CN214921629U - 结构件自动拼焊生产单元 - Google Patents
结构件自动拼焊生产单元 Download PDFInfo
- Publication number
- CN214921629U CN214921629U CN202120630234.XU CN202120630234U CN214921629U CN 214921629 U CN214921629 U CN 214921629U CN 202120630234 U CN202120630234 U CN 202120630234U CN 214921629 U CN214921629 U CN 214921629U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- welding
- coordinate
- grabbing
- tailor
- automatic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000003466 welding Methods 0.000 title claims abstract description 396
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 48
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 60
- 239000003517 fume Substances 0.000 claims description 16
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 5
- 238000003909 pattern recognition Methods 0.000 claims 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 34
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 33
- 230000008451 emotion Effects 0.000 abstract description 4
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 abstract description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 21
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 17
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 16
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 12
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 6
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 6
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 3
- 238000012163 sequencing technique Methods 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002146 bilateral effect Effects 0.000 description 2
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 description 2
- 239000010720 hydraulic oil Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Resistance Welding (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种结构件自动拼焊生产单元，包括定位拼点焊接工位台、抓取码放机械臂、自动拼点焊接机械臂和自动拼焊电控装置。本实用新型完全采用电脑控制自动化操作，可避免因操作人员责任心、情绪等人为因素对生产进度的影响，同时可免受操作人员操作技能熟练程度的限制；可以自动实现焊缝的反焊接变形预调整、降低焊接变形的影响；采用每个零部件拼点后即就地原位焊接的方式，一方面可以保证焊接过程零部件的稳固定位，另一方面又可以在结构件零部件的依次焊接后即完成结构件产品整体的焊接，不仅可以避免传统的先整体点焊、后整体焊接生产方式的吊装散架问题，而且可以大大提高生产效率，特别适用于数字总线工厂的结构件拼装焊接工序。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种自动拼焊生产单元，具体是一种适用于数字总线工厂的结构件自动拼焊生产单元，属于结构件拼焊加工技术领域。
背景技术
