CN109693038A - 一种炉胆生产线的机器人自动焊接工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及自动焊接技术领域，本发明所提供的炉胆焊接工艺，可以提高焊接生产的自动化程度，减轻操作者的劳动强度，提高生产效率，保证焊接质量，同时由于焊接机器人的采用，实现了炉胆焊接的柔性化生产方式，即多品种、少批量混线生产，本发明对于炉胆直缝采用激光焊机进行焊接，激光焊接是采用聚焦高能激光束使材料熔融并连接，形成优良焊接头的工艺过程，激光焊接具有焊速快、工件变形小、焊缝熔合比大、晶粒细小、焊后处理简单、焊缝质量好，焊接成形的表面光滑等特点，能够在各种特殊环境下焊接同种或者异种材料或难熔材料，并且适用于焊接复杂成形或焊缝切线方向急剧改变的焊缝，从而提高焊接工艺的适用性范围。
Description
技术领域
本发明涉及自动焊接技术领域，具体为一种炉胆生产线的机器人自动焊接工艺。
背景技术
烤箱是一种密封的用来烤食物或烘干产品的电器，分为家用电器和工业烤箱。家用烤箱可以用来加工一些面食。工业烤箱，为工业上用来烘干产品的一种设备，有电的、有瓦斯的，又叫烤炉、烘干箱等。烤箱是温度骤变大的电器，所以要求烤箱用料厚实安全。烤箱材料质量高的产品需要采用两层玻璃，和行业高标准0.5mm厚冷轧板或不锈钢面板材料。中高档的产品至少应该有3个烤盘位置，能分别接近上火、接近下火和位于中部。此外，烤箱内部是否便于清洁也是考察的重点。
在烤箱的生产过程中，烤箱炉胆的无缝焊接是整个过制造程中的重要基础，因此对于工艺标准较高，并且在机械零件加工制造业中，零件的加工质量、加工效率和加工成本，与零件的加工工艺密切相关。传统由人工、单机手动加工零件的工方式已越来越不适合现代企业的需要，为减轻劳动强度、提高生产效率、降低劳动成本，采用机器人自动化生产线加工零件的方式，在现代制造业中已越来越多的得到应用，从而最大限度的满足加工制造业中高速度、大批量、高品质加工零件的需要，使加工制造业走向机器人生产线的规模化、批量化、高效化、自动化的现代制造业新时代，它是制造业加工现代化发展的必然趋势。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种炉胆生产线的机器人自动焊接工艺，达到了提高焊接生产的自动化程度，减轻操作者的劳动强度，提高生产效率，保证焊接质量的目的。
本发明提供如下技术方案：一种炉胆生产线的机器人自动焊接工艺，包括前板、U形腔体、后板、后板支架、直缝焊接专机、翻边油压机、压台阶油压机、激光焊机、水冷机、后板焊接夹具、前板焊接夹具、后板支架焊接夹具、底座滑轨、焊接机器人、C4控制柜和电气总控柜等主要焊接设备，所述前板、U形腔体、后板和后板支架共同组成炉胆，所述翻边油压机位于直缝焊接专机的左侧，所述压台阶油压机位于翻边油压机左侧的前方，所述激光焊机的输入端与水冷机的输出端连通，且激光焊机和水冷机依次位于压台阶油压机的正前方，所述激光焊机的输出端与直缝焊接专机的输入端连通，所述后板焊接夹具、前板焊接夹具和后板支架焊接夹具依次由左至右分布排列，且后板焊接夹具、前板焊接夹具和后板支架焊接夹具均位于直缝焊接专机和翻边油压机的正前方，所述底座滑轨位于后板焊接夹具、前板焊接夹具和后板支架焊接夹具的正前方，所述焊接机器人底部的安装架与底座滑轨的顶部滑动连接，所述C4控制柜和电气总控柜从左至右依次排列分布，且C4控制柜和电气总控柜均位于水冷机的正前方。
优选的，首先需要人员上料，将U型腔体放置在直缝焊专机焊接位置，使用激光焊机对U型腔体进行直缝焊接作业，人员下料，需要将直缝焊接完成后的U型腔体取出，放置于翻边油压机上的操作台，对U型腔体进行翻边作业。
