專利名稱：標準節自動化機器人焊接系統集成裝備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種焊接自動化生產線，尤其是涉及建筑行業中施工升降機標準節的全自動焊接系統。
背景技術：
汽車生產線、工程機械等行業的焊接自動化水平由于機器人應用得到了極大的提高，但是建筑行業的許多大型工件卻仍然采用人工焊接。由于標準節結構較復雜，存在焊縫數量多、種類多、焊接盲區多、空間分布廣等一系列特點，所以過去一般采用簡易工裝夾具 加手工焊接的方式。標準節主要包括主弦管、平框折彎件、齒條、齒條連接塊、斜腹桿和連接套。標準節的四根主弦管和兩根齒條需要人工定位，造成效率低且勞動強度大。由于所焊接的標準節需要滿足工作環境的安全要求，標準節的每條焊縫質量要求高，要求焊接工人具有很高的焊接水平，而且標準節的焊縫空間分布廣，焊接工人需要花費較多的輔助時間來變換焊接位置。由此可見，傳統的手工焊接方法無論焊接質量還是焊接效率及其安全可靠性均不能滿足現代化產品制造的質量、數量的需求。現在市面上已經出現了一些標準節焊接系統，包括上料滑臺工裝、搬運機械手、標準節翻轉工裝、焊接機械手和下料機構。其中，搬運機械手上設有氣缸驅動的機械爪夾，搬運機械手可實現工件的投放、工件的轉運功能，而標準節工件的點焊定位則需要人工操作，其缺點在于首先，機械爪夾的夾持不夠穩定、易發生工件滑落等事故，造成人員損傷；其次，人工點焊的勞動強度大，焊接質量差，工作效率低。另外，現有的組焊翻轉工裝包括底座、左右支撐座、左右支撐座上設置的左右旋轉盤、左右旋轉盤之間設有兩組片架旋轉機構，兩組片架旋轉機構之間為標準節工裝支架。使用上述組焊翻轉工裝時，機械手最先夾持標準節主弦管到標準節變位工裝上進行定位，然后人工點焊折彎件、斜腹桿等，形成兩組水平放置的片架。電機帶動左右旋轉盤旋轉，則兩組片架在兩組片架旋轉機構的帶動下翻轉形成兩組豎直的片架，再在兩組片架之間焊接折彎件、斜腹桿等，再整體翻轉焊接形成整體標準節。其缺點在于首先，需要進行水平片架的正反面焊接，再豎直翻轉進行焊接，再整體翻轉進行滿焊，翻轉次數多，耗費時間長；再次，兩組片架旋轉機構在旋轉時由于旋轉慣性和沖擊力的原因，或者因為兩組片架旋轉機構翻轉不同步，會導致標準節焊件的坐標發生偏移；再次，片架旋轉機構旋轉的沖擊力會損壞片架旋轉機構的定位擋塊，因此需要頻繁更換定位擋塊。

發明內容
本發明意在提供無需人工點焊、且可避免焊件坐標偏移的標準節自動化機器人焊接系統集成裝備，提高了焊接速度，保證了標準節的焊接質量。本發明的目的可以通過以下措施來達到一種標準節自動化機器人焊接系統集成裝備，依次包括上料滑臺工裝、搬運機械手、標準節變位工裝、焊接機械手和下料機構，標準節變位工裝上設有標準節工裝三維座標檢測裝置，所述搬運機械手上設有電磁式夾具，所述搬運機械手的手臂上設有焊槍導軌，焊槍導軌兩邊連接有焊槍滑動機構，焊槍滑動機構上固定有焊槍；所述標準節變位工裝的回轉盤與標準節定位支架整體連接，回轉盤由減速電機驅動；所述焊接機械手吊裝于桁架上，桁架下方為標準節變位工裝。上述技術方案與現有技術的區別在于第一，在搬運機械手上帶有焊槍，可在投放工件時進行自動點焊，無需人工點焊，提高了焊接質量和焊接效率；第二，將原有的機械爪夾改成電磁式夾具，夾持穩定，減少了事故的發生；第三，取消了標準節翻轉工裝上的片架旋轉機構，使得標準節定位支架整體與回轉盤直接連接。標準節定位支架由兩片式旋轉變成整體旋轉，保證了標準節各片翻轉的同步性，避免了片式旋轉中出現翻轉不同步的問題；第四，標準節定位支架由片式旋轉變成整體式旋轉，省去了兩片水平片架翻轉成兩片豎直片架的步驟，減少了翻轉次數；最后，省去片架旋轉機構后，亦是省去了片架旋轉機構的定位擋塊，避免了頻繁更換定位擋塊的麻煩。
