座241进行推动时，所述张紧座251即在弹簧机构的拉动下向下位移，从而继续使承接带26张紧，此时由于调试辊242向后侧移动，从而将前端的连接骨暴露，使焊接机构能够对连接骨两端进行完整的焊接。

所述支撑平台1的两侧平行铺设一组龙门滑轨31，所述龙门架3滑动设置在两端的龙门滑轨31上，从而使得龙门架3能够横跨在支撑平台1上方。所述龙门滑轨31内均设置同步运行的龙门丝杠驱动机构32，两侧的所述龙门丝杠驱动机构32用于驱动龙门架3沿龙门滑轨31直线运动。所述龙门丝杠驱动机构32包括与龙门滑轨31平行设置的龙门丝杠，所述龙门丝杠一端安装伺服电机，伺服电机通过联轴器与龙门丝杠端部连接。两个所述伺服电机在控制装置的控制下同步动作，从而对龙门架3进行稳定的驱动。由于伺服电机的设置，使得龙门架3可以停止在支撑骨轴线方向的精确位置，从而完成焊接时的定位。

所述龙门架3上设置横移丝杠驱动机构33以及横移滑轨34，所述横移滑轨34上滑动设置横移座35。所述横移丝杠驱动机构33以及横移滑轨34沿着龙门架3轴线方向布置，所述横移丝杠驱动机构33包括横移丝杠以及横移伺服电机，所述横移伺服电机通过联轴器与横移丝杠一端连接，通过横移伺服电机可以带动横移丝杠转动。横移座35上具有与横移丝杠相配合的丝杠螺母以及与横移滑轨34滑动配合的横移滑动副，通过横移伺服电机的驱动，可带动横移座35沿横移滑轨34精准位移，从而对连接骨两端进行精确的定位焊接。

所述横移座35底部中心安装伸缩夹具4，所述横移座35底面上安装绕伸缩夹具4轴线转动的悬臂5，所述横移座35上具有驱动悬臂5转动的转动驱动机构51。连接骨两端与支撑骨焊接时，其两端的焊接位置为平行状态，因而为了便于对连接骨两端的焊接，当所述悬臂5转动到与龙门架3平行的状态时，所述悬臂5进行锁止作为焊接装置的焊接位置。

所述悬臂5上安装悬臂丝杠驱动机构52以及悬臂滑轨53，所述悬臂滑轨53上滑动安装臂座5。所述悬臂丝杠驱动机构52包括悬臂丝杠以及悬臂伺服电机，所述悬臂丝杠与悬臂滑轨53平行设置，所述悬臂伺服电机设置在悬臂5远离转动部位一端，所述悬臂伺服电机的电机轴与悬臂丝杠端部通过联轴器连接。所述悬臂伺服电机用于驱动悬臂座54沿所述悬臂滑轨53进行精准的直线运动，所述悬臂座54底部安装焊接机械手6，焊接机械手6对连接骨两端进行焊接。其中龙门架3沿支撑骨方向位移，对连接骨焊接时焊接机械手6的横向位置进行定位，所述横移丝杠驱动机构33带动横移座35进行位移，对连接骨焊接时焊接机械手6的纵向位置进行定位。在进行定位时，一般驱动横移座35位移，使伸缩夹具4的轴线位于连接骨中间位置，然后通过悬臂丝杠驱动机构52带动悬臂座54沿所述悬臂滑轨53进行精准位移，将焊接机械手6移动到焊接位置，以适应两侧的连接骨与中间连接骨长度的不同，使焊接机械手6能够采用同一焊接轨迹即能够完成所有连接骨的焊接。

具体的，所述伸缩夹具4作为连接骨的焊接定位之用，所述伸缩夹具4夹取连接骨后将连接骨提起，使连接骨顶部紧贴支撑骨槽钢的上底面，从而利用焊接机械手6完成连接骨的焊接。所述伸缩夹具4包括伸缩杆41以及两爪夹具42，所述伸缩杆41为滑台气缸，滑台气缸的采用使得伸缩夹具4具有良好的刚性，能够对连接骨进行稳定的夹取与固定。所述两爪夹具42安装在伸缩杆41的底部，所述两爪夹具42为电机驱动的丝杠传动夹具。所述两爪夹具42的两个夹具头间隔大于连接骨的宽度，在进行连接骨的夹取时，两个夹具头的大间隔可以将定位摆放并不精确的连接骨进行夹取，并对连接骨的位置进行定位，使连接骨位于待焊接的位置，通过焊接机械手6进行焊接。

