CN118404256B - 一种焊接生产线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种焊接生产线，涉及焊接加工技术领域，包括:一对变位机；设置在一对变位机之间的直线滑台，直线滑台上设置有能够移动的台面，焊接机器人，焊接机器人定位安装在台面上，用于焊接变位机上安装的机架；位于焊接机器人一侧的二氧化碳保护焊机；生产管理系统，生产管理系统用于采集焊接生产过程中的焊接生产数据信息，及对采集信息进行分析处理，并驱动变位机、焊接机器人和二氧化碳保护焊机作业，还用于对生产计划、生产工艺和人员及设备信息进行管理，并进行异常操作预警及生产数据可视化显示，本发明通过一个焊接机器人、一个直线滑台、一对变位机和生产管理系统相配合的生产方式进行自动化焊接，能够提高生产效率，降低人力成本。

Description

一种焊接生产线

技术领域

本发明涉及焊接加工技术领域，具体涉及一种焊接生产线。

背景技术

目前，在对研磨机的机架进行焊接时，通常采用一台焊接机器人和一台变位机相配合进行焊接，焊接机器人固定在地面上，一个变位机上安装有一个焊接夹具，焊接夹具上能够固定一个机架。

生产中，一台焊接机器人与一台变位机相配合焊接的生产方式，焊接效率低，无法满足产量需求。

因此，需要对现有的焊接生产方式进行改善。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种焊接生产线，能够实现自动化焊接，生产效率高，以解决现有的焊接生产方式效率低的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种焊接生产线，包括:

一对变位机；

设置在一对变位机之间的直线滑台，所述直线滑台上设置有能够移动的台面；

焊接机器人，所述焊接机器人定位安装在所述台面上，用于焊接所述变位机上安装的机架；

位于所述焊接机器人一侧的二氧化碳保护焊机；

生产管理系统，所述生产管理系统用于采集焊接生产过程中的焊接生产数据信息，及对采集信息进行分析处理，并驱动所述变位机、所述焊接机器人和所述二氧化碳保护焊机作业，还用于根据计划员和工程师发送的生产参数和指令信息，对生产计划、工艺和人员及设备进行管理，并进行异常操作预警，以及生产参数和焊接信息的可视化显示。

进一步地，所述台面上设置有驱动装置、摆动机构和移动机构，三者配合能够将所述焊接机器人的机器人底座定位安装在所述台面上，所述驱动装置转动能够驱动所述移动机构移动，进而所述移动机构驱动所述摆动机构摆动，以使得所述摆动机构抵持在所述机器人底座的方轴上。

更进一步地，所述驱动装置包括：

与所述台面转动连接的摇杆；

与所述摇杆连接的主轴；

与所述主轴相连接的传动组件；

与所述传动组件相连接的平移组件，所述传动组件能够驱动所述平移组件移动，所述移动机构与所述平移组件相连接。

更进一步地，所述平移组件包括：

连接在所述传动组件上的传动丝杆；

与所述传动丝杆连接的滑动板；

设置在所述台面内的导向杆，所述滑动板与所述导向杆滑动配合；

与所述滑动板相连接的楔块。

更进一步地，所述移动机构包括：

设置在所述台面内的壳体；

滑动设置在所述壳体内的活塞块；

抵持在所述活塞块与所述台面之间的复位弹簧；

安装在所述活塞块内的第一滚轮，所述楔块抵持在所述第一滚轮上。

更进一步地，所述移动机构还包括连杆和第二滚轮，所述连杆连接在所述活塞块上，所述第二滚轮安装在所述连杆上，所述第二滚轮抵持在所述摆动机构上。

更进一步地，所述摆动机构包括：

铰接在所述台面内的摆杆，所述移动机构的第二滚轮抵持在所述摆杆上；

抵持在所述摆杆与所述台面之间的压缩弹簧。

更进一步地，所述摆杆包括一体连接的摆臂和压头，所述摆臂连接在所述压头的下端，所述摆臂铰接在所述台面内，所述压缩弹簧抵持在所述摆臂与所述台面之间，所述第二滚轮抵持在所述压头上，所述压头能够抵持在所述方轴上。

