CN111992933A - 一种玉米收获还田机壳体焊接***及方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种玉米收获还田机壳体焊接***及方法，属于焊接技术领域，包括机器人悬挂机构、至少两台焊接机器人和至少两组平行设置的头尾架式变位机；所述机器人悬挂机构上设有用于焊接机器人移动的导轨，所述头尾架式变位机上设有工件驱动机构，工件在头尾架式变位机上的移动方向与导轨方向垂直；本公开使用多套机器人同时焊接还田机器人进行左右对称位置，可有效减小因热输入不对称导致的变形问题，提升了产品质量与稳定性，提升了生产效率。

Description

一种玉米收获还田机壳体焊接***及方法

技术领域

本公开涉及焊接技术领域，特别涉及一种玉米收获还田机壳体焊接***及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

目前机械行业生产的自动化水平相对较低，受限于零件加工水平和技术能力，很多生产环节仍然依靠大量的人力，生产效率低、产品质量较差，同时焊接作业环境污染严重。

机器人焊接技术在制造业得到了大规模的应用和推广，机器人自动化生产***在金属加工行业也得到了迅猛发展，重点研发智能制造方向，提高自动化水平和生产效率。

但是，本公开发明人发现，还田机壳体工件由侧板(左右各一)、壳体、槽钢及其他零件组成，焊缝为对接和搭接的断续焊形式，基本上是沿左右侧板中心线对称结构，而现有的还田机壳体焊接机器人***大多是单机器人***，无法实现多个点位的同时焊接，不能实现两侧的同时焊接，容易引起因热输入不对称带来的变形问题，从而导致焊接效果较差。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本公开提供了一种玉米收获还田机壳体焊接***及方法，使用多套机器人同时焊接还田机器人进行左右对称位置，可有效减小因热输入不对称导致的变形问题，提升了产品质量与稳定性，提升了生产效率。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

