CN214558418U - 一种污物箱机器人自动焊接生产工艺流水线系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种污物箱机器人自动焊接生产工艺流水线系统，属于铁路产品专用焊接工艺装备技术领域，包括焊接设备、人工内胆板件和管件组对工位、上线和等待工位、检验和吊梁组对工位、检验和钢结构组对工位、箱体成品其他工序工位、机器人自动焊接工位、回流下线工位以及流水线轨道。本实用新型的系统，实现污物箱焊接各工序的合理匹配与流转、长大焊缝机器人自动焊接、焊接工位自动翻转，增强实用性、极大提高焊接效率和自动化程度。

Description

一种污物箱机器人自动焊接生产工艺流水线系统

技术领域

本实用新型涉及一种污物箱机器人自动焊接生产工艺流水线系统，属于铁路产品专用焊接工艺装备技术领域。

背景技术

铁路旅客列车全面直排改造加装集便器，将旅客列车运行过程中的卫生间污水收集，暂存在污物箱内。污物箱一般是不锈钢焊接箱体，通过吊梁悬挂固定在列车底部，污物箱是污水收集暂存容器，是悬挂安装的承重件，是集便器产品的关键部件，污物箱的焊接生产也是重要生产工艺和关键环节。

目前，污物箱焊接生产，大多采用简易工装，将箱体内胆、钢结构及吊梁等点焊定位，通过工装夹具固定，手工满焊，完成箱体焊接，焊接完成后，首先检查焊缝质量，并对箱体连接管口及检查口等封堵密封进行箱体密封承压试验。

本发明人在实践过程中发现，污物箱焊接存在工作效率低、自动化程度低、焊接工序转运繁琐等问题和诸多不便。

因此，提供一种污物箱机器人自动焊接生产工艺流水线系统，实现污物箱焊接各工序的合理匹配与流转、长大焊缝机器人自动焊接、焊接工位自动翻转、增强实用性，极大提高焊接效率和自动化程度，就成为该技术领域急需解决的技术难题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种污物箱机器人自动焊接生产工艺流水线系统，实现污物箱焊接各工序的合理匹配与流转、长大焊缝机器人自动焊接、焊接工位自动翻转，增强实用性、极大提高焊接效率和自动化程度。

本实用新型的上述目的是通过以下技术方案实现的：

一种污物箱机器人自动焊接生产工艺流水线系统，其特征在于：包括焊接设备、人工内胆板件和管件组对工位、上线和等待工位、检验和吊梁组对工位、检验和钢结构组对工位、箱体成品其他工序工位、机器人自动焊接工位、回流下线工位以及流水线轨道；人工内胆板件和管件组对工位上设有随行夹固工装小车，所述焊接设备为MAG焊机，设置两台，分别位于人工内胆板件和管件组对工位的两侧，上线和等待工位位于人工内胆板件和管件组对工位的下道工位，所述上线和等待工位为两个，分别位于流水线轨道的两侧，下一个是机器人自动焊接工位，包括区域隔离栅栏、机器人移动滑轨、自动焊接机器人和翻转工作台，区域隔离栅栏位于外侧，机器人移动滑轨位于次外侧，自动焊接机器人位于机器人自动焊接工位的两侧；检验和吊梁组对工位为下一工位，该工位为两个，分别设有污物箱试验台和MAG焊机；再后面是检验和钢结构组对工位，该工位也是两个，分别设有污物箱试验台和MAG焊机；后面是箱体成品其他工序工位和回流下线工位；回流下线工位通过回流线与人工内胆板件和管件组对工位相连接。

优选地，所述人工内胆板件和管件组对工位为2-10个。

优选地，所述上线和等待工位为2个。

优选地，所述区域隔离栅栏，下半部采用金属栅栏结构，上半部安装半透明非金属遮光板结构，设置有光栅入侵报警装置。

优选地，所述翻转工作台为龙门框架结构翻转工作台。

优选地，所述污物箱试验台为两台，共用一个水箱，通过试验台旋转凸轮泵正转供水、反转回水实现试验用水循环使用。

本实用新型的优点：

本实用新型的污物箱机器人自动焊接生产工艺流水线系统，是一条针对污物箱焊接用的半自动化流水线，该系统采取人工工装夹具组对、长大焊缝机器人自动焊、短小边角焊缝人工满焊相结合的方式，完成污物箱箱体的内胆组对、内胆焊缝满焊、钢结构组对固定、钢结构满焊等焊接全过程，机器人自动焊接工位实现箱体随行夹固工装小车的自动翻转、焊接机器人的自动定位、双焊接机器人同步施焊有效控制焊接变形、机器人焊接焊缝自动巡位跟踪及自校正等功能，兼顾焊接过程中间的必要的焊缝外观检验、探伤检验、密封性检验等，同时考虑在工序转接过程中的冷却、等待、回流等工序间流程与时间、空间、路线，设计箱体随行夹固工装小车进入、推出流水线轨道的便捷性。

