CN113894467B - 一种用于地轨的双工位自动焊接*** - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于地轨的双工位自动焊接***，包括：沿第一方向依次设置的装配工装架、缓存工装架、L型双回转变位机和焊接移动轨道，还包括自动运送升降车、两个自动焊接装置和沿第二方向延伸设置的两个焊接工装夹具，装配工装架的两个装配工作平台和缓存工装架的两个缓存工作平台，各自均对称地分立在自动运送升降车两侧，且装配工作平台低于缓存工作平台，L型双回转变位机包括可主动驱动的机头和从动运行的尾座，自动运送升降车包括沿第一方向延伸的运送轨道和液压升降小车，两套自动焊接装置可移动地设在沿第二方向延伸的焊接移动轨道上。本发明实现了地轨焊接的自动化，提高了生产效率，改善了劳动强度，提高了焊接的质量和产量。

Description

一种用于地轨的双工位自动焊接***

技术领域

本发明属于自动化焊接技术领域，尤其涉及一种用于地轨的双工位自动焊接***。

背景技术

焊接就是将两个分离的金属接头通过加热熔化、或同时加压、或填充金属、或不填金属使之结合成为整体的金属加工工艺。和铆接与螺栓连接相比，焊接接头具有结构简单，接头强度大，致密性好，节省金属，生产率高及成本较低等优点。因此焊接在各个行业都得到广泛应用。

目前公司在制作机器人行走地轨时，人工焊接劳动强度较大，长时间处于高温及强光环境下，易导致焊工焊接过程不稳定，质量难以保证，焊接质量依赖焊工的焊接技巧和经验，焊接一致性较差，再加上地轨体积过大，不易翻转，需要焊接的焊缝数量很多，易造成漏焊的情况，焊接效率难以提升，加工订单难以按时完成。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种用于地轨的双工位自动焊接***，用以解决焊接机器人行走地轨时，劳动强度大、效率低和焊接质量差的问题。

本发明提供一种用于地轨的双工位自动焊接***，包括：沿第一方向依次排列设置的装配工装架、缓存工装架、L型双回转变位机和焊接移动轨道，还包括两个焊接工装夹具、自动运送升降车和两个自动焊接装置，两个焊接工装夹具沿第二方向延伸设置，用于固定和装夹地轨，第一方向垂直于第二方向，装配工装架包括两个装配工作平台，对称地分立在自动运送升降车两侧，用于在装配时架设焊接工装夹具和地轨，缓存工装架包括两个缓存工作平台，对称地分立在自动运送升降车两侧，用于在缓存时架设焊接工装夹具和地轨，装配工作平台的高度位置低于缓存工作平台的高度位置，L型双回转变位机包括可主动驱动的机头和从动运行的尾座，用于在焊接时共同固定及翻转焊接工装夹具和地轨，自动运送升降车包括沿第一方向延伸的运送轨道和液压升降小车，用于在装配工装架、缓存工装架和L型双回转变位机之间，运送及升降焊接工装夹具和地轨，焊接移动轨道沿第二方向延伸设置，两套自动焊接装置沿第二方向可移动地设置在焊接移动轨道上。

可选的，位于同侧的装配工作平台的底架和缓存工作平台的底架相互连接。

可选的，缓存工作平台的高度位置高于焊接工装夹具及地轨在装配完成时的最高高度位置。

可选的，机头和尾座之间具有可调的间距。

可选的，机头和尾座均包括压装机构，用于在固定位置自动夹紧和松开焊接工装夹具及地轨。

可选的，运送轨道上包括多个光电式接近开关，分别设置在运送轨道上靠近装配工装架、缓存工装架和L型双回转变位机的位置。

可选的，液压升降小车的升降具有最高限位和最低限位，最高限位高于缓存工作平台的高度位置，最低限位低于装配工作平台的高度位置。

可选的，自动焊接装置包括自动焊枪、ABB机器人、送丝机和清枪台，自动焊枪连接ABB机器人并且正对焊接工装夹具，自动焊枪连接送丝机并由送丝机供丝，自动焊枪的旁边安装有清枪台。

