车体底架自动点焊设备的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种车体底架自动点焊设备，包括轨道、可沿轨道滑动的门框型支架、焊接机器人、焊钳存放架和控制系统；门框型支架位于待焊接部件上方，焊接机器人位于门框型支架上，且可沿门框型支架的顶部移动，控制系统与焊接机器人电连接，用于向焊接机器人发出控制信号；焊接机器人的悬臂末端设置有可更换的焊钳；焊接机器人用于在控制系统的控制信号驱动下对焊钳进行更换，并利用焊钳对待焊接部件进行焊接；焊钳存放架位于门框型支架下方，用于存放可供焊接机器人更换的焊钳。通过该一种设备即可完成车体底架三道工序的焊接，大大减小了设备投入，提高了设备利用率和生产效率，降低了操作者的劳动强度、人力成本以及设备维护管理成本。
【专利说明】
车体底架自动点焊设备
技术领域
[0001]本发明涉及轨道车辆制造技术领域，尤其涉及一种车体底架自动点焊设备。
【背景技术】
[0002]车体底架是轨道车辆必不可少的部分，车体底架主要包括底架边梁、连接角铁、底架横梁、底架波纹地板。通过将该些部件组焊在一起而形成车体底架。其焊接作业主要包括三道工序，工序一为底架边梁组成的焊接，即底架边梁与连接角铁之间的点焊，工序二为底架骨架组成的焊接，即底架横梁上下翼面与底架边梁上下翼面、底架横梁与连接角铁的点焊，工序三为底架组成，即工序二焊接而成的底架骨架组成与底架波纹地板的点焊。
[0003]现有技术中，工序一是采用专用的底架边梁组成点焊机进行自动点焊，或者采用走形小车，在走形小车上安装挂臂，通过在挂臂上安装第一C型焊钳进行手动点焊。工序二是采用支架旋挂平衡器，通过在平衡器端部连接第二 C型焊钳、X焊钳进行手动点焊。工序三是采用TIG(Tungsten Inert Gas Welding)手工弧焊，或者采用底架组成专用点焊机悬挂单面双点焊钳进行自动点焊。
[0004]由于现有技术焊接时，各工序分别使用专机进行焊接，即各工序的点焊设备使用范围单一，无法完成另外两个工序的焊接工作，也就是说，现有技术完成车体底架三道工序的焊接工作，至少需要三种不同的点焊设备:底架边梁组成点焊设备、底架骨架组成点焊设备、底架组成点焊设备。如此导致设备投入巨大，且利用率低下，因设备生产厂商不同而造成维护备件种类较杂，增大了设备维护管理的难度和成本。且手动点焊会导致人工成本高，焊接质量受人为因素影响较大，焊接质量同一性和稳定性较差。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种车体底架自动点焊设备，以克服现有技术在焊接车体底架时至少需要三种不同的点焊设备而导致设备数量多、成本大的缺陷。
[0006]本发明提供的一种车体底架自动点焊设备，包括:轨道、可沿所述轨道滑动的门框型支架、焊接机器人、焊钳存放架和控制系统；
[0007]所述门框型支架位于待焊接部件上方，所述焊接机器人位于所述门框型支架上，且可沿所述门框型支架的顶部移动，所述控制系统与所述焊接机器人电连接，用于向所述焊接机器人发出控制信号；
[0008]所述焊接机器人的悬臂末端设置有可更换的焊钳;所述焊接机器人用于在所述控制系统的控制信号驱动下对所述焊钳进行更换，并利用所述焊钳对所述待焊接部件进行焊接；
[0009]所述焊钳存放架位于所述门框型支架下方，用于存放可供所述焊接机器人更换的焊钳。
[0010]本发明的车体底架自动点焊设备，通过设置可沿轨道滑动的门框型支架，在门框型支架上设置焊接机器人，并在焊接机器人的悬臂末端设置可更换的焊钳，焊接机器人在控制系统的控制信号驱动下对焊钳进行更换，通过更换不同的焊钳以对待焊接部件的不同部位进行焊接，即，通过该一种设备即可完成车体底架三道工序的自动焊接，从而在保证焊接质量的同一性和稳定性的同时，大大减小了设备投入，提高了设备利用率和生产效率，降低了操作者的劳动强度、人力成本以及设备维护管理成本。
【附图说明】
[0011]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0012]图1为本发明一实施例提供的车体底架自动点焊设备的主视结构图；
