一种可重构的自动化柔性焊装生产平台及其运转方法_2

文档序号:9498178阅读:来源:国知局
元控制信号(47)控制随行平台(4)的定位接口(29)松开,传递马达(22)启动,带动随行平台(4)向下一工位流转,当到达下一工位限位装置处时,线体单元电子控制单元(37)控制传递马达(22)停止转动,定位接口(29)通电夹紧定位,即完成随行平台在四个工位处的工位间流转;当随行平台(4)夹紧定位之后,生产平台控制中心(34)收到来自生产平台控制中心(34)的随行平台定位完成反馈信号(45),一方面根据夹具类型识别器(35)获得的夹具类型信号(39),生成焊接策略(41)传给焊装机器人电子控制单元(31)控制机器人(30)的运动轨迹和焊装动作;另一方面控制上料端举升传递机构(12)降下至下层等待,下料端举升传递机构(12)下降,将从下料工位流转过来的随行平台(4)转运至下层,随后生产平台控制中心(34)控制各个线体单元电子控制单元(37)使下层传递马达(22)启动,将随行平台(4)转运至在下层等待的上料端举升传递机构(12)上,然后生产平台控制中心(34)生成一个举升信号(48)传给上料端举升机构电子控制单元(38),上料端举升机构电子控制单元(38)生成举升控制策略(49)控制举升驱动马达转动,将随行平台(4)转运至上层等待焊装工位、装料工位以及下料工位完成后进入下一流转周期。
[0016]针对小总成零件的体积小,形状与焊点数的多样性,本发明提出一种可重构的自动化柔性焊装生产平台,可实现对多类小总成零件的自动化焊接生产的高柔性要求;同时,可以根据小总成零件的焊点数量的多少,仅需要通过对生产平台的重构,增加或者减少焊装工位和机器人,重新设计生产能力,来实现生产任务生产能力的协调。
[0017]可重构的自动化柔性焊装生产平台,包括生产线主体、随行平台、随行夹具、举升机构、焊接机器人、焊接机器人控制中心、夹具转运小车、夹具库以及生产平台控制中心。其中随行平台可在线体上流转,随行夹具位于随行平台上,举升机构位于线体两段,焊接机器人位于线体焊装工位两侧,焊接机器人控制中心控制焊接机器人的运动以及所持焊枪的焊接动作,转运小车负责夹具的更换,夹具库存储生产不同种类总成的夹具,生产平台控制中心控制整个生产平台的运动,包括焊装生产线主体的运行以及举升机构的运行。
[0018]其中生产线主体为上下两层结构,由可重构的四个生产线单元、电气自动控制系统(AEAC)组成,分为上料工位、第一焊装工位、第二焊装工位、下料工位四部分,生产线单元之间通过电气和信号接口、螺栓接头链接,动力可选择通过皮带传递,也可以选择每个生产线单元独立驱动,可实现生产线单元的重组与生产线的重构;生产线单元由刚性框架结构、位于框架结构上下两面的导轨、导轨内布置的依靠摩擦驱动随行平台的导轮、驱动导轮的电机、驱动传动带;电气自动控制系统(AEAC)由位于线体上料工位和下料工位处的线上固定端口,以及位于每个随行平台上的随行端口组成,通过位于线体上料工位与下料工位端的线上接口实现对随行平台上的随行夹具的电源与气源以及信号的接通与释放,从而实现对夹具夹头的夹紧与打开控制;
[0019]随行平台包括夹具托盘、AEAC随行端口以及与夹具相连的AEAC夹具接口,其中随行平台的夹具托盘与随行夹具的夹具基座通过螺栓定位连接,可实现生产线上随行夹具的更换,从而实现新品种小总成的生产;
[0020]随行夹具包括夹具基座、定位装置、夹紧装置以及与随行平台相连的AEAC夹具接口,其中夹具基座采用镂空结构以减少随行夹具重量,并通过螺栓定位连接方式与随行平台相连,定位装置由定位销与定位块组成,夹紧装置由驱动气缸、夹头和压块组成,气缸驱动夹头自锁实现对零件的夹紧;
[0021]举升机构包括举升结构支架、举升机构举升平台、举升传动装置,其中举升平台由举升平台基座、位于基座上的导轨、位于导轨内的随行平台导轮、导轮驱动电机、传动带组成,可实现对随行平台的传送;举升传动装置由举升驱动电机、位于举升结构支架内可上下移动的举升叉结构、上限位块、下限位块组成,可实现对举升平台的举升与降落,举升机构位于焊装生产线主体两段,完成随行平台和随行夹具的流转下降和举升;
