CN216227760U - 一种长方盒类构件快速翻转变位机构及自动物流生产线 - Google Patents

Abstract

一种长方盒类构件快速翻转变位机构及自动物流生产线，包括底座，底座上部设置有支撑架，支撑架上部设置有弧形凹槽，弧形凹槽内部设置内以可转动的方式设置有变位圈，变位圈内部设置有开口，开口内一侧设置有定位板，开口内的另一侧设置有夹紧部，夹紧部的端部设置有夹紧板，变位圈的圆周面上设置有传动外齿，支撑架下部设置有电机减速机，电机减速机与传动外齿啮合，具有效率高、良品率高、降低人工成本的优点。

Description

一种长方盒类构件快速翻转变位机构及自动物流生产线

技术领域：

本实用新型涉及机械焊接技术领域，更具体地说是一种长方盒类构件快速翻转变位机构及自动物流生产线。

背景技术：

推土机结构件中普遍存在一种长方形箱体结构，该箱形结构为四块钢板搭接而成，采取填焊坡口结构焊接成一体，称为长方盒类构件。目前采取双工位机器人焊接后有部分焊缝需要焊补、修磨，且双面均需要进行。根据产品种类有近30种，焊补修磨目前采取平台进行批量逐面进行，耗时费力，同时现场在制存放积压较多，不利于现场管理及精益化生产要求。

铲运工程机械是我国装备制造业的重要组成部分。推土机是铲运土方机械的代表，概括地说，凡土石方施工工程、路面建设与养护、大型工矿企业、大型环保处理场所以及农林工程等等均会有推土机的身影。

推土机结构主要由底盘总成、动力总成、传动总成、上车附属及工作附属装置构成，众所周知，主机架、台车架是主机的主要受力构件，均采取焊接结构，在其结构中均存在一种长方盒箱体类结构，该箱形结构原为四块钢板搭接而成为长方盒类构件结构，以下统称为方盒。该方盒箱体结构质量轻、强度高，在推土机施工恶劣的工况下能很好地吸收外界对设备的冲击，起到缓冲作用。

长方盒类构件的组焊流程主要为板材下料→方盒组对→方盒焊接→补焊修磨→焊缝探伤→方盒矫形→抛丸→涂装等八个工序。方盒焊接采取双工位机器人进行，焊接可达率约为95％，工件两端装夹处采取人工点固，下料后需进行人工焊补，由于方盒种类较多，考虑到通用性要求，一直没有好的变位机构实现方盒两面的翻转焊补要求，目前在平台进行单面焊补，然后翻转采取人力杠杆翻转至另一面进行焊补修磨作业，每天劳动强度较大，效率较低。

另外，台车、机架方盒采取人工组对，节拍为3-5min，存在现场物料存放较多的问题；双工位机器人的焊接节拍为20min，吊装频繁采取行车，焊后人工焊补修磨，存放物料较多，矫形设备为无动力滚筒线，需要人工推拉，同时上下料均需要采取行车，造成因等待行车的怠工问题，因没有很好的变位机构，现场工艺布局受限，生产秩序较乱，无法实现节拍化均衡生产。

在机械制造行业，工件变位机构设备种类较多，但主要是头尾架、L型、C 型等结构变位机形式，考虑到焊补、修磨的位置不定，机型较多，上述变位机构很难适应现场长方盒通用性的快速装夹的要求，导致现场工艺水平受限。

发明内容：

为解决上述问题，克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种长方盒类构件快速翻转变位机构及自动物流生产线。

本实用新型提供了一种长方盒类构件快速翻转变位机构，包括底座，底座上部设置有支撑架，支撑架上部设置有弧形凹槽，弧形凹槽内部设置内以可转动的方式设置有变位圈，变位圈内部设置有开口，开口内一侧设置有定位板，开口内的另一侧设置有夹紧部，夹紧部的端部设置有夹紧板，变位圈的圆周面上设置有传动外齿，支撑架下部设置有电机减速机，电机减速机与传动外齿啮合。

