CN117359140A - 一种自升降式厢体合箱全焊工作站 - Google Patents

一种自升降式厢体合箱全焊工作站 Download PDF

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CN117359140A CN202311262317.8A CN202311262317A CN117359140A CN 117359140 A CN117359140 A CN 117359140A CN 202311262317 A CN202311262317 A CN 202311262317A CN 117359140 A CN117359140 A CN 117359140A
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陈志超
李晓鹏
唐君才
窦斌年
高升
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Sany Heavy Equipment Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种自升降式厢体合箱全焊工作站，包括子母车系统、空中三轨机器人焊接机构、头尾移动式焊接变位机、焊接夹具、升降式辅助登高车和控制系统，所述焊接夹具固定安装在头尾移动式焊接变位机上，所述焊接夹具包括有压紧机构和内撑机构，所述控制系统与子母车系统、空中三轨机器人焊接机构、头尾移动式焊接变位机和焊接夹具均电性连接。本发明利用子车的自动升降功能将产品升高到焊接夹具处，焊接夹具将产品夹持固定后利用空中三轨机器人焊接机构对产品焊接，本发明能够实现产品的自动上料、自动夹持和自动焊接，智能化程度较高，不仅能够减少人们的劳动强度，而且能够有效提高产品的焊接效率。

Description

一种自升降式厢体合箱全焊工作站
技术领域
本发明涉及厢体加工技术领域，具体为一种自升降式厢体合箱全焊工作站。
背景技术
传统的大型矿用自卸车承载形式一般为车架承受主要载荷，货箱由车架上平面支撑，货箱装载的货物重量直接转移到车架上平面，再通过车架传递到车轮。矿用货箱采用前门后门类似于平板+骨架形式，对货箱加工时需要进行后门底板组焊、前门帽檐组焊、右侧门组焊、合箱组焊、合箱全焊以及货箱组成等工站的加工，所以厢体生产用厢体合箱全焊属于厢体加工过程中必不可缺的一道工序。
现有的厢体合箱全焊加工时一般需要利用推车进行手动上料，不仅费时费力，而且加工效率较低，使得生产成本较高，而且全焊过程中一般只利用压头将产品压紧固定，对产品夹持效果不足，容易导致全焊过程中精度较差，导致产品良品率较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自升降式厢体合箱全焊工作站，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种自升降式厢体合箱全焊工作站，包括子母车系统、空中三轨机器人焊接机构、头尾移动式焊接变位机、焊接夹具、升降式辅助登高车和控制系统，所述焊接夹具固定安装在头尾移动式焊接变位机上，所述焊接夹具包括有压紧机构和内撑机构，所述控制系统与子母车系统、空中三轨机器人焊接机构、头尾移动式焊接变位机和焊接夹具均电性连接。
在一个优选的实施方式中，所述子母车系统包括有母车、子车、母车轨道和子车轨道，所述母车轨道设置在全焊工作站的一侧，所述子车轨道与母车轨道垂直设置，且所述子车轨道设置在焊接夹具的中间位置，所述子车的上端固定设置有工件支撑架，母车能够将全焊工作站与其它工站连接，而子车能够将产品送到焊接夹具处，利用焊接夹具直接对产品的夹取，能够自动上料，母车轨道和子车轨道方便母车和子车的移动。
在一个优选的实施方式中，所述空中三轨机器人焊接机构包括有架体，所述架体上端固定设置有X轴空轨，所述X轴空轨上滑动设置有Y轴空轨，所述Y轴空轨上设置有Z轴空轨，所述Z轴空轨的下端安装有机器人焊接组件，所述架体的两端均设置有维修爬梯，所述架体的中间位置设置有维修操作平台，X轴空轨、Y轴空轨和Z轴空轨的设置能够使得机器人焊接组件在X轴、Y轴和Z轴方向上移动，而维修爬梯和维修操作平台的设置方便对设备的维修。
