CN207057844U - 一种齿轮焊接生产线 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种齿轮焊接生产线，包括龙门架和集成操作台，龙门架下方设置有与集成操作台电连接的齿轮上料工作站、齿轮拼装工作站、成品齿轮下料站和齿轮焊接工作站，龙门架上设置有第一机械手和第二机械手，第一机械手在齿轮上料工作站和齿轮拼装工作站之间滑动，第二机械手在齿轮拼装工作站、齿轮焊接工作站、齿轮下料站之间滑动，齿轮上料工作站、齿轮拼装工作站、成品齿轮下料站和齿轮焊接工作站均采用可旋转的分度圆盘结构，分度圆盘上具有至少两组齿轮固定位。该齿轮焊接生产线的工艺流程简单，全程采用自动化控制，极大程度上提高了齿轮焊接的生产效率，同时降低制造成本，而且该生产线的各工作站高度集成，占地面积小，节约资源。

Description

一种齿轮焊接生产线

技术领域

本实用新型属于汽车齿轮加工制造技术领域，具体涉及一种齿轮焊接生产线。

背景技术

在汽车生产制造中，齿轮是极其重要的基础传动部件,直接影响着汽车的传动平稳性、传动噪声大小等等多个方面的性能。近年来国内新增汽车量均超过2300万辆/年，每辆车中使用的齿轮数为18-32个，因此齿轮的生产效率及质量极大程度上影响着的国民经济。

随着激光技术的发展，越来越多的齿轮焊接工艺采用激光技术以获得更高的焊接质量，然目前的激光焊接工艺流程中，人力是主要劳动力输出，包括齿轮拼装、齿轮上料等环节多采用手工完成，自动化程度低，限制了齿轮的生产效率，同时无法降低制造成本，在一定程度上限制了我国汽车甚至机动车行业的发展。

因此，开发出一条完整的齿轮焊接自动化生产线，将显著提升齿轮生产效率、生产质量，同时降低制造成本。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有齿轮焊接工艺自动化程度低，限制了齿轮的生产效率的问题。

为此，本实用新型实施例提供了一种齿轮焊接生产线，包括龙门架和集成操作台，所述龙门架下方设置有与所述集成操作台电连接的齿轮上料工作站、齿轮拼装工作站、成品齿轮下料站、齿轮焊接工作站，所述龙门架上通过第一滑轨和第二滑轨分别滑动设置有第一机械手和第二机械手，所述第一滑轨设置在所述齿轮上料工作站和齿轮拼装工作站之间，所述第二滑轨分为两段，一段位于所述齿轮拼装工作站和齿轮焊接工作站之间，另一端位于所述成品齿轮下料站和齿轮焊接工作站之间，所述齿轮上料工作站、齿轮拼装工作站、成品齿轮下料站和齿轮焊接工作站均采用可旋转的分度圆盘结构，所述分度圆盘上具有至少两组齿轮固定位。

进一步的，上述齿轮焊接生产线还包括自动清洗工作站，所述自动清洗工作站包括激光清洗机和第一零件落料滚槽体，所述激光清洗机与集成操作台电连接，所述第一零件落料滚槽体设置在靠近齿轮上料工作站一侧。

进一步的，所述第一零件落料滚槽体的入口处设置有正位机构。

进一步的，所述齿轮上料工作站包括上料工作台和零件提升组件，所述上料工作台上设有可旋转的分度圆盘，所述零件提升组件设置在上料工作台上。

进一步的，所述齿轮上料工作站的零件提升组件上设置有用于检测上料工作台上齿轮有无的摄像头。

进一步的，所述齿轮拼装工作站包括拼装工作台、Z轴压装组件和X/Z轴搬运组件，所述齿轮拼装工作站的可旋转的分度圆盘设置在拼装工作台上，所述Z轴压装组件和X/Z轴搬运组件设置在拼装工作台的正上方，所述Z轴压装组件上设置有用于检测齿轮质量的传感器。

进一步的，所述齿轮拼装工作站还包括第二零件落料滚槽体，所述第二零件落料滚槽体设置在靠近成品齿轮下料站一侧。

进一步的，所述齿轮焊接工作站包括工作站框架、焊接工作台、夹具组件、焊接头组件和焊缝跟踪检测组件，所述齿轮焊接工作站的可旋转的分度圆盘有两个，设置在焊接工作台上，所述夹具组件设置在焊接工作台下方，所述焊接头组件和和焊缝跟踪检测组件均设置在工作站框架上，且与所述集成操作台电连接。

