CN205834559U - 工件薄板焊接加工系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种工件薄板焊接加工系统，该焊接加工系统包括：工装夹具总成，用于输送及在线夹紧待加工工件以供焊接加工定位，工装夹具总成包括用于沿横向输送待加工工件的输送线及用于夹持待加工工件以焊接定位的支撑架总成，输送线设于支撑架总成上且沿其高度方向位置可调以实现输送待加工工件及脱离待加工工件以供支撑架总成夹持的状态切换；焊接机器人，分布在工装夹具总成的两侧且沿其长度方向移动，用于对待加工工件的薄板工件与支撑框架间焊缝的焊接，待加工工件位于焊接机器人的工作半径内。其实现了对薄板的自动运输及精确的焊接定位，定位精度可靠、焊接一致性好，且加工质量高，焊接自动化水平及加工效率均得到有效改善。

Description

工件薄板焊接加工系统

技术领域

本实用新型涉及焊接加工领域，特别地，涉及一种工件薄板焊接加工系统。

背景技术

目前，对薄板的生产企业进行调研发现，在生产环节中薄板的焊接均以手工操作为主。在生产中，采用人工焊接，焊接工人经常会受到心理、生理条件变化及周围环境的干扰。在恶劣的焊接条件下，操作工人容易疲劳，难以较长时间保持焊接工作稳定性和一致性，就会造成焊接的效率低和质量不稳定等，且焊接后表面光洁度较差。

尤其对于集装箱底盘的焊接加工，参照图1，集装箱底盘3包括一体结构的支撑框架31及与所述支撑框架31上相应区域相连的多个薄板件32，且支撑框架31上设有多个用于形成加强筋的折弯部311，各薄板件32位于相邻折弯部311之间的区域。加工时，一般需将多个薄板件32与带有折弯部311的支撑框架31上的相应部位点焊连接，再对薄板件32与支撑框架31间的焊缝进行焊接连接，以加工成集装箱底盘3，由于薄板件与支撑框架间的焊缝多且呈横向、竖向等交错方式布置，导致需要在多个工位分配多个工人进行焊接，一般需要在焊接生产线上分配十一个工人进行焊接加工，故现在的工件薄板焊接加工系统存在以下不足：

1、人工焊接工件薄板，焊接的效率和质量很大程度上受限于焊接工人的熟练程度及操作状态，焊接一致性不好，焊接质量不稳定，焊接效率低。

2、现有的焊接夹具，靠人工操作进行定位夹紧，且精度不高，经常会出现工件组对间隙过大，需人工手动调整后才可焊接，不能实现自动化焊接生产作业，生产效率低。

3、现有工件薄板的输送方式以手动输送方式为主，生产效率低，且存在一定的安全隐患。

实用新型内容

本实用新型提供了一种工件薄板焊接加工系统，以解决现有的薄板焊接加工需手工焊接且由于焊缝多、定位精度差导致焊接一致性不好、焊接质量不稳定及焊接效率低的技术问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

根据本实用新型的一个方面，提供一种工件薄板焊接加工系统，用于对待加工工件进行焊缝焊接，待加工工件包括支撑框架及与支撑框架点焊连接的多个薄板件，该焊接加工系统包括：

工装夹具总成，用于输送及在线夹紧待加工工件以供焊接加工定位，工装夹具总成包括用于沿横向输送待加工工件的输送线及用于夹持待加工工件以焊接定位的支撑架总成，输送线设于支撑架总成上且沿其高度方向位置可调以实现输送待加工工件及脱离待加工工件以供支撑架总成夹持的状态切换；

焊接机器人，分布在工装夹具总成的两侧且沿其长度方向移动，用于对待加工工件的薄板工件与支撑框架间焊缝的焊接，待加工工件位于焊接机器人的工作半径内。

进一步地，支撑架总成包括第一支撑架及第二支撑架，第一支撑架之上设有多个沿横向和/或纵向设置以弹性支撑薄板工件的底面的弹性支撑部，第二支撑架上设有多个用于对薄板件的顶面施加压紧力的悬臂压紧组件。

进一步地，第二支撑架包括沿待加工工件的长度方向相对间隔布置于两侧的第一支撑装置及第二支撑装置，第一支撑装置及第二支撑装置上设有轨道及用于定位的定位套，悬臂压紧组件包括型材座，型材座的两端分别经滚动机构与第一支撑装置、第二支撑装置上的轨道配合以位移调节，型材座经锁紧机构与定位套配合以定位，型材座经第一升降机构连接至少一个压紧座。