机械行业中指的结构件是用刚性材料制成的、具有一定形状并能够承受载荷的结构实体，通常有箱型结构、架型结构、筒型结构、杆型结构等结构形式，如工程机械的机架、油箱、机械臂、工作机具等部件，如列车的转向架、底盘等部件，如物流车辆的底盘、集装箱等部件，均属于结构件。
结构件一般是由多种不同形状的钢板零件定位拼接并焊接形成结构实体。现有的结构件制造过程通常是先对零件按照点焊工艺进行依次定位点焊拼接、再对拼接点焊为一体结构的结构件按照焊接工艺进行焊接，即先整体点焊、后整体焊接，针对内部具有多个焊接筋板的箱型结构件，为便于焊接筋板，通常是先拼点箱体和内部的筋板后进行焊接、在完成箱体和筋板的焊接后再进行顶盖板的拼点焊接，需要多次拼点和焊接。目前虽然不同形状的钢板零件已可以通过数控切割机进行尺寸较准确的数控落料，且拼接点焊为一体结构的结构件进行焊接时可以通过给焊接机器人输入对应的包括焊接路径等工艺参数的自动焊接数据后实现焊接机器人对结构件的自动焊接，但结构件的拼接点焊工序通常无法实现自动化。究其原因，一方面，由于焊接时的熔融高温，结构件拼点过程中极易出现因焊接而造成的尺寸偏差，通常需通过点焊顺序工艺来控制焊接变形、并需要铆工操作人员进行拼接尺寸校对和调整，否则待结构件整体焊接完成后往往会造成因焊接应力引起的变形、尺寸超差；另一方面，为进一步保证拼接尺寸、并实现快速定位拼点，特别针对结构相对复杂的结构件，通常借助于不同类型的拼点工装。因此，目前结构件的拼接点焊工序依然大量采用人工作业的方式、而无法实现自动化。
这种传统的结构件制造生产方式存在以下缺陷：
1.先整体点焊、后整体焊接的生产方式，需要在点焊工位进行点焊、在焊接工位进行焊接，而为提高点焊和焊接的效率、点焊工位和焊接工位往往并非同一个工位，特别是针对需要工装进行拼点的结构件，点焊工位和焊接工位通常是单独分别设置，这就造成需将拼接点焊为一体结构的结构件吊装至焊接工位，不仅耗费时间、效率低、生产周期延长，而且由于拼接点焊为一体结构的结构件的零件之间只是通过几个焊点连接、因此易在吊装过程中发生散架现象；
2.铆工操作人员手工拼点操作的方式不仅劳动强度较大、而且存在安全隐患，同时铆工操作人员的责任心、情绪等人为因素对拼点进度的影响较大。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种结构件自动拼焊生产单元，自动化程度较高，能够实现结构件产品的自动拼接与焊接，可提高生产效率的同时避免人工操作的安全隐患及人为因素的影响，特别适用于数字总线工厂的结构件拼装焊接工序。
为了实现上述目的，本结构件自动拼焊生产单元包括定位拼点焊接工位台、抓取码放机械臂、自动拼点焊接机械臂和自动拼焊电控装置；
所述的定位拼点焊接工位台包括底座、拼点焊接平台、基准定位立板和拼点焊接工位台电控机构；
底座固定安装在地面上；
水平设置的拼点焊接平台安装在底座上、且拼点焊接平台的基准中心位置通过C坐标旋转驱动总成与底座安装连接，拼点焊接平台的顶平面上设有多个零部件定位机构Ⅰ，零部件定位机构Ⅰ包括与零部件外形尺寸配合的定位基准面；
竖直立面板结构的基准定位立板安装在拼点焊接平台的顶平面上、且基准定位立板相对于拼点焊接平台的基准中心位置至少前后对置或左右对置设置为两件，基准定位立板上设有多个零部件定位机构Ⅱ，零部件定位机构Ⅱ包括与零部件外形尺寸配合的定位基准面、且定位基准面通过垂直于基准定位立板的立板面的平移坐标驱动总成安装在基准定位立板上；
拼点焊接工位台电控机构包括工位台控制器、拼点焊接平台回转控制回路和零部件定位机构Ⅱ伸缩控制回路，工位台控制器分别与拼点焊接平台的C坐标旋转驱动总成和零部件定位机构Ⅱ的平移坐标驱动总成电连接；
所述的抓取码放机械臂设置在定位拼点焊接工位台的附近，抓取码放机械臂的附近设有零部件抓取工位和焊成品工件码放工位，抓取码放机械臂至少包括X坐标驱动总成和Z坐标驱动总成、或者抓取码放机械臂至少包括Y坐标驱动总成和Z坐标驱动总成，抓取码放机械手至少通过B坐标旋转驱动总成安装在抓取码放机械臂的末节上、或者抓取码放机械手至少通过A坐标旋转驱动总成安装在抓取码放机械臂的末节上，抓取码放机械手上设有抓取机构，抓取码放机械臂还包括抓取码放控制器，抓取码放控制器分别与抓取码放机械臂的坐标驱动总成、抓取码放机械手的坐标驱动总成和抓取机构电连接；
所述的自动拼点焊接机械臂设置在定位拼点焊接工位台的附近，自动拼点焊接机械臂至少包括X坐标驱动总成和Z坐标驱动总成、或者自动拼点焊接机械臂至少包括Y坐标驱动总成和Z坐标驱动总成，焊接机械手至少通过A坐标旋转驱动总成安装在自动拼点焊接机械臂的末节上、或者焊接机械手至少通过B坐标旋转驱动总成安装在自动拼点焊接机械臂的末节上，焊接机械手上设有自动焊枪，自动拼点焊接机械臂还包括自动拼点焊接控制器，自动拼点焊接控制器分别与自动拼点焊接机械臂的坐标驱动总成、焊接机械手的坐标驱动总成和自动焊枪电连接；
所述的自动拼焊电控装置包括工业控制计算机和自动拼焊控制回路，工业控制计算机分别与定位拼点焊接工位台的工位台控制器、抓取码放机械臂的抓取码放控制器和自动拼点焊接机械臂的自动拼点焊接控制器电连接。
作为本实用新型的进一步改进方案，基准定位立板通过可相对于拼点焊接平台的基准中心位置单独回转的C坐标旋转驱动总成安装在拼点焊接平台的顶平面上。