进一步的，所述第一机械手底端端部设置至少一组卡爪组件，每组卡爪组件包含至少两个三爪卡爪，所述第二机械手底端端部设置至少一组卡爪组件，每组卡爪组件包含至少一个三爪卡爪。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

(1)本实用新型提供的这种齿轮焊接生产线通过第一机械手和第二机械手实现齿轮在清洗、拼装、焊接、下料工位之间的自动转移，同时通过采用可旋转的分度圆盘结构实现齿轮的连续拼装、焊接等工艺，全程采用自动化控制，平均完成一组齿轮拼装焊接的时间不超过24s，整条生产线操作工人需求不超过3个，极大程度上提高了齿轮焊接的生产效率，同时降低制造成本。

(2)本实用新型提供的这种齿轮焊接生产线通过设置自动清洗工作站可去除齿轮表面氧化层或灰尘等杂质，从而提高齿轮在拼装、焊接过程中的精度及质量。

(3)本实用新型提供的这种齿轮焊接生产线通过设置齿轮上料工作站可进行齿轮散件存储，有效避免因清洗设备停工而造成生产线停工，为生产效率提供保障。

以下将结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

附图说明

图1是本实用新型齿轮焊接生产线的工位布置示意图；

图2是本实用新型齿轮焊接生产线的结构示意图；

图3是本实用新型齿轮焊接生产线中齿轮拼装工作站的结构示意图；

图4是本实用新型齿轮焊接生产线中压头的结构示意图；

图5是本实用新型齿轮焊接生产线中齿轮焊接工作站的夹具组件结构示意图。

附图标记说明：1、自动清洗工作站；2、齿轮上料工作站；3、齿轮拼装工作站；4、成品齿轮下料站；5、齿轮焊接工作站；6、龙门架；7、集成操作台；8、安全防护装置；9、***设备区；101、激光清洗机；102、第一零件落料滚槽体；201、零件提升组件；202、固定工作台；301、拼装工作台；302、第二零件落料滚槽体；303、第一Z轴直线导轨；304、压头；305、压头安装支架；306、X/Z轴搬运组件；307、第二Z轴直线导轨；308、X轴直线导轨；309、气动抓手；310、内层压块；311、中间压环；312、外层压环；313、气动卡爪；314、挡块；315、弹簧；501、工作站框架；502、焊接工作台；503、T型底座；504、第三Z轴直线导轨；505、卡爪；506、箱体；507、减速机；508、顶升气缸；601、第一机械手；602、第二机械手；7、集成操作台；8、安全防护机构；9、***设备放置区。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1和图2所示，本实施例提供了一种齿轮焊接生产线，包括龙门架6和集成操作台7，所述龙门架6下方设置有与所述集成操作台7电连接的齿轮上料工作站2、齿轮拼装工作站3、成品齿轮下料站4、齿轮焊接工作站5，所述龙门架6上通过第一滑轨和第二滑轨分别滑动设置有第一机械手601和第二机械手602，所述第一滑轨设置在所述齿轮上料工作站2和齿轮拼装工作站3之间，所述第二滑轨分为两段，一段位于所述齿轮拼装工作站3和齿轮焊接工作站5之间，另一端位于所述成品齿轮下料站4和齿轮焊接工作站5之间，所述齿轮上料工作站2、齿轮拼装工作站3、成品齿轮下料站4和齿轮焊接工作站5均采用可旋转的分度圆盘结构，所述分度圆盘上具有至少两组齿轮固定位。将所需焊接的齿轮零件放置齿轮上料工作站2的可旋转的分度圆盘上进行存料，第一机械手601启动沿龙门架6上第一滑轨移动将齿轮零件由齿轮上料工作站2搬运至齿轮拼装工作站3的可旋转的分度圆盘上，可旋转的分度圆盘携齿轮旋转至齿轮拼装工作站3的拼装工位进行拼装，齿轮拼装完成后，可旋转的分度圆盘携拼装好的齿轮旋转离开拼装工位，第二机械手602启动将拼装后的齿轮搬运至齿轮焊接工作站5的可旋转的分度圆盘上，可旋转的分度圆盘携拼装好的齿轮旋转至齿轮焊接工作站5的焊接工位进行焊接，焊接完成后可旋转的分度圆盘携焊接好的齿轮旋转离开焊接工位，同时第二机械手602将焊接好的齿轮搬运至成品齿轮下料站4的可旋转的分度圆盘上进行存料；而为了方便第一机械手601和第二机械手602的取料，优选的将所述齿轮拼装工作站3、成品齿轮下料站4、齿轮焊接工作站5的工作工位设置在一条直线上，与龙门架6的横梁即X轴平行，且成品齿轮下料站4位于齿轮拼装工作站3和齿轮焊接工作站5之间。本实施例中的各工作站及机械手的操作均通过集成操作台7进行自动化操作，无需人工搬运、拼装、焊接，自动化程度高，整条生产线操作工人需求不超过3个，极大程度上提高了齿轮焊接的生产效率，同时降低制造成本。

