一种汽车集装箱铰链板的自动化焊接工作站的制作方法

本实用新型涉及一种焊接工作站，特别涉及一种汽车集装箱铰链板的自动化焊接工作站。

背景技术：

现阶段的汽车集装箱铰链毛坯板焊接工作一般包括以下步骤：人工上料-人工对铰链毛坯板定位-人工对铰链毛坯板焊接-人工下料。这种焊接工作有以下缺点：1：来料周期不定时，不利于长期供给使用；2：工人的劳动强度大，不能适应长期性工作，且生产效率低；3：人工定位、及焊接效果欠佳，直接影响铰链毛坯板的焊接效果，且良品率低；4：焊接质量不稳定，且焊接一致性差，焊接质量难以保证。中国专利文献号CN205764363U于2016年12月7日公开了一种铰链毛坯板自动焊接装置，并具体公开了：所述铰链毛坯板自动焊接装置包括：一第一气缸、一第一焊枪、一直线导轨、一滑台，所述第一气缸位于所述直线导轨的一端，并与所述滑台连接，所述第一气缸用于使所述滑台沿着所述直线导轨做往复直线运动，所述第一焊枪位于所述直线导轨的一侧，用于对所述滑台上的铰链毛坯板进行焊接加工；所述滑台上安装有一铰链毛坯板夹具，所述铰链毛坯板夹具用于固定铰链毛坯板；所述铰链毛坯板夹具具有一调节板，所述调节板用于调节所述铰链毛坯板夹具的大小；所述第一焊枪通过一焊枪夹具固定于所述铰链毛坯板自动焊接装置的一工作台上；所述铰链毛坯板自动焊接装置还包括一第二焊枪，所述第二焊枪和所述第一焊枪对称式分布于所述直线导轨的两侧；所述铰链毛坯板自动焊接装置还包括一卸料箱，用于盛放已焊接的铰链毛坯板，所述卸料箱位于所述直线导轨的一侧；所述铰链毛坯板自动焊接装置还包括一遮光板，所述遮光板垂直放置于所述直线导轨的上方并位于所述第一焊枪的一侧；所述铰链毛坯板自动焊接装置还包括一第二气缸，用于将已焊接的铰链毛坯板从所述滑台上卸除，所述第二气缸位于所述直线导轨的一侧，并与所述直线导轨相垂直；所述铰链毛坯板自动焊接装置还包括一PLC控制器，所述PLC控制器用于控制所述第一气缸和/或所述第二气缸。该结构只能实现铰链毛坯板的自动焊接工作，上下料等工作仍需依靠工人完成，所以工作效率低，工人的劳动强度大。

因此，有必要做进一步改进。

技术实现要素：

本实用新型的目的旨在提供一种自动化程度高、焊接效率高、焊接质量稳定、焊接效果好、工人劳动强度低的汽车集装箱铰链板的自动化焊接工作站，以克服现有技术中的不足之处。

按此目的设计的一种汽车集装箱铰链板的自动化焊接工作站，包括焊接机器人，焊接机器人上设置有用于完成焊接工序的焊枪；其特征在于：还包括转盘送料机构、管料上料机构和铰链毛坯板上料机构；

所述转盘送料机构包括转动盘、及设置于转动盘上的焊接定位治具，焊接定位治具设置一套或两套以上，两套以上的焊接定位治具环形均布，转动盘由步进动力组件驱动逐级转动；焊接定位治具随转动盘逐级转动至与管料上料机构和/或铰链毛坯板上料机构对应的工位上；需要焊接的管料和铰链毛坯板分别定位放置于焊接定位治具上；

所述管料上料机构包括排料槽、上料导槽和上料推块，排料槽倾斜设置，上料导槽设置于排料槽的低位端；管料单层集中于排料槽上、且逐个向下滚动至上料导槽上，上料推块由推料动力组件驱动往复移动，以将上料导槽上的管料推移至位于管料上料工位的焊接定位治具上；

