CN109483028A - 一种新结构框架式车身自动生产线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新结构框架式车身自动生产线，属于弧焊生产线领域，包括焊接工作站和车架总成焊接线，所述焊接工作站包括底盘焊接工作站、分部总成焊接工作站、门框总成焊接工作站、小件焊接工作站，所述底盘焊接工作站、分部总成焊接工作站、门框总成焊接工作站、小件焊接工作站均与车架总成焊接线连接；所述车架总成焊接线包括依次连接的底部焊接工作单元、总成拼焊工作单元、小件焊接工作单元、整车补焊单元、补焊打磨线；总成拼焊单元包括依次连接的总成拼焊工位、总成人工补焊单元；所述总成拼焊工位上设置有与PLC控制器连接的八轴焊接机器人；本发明的有益效果有：焊接效果好、焊接效率高、自动化程度高。

Description

一种新结构框架式车身自动生产线

技术领域

本发明属于弧焊生产线领域，涉及一种新结构框架式车身自动生产线。

背景技术

目前，随着现代工业的发展，焊接自动化逐步得到应用与推广，如汽车生产线等行业，但由于目前现有的多数焊接专机存在一定的局限性，缺乏一定的灵活性和操作性，对相关工件或部件无法实施焊接或焊接效果不佳，焊接质量达不到要求，使得焊接件无法得到有效应用。弧焊生产线是将各零件进行生产后进行焊接的生产线，实现零件的整体化。

现有汽车车架焊接生产线多为人工焊接，自动化程度较低，在焊接过程中需要人工辅助翻转工件，人工搬运工件，人工操作强度大，工作效率低，且人工焊接、焊接角度等因素不稳定，易造成焊接质量不稳定，无法保证产品质量的问题。

发明内容

本发明的目的在于：提供了一种新结构框架式车身自动生产线，解决了现有的弧焊生产线人工焊接效率低、自动化程度低的问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种新结构框架式车身自动生产线，包括焊接工作站、车架总成焊接线、PLC控制器，其特征在于：所述焊接工作站包括底盘焊接工作站、分部总成焊接工作站、门框总成焊接工作站、小件焊接工作站，所述底盘焊接工作站、分部总成焊接工作站、门框总成焊接工作站、小件焊接工作站均与车架总成焊接线连接；所述车架总成焊接线包括通过传输线依次连接的底部焊接工作单元、总成拼焊工作单元、小件焊接工作单元、整车补焊单元、补焊打磨线；总成拼焊单元包括依次连接的总成拼焊工位、总成人工补焊单元，总成拼焊工位上设置有与PLC控制器连接的八轴焊接机器人；

所述焊接工作站包括焊接房，所述焊接房由金属框架、金属板组成，所述金属板固定在金属框架上，所述焊接房顶设置有透气窗口，透气窗口上设置有烟尘收集器；所述焊接房包括操作区和控制区，所述控制区内设置有焊接电源、机器人控制柜、PLC控制柜，所述操作区内设置有水平三轴变位机、弧焊机器人，所述焊接电源与水平三轴变位机、弧焊机器人、机器人控制柜、PLC控制柜电性连接；所述机器人控制柜与弧焊机器人电性连接，所述PLC控制柜与机器人控制柜、水平三轴变位机电性连接。

现有汽车车架焊接生产线多为人工焊接，自动化程度较低，在焊接过程中需要人工辅助翻转工件，人工搬运工件，人工操作强度大，工作效率低，且人工焊接、焊接角度等因素不稳定，易造成焊接质量不稳定，无法保证产品质量的问题。本发明一种新结构框架式车身自动生产线用于车架总成的焊接，自动化程度高，整体结构设计合理、布局紧凑合理，输入输出流畅，无堆积的焊接件。

现有新结构汽车车架生产线不具有总成拼焊单元，本发明一种新结构框架式车身自动生产线，所述总成拼焊单元采用框架式合拢结构，使用PLC控制器控制八轴焊接机器人对底盘焊接工作站、分部总成焊接工作站、门框总成焊接工作站、小件焊接工作站的零部件进行整体焊接，能够有效保证车身的焊接质量，控制整体焊接变形量，保证车身精度，自动化程度高。