本公开第一方面提供了一种玉米收获还田机壳体焊接***。

一种玉米收获还田机壳体焊接***，包括机器人悬挂机构、至少两台焊接机器人和至少两组平行设置的头尾架式变位机；

所述机器人悬挂机构上设有用于焊接机器人移动的导轨，所述头尾架式变位机上设有工件驱动机构，工件在头尾架式变位机上的移动方向与导轨方向垂直。

作为可能的一些实现方式，所述机器人悬挂机构包括至少两条设有导轨的纵梁，每条纵梁上设有至少一台能够沿导轨滑动的焊接机器人。

作为进一步的限定，所述机器人悬挂机构包括两根固定在支撑件上的相互平行的横梁，所述纵梁分别与两个横梁垂直固定，且所述导轨设置在纵梁上的两横梁之间的位置。

作为更进一步的限定，机器人悬挂机构底部的中间位置设有清枪剪丝喷硅油装置。

作为更进一步的限定，所述清枪剪丝喷硅油装置的两侧设有升降式防弧光装置，且头尾架式变位机设置在升降式防弧光装置与同侧的横梁之间。

作为可能的一些实现方式，所述头尾架式变位机包括安装在导轨座上的驱动端和从动端，导轨座通过线性导轨固定在底座上，且导轨座能够沿线性导轨移动。

作为进一步的限定，还包括变位机侧工装和工件侧工装，所述工件侧工装的一端与工件固定连接，另一端通过杆件与驱动端或从动端连接；

所述变位机侧工装包括用于放置工件的倒梯形导向槽，所述倒梯形导向槽上设有用于将工件侧工装固定在倒梯形导向槽内的压紧机构。

作为更进一步的限定，所述变位机侧工装上设有用于与变位机固定连接的连接板。

作为更进一步的限定，所述倒梯形导向槽的斜面与内底面的夹角为120度。

作为更进一步的限定，底座上设有多个定位孔。

本公开第二方面提供了一种玉米收获还田机壳体焊接***的工作方法。

一种玉米收获还田机壳体焊接***的工作方法，利用本公开第一方面所述的焊接***，包括以下步骤：

当导轨的第一端对应的第一工位上有待加工件且启动时，两台焊接机器人同时从导轨的中间位置移动至第一工位，进行自动焊接作业；

此时导轨的另一端对应的第二工位进行上件，第一工位作业完成后，两台焊接机器人同时运动至导轨的中间位置；

待第二工位启动后，两台焊接机器人同时运动至第二工位进行自动焊接作业；

此时导轨的第一端对应的第一工位下成品件，然后上待加工件；

循环上述过程。

与现有技术相比，本公开的有益效果是：

1、本公开所述的***及方法，使用多套机器人同时焊接还田机器人进行左右对称位置，可有效减小因热输入不对称导致的变形问题，提升了产品质量与稳定性，提升了生产效率。

2、本公开所述的***及方法，通过设置变位机侧工装和工件侧工装，能够实现工件的快速和有效固定，保证了工件与变位机框架的有效固定。

3、本公开所述的***及方法，在底座两侧分别有多组定位孔，实现变位机工作范围分级可调，提高了焊接***的适用性。

4、本公开所述的***及方法，采用倒梯形结构作为变位机侧工装的主体，结合压紧机构能够保证工件的有效固定，同时通过工件侧工装的杆件与变位机的驱动端或从动端连接，保证了工件的可移动性，极大的提高了焊接效率。

5、本公开所述的***及方法，通过设置可伸缩的防弧光装置，可沿导向槽移动，能够更有效的对避免弧光对操作人员的影响。

6、本公开所述的***及方法，通过多根纵梁多套机器人并行工作的方式，能够实现多点位的同时焊接，极大的提高了焊接效率和焊接质量。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。

图1为本公开实施例1提供的玉米收获还田机壳体机器人焊接***示意图。

图2为本公开实施例1提供的双纵梁龙门机器人悬挂装置示意图。

图3为本公开实施例1提供的单轴头尾架式可调变位机***示意图。

图4为本公开实施例1提供的导轨示意图。

图5为本公开实施例1提供的变位机侧工装夹具的示意图。

图6为本公开实施例1提供的工件侧工装夹具示意图。

图7为本公开实施例1提供的安装在工件侧工装夹具上的还田机壳体工件示意图。

图8为本公开实施例1提供的还田机壳体焊接顺序示意图。

其中，01、双纵梁龙门机器人悬挂装置；02、六轴机器人；03、电气控制***；04、还田机壳体工件；05、单轴头尾架式可调变位机***；06、清枪剪丝喷硅油装置，07-升降式防弧光装置；08、立柱；09、横梁；10、纵梁；11、焊接机器人***；12、焊接***安装支架；13、拖链；14、拖链支架；15、润滑***；

101、变位机驱动端；102、变位机从动端；103、变位机侧工装夹具；104、线性导轨；105、线性导轨；106、防撞装置；

201、导轨座；202、线性导轨，203、线性导轨防护罩；204、定位孔；301、工装夹具底板；302、工装夹具倒梯形导向槽；303、连接板；304、压头；305、手动压紧手柄；306、工件侧工装夹具；

401、还田机壳体侧板，402、还田机壳体零件，403、槽钢；404、槽钢；405、安装支架；406、还田机壳体安装孔。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例1：

如图1-图8所示，本公开实施例1提供了一种玉米收获机还田机壳体机器人焊接***，包括两套六轴机器人02、两套焊接机器人***11、一套双纵梁龙门机器人悬挂装置01、两套单轴头尾架式可调变位机***05、两套工装夹具、电气控制***03、两套升降式防弧光装置07以及一套清枪剪丝喷硅油装置06；

所述双纵梁龙门机器人悬挂装置01，龙门架上方包括二套纵梁10，安装于两个龙门架横梁09上，横梁安装于四根龙门架立柱上08。

所述纵梁10的下表面设有滑轨、滑块及齿条，机器人通过伺服电机和齿轮驱动在纵梁10上移动，机器人线缆放在安装于拖链支架15的拖链14中一起运动。

还田机壳体工件04通过工装夹具固定在单轴头尾架式可调变位机***05上。

纵梁上包含0点位、A工位和B工位三个位置，其中0点位位于纵梁的中间位置，A工位和B工位分别设置在靠近纵梁两端的位置。

单轴头尾架式可调变位机***05包含变位机本体及工装夹具，并与升降式防弧光装置07平行排布，分布在***两侧，且单轴头尾架式可调变位机***05与双纵梁龙门机器人悬挂装置01的纵梁10垂直。