所述横移座35底部设置安装座36，所述安装座36中部具有环孔，所述伸缩夹具4穿过环孔。所述安装座36一侧与横移座35之间通过连接板进行连接。所述悬臂5端部具有环管55，所述环管55即与安装座36转动连接，所述环管55套设在伸缩夹具4的外侧，且所述环管55内壁不与伸缩夹具4相接触。所述转动驱动机构51为锁止电机，所述锁止电机与悬臂5之间设置齿轮减速箱。通过锁止电机的驱动，可带动悬臂5在安装座36上转动，从而使悬臂5带动焊接机械手6摆动到连接骨两端的焊接位置。通过悬臂5的摆动，可以使机械手6能够准确的停留在连接骨上方的焊接位置处，从而避免了焊接前的单独定位，能够直接进行焊接操作，极大的提高了焊接效率。

本焊接装置中，各动作元件均受到作为控制单元的控制器控制，通过控制器对各个动作元件的动作进行协调完成骨架车的焊接操作。为方便表述，在本次描述中，定义支撑骨与支撑架之间的连接骨为短连接骨，定义支撑骨与支撑骨之间的连接骨为长连接骨。在焊接时，根据时间顺序本装置的运行流程如下：首先将支撑骨与支撑架分别放置在对应的中置限位台11以及外置限位台12上，并在支撑骨与支撑架之间填充短连接骨，在两个支撑骨之间填充长连接骨，长连接骨被中置承载装置21承接，外置承载装置22承托防止掉落，随后利用中置顶紧机构13与外置顶紧机构14相向顶紧使支撑骨与支撑架固定，此时短连接骨被支撑架与支撑骨夹具，长连接骨被支撑骨与支撑骨相对夹住，从而减小连接骨的掉落间隙。完成支撑骨与支撑架的相对顶紧后，通过控制器控制龙门丝杠驱动机构32动作，将龙门架3移动到其中一侧第一个短连接骨上方，并控制横移丝杠驱动机构33动作，使横移座35上的伸缩夹具4轴线与该侧短连接骨的中心对齐，同时控制器控制转动驱动机构51动作将悬臂5摆动到该连接骨待焊接一端，并控制悬臂丝杠驱动机构52动作，使悬臂座54移动设定的距离，将焊接机械手6处于工作位置处。随后控制器控制伸缩夹具4伸展将该短连接骨抓取并提升到与支撑骨支撑架顶部抵触的状态，随后控制器控制多级液压缸243推动调节座241向后方位移两个短连接骨的间隔距离，将该短连接骨的底部焊接位置暴露出来。随后控制焊接机械手6动作，对该短连接骨该侧焊接位置进行焊接，焊接完成后焊接机械手6恢复初始位置待命，控制器控制转动驱动机构51转动180度，并继续控制焊接机械手6完成该连接骨另一侧的焊接，焊接完成后松开伸缩夹具4的装夹，控制器控制龙门丝杠驱动机构32动作移动一定距离，该距离等于两个短连接骨之间的距离。随后控制器控制伸缩夹具4对该短连接骨夹取，多级液压缸243推动调节座241向后方位移两个短连接骨的间隔距离，由焊接机械手6完成该短连接骨两端的焊接。当该侧支撑骨与支撑架之间的短连接骨焊接完成后，龙门架3复位到初始位置，横移丝杠驱动机构33带动横移座移动到另一侧的短连接骨位置，重复前序操作完成该侧短连接骨的焊接。随后龙门架3复位到初始位置，横移丝杠驱动机构33带动横移座移动到两个支撑骨之间的长连接骨中心处，控制器控制悬臂丝杠驱动机构52带动悬臂座54向远端移动一定距离，使焊接机械手6的焊枪距离长连接骨的焊接起点长度等同于前序步骤中焊枪距离短连接骨的焊接起点长度，随后由控制器控制完成上述的伸缩夹具4夹取长连接骨，焊接机械手6对长连接骨两端焊接操作，直至所有长连接骨焊接完成后，可手动定位焊点，由焊接机械手6完成连接架与连接骨之间的焊点焊接。最终，龙门架3在控制器的控制下退出，将焊接完成的连接架吊装取下。

Claims (8)

