CN115673636A - 一种自动化焊接件流水线及加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动化焊接件流水线及加工方法，包括：焊板架，设置在所述焊板架一侧的夹料排版组件，设置在焊板架另一侧的焊接臂以及控制台，所述控制台用于操控夹料排版组件进行管材选取，操控焊板架进行管材夹持与以及操控焊接臂进行管材焊接；本发明通过为提高焊接效率，在架体侧面通过螺栓连接两个对称设置的焊板，在自动焊接的过程中可一次性通过夹料排版组件中排版夹盘对不同长度、大小的管材进行排版夹取，形成未焊定型的平面架，并放置于对应的焊板上，进行未焊定型固定，再进行不间断的一次性焊接，由此可根据平面架结构的复杂化进行设备调整，可实现一次性管材排版与焊接，将步骤精简化，从而缩短整体平面架加工时间。
Description
技术领域
本发明是一种自动化焊接件流水线及加工方法，属于焊接流水线技术领域。
背景技术
在焊接技术领域中，为了降低成本，推行自动化焊接技术，控制焊接过程中的各种参数，实现焊接工序自动化，可以减轻劳动强度、改善劳动条件。在平面架自动化焊接中，主要将单一杆、管进行组合进行焊接，通过机械臂对单一杆、管进行独立夹取定位放置，进而进行焊接，在焊接的过程中，需要逐一对杆、管，从而逐渐形成平面架。
现有技术中当产品架体较为复杂，在自动焊接的过程中需要机械臂需要不断的进行反复夹取，且随着平面架结构的复杂化，其产品加工时间不断加强，容易导致其整体平面架加工时间难以缩短，从而使得产品生产效率难以提升。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种自动化焊接件流水线及加工方法，以解决的现有技术在产品架体较为复杂，在自动焊接的过程中需要机械臂需要不断的进行反复夹取，容易导致产品生产效率难以提升，且随着平面架结构的复杂化，其产品加工时间不断加强，且由于步骤难以精简继而导致其整体平面架加工时间难以缩短的问题。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
一种自动化焊接件流水线，包括：焊板架，设置在所述焊板架一侧的夹料排版组件，设置在焊板架另一侧的焊接臂以及控制台，所述控制台用于操控夹料排版组件进行管材选取，操控焊板架进行管材夹持与以及操控焊接臂进行管材焊接；
所述焊板架包括一架体以及倾斜安装在架体侧面的若干个焊板；
所述夹料排版组件包括排版夹盘以及机械臂，所述机械臂上方安装有排版夹盘，所述排版夹盘用于夹取管材；
所述排版夹盘包括主杆、若干个中转夹件，固接在所述中转夹件上的若干辅杆以及夹持固定在所述辅杆上的若干个双头泵机，所述双头泵机一侧设有固定夹通过螺栓进行夹紧，所述固定夹用于夹持辅杆，所述双头泵机另一侧设有活动夹，所述活动夹用于夹持管材，所述双头泵机与控制台电连接。
本发明的有益效果是：本发明通过为提高焊接效率，在架体侧面通过螺栓连接两个对称设置的焊板，在夹料排版组件完成一组管材的排版，可通过焊接臂对第一组管材进行焊接，同时夹料排版组件进行第二组的排版，当焊接臂完成第一组管材的焊接时，即可立即进入第二组管材的焊接状态，如此往复，可最大化缩短焊接臂闲置时间。为灵活控制焊板上对管材的夹持以及松放，故在焊板上嵌设一第一RFID感应器，用于监测机械臂的靠近，第一RFID感应器触发，且在卡块内侧嵌装压力传感器，当管材放置与卡块上时，压力传感器触发，控制气泵启动对管材进行夹紧，当第一RFID感应器二次触发时，将管材松开。
为能够实现拓展多个管件的拾取，在主杆上设置若干个中转夹件，并且为了每一管件的都可以任意调节拾取角度，进而能够提高产品组合的多样性，故设置可转动调节的下分片、上分片，可在上分片中安装辅杆，辅杆上可安装夹取管件的双头泵机。在自动焊接的过程中可一次性通过夹料排版组件中排版夹盘对不同长度、大小的管材进行排版夹取，形成未焊定型的平面架，并放置于对应的焊板上，进行未焊定型固定，再进行不间断的一次性焊接，由此可根据平面架结构的复杂化进行设备调整，可实现一次性管材排版与焊接，将步骤精简化，从而缩短整体平面架加工时间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明一种自动化焊接件流水线正视示意图。