进一步的，支撑架设置有两个，两个支撑架相互平行。

进一步的，夹紧部采用油缸或气缸其中的一种。

进一步的，支撑架的两端设置有旋转导向轮。

一种自动物流生产线，包括上述长方盒类构件快速翻转变位机构，还包括自动组对单元、输送单元、焊接单元、补焊单元和矫形码垛单元，自动组对单元、焊接单元、补焊单元和矫形码垛单元沿输送单元从头至尾依次设置；

输送单元包括从头至尾依次设置的辅助滚筒机、举升滚筒线、双板链储送线、组对移载机、上料滚筒线、空间移载机、下料滚筒线、工件移载机、补焊线和矫形滚筒线，其中，辅助滚筒机、举升滚筒线、双板链储送线和组对移载机位于自动组对单元，上料滚筒线、空间移载机和下料滚筒线位于焊接单元，工件移载机和补焊线位于补焊单元，矫形滚筒线位于矫形码垛单元。

进一步的，自动组对单元还包括组对工装，组对工装两侧分别设置有弧焊机器人和搬运机器人，组对工装内部设置有可升降运动的举升滚筒机，组对工装的后部设置有辅助滚筒线，辅助滚筒线的后部设置有双板链储送线，辅助滚筒线与双板链储送线互相垂直设置，双板链储送线内部设置有举升滚筒线，举升滚筒线与辅助滚筒线位于同一条直线上，双板链储送线的后部设置有组对移载机。

进一步的，焊接单元还包括空间移载机，空间移载机的前部下方设置有上料滚筒线，空间移载机的中部下方设置有双工位焊接机器人，空间移载机的后部下方设置有下料滚筒线。

进一步的，补焊单元还包括长方盒类构件快速翻转变位机构，长方盒类构件快速翻转变位机构的两侧设置有焊补线，焊补线的前端设置有工件移载机，焊补线的后端设置有90度变位机。

进一步的，矫形码垛单元包括沿矫形滚筒线依次设置的立式弯曲矫形机、微动扭曲矫形机和码垛移载机，码垛移载机的后端设置有标准工位器具。

本实用新型的有益效果是：

充分利用了现有工业研发成果，采用工业机器人、总线控制分模块物流自动化线，移载机构，实现了工程机械方盒类构件的自动化生产实际，为工程机械行业的自主智能化提升提供一种解决方案，提升了现场VI视觉体验及管理水平。

1、采取双板链储送线、移载机及滚筒线实现自动物流，配合成组变位设备技术实现FMS柔性生产技术，物流自动化率由0提升至90％。

2、采取搬运机器人与弧焊机器人协同实现自动组对，取代人工及行车等传统粗放式作业模式，尤其是采取协同机器人群代替人工组焊，定节拍、高效，实现了T+N精准化订单式生产。

3、工装模具实现各机型平台顶升机构统一，胎芯采取快速换模技术实现工艺装备的切换，创新了生产组织模式。

附图说明：

附图1是本实用新型的长方盒类构件快速翻转变位机构结构示意图；

附图2是本实用新型的自动组对单元结构示意图；

附图3是本实用新型的焊接单元结构示意图；

附图4是本实用新型的补焊单元结构示意图；

附图5是本实用新型的矫形码垛单元结构示意图；

附图中：1、底座，2、支撑架，3、定位板，4、传动外齿，5、夹紧板，6、夹紧部，7、变位圈，8、旋转导向轮，9、电机减速机，A1、方盒物料，A2、组对工装，A3、弧焊机器人，A4、搬运机器人，A5、举升滚筒机，A6、辅助滚筒线，A7、举升滚筒线，A8、双板链储送线，A9、组对移载机，A10、上料滚筒线，A11、空间移载机，A12、双工位焊接机器人，A13、下料滚筒线，A14、工件移载机，A15、焊补线，A16、长方盒类构件快速翻转变位机构，A17、90 度变位机，A18、立式弯曲矫形机，A19、微动扭曲矫形机，A20、沿矫形滚筒线，A21、码垛移载机，A22、标准工位器具。

具体实施方式：

为使本实用新型实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型的附图1～附图5，对本实用新型进行更加详细的描述。