下面通过附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明，但并不意味着对本实用新型保护范围的限制。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的污物箱机器人自动焊接生产工艺流水线系统的结构示意图。

主要零部件及工序名称

1 MAG焊机 2 OP10人工内胆板件、管件组对工位

3 OP20-1上线、等待工位一 4 随行夹固小车回流路线

5 区域隔离栅栏 6 机器人移动滑轨

7 焊接机器人 8 污物箱试验台

9 OP40-1检验+吊梁组对工位一 10 OP50-1检验+钢结构组对工位一

11 OP70箱体成品其他工序工位 12 OP20-2上线、等待工位二

13 翻转工作台 14 OP30机器人自动焊、满焊工位

15 OP40-2检验+吊梁组对工位二 16 OP50-2检验+钢结构组对工位二

17 OP60回流下线工位

具体实施方式

实施例1

如图1所示，是本实用新型实施例1的污物箱机器人自动焊接生产工艺流水线系统的结构示意图；其中：1为MAG(Metal Active Gas Arc Welding)焊机，2为OP10人工内胆板件、管件组对工位，3为OP20-1上线、等待工位一，4为随行夹固小车回流路线，5为区域隔离栅栏，6为机器人移动滑轨，7为焊接机器人，8为污物箱试验台，9为OP40-1检验+吊梁组对工位一，10为OP50-1检验+钢结构组对工位一，11为OP70箱体成品其他工序工位，12为OP20-2上线、等待工位二，13为翻转工作台，14为OP30机器人自动焊、满焊工位，15为OP40-2检验+吊梁组对工位二，16为OP50-2检验+钢结构组对工位二，17为OP60回流下线工位；本实用新型实施例1的污物箱机器人自动焊接生产工艺流水线系统包括MAG(Metal Active GasArcWelding)焊机1、OP10人工内胆板件、管件组对工位2、OP20-1上线、等待工位一3、区域隔离栅栏5、机器人移动滑轨6、焊接机器人7、污物箱试验台8、OP40-1检验+吊梁组对工位一9、OP50-1检验+钢结构组对工位一10、OP70箱体成品其他工序工位11、OP20-2上线、等待工位二12、翻转工作台13、OP30机器人自动焊、满焊工位14、OP40-2检验+吊梁组对工位二15、OP50-2检验+钢结构组对工位二16、OP60回流下线工位17以及流水线轨道；OP10人工内胆板件、管件组对工位2上设有随行夹固工装小车，MAG焊机1为两台，分别位于OP10人工内胆板件、管件组对工位2的两侧，OP20-1上线、等待工位一3和OP20-2上线、等待工位二12位于OP10人工内胆板件、管件组对工位2的下道工位，位于流水线轨道的两侧，下一道程序是机器人自动焊、满焊工位，包括OP30机器人自动焊、满焊工位14、区域隔离栅栏5、机器人移动滑轨6、焊接机器人7和翻转工作台13，OP30机器人自动焊、满焊工位14位于中间，区域隔离栅栏5位于外侧，机器人移动滑轨6位于次外侧，焊接机器人7位于OP30机器人自动焊、满焊工位14的两侧；OP40-1检验+吊梁组对工位一9和OP40-2检验+吊梁组对工位二15位于下一道工序，该工位上分别设有污物箱试验台8和MAG焊机1；再后面是OP50-1检验+钢结构组对工位一10和OP50-2检验+钢结构组对工位二16，该工位上分别设有污物箱试验台8和MAG焊机1；后面是OP70箱体成品其他工序工位11和OP60回流下线工位17；OP60回流下线工位17通过回流线与OP10人工内胆板件、管件组对工位2相连接；

OP10人工内胆板件、管件组对工位2即生产线预准备工位，用于将污物箱内胆板件、管件的人工拼装、组对及点焊定位，同时将内胆组件与随行夹固工装小车的定位、夹紧；该预备工位预留两个台位，每个台位配置一台焊接设备MAG焊机1，需要人工或简单起重机械将内胆箱体的下底板、左右端板、上盖板进行拼装固定，对内胆上的检查口、管件、安装支撑件等焊接拼装，同时对不能由机器人自动焊接完成的短小边角焊缝进行满焊；焊接质量及半成品形位尺寸检查合格后，还需要对随行夹固工装小车的夹紧固定进行检查确认；根据流水线总体生产情况及场地布局条件，生产线预准备工位可扩展至多个；