优选的，人员将翻边好的U型腔体从翻边油压机上取下，随后将其放置于压台阶油压机上的操作台，对U型腔体进行台阶压制。
优选的，从压台阶油压机上下料，将压制好台阶的U型腔体暂时放到后板焊接夹具上，并对其进行夹持。
优选的，人员取后板支架上料到后板支架焊接夹具上，后板支架焊接夹具对后板支架进行夹持，随后焊接机器人对后板支架进行激光焊接，焊完成后,员工取焊好的后板支架安装在后板工序已焊好直缝的U型腔体上，焊接机器人对后板进行激光焊接。
优选的，焊接完成后，取出U型腔体放置到前板焊接夹具上，装上前板，随后焊机机器人对前板进行激光焊接，焊接完成后，工作人员将其从前板焊接夹具上取下，整个炉胆的无缝焊接作业完成。
本发明提供了一种炉胆生产线的机器人自动焊接工艺。具备以下有益效果：
（1）、本发明所提供的炉胆焊接工艺，可以提高焊接生产的自动化程度，减轻操作者的劳动强度，提高生产效率，保证焊接质量，同时由于焊接机器人的采用，实现了炉胆焊接的柔性化生产方式，即多品种、少批量混线生产。
（2）、本发明对于炉胆直缝采用激光焊机进行焊接，激光焊接是采用聚焦高能激光束使材料熔融并连接，形成优良焊接头的工艺过程，激光焊接具有焊速快、工件变形小、焊缝熔合比大、晶粒细小、焊后处理简单、焊缝质量好，焊接成形的表面光滑等特点，能够在各种特殊环境下焊接同种或者异种材料或难熔材料，并且适用于焊接复杂成形或焊缝切线方向急剧改变的焊缝，从而提高焊接工艺的适用性范围。
（3）、本发明通过采用离线编程模式，焊接质量可有效受控，焊接过程所产生的飞溅现象大大减少，从而提高了焊接质量以及净化焊接环境，并且一体化的模块化设计，焊接控制***的性能稳定、可靠性高、焊接故障率低，人性化的操作编程软件，方便快捷。
（4）、本发明通过所提供的焊接工艺，焊缝熔深大，可达2~3mm，焊接强度高，热影响区小，焊接变形小自动化程度高，易于控制，速度快，焊接精度高，重复操作稳定性好，成品率高非接触性加工，无需焊接辅助工具，焊接无需焊条或填充材料，可获得无杂质无污染的焊缝。
（5）、本发明通过采用该种焊接设备的位置分布方式，能够合理运用操作空间，并且各种设备与焊接工艺进行相结合，使焊接工艺顺序达到最优，并且焊接机器人能够最大程度上发挥作用，使得三项焊接作业依次由一台焊接机器人进行承担，极大程度上降低了设备采购成本。
附图说明
图1为本发明结构炉胆的整体结构示意图；
图2为本发明结构焊接设备总布局分布图。
图中：1前板、2 U形腔体、3后板、4后板支架、5直缝焊接专机、6翻边油压机、7压台阶油压机、8激光焊机、9水冷机、10后板焊接夹具、11前板焊接夹具、12后板支架焊接夹具、13底座滑轨、14焊接机器人、15 C4控制柜、16电气总控柜。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
如图1-2所示，本发明提供一种技术方案：一种炉胆生产线的机器人自动焊接工艺，包括前板1、U形腔体2、后板3、后板支架4、直缝焊接专机5、翻边油压机6、压台阶油压机7、激光焊机8、水冷机9、后板焊接夹具10、前板焊接夹具11、后板支架焊接夹具12、底座滑轨13、焊接机器人14、C4控制柜15和电气总控柜16等主要焊接设备，前板1、U形腔体2、后板3和后板支架4共同组成炉胆，翻边油压机6位于直缝焊接专机5的左侧，压台阶油压机7位于翻边油压机6左侧的前方，激光焊机8的输入端与水冷机9的输出端连通，且激光焊机8和水冷机9依次位于压台阶油压机7的正前方，激光焊机8的输出端与直缝焊接专机5的输入端连通，后板焊接夹具10、前板焊接夹具11和后板支架焊接夹具12依次由左至右分布排列，且后板焊接夹具10、前板焊接夹具11和后板支架焊接夹具12均位于直缝焊接专机5和翻边油