CN116690035A - 一种物料自动焊接涂胶无人化生产线及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种物料自动焊接涂胶无人化生产线及加工方法，包括备货机构、自动取件柔性涂胶机构、第一焊接机构、上料AGV小车、下料AGV小车及第二焊接机构，所述上料AGV小车往返于所述备货机构与所述第一焊接机构之间，所述下料AGV小车往返于所述第一焊接机构与所述第二焊接机构之间；所述自动取件柔性涂胶机构包括涂胶机器人、自动取件柔性涂胶台、胶枪及视觉纠偏器，所述涂胶机器人设置在所述涂胶台的两侧，所述胶枪设置在所述涂胶机器人的末端，所述胶枪上设有所述视觉纠偏器。实现了从物料备货区到生产作业区，从物料转运、抓取、上件、生产作业、转运等全程都实现无人化生产，节省了人工成本的同时提升了生产线的加工效率。

Description

一种物料自动焊接涂胶无人化生产线及加工方法

技术领域

本发明属于车辆加工领域，尤其涉及一种物料自动焊接涂胶无人化生产线及加工方法。

背景技术

当前物料的转运都是需要人工进行来辅助进行转运，整个生产过程中零件的转运、取件、安装、涂胶、焊接等都离不开人员的参与，人员的需求多，工作简单且重复，等待时间长易造成人员浪费。同时人工涂胶、焊接易出现零件错漏装、涂胶质量低、漏焊等质量问题；而且零件的配置种类多、零件形状尺寸不一、自动上件设备投入高、场地占地面积大。针对以上各种复杂的情况，在整个生产过程的全场景无人化实施难度大、投资成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种物料自动焊接涂胶无人化生产线及加工方法，旨在解决现有的物料生产过程成本高，自动化水平低的问题。

本发明是这样实现的，一种物料自动焊接涂胶无人化生产线，包括备货机构、自动取件柔性涂胶机构、第一焊接机构、上料AGV小车、下料AGV小车及第二焊接机构，所述上料AGV小车往返于所述备货机构与所述第一焊接机构之间，所述下料AGV小车往返于所述第一焊接机构与所述第二焊接机构之间；所述自动取件柔性涂胶机构包括涂胶机器人、自动取件柔性涂胶台、胶枪及视觉纠偏器，所述涂胶机器人设置在所述自动取件柔性涂胶台的两侧，所述胶枪设置在所述涂胶机器人的末端，所述胶枪上设有所述视觉纠偏器。

本发明的进一步技术方案是：所述备货机构包括备货区、无人叉料小车及用于放置物料的若干个货架，若干个所述货架水平放置在备货区，所述无人叉料小车设于所述备货区内，用于转运所述货架至所述上料AGV小车。

本发明的进一步技术方案是：所述第一焊接机构包括第一上料位、转运机器人、第一定位台、第一焊接机器人及搬运机器人，所述第一上料位的一端与所述上料AGV小车对接，所述转运机器人设置在所述第一上料位的一侧，所述第一定位台设置在所述转运机器人的一侧，所述第一焊接机器人设置在所述第一定位台的两侧，所述第一焊接机器人的末端设有焊钳，所述搬运机器人设置在所述第一定位台的一端。

本发明的进一步技术方案是：所述转运机器人的末端与所述搬运机器人的末端均设有的吸盘抓手。

本发明的进一步技术方案是：所述第一焊接机构还包括第二定位台、螺柱焊机器人及下料位，所述第二定位台设置在所述第一上料位的另一侧，所述螺柱焊机器人设置在所述第二定位台的一侧，所述螺柱焊机器人的一侧设有所述下料位，所述下料位的一端与所述下料AGV小车对接。

本发明的进一步技术方案是：所述搬运机器人设置在所述自动取件柔性涂胶台的一端。

本发明的进一步技术方案是：所述第二焊接机构包括第二焊接机器人及第二上料位，所述第二焊接机器人位于所述第二上料位的一侧，所述第二上料位与所述下料AGV小车对接。

本发明的另一目的在于提供一种物料自动焊接涂胶无人化生产线的加工方法，包括以下步骤：

步骤S1：无人叉料小车在备货区中，将放置所需的物料的货架转移到上料AGV小车上，依照先前规划的路线从备货区移动到所述第一上料位，并与所述第一上料位的一端对接，将货架放置在第一上料位，上料AGV小车沿路线回到备货区；

步骤S2：将物料所需的组件放置在所述自动取组件柔性涂胶台上，涂胶机器人对组件进行涂胶操作；

步骤S3：转运机器人将所述第一上料位中的物料吸住并移动到第一定位台进行定位，搬运机器人将涂胶后的组件转移到所述第一定位台进行定位，并安装在物料的对应位置，第一焊接机器人对各组件进行焊接；