OP20-1生产线上线、等待工位一3，当预准备工位OP10人工内胆板件、管件组对工位2完成内胆板件的拼装及与随行夹固工装小车的定位夹紧后，随行夹固工装小车可沿流水线轨道方向进入流水线轨道；同时，由气密检测吊梁人工组对工位OP40和冷却、取样板、探伤、钢构件组对工位OP50完成工序作业后，将与随行夹固工装小车一起回流至本工位中的等待工位，包括OP20-1和OP20-2，两个等待工位，可根据实际生产节奏，作为吊梁组件焊接等待上线工位和钢结构组件焊接等待上线工位；等待工位上的半成品，与随行夹固工装小车一起，在沿流水线垂直方向上推入、推出流水线轨道；

焊接半成品进入OP30机器人自动焊接工位14，污物箱箱体半成品与随行夹固工装小车一起运行至定位点后，翻转工作台13将工装小车夹紧固定，工位内设置两台自动焊接机器人7，对于内胆长大焊缝、吊梁组件、钢结构组件的满焊，均采用两台焊接机器人同时对向施焊，有效控制焊接变形，焊接机器人7通过地面底座轨道可一定距离内横向移动，也可扩展为通过顶部龙门式桥架横向移动，增大焊接覆盖范围；翻转工作台13为龙门框架结构，可将随行夹固工装小车及待焊本成品一起翻转，实现箱体多角度焊接；

两台焊接机器人，由一台作为主机器人，另外一台机器人和翻转工作台13都作为主机器人的外部扩展轴；两台机器人之间采用机器人协同控制软件和标准工业现场总线进行通讯，保证双机器人协同控制；翻转工作台13完成装夹固定时，按启动焊接按钮，系统控制器判断每个气缸是否夹持到位，如果夹持不到位，将给予警示；启动焊接后，机器人按预定程序进行焊接，机器人先对直焊缝进行满焊，到直角过度段的时候，焊接机器人工作站控制协同翻转工作台13调整角度，对拐角处的焊缝进行焊接，过完拐角，继续焊接另一个平面的直焊缝，最后完成焊接；对于相互对称的两条焊缝，机器人工作站控制两台机器人同时施焊、对向走行，焊接参数一致，焊接手臂姿态和方位对称；对检查口或圆形管件焊缝等单条圆焊缝，工作台控制主机器人进行焊接；

焊接机器人工作站与翻转工作台13、焊机电源、焊接机器人手臂、区域隔离栅栏5等连接，接收相关信号，对焊接过程及焊接质量可能出现的故障进行分析，并设计故障发生时逻辑处理方法，并在人机交互触摸屏上显示故障信息，夹具气缸夹紧不到位、光栅报警、缺气报警、断丝保护、断弧保护、机器人碰撞报警等；

OP30机器人自动焊接工位14的外部区域设有区域隔离栅栏5，下半部采用金属栅栏结构，上半部安装半透明非金属遮光板结构；区域隔离栅栏5设置光栅入侵报警装置，保证焊接机器人作业过程中人员不得进入；光栅入侵报警装置(安全光栅)由一组传送器及接收器组合而成，传送器会传送一组红外线光束，接收器包括多个光感测器，若物体在传送器和接收器之间，接收器收不到完整讯号；安全光栅传送器送出的红外线光束是序列的，以特定的频率送出，侦测器只能接收传送器送出的特定频率的特定脉波，因此，避免受到其他红外线光源的影响，提高在安全系统中的适用性；光栅入侵报警装置(安全光栅)连接到安全继电器上，若侦测到有物体，机器人焊接自动停止，同时发出声光电报警信号；

内胆组件经OP30机器人自动焊接工位14焊接完成后，进入下一工位：检验+吊梁组对工位OP40(OP40-1检验+吊梁组对工位一9和OP40-2检验+吊梁组对工位二15)，随行夹固工装小车在此工位可沿流水线轨道垂直方向推出至OP40-1检验+吊梁组对工位一或OP40-2检验+吊梁组对工位二，在两个工位上，首先进行内胆组件焊缝的外观检验及必要的渗透探伤检验，焊缝检验合格后，再利用随行夹固工装小车上工装将内胆组件的检查口、管口等进行封堵，连接污物箱试验台，进行内胆组件的密封性检验；污物箱试验台为专用试验台，可实现污物箱气压正压承压试验、负压承压试验及水压力试验；其中每两台试验台共用一个水箱，通过试验台旋转凸轮泵正转供水、反转回水实现试验用水循环使用；试验水压及气压正压均通过压力空气提供，试验负压通过压力空气真空发生器产生负压，气、水管路连接简单，操作方便；污物箱内胆组件焊缝检验及密封性检验合格后，进行悬挂吊梁组件的人工组对，将吊梁组件按照图纸要求点焊固定，安装吊梁定位夹具工装，确保吊梁在焊接过程中位置、尺寸保持不变；