在一个优选的实施方式中，所述头尾移动式焊接变位机包括有两个滑台，每个所述滑台的上端均滑动设置有加高座，所述加高座的上端固定设置有安装座，两个所述安装座相互靠近的一侧均转动设置有变位机动头，所述安装座的内部固定安装有驱动马达，且所述驱动马达的输出轴穿过安装座的侧壁与变位机动头固定连接，头尾移动式焊接变位机能够带动焊接夹具整体转动，实现产品位置的改变，方便焊接工作的进行。
在一个优选的实施方式中，所述焊接夹具包括有固定设置于变位机动头上的夹具机架，所述压紧机构设置于夹具机架的上端，所述压紧机构包括有固定设置于夹具机架上端的第一伺服马达，所述第一伺服马达的输出轴固定连接减速箱的输入端，所述减速箱的输出端固定连接有传动丝杆，所述传动丝杆上通过丝杆螺母设置有升降座，所述升降座的一端设置有压头，第一伺服马达运行时能够通过传动丝杆带动升降座在竖直方向移动，利用升降座一端的压头对产品上端进行压紧固定。
在一个优选的实施方式中，所述升降座靠近夹具机架的一侧设置有导向板，所述夹具机架上设置有直线导轨，且所述导向板滑动设置在直线导轨上，导向板和直线导轨的设置使得升降座升降时更加稳定。
在一个优选的实施方式中，所述内撑机构包括固定设置于夹具机架下端的支撑板，所述夹具机架和支撑板的内侧固定设置有第二伺服马达，所述第二伺服马达的输出轴连接有减速器，所述减速箱的中间位置贯穿设置有传动轴，所述传动轴的两端均通过输入端轴承座连接有梯形丝杆，所述梯形丝杆上通过丝杆螺母设置有支撑座，产品下端放置在内撑机构处时，支撑座在梯形丝杆的作用下向外侧移动，利用支撑座能够使得产品向两侧张开，使得产品涨紧效果更好，配合压头对产品的固定效果更好。
在一个优选的实施方式中，所述支撑座的一侧设置有导向块，所述导向块滑动设置在导轨上，所述导轨固定设置在夹具机架上，所述梯形丝杆远离输入端轴承座的一端转动设置在尾端轴承座上，所述传动轴上设置有多个支撑轴承，所述夹具机架上固定设置有两个限位座，导向块和导轨的设置能够使得支撑座移动时更加稳定，限位座的设置能够对产品的外侧进行支撑限位，防止产品向外侧过渡张开时损坏。
在一个优选的实施方式中，所述升降式辅助登高车包括有升降台，所述升降台的底端设置有剪叉式升降组件，所述剪叉式升降组件的底端通过导向轮滑动设置在子车轨道上，升降式辅助登高车能够帮助人们对焊接工作的检查。
在一个优选的实施方式中，所述升降台的上端两侧和维修操作台的边缘均设置有防护栏，防护栏的设置能够避免工作人员从升降台和维修操作台上掉落下来，提高设备的安全性。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
1、本发明采用子母车系统进行上料，母车能够将上一道工序加工的产品直接输送到全焊工作站处，然后利用子车将产品输送到焊接夹具下方，利用子车的自动升降功能将产品升高到焊接夹具处，焊接夹具将产品夹持固定后利用空中三轨机器人焊接机构对产品焊接，本发明能够实现产品的自动上料、自动夹持和自动焊接，智能化程度较高，不仅能够减少人们的劳动强度，而且能够有效提高产品的焊接效率。
2、本发明焊接夹具包括压紧机构和内撑机构，内撑机构中的支撑座能够对产品的内侧进行支撑，使得产品向两侧张开，然后再利用压紧机构中的压头将产品向下压紧固定，通过压紧机构和内撑机构的配合使用，使得产品的夹持效果更好，从而能够提高产品的焊接精度，提高产品的良品率。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明空中三轨机器人焊接机构和升降式辅助登高车结构示意图。
图3为本发明图2中B处结构放大示意图。
图4为本发明头尾移动式焊接变位机与焊接夹具结构示意图。
图5为本发明焊接夹具的结构示意图。
图6为本发明内撑机构的结构示意图。
图7为本发明内撑机构另一视角结构示意图。
图8为本发明图4中A处结构放大示意图。