步骤S4：转运机器人将焊接完成的物料转移到第二定位台进行定位，螺柱焊机器人对物料进行螺柱焊接，随后螺柱焊机器人利用末端的吸盘抓手将物料转移到下料位；

步骤S5：下料AGV小车驮着完成焊接的物料依照先前规划的路线从下料位移动到第二上料位，通过第二上料位后移动到第二焊接机器人进行下一道焊接操作，下料AGV小车返回下料位。

本发明的进一步技术方案是：在所述步骤S2中，涂胶操作中所述视觉纠偏器对所述胶枪的动作轨迹进行视觉记录，如果与既定路线不同，则发送信号至所述胶枪进行纠正。

本发明的有益效果是：实现了从物料备货区到生产作业区，从物料转运、抓取、上件、生产作业、转运等全程都实现无人化生产，节省了人工成本的同时提升了生产线的加工效率。

附图说明

图1是本发明生产线的俯视图；

图2是本发明备货区的整体图；

图3是本发明涂胶机构及焊接机构的整体图

图4是本发明加工方法的流程图。

实施方式

附图标记：1-备货区，2-货架，3-上料AGV小车，4-下料AGV小车，5-第一上料位，6-下料位，7-第二上料位，8-第二焊接机器人，9-自动取组件柔性涂胶台，10-无人叉料小车，11-转运机器人，12-第一定位台，13-焊接机器人，14-搬运机器人，15-涂胶机器人，16-第二定位台，17-螺柱焊机器人。

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。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

图1-4示出了本发明提供的一种物料自动焊接涂胶无人化生产线，包括备货机构、自动取件柔性涂胶机构、第一焊接机构、上料AGV小车3、下料AGV小车4及第二焊接机构，所述上料AGV小车3往返于所述备货机构与所述第一焊接机构之间，所述下料AGV小车4往返于所述第一焊接机构与所述第二焊接机构之间；所述自动取件柔性涂胶机构包括涂胶机器人15、自动取件柔性涂胶台9、胶枪及视觉纠偏器，所述涂胶机器人15设置在所述自动取件柔性涂胶台9的两侧，所述胶枪设置在所述涂胶机器人15的末端，所述胶枪上设有所述视觉纠偏器。

优先地，所述备货机构包括备货区1、无人叉料小车10及用于放置物料的若干个货架2，若干个所述货架2水平放置在备货区1，所述无人叉料小车10设于所述备货区1内，用于转运所述货架2至所述上料AGV小车3。

优先地，所述第一焊接机构包括第一上料位5、转运机器人11、第一定位台12、第一焊接机器人13及搬运机器人14，所述第一上料位5的一端与所述上料AGV小车3对接，所述转运机器人11设置在所述第一上料位5的一侧，所述第一定位台12设置在所述转运机器人11的一侧，所述第一焊接机器人13设置在所述第一定位台12的两侧，所述第一焊接机器人13的末端设有焊钳，所述搬运机器人14设置在所述第一定位台12的一端。

优先地，所述转运机器人11的末端与所述搬运机器人14的末端均设有的吸盘抓手。

优先地，所述第一焊接机构还包括第二定位台16、螺柱焊机器人17及下料位6，所述第二定位台16设置在所述第一上料位5的另一侧，所述螺柱焊机器人17设置在所述第二定位台16的一侧，所述螺柱焊机器人17的一侧设有所述下料位6，所述下料位6的一端与所述下料AGV小车4对接。

优先地，所述搬运机器人14设置在所述自动取件柔性涂胶台9的一端。

优先地，所述第二焊接机构包括第二焊接机器人8及第二上料位7，所述第二焊接机器人8位于所述第二上料位7的一侧，所述第二上料位7与所述下料AGV小车4对接。

本发明还提供了一种物料自动焊接涂胶无人化生产线的加工方法，包括以下步骤：

步骤S1：无人叉料小车10在备货区1中，将放置所需的物料的货架2转移到上料AGV小车3上，依照先前规划的路线从备货区1移动到所述第一上料位5，并与所述第一上料位5的一端对接，将货架2放置在第一上料位5，上料AGV小车3沿路线回到备货区1；

步骤S2：将物料所需的组件放置在所述自动取组件柔性9上，涂胶机器人15对组件进行涂胶操作；

步骤S3：转运机器人11将所述第一上料位5中的物料吸住并移动到第一定位台12进行定位，搬运机器人14将涂胶后的组件转移到所述第一定位台12进行定位，并安装在物料的对应位置，第一焊接机器人13对各组件进行焊接；