作为本实用新型的进一步改进方案，拼点焊接平台通过A坐标旋转驱动总成或B坐标旋转驱动总成与底座安装连接，且拼点焊接平台通过A坐标旋转驱动总成或B坐标旋转驱动总成进行旋转时，拼点焊接平台的基准中心位置相对于底座的高度尺寸不变。
作为本实用新型的进一步改进方案，抓取码放机械臂包括X坐标驱动总成、Y坐标驱动总成和Z坐标驱动总成，抓取码放机械手通过A坐标旋转驱动总成和B坐标旋转驱动总成安装在抓取码放机械臂的末节上。
作为本实用新型的进一步改进方案，自动拼点焊接机械臂包括X坐标驱动总成、Y坐标驱动总成和Z坐标驱动总成，焊接机械手通过A坐标旋转驱动总成和B坐标旋转驱动总成安装在自动拼点焊接机械臂的末节上。
作为本实用新型的进一步改进方案，抓取码放机械手上设有与抓取码放控制器电连接的距离传感器，焊接机械手上设有与自动拼点焊接控制器电连接的距离传感器。
作为本实用新型的进一步改进方案，抓取码放机械手上设有与抓取码放控制器电连接的模式识别传感器，焊接机械手上设有与自动拼点焊接控制器电连接的模式识别传感器。
作为本实用新型的进一步改进方案，结构件自动拼焊生产单元还包括负压排烟装置，负压排烟装置包括排风机和与排风机连接的排烟管路，排烟管路的排风口与烟尘净化机构连接，排烟管路的吸风口通过软管设置在焊接机械手上，排风机与自动拼点焊接控制器电连接。
作为本实用新型的进一步改进方案，基准定位立板相对于拼点焊接平台的基准中心位置通过平移坐标总成安装在拼点焊接平台的顶平面上、且基准定位立板的平移坐标总成与工位台控制器电连接。
作为本实用新型的进一步改进方案，拼点焊接平台的零部件定位机构Ⅰ是相对于拼点焊接平台的基准中心位置设置的多个定位块、且定位块通过平移坐标总成安装在拼点焊接平台的顶平面上，零部件定位机构Ⅰ的平移坐标总成与工位台控制器电连接。
与现有技术相比，本结构件自动拼焊生产单元采用抓取码放机械手对结构件零部件进行抓取并定位码放的方式，并采用基准定位立板的零部件定位机构Ⅱ与抓取码放机械手协同作业的方式，即通过抓取码放机械手将待焊接零部件定位在需对接焊接的零部件上、并贴靠在基准定位立板的零部件定位机构Ⅱ的定位基准面上后再进行点焊和焊接，完全采用电脑控制自动化操作，可避免因操作人员责任心、情绪等人为因素对生产进度的影响，同时可免受操作人员操作技能熟练程度的限制，完全避免人工操作存在的弊端；针对单边焊缝，可以在拼点焊接前通过控制基准定位立板的零部件定位机构Ⅱ定位基准面的伸出距离实现零部件处于相对于标准位姿略微倾斜的反焊接变形位姿，进而在完成零部件焊接后的焊接变形可以使零部件的位姿变位形成标准位姿，即，可以自动实现单边焊缝的反焊接变形预调整；针对双边焊缝，可以控制两个焊接机械手的同步同位置的点焊和焊接以实现降低焊接变形的影响；采用每个零部件拼点后即就地原位焊接的方式，即，待零部件完全焊接完毕后基准定位立板的零部件定位机构Ⅱ与抓取码放机械手再撤除的方式，一方面可以保证焊接过程零部件的稳固定位，另一方面又可以在结构件零部件的依次焊接后即完成结构件产品整体的焊接，不仅可以避免传统的先整体点焊、后整体焊接生产方式的吊装散架问题，而且可以大大提高生产效率，特别适用于数字总线工厂的结构件拼装焊接工序。
附图说明
图1是本实用新型的三维结构示意图；
图2是采用本结构件自动拼焊生产单元自动拼焊工程机械油箱结构件时的三维示意图。
图中：1、定位拼点焊接工位台，11、底座，12、拼点焊接平台，13、基准定位立板，2、抓取码放机械臂，21、抓取码放机械手，3、自动拼点焊接机械臂，31、焊接机械手，4、转运托盘。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步说明(以下以沿水平左右方向坐标移动为X坐标方向、以沿水平前后方向坐标移动为Y坐标方向、以沿竖直上下方向坐标移动为Z坐标方向、以沿X坐标轴作为旋转轴线的旋转坐标移动为A坐标方向、以沿Y坐标轴作为旋转轴线的旋转坐标移动为B坐标方向、以沿Z坐标轴作为旋转轴线的旋转坐标移动为C坐标方向进行描述)。
如图1所示，本结构件自动拼焊生产单元包括定位拼点焊接工位台1、抓取码放机械臂2、自动拼点焊接机械臂3和自动拼焊电控装置。
所述的定位拼点焊接工位台1包括底座11、拼点焊接平台12、基准定位立板13和拼点焊接工位台电控机构；
底座11固定安装在地面上；
水平设置的拼点焊接平台12安装在底座11上、且拼点焊接平台12的基准中心位置通过C坐标旋转驱动总成与底座11安装连接，为简化后续的基准相对坐标计算，拼点焊接平台12的基准中心位置优选为拼点焊接平台12的几何中心位置，拼点焊接平台12的顶平面上设有多个零部件定位机构Ⅰ，零部件定位机构Ⅰ包括与零部件外形尺寸配合的定位基准面，零部件定位机构Ⅰ可以是针对特定单一零部件的、相对于拼点焊接平台12的基准中心位置简单定位设置在拼点焊接平台12顶平面上的定位凹槽或定位凸起，通过将特定单一零部件置入定位凹槽内部或由多个定位凸起围成的空间内部实现特定单一零部件的准确坐标定位，零部件定位机构Ⅰ也可以是为实现通用性而相对于拼点焊接平台12的基准中心位置设置的多个定位块、且定位块通过X坐标驱动总成或Y坐标驱动总成安装在拼点焊接平台12的顶平面上，可控制多个定位块的坐标位置实现改变定位块之间的间距尺寸、进而可以通过将零部件置入由多个定位块围成的空间内部实现零部件的准确坐标定位；