优选的，双工位自动焊接***还包括控制柜，控制柜分别与ABB机器人、L型双回转变位机、自动运送升降车和自动焊枪通信连接，用于共同配合完成地轨的自动化焊接。

优选的，双工位自动焊接***还包括电气控制***，电气控制***包括PLC主控单元和触摸显示屏，PLC主控单元分别为自动焊枪、ABB机器人、L型双回转变位机和自动运送升降车提供独立的电源，触摸显示屏用于实时显示各个电源参数，还用于向PLC主控单元手动输入电源参数。

与现有技术相比，本发明利用工业自动化的优势，采用市面上成熟的ABB机器人，对各装置进行合理安排，组建出一套自有的双工位成品焊接***，提高了生产效率，改善了劳动强度，提高了焊接的产品质量和产量，保证了产品的一致性，此外焊接时间可控，方便进行排产，另外后续可以通过制作工装及修改程序，便可以调整焊接产品，实现柔性化、批量化的焊接加工。

附图说明

图1为本发明一实施例的用于地轨的双工位自动焊接***于一视角的结构示意图；

图2为本发明一实施例的用于地轨的双工位自动焊接***于另一视角的结构示意图；

图3为图2中A处的局部放大示意图；

图4为本发明一实施例的用于地轨的双工位自动焊接***于又一视角的结构示意图。

具体实施方式

为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

请参照图1、图2和图3，一种用于地轨的双工位自动焊接***100，包括：沿第一方向X依次排列设置的装配工装架1、缓存工装架2、L型双回转变位机3和焊接移动轨道4，还包括两个焊接工装夹具5、自动运送升降车6和两个自动焊接装置7。两个焊接工装夹具5和缓存工装架2的设置便于做焊接的提前准备，提高生产效率，其中装夹地轨后的两个焊接工装夹具5定义为A工装和B工装。

焊接工装夹具5沿第二方向Y延伸设置，用于固定和装夹地轨，第一方向X垂直于第二方向Y。两个焊接工装夹具5在装配工装架1、缓存工装架2和L型双回转变位机3之间交替使用。

装配工装架1包括两个装配工作平台11，对称地分立在自动运送升降车6两侧，用于在装配时架设焊接工装夹具5和地轨。

缓存工装架2包括两个缓存工作平台21，对称地分立在自动运送升降车6两侧，用于在缓存时架设焊接工装夹具5和地轨，装配工作平台11的高度位置低于缓存工作平台21的高度位置。这样的高度设置可避免多次升降，简化自动运送升降车6的运行流程。

L型双回转变位机3包括可主动驱动的机头31和从动运行的尾座32，用于在焊接时共同固定及翻转焊接工装夹具5和地轨。

自动运送升降车6包括沿第一方向X延伸的运送轨道61和液压升降小车62，用于在装配工装架1、缓存工装架2和L型双回转变位机3之间，运送及升降焊接工装夹具5和地轨。

焊接移动轨道6沿第二方向Y延伸设置。

两套自动焊接装置7沿第二方向Y可移动地设置在焊接移动轨道6上。这样的双工位设置可提高加工效率。

可选的，位于同侧的装配工作平台11的底架和缓存工作平台21的底架相互连接。这样连体设置可以提高装配工作平台11和缓存工作平台21的稳定性，不易倾倒。

可选的，缓存工作平台21的高度位置高于焊接工装夹具5及地轨在装配完成时的最高高度位置。这样的高度设置，便于液压升降小车62从缓存工装架2回到装配工作架1时，无需再进行升降，简化了生产运行流程，提高了生产效率。

可选的，机头31和尾座32之间具有可调的间距。这样的设置可以适应不同长度规格的地轨加工，实现生产的多样性。

可选的，机头31和尾座32分别包括压装机构，用于在固定位置自动夹紧和松开焊接工装夹具5及地轨。设置这样的自动压装机构便于提高整个生产的自动化程度，提高生产的稳定性。自动压紧的压装机构，可以采用电机正反转带动丝杆转动，使安装在丝杆上的左右插销相反方向移动，实现固定位置的夹紧与松开，并通过感应器检查夹紧是否到位，保证前后工装位置的一致性。

可选的，运送轨道61上包括多个光电式接近开关，分别设置在运送轨道61上靠近装配工装架1、缓存工装架2和L型双回转变位机3的位置。这样设置可以辅助液压升降小车62实现精准停靠，提高整个***运行的稳定性。

