CN210413486U - 金属支座产品自动化柔性生产线 - Google Patents

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徐瑞祥
李炯
马书锋
蔡文勇
王洪强
李晓明
韩文涛
张亚军
韩银利
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Abstract

本实用新型提供的金属支座产品自动化柔性生产线,其中的生产线按照工序包括清洗单元、焊接单元、喷涂单元和装配单元,在不同单元之间设置有积放式链条输送线和/或辊道输送线,当需要将工件从一个单元输送到另一个单元中时,只需要操作工人辅助将工件吊装到积放式链条输送线上实现链条式输送,或者将工件放置到辊道输送线上实现辊道输送即可,极大地降低了人工劳动强度,同时由于工件输送过程采用自动化方式实现也提高了工件输送和加工的效率。

Description

金属支座产品自动化柔性生产线
技术领域
本实用新型属装配型机械产品自动化生产技术领域,具体地涉及一种金属支座产品自动化柔性生产线。
背景技术
金属支座产品分为金属球型支座、金属盆式支座、摩擦摆支座,被广泛应于铁路、公路桥梁和各种建筑物,是连接桥梁等建筑物上部结构和下部结构的重要结构部件,其主要作用是将建筑物上部结构的反力(竖向力和水平力)和变形(位移和转角)可靠地传递给下部结构,使上部结构可自由变形而不产生额外的附加内力,从而起到减隔震作用。其中球型支座一般由上支座板(含平面不锈钢板)、球冠衬板(含球面不锈钢板)、下支座板、平面滑板、球面滑板、密封装置、锚栓(螺栓、套筒、锚杆)、防尘围板等部件组成,其中球冠衬板是球型支座的核心部件,起着承载、传力、转动的作用。球型支座按其使用功能分为固定支座、单向活动支座和多向活动支座几种类型。各类型支座都能承受竖向载荷,并具有转动功能,固定支座能承受各向水平载荷,但不发生水平位移;单向活动支座能承受限位方向的水平载荷,可适应非限位方向的水平位移;多向活动支座能适应各向水平位移。金属支座产品主要由金属零部件和非金属耐磨板构成,除金属零件铸造和机械加工外,生产过程主要包括金属零件表面抛丸处理、不锈钢板焊接、金属零件表面喷涂防腐涂层、产品装配等生产工序。
目前市场上的金属支座产品的加工生产线包括多道工序:清洗、焊接、喷涂和装配。传统的金属支座产品的生产线需要将厂区根据加工工序划分为多个区域,工件在不同区域间运输时需要人工搬运,整个生产工序下来,光是工件搬运就非常消耗体力,工人劳动强度大,导致生产效率低。
实用新型内容
本实用新型旨在提供一种金属支座产品自动化柔性生产线,以解决现有金属支座产品人工生产方式中工人劳动强度大,生产效率低的技术问题。
为此,本实用新型提供一种金属支座产品自动化柔性生产线,包括清洗单元、焊接单元、喷涂单元和装配单元;所述清洗单元用于对待清洗的工件进行清洗和抛丸;所述焊接单元用于对待焊接的工件进行焊接;所述喷涂单元用于对待喷涂的工件进行喷涂和烘干;所述装配单元用于对待装配的工件进行装配;所述生产线还包括积放式链条输送线和辊道输送线,其中:
所述积放式链条输送线设置于所述清洗单元和所述焊接单元之间,以及所述焊接单元和所述喷涂单元之间;所述辊道输送线设置于所述焊接单元和所述喷涂单元之间,以及所述喷涂单元和所述装配单元之间;所述积放式链条输送线和所述辊道输送线接收到上位机的启动信号后启动以输送工件。
可选地,上述的金属支座产品自动化柔性生产线中,所述积放式链条输送线包括输送线轨道、牵引链条、积放小车组、驱动装置和升降机构,其中:
所述牵引链条设置于所述输送线轨道中;所述驱动装置设置于所述输送线轨道的至少一端,其驱动输出端与所述牵引链条连接,所述驱动装置可驱动所述牵引链条沿所述输送线轨道滑动;每一积放小车的顶部与所述牵引链条连接,每一所述积放小车在所述牵引链条的带动下沿所述输送线轨道移动;每一所述积放小车的底部通过所述升降机构与用于固定工件的固定部连接,所述固定部在所述升降机构的带动下沿垂直于所述输送线轨道的方向移动。
可选地,上述的金属支座产品自动化柔性生产线中,所述清洗单元包括清洗室和抛丸室,所述清洗室和所述抛丸室具有适于所述积放式链条输送线贯穿的通道;
所述清洗室内沿所述积放式链条的运行方向依次设置有喷淋机构、超声波清洗液槽和漂洗组件;
所述待清洗的工件在所述积放式链条输送线的带动下经所述清洗室的通道进入所述清洗室后停止在所述自动清洗机前方,所述自动清洗机的喷水口向所述待清洗的工件喷洒清洗液;
所述待清洗的工件经喷洒清洗后,在所述积放式链条输送线的带动下停止在所述超声波清洗槽上方;所述升降机构下降时可使工件浸入所述超声波清洗液槽中进行超声波清洗;
所述漂洗组件包括设置于地面上的多个喷嘴和设置在所述清洗室两侧内壁上的多个喷嘴;所述待清洗的工件经超声清洗后,在所述积放式链条输送线的带动下停止在所述喷嘴的喷洒区域内,所述喷嘴向所述待清洗的工件喷洒漂洗液;
所述抛丸室内沿所述积放式链条的运行方向依次设置有抛丸器总成和清洁组件;
所述待清洗的工件在所述积放式链条输送线的带动下经所述抛丸室的通道进入所述抛丸室后停止在所述抛丸器总成前方,所述抛丸器总成对所述待清洗的工件进行抛丸;
所述清洁组件包括清扫机构,抛丸后的待清洗的工件在所述积放式链条输送线的带动下停止在所述清扫机构前方,所述清扫机构对抛丸后的待清洗的工件的表面进行清扫。
