本實用新型涉及焊接加工領域，特別地，涉及一種工件薄板焊接加工系統。

背景技術：

目前，對薄板的生產企業進行調研發現，在生產環節中薄板的焊接均以手工操作為主。在生產中，采用人工焊接，焊接工人經常會受到心理、生理條件變化及周圍環境的干擾。在惡劣的焊接條件下，操作工人容易疲勞，難以較長時間保持焊接工作穩定性和一致性，就會造成焊接的效率低和質量不穩定等，且焊接后表面光潔度較差。

尤其對于集裝箱底盤的焊接加工，參照圖1，集裝箱底盤3包括一體結構的支撐框架31及與所述支撐框架31上相應區域相連的多個薄板件32，且支撐框架31上設有多個用于形成加強筋的折彎部311，各薄板件32位于相鄰折彎部311之間的區域。加工時，一般需將多個薄板件32與帶有折彎部311的支撐框架31上的相應部位點焊連接，再對薄板件32與支撐框架31間的焊縫進行焊接連接，以加工成集裝箱底盤3，由于薄板件與支撐框架間的焊縫多且呈橫向、豎向等交錯方式布置，導致需要在多個工位分配多個工人進行焊接，一般需要在焊接生產線上分配十一個工人進行焊接加工，故現在的工件薄板焊接加工系統存在以下不足：

1、人工焊接工件薄板，焊接的效率和質量很大程度上受限于焊接工人的熟練程度及操作狀態，焊接一致性不好，焊接質量不穩定，焊接效率低。

2、現有的焊接夾具，靠人工操作進行定位夾緊，且精度不高，經常會出現工件組對間隙過大，需人工手動調整后才可焊接，不能實現自動化焊接生產作業，生產效率低。

3、現有工件薄板的輸送方式以手動輸送方式為主，生產效率低，且存在一定的安全隱患。

技術實現要素：

本實用新型提供了一種工件薄板焊接加工系統，以解決現有的薄板焊接加工需手工焊接且由于焊縫多、定位精度差導致焊接一致性不好、焊接質量不穩定及焊接效率低的技術問題。

本實用新型采用的技術方案如下：

根據本實用新型的一個方面，提供一種工件薄板焊接加工系統，用于對待加工工件進行焊縫焊接，待加工工件包括支撐框架及與支撐框架點焊連接的多個薄板件，該焊接加工系統包括：

工裝夾具總成，用于輸送及在線夾緊待加工工件以供焊接加工定位，工裝夾具總成包括用于沿橫向輸送待加工工件的輸送線及用于夾持待加工工件以焊接定位的支撐架總成，輸送線設于支撐架總成上且沿其高度方向位置可調以實現輸送待加工工件及脫離待加工工件以供支撐架總成夾持的狀態切換；

焊接機器人，分布在工裝夾具總成的兩側且沿其長度方向移動，用于對待加工工件的薄板工件與支撐框架間焊縫的焊接，待加工工件位于焊接機器人的工作半徑內。

進一步地，支撐架總成包括第一支撐架及第二支撐架，第一支撐架之上設有多個沿橫向和/或縱向設置以彈性支撐薄板工件的底面的彈性支撐部，第二支撐架上設有多個用于對薄板件的頂面施加壓緊力的懸臂壓緊組件。

進一步地，第二支撐架包括沿待加工工件的長度方向相對間隔布置于兩側的第一支撐裝置及第二支撐裝置，第一支撐裝置及第二支撐裝置上設有軌道及用于定位的定位套，懸臂壓緊組件包括型材座，型材座的兩端分別經滾動機構與第一支撐裝置、第二支撐裝置上的軌道配合以位移調節，型材座經鎖緊機構與定位套配合以定位，型材座經第一升降機構連接至少一個壓緊座。

進一步地，第一升降機構為氣缸驅動機構，壓緊座與多個第一升降機構鉸接連接，且壓緊座之下設有用于壓緊工件的壓板，壓板采用銅質材料制成。

進一步地，第二支撐架上設有用于驅動懸臂壓緊組件位移以避免干涉焊接機器人焊接加工的調節氣缸。

進一步地，第一支撐裝置與第二支撐裝置在相向面上分別設置定位座及側向頂推機構，位于第一支撐裝置與第二支撐裝置之間的待加工工件經定位座與側向頂推機構的配合作用精確定位。

