CN213379932U - 一种用于桥梁护栏立柱焊接的工作站 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于桥梁护栏立柱焊接的工作站，包括工作平台、搬运机器人、焊接机器人及焊接夹具；工作平台上设有上料定位托盘、下料定位托盘，各搬运机器人、各焊接机器人及各焊接夹具均固定安装于工作平台上，上料定位托盘、下料定位托盘及各焊接夹具均靠近安装于搬运机器人附近，各焊接机器人对应靠近设置于各焊接夹具附近。本实用新型实现了大型焊接结构件的机器人自动化焊接，解放了桥梁制造工人，同时也推动桥梁制造生产流程的优化，提升建桥效率，保证产品质量，确保生产周期，缓解成本压力，从而提升桥梁企业的核心竞争力。

Description

一种用于桥梁护栏立柱焊接的工作站

技术领域

本实用新型涉及桥梁制造加工的技术领域，具体涉及一种用于桥梁护栏立柱焊接的工作站。

背景技术

桥梁制造业是大型焊接结构件应用最密集的典型行业之一，制作流程中包括：钢板预处理、加工、焊接、打磨、装配、涂装等工序。尤为重要的是焊接，桥梁焊接是一种重复度低、工艺流程复杂、柔性制造差的工种工作。

目前桥梁企业在焊接制造中，对体积大、笨重的大型焊接结构件，基本上采用人工或者自动焊接，工作环境恶劣危险、劳动强度大、作业效率低、加工误差大等诸多问题一直困扰着桥梁制造行业。

实用新型内容

本实用新型提供了一种用于桥梁护栏立柱焊接的工作站，其自动化程度高、提升建桥效率、保证产品质量、确保生产周期以及缓解人工成本压力，解决了以上所述的技术问题。

本实用新型解决上述技术问题的方案如下：一种用于桥梁护栏立柱焊接的工作站，所述工作站包括工作平台、至少一个搬运机器人、至少一个焊接机器人及至少一个焊接夹具；所述工作平台上设有上料定位托盘、下料定位托盘，各所述搬运机器人、各所述焊接机器人及各所述焊接夹具均固定安装于所述工作平台上，所述上料定位托盘、所述下料定位托盘及各所述焊接夹具均靠近安装于所述搬运机器人附近，各所述焊接机器人对应靠近设置于各所述焊接夹具附近，所述搬运机器人从所述上料定位托盘上定点自动抓取桥梁护栏立柱的各个来料钢板件，将各个来料板件运送到焊接夹具上，由所述焊接夹具将来料板件固定成桥梁护栏立柱的形状，然后由所述焊接机器人将各个来料钢板件焊接成型成所述桥梁护栏立柱，再由所述搬运机器人定点抓取焊接成型的桥梁护栏立柱，放置到所述下料定位托盘上，完成下料工作。

进一步，所述搬运机器人的个数为1个，所述焊接夹具的个数为4个，每两个所述焊接夹具分别并排对称设置于所述搬运机器人的两侧。

进一步，所述上料定位托盘及所述下料定位托盘对称设置于所述搬运机器人的另外相对两侧。

进一步，所述工作站还包括至少一个用于对焊接夹具进行更换的三轴变位机，所述三轴变位机的个数为2个，所述焊接夹具的个数为4个，各所述三轴变位机对应设置于每2个所述焊接夹具之间。

进一步，所述三轴变位机的中心处设有水平回转电机，所述三轴变位机的两侧分别设有夹具锁紧螺母，锁紧时2个所述夹具锁紧螺母的伸出端分别与夹具的两侧相抵接，将水平回转电机顺时针或逆时针旋转90°时，可分别拧掉两侧的夹具锁紧螺母。

进一步，所述三轴变位机的一侧设有法兰盘，所述法兰盘一侧安装有气路快插接口及电航插接头。

进一步，所述三轴变位机两侧的斜对角分别设有一夹具旋转电机，两个所述夹具旋转电机的输出端带动焊接夹具旋转，所述焊接夹具安装于夹具旋转电机输出端的夹具支撑块上，然后用螺母锁紧。

进一步，所述三轴变位机的两侧分别设有一夹具支撑块，各所述夹具支撑块上设置有用于与焊接夹具定位销相匹配的定位孔。

进一步，各所述焊接夹具内设有定位销，所述定位销插入所述定位孔中并使焊接夹具固定在三轴变位机上。

进一步，各所述焊接夹具的外侧设有叉车槽。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供了一种用于桥梁护栏立柱焊接的工作站，实现了大型焊接结构件的机器人自动化焊接，解放了桥梁制造工人，同时也推动桥梁制造生产流程的优化，提升建桥效率，保证产品质量，确保生产周期，缓解成本压力，从而提升桥梁企业的核心竞争力。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，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为本实用新型一实施例提供的一种用于桥梁护栏立柱焊接的工作站的立体结构示意图；

