一种长直型箱体类结构件自动焊接系统的制作方法

    专利2022-07-07  107


    技术领域:

    本发明涉及一种长直型箱体类结构件自动焊接系统,属于焊接自动化技术领域。



    背景技术:

    目前,当焊接长直箱体工件时,需要多名员工配合夹紧和焊接,并调整好合适的位置,因人工调整精度差,造成了长直箱体不能完全落入工装无法准确定位的局面,需要多次调整工件位置;在焊接过程中也需要大量穿插人工作业,此传统工作方式效率低、精度差、工装换型周期长,成为制约产品质量和生产进度的瓶颈,是行业难题。针对此种情况,亟待设计一种长直型箱体类结构件自动焊接系统,以实现柔性化,适应长直箱体类零部件、自动夹紧、自动调整、自动焊接,改善行业传统生产方式的弊端。



    技术实现要素:

    针对上述问题,本发明要解决的技术问题是提供一种长直型箱体类结构件自动焊接系统。

    本发明的一种长直型箱体类结构件自动焊接系统,它包含加长型地轨模块、外部轴模块、支撑工装总成、定位模块、变位机模块和焊接模块,加长型地轨模块与支撑工装总成平行布置,外部轴模块安装在加长型地轨模块上,外部轴模块的端部安装有焊接模块,定位模块安装在变位机模块上,变位机模块安装在支撑工装总成上。

    作为优选,所述的加长型地轨模块由拖链、基体、导向槽、直齿齿条、导轨、地轨护罩组成,导向槽铺设在基体上,导向槽内安装有拖链,直齿齿条和导轨铺设在基体上,地轨护罩铺设在基体上,并设置在直齿齿条和导轨的外侧,起到保护作用,加长型地轨模块用于安装外部轴模块,调整外部轴模块的位置。

    作为优选,所述的外部轴模块由立柱、焊丝桶安装座、横梁、转臂、弹簧平衡器、滑台和除尘净化系统组成,滑台安装在加长型地轨模块上,立柱和焊丝桶安装座安装在滑台上,横梁安装在立柱上,转臂安装在横梁上,弹簧平衡器安装在转臂上,转臂和弹簧平衡器用于安装和平衡焊接模块,滑台沿着加长型地轨模块平移,立柱在滑块上旋转。

    作为优选,所述的支撑工装总成是由滑轨底座总成、底座、z轴滑槽组件和拖链组成,滑轨底座总成与加长型地轨模块平行布置,底座安装在滑轨底座总成上,z轴滑槽组件安装在底座上,拖链安装在底座侧边,长直型箱体类结构件固定在z轴滑槽组件上。

    作为优选,所述的变位机模块是由固定盘、水平垂直电机、卡爪和工件定位板组成,工件定位板固定安装在固定盘上,工件定位板上安装有卡爪,工件定位板的侧部安装有水平垂直电机。

    作为优选,所述的变位机模块是由底座、回转固定盘、主体框架和水平拖链组成,底座和水平拖链与加长型地轨模块平行布置,主体框架安装在底座上,回转固定盘安装在主体框架上,并连接着定位模块的固定盘,主体框架在底座上水平移动。

    作为优选,所述的焊接系统是由焊枪、焊接机器人、清枪站、控制系统和焊丝桶组成,焊接机器人安装在横梁的末端,焊枪安装在焊接机器人上,清枪站、控制系统和焊丝桶安装在滑台上。

    本发明的有益效果:它结构设计合理,操作简单,使用方便,采用柔性化设计,满足各类长直型箱体类结构件自动焊接,解决行业内长直型箱体焊接变形、生产效率极其低下、定位误差大而引起的二次调整、工人劳动强度大的难题,实现了长直箱体类零部件的换型、定位、夹紧等一系列环节自动化程序控制,与传统生产相比,具有高效率、高精度的绝对优势。

    附图说明:

    为了易于说明,本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。

    图1为本发明的结构示意图;

    图2为本发明加长型地轨模块结构示意图;

    图3为本发明外部轴模块结构示意图;

    图4为本发明支撑工装总成结构示意图;

    图5为本发明定位模块结构示意图;

    图6为本发明变位机模块结构示意图;