1.一种半挂骨架车焊接平台，包括支撑平台（1）以及龙门架（3），其特征在于：所述支撑平台（1）包括中部对称设置的一对中置限位台（11），所述中置限位台（11）两侧对称设置一对外置限位台（12），所述中置限位台（11）两端均设置中置顶紧机构（13），所述外置限位台（12）外侧均设置外置顶紧机构（14），两个所述中置限位台（11）之间的下方设置中置承载装置（21），两侧的所述外置限位台（12）与中置限位台（11）之间的下方设置外置承载装置（22），所述中置承载装置（21）与外置承载装置（22）随着焊接的进行而向后方递进位移；所述支撑平台（1）的两侧平行设置一组龙门滑轨（31），所述龙门架（3）滑动设置在两端的龙门滑轨（31）上，所述龙门滑轨（31）内均设置同步运行的龙门丝杠驱动机构（32），两侧的所述龙门丝杠驱动机构（32）用于驱动龙门架（3）沿龙门滑轨（31）直线运动，所述龙门架（3）上设置横移丝杠驱动机构（33）以及横移滑轨（34），所述横移滑轨（34）上滑动设置横移座（35），所述横移丝杠驱动机构（33）用于驱动所述横移座（35）沿横移滑轨（34）滑动，所述横移座（35）底部中心设置伸缩夹具（4），所述横移座（35）底面上设置绕伸缩夹具（4）轴线转动的悬臂（5），所述横移座（35）上具有驱动悬臂（5）转动的转动驱动机构（51），所述悬臂（5）上设置悬臂丝杠驱动机构（52）以及悬臂滑轨（53），所述悬臂滑轨（53）上滑动设置悬臂座（54），所述悬臂丝杠驱动机构（52）用于驱动悬臂座（54）沿所述悬臂滑轨（53）直线运动，所述悬臂座（54）底部设置焊接机械手（6）。

2.根据权利要求1所述的一种半挂骨架车焊接平台，其特征在于：所述中置顶紧机构（13）以及外置顶紧机构（14）均为液压缸，所述中置顶紧机构（13）设置在两个所述中置限位台（11）之间，所述外置顶紧机构（14）设置在外置限位台（12）外侧，所述中置顶紧机构（13）与所述外置顶紧机构（14）相向顶紧。

3.根据权利要求1所述的一种半挂骨架车焊接平台，其特征在于：所述中置承载装置（21）与外置承载装置（22）均包括固定架（23）、滑动架（24）、张紧架（25）以及承接带（26），所述固定架（23）设置在支撑平台（1）的后端，所述滑动架（24）设置在支撑平台（1）下方，所述张紧架（25）设置在固定架（23）与滑动架（24）之间的地面凹槽内，所述滑动架（24）上滑动设置调节座（241），所述调节座（241）上转动设置调节辊（242），所述滑动架（24）远离固定架（23）的一端设置多级液压缸（243），所述多级液压缸（243）用于推动调节座（241）沿滑动架（24）直线运动，所述张紧架（25）竖直设置在底面凹槽内，所述张紧架（25）上滑动设置张紧座（251），所述张紧座（251）上转动设置张紧辊（252），所述张紧座（251）与张紧架（25）之间设置弹簧机构，所述承接带（26）一端与固定架（23）连接，所述承接带（26）另一端绕过调节辊（242）以及张紧辊（252）后重新与固定架（23）连接。

4.根据权利要求1所述的一种半挂骨架车焊接平台，其特征在于：当所述悬臂（5）转动到与龙门架（3）平行的状态时，所述悬臂（5）进行锁止。

5.根据权利要求1所述的一种半挂骨架车焊接平台，其特征在于：所述伸缩夹具（4）包括伸缩杆（41）以及两爪夹具（42），所述伸缩杆（41）为滑台气缸，所述两爪夹具（42）设置在伸缩杆（41）的底部。

6.根据权利要求5所述的一种半挂骨架车焊接平台，其特征在于：所述两爪夹具（42）为电机驱动的丝杠传动夹具。

7.根据权利要求1所述的一种半挂骨架车焊接平台，其特征在于：所述横移座（35）底部设置安装座（36），所述悬臂（5）与安装座（36）转动连接，所述转动驱动机构（51）为锁止电机，所述锁止电机与悬臂（5）之间设置齿轮减速箱。

8.根据权利要求7所述的一种半挂骨架车焊接平台，其特征在于：所述安装座（36）中部具有环孔，所述伸缩夹具（4）穿过环孔，所述悬臂（5）端部具有环管（55），所述环管（55）即与安装座（36）转动连接，所述环管（55）套设在伸缩夹具（4）的外侧，且所述环管（55）内壁不与伸缩夹具（4）相接触。

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