可选地,上述的金属支座产品自动化柔性生产线中,所述清洗室内,在所述漂洗组件之后还依次设置有风干组件、烘干组件和冷凝组件:
所述风干组件包括设置于所述清洗室的地面和侧壁上的吹气孔,所述待清洗的工件被漂洗后在所述积放式链条输送线的带动下停止在所述吹气孔的吹气区域内;
所述烘干组件包括散热部和热源,所述热源为天然气,燃烧所述天然气对所述散热部加热;所述待清洗的工件被风干后在所述积放式链条输送线的带动下停止在所述散热部的散热区域内;
所述冷凝组件包括离心机和冷凝器;所述待清洗的工件被烘干后在所述积放式链条输送线的带动下停止在所述离心机前方,所述离心机抽取所述待清洗的工件内部及所述清洗室内的雾气并将所述雾气输出至所述冷凝器中。
可选地,上述的金属支座产品自动化柔性生产线中,所述焊接单元包括焊接室,所述焊接室具有适于所述积放式链条输送线贯穿的通道;
所述待焊接的工件在所述积放式链条输送线的带动下经所述焊接室的通道进入所述焊接室;
所述焊接室内沿所述积放式链条输送线运行方向依次设置有点焊组件和自动焊组件;所述点焊组件包括用于固定工件的工作台;所述自动焊组件包括焊接机器人和焊接变位机,所述焊接机器人对固定在所述焊接变位机上的工件的焊缝进行焊接。
可选地,上述的金属支座产品自动化柔性生产线中,所述喷涂单元包括喷涂室和烘干室,所述喷涂室和所述烘干室具有适于所述积放式链条输送线贯穿的通道;
所述喷涂室内沿所述积放式链条输送线运行方向依次设置有预热炉和喷漆组件;待喷漆的工件经所述辊道输送线输送至所述喷涂室的通道处,所述待喷漆的工件由所述积放式链条输送线输送进入所述喷涂室停止在所述预热炉的加热区域内进行加热;加热后的待喷漆工件由所述积放式链条输送线输送至所述喷漆组件的喷漆区域内进行喷漆;
所述烘干室内设置有加热炉,所述加热炉采用天然气作为热源,所述待喷涂的工件经喷漆操作后由所述积放式链条输送线输送至所述加热炉的加热区域内进行烘干。
可选地,上述的金属支座产品自动化柔性生产线中,所述喷涂单元中还包括流平室、强冷室和打磨室,所述流平室、所述强冷室和所述打磨室具有适于所述积放式链条输送线贯穿的通道;
所述流平室设置于所述喷涂室和所述烘干室之间,所述待喷漆的工件经所述喷涂室喷漆后由所述积放式链条输送线输送至所述流平室内进行流平操作,流平后的待喷漆的空间由所述积放式链条输送线输送至所述烘干室;
所述强冷室设置于所述烘干室之后,所述强冷室内设置有排风装置,所述待喷漆的工件经烘干后由所述积放式链条输送线输送至所述排风装置的排风区域进行强冷操作;
所述打磨室设置于所述强冷室之后,所述打磨室内设置有打磨器,经强冷处理之后的待喷漆的工件由所述积放式链条输送线输送至所述打磨室内由所述打磨器进行打磨。
可选地,上述的金属支座产品自动化柔性生产线中,所述喷涂单元中还包括废气处理装置;
所述喷涂室、所述流平室、所述烘干室和所述打磨室都设置有废气排放口;
所述废气处理装置的进气口通过管路与每一所述废气排放口连接,接收每一所述废气排放口排出的废气;
所述废气处理装置包括旋流式填料塔、二级精过滤装置和光催化设备;所述旋流式填料塔对所述废气进行预处理,以分离所述废气中的固体物质;所述二级精过滤装置对所述旋流式填料塔输出的气体进行二次过滤;所述光催化设备对所述二级精过滤装置输出的气体进行光氧催化处理,将所述废气分解为无污染气体。
可选地,上述的金属支座产品自动化柔性生产线中,所述装配单元包括五坐标装配机械臂;
所述五坐标装配机械臂包括悬臂式框架和激光扫描组件;
所述悬臂式框架包括机械手,所述机械手在所述悬臂式框架内可在空间各方向移动,所述机械手的前端拾取部具有水平和垂直两个自由度;所述拾取部用于夹取待装配的工件,在所述机械手的带动下将所述工件移动至装配位置;
所述激光扫描组件设置于所述辊道输送线的至少一侧,所述激光扫描组件对所述辊道输送线上的待装配的工件进行扫描以确定所述待装配工件的位置和姿态,所述机械手根据所述待装配工件的位置和姿态夹取所述待装配的工件。
本实用新型提供的上述技术方案与现有技术相比,至少具有如下有益效果:
本实用新型提供的金属支座产品自动化柔性生产线,按照工序包括清洗单元、焊接单元、喷涂单元和装配单元,在不同单元之间设置有积放式链条输送线和/或辊道输送线,当需要将工件从一个单元输送到另一个单元中时,只需要操作工人辅助将工件吊装到积放式链条输送线上实现链条式输送,或者将工件放置到辊道输送线上实现辊道输送即可,极大地降低了人工劳动强度,同时由于工件输送过程采用自动化方式实现也提高了工件输送和加工的效率。
附图说明
图1为本实用新型一个实施例所述金属支座产品自动化柔性生产线的结构组成示意图;
图2为本实用新型一个实施例所述积放式链条输送机的结构示意图;
图3为图2所示的积放式链条输送机部分结构的俯视图;
图4为本实用新型一个实施例所述清洗单元的结构示意图;
图5为本实用新型一个实施例所述焊接单元的结构示意图;
图6为本实用新型一个实施例所述专用点固夹具的结构示意图;
图7为本实用新型一个实施例所述喷涂单元的结构示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在本实用新型的描述中,需要说明的是,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。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,对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