[0013]图2为本发明一实施例提供的车体底架自动点焊设备的侧视结构图；
[0014]图3为本发明一实施例提供的车体底架自动点焊设备去掉焊接机器人后的俯视结构图。
[0015]附图标记说明:
[0016]丨、待焊接部件；2、门框型支架；
[0017]21、立柱；22、顶梁；
[0018]211、伺服减速机；212、滚轮；
[0019]213、防撞保护装置；10、轨道；
[0020]11、防尘盖板；221、滚珠螺杆传动装置；
[0021]3、焊接机器人；31、悬臂；
[0022]4、焊钳；51、点焊控制器；
[0023]52、机器人控制器；61、逆变式电源控制器；
[0024]62、配电箱；63、稳压器；
[0025]71、空气压缩机；72、冷冻水箱；
[0026]73、空气干燥器；74、储气罐；
[0027]81、安全扶梯；82、防护栏；
[0028]9、电源滑触线；4a、换枪盘；
[0029]41a、机器人侧换枪盘；42a、焊钳侧换枪盘。
【具体实施方式】
[0030]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0031]图1为本发明一实施例提供的车体底架自动点焊设备的主视结构图。图2为本发明一实施例提供的车体底架自动点焊设备的侧视结构图。图3为本发明一实施例提供的车体底架自动点焊设备去掉焊接机器人后的俯视结构图。参照附图1至附图3所示，本实施例提供一种车体底架自动点焊设备，包括轨道10、可沿轨道10滑动的门框型支架2、焊接机器人3、焊钳存放架(图中未示出)和控制系统。轨道10的钢轨长度依据工装台位和扩能预留台位而定，钢轨级别依据设备重量而定。
[0032]其中，门框型支架2位于待焊接部件I上方，焊接机器人3位于门框型支架2上，且可沿门框型支架2的顶部移动，控制系统与焊接机器人3电连接，用于向焊接机器人3发出控制信号。焊接机器人3的悬臂31末端设置有可更换的焊钳4。焊接机器人3用于在控制系统的控制信号驱动下对焊钳4进行更换，并利用焊钳4对待焊接部件I进行焊接。焊钳存放架位于门框型支架2下方，用于存放可供焊接机器人3更换的焊钳4。本实施例中焊接机器人3的可搬运重量大于等于400KG。
[0033]需要说明的是，焊钳存放架中所存放的焊钳4的种类可根据待焊接部件I的需求进行设定。即，存放的焊钳4与待焊接部件I相匹配即可。
[0034]示例性的，轨道车辆的车体底架主要包括底架边梁、连接角铁、底架横梁、底架波纹地板。此时，可在焊钳存放架中存放第一 C型焊钳、第二 C型焊钳、X型焊钳、单面双点焊钳。其中，第一C型焊钳用于底架边梁组成的点焊，第二C型焊钳和X型焊钳用于底架骨架组成的点焊，单面双点焊钳用于底架组成的点焊。也就是说，焊接车体底架中的底架边梁组成时，先将底架边梁和连接角铁定位好，控制系统向焊接机器人3发送控制信号，驱动焊接机器人3的悬臂31活动，从焊钳存放架上更换第一C型焊钳，焊接机器人3在控制系统的控制下，利用第一 C型焊钳对底架边梁和连接角铁进行点焊形成底架边梁组成，焊接完后，控制系统再驱动焊接机器人3分别更换第二 C型焊钳和X型焊钳，对底架骨架组成进行点焊，具体地，先更换第二 C型焊钳对边梁上下翼面与横梁上下翼面进行点焊，再更换X型焊钳对横梁和连接角铁进行点焊，从而形成底架骨架。最后再更换单面双点焊钳完成底架骨架组成与底架波纹底板的点焊，从而完成车体底架的焊接。当然，上述第一 C型焊钳、第二 C型焊钳、X型焊钳和单面双点焊钳仅是为了方便说明，本发明并不以此为限，在具体生产过程中，可根据实际需要选用合适的焊钳对待焊接部件进行焊接。
[0035]本实施例提供的车体底架自动点焊设备，通过设置可沿轨道10滑动的门框型支架2，在门框型支架2上设置焊接机器人3，并在焊接机器人3的悬臂31末端设置可更换的焊钳4，焊接机器人3在控制系统的控制信号驱动下对焊钳4进行更换，通过更换不同的焊钳4以对待焊接部件I的不同部位进行焊接，即，通过该一种设备即可完成车体底架三道工序的自动焊接，从而在保证焊接质量的同一性和稳定性的同时，大大减小了设备投入，提高了设备利用率和生产效率，降低了操作者的劳动强度、人力成本以及设备维护管理成本。