竖直立面板结构的基准定位立板13安装在拼点焊接平台12的顶平面上、且基准定位立板13相对于拼点焊接平台12的基准中心位置至少前后对置或左右对置设置为两件，针对箱型结构件，基准定位立板13可以相对于拼点焊接平台12的基准中心位置前后对置和左右对置设置为四件，基准定位立板13上设有多个零部件定位机构Ⅱ，零部件定位机构Ⅱ包括与零部件外形尺寸配合的定位基准面、且定位基准面通过垂直于基准定位立板13的立板面的平移坐标驱动总成(X坐标驱动总成或Y坐标驱动总成)安装在基准定位立板13上，针对特定单一零部件，基准定位立板13可以定位固定安装在拼点焊接平台12的顶平面上、并通过控制零部件定位机构Ⅱ的定位基准面的设定伸缩距离实现特定单一零部件的准确位置定位，为实现通用性，基准定位立板13也可以通过平移坐标总成(X坐标驱动总成或Y坐标驱动总成)安装在拼点焊接平台12的顶平面上、并通过控制零部件定位机构Ⅱ的定位基准面和基准定位立板13的伸缩总距离实现零部件的准确位置定位；
拼点焊接工位台电控机构包括工位台控制器、拼点焊接平台回转控制回路和零部件定位机构Ⅱ伸缩控制回路，工位台控制器分别与拼点焊接平台12的C坐标旋转驱动总成和零部件定位机构Ⅱ的平移坐标驱动总成电连接。
所述的抓取码放机械臂2设置在定位拼点焊接工位台1的附近，抓取码放机械臂2至少包括X坐标驱动总成和Z坐标驱动总成、或者抓取码放机械臂2至少包括Y坐标驱动总成和Z坐标驱动总成，抓取码放机械手21至少通过B坐标旋转驱动总成安装在抓取码放机械臂2的末节上、或者抓取码放机械手21至少通过A坐标旋转驱动总成安装在抓取码放机械臂2的末节上，抓取码放机械手21上设有抓取机构，抓取机构可以是通过电磁控制的磁吸附抓取结构、也可以是通过控制机械指或定位夹持块的开合进行夹持的夹持抓取结构等其他抓取结构，抓取码放机械臂2还包括抓取码放控制器，抓取码放控制器分别与抓取码放机械臂2的坐标驱动总成、抓取码放机械手21的坐标驱动总成和抓取机构电连接；抓取码放机械臂2的附近设有零部件抓取工位和焊成品工件码放工位。
所述的自动拼点焊接机械臂3设置在定位拼点焊接工位台1的附近，自动拼点焊接机械臂3至少包括X坐标驱动总成和Z坐标驱动总成、或者自动拼点焊接机械臂3至少包括Y坐标驱动总成和Z坐标驱动总成，焊接机械手31至少通过A坐标旋转驱动总成安装在自动拼点焊接机械臂3的末节上、或者焊接机械手31至少通过B坐标旋转驱动总成安装在自动拼点焊接机械臂3的末节上，焊接机械手31上设有与送丝机构连接的自动焊枪，为实现双面焊缝的焊接，自动拼点焊接机械臂3可相对于定位拼点焊接工位台1对置设置为两个，自动拼点焊接机械臂3还包括自动拼点焊接控制器，自动拼点焊接控制器分别与自动拼点焊接机械臂3的坐标驱动总成、焊接机械手31的坐标驱动总成和自动焊枪电连接。
所述的自动拼焊电控装置包括工业控制计算机和自动拼焊控制回路，工业控制计算机分别与定位拼点焊接工位台1的工位台控制器、抓取码放机械臂2的抓取码放控制器和自动拼点焊接机械臂3的自动拼点焊接控制器电连接。针对数字总线工厂，工业控制计算机还可以与工厂的数字总线无缝连接实现集中数字化管理。
挖掘机、装载机、压路机等工程机械的油箱通常包括燃油箱和液压油箱，不论是燃油箱还是液压油箱，均是由底板、顶盖板以及围板共同围成油液容纳空腔的典型箱型结构件。由于油箱的封闭箱型结构特点、特别针对需双面角焊缝的重型油箱结构件，因此油箱的拼点焊接通常是先将围板与底板拼点并完成焊接、然后将油箱内部的支撑板、隔板等部件拼点并完成焊接、最后进行顶盖板的拼点和焊接。因此油箱结构件不同于机械臂、工作机具等其他可一次拼点并焊接即可完成整体焊接的结构件，油箱结构件通常需要经多次拼点和焊接过程，这就造成油箱结构件通常无法实现自动拼点和焊接。以下如图2所示，以工程机械油箱结构件产品的拼接点焊和焊接为例来描述本结构件自动拼焊生产单元的工作过程。
自动拼接和焊接生产准备：自动化生产的核心是有序生产，即，准确位置定位的排序是自动化生产中最至关重要的工序，为实现对油箱结构件零部件的准确抓取进行拼接点焊，需将底板、顶盖板、围板、隔板以及法兰盘等油箱结构件零部件进行定位排序并码放在转运托盘4上后、再将转运托盘4坐标移动转运至定位拼点焊接工位台1附近的设定零部件抓取工位。为便于油箱结构件零部件的定位排序与码放，转运托盘4上设有工件定位机构，工件定位机构可以是针对特定单一零部件的简单定位设置在转运托盘4顶平面上的定位凹槽或定位凸起，通过将特定单一零部件置入定位凹槽内部或由多个定位凸起围成的空间内部实现特定单一零部件的准确定位和码放，工件定位机构也可以是为实现通用性而设置的多个定位块、且定位块通过X坐标驱动总成或Y坐标驱动总成安装在转运托盘4的顶平面上，可控制多个定位块的坐标位置实现改变定位块之间的间距尺寸、进而可以通过将零部件置入由多个定位块围成的空间内部实现零部件的准确定位和码放。针对不需要二次加工的板型零部件，可以在数控落料机附近设置零部件落料抓取码放工位、并在零部件落料抓取码放工位附近设置零部件抓取码放机械臂，将空载的转运托盘4通过AGV或RGV或数字叉车坐标移动托载运输并坐标定位至零部件落料抓取码放工位，待板型零部件落料完成后即可通过零部件抓取码放机械臂将板型零部件逐个依次抓取并码放在转运托盘4上的设定定位位置。针对需要折弯、冲孔等二次加工的板型零部件，可以在折弯机、冲床等二次加工设备附近设置零部件二次加工抓取码放工位、并在零部件二次加工抓取码放工位附近也设置零部件抓取码放机械臂，将空载的转运托盘4通过AGV或RGV或数字叉车坐标移动托载运输并坐标定位至零部件二次加工抓取码放工位，待零部件完成二次加工后即可通过零部件抓取码放机械臂将零部件逐个依次抓取并码放在转运托盘4上的设定定位位置。完成零部件的定位排序码放后，载有零部件的转运托盘4即可通过AGV或RGV或数字叉车坐标移动托载运输并坐标定位至本结构件自动拼焊生产单元抓取码放机械臂2附近的设定零部件抓取工位、空载的转运托盘4通过AGV或RGV或数字叉车坐标移动并坐标定位至本结构件自动拼焊生产单元抓取码放机械臂2附近的设定焊成品工件码放工位，即可通过本结构件自动拼焊生产单元进行自动拼接和焊接。