实施例1
本实用新型实施例提供一种金属支座产品自动化柔性生产线,如图1 所示:包括清洗单元101、焊接单元102、喷涂单元103和装配单元104;所述清洗单元101用于对待清洗的工件进行清洗和抛丸;所述焊接单元 102用于对待焊接的工件进行焊接;所述喷涂单元103用于对待喷涂的工件进行喷涂和烘干;所述装配单元104用于对待装配的工件进行装配;如图所示,所述生产线还包括积放式链条输送线和辊道输送线。其中,所述积放式链条输送线设置于所述清洗单元101和所述焊接单元102之间以及所述焊接单元102和所述喷涂单元103之间;所述辊道输送线设置于所述焊接单元102和所述喷涂单元103之间,以及所述喷涂单元103 和所述装配单元104之间;所述积放式链条输送线和所述辊道输送线接收到上位机的启动信号后启动以输送工件。具体实现时,可以在所述积放式链条输送线中增加电控开关,电控开关的两端分别连接电源和积放式链条输送机的启动键,电控开关的被控端与上位机的输出端连接,通过识别到上位机输出的控制信号,电控开关实现闭合或断开,从而实现对积放式链条输送线的启停控制。又或者,上位机中直接设置好时序信号,能够按照预设好的时序信号来控制积放式链条输送线是否开启。而对辊道输送线的控制与积放式链条输送线的控制方式可相同。
其中,所述积放式链条输送线可直接采用悬挂链输送机来实现,其结构如图2和图3所示,其包括输送线轨道201、牵引链条202、积放小车组和驱动装置和升降机构,所述驱动装置可以包括驱动马达204、驱动轮205、从动轮206,所述积放小车组由多个积放小车203所构成,另外如https://wenku.baidu.com/view/7e05f51ebe1e650e52ea9963.html中所公开的积放链实现原理中所记载的,积放链式输送线中还可以包括张紧装置、停止器、滚子组回转装置、光轮回转装置、止退器、气路控制装置等,以上部件的结构和工作原理在该文章中已经有详细记载,在此不再详细叙述,以上输送线通过机架200固定于地面之上,如果工件的外形尺寸小于800mm×800mm,则每一积放小车上可挂两件,外形尺寸大于800mm×800mm的工件每一积放小车上挂一件,积放小车组行走速度和位置根据上位机的控制信号进行控制。所述辊道输送线采用的是辊道式输送机即可,可采用辊筒输送结构,多电机分段变频驱动,减速机及链条传动,机架采用型材焊接,保证强度,机架两侧带有导向块,防止零件跑偏掉落。输送线主要负责把完成焊接的工件和无需焊接的工件送到喷涂单元的上料区域。中间球冠组件在输送时放到托盘上防止打滑。输送线上配有升降平台,辅助工件挂到喷涂单元的积放式积放式链条输送线积放小车组上。
以上方案中,积放式链条输送线的起点位置和终点位置分别设置于两个相邻单元之间,积放式链条输送机将工件从一个单元输送至下一个单元。而辊道输送线的起点位置和终点位置也设置于两个相邻单元之间,辊道输送线将工件从一个单元输送至下一个单元。因此,在金属支座产品自动化柔性生产线中的相邻工序的两个加工单元之间,不需要人工搬运工件,可依靠两种类型的输送线实现工件的运输,极大地节约了人力,提高了加工效率。
而本实施例中的清洗单元101、焊接单元102、喷涂单元103和装配单元104也可以采用现有技术中金属支座产品加工过程中的清洗、焊接、喷涂和装配方式来实现,即本实施例中的关键点在于通过增加积放式链条输送线和辊道输送线来实现工件的运输,其中的积放式链条输送线可以采用现有技术中的积放式链条输送机实现即可,而辊道输送线也可以采用现有技术中已有的结构来实现。
图2所示的积放小车203,其所连接的固定部可以通过挂钩式的结构来实现,而在挂钩的上方可以设置升降机构,所述升降机构可以采用弹性结构来实现,例如伸缩油缸,伸缩油缸的两端分别与积放小车的底部和挂钩的顶部连接,当需要将工件下降时,可以通过人工控制伸缩油缸伸长即可实现。
以上方案中,直接通过驱动马达204带动驱动轮205和从动轮206 转动,而驱动轮205和从动轮206均与牵引链条202啮合,从而能够带动牵引链条202移动,进而使得牵引链条202能够带动与其连接的部件进行移动。积放式链式输送线的上述结构可以采用椭圆形轨道的方式来实现,当工件沿着加工工序加工完毕后,积放小车可以沿着椭圆轨道返回至起点位置,在继续重复对新的工件进行输送。
本实施例提供的上述方案,在不同单元之间设置有积放式链条输送线和/或辊道输送线,当需要将工件从一个单元输送到另一个单元中时,只需要操作工人辅助将工件吊装到积放式链条输送线上实现链条式输送,或者将工件放置到辊道输送线上实现辊道输送即可,极大地降低了人工劳动强度,同时由于工件输送过程采用自动化方式实现也提高了工件输送和加工的效率。
实施例2
本实施例中提供的金属支座产品自动化柔性生产线,在实施例1的基础上进一步改进,通过对每一工序所对应的单元中的设备进行选择和设置,从而能够实现每一工序中所利用的人力操作也大大降低,更进一步的提高工件的加工效率。
下面将根据清洗单元、喷涂单元、焊接单元和装配单元的顺序分别进行叙述。
(1)清洗单元