[0036]在本实施例中，可在焊接机器人3和焊钳4之间设置换枪盘4a。即，焊钳4与焊接机器人3的悬臂31通过换枪盘4a连接。换枪盘4a具体可包括机器人侧换枪盘41a和焊钳侧换枪盘42a，机器人侧换枪盘41a和焊钳侧换枪盘42a相互连接，通过该换枪盘4可快速安装不同规格的焊钳，实现焊钳的快速互换，以提高焊接效率，且能够保证风、水、电以及控制系统等的通用性能。
[0037]门框型支架2具体包括:顶梁22和位于顶梁22两侧的立柱21。其中，立柱21的底部可沿轨道10滑动，两个立柱21之间的空间用于安放待焊接部件I。具体实现时，通过在立柱21的底部设置滚轮212，滚轮212可沿轨道10滑动。立柱21内设有伺服减速机211，伺服减速机211分别与控制系统和滚轮212连接，通过伺服减速机211控制滚轮212的滑动速度。
[0038]其中，控制系统具体包括:机器人控制器52、点焊控制器51。机器人控制器52和点焊控制器51均位于顶梁22上方，点焊控制器51位于机器人控制器52—侧。机器人控制器52具体用于控制焊接机器人3的移动。点焊控制器51具体用于控制焊钳4进行焊接作业。点焊控制器51连接有空气压缩机71、储气罐74、空气干燥器73和冷冻水箱72等，从而为点焊作业提供环境参数。具体可设置点焊监控系统，通过监控系统对焊接电流和焊接时间进行检测，以保证焊接质量。还可在顶梁22上方设置点焊警报控制器，点焊警报控制器与点焊控制器51连接，若点焊过程中发生程序异常等情况时，点焊警报控制器会产生报警鸣声和闪灯，以使操作人员快速得知异常情况并及时处理。
[0039]在上述实施例的基础上，在其中一种可行的实现方式中，在顶梁22上设置滚珠螺杆传动装置221，将焊接机器人3连接在滚珠螺杆传动装置221上，滚珠螺杆传动装置221与控制系统连接，用于带动焊接机器人3沿顶梁22移动。也就是说，通过设置滚珠螺杆传动装置221，使控制系统控制滚珠螺杆传动装置221工作，从而使焊接机器人3沿顶梁22移动实现焊接。当然，焊接机器人也可以通过其他方式沿顶梁22移动，例如，在顶梁22上设置驱动电机和滑轨，焊接机器人3底部设置与该滑轨匹配的滑动部，使焊接机器人3在电机驱动下沿滑轨滑动。
[0040]进一步地，本实施例的车体底架自动点焊设备还包括:电源组件。电源组件具体包括:配电箱62、与配电箱62连接的逆变式电源控制器61和稳压器63。稳压器63位于顶梁22上方，逆变式电源控制器61和配电箱62分别位于立柱21上。具体地，逆变式电源控制器61位于顶梁22—侧的立柱21上，配电箱62位于另一个立柱21上。立柱21—侧还设有安全扶梯81，安全扶梯81上设有防护栏82，以供检修人员从地面到达顶梁22上进行检修，为操作人员的安全提供保障。顶梁22的底部还设有照明系统(图中未示出)，照明系统与电源组件连接，通过照明系统进行照明，便于操作人员对焊接工件的观察。
[0041]为了提高门框型支架2移动的安全性，进一步地，还可以在立柱21的沿轨道10延伸方向上的两端分别设置防撞保护装置213，提高使用安全性和立柱21的使用寿命。另外，轨道10上还设有防尘盖板11，用于防止灰尘等杂物掉落钢轨中，以保证门框型支架2在工作时能够正常移动。
[0042]现有技术中，底架边梁组成、底架骨架组成、底架组成三道工序焊接时所用的三个点焊设备，其动能(风、水、电)管线采用坦克链集中布设形式，产量提升需要扩能增加设备和台位时，即便留有工艺布局调整的空间，因为新增设备与旧有设备动能布设的坦克链叠加干涉，两台设备也很难兼容，任意一台设备很难兼容两个台位的点焊工作，需要投入较大的改造费用。
[0043]为了解决该问题，避免点焊设备动能(风、水、电)管线采用坦克链集中布设形式。本实施例中，通过在立柱21的一侧设置电源滑触线9，电源滑触线9与电源组件连接，参照附图1所示，其具体可与逆变式电源控制器61连接，即设备取电直接采用电源滑触线9取电，不存在新增设备与旧有设备坦克拖链互相干涉的问题，能做到互相兼容、互不干涉。任意一台设备均能满足新增和原有台位的点焊工作，不需要投入较大的改造费用，便于工艺调整。在焊接车体底架时，电源滑触线9的长度依据底架边梁组成或横梁组成、底架骨架组成、底架组成工件和工装长度，及工艺布局预留工位确定。另外，还可在电源滑触线的两端设置LED电源指示灯，以在作业过程中进行安全指示。