所述铰链毛坯板上料机构包括磁吸板和转移动力组件，磁吸板利用磁吸力吸起铰链毛坯板，磁吸板由转移动力组件驱动往复移动，以将磁吸板上的铰链毛坯板移至位于铰链毛坯板上料工位的焊接定位治具上；

所述焊接机器人包括用于完成第一道焊接工序的第一焊接机器人、及用于完成第二道焊接工序的第二焊接机器人，第一焊接机器人与第一焊接工位对应，第二焊接机器人与第二焊接工位对应。

所述管料上料机构还包括储料腔和排料腔、及设置于储料腔与排料腔之间的送料组件；所述送料组件包括链轮和爬坡链条，链轮定位转动的设置两个以上，爬坡链条绕设于链轮上，至少一个链轮由相应的驱动电机驱动，爬坡链条上设置若干用于承载管料的传送块；工作时，爬坡链条通过传送块将储料腔中的管料逐个输送至排料腔中；排料腔与排料槽连通，管料经排料腔进入排料槽中。

所述铰链毛坯板上料机构还包括用于叠放铰链毛坯板的储料立槽、及用于推送铰链毛坯板的推送块；推送块由推送组件驱动往复移动，以将储料立槽中最底层的铰链毛坯板逐块推送至磁吸板下方；磁吸板上设置有磁铁，磁吸板与转移动力组件之间设置有升降气缸，磁吸板由升降气缸驱动上下升降。

本工作站还包括设置于第一焊接机器人与第二焊接机器人之间的翻转机构，翻转机构与翻转工位对应；翻转机构包括相互啮合的翻转齿轮和翻转齿条，翻转齿轮上设有偏心的翻转轴，翻转齿轮定位转动设置，翻转齿条由翻转动力组件驱动往复移动，以使翻转轴作用半成品完成翻转动作，所述半成品为管料与铰链毛坯板完成第一道焊接工序后的焊接件。

所述焊接定位治具包括用于放置管料的定位槽、及分别用于支撑铰链毛坯板的第一定位架和第二定位架，定位槽位于第一定位架与第二定位架之间、且端部设置有定位插设管料端部的第一定位锥头，定位槽上的管料与第一定位架上的铰链毛坯板相互接触；进行第一道焊接工序时，铰链毛坯板支承于第一定位架上；进行第二道焊接工序时，铰链毛坯板支承于第二定位架上；所述翻转轴将第一定位架上的铰链毛坯板翻转至第二定位架上，管料始终在定位槽上。

本工作站还包括下料机构，该下料机构包括下料滑槽和下料夹具组件；下料夹具组件包括第一夹板、夹具气缸和第二夹板，夹具气缸驱动第一夹板和/或第二夹板往复移动，以使第一夹板与第二夹板相互靠拢或远离；下料夹具组件由下料移送组件驱动往复移动，以将下料工位中焊接定位治具上的成品移送至下料滑槽上，所述成品为管料与铰链毛坯板完成第一道焊接工序和第二道焊接工序后的焊接件。

本工作站还包括与第一焊接工位对应的第一压料机构，第一压料机构包括第一压板、第一按压气缸、第二定位锥头和第一定位气缸，第一压板由第一按压气缸驱动上下活动、以将第一焊接工位上的铰链毛坯板压紧于所在焊接定位治具的第一定位架上，第二定位锥头由第一定位气缸驱动横向移动、以定位插设第一焊接工位中焊接定位治具上的管料端部。

本工作站还包括与第二焊接工位对应的第二压料机构，第二压料机构包括第二按压气缸、第二定位气缸、第三定位锥头和第二压板，第二按压气缸通过连杆驱动第二压板活动、以将第二焊接工位上的铰链毛坯板压紧于所在焊接定位治具的第二定位架上，第三定位锥头由第二定位气缸驱动横向移动、以定位插设第二焊接工位中焊接定位治具上的管料端部。