底盘焊接工作站负责底盘的各零件焊接，分部总成焊接工作站负责车辆前部、后部的总成焊接，门框总成焊接工作站负责车辆的左右门框焊接，小件焊接工作站负责尾门框、仪表盘的焊接；各种零件焊接完成后，由中转台或空中抓手运送到车架总成焊接线上，进行总成拼焊。各部分零件同时进行焊接，焊接效率高，焊接过程连续，焊接质量容易把控。

零件的焊接流程在焊接房内完成，透气窗口上的烟尘收集器可收集焊接产生的烟尘避免直接飘散到焊接房外，烟尘收集器可拆卸，可随时进行更换清理；焊接电源为焊接房内的机器人控制柜、PLC控制柜、水平三轴变位机供电，PLC控制柜控制机器人控制柜与水平三轴变位机，机器人控制柜控制弧焊机器人进行焊接操作；将焊接房分成控制区与操作区，焊接工作在操作区完成，避免焊接过程中产生的烟尘和高温损坏PLC控制柜、机器人控制柜。

水平三轴变位机包括机座、回转装置、回转臂、支撑臂，回转装置设置于机座上，机座内设置有伺服驱动机构，所述伺服驱动机构与回转装置电连接，所述回转臂的中心与回转装置连接；所述支撑臂包括第一支撑臂、第二支撑臂，第一支撑臂与第二支撑臂形状尺寸一致，所述第一支撑臂与回转臂的一端套接，所述第二支撑臂的中心与回转臂的另一端套接；所述第一支撑臂与第二支撑臂关于回转臂对称，所述第一支撑臂关于回转臂的轴线对称，所述第二支撑臂关于回转臂的轴线对称；所述第一支撑臂和第二支撑臂的两端均设置有焊接件固定装置，所述焊接件固定装置包括零点装置和快换装置。所述第一支撑臂的一端设置有零点装置，第一支撑臂的另一端设置有快换装置，所述第二支撑臂与第一支撑臂的快换装置位于回转臂同一侧的一端设置有零点装置，第二支撑臂的另一端设置有快换装置，所述快换装置与外部轴电机连接，外部轴电机与机器人控制柜信号连接，所述零点装置和快换装置上均设置有夹具安装平台，所述夹具安装平台上设置有夹具，待焊接件固定于夹具安装平台所述零点装置的夹具安装平台与位于回转臂的同一侧的快换装置的夹具安装平台相对，且夹具安装平台的中心在同一直线上。

水平三轴变位机以回转臂为界形成上件工位和焊接工位，操作人员在上件工位将待焊接工件固定在位于回转臂同一侧的焊接件固定装置之间，完成待焊接工件的固定后，回转装置旋转180°，将待焊接工件回转到焊接工位；外部轴电机通过机器人控制柜与弧焊机器人进行协调联动，外部轴电机驱动快换装置，用于在焊接工作过程中不断调整焊接件位置，零点装置校准待焊接工件的初始焊接位置，始终使焊缝处于最佳位置，达到焊接效果；当完成一个焊接工件的焊接，回转装置旋转180°焊接工件回到上件工位准备下一待焊接工件的固定安装，同时另一侧进入焊接工位的待焊接工件重复上述工作流程。焊接工作连续，提高焊接效率。

进一步地，所述传输线与PLC控制器连接，所述传输线包括倍速链、提升机和快换滑撬。倍速链用于传输焊接工件，通过PLC控制器控制倍速链，可调整自动生产线传输速度的快慢；PLC控制器能够对提升机进行控制操作，用于将待拼焊零件提升到合适的水平高度，保证待拼焊零件的焊接角度的精确；PLC控制器对快速滑撬进行控制操作，用于调整零件水平方向上的位置，并实现焊接工件的传输。采用倍速链、提升机和快换滑撬三者结合，使整条自动化生产线实现循环式生产，避免了焊接工件的转运，输入输出流畅，无堆积的焊接件，人工依赖程度低，自动化程度高。

进一步地，所述底盘焊接工作站包括依次连接的底盘一序焊接工作站、底盘二序焊接工作站、底盘补焊台，所述底盘补焊台总成拼焊单元通过底盘中转与底部焊接工作单元连接。底盘零件经过底盘一序焊接工作站、底盘二序焊接工作站的焊接后，在底盘补焊台完成补焊，通过中转台送到车架总成焊接线的底部焊接工作单元。