压机6的正前方，所有的夹具应保证可靠的定位和防止变形效果，确保装焊质量和精度达到部品装焊质量检验标准书的要求，满足生产纲领的要求，夹具的工艺性能应优良，部件装配要容易，人工焊接要易于操作，总成取出要方便，要有足够的操作空间，作业方便安全，人工操作夹具的工作空间应符合人体工程学的要求，充分考虑人工操作的作业性，要有足够的操作空间，底座滑轨13位于后板焊接夹具10、前板焊接夹具11和后板支架焊接夹具12的正前方，焊接机器人14底部的安装架与底座滑轨13的顶部滑动连接，焊接机器人14工位应设置安全门锁，急停按钮，并连接相应的安全继电器，按钮站上要有复位按钮故障指示灯，C4控制柜15和电气总控柜16上应有紧急制动开关，自动运行各线上有人操作的地方，应设有光电识别安全装置，设备与通道应留有足够空间，必要时需架设护栏，以防发生意外，各自动运行线采用PLC控制，输送机与夹具、上线机构及机器人控制信号、光电传感器等装置的信号应联锁，如果一个机器人转换到非自动状态，也就是现场操控模式或维修状态，需要确保PLC能够侦测到，此状况将传到控制室和监视***，并且所有的机器人必须有一个现场指示灯，以显示非自动状态或故障状态，机器人必须按发出详细的故障及处理信息，并可在现场和网络中显示，将根据详细设计，通过一个专用显示器或通过PLC现场显示器来实现，C4控制柜15和电气总控柜16从左至右依次排列分布，且C4控制柜15和电气总控柜16均位于水冷机9的正前方，首先需要人员上料，将U型腔体2放置在直缝焊专机焊接位置，使用激光焊机8对U型腔体2进行直缝焊接作业，对于U型腔体2底部焊接毛刺的控制，毛刺向内会影响搪瓷质量，毛刺向外会影响底部焊接质量，需要控制毛刺单边5~8个丝，从而保证焊接效果，同时因烤箱箱体外部形状不规则，采用手工示教方式进行激光调节，存在部分点位焊接不良的风险，该工艺采用离线编程模式，直接根据产品3D模型生成焊接轨迹，考虑激光焊接对间隙的要求，底部焊接采用内胀外压的方式，确保焊接间隙的稳定可靠，人员下料，需要将直缝焊接完成后的U型腔体2取出，放置于翻边油压机6上的操作台，对U型腔体2进行翻边作业，人员将翻边好的U型腔体2从翻边油压机6上取下，随后将其放置于压台阶油压机7上的操作台，对U型腔体2进行台阶压制，从压台阶油压机7上下料，将压制好台阶的U型腔体2暂时放到后板焊接夹具10上，并对其进行夹持，人员取后板支架4上料到后板支架焊接夹具12上，后板支架焊接夹具12对后板支架4进行夹持，随后焊接机器人14对后板支架4进行激光焊接，焊完成后,员工取焊好的后板支架4安装在后板3工序已焊好直缝的U型腔体2上，焊接机器人14对后板3进行激光焊接，焊接完成后，取出U型腔体2放置到前板焊接夹具11上，装上前板1，随后焊机机器人14对前板1进行激光焊接，焊接完成后，工作人员将其从前板焊接夹具11上取下，整个炉胆的无缝焊接作业完成。
本发明的有益效果是：本发明所提供的炉胆焊接工艺，可以提高焊接生产的自动化程度，减轻操作者的劳动强度，提高生产效率，保证焊接质量，同时由于焊接机器人14的采用，实现了炉胆焊接的柔性化生产方式，即多品种、少批量混线生产，本发明对于炉胆直缝采用激光焊机8进行焊接，激光焊接是采用聚焦高能激光束使材料熔融并连接，形成优良焊接头的工艺过程，激光焊接具有焊速快、工件变形小、焊缝熔合比大、晶粒细小、焊后处理简单、焊缝质量好，焊接成形的表面光滑等特点，能够在各种特殊环境下焊接同种或者异种材料或难熔材料，并且适用于焊接复杂成形或焊缝切线方向急剧改变的焊缝，从而提高焊接工艺的适用性范围，本发明通过采用离线编程模式，焊接质量可有效受控，焊接过程所产生的飞溅现象大大减少，从而提高了焊接质量以及净化焊接环境，并且一体化的模块化设计，焊接控制***的性能稳定、可靠性高、焊接故障率低，人性化的操作编程软件，方便快捷，本发明通过所提供的焊接工艺，焊缝熔深大，可达2~3mm，焊接强度高，热影响区小，焊接变形小自动化程度高，易于控制，速度快，焊接精度高，重复操作稳定性好，成品率高非接触性加工，无需焊接辅助工具，焊接无需焊条或填充材料，可获得无杂质无污染的焊缝。