CN207788023U - 一种挂车自动拼焊系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及自动控制技术领域，具体涉及一种挂车自动拼焊系统，其包括：机器人桁架，所述机器人桁架的横梁上设有导轨，导轨上活动安装有焊接机器人和搬运机器人，所述焊接机器人和搬运机器人均可沿导轨的方向进行自由移动；所述搬运机器人上设有用于获取视觉识别图像的摄像头；所述机器人桁架的一侧设有焊接加工位，所述焊接加工位用于安放待加工的车架工件。本实用新型的搬运机器人上配备了摄像头，其能对各个装配位置进行精确的定位，其装配精度更高，且其焊接机器人和搬运机器人均活动设置于机器人桁架上，其可根据装配位置的不同而调整其位置，广泛地适用于各种不同车型的自动化装配，极大地节省了生产的人手，也提高了生产装配的效率。

Description

一种挂车自动拼焊系统

技术领域

本实用新型涉及自动控制技术领域，具体涉及一种挂车自动拼焊系统。

背景技术

挂车是指由汽车牵引而本身无动力驱动装置的车辆，其是公路运输的重要车种。挂车按挂车与牵引汽车的连接方式分为全挂车和半挂车。全挂车由牵引车牵引且其全部质量由本身承受的挂车；半挂车由牵引车牵引且其部分质量由牵引车承受的挂车。在半挂车的结构中的簧支架和牵引销为整个车体最重要的受力部件，故对其的装配精度和焊接质量要求也更为严格。而在半挂车装配时，牵引销和簧支架会因各种车型尺寸上的不同，而导致其装配位置的也不相同；因此一台自动化装配设备无法适用于多种车型的装配，其为自动化生产带来了一定的难度，故在现有技术中，牵引销和簧支架的生产仅能通过人手进行，其在生产过程中所需要利用到的人手较多，且生产效率也不高。

实用新型内容

为克服上述缺陷，本实用新型的目的即在于提供一种能在车架工件上自动拼装焊接簧支架和牵引销的自动化生产拼装的系统。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

本实用新型是一种挂车自动拼焊系统，包括：

机器人桁架，所述机器人桁架的横梁上设有导轨，所述导轨上安装有可沿导轨的方向进行自由移动的焊接机器人和搬运机器人；所述搬运机器人上设有用于获取视觉识别图像的摄像头；

焊接加工位，所述焊接加工位用于安放待加工的车架工件。

在本实用新型中，所述挂车自动拼焊系统还包括：

主控制模块，所述主控制模块分别与焊接机器人、搬运机器人和摄像头相连接，用于接收摄像头的视觉识别图像，并对所述焊接机器人和/或搬运机器人发送控制指令。

在本实用新型中，所述焊接加工位设置于焊接变位机的加工平台上；所述焊接变位机与主控制模块相连接，其包括：加工平台，所述加工平台的两侧均通过旋转部件连接有定位支柱，所述加工平台与所述机器人桁架的横梁相平行。

在本实用新型中，所述加工平台上设有用于固定车架工件的工件夹持件。

在本实用新型中，所述搬运机器人上固定设置有用于放置零件的料盘存放位。

在本实用新型中，所述搬运机器人的末轴上设有抓手组件，该抓手组件包括：

与搬运机器人的末轴相固定的法兰盘，所述法兰盘上固定有第一安装板，所述第一安装板的侧边上通过连接杆分别设置有磁铁和摄像头，所述第一安装板的外表面通过弹性件连接有第二安装板，所述第二安装板的外表面上设有夹持组件。

在本实用新型中，所述第二安装板的外表面上还设有伸缩顶紧组件，所述伸缩顶紧组件用于对于被夹持组件夹起的零件进行顶紧固定，且该伸缩顶紧组件设置于第二安装板外表面上的一侧，所述夹持组件设置于第二安装板外表面上的另一侧。

在本实用新型中，所述伸缩顶紧组件包括：齿轮，所述齿轮的两侧设有相互平行的两齿条，每条所述齿条均与齿轮相啮合，且每条齿条的末端均设有顶紧件，所述顶紧件可从所述第二安装板的侧面伸出；所述齿轮与顶紧驱动气缸相连接。

在本实用新型中，所述夹持组件由两个夹持部组成，每个夹持部上均接有一个夹持驱动气缸。

在本实用新型中，所述机器人桁架的一末端上接有升降机构，所述升降机构设置于机器人桁架中靠近搬运机器人的一端，所述升降机构用于将料盘抬升至机器人桁架的横梁的水平面上。