细化的实施方式，如图2所示，本实施例的齿轮焊接生产线还包括自动清洗工作站1，自动清洗工作站1位于齿轮上料工作站之前，将所需焊接的齿轮零件先导入自动清洗工作站1中进行清洗，去除齿轮表面氧化层或灰尘等杂质，从而提高齿轮在后续拼装、焊接过程中的精度及质量，所述自动清洗工作站1包括激光清洗机101和第一零件落料滚槽体102，所述激光清洗机101与集成操作台7电连接，所述第一零件落料滚槽体102设置在靠近齿轮拼装工作站3一侧，所需焊接的齿轮在激光清洗机101内进行激光清洗，去除齿轮表面氧化层或灰尘等杂质，清洗完成后齿轮自动进入第一零件落料滚槽体102内；具体的，所述第一零件落料滚槽体102为倾斜放置的槽状结构，其底部由放置于地面的支架支撑，第一零件落料滚槽体102的槽底设置滚轮，用于输送清洗完成后的齿轮，所述第一零件落料滚槽体102倾斜较高的一端靠近清洗工作站1的零件出口。而为了便于第一机械手601从第一零件落料滚槽体102取料，所述第一零件落料滚槽体102的入口处设置有正位机构，具体的，所述正位机构包含一个摇臂，摇臂贴近第一零件落料滚槽体102底部的滚轮设置，摇臂下端连接电机，工作时，摇臂在第一零件落料滚槽体102入口间歇摆动，将落入第一零件落料滚槽体102内的齿轮由同一位置逐一运出。

如图3所示，所述齿轮拼装工作站3包括拼装工作台301、Z轴压装组件和X/Z轴搬运组件306，所述齿轮拼装工作站3的可旋转的分度圆盘设置在拼装工作台301上，所述Z轴压装组件和X/Z轴搬运组件306设置在拼装工作台301上方，所述Z轴压装组件上设置有用于检测齿轮质量的传感器。清洗完成的齿轮经第一机械手601搬运至拼装工作台301上的可旋转的分度圆盘上，可旋转的分度圆盘携齿轮旋转至Z轴压装组件下方，Z轴压装组件上的传感器检测齿轮质量合格后，X/Z轴搬运组件306将可旋转的分度圆盘上的拼装齿轮放置在待拼装齿轮上，Z轴压装组件下压，将两个齿轮压紧，最后可旋转的分度圆盘旋转，进行下一组拼装。

具体的，所述Z轴压装组件包括压头304、第一Z轴直线导轨303和压头安装支架305，所述第一Z轴直线导轨303安装在拼装工作台301上，所述压头安装支架305通过滑块滑动安装在第一Z轴直线导轨303上，所述压头304安装在压头安装支架305上，且压头304与所述拼装工作台301垂直正对设置；进一步的，如图4所示，所述压头304包括由外到内依次同轴设置的外层压环312、中间压环311和内层压块310，所述内层压块310上方设置有顶板，所述顶板与外层压环312连接，所述顶板与内层压块310之间沿内层压块310的轴向连接有弹簧315，所述中间压环311和内层压块310之间设置有挡块314，挡块314设置在外层压环312内，挡块314的上端固定在顶板上，外层压环312、顶板和挡块314三者的竖直截面构成三个连续的拱门型结构，所述中间压环311设置在外侧拱门内，优选中间压环311的长度等于外层压环312的竖直边的长度，内层压块310设置在中间拱门内，所述中间压环311和内层压块310沿挡块314轴向滑动连接在挡块314上，中间压环311和内层压块310可分别沿挡块314的外侧和内侧做升降运动，所述外层压环312上沿其径向开设有压槽，所述压槽内沿径向滑动设置有气动卡爪313，气动卡爪313可以向内夹紧，亦可向外松开，所述气动卡爪313向内夹紧时穿过压槽夹紧挡块314外侧，且气动卡爪313与中间压环311上端部相接触，抵住中间压环311。所述X/Z轴搬运组件306包括X轴直线导轨308、第二Z轴直线导轨307和气动抓手309，所述X轴直线导轨308固定设置在拼装工作台301上，所述第二Z轴直线导轨307通过滑块滑动连接在X轴直线导轨308上，所述气动抓手309滑动连接在第二Z轴直线导轨307上，气动抓手309可沿第二Z轴直线导轨307移动从而实现Z轴向升降动作，通过第二Z轴直线导轨307在X轴直线导轨308上移动从而可带动气动抓手309沿X轴向移动，从而使得气动抓手309能完成X/Z轴向的运动。