图2是本发明一种自动化焊接件流水线的俯视结构示意图。
图3是排版夹盘的立体结构示意图。
图4是双头泵机的立体结构示意图。
图5是中转夹件立体结构示意图。
图6是顶板的立体结构示意图。
图7是焊板上气泵的立体结构示意图。
图8是焊板的正视结构示意图。
图9是管材排布结构示意图。
图10是焊板的俯视结构示意图。
图11是传送轮排布结构示意图。
图12是送料架俯视结构示意图。
图13是卡块的侧面内部结构示意图。
图14是分管条的侧面内部结构示意图。
图15是轨道的俯视结构示意图。
图16是焊接臂与机械臂底部结构示意图。
图17是焊板与焊板架安装的侧面结构示意图。
图18是机械臂与焊接臂距离控制的模块示意图。
图19是焊板上管材夹紧控制的模块示意图。
图20是自动化焊接件流水线的模块示意图。
图21是自动化焊接件流水线加工方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在现有的自动化焊接流水线中当产品架体较为复杂，在自动焊接的过程中需要机械臂需要不断的进行反复夹取，容易导致产品生产效率难以提升，且随着平面架结构的复杂化，其产品加工时间不断加强，且由于步骤难以精简继而导致其整体平面架加工时间难以缩短，故为了解决上述的技术问题，本发明公开了以下的技术方案：
参照图1-14、17-21所示，一种自动化焊接件流水线，包括焊板架1，设置在所述焊板架1一侧的夹料排版组件2，设置在焊板架1另一侧的焊接臂3以及用于操控夹料排版组件2进行管材6选取、焊板架1进行管材6夹持与焊接臂3进行管材6焊接的控制台；所述焊板架1包括一架体11以及倾斜安装在架体11侧面的若干个焊板12；
为提高焊接效率，在本实施例中，所述架体11侧面通过螺栓连接两个对称设置的焊板12，可夹料排版组件2完成一组管材6的排版，可通过焊接臂3对第一组管材6进行焊接，同时夹料排版组件2进行第二组的排版，当焊接臂3完成第一组管材6的焊接时，即可立即进入第二组管材6的焊接状态，如此往复，可最大化缩短焊接臂3闲置时间，将提高平面架的生产效率。
其中，所述焊板12上设有若干个安装孔，所述安装孔处安装有若干个卡块121，所述卡块121上可放置管材6，所述安装孔内插装有若干个气泵122，所述气泵122与控制台电连接，所述气泵122靠近卡块121一侧活动安装有锁块1221，所述锁块1221抵接在管材6一侧。在本实施例中，所加工平面架由一组平行设置的竖杆62，横向嵌装在两竖杆62之间的内横杆61，抵接两竖杆62一端的外横杆63，且外横杆63设置在竖杆62远离内横杆61一侧，在内横杆61、竖杆62、外横杆63一侧均设置有两个气泵122，本实施例中，设置有八个气泵，其中，气泵122与卡块121背部均设有螺栓孔，放置于安装孔上，通过螺栓从焊板12背部进行旋接。在其他实施例中，可根据实际产品的形状以及位置对气泵122与卡块121的位置进行适应性调节。
如图17所示，所述焊板12在焊板架1上的安装角度为c，c的区间为10°-45°，由于当安装角度区间小于10°时，管材6在放置时，极容易因为外部碰撞或震动出现翻转掉落，而当安装角度区间大于45°时，整体焊板12放置区域会被无意义增大，进而占据过多空间，进而优选为20°-30°，更进一步的在本实施例中焊板12安装角度为25°。需要强调的是，卡块121与锁块1221一侧均设有内槽，在本实施例中，分别设有半圆槽、梯形槽，其中半圆槽分为大圆槽与小圆槽，在其他实施例中，需要根据实时对应的管材6类型进行适应性调节。
为灵活控制焊板12上管材6的夹持以及松放，故在焊板12上嵌设一第一RFID感应器64，用于监测机械臂22的靠近，且在卡块121内侧嵌装压力传感器65，当管材6放置与卡块121上时，压力传感器65触发，发送管材6完成放置信息至控制台，当控制台接收到距离传感器64所传输的机械臂22离开焊板12一信息，进而控制气泵122启动，推送锁块1221与管材6进行贴合加压，完成管材6的固定。