進一步地，為了對停止旋轉的標準節工裝支架進行限位，防止其在焊接過程中發生位移，所述標準節變位工裝的回轉盤上設有十字形的限位板，標準節變位工裝底座上設有由氣缸控制伸縮的限位銷，所述限位銷頂出底座可鎖緊限位板。進一步地，所述桁架上端的水平導軌兩側吊裝有兩臺焊接機械手，所述焊接機械手下方設有兩臺標準節變位工裝，可有效利用兩臺標準節變位工裝上料的時間差，焊接機械手連續在兩臺標準節變位工裝上進行滿焊。進一步地，為了調整焊槍的焊接角度，所述焊槍導軌兩端分別向下彎折形成倒V型夾角。進一步地，為了方便吸起主弦管等帶弧面的工件，所述電磁式夾具的夾持面上開有截面為弧形的通槽。進一步地，所述焊接機械手設有水冷焊槍，可對標準節進行滿焊。采用上述技術方案時，通過自動化的焊接系統，由搬運機械手將工件放置在標準節變位工裝上并點焊，再由焊接機械手進行滿焊，完成標準節一面的焊接；再通過標準節變位工裝的旋轉，翻轉到下一個焊接面進行點焊和滿焊，以此類推，完成整個標準節的組焊；本發明相對傳統的手工焊接方法無論焊接質量的一致性還是焊接效率及其安全可靠性上均能滿足現代高技術產品制造的質量、數量的需求。


下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明
圖I為本發明實施例中自動焊接裝置的結構示意 圖2為圖I的俯視結構意 圖3為本發明實施例中自動上料裝置的結構示意 圖4為圖3的俯視結構意 圖5為本發明實施例中標準節變位工裝的結構示意 圖6為本發明實施例中下料機構的結構示意圖；圖7為本發明實施例中機械手臂前端連接件的結構示意 圖8為本發明實施 例中電磁式夾具的結構示意圖。
具體實施例方式實施例如圖I、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7和圖8所示，一種標準節自動化機器人焊接系統集成裝備，由標準節自動化焊接系統中央控制器自動化控制，該焊接系統集成裝備根據標準節制造流程依次包括兩臺上料滑臺工裝I、一臺搬運機械手2、兩臺標準節變位工裝3、兩臺焊接機械手4和兩臺下料機構5，還包括安裝焊接機械手4的桁架，該桁架由豎直支撐架和支撐架上方的水平導軌組成。上料滑臺工裝I :上料滑臺工裝I采用直線滑臺，上料滑臺工裝I上帶有滑料機構11以及工件檢測裝置，標準節各工件投料到上料滑臺工裝I上，工件檢測裝置可用于檢測工件是否合格，滑料機構11將工件滑動到搬運機械手2工作區。搬運機械手2 :包括機械手臂21和移動機構兩部分，所述移動機構包括線性導軌22和驅動裝置，所述機械手臂21前端為連接件23 ;所述連接件23的上端固定有焊槍導軌25，該焊槍導軌25兩邊向下彎折形成呈倒V形夾角，所述焊槍導軌25兩邊上對應安裝有兩個滑動機構26，該滑動機構26由氣缸驅動，每個滑動機構26上均連接有焊槍27 ;所述連接件23下端為電磁式夾具24，電磁式夾具24包括導磁金屬制成的夾具外殼，所述夾具外殼底面軸向上為兩個平行的凸起空腔，每個空腔內設有電磁鐵，所述兩個空腔外表面為兩個工件夾持面，每個工件夾持面上開有截面為弧形的通槽，兩個夾持面通槽的弧度不同，夾持面的邊沿上設有接近開關傳感器；所述電磁式夾具24兩側安裝有兩塊限位板25，所述限位板25端頭設有限制工件移動的限位缺口。標準節變位工裝3 :兩臺標準節變位工裝3位于祐1架6的水平導軌下方,該標準節變位工裝3包括底座31，底座31兩端設有支撐架32 ;所述支撐架32在標準節定位支架的軸向中心處設有標準節工裝三維座標檢測裝置，所述標準節工裝三維座標檢測裝置包括分別安裝于兩個支撐架32上的激光發射器和激光接收器；所述支撐架32上安裝有減速電機，支撐架32上端設有軸承座33，軸承座33上安裝有回轉盤34，兩個回轉盤34之間連接有標準節定位支架，回轉盤34由減速電機驅動旋轉，同時帶動標準節定位支架整體旋轉；所述回轉盤34上連接有十字形的限位板35，該限位板35的端頭為U形，底座31上帶有由氣缸控制伸縮的限位銷，上述限位銷由氣缸控制頂出底座31后，可卡緊在限位板35的U形端頭開口內，防止限位板35旋轉，進而限制回轉盤34旋轉；所述標準節定位支架包括兩端的頂緊氣缸托架36和片架，該頂緊氣缸托架36分別與支撐架32兩端的回轉盤34連接，頂緊氣缸托架36上安裝有頂緊氣缸。頂緊氣缸托架36之間連接片架，所述片架由豎板37、橫桿38以及受力板39構成主框架，所述豎板37上設置與頂緊氣缸連接的氣缸頂銷40，所述氣缸頂銷40包括主弦管氣缸頂銷、標準節齒條氣缸頂銷，所述受力板39上設置有電控夾具和定位結構，該定位結構包括主弦管定位塊、斜腹桿定位塊和折彎件定位塊。焊接機械手4 :兩臺焊接機械手4分別吊裝于桁架6的水平導軌兩側，服務于桁架下方的兩臺標準節變位工裝3。所述焊接機械手4帶有帶水冷焊槍，兩臺焊接機械手4同時在桁架6的水平導軌上移動，同時對一個標準節進行滿焊。
