CN117506242A - 一种提升机中间壳体拼装焊接工作站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提升机中间壳体拼装焊接工作站，将中间壳体拼焊工序分解为单片拼装和总拼工序；拼装焊接工作站包括多个上料工位和对应设置的多个单片拼装工位，设有一总拼工位和一满焊工位；其上料工位、单片拼装工位和总拼工位间转运由一台搬运机器人完成；单片拼装工位和总拼工位的点焊由一台龙门倒挂焊接机器人完成；总拼工位到满焊工位由桁架抓手完成搬运；其满焊工位由两台焊接机器人及一个双轴变位机组成，用于完成中间壳体的所有内外焊缝的焊接。本发明布局紧凑，从工件拼装到焊接为成品均无需人工参与，只需按需给上料工位提供零件精定位托盘即可，实现了中间节制作的全自动化，保证了产品拼装焊接的一致性，提高焊接质量。

Description

一种提升机中间壳体拼装焊接工作站

技术领域

本发明涉及提升机中间壳体拼装焊接技术领域，更具体地说是一种斗式提升机中间壳体的拼装焊接工作站。

背景技术

在生产实际中，提升机由于是垂直提升输送设备，一般高度相对较高，致使中间壳体需求数量大；同时，由于提升机型号众多，也导致中间壳体型号较多，生产任务重。

提升机的中间壳体是由四面板材和两端法兰构成，现有技术中采用人工组对、拼装，机器人焊接外部焊缝，再由人工完成内部焊缝的焊接及补焊工作，过程中存在多次人工周转，消耗了大量的工时，人工拼装在劳动强度大的同时，一致性难以保证，对后续自动焊接造成较大影响，每焊一件需要对路径进行修正，生产效率难以提高。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足，提供一种提升机中间壳体拼装焊接工作站，以提高拼装一致性，提高焊接机器人的焊接可达率，实现中间壳体全自动化拼装焊接。

本发明为实现发明目的采用如下技术方案：

本发明提升机中间壳体拼装焊接工作站的特点是：将中间壳体的拼焊工序分解为单片拼装工序和总拼工序；所述拼装焊接工作站包括：多个上料工位和对应设置的多个单片拼装工位，并设有一个总拼工位和一个满焊工位；所述上料工位、单片拼装工位和总拼工位之间的转运由一台搬运机器人完成；所述单片拼装工位和总拼工位的点焊由一台焊接机器人完成；所述总拼工位到满焊工位的是由桁架抓手完成搬运；所述满焊工位由两台焊接机器人及一个双轴变位机组成，用于完成中间壳体的所有内外焊缝的焊接。

本发明提升机中间壳体拼装焊接工作站的特点也在于：

所述搬运机器人为带第七轴的搬运机器人，设有搬运机器人地轨；

四个上料工位沿线布置在搬运机器人地轨的第一侧，分别是：

第一上料工位，用于放置第一侧板；第二上料工位，用于放置第二侧板；

第三上料工位，用于放置第一角钢法兰；第四上料工位，用于放置第二角钢法兰；

四个单片拼装工位沿线布置在搬运机器人地轨的第二侧，各单片拼装工位互不干涉，独立完成各自工位上的单侧板与角钢法兰的拼装点焊；

所述拼焊机器人为龙门倒挂式焊接机器人；

所述总拼工位布置在搬运机器人地轨的末端，使得所述搬运机器人能够为总拼工位进行上料；

所述桁架抓手与拼焊机器人共用龙门桁架X轴轨道；

所述满焊工位，两台焊接机器件对称布置在双轴变位机的两侧；

所述拼焊机器人的龙门移动范围能够覆盖单片拼装工位和总拼工位；

所述上料工位为中间壳体的四种零件的托盘，在零件与托盘之间，以及在托盘与地面之间均设有定位机构，使所述搬运机器人能够成功抓取零件；

所述桁架抓手用于将总拼工位拼焊完成的工件搬运至满焊工位，并在焊接完成后将焊接好的工件搬运至成品下料工位。

本发明提升机中间壳体拼装焊接工作站的特点也在于：所述单片拼装工位由两台能够±180°回转的回转台，以及布置在回转台上的单片组对工装组成，每台回转台上对称布置两台组对工装，形成两个单片拼装工位，分别是第一单片拼装工位和第二单片拼装工位；所述第一单片拼装工位用于一件第一侧板和两件第一角钢法兰的组对拼装；所述第二单片拼装工位用于一件第二侧板和两件第二角钢法兰的组对拼装。