进一步地，第一升降机构为气缸驱动机构，压紧座与多个第一升降机构铰接连接，且压紧座之下设有用于压紧工件的压板，压板采用铜质材料制成。

进一步地，第二支撑架上设有用于驱动悬臂压紧组件位移以避免干涉焊接机器人焊接加工的调节气缸。

进一步地，第一支撑装置与第二支撑装置在相向面上分别设置定位座及侧向顶推机构，位于第一支撑装置与第二支撑装置之间的待加工工件经定位座与侧向顶推机构的配合作用精确定位。

进一步地，第一支撑装置及第二支撑装置的端部设有用于阻止待加工工件前移以焊接加工的阻挡装置，阻挡装置包括固定座及设于其上的第二升降机构、阻挡机构，固定座与第一支撑装置或第二支撑装置相连，阻挡机构经第二升降机构上升以阻止待加工工件前移或者下降以解除阻止供焊接加工后的工件转移。

进一步地，输送线包括：支承体及驱动支承体垂直升降的第一驱动机构，支承体上设有主动轮、从动轮及位于主动轮与从动轮之间用于传送待加工工件的传动机构，主动轮连接用于导入动力源的第二驱动机构。

进一步地，第一支撑架包括位于底部的第一支架，第一支架之上设有位置可调的第二支架，第二支架之上设有弹性支撑部，弹性支撑部包括定位块及设于定位块之上的多个铜垫块、设于定位块之下的多个支撑块，铜垫块与定位块一一对应且每个铜垫块经定位柱连接支撑块，定位柱外围套设用于给铜垫块提供上下浮力的弹簧。

进一步地，焊接机器人包括地轨及沿地轨上的直线轨道行走的悬臂组件，悬臂组件上连接机器人本体，机器人本体的执行机构上设置焊枪、及用于激光定位的激光跟踪器。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型工件薄板焊接加工系统，通过采用工装夹具总成对待加工工件进行输送及在线夹紧，且经焊接机器人对焊缝进行焊接，实现了对薄板的自动运输及精确的焊接定位，定位精度可靠、焊接一致性好，且加工质量高，焊接自动化水平及加工效率均得到有效改善，具有广泛的推广应用价值。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型优选实施例待加工工件的结构示意图；

图2是本实用新型优选实施例焊接加工系统的结构示意图；

图3是本实用新型优选实施例工装夹具总成的结构示意图；

图4是本实用新型优选实施例第一支撑架的结构示意图；

图5是本实用新型优选实施例弹性支撑部的结构示意图；

图6是本实用新型优选实施例第二支撑架的结构示意图；

图7是本实用新型优选实施例中支撑装置的结构示意图；

图8是本实用新型优选实施例中悬臂压紧组件的结构示意图；

图9是本实用新型优选实施例中阻挡装置的结构示意图；

图10是本实用新型优选实施例中输送线的结构示意图；

图11是本实用新型优选实施例中焊接机器人的结构示意图。

附图标记说明：

1、工装夹具总成；11、输送线；12、支撑架总成；

13、第一支撑架；14、第二支撑架；15、弹性支撑部；16、悬臂压紧组件；

111、支承体；112、第一驱动机构；113、主动轮；114、从动轮；

115、引导轮；116、导向杆；117、导向套；118、链条；

119、传动链轮；11A、传动滚轮；11B、第二驱动机构；

131、第一支架；132、第二支架；134、定位块；135、铜垫块；

136、支撑块；137、定位柱；138、圆螺母；139、弹簧；

141、第一支撑装置；142、第二支撑装置；143、轨道；144、定位套；145、定位座；

146、侧向顶推机构；147、阻挡装置；148、压紧装置；149、调节气缸；

1471、固定座；1472、第二升降机构；1473、阻挡机构；

161、型材座；162、滚动机构；163、定位销；

164、第一升降机构；165、压紧座；166、压板；

2、焊接机器人；21、地轨；22、机器人本体；23、悬臂组件；

24、焊枪；25、清枪剪丝装置；26、焊接电源；27、激光跟踪器；

3、集装箱底盘；31、支撑框架；311、折弯部；32、薄板件。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

本实用新型的优选实施例提供了一种工件薄板焊接加工系统，用于对待加工工件进行焊缝焊接，本实施例以图1所示的集装箱底盘3作为待加工工件，该待加工工件包括一体结构的支撑框架31及与支撑框架31点焊连接的多个薄板件32，其中，支撑框架31上分布有多个用于构成加强筋的折弯部311，各薄板件32与相邻的折弯部311间形成焊缝。参照图2，本实施例焊接加工系统包括：