所述夹料排版组件2包括排版夹盘21以及机械臂22，所述机械臂22上方安装有排版夹盘21，所述排版夹盘21用于夹取管材6；其中，所述夹料排版组件2中的机械臂22以及负责焊接的焊接臂3为多轴机械臂，并且在机械臂上均设置有用于识别物体，方向的传感器摄像头，例如，3D激光扫描摄像头，机械臂为市购产品，再此不做赘述，在本实施例中为四轴机械臂，在其他实施例中也可采用六轴机械臂。机械臂是高精度设备，可进行零件拾取放置，螺丝锁定，电路板切割等各种替代人手操作的工作。
所述排版夹盘21包括主杆212、若干个中转夹件213，固接在所述中转夹件213上的若干辅杆214以及夹持固定在所述辅杆214上的若干个双头泵机215，所述双头泵机215一侧设有固定夹2152通过螺栓进行夹紧，所述固定夹2152用于夹持辅杆214，所述双头泵机215另一侧设有活动夹2151，所述活动夹2151用于夹持管材6，所述双头泵机215与控制台电连接；为提高对管材6夹持的稳固性，两个泵机215对同一管材6进行夹持，在本实施例中，所述泵机215为气泵，在其他实施例中也可采用其余可市购的其他泵机。
在所述排版夹盘21还包括夹持固定在主杆212中部的锁接套211，所述锁接套211由上方固定主杆212的弧形件以及下方与机械臂22固定的连接环211组成。另外，在夹料排版组件2还包括固定在机械臂22顶部的连接片23，所述机械臂22通过所述连接片23与排版夹盘21固定连接。所述连接环211上设有若干通槽，所述主杆212通过连接环211与连接片23用螺栓固定连接，进而实现主杆212与机械臂22的固定。
为能够实现拓展多个管件6的拾取，在主杆212上设置若干个中转夹件213，在本实施例中，中转夹件213设置有四个，且所述中转夹件213包括抵接在主杆212下方的底片2131，抵接在主杆212上方的顶片2132，所述顶片2132与底片2131通过螺栓进行固定，可稳固将主杆212进行夹持，并在顶片2132上方固定安装有锁块2133，顶片2132与锁块2133可安装辅杆214。更进一步的，为使，每一管件6的都可以任意调节拾取角度，进而能够提高产品组合的多样性，故设置由下分片a与上分片b组成的顶片2132，在下分片a上表面设有环形阵列螺栓孔，在上分片b上设有一组对称设置的通孔，锁块2133上插装有与通孔相对应的螺栓，所述螺栓贯穿锁块2133与上分片b，旋接在螺栓孔中，进而固定在下分片a上，可令上分片b在下分片a上任意旋转角度，使上分片b任意调节其所固定的辅杆214的平面角度。
为实现自动送料还包括设置在夹料排版组件2远离焊板架1一侧的若干个送料架4，所述送料架4包括呈三角设置的两组传送轮41，其中一组为三个，连接三个传送轮41的传送带42，所述传送带42外侧面垂直安装有若干个间歇设置的分管条43，在所述传送轮41侧面安装有驱动传送带42的第一电机45。在本实施例中，所述送料架4为三个，主要为输送细圆管、粗圆管、方管三种不同管材6，在其他实施例中，可根据实际工件所需的管材6种类，对应对送料架6的数量进行适用性调整。
其中，送料架4还包括机架44，在所述机架44外侧还固装有驱动传送带42的第一电机45，所述第一电机45与传送轮41转动连接，两组所述传送轮41外侧转动安装在机架44内侧，且在位于最低点的传送轮41外侧的备用架46可堆放备用管材6，在工作时，放置于备用夹46上的管材6，在第一电机45通过传送轮41转动，驱动的传送带42按照预设轨迹进行运动时，在传送带42外侧面的分管条43会通过内部有限的空间拾取单一管材6进行移动，且通过上下两个分管条43配合，对管材6进行移动，并逐渐将管材6送入待拾取区。