本发明提升机中间壳体拼装焊接工作站的特点也在于：所述单片拼装工位中的两台回转台沿线相邻布置于搬运机器人地轨的第二侧，保持其中两个单片拼装工位靠近搬运机器人，由搬运机器人为靠近的单片拼装工位进行上料组对；在完成单侧上料组对后，回转台旋转180°，搬运机器人在回转台的空侧继续上料组对，并在完成组对的一侧进行点焊。

本发明提升机中间壳体拼装焊接工作站的特点也在于：设置有多个缓存工位及成品下料工位，通过对工件和成品的缓存或储放保证拼装工序和焊接工序的节拍一致性，保证机器人高效运行。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

1、本发明将中间壳体拼焊工序进行分解，分成了单片拼装与总拼，有效实现了自动拼装的同时，也大大缩短了单件工件拼装完成所需的总时间，提高了工作站的单件拼装节拍；也避免了在一个工位上完成拼装所需要的复杂工装，同时降低了工装兼顾工件型号的难度；

2、本发明单片拼装工位采用回转结构，有效降低了搬运机器人搬运距离，也使得上下料搬运和点焊可以同时进行，极大地提高了拼装效率；

3、本发明通过缓存工位的设置解决了不同型号工件拼装、焊接节拍差异问题，使得工作站始终高效运行。

附图说明

图1为本发明中间壳体拼装焊接工作站布局示意图；

图2为本发明中单片拼装工位示意图；

图3为本发明中提升机中间壳体结构示意图；

图中标号：1第一侧板，2第一角钢法兰，3第二角钢法兰，4第二侧板，5上料工位，6搬运机器人，6a搬运机器人地轨，8单片拼装工位，81回转台，82第一单片拼装工位，83第二单片拼装工位，9拼焊机器人，10桁架抓手，11总拼工位，12缓存工位，13焊接机器人，14满焊工位，15双轴变位机，16成品下料工位。

具体实施方式

图3所示为本实施例中的提升机中间壳体成品结构示意，其断面呈矩形，组成构件为第一侧板1、第二侧板4、第一角钢法兰2和第二角钢法兰3；并且，第一角钢法兰2连接在第一侧板的上下两端，形成第一单片，第二角钢法兰3连接在第二侧板4的上下两端，形成第二单片，总拼工位11完成两件第一单片和两件第二单片的拼装，形成中间节壳体。

参见图1，本实施例中，将中间壳体的拼焊工序分解为单片拼装工序和总拼工序；拼装焊接工作站包括：多个上料工位5和对应设置的多个单片拼装工位8，并设有一个总拼工位11和一个满焊工位14。上料工位5、单片拼装工位8和总拼工位11之间的转运由一台搬运机器人6完成；单片拼装工位8和总拼工位11的点焊由一台拼焊机器人9完成，大大提高了拼焊机器人9的利用率；总拼工位11到满焊工位14的是由桁架抓手10完成搬运；满焊工位由两台焊接机器人13及一个双轴变位机15组成，用于完成中间壳体的所有内外焊缝的焊接。

具体实施中，相应的技术措施也包括：

搬运机器人6为带第七轴的搬运机器人，设有搬运机器人地轨6a，搬运机器人地轨6a的两侧分别为第一侧和第二侧。

四个上料工位沿线布置在搬运机器人地轨6a的第一侧，分别是：第一上料工位5a用于放置第一侧板1，第二上料工位5b用于放置第二侧板4，第三上料工位5c用于放置第一角钢法兰2，以及第四上料工位5d用于放置第二角钢法兰3。