进一步地，所述分部总成焊接工作站包括前部总成焊接工作站、后部总成焊接工作站，所述前部总成焊接工作站、后部总成焊接工作站通过空中抓手与底部焊接工作单元连接。前部总成焊接工作站的零件与后部总成焊接工作站的零件焊接完成后，通过空中抓手送到底部焊接工作单元，与底盘零件进行拼焊。

进一步地，所述门框总成焊接工作站包括左门框焊接工作站、右门框焊接工作站，所述左门框焊接工作站、右门框焊接工作站通过抓取机器人与总成拼焊工位连接。左门框焊接工作站负责左门框的零件焊接，右门框工作站负责右门框的零件焊接，左门框、右门框通过抓取机器人运送到总成拼焊工位，底部焊接单元的车架进行拼焊。

进一步地，所述小件焊接工作站与小件焊接工作单元连接。小件工作站完成尾门框、仪表盘的焊接后，空中抓手将小件运送到小件焊接工作单元，和总成拼焊单元拼焊完成的车架进行拼焊。

进一步地，所述焊接工作站、总成人工补焊单元、整车补焊单元设置有工位送冷风装置。人工补焊各工位、焊接工作站的工位上需送冷风，补焊打磨线的室内温度需低于进风口温度8-10度，保证焊接工作的正常进行。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1.本发明一种新结构框架式车身自动生产线用于车架总成的焊接，自动化程度高，整体结构设计合理、布局紧凑合理，输入输出流畅，无堆积的焊接件。

2.本发明一种新结构框架式车身自动生产线，所有单元均采用柔性化机械结构，数字化总线通讯，实现车型的快速切换及换产。

2.本发明一种新结构框架式车身自动生产线，多个零件的分工焊接，再进行拼焊，焊接过程连续、焊接效率高。

3.本发明一种新结构框架式车身自动生产线，焊接工作站通过设置机器人控制柜实现变位机与弧焊机器人的联动配合，设置快换装置与零点装置，始终使焊缝处于最佳位置，达到焊接效果。

4.本发明一种新结构框架式车身自动生产线，通过设置安全光栅，感应卷帘门附近人员的进出，当有人员进出，PLC控制柜对焊接工作站内的各装置进行急停，避免人员的受伤。

5.本发明一种新结构框架式车身自动生产线，通过在各焊接工作站设置补焊台，能够及时发现焊接中出现的缺陷，进行及时的补焊，保证焊接效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图，其中：

图1是本发明一种新结构框架式车身自动生产线的结构示意图；

图2是本发明的焊接工作站的外部结构示意图；

图3是焊接工作站的焊接房操作区示意图。

图中标记：1-焊接房、101-金属框架、102-金属板、103-透气窗口、104-烟尘收集器、105-触摸屏、106-卷帘门、107-安全光栅、2-水平三轴变位机、201-机座、202-回转装置、203-回转臂、204-第一支撑臂、205-第二支撑臂、206-零点装置、207-快换装置、3-弧焊机器人。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

下面结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例一

本发明较佳实施例提供的一种新结构框架式车身自动生产线，包括焊接工作站、车架总成焊接线、PLC控制器，其特征在于：所述焊接工作站包括底盘焊接工作站、分部总成焊接工作站、门框总成焊接工作站、小件焊接工作站，所述底盘焊接工作站、分部总成焊接工作站、门框总成焊接工作站、小件焊接工作站均与车架总成焊接线连接；所述车架总成焊接线包括通过传输线依次连接的底部焊接工作单元、总成拼焊工作单元、小件焊接工作单元、整车补焊单元、补焊打磨线；总成拼焊单元包括依次连接的总成拼焊工位、总成人工补焊单元，总成拼焊工位上设置有与PLC控制器连接的八轴焊接机器人；

所述焊接工作站包括焊接房1，所述焊接房1由金属框架101、金属板102组成，所述金属板102固定在金属框架101上，所述焊接房1顶设置有透气窗口103，透气窗口上设置有烟尘收集器104；所述焊接房1包括操作区和控制区，所述控制区内设置有焊接电源、机器人控制柜、PLC控制柜，所述操作区内设置有水平三轴变位机2、弧焊机器人3，所述焊接电源与水平三轴变位机、弧焊机器人3、机器人控制柜、PLC控制柜电性连接；所述机器人控制柜与弧焊机器人3电性连接，所述PLC控制柜与机器人控制柜、水平三轴变位机2电性连接；