本实用新型的搬运机器人上配备了摄像头，其能获取视觉识别图像，并根据视觉识别图像对各个装配位置进行精确的定位，其装配精度更高，且其焊接机器人和搬运机器人均活动设置于机器人桁架上，搬运机器人通过摄像头获取图像信息，并识别出各个零件的图像和位置信息，根据零件的图像和位置信息提取零件，并且沿导轨移动至预定的位置上，再将零件移至车架工件的装配位置上；焊接机器人也沿导轨移动至预定的位置上，对零件进行焊接；焊接机器人和搬运机器人可根据装配位置的不同而调整其位置，广泛地适用于各种不同车型的自动化装配，极大地节省了生产的人手，也提高了生产装配的效率。

附图说明

为了易于说明，本实用新型由下述的较佳实施例及附图作详细描述。

图1为本实用新型挂车自动拼焊系统的整体结构示意图；

图2为本实用新型挂车自动拼焊系统的俯视结构示意图；

图3为本实用新型中的搬运机器人的整体结构示意图；

图4为本实用新型中的搬运机器人中的抓手组件的一个角度的结构示意图；

图5为本实用新型中的搬运机器人中的抓手组件的另一个角度的结构示意图；

图6为本实用新型中的搬运机器人中的伸缩顶紧组件的内部结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面以半挂车的生产为例对本实用新型的一种挂车自动拼焊系统进行具体描述，请参阅图1至图2，本实用新型基于日本发那科公司的二维图像视觉识别技术，结合搬运机器人、焊接机器人、无人搬运车技术，实现对半挂车簧支架中的多个不同零件和牵引销的自动识别、搬运、拼装、点焊、满焊、搬运下料的一个挂车自动拼焊系统，其包括：

机器人桁架100，所述机器人桁架100的横梁上设有导轨101，所述导轨101上活动安装有焊接机器人200和搬运机器人300，所述焊接机器人200和搬运机器人300的底盘上均设有独立的控制电机，焊接机器人200和搬运机器人300均能在其底盘上的控制电机的控制下，沿导轨101的方向进行自由移动；所述搬运机器人300的抓手组件上设有用于获取视觉识别图像的摄像头306；

所述机器人桁架100的外侧设有焊接加工位，所述焊接加工位用于安放待加工的车架工件400；该搬运机器人300用于从料盘500中提取零件501拼装至车架工件400对应的位置上，该焊接机器人200用于将该零件501焊接在车架工件400上。

其中，本实施例中所述的焊接机器人200是从事焊接的工业机器人；根据国际标准化组织的定义，工业机器人属于标准焊接机器人200的定义，工业机器人是一种多用途的、可重复编程的自动控制操作机，具有三个或更多可编程的轴，用于工业自动化领域。为了适应不同的用途，机器人末轴的机械接口，通常是一个连接法兰，可接装不同工具或称末端执行器。焊接机器人200就是在工业机器人的末轴法兰装接焊钳或焊枪的，使之能进行焊接，切割或热喷涂。本实施例中所述的搬运机器人300是可以进行自动化搬运作业的工业机器人；而搬运作业是指用一种设备握持工件，是指从一个加工位置移到另一个加工位置。

在本实施例中，其具体的工作过程为：搬运机器人300通过摄像头306获取料盘500中的图像信息，并从图像信息中识别出各个零件的图像和位置信息，根据所识别出来的零件的图像和位置信息从料盘500中提取出相应的零件501，并且搬运机器人300沿导轨101移动至预定的位置上，再将零件501移至车架工件400的指定位置上；焊接机器人200也沿导轨101移动至预定的位置上，对被搬运机器人300所提取的零件501进行焊接，使该零件501固定于车架工件400上；所述料盘500中的零件501包括：牵引销、前簧支架、中簧支架、后簧支架和三角筋板，由于各个零件501需要分别焊接于车架工件400的指定位置上，故焊接机器人200和搬运机器人300均需要通过在导轨101上移动，以满足不同位置上零件501拼装焊接的要求。同时，其也可以满足不同型号的车体的要求。搬运机器人整体可沿导轨101进行移动，搬运机器人是有一个X向外部轴，外部轴由齿条导轨、伺服电机、减速机等主要部件组成。伺服电机与普通电机的区别是可以根据系统设定的行走距离，计算出电机轴承需要转动多少圈，多少度，控制精度可以达到±0.1mm。再配合上高精度的齿条导轨，当系统发出指令让机器人外部轴沿着轨道移动一定距离时，伺服电机就会准确的转动指定的角度，准确的定位到程序要求的位置。故其基于搬运机器人高精度的定位原理，再配合程序指令，就可以完成不同零件之间尺寸关系的解耦。