進一步地，第一支撐裝置及第二支撐裝置的端部設有用于阻止待加工工件前移以焊接加工的阻擋裝置，阻擋裝置包括固定座及設于其上的第二升降機構、阻擋機構，固定座與第一支撐裝置或第二支撐裝置相連，阻擋機構經第二升降機構上升以阻止待加工工件前移或者下降以解除阻止供焊接加工后的工件轉移。

進一步地，輸送線包括：支承體及驅動支承體垂直升降的第一驅動機構，支承體上設有主動輪、從動輪及位于主動輪與從動輪之間用于傳送待加工工件的傳動機構，主動輪連接用于導入動力源的第二驅動機構。

進一步地，第一支撐架包括位于底部的第一支架，第一支架之上設有位置可調的第二支架，第二支架之上設有彈性支撐部，彈性支撐部包括定位塊及設于定位塊之上的多個銅墊塊、設于定位塊之下的多個支撐塊，銅墊塊與定位塊一一對應且每個銅墊塊經定位柱連接支撐塊，定位柱外圍套設用于給銅墊塊提供上下浮力的彈簧。

進一步地，焊接機器人包括地軌及沿地軌上的直線軌道行走的懸臂組件，懸臂組件上連接機器人本體，機器人本體的執行機構上設置焊槍、及用于激光定位的激光跟蹤器。

本實用新型具有以下有益效果：

本實用新型工件薄板焊接加工系統，通過采用工裝夾具總成對待加工工件進行輸送及在線夾緊，且經焊接機器人對焊縫進行焊接，實現了對薄板的自動運輸及精確的焊接定位，定位精度可靠、焊接一致性好，且加工質量高，焊接自動化水平及加工效率均得到有效改善，具有廣泛的推廣應用價值。

除了上面所描述的目的、特征和優點之外，本實用新型還有其它的目的、特征和優點。下面將參照附圖，對本實用新型作進一步詳細的說明。

附圖說明

構成本申請的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中：

圖1是本實用新型優選實施例待加工工件的結構示意圖；

圖2是本實用新型優選實施例焊接加工系統的結構示意圖；

圖3是本實用新型優選實施例工裝夾具總成的結構示意圖；

圖4是本實用新型優選實施例第一支撐架的結構示意圖；

圖5是本實用新型優選實施例彈性支撐部的結構示意圖；

圖6是本實用新型優選實施例第二支撐架的結構示意圖；

圖7是本實用新型優選實施例中支撐裝置的結構示意圖；

圖8是本實用新型優選實施例中懸臂壓緊組件的結構示意圖；

圖9是本實用新型優選實施例中阻擋裝置的結構示意圖；

圖10是本實用新型優選實施例中輸送線的結構示意圖；

圖11是本實用新型優選實施例中焊接機器人的結構示意圖。

附圖標記說明：

1、工裝夾具總成；11、輸送線；12、支撐架總成；

13、第一支撐架；14、第二支撐架；15、彈性支撐部；16、懸臂壓緊組件；

111、支承體；112、第一驅動機構；113、主動輪；114、從動輪；

115、引導輪；116、導向桿；117、導向套；118、鏈條；

119、傳動鏈輪；11A、傳動滾輪；11B、第二驅動機構；

131、第一支架；132、第二支架；134、定位塊；135、銅墊塊；

136、支撐塊；137、定位柱；138、圓螺母；139、彈簧；

141、第一支撐裝置；142、第二支撐裝置；143、軌道；144、定位套；145、定位座；

146、側向頂推機構；147、阻擋裝置；148、壓緊裝置；149、調節氣缸；

1471、固定座；1472、第二升降機構；1473、阻擋機構；

161、型材座；162、滾動機構；163、定位銷；

164、第一升降機構；165、壓緊座；166、壓板；

2、焊接機器人；21、地軌；22、機器人本體；23、懸臂組件；

24、焊槍；25、清槍剪絲裝置；26、焊接電源；27、激光跟蹤器；

3、集裝箱底盤；31、支撐框架；311、折彎部；32、薄板件。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本實用新型。