PLC控制器采用三菱FX3U-32MT/ES-A型号PLC可编程控制器，总成拼焊单元采用RD-350型焊接电源进行供电，所述八轴焊接机器人型号为MA1440，焊接工作站内的弧焊机器人型号为M10iA-7L，机器人控制柜型号为R-30iB控制柜。

本发明一种新结构框架式车身自动生产线用于车架总成的焊接，自动化程度高，整体结构设计合理、布局紧凑合理，输入输出流畅，无堆积的焊接件。

现有新结构汽车车架生产线不具有总成拼焊单元，所述总成拼焊单元采用框架式合拢结构，使用PLC控制器控制八轴焊接机器人对底盘焊接工作站、分部总成焊接工作站、门框总成焊接工作站、小件焊接工作站的零部件进行整体焊接，能够有效保证车身的焊接质量，控制整体焊接变形量，保证车身精度，自动化程度高。

底盘焊接工作站负责底盘的各零件焊接，分部总成焊接工作站负责车辆前部、后部的总成焊接，门框总成焊接工作站负责车辆的左右门框焊接，小件焊接工作站负责尾门框、仪表盘的焊接；各种零件焊接完成后，由中转台或空中抓手运送到车架总成焊接线上，进行总成拼焊。各部分零件同时进行焊接，焊接效率高，焊接过程连续，焊接质量容易把控。

零件的焊接流程在焊接房1内完成，透气窗口103上的烟尘收集器104可收集焊接产生的烟尘避免直接飘散到焊接房1外，烟尘收集器104可拆卸，可随时进行更换清理；焊接电源为焊接房1内的机器人控制柜、PLC控制柜、水平三轴变位机2供电，PLC控制柜控制机器人控制柜与水平三轴变位机2，机器人控制柜控制弧焊机器人3进行焊接操作；将焊接房1分成控制区与操作区，焊接工作在操作区完成，避免焊接过程中产生的烟尘和高温损坏PLC控制柜、机器人控制柜；

水平三轴变位机2包括机座201、回转装置202、回转臂203、支撑臂，所述回转装置202设置于机座201上，所述机座201内设置有伺服驱动机构，所述伺服驱动机构与回转装置202电连接，所述回转臂203的中心与回转装置202连接；所述支撑臂包括第一支撑臂204、第二支撑臂205，第一支撑臂204与第二支撑臂205形状尺寸一致，所述第一支撑臂204与回转臂203的一端套接，所述第二支撑臂205的中心与回转臂203的另一端套接；所述第一支撑臂204与第二支撑臂205关于回转臂203对称，所述第一支撑臂204关于回转臂203的轴线对称，所述第二支撑臂205关于回转臂203的轴线对称；所述第一支撑臂204和第二支撑臂205的两端均设置有焊接件固定装置；所述焊接件固定装置包括零点装置206和快换装置207，所述第一支撑臂204的一端设置有零点装置206，第一支撑臂204的另一端设置有快换装置207，所述第二支撑臂205与第一支撑臂204的快换装置207位于回转臂203同一侧的一端设置有零点装置206，第二支撑臂的另一端设置有快换装置，所述快换装置与外部轴电机连接，外部轴电机与机器人控制柜信号连接，所述零点装置206和快换装置207上均设置有夹具安装平台，所述夹具安装平台上设置有夹具，待焊接件固定于夹具安装平台所述零点装置206的夹具安装平台与位于回转臂的同一侧的快换装置207的夹具安装平台相对，且夹具安装平台的中心在同一直线上。

伺服驱动结构采用400W伺服驱动电机和RV减速机；外部轴电机采用SGMRS-13A2A-YR11直流外部轴电机，工作电流为14A，功率为1.3kW。

水平三轴变位机2以回转臂203为界形成上件工位和焊接工位，操作人员在上件工位将待焊接工件固定在位于回转臂203同一侧的焊接件固定装置之间，完成待焊接工件的固定后，回转装置202旋转180°，将待焊接工件回转到焊接工位；外部轴电机通过机器人控制柜与弧焊机器人3进行协调联动，外部轴电机驱动快换装置207，用于在焊接工作过程中不断调整焊接件位置，零点装置206校准待焊接工件的初始焊接位置，始终使焊缝处于最佳位置，达到焊接效果；当完成一个焊接工件的焊接，回转装置202旋转180°焊接工件回到上件工位，准备下一待焊接工件的固定安装，同时另一侧进入焊接工位的待焊接工件重复上述工作流程。焊接工作连续，提高焊接效率。