更进一步地，所述直线滑台和所述台面之间设置有能够驱动所述台面水平移动的驱动机构，所述驱动机构包括：

安装在所述直线滑台上的步进电机；

与所述步进电机连接的丝杆，所述台面通过螺母与所述丝杆连接，所述台面与所述直线滑台滑动配合；

所述生产管理系统包括：生产线控制模块、智慧管理模块、计划员站和工程师站；

所述生产线控制模块用于通过传感器组采集焊接生产过程中的焊接位置信息、各电机参数信息和焊接状态信息，并对采集的信息进行上传处理，还用于驱动所述变位机、所述焊接机器人和所述二氧化碳保护焊机作业；

所述智慧管理模块与所述生产线控制模块、所述计划员站和所述工程师站通过无线网络方式相连接，所述智慧管理模块用于根据所述计划员站和所述工程师站发送的生产参数和指令信息对生产计划、工艺和人员及设备进行管理，并对采集信息进行分析处理，生成驱动控制信息和异常操作预警信息，并对生产参数和焊接信息进行可视化显示。

从上述的技术方案可以看出，本发明的优点是：

1.本发明中设有驱动装置、摆动机构和移动机构，三者配合能够实现将焊接机器人快速固定在台面上，无需专用工具即可安装，因此安装效率高，并且结合生产管理系统，可实现自动化焊接过程，降低人员成本，提高焊接效率。

2.本发明中，驱动装置结构简单，为手动操作方式，操作方便。

3.本发明中，移动机构通过驱动装置进行驱动，移动时稳定，楔块与活塞块、第一滚轮相配合实现自锁。

4.本发明中，摆动机构通过移动机构驱动，将方轴卡合连接在台面上，该连接方式可靠且便于拆卸。

5.本发明中，通过一个焊接机器人、一个直线滑台、一对变位机相配合的生产方式进行自动化焊接，能够提高生产效率。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的俯视图。

图3为本发明的又一俯视图。

图4为本发明的直线滑台、台面和机器人底座的俯视图。

图5为本发明的台面与机器人底座连接的结构示意图。

图6为本发明的台面与机器人底座连接的局部剖视图。

图7为本发明的驱动装置的结构示意图。

图8为本发明的移动机构的结构示意图。

图9为本发明的摆动机构的结构示意图。

图10为本发明的楔块处于自锁状态时的结构示意图。

图11为本发明的生产管理系统的结构示意图。

附图标记说明：

10、直线滑台；11、底座；12、直线导轨；13、第一轴承座；14、丝杆；15、第二轴承座；16、联轴器；17、步进电机；20、台面；21、安装腔；22、定位方孔；23、第一通孔；24、第二通孔；30、机器人底座；31、方轴；33、缺口；331、侧斜面；34、法兰；40、驱动装置；41、箱体；411、第三通孔；42、摇杆；421、手柄；43、主轴；431、第一锥齿轮；432、第二锥齿轮；44、滑动板；45、传动丝杆；46、楔块；47、导向杆；50、摆动机构；51、摆杆；511、摆臂；512、压头；52、压缩弹簧；60、移动机构；61、壳体；611、避让孔；612、侧孔；613、滑动孔；614、下侧孔；62、活塞块；621、沉槽；622、过孔；63、复位弹簧；64、第一滚轮；65、连杆；66、第二滚轮；70、二氧化碳保护焊机；80、变位机；90、焊接机器人。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