[0044]具体实现时，同一车体底架生产线上可以设置两台以上的车体底架自动点焊设备，即各车体底架自动点焊设备分别安装在轨道10上，与电源滑触线9连通即可，即多台车体底架自动点焊设备共用轨道10和电源滑触线9。多台车体底架自动点焊设备可以同向布置，也可以背向布置，具体按产线要求进行设置。在焊接过程中中若其中一台出现故障时，可通过其他台点焊设备中的一台完成车体底架三道工序焊接的全部工作，从而完全避免底架生产线因其中一个工序设备出现故障，造成底架生产线乃至整个车体生产线处于瘫痪状态的情况出现。
[0045]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
【主权项】
1.一种车体底架自动点焊设备，其特征在于，包括:轨道、可沿所述轨道滑动的门框型支架、焊接机器人、焊钳存放架和控制系统； 所述门框型支架位于待焊接部件上方，所述焊接机器人位于所述门框型支架上，且可沿所述门框型支架的顶部移动，所述控制系统与所述焊接机器人电连接，用于向所述焊接机器人发出控制信号； 所述焊接机器人的悬臂末端设置有可更换的焊钳;所述焊接机器人用于在所述控制系统的控制信号驱动下对所述焊钳进行更换，并利用所述焊钳对所述待焊接部件进行焊接； 所述焊钳存放架位于所述门框型支架下方，用于存放可供所述焊接机器人更换的焊钳。2.根据权利要求1所述的车体底架自动点焊设备，其特征在于，所述焊钳包括:第一C型焊钳、第二C型焊钳、X型焊钳或单面双点焊钳中的一种，其中，所述第一C型焊钳用于底架边梁组成的点焊，所述第二 C型焊钳和所述X型焊钳用于底架骨架组成的点焊，所述单面双点焊钳用于底架组成的点焊。3.根据权利要求1所述的车体底架自动点焊设备，其特征在于，所述焊钳与所述焊接机器人的悬臂通过换枪盘连接。4.根据权利要求1至3任一项所述的车体底架自动点焊设备，其特征在于，所述门框型支架包括:顶梁和位于所述顶梁两侧的立柱;所述立柱的底部可沿所述轨道滑动，两个所述立柱之间的空间用于安放所述待焊接部件;所述控制系统位于所述顶梁上方。5.根据权利要求4所述的车体底架自动点焊设备，其特征在于，所述顶梁上设有滚珠螺杆传动装置，所述焊接机器人连接在所述滚珠螺杆传动装置上，所述滚珠螺杆传动装置与所述控制系统连接，用于带动所述焊接机器人沿所述顶梁移动。6.根据权利要求1至3任一项所述的车体底架自动点焊设备，其特征在于，所述控制系统包括:机器人控制器、点焊控制器;所述点焊控制器位于所述机器人控制器一侧，所述机器人控制器用于控制所述焊接机器人移动，所述点焊控制器用于控制所述焊钳进行焊接作业，所述点焊控制器连接有空气压缩机、储气罐、空气干燥器、冷冻水箱。7.根据权利要求4所述的车体底架自动点焊设备，其特征在于，所述车体底架自动点焊设备还包括:电源组件； 所述电源组件包括:配电箱、与所述配电箱连接的逆变式电源控制器和稳压器;所述稳压器位于顶梁上方，所述逆变式电源控制器和所述配电箱分别位于所述立柱上。8.根据权利要求4所述的车体底架自动点焊设备，其特征在于，所述立柱的底部设有滚轮，所述滚轮可沿所述轨道滑动，所述立柱内设有伺服减速机，所述伺服减速机分别与所述控制系统和所述滚轮连接。9.根据权利要求7所述的车体底架自动点焊设备，其特征在于，所述立柱一侧设有安全扶梯，所述安全扶梯上设有防护栏； 所述顶梁的底部还设有照明系统，所述照明系统与所述电源组件连接。10.根据权利要求7所述的车体底架自动点焊设备，其特征在于，所述立柱的一侧设有电源滑触线，所述电源滑触线与所述电源组件连接，所述电源滑触线的两端设有LED电源指示灯。
【文档编号】B23K11/11GK105921867SQ201610392021
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年6月6日
【发明人】徐雷, 王萌, 陈岩
【申请人】中车唐山机车车辆有限公司, 天津中车唐车轨道车辆有限公司