图中：1、子母车系统；11、母车；12、子车；13、母车轨道；14、子车轨道；2、空中三轨机器人焊接机构；21、架体；22、X轴空轨；23、Y轴空轨；24、Z轴空轨；25、机器人焊接组件；26、维修爬梯；27、维修操作平台；3、头尾移动式焊接变位机；31、滑台；32、加高座；33、安装座；34、变位机动头；4、焊接夹具；41、压紧机构；411、第一伺服马达；412、减速箱；413、传动丝杆；414、升降座；415、压头；416、导向板；417、直线导轨；42、内撑机构；421、支撑板；422、第二伺服马达；423、减速器；424、传动轴；425、输入端轴承座；426、梯形丝杆；427、支撑座；428、导向块；429、导轨；4210、尾端轴承座；4211、支撑轴承；4212、限位座；43、夹具机架；5、升降式辅助登高车；51、升降台；52、剪叉式升降组件；53、导向轮；54、防护栏。
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。
请参阅图1，本发明提供一种自升降式厢体合箱全焊工作站，包括子母车系统1、空中三轨机器人焊接机构2、头尾移动式焊接变位机3、焊接夹具4、升降式辅助登高车5和控制系统，如图4所示，所述焊接夹具4固定安装在头尾移动式焊接变位机3上，所述焊接夹具4包括有压紧机构41和内撑机构42，所述控制系统与子母车系统1、空中三轨机器人焊接机构2、头尾移动式焊接变位机3和焊接夹具4均电性连接，具体的子母车可参考建华仓储设备制造有限公司生产的子母车系统。
在一个优选的实施方式中，所述子母车系统1包括有母车11、子车12、母车轨道13和子车轨道14，所述母车轨道13设置在全焊工作站的一侧，所述子车轨道14与母车轨道13垂直设置，且所述子车轨道14设置在焊接夹具4的中间位置，所述子车12的上端固定设置有工件支撑架，用于在输送工件时与工件配合并支撑工件。
使用时，(1)、工件支撑在子母车系统1上，由母车带子车将工件运输到子车轨道14前。
(2)、子车12带工件横向移动脱离母车11，进入子车轨道14，并停在头尾移动式焊接变位机3前方(未进入变位机中间)，准备上料。
(3)、子车12举升工件至上料高度。
(4)、子车12带动工件进入头尾移动式焊接变位机3中间，使工件落于焊接夹具4内，子车12回母车11处。
(5)、焊接夹具4上面对工件压紧，下部内撑机构撑开从内部撑紧工件。
(6)、空中三轨机器人焊接机构2对工件进行焊接，头尾移动式焊接变位机3可带动工件变位。
(7)、焊接完成后，子车12离开母车11本体进入工件正下方。
(8)、子车12平台升起接触工件时，焊接夹具4上部压头及内撑机构打开。
(9)、子车12继续升起工件，确保工件能安全脱离焊接夹具4。
(10)、子车12离开头尾移动式焊接变位机3至安全位后下降，工件落位，子车回母车本体。
请参考图2，在一个优选的实施方式中，所述空中三轨机器人焊接机构2包括有架体21，所述架体21上端固定设置有X轴空轨22，所述X轴空轨22上滑动设置有Y轴空轨23，所述Y轴空轨22上设置有Z轴空轨24，所述Z轴空轨24的下端安装有机器人焊接组件25，所述架体21的两端均设置有维修爬梯26，所述架体21的中间位置设置有维修操作平台27，机器人焊接组件25能够沿着X轴空轨22、Y轴空轨23和Z轴空轨24移动，方便对工件的焊接，本发明中Y轴空轨23在X轴空轨22上沿X轴方向移动、Z轴空轨24在Y轴空轨23上沿Y轴方向移动以及机器人焊接组件25在Z轴空轨24上沿Z轴方向移动均采用导轨与滑块配合的方式实现，并各自设置驱动结构，如采用电机驱动丝杆的方式或者油缸或气缸活塞杆伸缩的方式等。
请参考图4，在一个优选的实施方式中，所述头尾移动式焊接变位机3包括有两个滑台31，每个所述滑台31的上端均滑动设置有加高座32，该加高座32由驱动装置驱动以在滑台31上滑动，该驱动装置系现有技术，两个滑台31上的加高座32可以相向移动或者相互远离的移动，所述加高座32的上端固定设置有安装座33，两个所述安装座33相互靠近的一侧均转动设置有变位机动头34，所述安装座33的内部固定安装有驱动马达，且所述驱动马达的输出轴穿过安装座33的侧壁与变位机动头34固定连接，头尾移动式焊接变位机3能够带动焊接夹具4进行转动，使得工件位置发生改变，具体的使用时可以在其中一个安装座33内部安装驱动马达，另一个安装座33内部不设置马达，只需要将变位机动头34转动设置在安装座33上即可，此时未设置驱动马达的变位机动头34会跟随另一个变位机动头34被动转动。