    图7为本发明焊接模块结构示意图。

    1-加长型地轨模块;a1-拖链;a2-基体;a3-导向槽;a4-直齿齿条;a5-导轨;a6-地轨护罩;2-外部轴模块;b1-立柱;b2-焊丝桶安装座;b3-横梁;b4-转臂;b5-弹簧平衡器;b6-滑台;b7-除尘净化系统;3-支撑工装总成;c1-滑轨底座总成;c2-底座;c3-z轴滑槽组件;c4-拖链;4-定位模块;d1-固定盘;d2-水平垂直电机;d3-卡爪;d4-工件定位板;5-变位机模块;e1-底座;e2-回转固定盘;e3-主体框架;e4-水平拖链;6-焊接模块;f1-焊枪;f2-焊接机器人;f3-清枪站;f4-控制系统;f5-焊丝桶。

    具体实施方式:

    如图1-7所示,本具体实施方式采用以下技术方案:它包含加长型地轨模块1、外部轴模块2、支撑工装总成3、定位模块4、变位机模块5和焊接模块6,加长型地轨模块1与支撑工装总成3平行布置,外部轴模块2安装在加长型地轨模块1上,外部轴模块2的端部安装有焊接模块6,定位模块4安装在变位机模块5上,变位机模块5安装在支撑工装总成3上。

    其中,所述的加长型地轨模块1由拖链a1、基体a2、导向槽a3、直齿齿条a4、导轨a5、地轨护罩a6组成,导向槽a3铺设在基体a2上,导向槽a3内安装有拖链a1,直齿齿条a4和导轨a5铺设在基体a2上,地轨护罩a6铺设在基体a2上,并设置在直齿齿条a4和导轨a5的外侧,起到保护作用,加长型地轨模块1用于安装外部轴模块2,调整外部轴模块2的位置;所述的外部轴模块2由立柱b1、焊丝桶安装座b2、横梁b3、转臂b4、弹簧平衡器b5、滑台b6和除尘净化系统b7组成,滑台b6安装在加长型地轨模块1上,立柱b1和焊丝桶安装座b2安装在滑台b6上,横梁b3安装在立柱b1上,转臂b4安装在横梁b3上,弹簧平衡器b5安装在转臂b4上,转臂b4和弹簧平衡器b5用于安装和平衡焊接模块6,滑台b6沿着加长型地轨模块1平移,立柱b1在滑块b6上旋转;所述的支撑工装总成3是由滑轨底座总成c1、底座c2、z轴滑槽组件c3和拖链c4组成,滑轨底座总成c1与加长型地轨模块1平行布置,底座c2安装在滑轨底座总成c1上,z轴滑槽组件c3安装在底座c2上,拖链c4安装在底座c2侧边,长直型箱体类结构件固定在z轴滑槽组件c3上;所述的变位机模块4是由固定盘d1、水平垂直电机d2、卡爪d3和工件定位板d4组成,工件定位板d4固定安装在固定盘d1上,工件定位板d4上安装有卡爪d3,工件定位板d4的侧部安装有水平垂直电机d2;所述的变位机模块5是由底座e1、回转固定盘e2、主体框架e3和水平拖链e4组成,底座e1和水平拖链e4与加长型地轨模块1平行布置,主体框架e3安装在底座e1上,回转固定盘e2安装在主体框架e3上,并连接着定位模块4的固定盘d1,主体框架e3在底座e1上水平移动;所述的焊接系统6是由焊枪f1、焊接机器人f2、清枪站f3、控制系统f4和焊丝桶f5组成,焊接机器人f2安装在横梁b3的末端,焊枪f1安装在焊接机器人f2上,清枪站f3、控制系统f4和焊丝桶f5安装在滑台b6上。