另外，所述齿轮拼装工作站3还包括第二零件落料滚槽体302，所述第二零件落料滚槽体302设置在靠近成品齿轮下料站4一侧，所述第二零件落料滚槽体302与所述第一零件落料滚槽体102的结构一致；当Z轴压装组件上的传感器检测到齿轮质量不合格或齿轮反置时，第一机械手601将不合格的齿轮取出移至第二零件落料滚槽体302内进行回收。

所述齿轮焊接工作站5包括工作站框架501、焊接工作台502、夹具组件、焊接头组件和焊缝跟踪检测组件，工作站框架501呈立式门框状，所述焊接工作台502设置在工作站框架501下，所述工作站框架501采用双工位形式，充分利用旋转夹具的空运行时间，提升加工效率，每个工位均设置一个可旋转的分度圆盘，可旋转的分度圆盘中心镂空，边缘均匀设置至少2个齿轮固定位，所述夹具组件设置在焊接工作台502下方，所述焊接头组件和焊缝跟踪检测组件均设置在工作站框架501上，且与所述集成操作台7电连接，可旋转的分度圆盘上的齿轮固定位对齿轮进行粗定位，可旋转的分度圆盘携齿轮旋转至焊接工位，由夹具组件对拼装好的齿轮进行夹紧精定位，开启焊接头组件和焊缝跟踪检测组件，焊缝跟踪检测组件设置在焊接头组件上，焊接头组件对拼装好的齿轮进行焊接，在焊接同时焊缝跟踪检测组件对焊缝进行实时跟踪监测，保证齿轮焊接质量。

具体的，如图5所示，所述夹具组件包括T型底座503、第三Z轴直线导轨504、箱体506、顶升气缸508、减速机507和卡爪505，所述第三Z轴直线导轨504设置在T型底座503的垂直板上，所述箱体506通过滑块滑动连接在所述第三Z轴直线导轨504上，所述顶升气缸508设置在T型底座503的水平板上，所述顶升气缸508输出轴与所述箱体506连接，驱动箱体506升降运动，所述减速电机507安装在箱体506上，所述卡爪505设置在箱体506的上表面，所述箱体506内设置传动轴，所述减速机507通过传动轴与卡爪505连接，从而驱动卡爪505旋转运动。所述焊缝跟踪检测组件包括用于拍摄焊缝状况的摄像头，用于固定摄像头的固定支架以及用于显示焊缝状况的显示屏，所述摄像头与显示屏电连接。

所述第一机械手601和第二机械手602的X运动轴设置在龙门架6的横梁上，Z轴均通过各自的溜板设置在与龙门架6横梁垂直的型材上，Y轴通过安装在Z向型材上的滑台进行微调；所述第一机械手601底端端部设置至少一组卡爪组件，每组卡爪组件包含至少两个三爪卡爪，可一次抓取两种齿轮，所述第二机械手602底端端部设置至少一组卡爪组件，每组卡爪组件包含至少一个三爪卡爪，一次抓取一种齿轮。

进一步优化的实施方式，所述自动清洗工作站1和齿轮拼装工作站3之间设置有齿轮上料工作站2，经自动清洗工作站1清洗后的齿轮经第一机械手601搬运至齿轮上料工作站2上进行存料，避免因激光清洗机停工而造成生产线停工，保证了齿轮焊接生产线的连续生产，为生产效率提供保障。所述齿轮上料工作站2包括上料工作台202和零件提升组件201，所述上料工作台202上设有可旋转的分度圆盘，该可旋转的分度圆盘的齿轮固定位上设有用于放置不同尺寸齿轮的存料桩，所述零件提升组件201设置在上料工作台202上，可沿Z轴向升降；具体的，所述零件提升组件201包括支架、Y/Z轴移动件和叉状结构件，所述支架设置在所述上料工作台202的存料桩处，所述Y/Z轴移动件滑动设置在支架上，Y/Z轴移动件在支架上沿Z轴升降，以及沿Y轴运动靠近或远离存料桩上的齿轮，所述叉状结构件设置在Y/Z轴移动件上，叉状结构件用于叉起存料桩上的齿轮并运输齿轮。需要齿轮上料工作站2存料时，第一机械手601将清洗后的齿轮搬运至齿轮上料工作站2的可旋转的分度圆盘上对应存料桩的上方，零件提升组件201上升接住齿轮零件运回至对应存料桩上，需要拼装时零件提升组件201再将存料桩上的齿轮零件升起由第一机械手601抓取搬运至齿轮拼装工作站进行拼装。所述齿轮上料工作站2的零件提升组件201上设置有用于检测上料工作台上齿轮有无的摄像头，通过摄像头检测可旋转的分度圆盘的存料桩上是否有齿轮，从而便于齿轮上料工作站2的有序存料。

