保险箱自动焊接打磨系统的制作方法

技术领域：

本发明属于自动焊接设备领域，特别是一种用于保险箱后道工序的保险箱自动焊接打磨系统。

背景技术：
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目前，随着自动化设备的普及，在保险箱焊接方面，也在自动焊接设备在研发，但由于保险箱焊接需要立体360°焊接的特殊性，往往无法做到箱体完全是自动焊接的，均是由人工焊接成初坯后，然后由焊接机械手臂焊接，如：公开号为cn105345239a，名称为一种财会用保险柜柜体的焊接装置公开的“一种财会用保险柜柜体的焊接装置，包括机头，该机头上安装有至少两种焊枪，这些焊枪可在动力装置的驱动下，实现相互之间的位置更换”；另外一种如：公开号为cn203725966u，名称为保险箱双工位机器人焊接系统公开的“保险箱双工位机器人焊接系统，包括焊枪(10)以及为该焊枪(10)输送焊丝的送丝机(20)，其特征在于：所述保险箱双工位机器人焊接系统还包括：

———固定于地面上的六轴机器人(30)，该焊枪(10)固定于该六轴机器人(30)的手臂(31)上；

———2台焊接工装(40)，该2台焊接工装(40)距离该六轴机器人(30)的距离相同；其中该焊接工装(40)包括：

———工装固定架子(41)；该工装固定架子(41)固定于地面上；

———工装本体(42)，该工装本体(42)具有工件放置平台(421)以及固定于该工件放置平台(421)上表面上的第一侧板(422)和第二侧板(423)，该第一侧板(422)和第二侧板(423)相互垂直且均为竖直状，且该工件放置平台(421)固定于该工装固定架子(41)上部；

———第一气缸(43)，该第一气缸(43)固定于该工装固定架子(41)的边侧，该第一气缸(43)的伸缩轴呈竖向，且该第一气缸(43)的伸缩轴的上端固定有第二气缸(432)，该第二气缸(432)的伸缩轴呈水平状，且该第二气缸(432)的伸缩轴和该第一侧板(422)相配；

———第三气缸(44)，该第三气缸(44)固定于该工件放置平台(421)的角部，该第三气缸(44)的伸缩轴呈水平，且该第三气缸(44)的伸缩轴上固定有定位转角；

———第四气缸(45)，该第四气缸(45)固定于该工件放置平台(421)的上方，该第四气缸(45)的伸缩轴呈竖向，且该第四气缸(45)的伸缩轴和该工件放置平台(421)相配；

———第五气缸(46)，该第五气缸(46)固定于该工件放置平台(421)上，该第五气缸(46)的伸缩轴呈水平状，且该第五气缸(46)的伸缩轴和该第二侧板(423)相配；以及该2台焊接工装(40)相互背对设置。”，但是这两种焊接装置的夹具结构较复杂，并需要工人手工将坯料放入夹具，而焊接过程中还是需要工人对箱体进行翻转否则无法进行全部的焊接操作，焊接结束后仍然需要工人手动取出，再者打磨工序也需要另外工人手动操作，工人的劳动强度仍然较高，整体生产过程才生产效率也较低。

技术实现要素：
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本发明的目的是提供一种自动化程度高、可大幅降低工人劳动强度及可大幅提高生产效率和降低生产成本的保险箱自动焊接打磨系统。

一种保险箱自动焊接打磨系统，它包括控制机构和固定于地面上的六轴焊接机器人，它还包括输送设备、打磨设备和固定在地面上的六轴搬运机器人，六轴搬运机器人工作臂的工作范围与六轴焊接机器人工作臂的工作范围部分重叠，所述输送设备一端位于六轴搬运机器人工作臂的工作范围内，所述打磨设备也位于六轴搬运机器人工作臂的工作范围内，所述六轴搬运机器人工作臂上设有用于夹取保险箱坯料的夹具；所述输送设备、打磨设备、六轴搬运机器人和六轴焊接机器人均与控制机构控制连接。