在本实施例中，所述挂车自动拼焊系统还包括：

主控制模块(未图示)，所述主控制模块(未图示)为具有逻辑运算处理能力的电子器件，能获取用户所输入的控制信号，并分别与焊接机器人200、搬运机器人300和摄像头306相连接，用于接收摄像头306的视觉识别图像，并对所述焊接机器人200和/或搬运机器人300发送控制指令。该主控制模块(未图示)用于对视觉识别图像进行分析，并根据分析所得到的结果，控制搬运机器人300对零件501进行提取，并移动其到相应的位置，同时控制焊接机器人200对相应位置进行焊接。

在本实施例中，所述焊接加工位设置于焊接变位机600的加工平台601上；所述焊接变位机600与主控制模块(未图示)相连接，其包括：加工平台601，所述加工平台601的两侧均通过旋转部件连接有定位支柱，所述加工平台601与所述机器人桁架100横梁上的导轨101相平行。该焊接变位机600的加工平台601上放置有待加工的车架工件400，在对车架工件400进行整体加工时，需要旋转焊接变位机600，使其车架工件400调节到适合的角度，便于焊接机器人200进行焊接工作。

在本实施例中，所述加工平台601上设有用于固定车架工件400的工件夹持件，其能实现对车架工件400的固定。

请参看图3，在本实施例中，所述搬运机器人300上固定设置有用于放置零件的料盘存放位301，在上料的步骤中，该搬运机器人300先将被送过来的料盘500搬运到该料盘存放位301中，然后在后续的拼装过程中，携带该料盘500一同移动，其便于搬运机器人300从料盘500中取出零件501，不需要在每次提取零件501时，都移动至料盘500存放的位置上，极大地减少了搬运器件人的无效行程的出现，极大地提高了生产的效率。

请参看图4至图5，在本实施例中，所述搬运机器人300的末轴上设有抓手组件302，而在本实施例中，该搬运机器人300为六轴机器人，故其末轴即为其第六轴，该抓手组件302包括：

与搬运机器人300的末轴相固定的法兰盘303，所述法兰盘303上固定有第一安装板304，所述第一安装板304的侧边上通过连接杆分别设置有磁铁305和摄像头306，所述第一安装板304的外表面通过弹性件311连接有第二安装板307，所述第二安装板307的外表面上设有夹持组件309。其中，所述磁铁305用于提取牵引销和三角筋板，所述夹持组件309用于夹取前簧支架、中簧支架和后簧支架。

在本实施例中，所述第二安装板307的外表面上还设有伸缩顶紧组件308，所述伸缩顶紧组件308用于对于被夹持组件309夹起的零件501进行顶紧固定，夹持组件309在夹起零件501时，其夹紧于簧支架圆柱形的连接轴上，伸缩顶紧组件308对簧支架的内侧面进行顶紧固定，防止搬运抓取过程中簧支架发生旋转位移。

且该伸缩顶紧组件308设置于第二安装板307外表面上的一侧，所述夹持组件309设置于第二安装板307外表面上的另一侧。

请参看图6，在本实施例中，所述伸缩顶紧组件308包括：齿轮312，所述齿轮312的两侧设有相互平行的两齿条313，每条所述齿条313均与齿轮312相啮合，且每条齿条313的末端均设有顶紧件314，所述顶紧件314可从所述第二安装板307的侧面伸出，其用于顶紧被夹持组件309夹起的零件501；所述齿轮312与顶紧驱动气缸相连接。所述伸缩顶紧组件308分别反向地顶紧被夹起的零件501内侧，以实现对前簧支架、中簧支架或后簧支架进行定位，防止因被夹起的前簧支架、中簧支架或后簧支架发生转动，而造成了焊接定位不准确。

当顶紧驱动气缸的杆体伸出时，其将驱动齿轮312发生旋转，故与齿轮312相啮合的齿条313在齿轮312的作用下向第二安装板307的侧边移动，使得顶紧件314的末端向第二安装板307的侧面伸出，从而顶紧前簧支架、中簧支架或后簧支架的内侧，从而实现对前簧支架、中簧支架或后簧支架的固定。

在本实施例中，所述夹持组件309由两个夹持部组成，每个夹持部上均接有一个夹持驱动气缸310。所述夹持驱动气缸310的杆体与抓手组件302的定位件末端相铰接，所述定位件的中部与连杆的一端相铰接，且该连杆的另一端与气缸缸体的顶部相铰接，所述第二安装板307的外表面上设有与该定位件相配合的固定凹位。通过设置两个夹持部，使得零件501夹持更为稳固，不会发生偏转。

在本实施例中，所述机器人桁架100的一末端上接有升降机构(未图示)，所述升降机构(未图示)设置于机器人桁架100中靠近搬运机器人300的一端，所述升降机构(未图示)用于将料盘500抬升至机器人桁架100的横梁的水平面上。