清枪剪丝喷硅油装置06安装于升降式防弧光装置中间，两台焊接机器人***11公用，可在焊接作业完成后提供清枪剪丝喷硅油功能。

本实施例中，所述升降式防弧光装置07通过安装于两侧的气缸驱动，在预设的导向槽内上下运动。

所述横梁09上设有焊接***安装支架12和润滑***15，所述润滑***15用于导轨的润滑。

变位机本体包括变位机驱动端101和变位机从动端102，变位机驱动端101和变位机从动端102安装于在导轨座201上，导轨座201通过线性导轨104(105，202)设置在底座上，且导轨座201能够沿线性导轨移动，所述线性导轨设置在变位机的框架上，且线性导轨的方向与纵梁平行。

本实施例中，所述线性导轨上设有线性导轨防护罩203

底座两端装有防撞装置106，底座两侧分别有两组定位孔204，实现变位机工作范围分级可调，可调的等级为三级，调整完成后使用锁紧螺丝固定，适应不同系列产品需要。

所述工装夹具，包括变位机侧工装夹具103和工件侧工装夹具306两部分，所述变位机侧工装夹具为设有倒梯形导向槽302，所述倒梯形导向槽302用于待焊接壳体工件的导向定位，倒梯形导向槽的斜面与内底面的夹角为120度。

所说倒梯形导向槽的斜面上设有方形凸块，凸块的外侧面与对应的倒梯形导向槽的斜面平行。

所述倒梯形导向槽的上方设有门字形压紧机构，所述门字形压紧机构包括端部依次第一杆件、第二杆件和第三杆件，所述第一杆件和第三杆件垂直与倒梯形导向槽的内底面，所述第二杆件平行于倒梯形导向槽的内底面，所述第二杆件上设有压紧手柄305，所述压紧手柄305通过第二杆件后与压头304固定连接，所述压头304用于与工件侧工装接触的一面与工件侧工装表面匹配贴合。

在使用时，通过压紧手柄305手动螺栓压紧压头304的方式将工件侧工装夹具306的杆件部分紧固在变位机侧工装夹具上。

所述驱动端和从动端分别与变位机侧工装夹具103可拆卸的固定连接，本实施了中，所述可拆卸的固定连接可以是螺栓连接或者卡扣连接。

所述工件侧工装夹具包括板件和杆件，所述杆件与板件的中心位置固定，所述板件上设有多个安装孔，通过安装孔实现与还田机壳体侧板的固定连接。

本实施中，所述板件为圆形板件，所述杆件的两侧以杆件的轴线对称的切出两个相对的斜面，两个相对的斜面的倾角为60°，两个相对的斜面分别与倒梯形导向槽的内斜面相配合实现导向固定。

通过凸块的设计能够保证杆件的底部放置在倒梯形导向槽底部的容留空间内，从而仅通过杆件的斜面与凸块的表面相贴合即可实现快速的工装夹具固定。

可以理解的，在其他一些实施方式中，所述板件也可以是其他结构，如正方形、长方形或者梯形等，只要能够实现与壳体侧板的固定连接即可，本领域技术人员可以根据具体工况进行选择，这里不再赘述。

可以理解的，在其他一些实施方式中，所述杆件的本体可以是圆形杆件也可以是方形或者倒梯形或者梯形等其他结构的杆件，只要能够对称的切削出两个与倒梯形导向槽相匹配的斜面即可，，本领域技术人员可以根据具体工况进行选择，这里不再赘述。

工件侧工装夹具306上的四个安装孔与还田机壳体工件侧板(左右各一)的安装孔配合安装，安装好后，使用手动压紧手柄305手动螺栓压紧压头304的方式将杆件紧固在变位机侧工装上即可。