本发明与现有技术相比，本发明工作过程为：工人将保险箱坯料放置在输送设备上，由输送设备送入工作区域；随后由六轴搬运机器人夹起，夹起后，六轴搬运机器人的工作臂伸至六轴焊接机器人的工作区；然后由六轴焊接机器人对保险箱坯料进行焊接，六轴搬运机器人配合转动保险箱坯料以便六轴焊接机器人对保险箱坯料不同位置的焊接；焊接结束后，六轴搬运机器人的工作臂将焊接完成的保险箱坯料送至打磨设备区域，此时打磨设备启动，六轴搬运机器人的工作臂控制保险箱坯料在打磨设备上打磨；打磨结束后，六轴搬运机器人的工作臂将成品放置在输送设备上，由输送设备送至下料区由工人下料。本发明具有以下优点：

1、整个工作过程中，工人只需要上料和下料即可，不需要操作夹具，劳动强度较低，对工人的技术要求也较低，无需专业培训，而且一个工人可以对应照顾至少三台本发明，从而大幅降低人工成本和招工难度。

2、工作过程中，工人位于远离六轴焊接机器人、打磨设备和六轴搬运机器人的位置处，且打磨防护门设有安全光栅，只要人员进入工作区域，系统会自动报警并停止工作，且打磨设备、控制机构和输送设备上均设有急停按钮，防止突发状况的发生，对人员进行多重安全保护，生产的安全性较高。

3、整个夹取、焊接、打磨和放料均是设备自动完成，原先的两道工序变为一道，省去了坯料装夹及搬运的麻烦，也可减少生产过程中废品的产生，且工人的参与较少，全部机械设备完成，连续生产能力较高，从而可大幅提高生产效率(可提高至少3倍的生产效率)和产品的成品率，进而大幅降低生产成本。

4、焊接时由两个六轴器人配合，则可焊接坯料的大部分位置，可满足不同的焊接要求，设备的适用范围较广。

作为优选，它还包括围栏，所述六轴焊接机器人、打磨设备、六轴搬运机器人和输送设备的一端均位于围栏内，所述控制机构位于围栏外；所述六轴搬运机器人位于打磨设备的正前方位置处，所述六轴焊接机器人位于打磨设备的侧方位置处，所述输送设备位于六轴搬运机器人的侧方位置处，且输送设备与六轴焊接机器人相对，而输送设备与打磨设备对角设置；则围栏设置后，在生产过程中，其它移动设备或是人员不易进入到工作区中，保证生产的安全性；且这样的设备排布方式，使得六轴焊接机器人和六轴搬运机器人在工作时，工作臂的运动范围相对较小，从而提高工作效率，进而降低生产成本。

作为优选，所述输送设备包括机架，所述机架上设有进料机构和出料机构，且进料机构的末端和出料机构的放料端均位于六轴搬运机器人工作臂的工作范围内；所述进料机构和出料机构上均设有放料感应器和到料感应器，所述放料感应器和到料感应器分别位于进料机构的放料端和末端以及出料机构的放料端和末端；所述放料感应器、到料感应器、进料机构和出料机构与控制机构控制连接；则这种样设置后，使得工人在一个工作位上即可完成上下料的工作，在提高工作效率的同时可进一步降低工人的劳动强度，并且还可使得单个工人可照顾更多设备，用工成本也就进一步降低。

作为优选，所述进料机构位于出料机构的下方，进料机构的放料端位于出料机构末端的下方，进料机构的末端位于出料机构放料端的下方，且出料机构的长度小于进料机构的长度；所述进料机构两端分别位于出料机构两端的外侧，且在同一端进料机构的端部到出料机构的端部的间距大于等于保险箱坯料放置在进料机构上后的长度；则这种样设置后，使得工人在上下料时，可采用吸掉设备来进行上下料的工作，在提高工作效率的同时可进一步降低工人的劳动强度，并且还可使得单个工人可照顾更多设备，用工成本也就更低。

作为优选，所述进料机构和出料机构均为输送辊机构；则这种机构结构简单，且在使用过程中相对于输送带(输送带容易被箱体坯料刮伤)磨损和破损也较少，使用可靠性好。

作为优选，所述进料机构的末端设有喇叭形的整料机构，喇叭形的整料机构的大口端朝向进料机构的放料端；则这样设置后，箱体坯料在进料机构的末端排列的一致性较好，位置的准确性也较好，更便于六轴搬运机器人的夹取，并提高夹取精度，从而保证焊接质量。