工装夹具总成1，用于输送及在线夹紧待加工工件以供焊接加工定位，工装夹具总成1包括用于沿横向输送待加工工件的输送线11及用于夹持待加工工件以焊接定位的支撑架总成12，输送线11设于支撑架总成12上且沿其高度方向位置可调以实现输送待加工工件及脱离待加工工件以供支撑架总成12夹持的状态切换；

焊接机器人2，分布在工装夹具总成1的两侧且沿其长度方向移动，用于对待加工工件的薄板工件与支撑框架31间焊缝的焊接，待加工工件位于焊接机器人2的工作半径内。

本实施例通过采用工装夹具总成对待加工工件进行输送及在线夹紧，实现薄板之间的无间隙贴合定位，且经焊接机器人对焊缝进行焊接，实现了对薄板的自动运输及精确的焊接定位，定位精度可靠、焊接一致性好，且加工质量高，焊接自动化水平及加工效率均得到有效改善，具有广泛的推广应用价值。

参照图3，本实施例支撑架总成12包括第一支撑架13及第二支撑架14，第一支撑架13之上设有多个沿横向和/或纵向设置以弹性支撑薄板工件的底面的弹性支撑部15，第二支撑架14上设有多个用于对薄板件32的顶面施加压紧力的悬臂压紧组件16。

参照图4及图5，第一支撑架13包括位于底部的第一支架131，第一支架131之上设有位置可调的第二支架132，第二支架132之上设有弹性支撑部15，弹性支撑部15包括定位块134及设于定位块134之上的多个铜垫块135、设于定位块134之下的多个支撑块136，铜垫块135与定位块134一一对应且每个铜垫块135经定位柱137连接支撑块136，定位柱137外围套设用于给铜垫块135提供上下浮力的弹簧139。优选地，本实施例中，第一支架131采用鹅颈槽支承架，鹅颈槽支承架的上端面设有导轨，第二支架132的底部设有与所述导轨相配合以进行位置调节的导轨滑座，进而带动弹性支撑部15在导轨上滑动，当确定好位置后，通过定位销插入第一支架131的定位套上进行定位，可以调整弹性支撑部15的位置，以满足不同规格尺寸工件薄板的焊接。本实施例中，各弹性支撑部15与待加工工件上各点焊连接的薄板件32对应，以对其下表面进行弹性支撑。本实施例中，弹性支撑部15包括多个铜垫块135，且每个铜垫块135的下方对应安装弹簧139，且定位柱137安装在弹簧139内，且定位柱137与支撑块136的下端经圆螺母138紧固，铜垫块135在弹簧139的作用下可上下浮动，可以保证两薄板件贴合无缝隙，且弹性支撑部15通过多块的铜垫块135进行多点弹性支撑即使薄板件发生变形，亦可实现无缝贴合。

参照图3及图6至图8，本实施例中，第二支撑架14包括沿待加工工件的长度方向相对间隔布置于两侧的第一支撑装置141及第二支撑装置142，第一支撑装置141及第二支撑装置142上设有轨道143及用于定位的定位套144，悬臂压紧组件16包括型材座161，型材座161的两端分别经滚动机构162与第一支撑装置141、第二支撑装置142上的轨道143配合以位移调节，型材座161经锁紧机构与定位套144配合以定位，型材座161经第一升降机构164连接至少一个压紧座165。具体地，滚动机构162固连在悬臂压紧组件16的两端，滚动机构162在轨道143内滚动，当悬臂压紧组件16滚动到确定位置后，用定位销163插入定位套144内，实现定位，可以满足不同规格尺寸工件薄板的焊接定位要求。

优选地，第一升降机构164为气缸驱动机构，压紧座165与多个第一升降机构164铰接连接，且压紧座165之下设有用于压紧工件的压板166，压板166采用铜质材料制成。本实施例中，四个压紧气缸与压紧座165以铰链的方式连接，以方便四个压紧气缸在动作不同步的情况下也可以实现压紧的作用；压紧座165之下固接铜压板，由铜压板压紧工件，可以有效防止焊接时产生的金属飞溅粘在压板上。