在本实施例中，其主要工作过程为：无人搬运车(未图示)将盛有零件501的料盘500移送至升降机构(未图示)上，升降机构(未图示)将料盘500抬升至机器人桁架100的横梁的水平面上；然后搬运机器人300靠近升降机构(未图示)并将料盘500搬运至其料盘500搬运区中；并且无人搬运车(未图示)将车架工件400移送至焊接变位机600的加工平台601上；搬运机器人300沿导轨101移动至预定的位置中，并将选中的零件501移至车架工件400预定的位置上，焊接机器人200移动至相应的位置上，将零件501焊接与车架工件400上；搬运机器人300和焊接机器人200继续配合将其余的零件501也焊接于车架工件400上以实现零件501的初步固定；在零件501的初步固定焊接完成后，焊接变位机600旋转至预定的角度，供焊接机器人200对已经点焊的位置进满焊操作。在满焊完成后，旋转变位机调节旋转角度为起始角度的180度并解开固定，无人搬运车(未图示)接走满焊后的车架工件400，并将其移送到预定的位置上。

其中，所述料盘500上设有用于标识盘内的零件属性信息的识别码。该识别码可以为二维码、条形码等；识别码中具有与料盘内的零件属性相同的识别信息，搬运机器人300在提取料盘内的零件之前，先获取其料盘内的识别码，根据该识别码的零件属性信息与主控制模块(未图示)内的工作信息进行匹配，若匹配不成功，证明上料区中的零件输送错误，停止拼装的工作；其将有效地防止零件的拼装错误。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种挂车自动拼焊系统，其特征在于，包括：

机器人桁架，所述机器人桁架的横梁上设有导轨，所述导轨上安装有可沿导轨的方向进行自由移动的焊接机器人和搬运机器人；所述搬运机器人上设有用于获取视觉识别图像的摄像头；

焊接加工位，所述焊接加工位用于安放待加工的车架工件。

2.根据权利要求1所述的挂车自动拼焊系统，其特征在于，所述挂车自动拼焊系统还包括：

主控制模块，所述主控制模块分别与焊接机器人、搬运机器人和摄像头相连接，用于接收摄像头的视觉识别图像，并对所述焊接机器人和/或搬运机器人发送控制指令。

3.根据权利要求2所述的挂车自动拼焊系统，其特征在于，所述焊接加工位设置于焊接变位机的加工平台上；所述焊接变位机与主控制模块相连接，其包括：加工平台，所述加工平台的两侧均通过旋转部件连接有定位支柱，所述加工平台与所述机器人桁架的横梁相平行。

4.根据权利要求3所述的挂车自动拼焊系统，其特征在于，所述加工平台上设有用于固定车架工件的工件夹持件。

5.根据权利要求4所述的挂车自动拼焊系统，其特征在于，所述搬运机器人上固定设置有用于放置零件的料盘存放位。

6.根据权利要求5所述的挂车自动拼焊系统，其特征在于，所述搬运机器人的末轴上设有抓手组件，该抓手组件包括：

与搬运机器人的末轴相固定的法兰盘，所述法兰盘上固定有第一安装板，所述第一安装板的侧边上通过连接杆分别设置有磁铁和摄像头，所述第一安装板的外表面通过弹性件连接有第二安装板，所述第二安装板的外表面上设有夹持组件。

7.根据权利要求6所述的挂车自动拼焊系统，其特征在于，所述第二安装板的外表面上还设有伸缩顶紧组件，所述伸缩顶紧组件用于对于被夹持组件夹起的零件进行顶紧固定，且该伸缩顶紧组件设置于第二安装板外表面上的一侧，所述夹持组件设置于第二安装板外表面上的另一侧。

8.根据权利要求7所述的挂车自动拼焊系统，其特征在于，所述伸缩顶紧组件包括：齿轮，所述齿轮的两侧设有相互平行的两齿条，每条所述齿条均与齿轮相啮合，且每条齿条的末端均设有顶紧件，所述顶紧件可从所述第二安装板的侧面伸出；所述齿轮与顶紧驱动气缸相连接。

9.根据权利要求8所述的挂车自动拼焊系统，其特征在于，所述夹持组件由两个夹持部组成，每个夹持部上均接有一个夹持驱动气缸。

10.根据权利要求9所述的挂车自动拼焊系统，其特征在于，所述机器人桁架的一末端上接有升降机构，所述升降机构设置于机器人桁架中靠近搬运机器人的一端，所述升降机构用于将料盘抬升至机器人桁架的横梁的水平面上。