自动拼接和焊接：工业控制计算机通过人工输入或数字总线的方式获得包括数学模型、零部件关联尺寸信息、点焊工艺信息和焊接工艺信息等油箱结构件产品数据信息以及载有零部件的转运托盘4的零部件码放位置信息和零部件数量信息等零部件码放信息后，启动自动拼焊控制回路。油箱结构件封闭箱型结构的特点，为了便于拼点焊接，可采取由内向外的拼点焊接顺序，即，在底板零部件定位的基础上，先拼点焊接位于围板零部件围成的空间内部的、需与底板拼点并焊接的隔板零部件，再拼点并焊接需与底板焊接的围板零部件，然后再在围板零部件拼点并焊接完毕的基础上拼点并焊接顶盖板零部件，最后在围板零部件和/或顶盖板零部件的法兰孔位置拼点焊接法兰盘。具体的，工业控制计算机首先根据油箱结构件产品数据信息及零部件码放信息通过抓取码放控制器控制抓取码放机械臂2动作使抓取码放机械手21坐标移动至零部件抓取工位、并坐标移动调整抓取码放机械手21的位姿后通过抓取机构对底板零部件进行抓取，然后抓取码放控制器控制抓取码放机械手21抓取着底板零部件坐标移动至拼点焊接平台12、调整抓取码放机械手21的位姿后将底板零部件定位码放在由拼点焊接平台12的多个零部件定位机构Ⅰ的定位基准面围成的空间内，抓取码放机械臂2复位后完成底板零部件的定位抓取和码放；然后工业控制计算机根据隔板零部件位于底板零部件上的定位数据信息通过工位台控制器控制基准定位立板13的对应位置的多个零部件定位机构Ⅱ的平移坐标驱动总成同步动作使定位基准面伸出至设定距离并坐标定位，同时抓取码放控制器控制抓取码放机械臂2动作使抓取码放机械手21坐标移动至零部件抓取工位、调整抓取码放机械手21的位姿并通过抓取机构对隔板零部件进行抓取，然后抓取码放控制器控制抓取码放机械手21抓取着隔板零部件坐标移动至拼点焊接平台12，然后抓取码放控制器调整抓取码放机械手21的位姿后将隔板零部件定位在底板零部件上、并贴靠在零部件定位机构Ⅱ的定位基准面上，实现隔板零部件相对于底板零部件的准确位置定位，然后工业控制计算机先根据隔板零部件的拼点工艺参数控制自动拼点焊接机械臂3动作使焊接机械手31的自动焊枪正对隔板零部件与底板零部件之间的焊接位置进行依次多点位的点焊、再根据隔板零部件的焊接工艺参数控制自动拼点焊接机械臂3动作使焊接机械手31的自动焊枪沿隔板零部件与底板零部件之间的焊接路径进行连续焊接，针对单边焊缝，可以在拼点前通过控制零部件定位机构Ⅱ定位基准面的伸出距离实现隔板零部件处于相对于隔板基准位姿略微倾斜的反焊接变形位姿，进而在完成隔板零部件焊接后的焊接变形可以使隔板零部件的位姿变位形成隔板基准位姿，针对双边焊缝，可以控制两个焊接机械手31的同步同位置的点焊和焊接以实现降低焊接变形的影响，待完成焊缝的焊接后，自动拼点焊接机械臂3、抓取码放机械臂2和基准定位立板13的零部件定位机构Ⅱ依次复位，完成隔板零部件的拼点和焊接；依次类推，通过抓取码放机械手21抓取着零部件坐标移动、并将零部件贴靠在基准定位立板13零部件定位机构Ⅱ的定位基准面上后进行稳固依次拼点和焊接，完成围板零部件的拼点和焊接；然后再在围板零部件拼点并焊接完毕的基础上坐标定位拼点并焊接顶盖板零部件，最后在围板零部件和/或顶盖板零部件的法兰孔位置坐标定位拼点焊接法兰盘；零部件的拼点和焊接前，为了避免自动拼点焊接机械臂3相对于抓取码放机械臂2的运动干涉，可以通过控制拼点焊接平台12的C坐标旋转驱动总成动作以改变基准定位立板13的零部件定位机构Ⅱ和抓取着零部件的抓取码放机械手21相对于焊接机械手31的位置，并以拼点焊接平台12的基准中心作为相对坐标原点计算焊接机械手31的坐标移动位置和路径。
焊成品输出：待油箱结构件全部完成焊接后，工业控制计算机通过抓取码放控制器控制抓取码放机械臂2动作使抓取码放机械手21坐标移动、并调整抓取码放机械手21的位姿后通过抓取机构对已完成焊接的油箱结构件的顶盖板进行抓取，然后抓取码放控制器控制抓取码放机械手21抓取着已完成焊接的油箱结构件整体坐标移动至焊成品工件码放工位、并将已完成焊接的油箱结构件整体定位码放在空载的转运托盘4上。
为了进一步避免自动拼点焊接机械臂3与抓取码放机械臂2的运动干涉，作为本实用新型的进一步改进方案，基准定位立板13通过可相对于拼点焊接平台12的基准中心位置单独回转的C坐标旋转驱动总成安装在拼点焊接平台12的顶平面上，通过单独控制基准定位立板13的C坐标旋转驱动总成动作可以实现在拼点焊接平台12不回转前提下基准定位立板13的回转位置变化，即，可以实现基准定位立板13相对于位于拼点焊接平台12上的结构件进行回转位置的变化。零部件的拼点和焊接过程中，工业控制计算机可根据结构件产品零部件的关联尺寸信息、点焊工艺信息和焊接工艺信息等数据信息结合数学模型控制拼点焊接平台12的C坐标旋转驱动总成动作、或者单独控制基准定位立板13的C坐标旋转驱动总成动作实现避免自动拼点焊接机械臂3相对于抓取码放机械臂2的运动干涉。