参照图3，第一支撑装置141与第二支撑装置142侧设有向下压紧待加工工件外侧边的压紧装置148，本实施例中，压紧装置148由铜压条、压紧块、油缸等组成。油缸驱动压紧块压紧或松开，铜压条固连在压紧装置前端，并与工件接触压紧，焊接时产生的金属飞溅不会粘在铜压条上。

优选地，参照图6，第一支撑装置141与第二支撑装置142在相向面上分别设置定位座145及侧向顶推机构146，位于第一支撑装置141与第二支撑装置142之间的待加工工件经定位座145与侧向顶推机构146的配合作用精确定位。

优选地，第二支撑架14上设有用于驱动悬臂压紧组件16位移以避免干涉焊接机器人2焊接加工的调节气缸149，以方便焊接机器人2的焊接作业。

参照图9，本实施例中，第一支撑装置141及第二支撑装置142的端部设有用于阻止待加工工件前移以焊接加工的阻挡装置147，阻挡装置147包括固定座1471及设于其上的第二升降机构1472、阻挡机构1473，固定座1471与第一支撑装置141或第二支撑装置142相连，阻挡机构1473经第二升降机构1472上升以阻止待加工工件前移或者下降以解除阻止供焊接加工后的工件转移。

参照图10，本实施例中，输送线11包括：支承体111及驱动支承体111垂直升降的第一驱动机构112，支承体111上设有主动轮113、从动轮114及位于主动轮113与从动轮114之间用于传送待加工工件的传动机构，主动轮113连接用于导入动力源的第二驱动机构11B。本实施例中，四条输送线11设置于第二支撑架内，且沿工件传送放线分为前段及后段，前段由两条输送线控制前半部分的传动，后段由两条输送线控制后半部分的传动，可以实现单独的传动和同步的传动。本实施例中，输送线11的主动轮113与从动轮114之间设置传动用的链条118，经链条118带动传动链轮119，进而带动传动滚轮11A滚动，进而达到驱动工件向前运输的作用，且中间还可设置引导轮115进行传动导向。优选地，支承体111的下表面设有用于对其垂直升降进行导向的导向机构，本实施例中，支承体111上设有导向套117，导向套与导向杆116配合以对支承体111的升降进行导向，以保证垂直升降的可靠性。

参照图11，本实施例焊接机器人2包括地轨21及沿地轨21上的直线轨道行走的悬臂组件23，悬臂组件23上连接机器人本体22，机器人本体22的执行机构上设置焊枪24、及用于激光定位的激光跟踪器27。具体地，悬臂组件23经伺服电机、减速器驱动在地轨21的直线轨道上行走，扩展了焊接机器人的可达的焊接范围及灵活度，悬臂组件23上还设有清枪剪丝装置25及焊接电源26，并随其一起移动。

根据本实用新型的另一方面，还提供一种工件薄板焊接加工方法，采用上述实施例的焊接加工系统，本实用新型方法包括以下步骤：

根据不同规格尺寸的待加工工件调整工装夹具总成1；

当待加工工件从上工序传动到本工序时，第一驱动机构112顶起支承体111做向上运动，第二驱动机构11B驱动传动机构传送待加工工件；

第二升降机构1472驱动阻挡机构1473上升，待加工工件接触到阻挡机构1473停止输送线11的传动，第一驱动机构112带动支承体111下降；

待加工工件下落至工装夹具总成1上，且由各弹性支撑部15支撑；

侧向顶推机构146推动待加工工件靠紧定位座145，各悬臂压紧组件16对待加工工件自动压紧；

焊接机器人2开始动作，寻找焊缝起始点并由激光引导进行焊接；

焊接完毕后，工装夹具总成1自动松开，第一驱动机构112顶起支承体111做向上运动，第二驱动机构11B驱动传动机构将加工后的工件传输至下一工序。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种工件薄板焊接加工系统，用于对待加工工件进行焊缝焊接，所述待加工工件包括支撑框架(31)及与所述支撑框架(31)点焊连接的多个薄板件(32)，其特征在于，所述焊接加工系统包括：

工装夹具总成(1)，用于输送及在线夹紧所述待加工工件以供焊接加工定位，所述工装夹具总成(1)包括用于沿横向输送所述待加工工件的输送线(11)及用于夹持所述待加工工件以焊接定位的支撑架总成(12)，所述输送线(11)设于所述支撑架总成(12)上且沿其高度方向位置可调以实现输送所述待加工工件及脱离所述待加工工件以供所述支撑架总成(12)夹持的状态切换；