可选的，液压升降小车62的升降具有最高限位和最低限位，最高限位高于缓存工作平台21的高度位置，最低限位低于装配工作平台11的高度位置。

可选的，自动焊接装置7包括自动焊枪71、ABB机器人72、送丝机和清枪台，自动焊枪连接ABB机器人72并且正对焊接工装夹具5，自动焊枪71连接送丝机并由送丝机供丝，自动焊枪71的旁边安装有清枪台。自动焊枪71采用福尼斯焊机TPS40，实现焊接工作。送丝机与福尼斯焊机TPS40组合，在焊接过程中，不断的进行送丝，保证焊接的可持续性。另外ABB机器人72与福尼斯焊机TPS40组合，实现任意摆动。清枪台包括自动清枪剪丝器，用于清理焊枪上的大额飞溅物，消除影响焊接效果的因素。

优选的，还包括控制柜8，控制柜8分别与ABB机器人72、L型双回转变位机3、自动运送升降车6和自动焊枪71通信连接，用于共同配合完成地轨的自动化焊接。

优选的，还包括电气控制***，电气控制***包括PLC主控单元和触摸显示屏，PLC主控单元分别为自动焊枪71、ABB机器人72、L型双回转变位机3和自动运送升降车6提供独立的电源，触摸显示屏用于实时显示电源参数和向PLC主控单元手动输入电源参数。其中，电气控制***采用西门子PLC机为主控单元，配套伏能仕焊接电源和ABB机器人，控制***所有状态及开关量的输入直接进入PLC程序控制器入口，输出直接驱动焊接电源的控制、转台转动等功能，PLC可编程控制器、调速、显示各部分采用各自的电源，相互之间完全隔离，控制器精度明显提高。触摸显示屏主要监控各个位置信号。

本发明一实施例的工作原理如下：

正常生产过程中，当A工装安装完毕，运行到装配工装架1（即装配位）处的液压升降小车62上升到最高限位，顶起A工装，接着液压升降小车62前进到缓存工装架2（即缓存位）处并下降到最低限位，将A工装放置在缓存工装架2，然后液压升降小车62继续沿第一方向X前进至L型双回转变位机3（即焊接位）处并上升至最高限位，顶起焊接已完成的B工装，随后液压升降小车62后退至离开L型双回转变位机3，此时液压升降小车62开始下降至低于缓存工作平台21且高于装配工作台11的高度位置后，从缓存工作平台21下方穿过到达装配工装架1处，液压升降小车62下降至最低限位，放下B工装至装配工装架1后，液压升降小车62前进至缓存工装架2并上升到最高限位顶起A工装，液压升降小车62继续前进至L型双回转变位机3处并下降至最低限位，放下A工装，接着液压升降小车62开始后退至装配工装架1，等待下一个工装安装完成后继续按上述原理运行。

本发明的一种用于地轨的双工位自动焊接***，利用工业自动化的优势，采用市面上成熟的ABB机器人，对各装置进行合理安排，组建出一套自有的双工位成品焊接***，提高了生产效率，改善了劳动强度，提高了焊接的产品质量和产量，保证了产品的一致性，此外焊接时间可控，方便进行排产，另外后续可以通过制作工装及修改程序，便可以调整焊接产品，实现柔性化、批量化的焊接加工。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。

Claims (8)

1.一种用于地轨的双工位自动焊接***，其特征在于，包括：沿第一方向依次排列设置的装配工装架、缓存工装架、L型双回转变位机和焊接移动轨道，还包括两个焊接工装夹具、自动运送升降车和两个自动焊接装置；

该两个焊接工装夹具沿第二方向延伸设置，用于固定和装夹地轨，该第一方向垂直于该第二方向，装夹地轨的两个焊接工装夹具分别定义为A工装和B工装；

该装配工装架包括两个装配工作平台，对称地分立在该自动运送升降车两侧，用于在装配时架设该焊接工装夹具和地轨；

该缓存工装架包括两个缓存工作平台，对称地分立在该自动运送升降车两侧，用于在缓存时架设该焊接工装夹具和地轨，该装配工作平台的高度位置低于该缓存工作平台的高度位置，且该缓存工作平台的高度位置高于该焊接工装夹具在该装配工作平台上安装上地轨后的最高高度位置；