本实用新型提供的一种长方盒类构件快速翻转变位机构，包括底座1，底座 1上部设置有支撑架2，支撑架2上部设置有弧形凹槽，弧形凹槽内部设置内以可转动的方式设置有变位圈7，变位圈7内部设置有开口，开口内一侧设置有定位板3，开口内的另一侧设置有夹紧部6，夹紧部6的端部设置有夹紧板5，变位圈7的圆周面上设置有传动外齿4，支撑架2下部设置有电机减速机9，电机减速机9与传动外齿4啮合；支撑架2设置有两个，两个支撑架2相互平行；夹紧部6采用油缸或气缸其中的一种；支撑架2的两端设置有旋转导向轮8。

一种自动物流生产线，包括上述长方盒类构件快速翻转变位机构A16，还包括自动组对单元、输送单元、焊接单元、补焊单元和矫形码垛单元，自动组对单元、焊接单元、补焊单元和矫形码垛单元沿输送单元从头至尾依次设置；输送单元包括从头至尾依次设置的辅助滚筒机、举升滚筒线A7、双板链储送线 A8、组对移载机A9、上料滚筒线A10、空间移载机A11、下料滚筒线A13、工件移载机A14、补焊线和矫形滚筒线A20，其中，辅助滚筒机、举升滚筒线A7、双板链储送线A8和组对移载机A9位于自动组对单元，上料滚筒线A10、空间移载机A11和下料滚筒线A13位于焊接单元，工件移载机A14和补焊线位于补焊单元，矫形滚筒线A20位于矫形码垛单元；自动组对单元还包括组对工装A2，组对工装A2两侧分别设置有弧焊机器人A3和搬运机器人A4，组对工装A2内部设置有可升降运动的举升滚筒机A5，组对工装A2的后部设置有辅助滚筒线 A6，辅助滚筒线A6的后部设置有双板链储送线A8，辅助滚筒线A6与双板链储送线A8互相垂直设置，双板链储送线A8内部设置有举升滚筒线A7，举升滚筒线A7与辅助滚筒线A6位于同一条直线上，双板链储送线A8的后部设置有组对移载机A9；焊接单元还包括空间移载机A11，空间移载机A11的前部下方设置有上料滚筒线A10，空间移载机A11的中部下方设置有双工位焊接机器人 A12，空间移载机A11的后部下方设置有下料滚筒线A13；补焊单元还包括长方盒类构件快速翻转变位机构A16，长方盒类构件快速翻转变位机构A16的两侧设置有焊补线A15，焊补线A15的前端设置有工件移载机A14，焊补线A15的后端设置有90度变位机A17；矫形码垛单元包括沿矫形滚筒线A20依次设置的立式弯曲矫形机A18、微动扭曲矫形机A19和码垛移载机A21，所码垛移载机 A21的后端设置有标准工位器具A22。

本实用新型的其中一种实施例如下：

该长方盒类构件快速翻转变位机构A16主要由底座1、支撑架2、定位板3、传动外齿4、夹紧板5、夹紧部6、变位圈7、旋转导向轮8、电机减速机9等构成。

变位圈7上设置有开口，采取成组“开口式”环形变位机结构，采取同步电机及电气控制保证其同步性，为保证方盒的通用性，夹紧部6采用气缸或油缸保证变位的稳定可靠性。

“开口式”变位圈7通过传动外齿4和电机减速机9的啮合传动，受力均匀可靠，开口深度为小半圆位置，确保变位时不会与其他机构干涉，变位圈7 中部设置有回转接头，变位180°时，管路不会发生缠绕，夹紧部6缓慢松开，工件缓慢落在支撑平面上，减少对支撑机构的冲击，同时适用机型为SD13、16、 22、32等六种常规机型近30种长方盒的通用化要求。