另外，为了保证该齿轮焊接生产线的生产安全，本实施例提供的这种齿轮焊接生产线还包括安全防护机构8，该安全防护机构8包括安全外罩、线缆槽、桥架。所述齿轮焊接生产线***设置有***设备放置区9，用于放置放置电源、水冷机等设备。

综上所述，本实用新型提供的这种齿轮焊接生产线的工艺流程简单，全程采用自动化控制，极大程度上提高了齿轮焊接的生产效率，同时降低制造成本，而且该齿轮焊接生产线的各工作站高度集成，占地面积小，节约资源。

以上例举仅仅是对本实用新型的举例说明，并不构成对本实用新型的保护范围的限制，凡是与本实用新型相同或相似的设计均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种齿轮焊接生产线，其特征在于：包括龙门架(6)和集成操作台(7)，所述龙门架(6)下方设置有与所述集成操作台(7)电连接的齿轮上料工作站(2)、齿轮拼装工作站(3)、成品齿轮下料站(4)、齿轮焊接工作站(5)，所述龙门架(6)上通过第一滑轨和第二滑轨分别滑动设置有第一机械手(601)和第二机械手(602)，所述第一滑轨设置在所述齿轮上料工作站(2)和齿轮拼装工作站(3)之间，所述第二滑轨分为两段，一段位于所述齿轮拼装工作站(3)和齿轮焊接工作站(5)之间，另一端位于所述成品齿轮下料站(4)和齿轮焊接工作站(5)之间，所述齿轮上料工作站(2)、齿轮拼装工作站(3)、成品齿轮下料站(4)和齿轮焊接工作站(5)均采用可旋转的分度圆盘结构，所述分度圆盘上具有至少两组齿轮固定位。

2.如权利要求1所述的齿轮焊接生产线，其特征在于：还包括自动清洗工作站(1)，所述自动清洗工作站(1)包括激光清洗机(101)和第一零件落料滚槽体(102)，所述激光清洗机(101)与集成操作台(7)电连接，所述第一零件落料滚槽体(102)设置在靠近齿轮上料工作站(2)一侧。

3.如权利要求2所述的齿轮焊接生产线，其特征在于：所述第一零件落料滚槽体(102)的入口处设置有正位机构。

4.如权利要求1所述的齿轮焊接生产线，其特征在于：所述齿轮上料工作站(2)包括上料工作台(202)和零件提升组件(201)，所述上料工作台(202)上设有可旋转的分度圆盘，所述零件提升组件(201)设置在上料工作台(202)上。

5.如权利要求4所述的齿轮焊接生产线，其特征在于：所述齿轮上料工作站(2)的零件提升组件(201)上设置有用于检测上料工作台上齿轮有无的摄像头。

6.如权利要求1所述的齿轮焊接生产线，其特征在于：所述齿轮拼装工作站(3)包括拼装工作台(301)、Z轴压装组件和X/Z轴搬运组件(306)，所述齿轮拼装工作站(3)的可旋转的分度圆盘设置在拼装工作台(301)上，所述Z轴压装组件和X/Z轴搬运组件(306)设置在拼装工作台(301)的上方，所述Z轴压装组件上设置有用于检测齿轮质量的传感器。

7.如权利要求1所述的齿轮焊接生产线，其特征在于：所述齿轮拼装工作站(3)还包括第二零件落料滚槽体(302)，所述第二零件落料滚槽体(302)设置在靠近成品齿轮下料站(4)一侧。

8.如权利要求1所述的齿轮焊接生产线，其特征在于：所述齿轮焊接工作站(5)包括工作站框架(501)、焊接工作台(502)、夹具组件、焊接头组件和焊缝跟踪检测组件，所述齿轮焊接工作站(5)的可旋转的分度圆盘有两个，设置在焊接工作台(502)上，所述夹具组件设置在焊接工作台(502)下方，所述焊接头组件和和焊缝跟踪检测组件均设置在工作站框架(501)上，且与所述集成操作台(7)电连接。

9.如权利要求1所述的齿轮焊接生产线，其特征在于：所述第一机械手(601)底端端部设置至少一组卡爪组件，每组卡爪组件包含至少两个三爪卡爪，所述第二机械手(602)底端端部设置至少一组卡爪组件，每组卡爪组件包含至少一个三爪卡爪。