参考图1至图10，如图1和图2所示，本实施例提供一种焊接生产线，该焊接生产线包括：一对变位机80、焊接机器人90、二氧化碳保护焊机70以及生产管理系统，所述焊接机器人90固定在地面，且所述焊接机器人90位于一对变位机80之间，所述焊接机器人90用于对固定在所述变位机80上的机架进行焊接，该机架为研磨机上的部件，机架由许多构件组合而成，需要通过焊接将多个构件焊接在一起，以形成机架，具体地，一个机架通过焊接夹具固定在一个变位机80上；二氧化碳保护焊机70位于所述焊接机器人90一侧，通过焊接机器人90和变位机80的配合，能够对变位机80上夹持的机架进行自动化焊接，相比人工焊接，采用焊接机器人90和两个变位机80能够提高焊接效率，且避免了焊接烟雾对人体的危害，进行自动焊接时，需要通过生产管理系统对生产参数、生产指令进行分析，生成驱动控制信息，根据驱动控制信息控制变位机80、焊接机器人90和二氧化碳保护焊机70作业，并对生产计划、工艺和人员进行管理，还用于采集焊接生产过程中的焊接生产数据信息，及对采集信息进行分析处理，并进行异常操作预警和生产参数和焊接信息的可视化显示。

考虑到焊接机器人90（固定在地面时）只能在原地进行工作，因而焊接机器人90与两个变位机80配合焊接出现速度较慢的问题，如图3所示，本发明还增加了一设置在一对变位机80之间的直线滑台10，所述直线滑台10上设置有能够移动的台面20，所述焊接机器人90定位安装在所述台面20上，通过直线滑台10能够使得焊接机器人90进行水平移动，此时配合两个变位机80进行焊接作业，使得焊接速度提高，工作效率能够得到保证，从而生产量能够提高。

优选地，机器人底座30的底部连接有法兰34，方轴31的上端固定连接在法兰34上，通过设置法兰34，使得使用时能够根据定位方孔22的大小来更换不同的方轴31，从而使用更加方便。

如图4所示，所述直线滑台10固定在地面上，所述直线滑台10位于两个变位机80之间，所述直线滑台10包括底座11和驱动机构，驱动机构安装在底座11上，台面20安装在驱动机构上，驱动机构能够驱动所述台面20水平往复移动，所述驱动机构包括：步进电机17和丝杆14，所述步进电机17安装在底座11上；丝杆14可旋转地设置在底座11上，所述丝杆14通过联轴器16与所述步进电机17连接，所述台面20上安装有螺母，螺母与所述丝杆14螺纹连接，所述台面20与所述直线滑台10的一对直线导轨12滑动配合。

本申请实施例中，一对直线导轨12对称安装在底座11，底座11的左端安装有第一轴承座13，右端安装有第二轴承座15，丝杆14的左端通过轴承连接在第一轴承座13，右端通过轴承连接在第二轴承座15，通过设置第一轴承座13和第二轴承座15，能够对丝杆14进行两端支撑，从而使得传动更加平稳。

步进电机17安装在第二轴承座15的右端，丝杆14的右端通过联轴器16与所述步进电机17的输出轴连接。

如图5和图6所示，所述方轴31能够插入所述台面20上开设的定位方孔22内，从而使得所述焊接机器人90能够准确快速的安装在所述台面20上。

优选地，方轴31的横截面为正方形，以便于与定位方孔22匹配。

如图6、图7、图8和图9所示，所述焊接机器人90的机器人底座30通过驱动装置40、摆动机构50和移动机构60的配合锁定在所述台面20上，所述驱动装置40转动能够驱动所述移动机构60移动，进而所述移动机构60驱动所述摆动机构50摆动，以使得所述摆动机构50抵持在所述机器人底座30的方轴31上，将方轴31锁定于台面20内。

优选地，台面20上开设有一安装腔21，驱动装置40、摆动机构50和移动机构60均设置在安装腔21内，安装腔21与定位方孔22贯通。

如图6和图7所示，所述驱动装置40包括：箱体41、摇杆42、主轴43、传动组件和平移组件，所述箱体41安装在安装腔21内，所述主轴43与箱体41转动连接，所述主轴43的上端伸出台面20，所述主轴43的上端连接有摇杆42，所述传动组件与所述主轴43相连接；所述平移组件与所述传动组件相连接，所述传动组件能够驱动所述平移组件移动，所述移动机构60与所述平移组件相连接。