[0022]本发明的可重构的自动化柔性焊装生产平台的整线运行方式为:初始时,举升机构的举升平台均位于最高位处,上料端举升机、上料工位处、第一焊装工位、第二焊装工位与下料工位处均有一副随行夹具待流转,当上料工位处工人上完料,同时焊装工位处机器人完成焊接任务以及下料工位处下完料,上料工人接通上料端AEAC系统,对随行平台和随行夹具给电给气,从而实现对零件的夹紧,随后导轨上的随行平台挡销松开,驱动导轮的电机启动,通过传动带带动导轮转动,依靠摩擦力将料工位处、第一焊装工位、第二焊装工位与下料工位处的随行平台和随行夹具流转到下一工位,同时举升机上的举升平台上的导轮驱动电机也同时启动,将其上的随行平台和随行夹具流转到上料工位处,随后导轨上的随行平台挡销打开实现对随性平台的阻挡并定位到正确工位处,到达正确位置后驱动导轮的电机停止,从而实现随行夹具在生产线上层的流转;在生产线上层的流转过程中,下料工位端的随行平台将流转到下料端举升机的举升平台上、上料端举升机的举升平台上的随行平台流转到上料工位处,然后下料端举升机的举升平台带着随行平台降下至生产线下层、上料端举升机的举升平台降下至生产线下层,下层导轨上的导轮驱动电机启动,将位于下层的随行平台运送到上料端举升机的举升平台上,同时下料端的举升机的举升平台上的随行平台离开举升机的举升平台运动到下层待流转,而后,上料端举升机的举升平台将随行夹具举升到顶端等待,下料端举升机平台回到顶端等待,从而实现生产线下层的随行夹具流转,以及随行夹具的举升和降下,从而实现整条生产线的随行夹具流转。
[0023]当生产线需要生产新种类的零件时,可以通过更换夹具实现对新零件的生产,具体过程为,当随行夹具运转到下料端举升机的举升平台上,工人将随行平台与随行夹具连接的螺栓松开,然后夹具转运小车将下料举升机的举升平台上的随行夹具举起,运送到夹具库中,并夹具库中新的随行夹具运到下料端举升机随行平台上,工人将新的随行夹具与随行平台定位在一起,实现单幅夹具的更换过程;随后下料端举升机的举升平台将新的随行夹具送到生产线下层并回到顶端,然后驱动导轮的电机启动,带动导轮转动实现随行夹具的单次流转,即可实现对下一个随行夹具的更换,如此即可完成对整条生产线随行夹具的更换。
[0024]可重构的自动化柔性焊装生产平台的重构策略为:当需要焊接的零件发生变化,由于焊点数的要求需要增加或者减少焊装工位和焊接机器人时,可通过增加或者减少生产线单元来实现自动化柔性焊装生产平台的重构,满足不同的生产需求,实现焊点数、机器人生产效能与各工位时间的完美协调;当需要增加焊接机器人时,将线体下料端的举升机构后移,加入一个生产线单元,通过电气和信号接口实现与焊装生产线主体的电气信号连接,通过螺栓接头实现与焊装生产线主体的定位连接,从而实现焊装生产平台的结构重构;同时,由于焊接任务的改变,可重构的自动化柔性焊装生产平台的整线运行策略和机器人协同焊接策略也需要调整,首先生产平台控制中心根据生产线结构以及焊接任务设计出线体生产节拍,从而制定线体随行夹具流转策略、驱动导轮的电机控制策略、举升机构的控制策略,然后制定出焊接机器人的控制策略,通过焊接机器人控制中心实现对机器人动作以及焊接动作的控制,从而实现焊装生产平台的控制策略重构。
[0025]采用本发明可重构双层线体结构的机器人焊装生产平台,可满足对小总成零件的焊装要求,实现小零件的自动化焊装生产过程。当需要焊接的零件发生变化,由于焊点数的要求需要增加或者减少焊装工位和焊接机器人时,可通过增加或者减少生产线单元来实现自动化柔性焊装生产平台的重构,满足不同的生产需求,实现焊点数、机器人生产效能与各工位时间的完美协调。
[0026]本发明采用双层线体布置,采用举升机构协助完成夹具平台的流转,节约了空间,同时采用线体形式,将上料工位和下料工位很好地分开,减少的物料混乱程度,使物料运输更加简洁通畅。
[0027]本发明将随行平台与随行夹具分开,采用螺栓连接的形式链接,他提高了线体夹具更换的灵活性,同时使线体可以满足不同零件的生产需求,提高了焊装生产线的柔性化程度。
[0028]本发明采用夹具转运小车完成夹具库与生产线的夹具更换任务,使夹具更换更加快速简便,同时夹具存放在夹具库中更加有序安全,保证了夹具更换的可靠性、快速性。
[0029]小总成零件自动化焊装生产时,为了实现高节拍的生产效率以及不同零件焊接装配生产的高柔性要求,系统应该有较好的焊接可扩展性;而且由于小总成零件的多样性,生产物流要求简洁通畅,夹具更换要快速可靠性,人员投入要少。因此,采用机器人自动化焊装,采用可重构双层线体单元、随行夹具与随行平台可分离的布置形式,增加夹具库和转运小车,实现了面向多类型小总成自动化焊装生产线的高柔性焊接性能、还能将自动化程度高和人员投入少有机的融合在一起,实现焊点数、机器人生产效能与各工位时间的完美协调,是一种理想的小总成自动化焊装生产线,具有广阔的应用前景。
[0030]以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明,以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
【附图说明】
[0031]图1是本发明一个较佳实施例的可重构的自动化柔性焊装生产平台
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