下料機構5 :該下料機構5包括懸挑臂51、旋轉機構52和移動機構53,懸挑臂51連接的旋轉機構52，旋轉機構52與移動機構53連接；工作時，移動機構53移動進入標準節變位工裝3的下料工作區，懸挑臂51伸入標準節內將標準節懸挑托起，旋轉機構52豎直旋轉90°，將標準節旋轉至豎直方向，移動機構53移動進入積放式輸送流水線工作區，將標準節吊掛在積放式輸送流水線的吊鉤上。作業流程人工從物料區 取料投放到上料工裝I上，包括主弦管、齒條總成(齒條與墊塊鎖付)、斜腹桿、折彎件一一完成后按標準節自動焊接系統中央控制器啟動信號上料滑臺滑入搬運機械手2工作區搬運機械手2從上料工裝I上夾取工件到第一臺標準節變位工裝3上，焊槍27根據需要對工件進行點焊一一再由焊接機械手4進行滿焊，同時搬運機械手2移動至第二臺標準節變位工裝3重復同樣的作業第一臺標準節變位工裝3翻轉，搬運機械手2移回第一臺標準節工作區進行投料，焊槍27根據需要對工件進行點焊，此時焊接機械手4移動到第二臺標準節變位工裝3上進行滿焊一一依次類推，在兩臺標準節變位工裝3上交錯投料和滿焊，直至完成標準節的整體組焊一一下料機構5將工件移出，再懸掛到積放式輸送流水線上。上述作業流程中，搬運機械手2只對標準節非齒條面上的工件進行點焊定位，標準節齒條面上工件由電控夾具和定位塊進行定位；焊接機械手4要對標準節齒條面和非齒條面進行滿焊。本發明標準節自動化機器人焊接系統集成裝備可以生產單齒面標準節或者雙齒面標準節。以上所述僅為本發明較佳實施例的詳細說明，并非用來限制本發明，凡依本發明的創作精神所作的類似變化的實施例，皆應包含于本發明之中。
權利要求
1.一種標準節自動化機器人焊接系統集成裝備，依次包括上料滑臺工裝、搬運機械手、標準節變位工裝、焊接機械手和下料機構，標準節變位工裝上設有標準節工裝三維座標檢測裝置，其特征是所述搬運機械手上設有電磁式夾具，所述搬運機械手的手臂上設有焊槍導軌，焊槍導軌兩邊連接有焊槍滑動機構，焊槍滑動機構上固定有焊槍；所述標準節變位工裝的回轉盤與標準節定位支架整體連接，回轉盤由減速電機驅動；所述焊接機械手吊裝于桁架上，桁架下方為標準節變位工裝。
2.根據權利要求I所述的標準節自動化機器人焊接系統集成裝備，其特征是所述標準節變位工裝的回轉盤上設有十字形的限位板，標準節變位工裝底座上設有由氣缸控制伸縮的限位銷，所述限位銷頂出底座鎖緊限位板。
3.根據權利要求I或2所述的標準節自動化機器人焊接系統集成裝備，其特征是所述桁架上端的水平導軌兩側吊裝有兩臺焊接機械手，所述標準節變位工裝設置在焊接機械手下方。
4.根據權利要求3所述的標準節自動化機器人焊接系統集成裝備，其特征是所述焊槍導軌兩端分別向下彎折形成倒V型夾角。
5.根據權利要求I或2所述的標準節自動化機器人焊接系統集成裝備，其特征是所述電磁式夾具的夾持面上開有截面為弧形的通槽。
6.根據權利要求I所述的標準節自動化機器人焊接系統集成裝備，其特征是所述焊接機械手設有水冷焊槍。
全文摘要
本發明公開了一種標準節自動化機器人焊接系統集成裝備，依次包括上料滑臺工裝、搬運機械手、標準節變位工裝、焊接機械手和下料機構，標準節變位工裝上設有標準節工裝三維座標檢測裝置，所述搬運機械手上設有電磁式夾具，所述搬運機械手的手臂上設有焊槍導軌，焊槍導軌兩邊連接有焊槍滑動機構，焊槍滑動機構上固定有焊槍；所述標準節變位工裝的回轉盤與標準節定位支架整體連接，回轉盤由減速電機驅動；所述焊接機械手吊裝于桁架上，桁架下方為標準節變位工裝；本發明相比傳統的手工焊接方法，無論焊接質量的一致性還是焊接效率及其安全可靠性上均能滿足現代高技術產品制造的質量、數量的需求。
文檔編號B23K37/02GK102896445SQ20121036861
公開日2013年1月30日 申請日期2012年9月28日 優先權日2012年9月28日
發明者吳澤元, 陳吉川, 陳世教, 劉傳祿, 陳武 申請人:重慶盈豐升機械設備有限公司