OP50检验+钢结构组对工位包括OP50-1检验+钢结构组对工位一10和OP50-2检验+钢结构组对工位二16，吊梁组件机器人焊接完成后，随行夹固工装小车移动到此工位，沿流水线轨道垂直方向上移出至OP50-1检验+钢结构组对工位一10或OP50-2检验+钢结构组对工位二16，等待箱体半成品冷却至常温，降温采用冷气辅助的自然降温，随后，拆除吊梁定位夹具工装，检查焊缝质量及半成品形位尺寸；焊缝及半成品质量检验合格后，人工组装箱体钢结构件点焊定位，全部钢结构件组装完成后，箱体半成品随随行夹固工装小车经流水线轨道进入OP60回流下线工位17；

OP40工位上完工的箱体半成品及OP50工位上完成的箱体半成品与随行夹固工装小车一起流转到OP60回流下线工位17，根据生产线节奏，箱体半成品件沿工艺回流路线回流至OP20工位，等待再次进入流水线轨道，进行机器人自动焊接；箱体全部焊接过程完成后，经流水线流出至OP70箱体成品其他工序工位11，进行污物箱箱体成品的焊缝质量检验及形位尺寸检验及后续工序。

本实用新型的污物箱机器人自动焊接生产工艺流水线系统，是一条针对污物箱焊接用的半自动化流水线，该系统采取人工工装夹具组对、长大焊缝机器人自动焊、短小边角焊缝人工满焊相结合的方式，完成污物箱箱体的内胆组对、内胆焊缝满焊、钢结构组对固定、钢结构满焊等焊接全过程，机器人自动焊接工位实现箱体随行夹固工装小车的自动翻转、焊接机器人焊接的自动定位、双焊接机器人同步施焊有效控制焊接变形、机器人焊接焊缝自动巡位跟踪及自校正等功能，兼顾焊接过程中间的必要的焊缝外观检验、探伤检验、密封性检验等，同时考虑在工序转接过程中的冷却、等待、转序等工序间流程与时间、空间、路线，设计箱体随行夹固工装小车进入、推出流水线轨道的便捷性。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种污物箱机器人自动焊接生产工艺流水线系统，其特征在于：包括焊接设备、人工内胆板件和管件组对工位、上线和等待工位、检验和吊梁组对工位、检验和钢结构组对工位、箱体成品其他工序工位、机器人自动焊接工位、回流下线工位以及流水线轨道；人工内胆板件和管件组对工位上设有随行夹固工装小车，所述焊接设备为MAG焊机，设置两台，分别位于人工内胆板件和管件组对工位的两侧，上线和等待工位位于人工内胆板件和管件组对工位的下道工位，所述上线和等待工位为两个，分别位于流水线轨道的两侧，下一个是机器人自动焊接工位，包括区域隔离栅栏、机器人移动滑轨、自动焊接机器人和翻转工作台，区域隔离栅栏位于外侧，机器人移动滑轨位于次外侧，自动焊接机器人位于机器人自动焊接工位的两侧；检验和吊梁组对工位为下一工位，该工位为两个，分别设有污物箱试验台和MAG焊机；再后面是检验和钢结构组对工位，该工位也是两个，分别设有污物箱试验台和MAG焊机；后面是箱体成品其他工序工位和回流下线工位；回流下线工位通过回流线与人工内胆板件和管件组对工位相连接。

2.根据权利要求1所述污物箱机器人自动焊接生产工艺流水线系统，其特征在于：所述人工内胆板件和管件组对工位为2-10个。

3.根据权利要求2所述污物箱机器人自动焊接生产工艺流水线系统，其特征在于：所述区域隔离栅栏，下半部采用金属栅栏结构，上半部安装半透明非金属遮光板结构，设置有光栅入侵报警装置。

4.根据权利要求3所述污物箱机器人自动焊接生产工艺流水线系统，其特征在于：所述翻转工作台为龙门框架结构翻转工作台。

5.根据权利要求4所述污物箱机器人自动焊接生产工艺流水线系统，其特征在于：所述污物箱试验台共用一个水箱。

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