作为优选，所述整料机构包括喇叭形的引导轨和均布在引导轨内侧上的若干个滑动组件；所述滑动组件为滚轮，所述滚轮可转动连接在引导轨内侧上，且滚轮部分外露；则这样设置后，使得箱体坯料的移动的过程中，箱体坯料不会与引导轨内侧接触而导致划伤的情况发生，保证成品率。

作为优选，所述六轴焊接机器人的工作臂上设有第一扫描仪，所述第一扫描仪与控制机构信号连接；所述打磨设备上设有第二扫描仪，所述第二扫描仪与控制机构信号连接；则第一扫描仪设置后，在焊接前六轴搬运机器人先将箱体坯料送至第一扫描仪扫描，随后在送至六轴焊接机器人处焊接，这样操作后使得六轴焊接机器人的焊接精度更高，焊接质量也就更好；而焊接结束后六轴搬运机器人的工作臂控制保险箱坯料在第二扫描仪上进行扫描，扫描完成后由打磨设备对工件进行打磨作业，可大幅提高打磨的精确性，从而弥补了产品工件人工制作精度低的缺陷，进一步提搞成品率，降低生产成本。

作为优选，所述打磨设备为砂带机，所述砂带机包括砂带工作轮和机体，所述砂带工作轮位于机体的上端，且砂带工作轮的正下方设有废料收集箱；砂带机的砂带与垂直方向的夹角为20°～60°；则砂带机在打磨是有一定的弹性变形量，从而可消除六轴搬运机器人的工作精度问题，从而可以有效地防止出现在打磨过程中打磨设备出现故障的情况，同时在砂带的这个夹角范围内，打磨效率较高，且六轴搬运机器人在转动箱体时，回缩的距离相对较短，从而可进一步提高工作效率。

作为优选，所述砂带工作轮的外周面上设有若干个均布的长条形凹槽，所述长条形凹槽斜向设置，且长条形凹槽与砂带工作轮轴线之间的夹角为10°～50°；所述长条形凹槽的深度为4～8mm，宽度为4～6mm；则这样设置后，可提高砂带与砂带工作轮的摩擦力，且砂带工作轮在工作时的受力也相对较小，从而在保证打磨工作效率和打磨效果的同时降低砂带及砂带工作轮的磨损，进而延长砂带及砂带工作轮使用寿命。

附图说明：

图1为本发明保险箱自动焊接打磨系统的结构示意图。

图2为本发明保险箱自动焊接打磨系统输送设备的结构示意图。

图3为本发明保险箱自动焊接打磨系统输送设备进料机构的俯视图。

图4为本发明保险箱自动焊接打磨系统输送设备整料机构的放大图。

图5为本发明保险箱自动焊接打磨系统夹具的结构示意图。

图6为为本发明保险箱自动焊接打磨系统第一扫描仪的结构示意图。

图7本发明保险箱自动焊接打磨系统打磨设备的结构示意图。

图8为本发明保险箱自动焊接打磨系统砂带工作轮的结构示意图。

图9为本发明保险箱自动焊接打磨系统砂带工作轮侧视的局部视图。

如图：1、控制机构，2、六轴焊接机器人，3、输送设备，4、打磨设备，5、六轴搬运机器人，6、夹具，7、围栏，8、机架，9、进料机构，10、出料机构，11、引导轨，12、固定板，13、铰接板，14、滚轮，15、第一扫描仪，16、砂带工作轮，17、机体，18、废料收集箱，19、砂带，20、长条形凹槽，21、平台，22、气缸，23、夹头，24、连接块，25、滑动支架，26、滑动导轨，27、固定支架，28、滑杆，29、调整气缸，30、第二扫描仪。