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种炉胆生产线的机器人自动焊接工艺，包括前板（1）、U形腔体（2）、后板（3）、后板支架（4）、直缝焊接专机（5）、翻边油压机（6）、压台阶油压机（7）、激光焊机（8）、水冷机（9）、后板焊接夹具（10）、前板焊接夹具（11）、后板支架焊接夹具（12）、底座滑轨（13）、焊接机器人（14）、C4控制柜（15）和电气总控柜（16）等主要焊接设备，其特征在于：所述前板（1）、U形腔体（2）、后板（3）和后板支架（4）共同组成炉胆，所述翻边油压机（6）位于直缝焊接专机（5）的左侧，所述压台阶油压机（7）位于翻边油压机（6）左侧的前方，所述激光焊机（8）的输入端与水冷机（9）的输出端连通，且激光焊机（8）和水冷机（9）依次位于压台阶油压机（7）的正前方，所述激光焊机（8）的输出端与直缝焊接专机（5）的输入端连通，所述后板焊接夹具（10）、前板焊接夹具（11）和后板支架焊接夹具（12）依次由左至右分布排列，且后板焊接夹具（10）、前板焊接夹具（11）和后板支架焊接夹具（12）均位于直缝焊接专机（5）和翻边油压机（6）的正前方，所述底座滑轨（13）位于后板焊接夹具（10）、前板焊接夹具（11）和后板支架焊接夹具（12）的正前方，所述焊接机器人（14）底部的安装架与底座滑轨（13）的顶部滑动连接，所述C4控制柜（15）和电气总控柜（16）从左至右依次排列分布，且C4控制柜（15）和电气总控柜（16）均位于水冷机（9）的正前方。
2.根据权利要求1所述的一种炉胆生产线的机器人自动焊接工艺，其特征在于，包括以下步骤：首先需要人员上料，将U型腔体（2）放置在直缝焊专机焊接位置，使用激光焊机（8）对U型腔体（2）进行直缝焊接作业，人员下料，需要将直缝焊接完成后的U型腔体（2）取出，放置于翻边油压机（6）上的操作台，对U型腔体（2）进行翻边作业。
3.根据权利要求2所述的一种炉胆生产线的机器人自动焊接工艺，其特征在于，包括以下步骤：人员将翻边好的U型腔体（2）从翻边油压机（6）上取下，随后将其放置于压台阶油压机（7）上的操作台，对U型腔体（2）进行台阶压制。
4.根据权利要求3所述的一种炉胆生产线的机器人自动焊接工艺，其特征在于，包括以下步骤：从压台阶油压机（7）上下料，将压制好台阶的U型腔体（2）暂时放到后板焊接夹具（10）上，并对其进行夹持。
5.根据权利要求1所述的一种炉胆生产线的机器人自动焊接工艺，其特征在于，包括以下步骤：人员取后板支架（4）上料到后板支架焊接夹具（12）上，后板支架焊接夹具（12）对后板支架（4）进行夹持，随后焊接机器人（14）对后板支架（4）进行激光焊接，焊完成后,员工取焊好的后板支架（4）安装在后板（3）工序已焊好直缝的U型腔体（2）上，焊接机器人（14）对后板（3）进行激光焊接。
6.根据权利要求5所述的一种炉胆生产线的机器人自动焊接工艺，其特征在于，包括以下步骤：焊接完成后，取出U型腔体（2）放置到前板焊接夹具（11）上，装上前板（1），随后焊机机器人（14）对前板（1）进行激光焊接，焊接完成后，工作人员将其从前板焊接夹具（11）上取下，整个炉胆的无缝焊接作业完成。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20210330 |