本工作站还包括系统底座，所述转盘送料机构、管料上料机构、铰链毛坯板上料机构、第一压料机构、第一焊接机器人、第二焊接机器人、翻转机构、第二压料机构和下料机构分别定位固定在系统底座上，所述管料上料机构、铰链毛坯板上料机构、第一压料机构、翻转机构、第二压料机构和下料机构分别环绕转盘送料机构设置；各机构分别与一个以上焊接定位治具相对应。

本工作站还包括机器人控制柜和焊机，机器人控制柜控制第一焊接机器人和/或第二焊接机器人，焊机控制第一焊接机器人和/或第二焊接机器人上的焊枪。

本实用新型具有以下有益效果：

1.用于焊接的焊枪由相关的机器人控制，因此焊接质量得到有效保证、焊接一致性高，而且焊接质量大大提升，产品的良品率高；

2.来料周期恒定，因此满足了自动化焊接的生产需求，工人可精准掌握焊接速度，有效的控制产能；

3.原料的输送、定位、压料、焊接、翻转、下料等工作均可自动化完成，工人只需进行补料工作即可，因此工人的工作量大大减少，劳动强度降低，适合长期性工作；

4.本工作站可适合多种不同型号的汽车集装箱铰链毛坯板焊接，故通用性和实用性强。

附图说明

图1为本实用新型一实施例中自动化焊接工作站的整体立体图。

图2为本实用新型一实施例中自动化焊接工作站的整体俯视图。

图3为本实用新型一实施例中转盘送料机构的结构示意图。

图4为本实用新型一实施例中焊接定位治具的结构示意图。

图5和图6分别为本实用新型一实施例中管料上料机构不同方位的立体图。

图7和图8分别为本实用新型一实施例中管料上料机构不同位置的局部截面图。

图9为本实用新型一实施例中铰链毛坯板上料机构的立体图。

图10为本实用新型一实施例中铰链毛坯板上料机构的局部截面图。

图11为本实用新型一实施例中第一压料机构的立体图。

图12和图13分别为本实用新型一实施例中翻转机构不同方位的立体图。

图14为本实用新型一实施例中焊接定位治具上半成品翻转前的示意图。

图15为本实用新型一实施例中焊接定位治具上半成品翻转后的示意图。

图16为本实用新型一实施例中第二压料机构的立体图。

图17为本实用新型一实施例中下料机构的立体图。

图18为本实用新型一实施例中管料的结构示意图。

图19为本实用新型一实施例中铰链毛坯板的结构示意图。

图20和图21分别为本实用新型一实施例中铰链板不同方位的立体图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述。

参见图18-图21，本汽车集装箱铰链板的自动化焊接工作站主要工作是将管料G与铰链毛坯板J焊接成一体，具体需要对管料G与铰链毛坯板J之间的第一焊缝H1和第二焊缝H2进行焊接，第一焊缝H1和第二焊缝H2分别位于铰链板的正方面。

参见图1-图20，为完成上述第一焊缝H1和第二焊缝H2的焊接，本汽车集装箱铰链板的自动化焊接工作站包括转盘送料机构1、管料上料机构2、铰链毛坯板上料机构3、第一压料机构4、第一焊接机器人5、第二焊接机器人10、翻转机构11、第二压料机构12和下料机构13；

其中，

转盘送料机构1包括转动盘1.1、及设置于转动盘1.1表面的六套焊接定位治具1.2，六套焊接定位治具1.2环形均布，转动盘1.1由步进动力组件驱动逐级转动，以使各焊接定位治具1.2分别沿环形的生产线循环输送；焊接定位治具1.2随转动盘1.1逐级转动至与管料上料机构2和铰链毛坯板上料机构3对应的工位上；需要焊接的管料G和铰链毛坯板J分别定位放置于焊接定位治具1.2上；

管料上料机构2包括排料槽2.6、上料导槽2.7和上料推块2.8，排料槽2.6倾斜设置，上料导槽2.7设置于排料槽2.6的低位端；管料G单层集中于排料槽2.6中、且逐个向下滚动至上料导槽2.7上，上料推块2.8由推料动力组件驱动往复移动，以将上料导槽2.7上的管料G推移至位于管料上料工位A的焊接定位治具1.2上；