具体实施方式：

下面结合具体实施实例说明，但本发明不限于以下具体实施实例。

实施例1：

如图1～9所示，一种保险箱自动焊接打磨系统，它包括控制机构1和固定于地面上的六轴焊接机器人2，它还包括输送设备3、打磨设备4和固定在地面上的六轴搬运机器人5，六轴搬运机器人5工作臂的工作范围与六轴焊接机器人2工作臂的工作范围部分重叠，所述输送设备3一端位于六轴搬运机器人5工作臂的工作范围内，所述打磨设备4也位于六轴搬运机器人5工作臂的工作范围内，所述六轴搬运机器人5工作臂上设有用于夹取保险箱坯料的夹具6；夹具6包括平台21、气缸22和夹头23，平台21的上平面通过连接块24与六轴搬运机器人5工作臂连接，夹头23的一半固定在平台21下平面的一端，夹头23的另一半通过滑动支架25滑动连接在平台21的下平面上，气缸22固定在平台21下平面的另一端，且气缸22的活塞杆与滑动支架25连接，而连接块24位于平台21近夹头23固定一半的偏心位置处，平台21两侧设有滑动导轨26，滑动支架25滑动连接在滑动导轨26上，滑动支架25上设有固定架27，夹头23的另一半通过滑杆28与固定架27滑动连接，滑杆28为两根，两根滑杆28相互平行且对角设置，滑杆28一端与夹头23的另一半固定连接，滑杆28另一端滑动连接在固定架27的通孔中起到导向的作用，固定架27上设有调整气缸29，调整气缸29用于增加夹头23对箱体坯料的夹紧力，调整气缸29为两个，两个调整气缸29与两根滑杆28组成四方形，且两个调整气缸29也是对角设置，两个调整气缸29的活塞杆均与夹头23的另一半固定连接，当然平台21设有感应器，感应器用于感应箱体坯料是否夹取和夹头23是否到位，气缸22和感应器与控制机构1信号连接；所述输送设备3、打磨设备4、六轴搬运机器人5和六轴焊接机器人2均与控制机构1控制连接。

它还包括围栏7，所述六轴焊接机器人2、打磨设备4、六轴搬运机器人5和输送设备3的一端均位于围栏7内，所述控制机构1位于围栏7外；所述六轴搬运机器人5位于打磨设备4的正前方位置处，所述六轴焊接机器人2位于打磨设备4的侧方位置处，所述输送设备3位于六轴搬运机器人5的侧方位置处，且输送设备3与六轴焊接机器人2相对，而输送设备3与打磨设备4对角设置。围栏7近打磨设备4的位置处开有进出门，且进出门处设有安全光栅和开门警报器，以便提高生产安全性。

如图2、图3和图4所示，所述输送设备3包括机架8，所述机架8上设有进料机构9和出料机构10，且进料机构9的末端和出料机构10的放料端均位于六轴搬运机器人5工作臂的工作范围内；所述进料机构9和出料机构10上均设有放料感应器和到料感应器，所述放料感应器和到料感应器分别位于进料机构9的放料端和末端以及出料机构10的放料端和末端；所述放料感应器、到料感应器、进料机构9和出料机构10与控制机构1控制连接。

所述进料机构9位于出料机构10的下方，进料机构9的放料端位于出料机构10末端的下方，进料机构9的末端位于出料机构10放料端的下方，且出料机构10的长度小于进料机构9的长度；所述进料机构9两端分别位于出料机构10两端的外侧，且在同一端进料机构9的端部到出料机构10的端部的间距大于等于保险箱坯料放置在进料机构9上后的长度。

所述进料机构9和出料机构10均为输送辊机构。

所述进料机构9的末端设有喇叭形的整料机构，喇叭形的整料机构的大口端朝向进料机构9的放料端。

所述整料机构包括喇叭形的引导轨11和均布在引导轨11内侧上的若干个滑动组件；所述滑动组件为滚轮14，所述滚轮14可转动连接在引导轨11内侧上，且滚轮14部分外露，即滚轮14有部分位于喇叭形的引导轨11内。

如图6和图7所示，所述六轴焊接机器人2的工作臂上设有第一扫描仪15，工作臂的焊接头上设有两块平行设置的固定板12，第一扫描仪15位于两块固定板12之间，两块固定板12之间设有铰接板13，铰接板13一端通过将铰接轴铰接在两块固定板12之间，两块固定板12上设有弧形通孔，弧形通孔的圆心位于铰接轴的轴线上，铰接板13一端的两侧设有与弧形通孔一一对应的锁紧螺栓，锁紧螺栓松开后可以调节第一扫描仪15的扫描角度，所述第一扫描仪15与控制机构1信号连接；所述打磨设备4上设有第二扫描仪30，所述第二扫描仪30与控制机构1信号连接，打磨设备4远离六轴焊接机器人2的一侧设有立柱，第二扫描仪30位于立柱的顶端。