为了保证角焊缝的焊接质量，作为本实用新型的进一步改进方案，拼点焊接平台12通过A坐标旋转驱动总成或B坐标旋转驱动总成与底座11安装连接，且拼点焊接平台12通过A坐标旋转驱动总成或B坐标旋转驱动总成进行旋转时，拼点焊接平台12的基准中心位置相对于底座11的高度尺寸不变。零部件的拼点和焊接过程中，待抓取码放机械手21将待焊接零部件定位在需对接焊接的零部件上、并贴靠在零部件定位机构Ⅱ的定位基准面上后，工业控制计算机可根据结构件产品零部件的关联尺寸信息、点焊工艺信息和焊接工艺信息等数据信息结合数学模型控制拼点焊接平台12的A坐标旋转驱动总成或B坐标旋转驱动总成动作实现需焊接的角焊缝沿拼点焊接平台12的基准中心位置翻转设定角度，进而可以使待焊接零部件与需对接焊接的零部件呈V形，针对竖直焊缝也可以变换为倾斜焊缝、甚至变换为平焊缝，工业控制计算机根据拼点焊接平台12沿A坐标或B坐标的旋转角度计算待焊接零部件与需对接焊接的零部件的变换位置坐标后、再控制自动拼点焊接机械臂3动作使焊接机械手31的自动焊枪正对待焊接零部件与需对接焊接的零部件之间的焊接位置进行点焊后焊接，从而实现降低焊接难度、保证焊接质量。
为了实现抓取码放机械手21抓取和码放的灵活性，作为本实用新型的进一步改进方案，抓取码放机械臂2包括X坐标驱动总成、Y坐标驱动总成和Z坐标驱动总成，抓取码放机械手21通过A坐标旋转驱动总成和B坐标旋转驱动总成安装在抓取码放机械臂2的末节上。
为了实现焊接机械手31点焊和焊接的灵活性，作为本实用新型的进一步改进方案，自动拼点焊接机械臂3包括X坐标驱动总成、Y坐标驱动总成和Z坐标驱动总成，焊接机械手31通过A坐标旋转驱动总成和B坐标旋转驱动总成安装在自动拼点焊接机械臂3的末节上。
为了实现抓取码放机械手21的准确抓取和码放以及焊接机械手31的准确点焊和焊接，作为本实用新型的进一步改进方案，抓取码放机械手21上设有与抓取码放控制器电连接的距离传感器，焊接机械手31上设有与自动拼点焊接控制器电连接的距离传感器。抓取码放机械手21进行定位抓取和码放过程中，抓取码放控制器可以根据距离传感器的反馈实现准确控制抓取距离和码放距离；焊接机械手31点焊和焊接过程中，自动拼点焊接控制器可以根据距离传感器的反馈实现准确控制自动焊枪与焊缝之间的距离。
为了实现抓取码放机械手21的准确抓取和码放以及焊接机械手31的准确点焊和焊接，作为本实用新型的进一步改进方案，抓取码放机械手21上设有与抓取码放控制器电连接的模式识别传感器，焊接机械手31上设有与自动拼点焊接控制器电连接的模式识别传感器。抓取码放机械手21进行定位抓取或码放过程中，抓取码放控制器先将模式识别传感器反馈的图像信息与输入的结构件数学模型进行比较，若存在偏差，则抓取码放控制器控制抓取码放机械臂2和抓取码放机械手21微动进行位姿调整，然后抓取码放控制器再控制进行抓取或码放；焊接机械手31点焊或焊接过程中，自动拼点焊接控制器先将模式识别传感器反馈的图像信息与输入的结构件数学模型进行比较，若存在偏差，则自动拼点焊接控制器控制自动拼点焊接机械臂3和焊接机械手31微动进行位姿调整，然后自动拼点焊接控制器再控制进行点焊或焊接。
由于焊接过程中会产生大量的烟雾，为了实现降尘环保，作为本实用新型的进一步改进方案，本结构件自动拼焊生产单元还包括负压排烟装置，负压排烟装置包括排风机和与排风机连接的排烟管路，排烟管路的排风口与烟尘净化机构连接，为了实现更好的排烟效果，排烟管路的吸风口通过软管设置在焊接机械手31上，排风机与自动拼点焊接控制器电连接。焊接机械手31点焊或焊接过程中产生的烟雾可经排烟管路排出至烟尘净化机构进行净化。
抓取码放机械臂2可以采用多关节集中控制机械臂，也可以采用如图1所示的框架式分体控制机械臂，或者采用Delta机械臂等其他形式的机械臂，由于第一种方案的多关节机械臂和第三种方案的Delta机械臂的控制是集中控制，其精准的坐标控制较复杂，需经过工业控制计算机大量的计算、软件控制程序复杂，且制造成本较高，电脑控制负担重，易出现故障；第二种方案采用分体控制，即几个坐标系分别控制，控制相对简单、直接，不易出现故障，且可最大限度避免与自动拼点焊接机械臂3发生运动干涉，因此优选第二种方案，即，作为本实用新型的优选方案，所述的抓取码放机械臂2是框架式分体控制的门架结构机械臂。
本结构件自动拼焊生产单元是数字化控制系统，可以与工厂的数字总线无缝连接实现集中数字化管理，不局限于上述的具体控制方式。
本结构件自动拼焊生产单元完全采用电脑控制自动化操作，可避免因操作人员责任心、情绪等人为因素对生产进度的影响，同时可免受操作人员操作技能熟练程度的限制，完全避免人工操作存在的弊端；可以自动实现焊缝的反焊接变形预调整、降低焊接变形的影响；采用每个零部件拼点后即就地原位焊接的方式，一方面可以保证焊接过程零部件的稳固定位，另一方面又可以在结构件零部件的依次焊接后即完成结构件产品整体的焊接，不仅可以避免传统的先整体点焊、后整体焊接生产方式的吊装散架问题，而且可以大大提高生产效率，特别适用于数字总线工厂的结构件拼装焊接工序。
Claims (10)
1.一种结构件自动拼焊生产单元，其特征在于，包括定位拼点焊接工位台(1)、抓取码放机械臂(2)、自动拼点焊接机械臂(3)和自动拼焊电控装置；