对应的工艺流程为:待清洗的工件由积放式链条输送线输送(可以理解,积放式链条输送线可以设置在清洗单元之前,根据实际需要进行长度上的调整,例如待清洗的工件的储藏位置作为起点开始延伸至清洗单元),可以由人工操作升降机构将积放小车下拉,之后将工件吊起,使工件能够沿着积放式链条输送线的输送轨道输送→预脱脂清洗→超声波脱脂清洗(在此工位升降机构下降)→压缩气吹干→清水漂洗→压缩气吹干→热风烘干→抛丸清理→人工操作组合式梁式起重机和专用吊具吊装工件下线。
设备组成:如图4所示,根据上述工艺流程,清洗单元中的设备应包括清洗室301和抛丸室302,所述清洗室301和所述抛丸室302具有适于所述积放式链条输送线贯穿的通道。
所述清洗室301内沿所述积放式链条的运行方向依次设置有喷淋机构、超声波清洗液槽、漂洗组件、风干组件、烘干组件和冷凝组件;所述待清洗的工件在所述积放式链条输送线的带动下经所述清洗室的通道进入所述清洗室301后停止在所述自动清洗机前方,所述自动清洗机的喷水口303向所述待清洗的工件喷洒清洗液;所述待清洗的工件经喷洒清洗后,在所述积放式链条输送线的带动下停止在所述超声波清洗槽305 上方;所述升降机构下降时可使工件浸入所述超声波清洗液槽305中进行超声波清洗;所述漂洗组件包括设置于地面上的多个喷嘴306和设置在所述清洗室两侧内壁上的多个喷嘴306;所述待清洗的工件经超声清洗后,在所述积放式链条输送线的带动下停止在所述喷嘴的喷洒区域内,所述喷嘴306向所述待清洗的工件喷洒漂洗液;所述风干组件包括设置于所述清洗室的地面和侧壁上的吹气孔,所述待清洗的工件被漂洗后在所述积放式链条输送线的带动下停止在所述吹气孔的吹气区域内;所述烘干组件包括散热部和热源,所述热源为天然气,燃烧所述天然气对所述散热部加热;所述待清洗的工件被风干后在所述积放式链条输送线的带动下停止在所述散热部的散热区域内;所述冷凝组件包括离心机和冷凝器;所述待清洗的工件被烘干后在所述积放式链条输送线的带动下停止在所述离心机前方,所述离心机抽取所述待清洗的工件内部及所述清洗室内的雾气并将所述雾气输出至所述冷凝器中。
所述抛丸室内302沿所述积放式链条的运行方向依次设置有抛丸器总成307和清洁组件308;所述待清洗的工件在所述积放式链条输送线的带动下经所述抛丸室302的通道进入所述抛丸室后停止在所述抛丸器总成307前方,所述抛丸器总成307对所述待清洗的工件进行抛丸;所述清洁组件308包括清扫机构,抛丸后的待清洗的工件在所述积放式链条输送线的带动下停止在所述清扫机构308前方,所述清扫机构308对抛丸后的待清洗的工件的表面进行清扫。所述抛丸室的内壁可以设置滑动轨道,在滑动轨道内设置驱动部件,将刷子之类的清扫件设置在驱动部件上,通过为驱动部件提供动力使驱动部件在滑动轨道内滑动从而带动清扫件对工件表面进行往复地全方位地清扫。
其中,清洗机构主要包括:
1)主机:清洗及漂洗位置采用型钢骨架焊接式结构,外敷不锈钢板;超声波清洗液槽下部为双层结构,型钢骨架,内衬不锈钢板;采用坡式回水结构,便于清洗后的液体及时流回液箱;
2)液箱309:可以设置在清洗室的钢骨架焊接式结构的顶部,液箱 309上设有清洗泵、过滤泵、过滤系统、油水分离器、液位计;液箱309 采用双层保温结构,保温层厚度50mm;型钢骨架,内衬不锈钢板,外敷槽式挂板;液箱底部采取倾斜结构,便于清理时排净液箱内的清洗液。
3)喷淋机构实现喷淋预脱脂清洗:固定在工件两侧及底面的喷管的喷水口303对工件进行表面除油清洗,喷管采用不锈钢材料的大流量散喷嘴;喷淋机构通过管路与液箱309连接,从而能够获得液箱309内的清洗液,另外,为了能够提高喷淋时的喷淋压力,还可以在喷淋机构与液箱309之间设置水泵,通过水泵抽水以确保喷出的水压。另外,喷淋机构的下方设置有回收液体的回收槽304,喷淋机构喷洒的清洗液可由所述回收槽304进行回收。
4)超声波清洗槽实305现超声波脱脂清洗:工件随积放式链条输送线进入超声波清洗位置,工件到位后停止器制停输送,工件停在此工位;操作升降机构,使工件下降完全浸入超声波清洗液槽305。液槽两侧设有超声波振板,对工件表面及孔内全方位脱脂、去屑清洗;清洗完毕,驱动升降机构上升使工件上升到输送位置高度,停止器放行,工件继续向前输送,此工位完成一个工作循环;
5)漂洗组件:固定在工件两侧及底面的喷管对工件表面进行清洗,喷嘴306采用不锈钢材料的大流量散喷嘴;喷管与装有漂洗液的水箱连接,中间也可以设置水泵以增加喷管喷出的液压。
6)风干组件:固定在工件四周的吹气管对工件表面进行吹气,吹除表面的清洗剂或附着的水分;吹气管的另一端可以设置有气动源。
7)烘干组件:采用天然气加热,自动控温,采用大风量风机从两侧向工件吹热风;此系统采用循环风形式,既节约能源又防止热风外溢对工厂产生影响;
8)冷凝组件:由离心风机将机体内形成的雾气抽出,并经冷凝器处理后流回液箱;
抛丸过程可选择通过式自动抛丸清理机实现,积放式链条输送线带动工件通过时能自动进行抛丸清理。通过式自动抛丸清理机由抛丸清理室及前后副室、抛丸器总成、工件表面吹扫机构、丸料循环净化系统、除尘系统、气动系统和电控系统等部分组成。由于此设备采用现有技术中的已有设备即可实现,因此在此不再详细叙述。需要说明的是,在图中给出的清洗单元中的结构中未示出的部分诸如烘干、冷凝等均采用现有技术中相关设备实现即可,架构可以通过钢骨架焊接等方式来实现。