优选地，台面20上开设有一第一通孔23，第一通孔23与安装腔21的顶部贯通，主轴43的上端向上穿过第一通孔23，摇杆42上安装有手柄421，通过转动手柄421能够令摇杆42驱动主轴43转动。

本申请实施例中，所述传动组件包括相互啮合的第一锥齿轮431和第二锥齿轮432，第一锥齿轮431与主轴43相连接，第二锥齿轮432与传动丝杆45相连接。

本申请实施例中，所述平移组件包括：传动丝杆45、滑动板44、导向杆47和楔块46，所述传动丝杆45连接在所述第二锥齿轮432上，并通过一对安装块横向设置在所述箱体41内；所述滑动板44与所述传动丝杆45螺纹连接；所述导向杆47固定安装在所述箱体41内，所述滑动板44与所述导向杆47滑动配合；所述楔块46的右端与所述滑动板44的左端相连接。

优选地，传动丝杆45与导向杆47上下间隔平行设置，滑动板44的上端通过螺母与传动丝杆45连接，下端与导向杆47滑动连接。

导向杆47通过一对固定座安装在箱体41内。

如图6、图8和图9所示，所述移动机构60包括：壳体61、活塞块62、复位弹簧63和第一滚轮64，所述壳体61安装在所述箱体41内；所述活塞块62滑动设置在所述壳体61内，活塞块62能够在壳体61内上下移动；所述复位弹簧63抵持在所述活塞块62与所述箱体41之间；所述第一滚轮64转动安装在所述活塞块62内，所述楔块46抵持在所述第一滚轮64上。

优选地，活塞块62的下端开设有沉槽621，复位弹簧63抵持在所述沉槽621与所述箱体41的底部之间，具体地，复位弹簧63的上端抵持在所述沉槽621的顶壁，下端抵持在箱体41的内底壁。

优选地，所述活塞块62上还固定连接有连杆65，所述连杆65上活动安装有第二滚轮66，所述第二滚轮66能够抵持在所述摆动机构50的一侧。

优选地，壳体61的中间自下向上开设有滑动孔613，活塞块62滑动设置在滑动孔613内，滑动孔613的左侧开设有上下间隔的上侧孔612和下侧孔614，滑动孔613的右侧开设有避让孔611，楔块46的左端依次穿过避让孔611和过孔622后向左延伸至下侧孔614内，第一滚轮64转动安装在过孔622内。

优选地，连杆65连接在活塞块62的左侧，连杆65的左端穿过上侧孔612后向摆动机构50靠近。

如图6和图9所示，所述摆动机构50包括：摆杆51和压缩弹簧52，所述摆杆51铰接在所述箱体41内，所述第二滚轮66抵持在所述摆杆51的一侧面；所述压缩弹簧52抵持在所述摆杆51的另一侧面与所述箱体41的左内壁之间。

本申请实施例中，安装腔21的左侧壁上开设有第二通孔24，箱体41的左侧壁上开设有第三通孔411，第二通孔24与第三通孔411左右贯通连接，以使得摆杆51能够穿过箱体41的左侧壁后卡合在方轴31上。

如图9所示，所述摆杆51包括一体连接的摆臂511和压头512，所述摆臂511的上端连接有所述压头512，所述摆臂511的下端铰接在所述箱体41内，所述压缩弹簧52抵持在所述摆臂511的一侧与所述箱体41的左内壁之间，所述第二滚轮66抵持在所述压头512的一侧，所述压头512的前端能够抵持在所述方轴31上。