为预防管材6在移动的过程中，出现脱离掉落，同时又能够确保管材6能够在待拾取区被夹料排版组件2顺利拾取，故，将同一水平线上的分管条43设为两个一组，中间为空置状态，且分管条43两侧面均设置内圆弧形卡槽，进而能够令管材6在被拾取后，能够在将管材6提升时，由位于下侧分管条43中卡槽对其进行约束，当经过顶端传送轮41时，上下分管条43高低状态对调，管材6在重力作用下可落在下方分管条43中，卡槽可有效避免管材6在落下时将管材6放置在焊板12上，当管材6完成放置时，控制台操控焊板12上的气泵对管材6进行夹紧，进而通过焊接臂3对焊板12上的管材6进行焊接，其中，排版夹盘21在机械臂22的操控下，在另一焊板12上完成另一组管材6的排版放置，当焊接臂3完成第一组焊接操作时，直接转入第二组完成排版的管材6焊接，并通过排版夹盘21对第一组完成焊接的平面架进行拾取，并放置在设于夹料排版组件2一侧的料架5上。
一种自动化焊接件流水线的加工方法，其步骤包括：
S1，通过传送带42上的分管条43对堆积的管材6进行分拣，并将料管6传输至备料；
S2，机械臂22控制排版夹盘21在备料区夹取不同形状、不同长度管材，组合成未焊接的平面架；
S3，机械臂22控制排版夹盘21将未焊接的平面架，放置在一焊台上；
S4，控制台控制焊台上气泵对未焊接的平面架进行夹紧；
S5，焊接机械臂在控制台操控下对未焊接的平面架完成焊接；
S6，机械臂22重复S2步骤，并将未焊接的平面架，放置在另一焊台2上；
S7，焊接机械臂对另一焊台上的管材6进行焊接，直接转向焊台2，对另一焊台2上的管材6进行焊接；
S8，机械臂22夹取焊台2上的平面架，放置在物料栏中，再夹取焊台2上的平面架，放置在物料架5中。
步骤S1，具体为将放置于备用架46上的管材6，在第一电机45通过传送轮41转动，驱动的传送带42按照预设轨迹进行运动时，在传送带42外侧面的分管条43会通过内部有限的空间拾取单一管材6进行移动，且通过上下两个分管条43配合，对管材6排列整齐，在控制台操控下，配合排版夹盘21的夹取速度进行传输。
步骤S2，具体为通过机械臂上的传感器摄像头识别管材6形状、长度获取目标管材6，通过双头泵机对目标管材6进行逐一夹持。
步骤S4，具体为当装有RFID的机械臂靠近时，第一RFID感应器64触发，进而在管材6放置与卡块121上时，压力传感器65触发，控制气泵122启动对管材进行夹紧，当第一RFID感应器64二次触发时，将管材松开。
实施例2
参考附图15-16、18所示：本实施例与实施例1基本相同，不同之处在于，为令夹料排版组件2与焊接臂3能够具有更大的活动距离以及加工范围，故，在夹料排版组件2与焊接臂3下方还设置有一滑轨7，所述夹料排版组件2与焊接臂3可在滑轨7上进行滑动，其中，夹料排版组件2与焊接臂3下方均固设有圆形引导盘71，所述圆形引导盘71活动插装在滑轨7内，所述夹料排版组件2与焊接臂3下方均安装有一驱动轮72,以及控制所述驱动轮72移动的第二电机73，所述第二电机73与控制台通信连接，可通过驱动轮72带动夹料排版组件2与焊接臂3调节位置。
在本实施例中，可在处理简单平面架时，进一步提高工作效率，还可在架体11侧面通过螺栓连接安装四个焊板12。
为避免机械臂22与焊接臂3出现冲撞，在机械臂22侧面嵌装RFID，在焊接臂3侧面嵌装有第二RFID感应器，当焊接臂3处于移动一端，触发感应器时，焊接臂3暂停移动，待机械臂22完成工作后，再重新进行移动；当机械臂22处于移动，触发感应器时，机械臂22暂停移动，待焊接臂3完成工作后，再重新进行移动。
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种自动化焊接件流水线，其特征在于，包括：焊板架(1)，设置在所述焊板架(1)一侧的夹料排版组件(2)，设置在焊板架(1)另一侧的焊接臂(3)以及控制台；
所述焊板架(1)包括一架体(11)以及倾斜安装在架体(11)侧面的若干个焊板(12)，所述焊板(12)用于放置管材(6)；
所述夹料排版组件(2)包括排版夹盘(21)以及机械臂(22)，所述机械臂(22)上方安装有排版夹盘(21)，所述排版夹盘(21)用于夹取管材(6)；