请参考图4-图8，在一个优选的实施方式中，所述焊接夹具4包括有固定设置于变位机动头34上的夹具机架43，所述压紧机构41设置于夹具机架43的上端，所述压紧机构41包括有固定设置于夹具机架43上端的第一伺服马达411，所述第一伺服马达411的输出轴固定连接减速箱412的输入端，所述减速箱412的输出端固定连接有传动丝杆413，所述传动丝杆413上通过丝杆螺母设置有升降座414，所述升降座414的一端设置有压头415；所述升降座414的两端靠近夹具机架43的一侧设置有导向板416，所述夹具机架43的左右两侧沿竖直方向各设置有一根直线导轨417，该直线导轨417与传动丝杆413平行，本发明中的两根直线导轨417最优的对称设置于传动丝杆413的两侧，且所述导向板416滑动设置在直线导轨417上；所述内撑机构42包括固定设置于夹具机架43下端的支撑板421，所述夹具机架43和支撑板421的内侧固定设置有第二伺服马达422，所述第二伺服马达422的输出轴连接有减速器423，所述减速器423的中间位置贯穿设置有传动轴424，所述传动轴424的两端均通过输入端轴承座425连接有梯形丝杆426，本发明中两根梯形丝杆426上的螺纹旋向相反，所述梯形丝杆426上通过丝杆螺母设置有支撑座427，在第二伺服马达422通过传动轴424驱动两根梯形丝杆426转动时，两个支撑座427同步相向移动或者同步的远离移动；所述支撑座427靠近夹具机架43的的一侧设置有导向块428，所述导向块428滑动设置在导轨429上，所述导轨429固定设置在夹具机架43上，所述梯形丝杆426远离输入端轴承座425的一端转动设置在尾端轴承座4210上，所述传动轴424上设置有多个支撑轴承4211，所述夹具机架43上固定设置有两个限位座4212。
具体的使用时，焊接夹具4将工件夹持后，同时打开压紧机构41中的第一伺服马达411和内撑机构42中的第二伺服马达422，第一伺服马达411工作时通过减速箱412带动传动丝杆413转动，传动丝杆413转动时能够使得升降座414在竖直方向移动，从而使得升降座414下端的压头415将工件的上端压紧，而第二伺服马达422工作时能够通过减速器423带动传动轴424转动，传动轴424转动时能够带动两端的梯形丝杆426转动，使得梯形丝杆426上的两个支撑座427向外侧移动，支撑座427能够将工件从内部撑紧，使得工件的外端抵在限位座4212上。
请参考图2-图3，在一个优选的实施方式中，所述升降式辅助登高车5包括有升降台51，所述升降台51的底端设置有剪叉式升降组件52，所述剪叉式升降组件52的底端通过导向轮53滑动设置在子车轨道14上，其中驱动剪叉式升降组件52升降的结构系现有技术。
在一个优选的实施方式中，所述升降台51的上端两侧和维修操作台27的边缘均设置有防护栏54。
所以本发明采用子母车系统进行上料，母车能够将上一道工序加工的产品直接输送到全焊工作站处，然后利用子车将产品输送到焊接夹具下方，利用子车的自动升降功能将产品升高到焊接夹具处，焊接夹具将产品夹持固定后利用空中三轨机器人焊接机构对产品焊接，本发明能够实现产品的自动上料、自动夹持和自动焊接，智能化程度较高，不仅能够减少人们的劳动强度，而且能够有效提高产品的焊接效率；本发明焊接夹具包括压紧机构和内撑机构，内撑机构中的支撑座能够对产品的内侧进行支撑，使得产品向两侧张开，然后再利用压紧机构中的压头将产品向下压紧固定，通过压紧机构和内撑机构的配合使用，使得产品的夹持效果更好，从而能够提高产品的焊接精度，提高产品的良品率。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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)

1.一种自升降式厢体合箱全焊工作站，其特征在于：包括子母车系统(1)、空中三轨机器人焊接机构(2)、头尾移动式焊接变位机(3)、焊接夹具(4)、升降式辅助登高车(5)和控制系统，所述焊接夹具(4)固定安装在头尾移动式焊接变位机(3)上，所述焊接夹具(4)包括有压紧机构(41)和内撑机构(42)，所述控制系统与子母车系统(1)、空中三轨机器人焊接机构(2)、头尾移动式焊接变位机(3)和焊接夹具(4)均电性连接。