所述的定位拼点焊接工位台(1)包括底座(11)、拼点焊接平台(12)、基准定位立板(13)和拼点焊接工位台电控机构；
底座(11)固定安装在地面上；
水平设置的拼点焊接平台(12)安装在底座(11)上、且拼点焊接平台(12)的基准中心位置通过C坐标旋转驱动总成与底座(11)安装连接，拼点焊接平台(12)的顶平面上设有多个零部件定位机构Ⅰ，零部件定位机构Ⅰ包括与零部件外形尺寸配合的定位基准面；
竖直立面板结构的基准定位立板(13)安装在拼点焊接平台(12)的顶平面上、且基准定位立板(13)相对于拼点焊接平台(12)的基准中心位置至少前后对置或左右对置设置为两件，基准定位立板(13)上设有多个零部件定位机构Ⅱ，零部件定位机构Ⅱ包括与零部件外形尺寸配合的定位基准面、且定位基准面通过垂直于基准定位立板(13)的立板面的平移坐标驱动总成安装在基准定位立板(13)上；
拼点焊接工位台电控机构包括工位台控制器、拼点焊接平台回转控制回路和零部件定位机构Ⅱ伸缩控制回路，工位台控制器分别与拼点焊接平台(12)的C坐标旋转驱动总成和零部件定位机构Ⅱ的平移坐标驱动总成电连接；
所述的抓取码放机械臂(2)设置在定位拼点焊接工位台(1)的附近，抓取码放机械臂(2)的附近设有零部件抓取工位和焊成品工件码放工位，抓取码放机械臂(2)至少包括X坐标驱动总成和Z坐标驱动总成、或者抓取码放机械臂(2)至少包括Y坐标驱动总成和Z坐标驱动总成，抓取码放机械手(21)至少通过B坐标旋转驱动总成安装在抓取码放机械臂(2)的末节上、或者抓取码放机械手(21)至少通过A坐标旋转驱动总成安装在抓取码放机械臂(2)的末节上，抓取码放机械手(21)上设有抓取机构，抓取码放机械臂(2)还包括抓取码放控制器，抓取码放控制器分别与抓取码放机械臂(2)的坐标驱动总成、抓取码放机械手(21)的坐标驱动总成和抓取机构电连接；
所述的自动拼点焊接机械臂(3)设置在定位拼点焊接工位台(1)的附近，自动拼点焊接机械臂(3)至少包括X坐标驱动总成和Z坐标驱动总成、或者自动拼点焊接机械臂(3)至少包括Y坐标驱动总成和Z坐标驱动总成，焊接机械手(31)至少通过A坐标旋转驱动总成安装在自动拼点焊接机械臂(3)的末节上、或者焊接机械手(31)至少通过B坐标旋转驱动总成安装在自动拼点焊接机械臂(3)的末节上，焊接机械手(31)上设有自动焊枪，自动拼点焊接机械臂(3)还包括自动拼点焊接控制器，自动拼点焊接控制器分别与自动拼点焊接机械臂(3)的坐标驱动总成、焊接机械手(31)的坐标驱动总成和自动焊枪电连接；
所述的自动拼焊电控装置包括工业控制计算机和自动拼焊控制回路，工业控制计算机分别与定位拼点焊接工位台(1)的工位台控制器、抓取码放机械臂(2)的抓取码放控制器和自动拼点焊接机械臂(3)的自动拼点焊接控制器电连接。
2.根据权利要求1所述的结构件自动拼焊生产单元，其特征在于，基准定位立板(13)通过可相对于拼点焊接平台(12)的基准中心位置单独回转的C坐标旋转驱动总成安装在拼点焊接平台(12)的顶平面上。
3.根据权利要求1所述的结构件自动拼焊生产单元，其特征在于，拼点焊接平台(12)通过A坐标旋转驱动总成或B坐标旋转驱动总成与底座(11)安装连接，且拼点焊接平台(12)通过A坐标旋转驱动总成或B坐标旋转驱动总成进行旋转时，拼点焊接平台(12)的基准中心位置相对于底座(11)的高度尺寸不变。
4.根据权利要求1或2或3所述的结构件自动拼焊生产单元，其特征在于，抓取码放机械臂(2)包括X坐标驱动总成、Y坐标驱动总成和Z坐标驱动总成，抓取码放机械手(21)通过A坐标旋转驱动总成和B坐标旋转驱动总成安装在抓取码放机械臂(2)的末节上。
5.根据权利要求1或2或3所述的结构件自动拼焊生产单元，其特征在于，自动拼点焊接机械臂(3)包括X坐标驱动总成、Y坐标驱动总成和Z坐标驱动总成，焊接机械手(31)通过A坐标旋转驱动总成和B坐标旋转驱动总成安装在自动拼点焊接机械臂(3)的末节上。
6.根据权利要求1或2或3所述的结构件自动拼焊生产单元，其特征在于，抓取码放机械手(21)上设有与抓取码放控制器电连接的距离传感器，焊接机械手(31)上设有与自动拼点焊接控制器电连接的距离传感器。
7.根据权利要求1或2或3所述的结构件自动拼焊生产单元，其特征在于，抓取码放机械手(21)上设有与抓取码放控制器电连接的模式识别传感器，焊接机械手(31)上设有与自动拼点焊接控制器电连接的模式识别传感器。
8.根据权利要求1或2或3所述的结构件自动拼焊生产单元，其特征在于，结构件自动拼焊生产单元还包括负压排烟装置，负压排烟装置包括排风机和与排风机连接的排烟管路，排烟管路的排风口与烟尘净化机构连接，排烟管路的吸风口通过软管设置在焊接机械手(31)上，排风机与自动拼点焊接控制器电连接。
9.根据权利要求1或2或3所述的结构件自动拼焊生产单元，其特征在于，基准定位立板(13)相对于拼点焊接平台(12)的基准中心位置通过平移坐标总成安装在拼点焊接平台(12)的顶平面上、且基准定位立板(13)的平移坐标总成与工位台控制器电连接。