该L型双回转变位机包括可主动驱动的机头和从动运行的尾座，用于在焊接时共同固定及翻转该焊接工装夹具和地轨；

该自动运送升降车包括沿该第一方向延伸的运送轨道和液压升降小车，用于在该装配工装架、该缓存工装架和该L型双回转变位机之间，运送及升降该焊接工装夹具和地轨，该液压升降小车的升降具有最高限位和最低限位，该最高限位高于该缓存工作平台的高度位置，该最低限位低于该装配工作平台的高度位置；

该焊接移动轨道沿该第二方向延伸设置；

该两套自动焊接装置沿第二方向可移动地设置在该焊接移动轨道上；

其中用于地轨的双工位自动焊接***的焊接工艺如下：

S1:待焊接的地轨工件经该A工装安装完毕，该液压升降小车运行到该装配工装架处并上升到该最高限位，顶起该A工装；

S2：液压升降小车将安装有待焊接的地轨工件的A工装沿焊接移动轨道运送至L型双回转变位机位置，并下降至该最低限位，放下该A工装将A工装放在L型双回转变位机上，自动焊接装置开始对待焊接地轨工件进行焊接；

S3：液压升降小车后退离开该L型双回转变位机，此时该液压升降小车开始下降至低于该缓存工作平台且高于该装配工作台的高度位置后，从该缓存工作平台下方穿过到达该装配工装架处，该液压升降小车下降至该最低限位；

S4：待焊接的下一个地轨工件经该B工装安装完毕，该液压升降小车运行到该装配工装架处并上升到该最高限位，顶起该B工装；

S5：该液压升降小车前进到该缓存工装架处并下降到该最低限位，将该B工装放置在该缓存工装架；

S6：L型双回转变位机上的A工装上的待焊接地轨工件焊接完毕，液压升降小车沿该第一方向前进至该L型双回转变位机处并上升至该最高限位，顶起焊接已完成的A工装，随后该液压升降小车后退至离开该L型双回转变位机，此时该液压升降小车开始下降至低于该缓存工作平台且高于该装配工作台的高度位置后，从该缓存工作平台下方穿过到达该装配工装架处，该液压升降小车下降至该最低限位，放下该A工装至该装配工装架；

S7:液压升降小车前进至该缓存工装架并上升到该最高限位顶起该B工装，该液压升降小车继续前进至该L型双回转变位机处并下降至该最低限位，放下该B工装；放下该B工装将B工装放在L型双回转变位机上，自动焊接装置开始对待焊接地轨工件进行焊接；

S8:液压升降小车后退至该装配工装架，待下一个工装安装完成后继续按上述步骤循环运行。

2.如权利要求1所述的一种用于地轨的双工位自动焊接***，其特征在于，位于同侧的该装配工作平台的底架和该缓存工作平台的底架相互连接。

3.如权利要求1所述的一种用于地轨的双工位自动焊接***，其特征在于，该机头和尾座之间具有可调的间距。

4.如权利要求1所述的一种用于地轨的双工位自动焊接***，其特征在于，该机头和尾座均包括压装机构，用于在固定位置自动夹紧和松开该焊接工装夹具及地轨。

5.如权利要求1所述的一种用于地轨的双工位自动焊接***，其特征在于，该运送轨道上包括多个光电式接近开关，分别设置在该运送轨道上靠近该装配工装架、该缓存工装架和该L型双回转变位机的位置。

6.如权利要求1所述的一种用于地轨的双工位自动焊接***，其特征在于，该自动焊接装置包括自动焊枪、ABB机器人、送丝机和清枪台，该自动焊枪连接该ABB机器人并且正对该焊接工装夹具，该自动焊枪连接该送丝机并由该送丝机供丝，该自动焊枪的旁边安装有该清枪台。

7.如权利要求6所述的一种用于地轨的双工位自动焊接***，其特征在于，还包括控制柜，该控制柜分别与该ABB机器人、该L型双回转变位机、该自动运送升降车和该自动焊枪通信连接，用于共同配合完成地轨的自动化焊接。

8.如权利要求6所述的一种用于地轨的双工位自动焊接***，其特征在于，还包括电气控制***，该电气控制***包括PLC主控单元和触摸显示屏，该PLC主控单元分别为该自动焊枪、该ABB机器人、该L型双回转变位机和该自动运送升降车提供独立的电源，该触摸显示屏用于实时显示各个电源参数，还用于向该PLC主控单元手动输入电源参数。

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