长方盒类构件快速翻转变位机构A16具有通用性、便捷性、高效性要求，变位过程中采取自动夹紧机构实现过程的安全可靠，独立模块化，可单独应用或嵌入到产线中。

为了解决其他物料输送问题，该翻转变位配合板链线等其他装置实现协同及无缝对接。

自动物流生产线主要由自动组对单元、输送单元、焊接单元、补焊单元和矫形码垛单元等部分，采取一字流整线逻辑控制系统，实现方盒物料A1入料后进行机器人自动组对、通过胎芯的快速换模实现生产机型的切换，焊接采取双工位双机械手液压自动装夹两轴变位机并配备自动上下料移载设备实现工件的持续作业，下料后采取双板链储送线A8输送，配合长方盒类构件快速翻转变位机构A16实现方盒类构件的正反面焊补修磨作业，最后采取90度变位机A17 实现方盒立式状态，通过矫形滚筒线进入矫形码垛单元实现方盒的整形作业，最后采取码垛移载机实现方盒工件的自动码垛任务。该物流自动化产线完全自主设计，通过电气检测传感、可编程移载机构、液压举升变位等关键技术实现整线的智能控制。

自动组对单元由搬运机器人A4、弧焊机器人A3、组对工装A2及举升滚筒机A5等部分构成，组对后采取三组举升滚筒机A5把工件顶升出对工装，举升滚筒机A5与工件接触部分采取电动滚筒支撑，顶升到位后滚筒转动，带动工件向双板链储送线A8移动，检测到位后双板链储送线A8的举升滚筒线A7在油缸带动下降，工件落到双板链储送线A8上，实现自动工件的组对功能，组对胎芯采取快速换模方式，满足机型切换的通用化要求。

焊接单元由上料滚筒线A10、下料滚筒线A13、空间移载机A11及通用夹具、双工位焊接机器人A12等成组设备构成，实现方盒类工件的自动上下料，液压装夹及机器人自动焊接。

主要作业流程为：利用空间移载机A11通用夹具把上料滚筒线A10上的工件进行装夹，移动至双工位焊接机器人A12处，利用变位机液压夹具实现装夹动作，空间移载机A11移动至原点等待，焊完后空间移载机A11动作进行下料作业，放至下料滚筒线A13，滚筒线传送至焊补线A15位置待转。

补焊单元由工件移载机A14、焊补线A15、长方盒类构件快速翻转变位机构A16、90度变位机A17等设备构成，主要作业流程为：工件移载机A14从下料滚筒线A13把工件转移至焊补线A15上，进行正面焊补修磨，完成后步进式向前至长方盒类构件快速翻转变位机构A16，长方盒类构件快速翻转变位机构 A16内机构压紧工件实施变位至另一侧，松开夹具，焊补线A15步进至另一侧焊补工位实施焊补，完成后输送至90度变位机A17上进行变位移载等待矫形工序作业。

矫形码垛单元主要由矫形滚筒线、立式弯曲矫形机A18、微动扭曲矫形机 A19、码垛移载机A21等五大系统构成，根据扭曲变形机理，采取液压微行程油缸组对长方盒类工件施加反变形旋转力，致使扭曲变形得到还原，然后采取立式弯曲矫形机A18进行双面弯曲矫正，最后采取预设检测平尺模块组进行工件矫形后的快速检验，整个过程实施采取半自动化得滚轮传递机构，省时省力，并配合工件自动升降托举移动机构，大大降低人力负荷，提高矫形工序的效率。

方盒类构件物流自动化线生产流程原理大致为：

物料就位→弧焊机器人A3和搬运机器人A4协同工装组对→举升滚筒机A5 顶升工件→辅助滚筒线A6→双板链储送线A8→转至上料滚筒线A10→滚筒线输送至上料台(定位)→空间移载机A11自动上料→变位机自动装夹→双工位焊接机器人A12机器人焊接→空间移载机A11自动下料→下料滚筒线A13输送至焊补线A15端→变位移载至焊补板链线→焊补修磨正面→180°变位→焊补修磨反面→焊补线A15输送→90°变位→方盒缓存线→移载至矫形滚筒线→矫形→自动码垛至标准工位器具A22。