    本具体实施方式的工作原理为:设备通电开启,变位机模块5退回至零点位置,避让工件,避免上件过程中产生干涉,焊接系统6及外部轴模块2至预设位置,避让工件,避免上件过程中产生干涉,吊装工件,将其放置在支撑工装总成3上,支撑工装总成3电机启动,执行机构相向同步运动,以预设扭矩值为电机停止阈值,当达到目标扭矩时,执行机构停止运行,工件达到夹紧状态;每个支撑工装总成3安装距离传感器,用于测量工件实时位置,判断工件轴线是否平行于加长型地轨模块1,两个变位机模块5提升电机启动,移动至程序中预设的位置,确保变位机模块5回转中心与工件工装的中心线重合,两个变位机模块5相向运动,当安装在固定盘d1的传感器检测到工装边缘时,卡爪d3上的传感器贴合工装,此时固定盘d1端面与工装端面贴合,随后水平垂直电机d2启动,卡爪d3缓慢运动,当安装在卡爪d3上的传感器检测到工装边缘时,固定盘d1上水平垂直电机d2停止工作,此时卡爪d3已与工件工装接触,随后水平垂直电机d2启动,卡爪d3继续运动,当达到预设的一定扭矩值时,工件处于夹紧状态,两个变位机模块5提升电机启动,将工件缓慢提升至一定高度后停止,随动端横向移动电机断电,主动端横向移动伺服电机启动,促使支撑工装总成3、工件、随动端变位机模块5运动至主动端零点,两个变位机模块5提升伺服电机启动,将工件下降至预设位置;当安装在支撑工装总成3上传感器检测到工件后,工件向下继续运行一小段高度,使用底座c2支撑工件,焊接系统实施焊接作业。

    本具体实施方式结构设计合理,操作简单,使用方便,采用柔性化设计,满足各类长直型箱体类结构件自动焊接,解决行业内长直型箱体焊接变形、生产效率极其低下、定位误差大二次调整、工人劳动强度大的难题,实现了长直箱体定位、工装位置调整、支撑定位等关键环节全部自动化程序控制,与传统生产相比,具有高效率、高精度的绝对优势。

    以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。


    技术特征:

    1.一种长直型箱体类结构件自动焊接系统,其特征在于:它包含加长型地轨模块(1)、外部轴模块(2)、支撑工装总成(3)、定位模块(4)、变位机模块(5)和焊接模块(6),加长型地轨模块(1)与支撑工装总成(3)平行布置,外部轴模块(2)安装在加长型地轨模块(1)上,外部轴模块(2)的端部安装有焊接模块(6),定位模块(4)安装在变位机模块(5)上,变位机模块(5)安装在支撑工装总成(3)上。

    2.根据权利要求1所述的一种长直型箱体类结构件自动焊接系统,其特征在于:所述的加长型地轨模块(1)由拖链(a1)、基体(a2)、导向槽(a3)、直齿齿条(a4)、导轨(a5)、地轨护罩(a6)组成,导向槽(a3)铺设在基体(a2)上,导向槽(a3)内安装有拖链(a1),直齿齿条(a4)和导轨(a5)铺设在基体(a2)上,地轨护罩(a6)铺设在基体(a2)上,并设置在直齿齿条(a4)和导轨(a5)的外侧。

    3.根据权利要求1所述的一种长直型箱体类结构件自动焊接系统,其特征在于:所述的外部轴模块(2)由立柱(b1)、焊丝桶安装座(b2)、横梁(b3)、转臂(b4)、弹簧平衡器(b5)、滑台(b6)和除尘净化系统(b7)组成,滑台(b6)安装在加长型地轨模块(1)上,立柱(b1)和焊丝桶安装座(b2)安装在滑台(b6)上,横梁(b3)安装在立柱(b1)上,转臂(b4)安装在横梁(b3)上,弹簧平衡器(b5)安装在转臂(b4)上。

    4.根据权利要求1所述的一种长直型箱体类结构件自动焊接系统,其特征在于:所述的支撑工装总成(3)是由滑轨底座总成(c1)、底座(c2)、z轴滑槽组件(c3)和拖链(c4)组成,滑轨底座总成(c1)与加长型地轨模块(1)平行布置,底座(c2)安装在滑轨底座总成(c1)上,z轴滑槽组件(c3)安装在底座(c2)上,拖链(c4)安装在底座(c2)侧边,长直型箱体类结构件固定在z轴滑槽组件(c3)上。