四个单片拼装工位8沿线布置在搬运机器人地轨6a的第二侧，各单片拼装工位8互不干涉，独立完成各自工位上的单侧板与角钢法兰的拼装点焊；拼焊机器人9为龙门倒挂式焊接机器人；总拼工位11布置在搬运机器人地轨6a的末端，使得搬运机器人6能够为总拼工位11进行上料；桁架抓手10与拼焊机器人9共用龙门桁架X轴轨道；满焊工位14中的两台焊接机器件13对称布置在双轴变位机15的两侧；拼焊机器人9的龙门移动范围能够覆盖单片拼装工位8和总拼工位11；上料工位5为中间壳体的四种零件的托盘，在零件与托盘之间，以及在托盘与地面之间均设有定位机构，使搬运机器人6能够成功抓取零件；桁架抓手10用于将总拼工位11拼焊完成的工件搬运至满焊工位14，并在焊接完成后将焊接好的工件搬运至成品下料工位16。

如图2和图3所示，本实施例中的单片拼装工位8由两台能够±180°回转的回转台81，以及布置在回转台81上的单片组对工装组成，每台回转台81上对称布置两台组对工装，形成两个单片拼装工位，分别是第一单片拼装工位82和第二单片拼装工位83。

具体实施中，第一单片拼装工位82用于一件第一侧板1和两件第一角钢法兰2的组对拼装；第二单片拼装工位83用于一件第二侧板4和两件第二角钢法兰3的组对拼装。单片拼装工位8中的两台回转台81沿线相邻布置于搬运机器人地轨6a的第二侧，保持其中两个单片拼装工位8靠近搬运机器人6，由搬运机器人6为靠近的单片拼装工位8进行上料组对；在完成单侧上料组对后，回转台81旋转180°，搬运机器人6在回转台81的空侧继续上料组对，并在完成组对的一侧进行点焊。

图2示出，本实施例中设置有多个缓存工位12及成品下料工位16，通过对工件和成品的缓存或储放保证拼装工序和焊接工序的节拍一致性，保证机器人高效运行。

工作过程：首先由搬运机器人6将第一上料工位5a上的一件第一侧板1和第三上料工位5c上的两件第一角钢法兰2向朝向单片拼装工位8的靠近一侧进行上料组对，完成该上料组对形成第一单片后，回转台81旋转180°，使其上的空侧由搬运机器人6将第二上料工位5b上的一件第二侧板4和第四上料工位5d上的两件第二角钢法兰3继续上料进行第二单片组对，并由拼焊机器人(9)在完成第一单片组对的一侧进行点焊；使单片组对和点焊在工序同时进行，完成第一单片点焊后，回转台81再度旋转180°，由拼焊机器人9点焊新组对的第二单片，由搬运机器人6将点焊完成的第一单片搬至总拼工位11，随后，搬运机器人6回位在搬空的单片拼装工位8中继续第一单片上料，不间断循环工作，四个单片拼装工位每一轮完成两件第一单片和两件第二单片，以满足提升机中间壳体成品总拼需要。

为适应不同型号中间壳体的拼装和焊接，设置多个缓存工位12和成品下料工位16，用于调整因产品型号不同而导致的拼装和焊接两个工序的节拍不一致问题，减少各机器人等待时间，使得工作站高效运行。

使用时，将装有零件的精定位托盘运至上料工位，通过地面导向定位后，搬运机器人即可开始进行上料工作，上料至单片拼装工位进行组对、点焊，点焊完成后由搬运机器人分别搬运至总拼工位，总拼点焊完成后由桁架抓手搬运至满焊工位焊接，完成后搬运至成品下料工位。实现了中间节从零件到成品工序的全自动化生产，有效提高了产品的质量及外观，同时也大大降低了工人劳动强度，避免了安全事故的发生。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，如修改工位数量、各工位间转运方式以适应不同种类产品，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种提升机中间壳体拼装焊接工作站，其特征是：