10.根据权利要求1或2或3所述的结构件自动拼焊生产单元，其特征在于，拼点焊接平台(12)的零部件定位机构Ⅰ是相对于拼点焊接平台(12)的基准中心位置设置的多个定位块、且定位块通过平移坐标总成安装在拼点焊接平台(12)的顶平面上，零部件定位机构Ⅰ的平移坐标总成与工位台控制器电连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202120630234.XU CN214921629U (zh) | 2021-03-29 | 2021-03-29 | 结构件自动拼焊生产单元 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202120630234.XU CN214921629U (zh) | 2021-03-29 | 2021-03-29 | 结构件自动拼焊生产单元 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN214921629U true CN214921629U (zh) | 2021-11-30 |
Family
ID=79038149
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202120630234.XU Expired - Fee Related CN214921629U (zh) | 2021-03-29 | 2021-03-29 | 结构件自动拼焊生产单元 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN214921629U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113977054A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-01-28 | 江阴中南重工有限公司 | 一种等离子自动焊接装置及其加工方法 |
-
2021
- 2021-03-29 CN CN202120630234.XU patent/CN214921629U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113977054A (zh) * | 2021-12-17 | 2022-01-28 | 江阴中南重工有限公司 | 一种等离子自动焊接装置及其加工方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113210933A (zh) | 一种结构件自动拼焊生产单元 | |
| CN104801869A (zh) | 一种汽车轮罩自动化焊接生产线及其生产方法 | |
| CN214558424U (zh) | 半挂车厢板生产线 | |
| CN214921629U (zh) | 结构件自动拼焊生产单元 | |
| CN105935830A (zh) | 一种智能焊接系统及其焊接方法 | |
| WO2018215592A1 (en) | An apparatus and a method for automated seam welding of a work piece comprising a base plate with a pattern of upstanding profiles | |
| CN201997835U (zh) | 挖掘机挖斗侧板焊接装置 | |
| CN112917035A (zh) | 一种预埋件自动化装配焊接装置及其焊接方法 | |
| CN211276895U (zh) | 网架连杆自动焊接生产系统 | |
| CA2351085C (en) | Method and device for producing welded blanks | |
| CN113084386A (zh) | 一种结构件焊缝自动检测修补单元及焊缝检测修补方法 | |
| JPH06226494A (ja) | 鉄骨仕口部の自動溶接方法及び装置 | |
| CN211277084U (zh) | 网架连杆自动焊接生产系统的封板或锥头供给单元 | |
| CN106966181A (zh) | 一种冲压钣金工厂薄平板材分张取码单元 | |
| CN210413059U (zh) | 一种汽车前后轴自动化加工系统 | |
| CN217619047U (zh) | 一种pd轮自动化焊接系统 | |
| CN217942380U (zh) | 一种货叉架机器人自动装焊系统 | |
| CN116618894A (zh) | 一种用于挖掘机动臂的自动化焊接生产线及生产方法 | |
| CN113631312A (zh) | 焊接系统、控制装置、控制程序及焊接方法 | |
| JP6469540B2 (ja) | マシニングセンタ | |
| CN108188619B (zh) | 自动化焊接系统 | |
| CN209954057U (zh) | 一种机器人焊接工作系统 | |
| CN217019104U (zh) | 结构件焊缝自动检测修补单元 | |
| CN107116550A (zh) | 一种冲压钣金工厂薄平板材分张取码单元的控制方法 | |
| CN106077900B (zh) | 一种移动式智能焊接机器人 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20211130 |