铰链毛坯板上料机构3包括磁吸板3.7和转移动力组件，磁吸板3.7利用磁吸力吸起金属材质的铰链毛坯板J，磁吸板3.7由转移动力组件驱动往复移动，以将磁吸板3.7上的铰链毛坯板J移至位于铰链毛坯板上料工位B的焊接定位治具1.2上；

第一焊接机器人5上设置有焊枪，其用于完成第一道焊接工序，即对第一焊缝H1焊接；第二焊接机器人10上设置有焊枪，其用于完成第二道焊接工序，即对第二焊缝H2焊接；第一焊接机器人5与第一焊接工位C对应，第二焊接机器人10与第二焊接工位E对应。第一焊接机器人5和第二焊接机器人10分别为六轴机器人，其能自由灵活的对第一或第二焊缝进行焊接，保证产品焊接统一和美观，且效率高。

进一步说，参见图3，转盘送料机构1还包括第一支架台1.4，转动盘1.1定位转动在第一支架台1.4顶部；步进动力组件包括步进电机1.3，步进电机1.3通过分度器1.5驱动转动盘1.1逐级转动，每次驱动转动盘1.1转动60°，确保各焊接定位治具1.2准确进入不同的工位，进而有效提高生产效率。

进一步说，参见图5-图8，管料上料机构2还包括储料腔2.1和排料腔2.5、及设置于储料腔2.1与排料腔2.5之间的送料组件；送料组件包括链轮2.2和爬坡链条2.3，两个链轮2.2相对第二支架台2.11定位转动设置、且两链轮2.2之间的连线向上倾斜，爬坡链条2.3绕设于链轮2.2上，至少一个链轮2.2由相应的驱动电机(图中未标示)驱动，爬坡链条2.3上间隔式设置若干用于承载管料G的传送块2.4，传送块2.4呈L形，且每次只能输送一管料G；爬坡链条2.3的低位靠近储料腔2.1、高位靠近排料腔2.5；工作时，爬坡链条2.3通过传送块2.4将储料腔2.1中的管料G逐个向上输送至排料腔2.5中；排料腔2.5底端与排料槽2.6高位端连通，管料G经排料腔2.5进入排料槽2.6中；推料动力组件包括第一无杆气缸2.9，第一无杆气缸2.9通过连接组件驱动上料推块2.8沿上料导槽2.7往复移动；上料导槽2.7上设置有用于检测上料导槽2.7上是否有管料G的第一感应器2.10。人工将管料G上料到储料腔2.1进行储料，通过爬坡链条2.3上的传送块2.4最终输送到排料槽2.6上，然后第一无杆气缸2.9动作，把上料导槽2.7上的管料G推送至管料上料工位A中的焊接定位治具1.2上，对管料G完成定位动作后，转动盘1.1转动60°，转动至下一工位，为铰链毛坯板J上料做准备。

进一步说，参见图9和图10，铰链毛坯板上料机构3还包括用于叠放铰链毛坯板J的储料立槽3.1、及用于推送铰链毛坯板J的推送块3.2；推送块3.2由推送组件驱动往复移动，以将储料立槽3.1中最底层的铰链毛坯板J逐块推送至磁吸板3.7下方，推送组件包括设置于第三支架台3.12上的第二无杆气缸3.3；磁吸板3.7底部设置有磁铁3.6，磁吸板3.7与转移动力组件之间设置有升降气缸3.10，磁吸板3.7由升降气缸3.10驱动上下升降，转移动力组件包括设置于磁吸板3.7上方的第三无杆气缸3.11；具体是，升降气缸3.10的活塞杆端部连接有第一载板3.9，第一载板3.9与磁吸板3.7间隔配合，且彼此间有弹簧3.8，以为磁吸板3.7提供所需的缓冲力；磁吸板3.7上设置有用于检测磁吸板3.7下方是否有铰链毛坯板J的第二感应器3.5。人工将若干铰链毛坯板J叠放在储料立槽3.1中，然后储料立槽3.1下的推送块3.2把铰链毛坯板J逐块推出，铰链毛坯板J与限位板3.4接触后停止前进，夹紧气缸3.13夹紧铰链毛坯板J定位后，磁吸板3.7通过磁铁3.6将铰链毛坯板J吸住，随后通过第三无杆气缸3.11把吸住铰链毛坯板J输送到铰链毛坯板上料工位B中的焊接定位治具1.2上定位，定位完成转动盘1.1转动60°，转动至下一工位，为焊接第一焊缝H1做准备。