步骤S4：转运机器人11将焊接完成的物料转移到第二定位台16进行定位，螺柱焊机器人17对物料进行螺柱焊接，随后螺柱焊机器人17利用末端的吸盘抓手将物料转移到下料位6；

步骤S5：下料AGV小车4驮着完成焊接的物料依照先前规划的路线从下料位6移动到第二上料位7，通过第二上料位7后移动到所述第二焊接机器人8进行下一道焊接操作，下料AGV小车4返回下料位6。

优先地，在所述步骤S2中，涂胶操作中所述视觉纠偏器对所述胶枪的动作轨迹进行视觉记录，如果与既定路线不同，则发送信号至所述胶枪进行纠正。

本发明提供了一种物料自动焊接涂胶无人化生产线及加工方法，实现了从物料备货区到生产作业区，从物料转运、抓取、上件、生产作业、转运等全程都实现无人化生产，节省了人工成本的同时提升了生产线的加工效率。

针对传统生产线在生产时存在的问题，开发了一种新型无人化柔性生产技术方案。物料通过所述无人叉料小车10从所述备货区1的所述货架2取物料后，在物料装件位装到物料所述上料AGV小车3上，通过集成了柔性托盘及料架的所述上料AGV小车3通过数字化***进行物料配送到分总成的所述第一上料位5处，再通过集成柔性抓手的所述转运机器人11将物料从柔性料框上进行取件放置到所述第一定位台12上。柔性分拣机构上实现不同车型多个零件的自动取件放置到所述自动取组件柔性涂胶台9上，由集成低成本柔性所述胶枪及视觉纠偏器的所述涂胶机器人15进行涂胶，涂胶完成后由集成了多自由度的柔性吸盘抓手的所述搬运机器人14将零件搬运到所述第一定位台12上，完成所有零件的安装后，由集成了柔性结构的所述焊钳的所述第一焊接机器人13实现了窄空间内X向和Z向的不同结构焊点的焊接，再由所述转运机器人11把零件搬运到所述第二定位台16，接着进行螺柱焊焊接，再由集成了螺柱焊接及搬运的所述螺柱焊机器人17进行分总成下件、堆垛、装框，由集成柔性托盘及料架的分总成的所述下料AGV小车4将分总成物料转运到所述第二上料位7处，通过所述第二焊接机器人8进行下一道工序的焊接操作，实现零件进入下一个区域进行生产。该新型无人化柔性生产技术方案实现了从物料备货区1到第一焊接区，再到第二焊接区，从物料转运、上件、涂胶、焊接都实现无人化生产。

以顶盖的加工为例，在CN201M\CN210M\CN220M三个车型顶盖分总成上，顶盖外板的物料从所述备货区1通过所述无人叉料小车10装载到所述上料AGV小车3，所述上料AGV小车3转运到顶盖分拼线旁，柔性分拣机构将顶盖横梁从料库上进行取件，放置到所述自动取组件柔性涂胶台9上，所述涂胶机器人15带着所述胶枪进行涂胶，涂胶完成后由所述视觉纠偏器进行2D视觉检查，再由集成多自由度柔性抓手一次性抓取多根顶盖横梁放置到所述第一定位台12上，通过顶盖外板柔性抓手搬运到所述第一定位台12上，由集成新型结构柔性焊钳的所述第一焊接机器人13实现窄空间内Z方向和X方向的焊接。焊接完成后，由集成螺柱焊枪和物料搬运的多工艺并行物料搬运方案的所述第二焊接机器人17进行顶盖焊合件的搬运、装框，再由所述下料AGV小车4将顶盖焊合件输送到总拼的上件工位。从冲压物料的库房、转运、涂胶、装件、焊接、搬运都实现无人化的生产。

该技术方案由无人叉车、移动机器人AGV、焊接机器人、搬运机器人、协作机器人、螺柱焊接机器人、柔性机构、柔性工装、视觉、数字化***等多设备集成交互的生产技术方案，实现不同车型的物料配送、转运、装件、涂胶、焊接等全工艺过程的无人化、柔性化；由移动机器人AGV、柔性托盘、柔性料架、柔性定位装置、数字化信息***组成，从物料区卸货、配送到生产工位进入上料位、物料切换，实现了物料供给的无人化物流；由机器人、柔性料架、柔性定位装置、柔性分拣机构、柔性定位拼台、多自由度的柔性抓手、视觉纠偏技术等组成，实现了外观件以及内板焊接件的取件、普通料框和堆垛料框的取件、同时对多种零件同时抓取&定位、不同车型柔性时自动切换的功能要求，实现了物料取件&定位的无人化；由协作机器人、手工涂胶***、柔性涂胶胶枪、柔性涂胶台、2D视觉检查***组成，解决了多机器人布置导致的场地、成本问题、同时降低采用自动涂胶***的成本、辅以视觉检查保障涂胶的一致性，实现不同零件涂胶的无人化；由机器人、新型结构柔性焊钳组成，实现窄空间内Z方向和X方向的焊接；由机器人、螺柱焊枪、轻便型柔性端拾器组成，端拾器和螺柱焊枪集成在同一台机器人上，通过不同的姿态实现焊接加搬运的功能需求，实现零件搬运的无人化和精益化。