针对本专利所述的长方盒类构件快速翻转变位机构及自动物流生产线只是有利于解决生产组织，提升工艺水平的一种途径，但不限于上述具体示例结构，自动物流线与生产组织有直接的关系，并随之而变化。应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种长方盒类构件快速翻转变位机构，其特征在于：包括底座(1)，所述底座(1)上部设置有支撑架(2)，所述支撑架(2)上部设置有弧形凹槽，所述弧形凹槽内部设置内以可转动的方式设置有变位圈(7)，所述变位圈(7)内部设置有开口，所述开口内一侧设置有定位板(3)，所述开口内的另一侧设置有夹紧部(6)，所述夹紧部(6)的端部设置有夹紧板(5)，所述变位圈(7)的圆周面上设置有传动外齿(4)，所述支撑架(2)下部设置有电机减速机(9)，所述电机减速机(9)与传动外齿(4)啮合。

2.根据权利要求1所述的长方盒类构件快速翻转变位机构，其特征在于：所述支撑架(2)设置有两个，两个所述支撑架(2)相互平行。

3.根据权利要求1所述的长方盒类构件快速翻转变位机构，其特征在于：所述夹紧部(6)采用油缸或气缸其中的一种。

4.根据权利要求1或2所述的长方盒类构件快速翻转变位机构，其特征在于：所述支撑架(2)的两端设置有旋转导向轮(8)。

5.一种自动物流生产线，包括上述权利要求1-4任一项所述的长方盒类构件快速翻转变位机构，其特征在于：还包括自动组对单元、输送单元、焊接单元、补焊单元和矫形码垛单元，所述自动组对单元、焊接单元、补焊单元和矫形码垛单元沿输送单元从头至尾依次设置；

所述输送单元包括从头至尾依次设置的辅助滚筒机、举升滚筒线(A7)、双板链储送线(A8)、组对移载机(A9)、上料滚筒线(A10)、空间移载机(A11)、下料滚筒线(A13)、工件移载机(A14)、补焊线和矫形滚筒线(A20)，其中，所述辅助滚筒机、举升滚筒线(A7)、双板链储送线(A8)和组对移载机(A9)位于自动组对单元，所述上料滚筒线(A10)、空间移载机(A11)和下料滚筒线(A13)位于焊接单元，所述工件移载机(A14)和补焊线位于补焊单元，所述矫形滚筒线(A20)位于矫形码垛单元。

6.根据权利要求5所述的自动物流生产线，其特征在于：所述自动组对单元还包括组对工装(A2)，所述组对工装(A2)两侧分别设置有弧焊机器人(A3)和搬运机器人(A4)，所述组对工装(A2)内部设置有可升降运动的举升滚筒机(A5)，所述组对工装(A2)的后部设置有辅助滚筒线(A6)，所述辅助滚筒线(A6)的后部设置有双板链储送线(A8)，所述辅助滚筒线(A6)与双板链储送线(A8)互相垂直设置，所述双板链储送线(A8)内部设置有举升滚筒线(A7)，所述举升滚筒线(A7)与辅助滚筒线(A6)位于同一条直线上，所述双板链储送线(A8)的后部设置有组对移载机(A9)。

7.根据权利要求5所述的自动物流生产线，其特征在于：所述焊接单元还包括空间移载机(A11)，所述空间移载机(A11)的前部下方设置有上料滚筒线(A10)，所述空间移载机(A11)的中部下方设置有双工位焊接机器人(A12)，所述空间移载机(A11)的后部下方设置有下料滚筒线(A13)。

8.根据权利要求5所述的自动物流生产线，其特征在于：所述补焊单元还包括长方盒类构件快速翻转变位机构(A16)，所述长方盒类构件快速翻转变位机构(A16)的两侧设置有焊补线(A15)，所述焊补线(A15)的前端设置有工件移载机(A14)，所述焊补线(A15)的后端设置有90度变位机(A17)。

9.根据权利要求5所述的自动物流生产线，其特征在于：所述矫形码垛单元包括沿矫形滚筒线(A20)依次设置的立式弯曲矫形机(A18)、微动扭曲矫形机(A19)和码垛移载机(A21)，所述码垛移载机(A21)的后端设置有标准工位器具(A22)。

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