图2为图1提供的一种用于桥梁护栏立柱焊接的工作站的正视结构示意图；

图3为现有技术中提供的一种桥梁护栏立柱(已焊接成型)的在一视角下的结构示意图；

图4为图3提供的一种桥梁护栏立柱(已焊接成型)的在另一视角下的结构示意图；

图5为图1提供的一种用于桥梁护栏立柱焊接的工作站中三轴变位机在一视角下的立体结构示意图；

图6为图2提供的一种用于桥梁护栏立柱焊接的工作站中第一焊接夹具在一视角下的立体结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

100、桥梁护栏立柱；101、第一钢板；102、第二钢板；103、第三钢板；104、第四钢板；105、第五钢板；106、第六钢板；107、第七钢板；108、第八钢板；109、第九钢板；110、第十钢板；200、工作站；201、搬运机器人；202、焊接机器人；203、三轴变位机；2031、水平回转电机；2032、夹具锁紧螺母；2033、气路快插接口；2034、电航插接头；2035、夹具旋转电机；2036、夹具支撑块；2037、定位孔；204、第一焊接夹具；2041、定位销；2042、叉车槽；205、第二焊接夹具；206、第三焊接夹具；207、第四焊接夹具；208、上料定位托盘；209、下料定位托盘；210、夹具更换门；211、工作站围栏。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本实用新型。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1-6所示，本实用新型提供了一种用于桥梁护栏立柱焊接的工作站，所述工作站200包括工作平台、至少一个搬运机器人201、至少一个焊接机器人202及至少一个焊接夹具；所述工作平台上设有上料定位托盘208、下料定位托盘209，各所述搬运机器人201、各所述焊接机器人202及各所述焊接夹具均固定安装于所述工作平台上，所述上料定位托盘208、所述下料定位托盘209及各所述焊接夹具均靠近安装于所述搬运机器人201附近，各所述焊接机器人202对应靠近设置于各所述焊接夹具附近，所述搬运机器人201从所述上料定位托盘208上定点自动抓取桥梁护栏立柱100的各个来料钢板件，将各个来料板件运送到焊接夹具上，由所述焊接夹具将来料板件固定成桥梁护栏立柱100的形状，然后由所述焊接机器人202将各个来料钢板件焊接成型成所述桥梁护栏立柱100，再由所述搬运机器人201定点抓取焊接成型的桥梁护栏立柱100，放置到所述下料定位托盘209上，完成下料工作。

所述桥梁护栏立柱100包括依次焊接而成的第一钢板101、第二钢板102、第三钢板103、第四钢板104、第五钢板105、第六钢板106、第七钢板107、第八钢板108、第九钢板109及第十钢板110。各钢板即为各个来料钢板件。工作平台可以理解成工作桌面或工作机架。

在实际应用中，桥梁护栏立柱100长1270mm，宽380mm，高240mm，总重量70kg，由10种钢板预处理后，拼焊而成。

上述实施例中提供了一种用于桥梁护栏立柱焊接的工作站，实现了大型焊接结构件的机器人自动化焊接，解放了桥梁制造工人，同时也推动桥梁制造生产流程的优化，提升建桥效率，保证产品质量，确保生产周期，缓解成本压力，从而提升桥梁企业的核心竞争力。

进一步，如图1-2所示，所述搬运机器人201的个数为1个，所述焊接夹具的个数为4个，每两个所述焊接夹具分别并排对称设置于所述搬运机器人201的两侧。

其中4个焊接夹具分别是第一焊接夹具204、第二焊接夹具205、第三焊接夹具206、第四焊接夹具207。第一焊接夹具204与第二焊接夹具205形成一组且位于所述搬运机器人201的一侧，第三焊接夹具206与第四焊接夹具207形成一组且位于所述搬运机器人201的另一侧。

各焊接夹具上均设有安装各钢板的夹紧定位部件，各所述夹紧定位部件上设有焊装工位，通过设计多个焊装夹具，在有的夹具处于焊接过程中，搬运机器人201可以上料或下料，这样能够进一步加快其生产效率。