参见图11，第一压料机构4与第一焊接工位C对应，其包括第一压板4.2、第一按压气缸4.4、第二定位锥头4.6和第一定位气缸4.7，第一压板4.2由第一按压气缸4.4驱动上下活动、以将第一焊接工位C上的铰链毛坯板J压紧于所在焊接定位治具1.2的第一定位架1.23上，第二定位锥头4.6由第一定位气缸4.7驱动横向移动、以定位插设第一焊接工位C中焊接定位治具1.2上的管料G端部；第一压料机构4还包括第四支架台4.8、及设置于第四支架台4.8顶部的第一支撑架4.5，第一按压气缸4.4固定于第一支撑架4.5上，且驱动第一压板4.2相对第一支撑架4.5上下升降，第一压板4.2上设置有缓冲作用铰链毛坯板J的缓冲器4.3和用于检测第一压板4.2下方是否有铰链毛坯板J的第三感应器4.1；第一定位气缸4.7固定于第四支架台4.8顶部。第一压料机构4能将铰链毛坯板J压紧，第一定位气缸4.7推出第二定位锥头4.6把管料G端部顶紧，防止焊接过程出现较大的变形，动作完成后，发出型号，第一焊接机器人5对第一焊缝H1进行焊接。

进一步说，参见图12和图13，翻转机构11设置于第一焊接机器人5与第二焊接机器人10之间，翻转机构11与翻转工位D对应；翻转机构11包括相互啮合的翻转齿轮11.3和翻转齿条11.4，翻转齿轮11.3外端面上设有偏心的翻转轴11.2，翻转齿轮11.3定位转动设置，翻转齿条11.4由翻转动力组件驱动往复移动，以使翻转轴11.2作用半成品完成翻转动作，半成品为管料G与铰链毛坯板J完成第一道焊接工序后的焊接件。具体是，第五支架台11.8上滑动式设置有第二载板11.1，翻转齿轮11.3定位转动在第二载板11.1上，第二载板11.1上固定设置有第二支撑架11.5，翻转动力组件包括固定于第二支撑架11.5上的第四无杆气缸11.6，第四无杆气缸11.6驱动翻转齿条11.4相对第二支撑架11.5线性滑动，进而驱动翻转齿轮11.3转动，达到翻转半成品的目的；第五支架台11.8上固定有第五无杆气缸11.7，第五无杆气缸11.7通过第二载板11.1驱动翻转轴11.2线性滑动；当载有半成品的焊接定位治具1.2进入翻转工位D时，第五无杆气缸11.7驱动翻转轴11.2进入半成品的有效翻转范围内，以便进行翻转动作。通过翻转机构11能对半成品的铰链板进行翻转，翻转完成后转动盘1.1转动60°，转动至下一工位，为焊接第二焊缝H2做准备。