所述排版夹盘(21)包括主杆(212)、若干个中转夹件(213)，固接在所述中转夹件(213)上的若干辅杆(214)以及夹持固定在所述辅杆(214)上的若干个双头泵机(215)，所述双头泵机(215)一侧设有固定夹(2152)，所述固定夹(2152)用于夹持辅杆(214)，所述双头泵机(215)另一侧设有活动夹(2151)，所述双头泵机(215)与控制台电连接，所述活动夹(2151)用于夹持组装管材(6)放置于焊板(12)。
2.根据权利要求1所述的一种自动化焊接件流水线，其特征在于，还包括送料架(4)，在所述夹料排版组件(2)远离焊板架(1)一侧的若干个送料架(4)，所述送料架(4)包括呈三角设置的两组传送轮(41)，其中一组为三个，连接三个传送轮(41)的传送带(42)，所述传送带(42)外侧面垂直安装有若干个间歇设置的分管条(43)，在所述传送轮(41)侧面安装有驱动传送带(42)的第一电机(45)。
3.根据权利要求1所述的一种自动化焊接件流水线，其特征在于，还包括滑轨(7)，所述夹料排版组件(2)与焊接臂(3)活动安装在滑轨(7)正上方。
4.根据权利要求1所述的一种自动化焊接件流水线，其特征在于，所述焊板(12)上设有若干个安装孔，所述安装孔处安装有若干个卡块(121)，所述卡块(121)上可放置管材(6)，所述安装孔内插装有若干个气泵(122)，所述气泵(122)与控制台电连接，所述气泵(122)靠近卡块(121)一侧活动安装有锁块(1221)，所述锁块(1221)抵接在管材(6)一侧。
5.根据权利要求4所述的一种自动化焊接件流水线，其特征在于，所述焊板(12)在架体(1)上的安装角度区间为10°-45°。
6.根据权利要求1所述的一种自动化焊接件流水线，其特征在于，所述排版夹盘(21)还包括夹持固定在主杆(212)中部的锁接套(211)，所述锁接套(211)用于连接机械臂(22)。
7.根据权利要求1所述的一种自动化焊接件流水线，其特征在于，所述中转夹件(213)包括抵接在主杆(212)下方的底片(2131)，抵接在主杆(212)上方的顶片(2132)，所述顶片(2132)与底片(2131)通过螺栓进行固定。
8.根据权利要求7所述的一种自动化焊接件流水线，其特征在于，所述顶片(2132)上方固定安装有锁块(2133)，所述顶片(2132)与锁块(2133)之间可安装辅杆(214)。
9.根据权利要求8所述的一种自动化焊接件流水线，其特征在于，所述顶片(2132)由下分片(a)与上分片(b)组成，在下分片(a)上表面设有环形阵列螺栓孔，在上分片(b)上设有一组对称设置的通孔，所述下分片(a)与上分片(b)通过锁块(2133)相连接。
10.根据权利要求1所述的一种自动化焊接件流水线的加工方法，其特征在于，一种自动化焊接件流水线的加工方法，其步骤包括：
S1，通过传送带(42)上的分管条(43)对堆积的管材(6)进行分拣，并将料管(6)传输至备料；
S2，机械臂(22)控制排版夹盘(21)在备料区夹取不同形状、不同长度管材，组合成未焊接的平面架；
S3，机械臂(22)控制排版夹盘(21)将未焊接的平面架，放置在一焊台上；
S4，控制台控制焊台上气泵对未焊接的平面架进行夹紧；
S5，焊接机械臂在控制台操控下对未焊接的平面架完成焊接；
S6，机械臂(22)重复S2步骤，并将未焊接的平面架，放置在另一焊台(2)上；
S7，焊接机械臂对另一焊台上的管材(6)进行焊接，直接转向焊台(2)，对另一焊台(2)上的管材(6)进行焊接，形成平面架；
S8，机械臂(22)夹取完成焊接的平面架，放置在物料栏中，再夹取焊台(2)上的平面架，放置在物料架(5)中。
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- 2022-09-26 CN CN202211178360.1A patent/CN115673636A/zh active Pending
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