2、焊接单元
所执行的工艺流程:工件由清洗单元清洗完成后,由积放式链条输送线输送工件到人工点焊所采用的固定工件的工作台之后,人工辅助将工件从固定部上拆除→工作台对工件装夹、人工点固→人工辅助将工件装配到固定部上,经积放式链条输送线向前输送至焊接变位机→机器人自动焊接→工件吊装至辊道输送线→人工辅助将工件从固定部上拆下,对工件进行打磨焊缝、粘贴保护膜→人工辅助将工件装配至固定部以继续输送。点固时焊缝为断续焊缝,每段长度3-5mm,点固焊缝间距150mm 左右。
设备组成:如图5所示,所述焊接单元包括焊接室401,所述焊接室 301具有适于所述积放式链条输送线贯穿的通道;所述待焊接的工件在所述积放式链条输送线的带动下经所述焊接室的通道进入所述焊接室;所述焊接室内沿所述积放式链条输送线运行方向依次设置有点焊组件和自动焊组件;所述点焊组件包括用于固定工件的工作台402;所述自动焊组件包括焊接机器人404和焊接变位机403,所述焊接机器人404对固定在所述焊接变位机402上的工件的焊缝进行焊接。
具体地所述工作台402可以为三个人工点固工作台,所述焊接机器人404可以包括五个,相应地在焊接室中还设置及配套的除尘、防护设备等。点固区摆放专用点固夹具,所述夹具可如图6所示,其包括底座 501和承载面502,工件设置在承载面502上之后可以由承载面四角的夹紧组件503夹紧固定,在点固夹具的顶部还设置有握持部504,可以通过握持部504对所述承载面502的角度进行调整,从而方便对工件进行焊接。机器人焊接工作可实现一次装卡自动焊接所有焊缝,焊接机器人404 和焊接变位机都采用现有技术中的已有设备实现即可。双轴变位机保证所有工件水平装卡、所有焊缝以最佳焊姿焊接。可以理解,人工实现点焊的方式和现有技术相似,而焊接机器人可采用现有技术中的焊接机械臂来实现。
3、自动喷涂单元
工艺流程:工件通过自动辊道输送线送到喷涂单元,人工操作升降机构将工件防止在加热区→工件预热→底漆喷涂→底漆流平→底漆烘干→底漆强冷→底漆打磨→中漆喷涂→中漆流平→中漆烘干→中漆强冷→中漆打磨→面漆喷涂→面漆流平→面漆烘干→面漆强冷→人工拆除保护膜→人工操作组合式梁式起重机和专用吊具吊装工件下线。
设备组成:如图7所示,所述喷涂单元包括喷涂室601和烘干室602,所述喷涂室601和所述烘干室602具有适于所述积放式链条输送线贯穿的通道;所述喷涂室601内沿所述积放式链条输送线运行方向依次设置有预热炉603和喷漆组件604;待喷漆的工件经所述辊道输送线输(图中未示出)送至所述喷涂室601的通道处,所述待喷漆的工件由所述积放式链条输送线输送进入所述喷涂室601停止在所述预热炉603的加热区域内进行加热;加热后的待喷漆工件由所述积放式链条输送线输送至所述喷漆组件604的喷漆区域内进行喷漆,所述喷漆组件604可以采用自动机械臂实现,机械臂的控制部件中设置好定位程序,根据定位程序就能控制机械臂的走向,机械臂可以用来带动喷头对准工件上需要喷涂的位置进行喷漆操作即可;所述烘干室602内设置有加热炉605,所述加热炉605采用天然气作为热源,所述待喷涂的工件经喷漆操作后由所述积放式链条输送线输送至所述加热炉605的加热区域内进行烘干。所述喷涂单元中还包括流平室、强冷室和打磨室,所述流平室、所述强冷室和所述打磨室具有适于所述积放式链条输送线贯穿的通道;所述流平室设置于所述喷涂室和所述烘干室之间,所述待喷漆的工件经所述喷涂室喷漆后由所述积放式链条输送线输送至所述流平室内进行流平操作,流平后的待喷漆的空间由所述积放式链条输送线输送至所述烘干室;所述强冷室设置于所述烘干室之后,所述强冷室内设置有排风装置,所述待喷漆的工件经烘干后由所述积放式链条输送线输送至所述排风装置的排风区域进行强冷操作;所述打磨室设置于所述强冷室之后,所述打磨室内设置有打磨器,经强冷处理之后的待喷漆的工件由所述积放式链条输送线输送至所述打磨室内由所述打磨器进行打磨。
所述喷涂单元中还包括废气处理装置;所述喷涂室、所述流平室、所述烘干室和所述打磨室都设置有废气排放口;所述废气处理装置的进气口通过管路与每一所述废气排放口连接,接收每一所述废气排放口排出的废气;所述废气处理装置包括旋流式填料塔、二级精过滤装置和光催化设备;所述旋流式填料塔对所述废气进行预处理,以分离所述废气中的固体物质;所述二级精过滤装置对所述旋流式填料塔输出的气体进行二次过滤;所述光催化设备对所述二级精过滤装置输出的气体进行光氧催化处理,将所述废气分解为无污染气体。
以上方案中的设备主要由1套预热炉、3套喷涂室(底漆、中漆及面漆)、3套流平室(底漆、中漆及面漆)、3套烘干室(底漆、中漆及面漆)、3套强冷室(底漆、中漆及面漆)、2套打磨室(底漆打磨及中漆打磨)、1套积放式积放式链条输送线、6套喷涂机器人系统(含供漆系统)及光氧化废气处理装置组成。
1)预热炉由炉体、天然气远红加热器、风循环装置、平台、排废气装置等部份组成。预热炉需把工件加热到25~30℃,预热功能只在室温较低时开启。风循环装置由室体、高温过滤网、插入式循环风机、风管组成。循环风管采用上送上吸式结构,送风管设在顶部两侧,采用风嘴向底部送风,回风口设在顶部。平台主要由骨架、立柱、蒙板、护拦、爬梯等几部份组成。