将中间壳体的拼焊工序分解为单片拼装工序和总拼工序；所述拼装焊接工作站包括：多个上料工位和对应设置的多个单片拼装工位，并设有一个总拼工位(11)和一个满焊工位(14)；

所述上料工位、单片拼装工位和总拼工位之间的转运由一台搬运机器人(6)完成；所述单片拼装工位和总拼工位的点焊由一台焊接机器人(9)完成；

所述总拼工位(11)到满焊工位(14)的是由桁架抓手(10)完成搬运；

所述满焊工位由两台焊接机器人(13)及一个双轴变位机(15)组成，用于完成中间壳体的所有内外焊缝的焊接。

2.根据权利要求1所述的提升机中间壳体拼装焊接工作站，其特征是：

所述搬运机器人(6)，其为带第七轴的搬运机器人，设有搬运机器人地轨(6a)；

四个上料工位沿线布置在搬运机器人地轨(6a)的第一侧，分别是：

第一上料工位(5a)，用于放置第一侧板(1)；

第二上料工位(5b)，用于放置第二侧板(4)；

第三上料工位(5c)，用于放置第一角钢法兰(2)；

第四上料工位(5d)，用于放置第二角钢法兰(3)；

四个单片拼装工位(8)沿线布置在搬运机器人地轨(6a)的第二侧，各单片拼装工位(8)互不干涉，独立完成各自工位上的单侧板与角钢法兰的拼装点焊；

所述拼焊机器人(9)，其为龙门倒挂式焊接机器人；

所述总拼工位(11)，其布置在搬运机器人地轨(6a)的末端，使得所述搬运机器人(6)能够为总拼工位(11)进行上料；

所述桁架抓手(10)，其与拼焊机器人(9)共用龙门桁架X轴轨道；

所述满焊工位(14)，两台焊接机器件(13)对称布置在双轴变位机(15)的两侧；

所述拼焊机器人(9)的龙门移动范围能够覆盖单片拼装工位(8)和总拼工位(11)所述上料工位(5)为中间壳体的四种零件的托盘，在零件与托盘之间，以及在托盘与地面之间均设有定位机构，使所述搬运机器人(6)能够成功抓取零件；

所述桁架抓手(10)用于将总拼工位(11)拼焊完成的工件搬运至满焊工位(14)，并在焊接完成后将焊接好的工件搬运至成品下料工位(16)。

3.根据权利要求2所述的提升机中间壳体拼装焊接工作站，其特征是：

所述单片拼装工位(8)由两台能够±180°回转的回转台(81)，以及布置在回转台(81)上的单片组对工装组成，每台回转台(81)上对称布置两台组对工装，形成两个单片拼装工位，分别是第一单片拼装工位(82)和第二单片拼装工位(83)；

所述第一单片拼装工位(82)用于一件第一侧板(1)和两件第一角钢法兰(2)的组对拼装；所述第二单片拼装工位(83)用于一件第二侧板(4)和两件第二角钢法兰(3)的组对拼装。

4.根据权利要求3所述的提升机中间壳体拼装焊接工作站，其特征是：所述单片拼装工位(8)中的两台回转台(81)沿线相邻布置于搬运机器人地轨(6a)的第二侧，保持其中两个单片拼装工位(8)靠近搬运机器人(6)，由搬运机器人(6)为靠近的单片拼装工位(8)进行上料组对；在完成单侧上料组对后，回转台(81)旋转180°，搬运机器人(6)在回转台(81)的空侧继续上料组对，并在完成组对的一侧进行点焊。

5.根据权利要求1所述的提升机中间壳体拼装焊接工作站，其特征是：设置有多个缓存工位(12)及成品下料工位(16)，通过对工件和成品的缓存或储放保证拼装工序和焊接工序的节拍一致性，保证机器人高效运行。