进一步说，参见图4、图14和图15，焊接定位治具1.2包括用于放置管料G的定位槽1.21、及分别用于支撑铰链毛坯板J的第一定位架1.23和第二定位架1.24，定位槽1.21位于第一定位架1.23与第二定位架1.24之间、且端部设置有定位插设管料G端部的第一定位锥头1.22，管料G直接上料至定位槽1.21上，铰链毛坯板J直接上料至第一定位架1.23上，定位槽1.21上的管料G与第一定位架1.23上的铰链毛坯板J相互接触；进行第一道焊接工序时，铰链毛坯板J支承于第一定位架1.23上，且第一焊缝H1朝上；进行第二道焊接工序时，铰链毛坯板J支承于第二定位架1.24上，且第二焊缝H2朝上；翻转轴11.2将第一定位架1.23上的铰链毛坯板J翻转至第二定位架1.24上，管料G始终转动在定位槽1.21上；第一定位架1.23和第二定位架1.24上分别设有定位轴1.25，定位轴1.25与铰链毛坯板J上原有的通孔对应，并与其插设，实现有效定位。

进一步说，参见图16，第二压料机构12与第二焊接工位E对应，第二压料机构12包括第二按压气缸12.1、第二定位气缸12.3、第三定位锥头12.5和第二压板12.6，第二按压气缸12.1通过连杆12.4驱动第二压板12.6活动、以将第二焊接工位E上的铰链毛坯板J压紧于所在焊接定位治具1.2的第二定位架1.24上，第三定位锥头12.5由第二定位气缸12.3驱动横向移动、以定位插设第二焊接工位E中焊接定位治具1.2上的管料G端部。具体地，第六支架台12.7顶部设有倾斜的第三支撑架12.2，连杆12.4中部与第三支撑架12.2端部铰接，第二按压气缸12.1的活塞杆与连杆12.4一端铰接，第二压板12.6设置于连杆12.4另一端；第二按压气缸12.1伸缩活动时，其利用杠杆原理驱动第二压板12.6往复活动，以将铰链毛坯板J压紧在相应的第二定位架1.24上。第二压料机构12能将铰链毛坯板J压紧在第二定位架1.24上，动作完成后发出型号，第二焊接机器人10对第二焊缝H2进行焊接。

进一步说，参见图17，下料机构13包括下料滑槽13.1和下料夹具组件；下料夹具组件包括第一夹板13.2、夹具气缸13.3和第二夹板13.4，夹具气缸13.3驱动第一夹板13.2,往复移动，以使第一夹板13.2与第二夹板13.4相互靠拢或远离；下料夹具组件由下料移送组件驱动往复移动，以将下料工位F中焊接定位治具1.2上的成品移送至下料滑槽13.1上，成品为管料G与铰链毛坯板J完成第一道焊接工序和第二道焊接工序后的焊接件；具体地，下料滑槽13.1一侧设置有第七支架台13.7，第七支架台13.7顶部固定设置有下料气缸13.6、及滑动式设置有载架13.5，夹具气缸13.3驱动第一夹板13.2相对载架13.5往复线性滑动，第二夹板13.4固定在载架13.5上；下料滑槽13.1倾斜设置，下料滑槽13.1的高位端与下料夹具组件上下对应，下料滑槽13.1的低位端设置有成品料框13.8。下料机构13能把焊接完成的铰链板进行下料，并下料到成品料框13.8。

进一步说，自动化焊接工作站还包括系统底座14，转盘送料机构1、管料上料机构2、铰链毛坯板上料机构3、第一压料机构4、第一焊接机器人5、第二焊接机器人10、翻转机构11、第二压料机构12和下料机构13分别定位固定在系统底座14上，管料上料机构2、铰链毛坯板上料机构3、第一压料机构4、翻转机构11、第二压料机构12和下料机构13分别环绕转盘送料机构1设置；各机构分别与一个以上焊接定位治具1.2相对应。系统底座14方便整个自动化焊接工作站中各机构的安装和定位，有效节省占地空间，而且易于运输和维护。

进一步说，系统底座14外设置有机器人控制柜7和焊机8，机器人控制柜7分别控制第一焊接机器人5和第二焊接机器人10，焊机8分别控制第一焊接机器人5和第二焊接机器人10上的焊枪；此外，还设置有与第一焊接机器人5上的焊枪配套的第一送丝架6、及与第二焊接机器人10上的焊枪配套的第二送丝架9。

上述为本实用新型的优选方案，显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本领域的技术人员应该了解本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。