2)喷涂室采用水帘式结构,主要由室体、送风系统、抽风系统、漆雾净化系统、气水分离室、水过滤器、水循环系统、外拆式灯箱、操作平台、水泵及电器控制等部分组成。室体采用方管及优质镀锌钢板组合而成,室体前侧为喷漆操作间,后侧为水洗室,操作间顶部为静压层,通过送风机将经过初级过滤的空气引送到静压层后均流向下压送,使操作区中过喷漆雾向底部导流。在引风机作用下,使过喷漆雾由后侧水洗室处理后外排:第一步由淌水板上水帘捕捉收集;第二步由喷淋水洗室水洗,使过喷漆雾漆粒经水雾加重后,自动掉入底部水池;第三步过喷油漆废气在风机作用下,经光氧化处理装置处理收集,使排出室外的气体达到国家环保要求。风机选用防爆风机,并配有风阀调节,在喷涂操作区设有可燃气体报警装置。操作平台主要由方管、花纹板、钢管等焊接而成。
3)流平室,室体采用镀锌钢板、方管、废气排放管、方便门、玻璃观察窗及照明灯等部分组成。室体顶部设有一组废气排放管,设有调节阀,与喷涂室排气管相连,确保工件表面油漆挥发废气能及时外排。两侧均设有玻璃观察窗,侧面设有方便门。室体外部设有照明灯箱。
4)油漆烘干室由炉体、天然气加热炉(含废气直燃装置)、循环风管、废气排放装置、平台等部分组成。炉体由δ100mm岩棉夹心保温板,内板为镀锌板,外板为彩纹板。天然气加热炉由加热炉体、炉胆、废气风机、天然气燃烧机、高温过滤网、插入式循环风机等组成。炉胆上设有废气焚烧装置,烘干油漆废气先由废气风机打入炉膛散热管中预热,然后由端头板孔流出,使处理废气方向与火焰喷闪方向同向,确保废气在炉膛中停流时间超过1秒以上,使废气燃烧充分,达到最佳处理效果。在炉门口外侧顶部装有自然废气装置,使门洞口外溢废气能及时外排至车间外,不在门洞口外溢的废气由废气风机强制送入燃烧室燃烧,确保外排气体达到环保要求。平台主要骨架、立柱、蒙板、护拦、爬梯等几部份组成。
5)强冷室主要由室体、室内送回风管、送排风装置、平台等部份组成。室体骨架为方钢焊接而成,内壁板为镀锌板,外壁板为彩波板,内外板之间填100mm岩棉隔音,室体两侧设有送回风管,送风机进风口6 设有过滤袋。
6)打磨室主要由室体、过滤层、外拆式灯箱、送排风装置、室内气管、吹灰枪、操作平台等部份组成。室体骨架为方管,壁板为镀锌钢板,两侧设有玻璃观察窗,并设有人行便门。顶部设有新风过滤口。室体外则的玻璃观察窗上安装有外拆式灯箱。室体采用下排放方式,设有多叶调节阀,方便风量调节,经过处理含灰尘的气体先经底侧面过滤棉过滤,由风机强行外排,使排入大气的空气达到环保要求。操作台主要由方管、花纹板、钢管等焊接而成。
8)光氧化废气处理装置主要由旋流式填料塔、二级精过滤装置、光催化设备等几部份组成。旋流式填充塔用于有害废气、带有漆雾性气体的前处理,它能有效的分离气体中的固物。经过旋流板塔和卧式洗涤塔过滤的有机废气含有很少的漆雾,利用漆雾过滤器精巧的结构,高效去除废气中的漆雾、杂尘等,确保风机抽风引入的废气在进入光氧催化装置前得到有效的拦截过滤,确保进入光氧设备的气体是洁净,干燥的气体。经过光氧催化处理后的有机废气能够分解为H2O和CO2等,有机废气处理的效率能到达到80%。
9)喷涂机器人系统主要由油漆输送系统、喷涂机器人和无气喷枪组成。油漆输送系统的作用是将配比好的涂料以足够的压力、流量供应至喷枪。机器人代替人工喷涂,实现自动化喷涂。无气喷枪的作用是将涂料高效地、均匀地喷涂在工件上。
4、装配单元
工艺流程:工件由喷涂单元人工操作工件装配到固定部中,并吊装到九工位部装自动循环辊道输送线的托盘上→人工在九工位部装自动循环辊道输送线工位完成部装工作→五坐标装配机械手将工件夹持到三工位部装自动往复移动平台→人工完成部装工作→五坐标装配机械手将完成部装的工件夹持到三工位总装自动往复移动平台进行总装→进行预压紧、安装连接板→包装、下线。
装配单元工序工作内容,工件按喷涂单元生产节拍下线,人工操作组合式梁式起重机和专用吊具将工件吊装到装配单元,其中下支座板和上支座板组件直接放到九工位部装自动循环辊道输送线的托盘上,球冠衬板组件放到球冠衬板组件部装平台上。具体地,可以采用现有的装配机械臂组合输送线来实现。
1)九工位部装自动循环辊道输送线各工位工作安排(以球型支座为例)
工位一:下支座板:拆吊环;球冠衬板组件:无;上支座板组件:拆吊环;本工位配置一名操作员;
工位二:下支座板:撕保护膜、清理漆点、配孔;球冠衬板组件:无;上支座板组件:无;
工位三:下支座板:配孔;球冠衬板组件:无;上支座板组件:无;
工位四:下支座板:安装导向滑板;球冠衬板组件:无;上支座板组件:无;工位二、三、四三个工位配置一名操作员;
工位五:下支座板组件:安装铭牌;球冠衬板组件:无;上支座板组件:过孔
工位六:下支座板组件:过孔;球冠衬板组件:无;上支座板组件: 无;工位五、六两个工位配置一名操作员;
工位七:下支座板组件:压密封环;球冠衬板:无;上支座板组件:画中线;
工位八:下支座板:涂胶、安装球面滑板、画中线;中间球冠衬板:无;上支座板:无;工位七、八两个工位配置一名操作员;
工位九:预留工位。
2)球冠衬板组件部装平台
用于球冠衬板组件和密封环的压紧装配,以及拆吊环、涂胶、安装平面滑板和涂脂。本工位配置一名操作员。
3)三工位部装往复移动平台
用于下支座板组件和球面滑板的压紧及涂脂。本工位配置一名操作员。
4)三工位总装往复移动平台
用于支座组件的总装,压力机压紧以及安装连接板。本工位配置一名操作员。
5)五坐标装配机械手
用于工件在不同平台上夹取移动,用于扫描测量各工件的中心位置和姿态的测量