实施例二

本实施例在实施例一的基础上，所述传输线与PLC控制器连接，所述传输线包括倍速链、提升机和快换滑撬。

倍速链采用BSL2.5-L1型倍速链，提升机采用自动化垂直提升机，快速滑撬为滑撬输送机。

倍速链用于传输焊接工件，通过PLC控制器控制倍速链，可调整自动生产线传输速度的快慢；PLC控制器能够对提升机进行控制操作，用于将待拼焊零件提升到合适的水平高度，保证待拼焊零件的焊接角度的精确；PLC控制器对快速滑撬进行控制操作，用于调整零件水平方向上的位置，并实现焊接工件的传输。采用倍速链、提升机和快换滑撬三者结合，使整条自动化生产线实现循环式生产，避免了焊接工件的转运，输入输出流畅，无堆积的焊接件，人工依赖程度低，自动化程度高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明的保护范围，任何熟悉本领域的技术人员在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种新结构框架式车身自动生产线，包括焊接工作站、车架总成焊接线、PLC控制器，其特征在于：所述焊接工作站包括底盘焊接工作站、分部总成焊接工作站、门框总成焊接工作站、小件焊接工作站，所述底盘焊接工作站、分部总成焊接工作站、门框总成焊接工作站、小件焊接工作站均与车架总成焊接线连接；所述车架总成焊接线包括通过传输线依次连接的底部焊接工作单元、总成拼焊工作单元、小件焊接工作单元、整车补焊单元、补焊打磨线；总成拼焊单元包括依次连接的总成拼焊工位、总成人工补焊单元，总成拼焊工位上设置有与PLC控制器连接的八轴焊接机器人；

所述焊接工作站包括焊接房(1)，所述焊接房(1)由金属框架(101)、金属板(102)组成，所述金属板(102)固定在金属框架(101)上，所述焊接房(1)顶设置有透气窗口(103)，透气窗口上设置有烟尘收集器(104)；所述焊接房(1)包括操作区和控制区，所述控制区内设置有焊接电源、机器人控制柜、PLC控制柜，所述操作区内设置有水平三轴变位机(2)、弧焊机器人(3)，所述焊接电源与水平三轴变位机(2)、弧焊机器人(3)、机器人控制柜、PLC控制柜电性连接；所述机器人控制柜与弧焊机器人(3)电性连接，所述PLC控制柜与机器人控制柜、水平三轴变位机(2)电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种新结构框架式车身自动生产线，其特征在于：所述传输线与PLC控制器连接，所述传输线包括倍速链、提升机和快换滑撬。

3.根据权利要求1所述的一种新结构框架式车身自动生产线，其特征在于：所述底盘焊接工作站包括依次连接的底盘一序焊接工作站、底盘二序焊接工作站、底盘补焊台，所述底盘补焊台通过底盘中转与底部焊接工作单元连接。

4.根据权利要求1所述的一种新结构框架式车身自动生产线，其特征在于：所述分部总成焊接工作站包括前部总成焊接工作站、后部总成焊接工作站，所述前部总成焊接工作站、后部总成焊接工作站通过空中抓手与底部焊接工作单元连接。

5.根据权利要求1所述的一种新结构框架式车身自动生产线，其特征在于：所述门框总成焊接工作站包括左门框焊接工作站、右门框焊接工作站，所述左门框焊接工作站、右门框焊接工作站通过抓取机器人与总成拼焊工位连接。

6.根据权利要求1所述的一种新结构框架式车身自动生产线，其特征在于：所述小件焊接工作站与小件焊接工作单元连接。

7.根据权利要求1所述的一种新结构框架式车身自动生产线，其特征在于：所述焊接工作站、总成人工补焊单元、整车补焊单元、补焊打磨线上均设置有工位送冷风装置。