本實用新型的優選實施例提供了一種工件薄板焊接加工系統，用于對待加工工件進行焊縫焊接，本實施例以圖1所示的集裝箱底盤3作為待加工工件，該待加工工件包括一體結構的支撐框架31及與支撐框架31點焊連接的多個薄板件32，其中，支撐框架31上分布有多個用于構成加強筋的折彎部311，各薄板件32與相鄰的折彎部311間形成焊縫。參照圖2，本實施例焊接加工系統包括：

工裝夾具總成1，用于輸送及在線夾緊待加工工件以供焊接加工定位，工裝夾具總成1包括用于沿橫向輸送待加工工件的輸送線11及用于夾持待加工工件以焊接定位的支撐架總成12，輸送線11設于支撐架總成12上且沿其高度方向位置可調以實現輸送待加工工件及脫離待加工工件以供支撐架總成12夾持的狀態切換；

焊接機器人2，分布在工裝夾具總成1的兩側且沿其長度方向移動，用于對待加工工件的薄板工件與支撐框架31間焊縫的焊接，待加工工件位于焊接機器人2的工作半徑內。

本實施例通過采用工裝夾具總成對待加工工件進行輸送及在線夾緊，實現薄板之間的無間隙貼合定位，且經焊接機器人對焊縫進行焊接，實現了對薄板的自動運輸及精確的焊接定位，定位精度可靠、焊接一致性好，且加工質量高，焊接自動化水平及加工效率均得到有效改善，具有廣泛的推廣應用價值。

參照圖3，本實施例支撐架總成12包括第一支撐架13及第二支撐架14，第一支撐架13之上設有多個沿橫向和/或縱向設置以彈性支撐薄板工件的底面的彈性支撐部15，第二支撐架14上設有多個用于對薄板件32的頂面施加壓緊力的懸臂壓緊組件16。

參照圖4及圖5，第一支撐架13包括位于底部的第一支架131，第一支架131之上設有位置可調的第二支架132，第二支架132之上設有彈性支撐部15，彈性支撐部15包括定位塊134及設于定位塊134之上的多個銅墊塊135、設于定位塊134之下的多個支撐塊136，銅墊塊135與定位塊134一一對應且每個銅墊塊135經定位柱137連接支撐塊136，定位柱137外圍套設用于給銅墊塊135提供上下浮力的彈簧139。優選地，本實施例中，第一支架131采用鵝頸槽支承架，鵝頸槽支承架的上端面設有導軌，第二支架132的底部設有與所述導軌相配合以進行位置調節的導軌滑座，進而帶動彈性支撐部15在導軌上滑動，當確定好位置后，通過定位銷插入第一支架131的定位套上進行定位，可以調整彈性支撐部15的位置，以滿足不同規格尺寸工件薄板的焊接。本實施例中，各彈性支撐部15與待加工工件上各點焊連接的薄板件32對應，以對其下表面進行彈性支撐。本實施例中，彈性支撐部15包括多個銅墊塊135，且每個銅墊塊135的下方對應安裝彈簧139，且定位柱137安裝在彈簧139內，且定位柱137與支撐塊136的下端經圓螺母138緊固，銅墊塊135在彈簧139的作用下可上下浮動，可以保證兩薄板件貼合無縫隙，且彈性支撐部15通過多塊的銅墊塊135進行多點彈性支撐即使薄板件發生變形，亦可實現無縫貼合。

參照圖3及圖6至圖8，本實施例中，第二支撐架14包括沿待加工工件的長度方向相對間隔布置于兩側的第一支撐裝置141及第二支撐裝置142，第一支撐裝置141及第二支撐裝置142上設有軌道143及用于定位的定位套144，懸臂壓緊組件16包括型材座161，型材座161的兩端分別經滾動機構162與第一支撐裝置141、第二支撐裝置142上的軌道143配合以位移調節，型材座161經鎖緊機構與定位套144配合以定位，型材座161經第一升降機構164連接至少一個壓緊座165。具體地，滾動機構162固連在懸臂壓緊組件16的兩端，滾動機構162在軌道143內滾動，當懸臂壓緊組件16滾動到確定位置后，用定位銷163插入定位套144內，實現定位，可以滿足不同規格尺寸工件薄板的焊接定位要求。