进一步，所述上料定位托盘208及所述下料定位托盘209对称设置于所述搬运机器人201的另外相对两侧。所述上料定位托盘208及所述下料定位托盘209即分别为上料工位和下料工位。这样是为了方便上下料，搬运机器人201直接从上料工位取出，旋转90度放置到各焊接夹具上，焊接完成后从焊接夹具上取出，然后旋转90度转移到下料工位上，一条龙直接到位，简单快捷。

进一步，所述工作站200还包括至少一个用于对焊接夹具进行更换的三轴变位机203，所述三轴变位机(203)的个数为2个，所述焊接夹具的个数为4个，各所述三轴变位机(203)对应设置于每2个所述焊接夹具之间。

进一步，所述三轴变位机203的中心处设有水平回转电机2031，所述三轴变位机203的两侧分别设有夹具锁紧螺母2032，锁紧时2个所述夹具锁紧螺母2032的伸出端分别与夹具的两侧相抵接，将水平回转电机2031顺时针或逆时针旋转90°时，可分别拧掉两侧的夹具锁紧螺母2032，方便使用叉车或行车从变位机上移出夹具。

进一步，所述三轴变位机203的一侧设有法兰盘，所述法兰盘一侧安装有气路快插接口2033及电航插接头2034。便于电气信号的快速插拔，这样就可以在夹具更换门210对夹具进行更换，满足工作站的通用性，适用不同立柱工件的焊接。

进一步，为便于对三轴变位机203进行稳固地夹持，所述三轴变位机203两侧的斜对角分别设有一夹具旋转电机2035，两个所述夹具旋转电机2035的输出端带动焊接夹具旋转，所述焊接夹具安装于夹具旋转电机2035的输出端的夹具支撑块上，然后用螺母锁紧。

当然，在变位机法兰盘一侧装有气路快插接口2033、电航插接头2034，便于电气信号的快速插拔，这样就可以在夹具更换门210对夹具进行更换，满足工作站的通用性，适用不同立柱工件的焊接。

进一步，所述三轴变位机203的两侧分别设有一夹具支撑块2036，各所述夹具支撑块2036上设置有用于与焊接夹具定位销2041相匹配的定位孔2037。

进一步，各所述焊接夹具内设有定位销2041，所述定位销2041插入所述定位孔2037中并使焊接夹具固定在三轴变位机203上。

进一步，各所述焊接夹具的外侧设有叉车槽2042，便于叉车搬运走。所述工作平台的四周设有工作站围栏211。

需要指出的是，该工作站为柔性系统，可适合工作范围内多种结构件的焊接，焊接夹具、变位机上设有快换通用标准接口，电、气等接口采用快插式，可方便快速更换夹具。夹具远程模块与工作站PLC总站间采用标准通讯。夹具在装配落位时保证了夹具重复定位精度，有效保证了焊接质量。两个夹具旋转电机2035，可以使夹具360°旋转，增大夹具的焊接空间。

该工作站根据机器人特点，充分利用机器人的作业空间；采用标准化焊接工作站。充分发挥机器人的工作效率，最大限度减少机器人的待机时间。结合机器人焊接姿态和焊缝位置，合理布置机器人的安装位置和安装形式，以确保焊接的质量。切换夹具后，根据不同夹具电航插接头2034的信号，机器人可以自动识别夹具，自动切换焊接程序，以及焊接参数。

当然，本实用新型中所提及的搬运机器人201、焊接机器人202、三轴变位机203、焊接夹具对于本领域技术人员来说均属于现有技术中的常规技术手段，因此对其具体结构毋庸赘述。

本实用新型中该工作站的具体工作原理及使用方法为：

1、搬运机器人201从上料定位托盘208上抓取工件，定点放置到第二焊接夹具205上；

2、三轴变位机A旋转180°,焊接机器人A开始焊接；同时，搬运机器人201再次从上料定位托盘208上抓取工件，定点放置到第三焊接夹具206上；

3、三轴变位机B旋转180°,焊接机器人B开始焊接；

4、搬运机器人分别从第一焊接夹具204、第四焊接夹具207上抓取焊接完的工件，定点放置到下料定位托盘209上；

5、搬运机器人201从上料定位托盘208上抓取工件，定点放置到第一焊接夹具204、第四焊接夹具207上；三轴变位机A、B分别旋转180°，然后焊接机器人开始焊接；

6、搬运机器人分别从第二焊接夹具205、第三焊接夹具206上抓取焊接完的工件，定点放置到下料定位托盘209上；

依次重复上述动作流程。

整系统的启动、停止以及暂停、急停等运转方式均可通过PLC或示教器进行，能在手动、自动两种状态下进行快速切换。此外，系统的急停可通过PLC、机器人控制柜、示教盒等任意之上的急停按钮进行。系统具有故障自诊断功能。