优选地，方轴31的右侧壁上开设有缺口33，所述缺口33的下端具有侧斜面331，压头512的前端能够穿过第三通孔411和第二通孔24后伸入缺口33内，且压头512的左端面抵持在侧斜面331上，通过设置缺口33和侧斜面331，能够使得压头512紧紧抵持在方轴31上，从而实现方轴31固定在定位方孔22内。

实现方轴31与定位方孔22连接的工作过程：将方轴31对准定位方孔22后放入定位方孔22内，再顺时针转动摇杆42，主轴43带动第一锥齿轮431驱动第二锥齿轮432，传动丝杆45转动驱动滑动板44带动楔块46向左移动，楔块46驱动第一滚轮64使活塞块62下移，活塞块62下移的同时，会带动连杆65下移，复位弹簧63被压缩，连杆65下移使第二滚轮66挤压压头512驱动摆杆51逆时针转动，压头512伸入缺口33内并抵在侧斜面331上，同时压缩弹簧52被压缩，当楔块46处于图10所示的自锁状态时，从而实现将方轴31固定在定位方孔22内，达到将焊接机器人90固定在台面20上。

焊接时，直线滑台10带动焊接机器人90左右移动，同时焊接机器人90动作，配合两个变位机80，实现机架的自动焊接。

如图11所示，生产管理系统包括：生产线控制模块、智慧管理模块、计划员站和工程师站；

生产线控制模块用于通过传感器组采集焊接生产过程中的焊接位置信息、各电机参数信息和焊接状态信息，并对采集的信息进行上传处理，还用于驱动变位机80、焊接机器人90和二氧化碳保护焊机70作业，生产线控制模块包括焊接控制器、PLC控制器、滑台控制模块、变位机控制模块，焊接控制器、直线滑台控制模块和变位机控制模块均与PLC控制器电连接，在研磨机的机架焊接过程中，焊接工艺的可靠性和高精度至关重要。焊接质量的影响因素包括被焊材料、焊接电流、焊接电压、焊接速度、气体流量和工件表面状态等，其中最重要的影响因素为焊接电流、焊接电压、气体流量和焊接速度，通过焊接控制器可以精确的控制焊接电流、焊接电压、焊接速度以及二氧化碳气体流量等。通过控制直线滑台移动可增加焊接机器人的工作自由度和面积，PLC控制器通过直线滑台控制模块的步进电机和变位机控制模块的伺服电机工作实现滑台和变位机移动；

智慧管理模块与生产线控制模块、计划员站和工程师站通过无线网络方式相连接，智慧管理模块用于对生产计划、工艺和人员及设备进行管理，智慧管理模块包括车间智慧管理平台、数据库和服务器，车间智慧管理平台和数据库与服务器相连接，计划员站和工程师站分别发送生产参数和指令信息至服务器，服务器接收到生产参数和指令信息后，生成控制信号并发送至生产线控制模块，生产线控制模块接收到控制信号后进行作业，并采集生产过程信息，将生产过程信息发送至服务器，服务器将接收信息上传至车间智慧管理平台，车间智慧管理平台接收到生产过程信息后生成作业记录，对生产操作信息进行分析和异常操作预警，即当焊接工艺参数信息达到焊接异常阈值时，发出过程异常预警信号，并对生产参数和焊接信息进行可视化显示。

计划员站用于计划员上传生产参数，工程师站用于工程师上传焊接指令或者程序信息。

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，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例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 (3)

1.一种焊接生产线，其特征在于，包括:

一对变位机（80）；

设置在一对变位机（80）之间的直线滑台（10），所述直线滑台（10）上设置有能够移动的台面（20）；

焊接机器人（90），所述焊接机器人（90）定位安装在所述台面（20）上，用于焊接所述变位机（80）上安装的机架；

位于所述焊接机器人（90）一侧的二氧化碳保护焊机（70）；

生产管理系统，所述生产管理系统用于采集焊接生产过程中的焊接生产数据信息，及对采集信息进行分析处理，并驱动所述变位机（80）、所述焊接机器人（90）和所述二氧化碳保护焊机（70）作业，还用于根据计划员和工程师发送的生产参数和指令信息，对生产计划、工艺和人员及设备进行管理，并进行异常操作预警，以及生产参数和焊接信息的可视化显示；