变位机侧工装夹具还包括连接板303和工装夹具底板301，所述连接板303与变位机连接，工装夹具底板301与连接板303连接。

如图7所示，所述还田机壳体包括还田机壳体侧板401、还田机壳体零件402、槽钢403(404)、安装支架405和还田机壳体安装孔406，还田机壳体安装孔406与工件侧工装夹具306相配合使用，焊接顺序如图8所示。

实施例2：

本公开实施例2提供了一种玉米收获还田机壳体焊接***的工作方法，利用本公开实施例1所述的焊接***，以两套机器人为例，包括以下步骤：

***启动时，机器人处于0点位位置，工人在A工位上件后；

启动***，两套机器人同时从0点位运动至A工位，进行自动焊接作业，此时工人在B工位上件；

A工位作业完成后，两套机器人同时运动至0点位，等待B工位启动后，两套机器人同时运动至B工位进行自动焊接作业，此时工人至A工位下成品件和上毛坯件，如此循环。

两台机器人使用信号互锁功能，防止机器人***时碰撞。

以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种玉米收获还田机壳体焊接***，其特征在于，包括机器人悬挂机构、至少两台焊接机器人和至少两组平行设置的头尾架式变位机；

所述机器人悬挂机构上设有用于焊接机器人移动的导轨，所述头尾架式变位机上设有工件驱动机构，工件在头尾架式变位机上的移动方向与导轨方向垂直。

2.如权利要求1所述的玉米收获还田机壳体焊接***，其特征在于，所述机器人悬挂机构包括至少两条设有导轨的纵梁，每条纵梁上设有至少一台能够沿导轨滑动的焊接机器人。

3.如权利要求2所述的玉米收获还田机壳体焊接***，其特征在于，所述机器人悬挂机构包括两根固定在支撑件上的相互平行的横梁，所述纵梁分别与两个横梁垂直固定，且所述导轨设置在纵梁上的两横梁之间的位置。

4.如权利要求3所述的玉米收获还田机壳体焊接***，其特征在于，机器人悬挂机构底部的中间位置设有清枪剪丝喷硅油装置。

5.如权利要求4所述的玉米收获还田机壳体焊接***，其特征在于，所述清枪剪丝喷硅油装置的两侧设有升降式防弧光装置，且头尾架式变位机设置在升降式防弧光装置与同侧的横梁之间。

6.如权利要求1所述的玉米收获还田机壳体焊接***，其特征在于，所述头尾架式变位机包括安装在导轨座上的驱动端和从动端，导轨座通过线性导轨固定在底座上，且导轨座能够沿线性导轨移动。

7.如权利要求6所述的玉米收获还田机壳体焊接***，其特征在于，还包括变位机侧工装和工件侧工装，所述工件侧工装的一端与工件固定连接，另一端通过杆件与驱动端或从动端连接；

所述变位机侧工装包括用于放置工件的倒梯形导向槽，所述倒梯形导向槽上设有用于将工件侧工装固定在倒梯形导向槽内的压紧机构。

8.如权利要求7所述的玉米收获还田机壳体焊接***，其特征在于，所述变位机侧工装上设有用于与变位机固定连接的连接板。

9.如权利要求7所述的玉米收获还田机壳体焊接***，其特征在于，所述倒梯形导向槽的斜面与内底面的夹角为120度；

或者，底座上设有多个定位孔。

10.一种玉米收获还田机壳体焊接***的工作方法，其特征在于，利用权利要求1-9任一项所述的焊接***，包括以下步骤：

当导轨的第一端对应的第一工位上有待加工件且启动时，两台焊接机器人同时从导轨的中间位置移动至第一工位，进行自动焊接作业；

此时导轨的另一端对应的第二工位进行上件，第一工位作业完成后，两台焊接机器人同时运动至导轨的中间位置；

待第二工位启动后，两台焊接机器人同时运动至第二工位进行自动焊接作业；

此时导轨的第一端对应的第一工位下成品件，然后上待加工件；

循环上述过程。

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