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，凡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 (9)

1.一种物料自动焊接涂胶无人化生产线，其特征在于，包括备货机构、自动取件柔性涂胶机构、第一焊接机构、上料AGV小车、下料AGV小车及第二焊接机构，所述上料AGV小车往返于所述备货机构与所述第一焊接机构之间，所述下料AGV小车往返于所述第一焊接机构与所述第二焊接机构之间；所述自动取件柔性涂胶机构包括涂胶机器人、自动取件柔性涂胶台、胶枪及视觉纠偏器，所述涂胶机器人设置在所述自动取件柔性涂胶台的两侧，所述胶枪设置在所述涂胶机器人的末端，所述胶枪上设有所述视觉纠偏器。

2.根据权利要求1所述的一种物料自动焊接涂胶无人化生产线，其特征在于，所述备货机构包括备货区、无人叉料小车及用于放置物料的若干个货架，若干个所述货架水平放置在备货区，所述无人叉料小车设于所述备货区内，用于转运所述货架至所述上料AGV小车。

3.根据权利要求2所述的一种物料自动焊接涂胶无人化生产线，其特征在于，所述第一焊接机构包括第一上料位、转运机器人、第一定位台、第一焊接机器人及搬运机器人，所述第一上料位的一端与所述上料AGV小车对接，所述转运机器人设置在所述第一上料位的一侧，所述第一定位台设置在所述转运机器人的一侧，所述第一焊接机器人设置在所述第一定位台的两侧，所述第一焊接机器人的末端设有焊钳，所述搬运机器人设置在所述第一定位台的一端。

4.根据权利要求3所述的一种物料自动焊接涂胶无人化生产线，其特征在于，所述转运机器人的末端与所述搬运机器人的末端均设有的吸盘抓手。

5.根据权利要求3所述的一种物料自动焊接涂胶无人化生产线，其特征在于，所述第一焊接机构还包括第二定位台、螺柱焊机器人及下料位，所述第二定位台设置在所述第一上料位的另一侧，所述螺柱焊机器人设置在所述第二定位台的一侧，所述螺柱焊机器人的一侧设有所述下料位，所述下料位的一端与所述下料AGV小车对接。

6.根据权利要求5所述的一种物料自动焊接涂胶无人化生产线，其特征在于，所述搬运机器人设置在所述自动取件柔性涂胶台的一端。

7.根据权利要求6所述的一种物料自动焊接涂胶无人化生产线，其特征在于，所述第二焊接机构包括第二焊接机器人及第二上料位，所述第二焊接机器人位于所述第二上料位的一侧，所述第二上料位与所述下料AGV小车对接。

8.一种权利要求1-7所述的物料自动焊接涂胶无人化生产线的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：无人叉料小车在备货区中，将放置所需的物料的货架转移到上料AGV小车上，依照先前规划的路线从备货区移动到所述第一上料位，并与所述第一上料位的一端对接，将货架放置在第一上料位，上料AGV小车沿路线回到备货区；

步骤S2：将物料所需的组件放置在所述自动取组件柔性涂胶台上，涂胶机器人对组件进行涂胶操作；

步骤S3：转运机器人将所述第一上料位中的物料吸住并移动到第一定位台进行定位，搬运机器人将涂胶后的组件转移到所述第一定位台进行定位，并安装在物料的对应位置，第一焊接机器人对各组件进行焊接；

步骤S4：转运机器人将焊接完成的物料转移到第二定位台进行定位，螺柱焊机器人对物料进行螺柱焊接，随后螺柱焊机器人利用末端的吸盘抓手将物料转移到下料位；

步骤S5：下料AGV小车驮着完成焊接的物料依照先前规划的路线从下料位移动到第二上料位，通过第二上料位后移动到第二焊接机器人进行下一道焊接操作，下料AGV小车返回下料位。

9.根据权利要求8所述的一种物料自动焊接涂胶无人化生产线的加工方法，其特征在于，在所述步骤S2中，涂胶操作中所述视觉纠偏器对所述胶枪的动作轨迹进行视觉记录，如果与既定路线不同，则发送信号至所述胶枪进行纠正。