所述台面（20）上设置有驱动装置（40）、摆动机构（50）和移动机构（60），三者配合能够将所述焊接机器人（90）的机器人底座（30）定位安装在所述台面（20）上，所述驱动装置（40）转动能够驱动所述移动机构（60）移动，进而所述移动机构（60）驱动所述摆动机构（50）摆动，以使得所述摆动机构（50）抵持在所述机器人底座（30）的方轴（31）上；

所述驱动装置（40）包括：与所述台面（20）转动连接的摇杆（42）、与所述摇杆（42）连接的主轴（43）、与所述主轴（43）相连接的传动组件、与所述传动组件相连接的平移组件，所述传动组件能够驱动所述平移组件移动，所述移动机构（60）与所述平移组件相连接；

所述摆动机构（50）包括：铰接在所述台面（20）内的摆杆（51）、抵持在所述摆杆（51）与所述台面（20）之间的压缩弹簧（52），所述移动机构（60）的第二滚轮（66）抵持在所述摆杆（51）上；

所述平移组件包括：连接在所述传动组件上的传动丝杆（45）、与所述传动丝杆（45）连接的滑动板（44）、设置在所述台面（20）内的导向杆（47）以及与所述滑动板（44）相连接的楔块（46），所述滑动板（44）与所述导向杆（47）滑动配合；

所述移动机构（60）包括：设置在所述台面（20）内的壳体（61）、滑动设置在所述壳体（61）内的活塞块（62）、抵持在所述活塞块（62）与所述台面（20）之间的复位弹簧（63）以及安装在所述活塞块（62）内的第一滚轮（64），所述楔块（46）抵持在所述第一滚轮（64）上；

所述移动机构（60）还包括连杆（65）和第二滚轮（66），所述连杆（65）连接在所述活塞块（62）上，所述第二滚轮（66）安装在所述连杆（65）上，所述第二滚轮（66）抵持在所述摆动机构（50）上；

所述摆杆（51）包括一体连接的摆臂（511）和压头（512），所述摆臂（511）连接在所述压头（512）的下端，所述摆臂（511）铰接在所述台面（20）内，所述压缩弹簧（52）抵持在所述摆臂（511）与所述台面（20）之间，所述第二滚轮（66）抵持在所述压头（512）上，所述压头（512）能够抵持在所述方轴（31）上。

2.根据权利要求1所述的焊接生产线，其特征在于，所述直线滑台（10）和所述台面（20）之间设置有能够驱动所述台面（20）水平移动的驱动机构，所述驱动机构包括：

安装在所述直线滑台（10）上的步进电机（17）；

与所述步进电机（17）连接的丝杆（14），所述台面（20）通过螺母与所述丝杆（14）连接，所述台面（20）与所述直线滑台（10）滑动配合。

3.根据权利要求1所述的焊接生产线，其特征在于，所述生产管理系统包括：生产线控制模块、智慧管理模块、计划员站和工程师站；

所述生产线控制模块用于通过传感器组采集焊接生产过程中的焊接位置信息、各电机参数信息和焊接状态信息，并对采集的信息进行上传处理，还用于驱动所述变位机（80）、所述焊接机器人（90）和所述二氧化碳保护焊机（70）作业；

所述智慧管理模块与所述生产线控制模块、所述计划员站和所述工程师站通过无线网络方式相连接，所述智慧管理模块用于根据所述计划员站和所述工程师站发送的生产参数和指令信息对生产计划、工艺和人员及设备进行管理，并对采集信息进行分析处理，生成驱动控制信息和异常操作预警信息，并对生产参数和焊接信息进行可视化显示。