6)包装输送线
装配完成后的支座在包装输送线上完成包装及打标等作业。
设备组成:由九工位部装自动循环辊道输送线含托盘、三工位部装往复移动平台、球冠衬板部装平台、三工位总装往复移动平台、五坐标装配机械手含扫描系统、固定测量台、包装输送线、上下料辅助悬臂吊以及辅助安装工具、电控系统以及安全防护系统等。
1)九工位部装自动循环辊道输送线及托盘
输送线采用辊筒输送结构,多电机分段变频驱动,通过减速机及链条传动,机架采用型材焊接,保证强度,辊筒为钢辊,机架两侧带有导向块,防止托盘跑偏掉落。托盘用于承载待装配的零件,输送线形成闭环循环系统,使托盘可以自动循环利用。托盘采用双层可旋转结构,方便上面零件的转动。
2)三工位部装往复移动平台
移动平台有三个工位,采用伺服电机驱动,同步带传动,位置精度高,速度快。负载1000Kg。配备压力机一台,压力机压力10吨,作用方式为自下向上压紧。
3)球冠衬板组件部装平台
平台设有密封环压装机构和简易梁式起重机。人工辅助压装机构压装密封环,密封环装配完成后,人工操作简易梁式起重机把球冠衬板组件吊装到九工位部装自动循环辊道输送线的托盘上。
4)三工位总装往复移动平台
移动平台有三个工位,采用伺服电机驱动,同步带传动,位置精度高,速度快。负载2000Kg。配备压力机一台,压力机压力10吨,作用方式为自下向上压紧。如工件带坡度,需安装根据不同坡度定制的专用压板。加压工位具备测量产品高度的功能。
5)五坐标装配机械手含扫描系统
机械手采用悬臂式框架结构,机械手臂可在x、y、z三个方向移动,同时机械手前端拾取位置具有水平和垂直两个自由度的旋转,可实现区域内任意位置工件的拾取。驱动方式采用伺服电机驱动,导轨丝杠传动,具有位置闭环检测功能,定位准确。机械手采用专用电磁铁吸附工件进行抓取。采用OPTEX激光测量传感器用于测量零件的空间位姿和装配尺寸,从而控制机械手调整姿态后抓取零件,然后调整零件姿态到装配姿态后进行装配。
6)固定测量台
测量台上安装固定的激光传感器,主要用来检测上支座板组件装配基准的中心。
5、成品包装自动输送线
输送线采用链板输送结构,电机变频驱动,通过减速机及链条传动,机架采用型材焊接,保证强度。
7、组合式梁式起重机
起重机在水平面两个方向上的移动采用无动力轨道,由人工拖拽实现,竖直面的提升采用电动葫芦。工件的抓取采用电磁吸盘,另外有专门的工装实现工件的翻转。组合式梁式起重机主要用于工件从料架到清洗单元积放式积放式链条输送线上线、下线,以及从喷涂单元悬积放式积放式链条输送线下线到装配单元九工位部装自动循环辊道输送线上线。最大起吊重量500kg。
10)简易梁式起重机
起重机在水平面内只有一个方向的自由度,同样采用无动力轨道,由由人工拖拽实现,竖直面的提升采用电动葫芦。简易梁式起重机主要用于组装完成产品的下线和移动。最大起升重量1000kg。
本实用新型以上实施例提供的技术方案至少具有以下优点:1、工人劳动强度低、生产效率高;2、生产工序连贯、紧凑,零部件搬到、运输工作量较小;3、焊接、喷漆工序工人作业环境好,对操作人员职业健康危害较小;4、人的因素对产品质量的影响较小,产品质量一致性好;4、容易实现精益生产管理,实现按一定时间节拍、交叉循环连续生产;5、机加工零件自动清洗、自动清理,生产效率高、工件装卸、搬到工作量小;6、可提高产品质量、降低生产成本、缩短产品生产周期。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解: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;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种金属支座产品自动化柔性生产线,包括清洗单元、焊接单元、喷涂单元和装配单元;所述清洗单元用于对待清洗的工件进行清洗和抛丸;所述焊接单元用于对待焊接的工件进行焊接;所述喷涂单元用于对待喷涂的工件进行喷涂和烘干;所述装配单元用于对待装配的工件进行装配;其特征在于,所述生产线还包括积放式链条输送线和辊道输送线,其中:
所述积放式链条输送线设置于所述清洗单元和所述焊接单元之间,以及所述焊接单元和所述喷涂单元之间;所述辊道输送线设置于所述焊接单元和所述喷涂单元之间,以及所述喷涂单元和所述装配单元之间;所述积放式链条输送线和所述辊道输送线接收到上位机的启动信号后启动以输送工件。
2.根据权利要求1所述的金属支座产品自动化柔性生产线,所述积放式链条输送线包括输送线轨道、牵引链条、积放小车组、驱动装置和升降机构,其中:
所述牵引链条设置于所述输送线轨道中;所述驱动装置设置于所述输送线轨道的至少一端,其驱动输出端与所述牵引链条连接,所述驱动装置可驱动所述牵引链条沿所述输送线轨道滑动;每一积放小车的顶部与所述牵引链条连接,每一所述积放小车在所述牵引链条的带动下沿所述输送线轨道移动;每一所述积放小车的底部通过所述升降机构与用于固定工件的固定部连接,所述固定部在所述升降机构的带动下沿垂直于所述输送线轨道的方向移动。
3.根据权利要求2所述的金属支座产品自动化柔性生产线,其特征在于,所述清洗单元包括清洗室和抛丸室,所述清洗室和所述抛丸室具有适于所述积放式链条输送线贯穿的通道;
所述清洗室内沿所述积放式链条的运行方向依次设置有喷淋机构、超声波清洗液槽和漂洗组件;