優選地，第一升降機構164為氣缸驅動機構，壓緊座165與多個第一升降機構164鉸接連接，且壓緊座165之下設有用于壓緊工件的壓板166，壓板166采用銅質材料制成。本實施例中，四個壓緊氣缸與壓緊座165以鉸鏈的方式連接，以方便四個壓緊氣缸在動作不同步的情況下也可以實現壓緊的作用；壓緊座165之下固接銅壓板，由銅壓板壓緊工件，可以有效防止焊接時產生的金屬飛濺粘在壓板上。

參照圖3，第一支撐裝置141與第二支撐裝置142側設有向下壓緊待加工工件外側邊的壓緊裝置148，本實施例中，壓緊裝置148由銅壓條、壓緊塊、油缸等組成。油缸驅動壓緊塊壓緊或松開，銅壓條固連在壓緊裝置前端，并與工件接觸壓緊，焊接時產生的金屬飛濺不會粘在銅壓條上。

優選地，參照圖6，第一支撐裝置141與第二支撐裝置142在相向面上分別設置定位座145及側向頂推機構146，位于第一支撐裝置141與第二支撐裝置142之間的待加工工件經定位座145與側向頂推機構146的配合作用精確定位。

優選地，第二支撐架14上設有用于驅動懸臂壓緊組件16位移以避免干涉焊接機器人2焊接加工的調節氣缸149，以方便焊接機器人2的焊接作業。

參照圖9，本實施例中，第一支撐裝置141及第二支撐裝置142的端部設有用于阻止待加工工件前移以焊接加工的阻擋裝置147，阻擋裝置147包括固定座1471及設于其上的第二升降機構1472、阻擋機構1473，固定座1471與第一支撐裝置141或第二支撐裝置142相連，阻擋機構1473經第二升降機構1472上升以阻止待加工工件前移或者下降以解除阻止供焊接加工后的工件轉移。

參照圖10，本實施例中，輸送線11包括：支承體111及驅動支承體111垂直升降的第一驅動機構112，支承體111上設有主動輪113、從動輪114及位于主動輪113與從動輪114之間用于傳送待加工工件的傳動機構，主動輪113連接用于導入動力源的第二驅動機構11B。本實施例中，四條輸送線11設置于第二支撐架內，且沿工件傳送放線分為前段及后段，前段由兩條輸送線控制前半部分的傳動，后段由兩條輸送線控制后半部分的傳動，可以實現單獨的傳動和同步的傳動。本實施例中，輸送線11的主動輪113與從動輪114之間設置傳動用的鏈條118，經鏈條118帶動傳動鏈輪119，進而帶動傳動滾輪11A滾動，進而達到驅動工件向前運輸的作用，且中間還可設置引導輪115進行傳動導向。優選地，支承體111的下表面設有用于對其垂直升降進行導向的導向機構，本實施例中，支承體111上設有導向套117，導向套與導向桿116配合以對支承體111的升降進行導向，以保證垂直升降的可靠性。

參照圖11，本實施例焊接機器人2包括地軌21及沿地軌21上的直線軌道行走的懸臂組件23，懸臂組件23上連接機器人本體22，機器人本體22的執行機構上設置焊槍24、及用于激光定位的激光跟蹤器27。具體地，懸臂組件23經伺服電機、減速器驅動在地軌21的直線軌道上行走，擴展了焊接機器人的可達的焊接范圍及靈活度，懸臂組件23上還設有清槍剪絲裝置25及焊接電源26，并隨其一起移動。

根據本實用新型的另一方面，還提供一種工件薄板焊接加工方法，采用上述實施例的焊接加工系統，本實用新型方法包括以下步驟：

根據不同規格尺寸的待加工工件調整工裝夾具總成1；

當待加工工件從上工序傳動到本工序時，第一驅動機構112頂起支承體111做向上運動，第二驅動機構11B驅動傳動機構傳送待加工工件；

第二升降機構1472驅動阻擋機構1473上升，待加工工件接觸到阻擋機構1473停止輸送線11的傳動，第一驅動機構112帶動支承體111下降；

待加工工件下落至工裝夾具總成1上，且由各彈性支撐部15支撐；

側向頂推機構146推動待加工工件靠緊定位座145，各懸臂壓緊組件16對待加工工件自動壓緊；

焊接機器人2開始動作，尋找焊縫起始點并由激光引導進行焊接；

焊接完畢后，工裝夾具總成1自動松開，第一驅動機構112頂起支承體111做向上運動，第二驅動機構11B驅動傳動機構將加工后的工件傳輸至下一工序。

以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。