    5.根据权利要求1所述的一种长直型箱体类结构件自动焊接系统,其特征在于:所述的变位机模块(4)是由固定盘(d1)、水平垂直电机(d2)、卡爪(d3)和工件定位板(d4)组成,工件定位板(d4)固定安装在固定盘(d1)上,工件定位板(d4)上安装有卡爪(d3),工件定位板(d4)的侧部安装有水平垂直电机(d2)。

    6.根据权利要求1所述的一种长直型箱体类结构件自动焊接系统,其特征在于:所述的变位机模块(5)是由底座(e1)、回转固定盘(e2)、主体框架(e3)和水平拖链(e4)组成,底座(e1)和水平拖链(e4)与加长型地轨模块(1)平行布置,主体框架(e3)安装在底座(e1)上,回转固定盘(e2)安装在主体框架(e3)上,并连接着定位模块(4)的固定盘(d1)。

    7.根据权利要求1所述的一种长直型箱体类结构件自动焊接系统,其特征在于:所述的焊接系统(6)是由焊枪(f1)、焊接机器人(f2)、清枪站(f3)、控制系统(f4)和焊丝桶(f5)组成,焊接机器人(f2)安装在横梁(b3)的末端,焊枪(f1)安装在焊接机器人(f2)上,清枪站(f3)、控制系统(f4)和焊丝桶(f5)安装在滑台(b6)上。

    8.根据权利要求1所述的一种长直型箱体类结构件自动焊接系统,其特征在于:所述的自动焊接系统的工作原理为:设备通电开启,变位机模块(5)退回至零点位置,避让工件,避免上件过程中产生干涉,焊接系统(6)及外部轴模块(2)至预设位置,避让工件,避免上件过程中产生干涉,吊装工件,将其放置在支撑工装总成(3)上,支撑工装总成(3)电机启动,执行机构相向同步运动,以预设扭矩值为电机停止阈值,当达到目标扭矩时,执行机构停止运行,工件达到夹紧状态;每个支撑工装总成(3)安装距离传感器,用于测量工件实时位置,判断工件轴线是否平行于加长型地轨模块(1),两个变位机模块(5)提升电机启动,移动至程序中预设的位置,确保变位机模块(5)回转中心与工件工装的中心线重合,两个变位机模块(5)相向运动,当安装在固定盘(d1)的传感器检测到工装边缘时,卡爪(d3)上的传感器贴合工装,此时固定盘(d1)端面与工装端面贴合,随后水平垂直电机(d2)启动,卡爪(d3)缓慢运动,当安装在卡爪(d3)上的传感器检测到工装边缘时,固定盘(d1)上水平垂直电机(d2)停止工作,此时卡爪(d3)已与工件工装接触,随后水平垂直电机(d2)启动,卡爪(d3)继续运动,当达到预设的一定扭矩值时,工件处于夹紧状态,两个变位机模块(5)提升电机启动,将工件缓慢提升至一定高度后停止,随动端横向移动电机断电,主动端横向移动伺服电机启动,促使支撑工装总成(3)、工件、随动端变位机模块(5)运动至主动端零点,两个变位机模块(5)提升伺服电机启动,将工件下降至预设位置;当安装在支撑工装总成(3)上传感器检测到工件后,工件向下继续运行一小段高度,使用底座(c2)支撑工件,焊接系统实施焊接作业。

    技术总结
    本发明公开了一种长直型箱体类结构件自动焊接系统,它涉及焊接自动化技术领域,加长型地轨模块与支撑工装总成平行布置,外部轴模块安装在加长型地轨模块上,外部轴模块的端部安装有焊接模块,定位模块安装在变位机模块上,变位机模块安装在支撑工装总成上。它结构设计合理,操作简单,使用方便,采用柔性化设计,满足各类长直型箱体类结构件自动焊接,解决行业内长直型箱体焊接变形、生产效率极其低下、定位误差大而引起的二次调整、工人劳动强度大的难题,实现了长直箱体类零部件的换型、定位、夹紧等一系列环节自动化程序控制,与传统生产相比,具有高效率、高精度的绝对优势。

    技术研发人员:张凡;郝亮;陈荣昌
    受保护的技术使用者:无锡恒久安泰智能制造有限公司
    技术研发日:2020.11.13
    技术公布日:2021.03.12

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