所述待清洗的工件在所述积放式链条输送线的带动下经所述清洗室的通道进入所述清洗室后停止在自动清洗机前方,所述自动清洗机的喷水口向所述待清洗的工件喷洒清洗液;
所述待清洗的工件经喷洒清洗后,在所述积放式链条输送线的带动下停止在所述超声波清洗槽上方;所述升降机构下降时可使工件浸入所述超声波清洗液槽中进行超声波清洗;
所述漂洗组件包括设置于地面上的多个喷嘴和设置在所述清洗室两侧内壁上的多个喷嘴;所述待清洗的工件经超声清洗后,在所述积放式链条输送线的带动下停止在所述喷嘴的喷洒区域内,所述喷嘴向所述待清洗的工件喷洒漂洗液;
所述抛丸室内沿所述积放式链条的运行方向依次设置有抛丸器总成和清洁组件;
所述待清洗的工件在所述积放式链条输送线的带动下经所述抛丸室的通道进入所述抛丸室后停止在所述抛丸器总成前方,所述抛丸器总成对所述待清洗的工件进行抛丸;
所述清洁组件包括清扫机构,抛丸后的待清洗的工件在所述积放式链条输送线的带动下停止在所述清扫机构前方,所述清扫机构对抛丸后的待清洗的工件的表面进行清扫。
4.根据权利要求3所述的金属支座产品自动化柔性生产线,其特征在于,所述清洗室内,在所述漂洗组件之后还依次设置有风干组件、烘干组件和冷凝组件:
所述风干组件包括设置于所述清洗室的地面和侧壁上的吹气孔,所述待清洗的工件被漂洗后在所述积放式链条输送线的带动下停止在所述吹气孔的吹气区域内;
所述烘干组件包括散热部和热源,所述热源为天然气,燃烧所述天然气对所述散热部加热;所述待清洗的工件被风干后在所述积放式链条输送线的带动下停止在所述散热部的散热区域内;
所述冷凝组件包括离心机和冷凝器;所述待清洗的工件被烘干后在所述积放式链条输送线的带动下停止在所述离心机前方,所述离心机抽取所述待清洗的工件内部及所述清洗室内的雾气并将所述雾气输出至所述冷凝器中。
5.根据权利要求1-4任一项所述的金属支座产品自动化柔性生产线,其特征在于,所述焊接单元包括焊接室,所述焊接室具有适于所述积放式链条输送线贯穿的通道;
所述待焊接的工件在所述积放式链条输送线的带动下经所述焊接室的通道进入所述焊接室;
所述焊接室内沿所述积放式链条输送线运行方向依次设置有点焊组件和自动焊组件;所述点焊组件包括用于固定工件的工作台;所述自动焊组件包括焊接机器人和焊接变位机,所述焊接机器人对固定在所述焊接变位机上的工件的焊缝进行焊接。
6.根据权利要求5所述的金属支座产品自动化柔性生产线,其特征在于,所述喷涂单元包括喷涂室和烘干室,所述喷涂室和所述烘干室具有适于所述积放式链条输送线贯穿的通道;
所述喷涂室内沿所述积放式链条输送线运行方向依次设置有预热炉和喷漆组件;待喷漆的工件经所述辊道输送线输送至所述喷涂室的通道处,所述待喷漆的工件由所述积放式链条输送线输送进入所述喷涂室停止在所述预热炉的加热区域内进行加热;加热后的待喷漆工件由所述积放式链条输送线输送至所述喷漆组件的喷漆区域内进行喷漆;
所述烘干室内设置有加热炉,所述加热炉采用天然气作为热源,所述待喷涂的工件经喷漆操作后由所述积放式链条输送线输送至所述加热炉的加热区域内进行烘干。
7.根据权利要求6所述的金属支座产品自动化柔性生产线,其特征在于,所述喷涂单元中还包括流平室、强冷室和打磨室,所述流平室、所述强冷室和所述打磨室具有适于所述积放式链条输送线贯穿的通道;
所述流平室设置于所述喷涂室和所述烘干室之间,所述待喷漆的工件经所述喷涂室喷漆后由所述积放式链条输送线输送至所述流平室内进行流平操作,流平后的待喷漆的空间由所述积放式链条输送线输送至所述烘干室;
所述强冷室设置于所述烘干室之后,所述强冷室内设置有排风装置,所述待喷漆的工件经烘干后由所述积放式链条输送线输送至所述排风装置的排风区域进行强冷操作;
所述打磨室设置于所述强冷室之后,所述打磨室内设置有打磨器,经强冷处理之后的待喷漆的工件由所述积放式链条输送线输送至所述打磨室内由所述打磨器进行打磨。
8.根据权利要求7所述的金属支座产品自动化柔性生产线,其特征在于,所述喷涂单元中还包括废气处理装置;
所述喷涂室、所述流平室、所述烘干室和所述打磨室都设置有废气排放口;
所述废气处理装置的进气口通过管路与每一所述废气排放口连接,接收每一所述废气排放口排出的废气;
所述废气处理装置包括旋流式填料塔、二级精过滤装置和光催化设备;所述旋流式填料塔对所述废气进行预处理,以分离所述废气中的固体物质;所述二级精过滤装置对所述旋流式填料塔输出的气体进行二次过滤;所述光催化设备对所述二级精过滤装置输出的气体进行光氧催化处理,将所述废气分解为无污染气体。
9.根据权利要求1-4任一项所述的金属支座产品自动化柔性生产线,其特征在于,所述装配单元包括五坐标装配机械臂;
所述五坐标装配机械臂包括悬臂式框架和激光扫描组件;
所述悬臂式框架包括机械手,所述机械手在所述悬臂式框架内可在空间各方向移动,所述机械手的前端拾取部具有水平和垂直两个自由度;所述拾取部用于夹取待装配的工件,在所述机械手的带动下将所述工件移动至装配位置;
所述激光扫描组件设置于所述辊道输送线的至少一侧,所述激光扫描组件对所述辊道输送线上的待装配的工件进行扫描以确定所述待装配工件的位置和姿态,所述机械手根据所述待装配工件的位置和姿态夹取所述待装配的工件。
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