本实用新型涉及桥梁制造加工技术领域，具体涉及一种桥梁护栏立柱焊接工作站，该工作站能实现大型结构件的机器人自动上、下料和机器人自动焊接，解放了桥梁制造工人，同时也推动桥梁制造生产流程的优化，提升建桥效率，保证产品质量，确保生产周期；柔性化系统的工作站，通过快速切换夹具，在不需要额外增加设备的情况下，就能满足个性化生产的需要，缓解了企业成本压力。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本实用新型；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本实用新型的等效实施例；同时,凡依据本实用新型的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本实用新型的技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于桥梁护栏立柱焊接的工作站，其特征在于，所述工作站(200)包括工作平台、至少一个搬运机器人(201)、至少一个焊接机器人(202)及至少一个焊接夹具；

所述工作平台上设有上料定位托盘(208)、下料定位托盘(209)，各所述搬运机器人(201)、各所述焊接机器人(202)及各所述焊接夹具均固定安装于所述工作平台上，所述上料定位托盘(208)、所述下料定位托盘(209)及各所述焊接夹具均靠近安装于所述搬运机器人(201)附近，各所述焊接机器人(202)对应靠近设置于各所述焊接夹具附近，所述搬运机器人(201)从所述上料定位托盘(208)上定点自动抓取桥梁护栏立柱(100)的各个来料钢板件，将各个来料板件运送到焊接夹具上，由所述焊接夹具将来料板件固定成桥梁护栏立柱(100)的形状，然后由所述焊接机器人(202)将各个来料钢板件焊接成型成所述桥梁护栏立柱(100)，再由所述搬运机器人(201)定点抓取焊接成型的桥梁护栏立柱(100)，放置到所述下料定位托盘(209)上，完成下料工作。

2.根据权利要求1所述一种用于桥梁护栏立柱焊接的工作站，其特征在于，所述搬运机器人(201)的个数为1个，所述焊接夹具的个数为4个，每两个所述焊接夹具分别对称并排设置于所述搬运机器人(201)的两侧。

3.根据权利要求1所述一种用于桥梁护栏立柱焊接的工作站，其特征在于，所述上料定位托盘(208)及所述下料定位托盘(209)对称设置于所述搬运机器人(201)的另外相对两侧。

4.根据权利要求1所述一种用于桥梁护栏立柱焊接的工作站，其特征在于，所述工作站(200)还包括至少一个用于对焊接夹具进行更换的三轴变位机(203)，所述三轴变位机(203)的个数为2个，所述焊接夹具的个数为4个，各所述三轴变位机(203)对应设置于每2个所述焊接夹具之间。

5.根据权利要求4所述一种用于桥梁护栏立柱焊接的工作站，其特征在于，所述三轴变位机(203)的中心处设有水平回转电机(2031)，所述三轴变位机(203)的两侧分别设有夹具锁紧螺母(2032)，锁紧时2个所述夹具锁紧螺母(2032)的伸出端分别与夹具的两侧相抵接，将水平回转电机(2031)顺时针或逆时针旋转90°时，可分别拧掉两侧的夹具锁紧螺母(2032)。

6.根据权利要求4所述一种用于桥梁护栏立柱焊接的工作站，其特征在于，所述三轴变位机(203)的一侧设有法兰盘，所述法兰盘一侧安装有气路快插接口(2033)及电航插接头(2034)。

7.根据权利要求5所述一种用于桥梁护栏立柱焊接的工作站，其特征在于，所述三轴变位机(203)两侧的斜对角分别设有一夹具旋转电机(2035)，两个所述夹具旋转电机(2035)的输出端带动焊接夹具旋转，所述焊接夹具安装于夹具旋转电机(2035)输出端的夹具支撑块上，然后用螺母锁紧。

8.根据权利要求7所述一种用于桥梁护栏立柱焊接的工作站，其特征在于，所述三轴变位机(203)的两侧分别设有一夹具支撑块(2036)，各所述夹具支撑块(2036)上设置有用于与焊接夹具定位销(2041)相匹配的定位孔(2037)。

9.根据权利要求8所述一种用于桥梁护栏立柱焊接的工作站，其特征在于，各所述焊接夹具内设有定位销(2041)，所述定位销(2041)插入所述定位孔(2037)中并使焊接夹具固定在三轴变位机(203) 上。

10.根据权利要求1所述一种用于桥梁护栏立柱焊接的工作站，其特征在于，各所述焊接夹具的外侧设有叉车槽(2042)。

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