焊接机器人(2)，分布在所述工装夹具总成(1)的两侧且沿其长度方向移动，用于对所述待加工工件的薄板工件与支撑框架(31)间焊缝的焊接，所述待加工工件位于所述焊接机器人(2)的工作半径内。

2.根据权利要求1所述的工件薄板焊接加工系统，其特征在于，

所述支撑架总成(12)包括第一支撑架(13)及第二支撑架(14)，所述第一支撑架(13)之上设有多个沿横向和/或纵向设置以弹性支撑所述薄板工件的底面的弹性支撑部(15)，所述第二支撑架(14)上设有多个用于对所述薄板件(32)的顶面施加压紧力的悬臂压紧组件(16)。

3.根据权利要求2所述的工件薄板焊接加工系统，其特征在于，

所述第二支撑架(14)包括沿所述待加工工件的长度方向相对间隔布置于两侧的第一支撑装置(141)及第二支撑装置(142)，所述第一支撑装置(141)及所述第二支撑装置(142)上设有轨道(143)及用于定位的定位套(144)，所述悬臂压紧组件(16)包括型材座(161)，所述型材座(161)的两端分别经滚动机构(162)与所述第一支撑装置(141)、所述第二支撑装置(142)上的轨道(143)配合以位移调节，所述型材座(161)经锁紧机构与所述定位套(144)配合以定位，所述型材座(161)经第一升降机构(164)连接至少一个压紧座(165)。

4.根据权利要求3所述的工件薄板焊接加工系统，其特征在于，

所述第一升降机构(164)为气缸驱动机构，所述压紧座(165)与多个所述第一升降机构(164)铰接连接，且所述压紧座(165)之下设有用于压紧工件的压板(166)，所述压板(166)采用铜质材料制成。

5.根据权利要求3所述的工件薄板焊接加工系统，其特征在于，

所述第二支撑架(14)上设有用于驱动所述悬臂压紧组件(16)位移以避免干涉所述焊接机器人(2)焊接加工的调节气缸(149)。

6.根据权利要求3所述的工件薄板焊接加工系统，其特征在于，

所述第一支撑装置(141)与所述第二支撑装置(142)在相向面上分别设置定位座(145)及侧向顶推机构(146)，位于所述第一支撑装置(141)与所述第二支撑装置(142)之间的待加工工件经所述定位座(145)与所述侧向顶推机构(146)的配合作用精确定位。

7.根据权利要求3所述的工件薄板焊接加工系统，其特征在于，

所述第一支撑装置(141)及所述第二支撑装置(142)的端部设有用于阻止所述待加工工件前移以焊接加工的阻挡装置(147)，所述阻挡装置(147)包括固定座(1471)及设于其上的第二升降机构(1472)、阻挡机构(1473)，所述固定座(1471)与所述第一支撑装置(141)或所述第二支撑装置(142)相连，所述阻挡机构(1473)经所述第二升降机构(1472)上升以阻止所述待加工工件前移或者下降以解除阻止供焊接加工后的工件转移。

8.根据权利要求2所述的工件薄板焊接加工系统，其特征在于，

所述输送线(11)包括：支承体(111)及驱动所述支承体(111)垂直升降的第一驱动机构(112)，所述支承体(111)上设有主动轮(113)、从动轮(114)及位于所述主动轮(113)与所述从动轮(114)之间用于传送待加工工件的传动机构，所述主动轮(113)连接用于导入动力源的第二驱动机构(11B)。

9.根据权利要求2所述的工件薄板焊接加工系统，其特征在于，

所述第一支撑架(13)包括位于底部的第一支架(131)，所述第一支架(131)之上设有位置可调的第二支架(132)，所述第二支架(132)之上设有弹性支撑部(15)，所述弹性支撑部(15)包括定位块(134)及设于所述定位块(134)之上的多个铜垫块(135)、设于所述定位块(134)之下的多个支撑块(136)，所述铜垫块(135)与所述定位块(134)一一对应且每个所述铜垫块(135)经定位柱(137)连接所述支撑块(136)，所述定位柱(137)外围套设用于给所述铜垫块(135)提供上下浮力的弹簧(139)。

10.根据权利要求1至9任一所述的工件薄板焊接加工系统，其特征在于，

所述焊接机器人(2)包括地轨(21)及沿所述地轨(21)上的直线轨道行走的悬臂组件(23)，所述悬臂组件(23)上连接机器人本体(22)，所述机器人本体(22)的执行机构上设置焊枪(24)、及用于激光定位的激光跟踪器(27)。