如图7所示，所述打磨设备4为砂带机，所述砂带机包括砂带工作轮16和机体17，所述砂带工作轮16位于机体17的上端，且砂带工作轮16的正下方设有废料收集箱18；砂带机的砂带19与垂直方向的夹角为40°。

如图8和图9(图9中未画出所有的长条形凹槽)所示，所述砂带工作轮16的外周面上设有若干个均布的长条形凹槽20，所述长条形凹槽20斜向设置，且长条形凹槽20与砂带工作轮16轴线之间的夹角为30°；所述长条形凹槽20的深度为7mm，宽度为5mm。

实施例2：

所述打磨设备4为砂带机，所述砂带机包括砂带工作轮16和机体17，所述砂带工作轮16位于机体17的上端，且砂带工作轮16的正下方设有废料收集箱18；砂带机的砂带19与垂直方向的夹角为20°。

所述砂带工作轮16的外周面上设有若干个均布的长条形凹槽20，所述长条形凹槽20斜向设置，且长条形凹槽20与砂带工作轮16轴线之间的夹角为10°；所述长条形凹槽20的深度为4mm，宽度为4mm。

其余与实施例一相同。

实施例3：

所述打磨设备4为砂带机，所述砂带机包括砂带工作轮16和机体17，所述砂带工作轮16位于机体17的上端，且砂带工作轮16的正下方设有废料收集箱18；砂带机的砂带19与垂直方向的夹角为60°。

所述砂带工作轮16的外周面上设有若干个均布的长条形凹槽20，所述长条形凹槽20斜向设置，且长条形凹槽20与砂带工作轮16轴线之间的夹角为50°；所述长条形凹槽20的深度为8mm，宽度为6mm。

其余与实施例一相同。

实施例4：

所述打磨设备4为砂带机，所述砂带机包括砂带工作轮16和机体17，所述砂带工作轮16位于机体17的上端，且砂带工作轮16的正下方设有废料收集箱18；砂带机的砂带19与垂直方向的夹角为50°。

所述砂带工作轮16的外周面上设有若干个均布的长条形凹槽20，所述长条形凹槽20斜向设置，且长条形凹槽20与砂带工作轮16轴线之间的夹角为20°；所述长条形凹槽20的深度为7mm，宽度为5mm。

其余与实施例一相同。

实施例5：

所述进料机构9和出料机构10均为输送带机构。

所述打磨设备4为砂带机，所述砂带机包括砂带工作轮16和机体17，所述砂带工作轮16位于机体17的上端，且砂带工作轮16的正下方设有废料收集箱18；砂带机的砂带19与垂直方向的夹角为30°。

所述砂带工作轮16的外周面上设有若干个均布的长条形凹槽20，所述长条形凹槽20斜向设置，且长条形凹槽20与砂带工作轮16轴线之间的夹角为40°；所述长条形凹槽20的深度为5mm，宽度为4mm。

其余与实施例一相同。

工作过程：工人将保险箱坯料放置在输送设备上，由输送设备送入工作区域；随后由六轴搬运机器人夹起，夹起后，六轴搬运机器人的工作臂伸至六轴焊接机器人的工作区；此时焊道追踪扫描仪对产品焊接面进行扫描记录，然后由六轴焊接机器人对保险箱坯料进行焊接，六轴搬运机器人配合转动保险箱坯料以便六轴焊接机器人对保险箱坯料不同位置的焊接；焊接结束后，六轴搬运机器人的工作臂将焊接完成的保险箱坯料送至打磨设备区域，此时打磨设备启动，轴搬运机器人的工作臂控制保险箱坯料在打磨扫描仪上进行扫描，扫描完成后六轴搬运机器人的工作臂控制保险箱坯料在打磨设备上打磨；打磨结束后，六轴搬运机器人的工作臂将成品放置在输送设备上，由输送设备送至下料区由工人下料。

以上实例仅为本发明的较佳实施例，本发明不仅限于以上实施例还允许有其它结构变化，凡在本发明独立权要求范围内变化的，均属本发明保护范围。