2.根据权利要求1所述的一种自升降式厢体合箱全焊工作站，其特征在于：所述子母车系统(1)包括有母车(11)、子车(12)、母车轨道(13)和子车轨道(14)，所述母车轨道(13)设置在全焊工作站的一侧，所述子车轨道(14)与母车轨道(13)垂直设置，且所述子车轨道(14)设置在焊接夹具(4)的中间位置，所述子车(12)的上端固定设置有工件支撑架。
3.根据权利要求2所述的一种自升降式厢体合箱全焊工作站，其特征在于：所述空中三轨机器人焊接机构(2)包括有架体(21)，所述架体(21)上端固定设置有X轴空轨(22)，所述X轴空轨(22)上滑动设置有Y轴空轨(23)，所述Y轴空轨(22)上设置有Z轴空轨(24)，所述Z轴空轨(24)的下端安装有机器人焊接组件(25)，所述架体(21)的两端均设置有维修爬梯(26)，所述架体(21)的中间位置设置有维修操作平台(27)。
4.根据权利要求1所述的一种自升降式厢体合箱全焊工作站，其特征在于：所述头尾移动式焊接变位机(3)包括有两个滑台(31)，每个所述滑台(31)的上端均滑动设置有加高座(32)，所述加高座(32)的上端固定设置有安装座(33)，两个所述安装座(33)相互靠近的一侧均转动设置有变位机动头(34)，所述安装座(33)的内部固定安装有驱动马达，且所述驱动马达的输出轴穿过安装座(33)的侧壁与变位机动头(34)固定连接。
5.根据权利要求4所述的一种自升降式厢体合箱全焊工作站，其特征在于：所述焊接夹具(4)包括有固定设置于变位机动头(34)上的夹具机架(43)，所述压紧机构(41)设置于夹具机架(43)的上端，所述压紧机构(41)包括有固定设置于夹具机架(43)上端的第一伺服马达(411)，所述第一伺服马达(411)的输出轴固定连接减速箱(412)的输入端，所述减速箱(412)的输出端固定连接有传动丝杆(413)，所述传动丝杆(413)上通过丝杆螺母设置有升降座(414)，所述升降座(414)的一端设置有压头(415)。
6.根据权利要求5所述的一种自升降式厢体合箱全焊工作站，其特征在于：所述升降座(414)靠近夹具机架(43)的一侧设置有导向板(416)，所述夹具机架(43)上设置有直线导轨(417)，且所述导向板(416)滑动设置在直线导轨(417)上。
7.根据权利要求5所述的一种自升降式厢体合箱全焊工作站，其特征在于：所述内撑机构(42)包括固定设置于夹具机架(43)下端的支撑板(421)，所述夹具机架(43)和支撑板(421)的内侧固定设置有第二伺服马达(422)，所述第二伺服马达(422)的输出轴连接有减速器(423)，所述减速箱(423)的中间位置贯穿设置有传动轴(424)，所述传动轴(424)的两端均通过输入端轴承座(425)连接有梯形丝杆(426)，所述梯形丝杆(426)上通过丝杆螺母设置有支撑座(427)。
8.根据权利要求7所述的一种自升降式厢体合箱全焊工作站，其特征在于：所述支撑座(427)的一侧设置有导向块(428)，所述导向块(428)滑动设置在导轨(429)上，所述导轨(429)固定设置在夹具机架(43)上，所述梯形丝杆(426)远离输入端轴承座(425)的一端转动设置在尾端轴承座(4210)上，所述传动轴(424)上设置有多个支撑轴承(4211)，所述夹具机架(43)上固定设置有两个限位座(4212)。
9.根据权利要求3所述的一种自升降式厢体合箱全焊工作站，其特征在于：所述升降式辅助登高车(5)包括有升降台(51)，所述升降台(51)的底端设置有剪叉式升降组件(52)，所述剪叉式升降组件(52)的底端通过导向轮(53)滑动设置在子车轨道(14)上。
10.根据权利要求9所述的一种自升降式厢体合箱全焊工作站，其特征在于：所述升降台(51)的上端两侧和维修操作台(27)的边缘均设置有防护栏(54)。
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