一种高铁设备箱焊接线的制作方法

1.本发明涉及自动化加工技术领域，具体地说是一种高铁设备箱焊接线。


背景技术：

2.高铁设备箱，其实质上是一个箱体。高铁设备箱的自动化焊接工作过程为，将高铁设备箱的散件通过工装架搭载在变位机上，工装架的作用是将高铁设备箱的各个散件固定拼接到位。焊接过程中，通过变位机的变位工作来调整工件的方位，进而便于进行自动化焊接工作。但是，现有技术中的生产线，位于变位机上的工件，始终在朝向焊接机器人的方向上，在焊接工作完成之后，若要对工件进行拆卸或者修理工作，那么，工作人员需要站在变位机和焊接机器人之间的位置处——这并不利于焊接工作的安全进行。
3.焊接机械手，是一种用于自动化焊接的设备，其包括多个机械臂，其自动化的工作原理在于：通过其编程来控制各节机械臂的动作，进而来控制其焊接动作的路径，进而用于对空间中的部件进行自动化的焊接工作。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种高铁设备箱焊接线，用于提高人工作业的安全性。
5.本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：
6.一种高铁设备箱焊接线，包括变位机、围栏和焊接机器人，所述围栏环绕所述焊接机器人设置，所述变位机包括底座、变位支撑箱、升降架和变位架，所述变位支撑箱转动设置在所述底座上，变位支撑箱在所述底座上转动的转动轴线竖向设置，所述升降架能够升降地设置在所述变位支撑箱上，所述升降架上转动连接有所述变位架，变位架在升降架上的转动轴线平向设置，所述变位架设有两个相对设置转动法兰盘，所述转动法兰盘分别转动连接在所述变位架上，两个转动法兰盘的转动轴线重合，至少其中一个转动法兰盘与法兰盘驱动机构传动连接；
7.通过变位支撑箱的转动，能够将变位架转动或转出所述围栏区域。
8.有益效果：本发明可用于高铁设备箱的焊接作业，本发明的有益效果在于，一是利于为所搭载的工件提供多维度的变位工作——利于将所被焊接的工件充分的暴露出来，利于提高自动化焊接工作的质量和效率；二是围栏利于将焊接机器人以及正在焊接中的工件形成围挡防护——避免工作人员在焊接过程中误接触焊接机器人以及正在被焊接的工件，进而利于对工作人员形成安全防护，利于焊接作业的安全进行。
9.进一步地，作为围栏技术方案的优化，所述围栏设有围栏门，围栏门用于对围栏区域进行开合。
10.有益效果是：通过设置围栏门，利于对围栏区域进行开合——在工作人员需要对焊接机器人或者位于围栏中的其他部位进行检修或者调试的工作过程中，将围栏门打开；检修或者调试工作完成之后，将围栏门关闭。
11.进一步地，作为围栏技术方案的优化，所述围栏的一端位于所述底座的一侧，所述
围栏的另一端位于所述底座的另一侧，围栏的两端包括过渡部，过渡部不高于所述底座的高度。
12.有益效果是：避免在变位架在从围栏区域内转向围栏区域外的过程中、或在变位架从围栏区域外转向围栏区域外转向围栏区域内的过程中对变位架想成阻碍，保证变位架位置的顺畅切换。
13.进一步地，作为变位机的优化技术方案，所述变位支撑箱的两侧各设有一个所述升降架，两个所述升降架分别能够升降地设置在所述变位支撑箱上，两个升降架在所述变位支撑箱上能够分别独立升降，两个所述升降架上各转动连接有一个所述变位架，当其中一个变位架位于所述围栏区域的时候，另一个变位架位于所述围栏区域以外。
14.有益效果是：每套变位架能分别连接一套工装架。当其中一套变位架位于围栏区域进行自动化焊接工作的时候，可对另一套变位架进行工装架的进行安装或拆卸，或者对其搭载的焊接工件进行质检或者手工作业等工作。这利于提高自动化焊接作业的工作效率，也利于保证人工的安全。
15.进一步地，作为焊接机器人的优选设置方案，所述焊接机器人的底座固连在地面上。
16.有益效果是：利于焊接机器人的稳定性。
17.进一步地，所述变位支撑箱与所述底座之间设有支撑箱驱动机构，支撑箱驱动机构用于驱动变位支撑箱在所述底座上的转动，所述升降架与所述变位支撑箱之间设有升降驱动机构，升降驱动机构用于驱动升降架在变位支撑箱上的升降，所述升降架与所述变位架之间设有变位架驱动机构，变位架驱动机构用于驱动所述变位架在所述升降架上的转动。
18.有益效果是：利于对变位机进行自动化的变位工作，提高自动化焊接工作的工作效率。
19.进一步地，所述底座和所述变位支撑箱之间设有第一旋转支撑，第一旋转支撑用于在所述底座上转动连接所述变位支撑箱。
20.进一步地，所述支撑箱驱动机构包括第一驱动电机和第一主动齿轮，所述变位支撑箱固连在所述第一旋转支撑的非齿轮件上，所述第一旋转支撑的齿轮件固连在所述底座上，第一主动齿轮与所述第一旋转支撑的齿轮件啮合，第一驱动电机的机座连接在所述变位支撑箱上，第一驱动电机的动力轴与所述第一主动齿轮传动连接。
21.有益效果是：利于对支撑箱形成稳定、安全的支撑工作，利于保证支撑箱转动的准确性。提高变位工作的准确性，进而提高自动化焊接工作的准确性。
22.进一步地，所述变位架包括u型箱体和两个回转床头箱，u型箱体包括横向部和两个纵向部，横向部沿与所述变位架的转动轴线相垂直的方向延伸，两个纵向部分布在横向部的两端，纵向部向与所述变位架的转动轴线平行的方向延伸，两个纵向部相对设置，横向部的内腔和纵向部的内腔相互连通，每个纵向部上各可拆卸地连接有一个回转床头箱，所述转动法兰盘设在回转床头箱上，回转床头箱的内腔和u型箱体的内腔连通，u型箱体和回转床头箱的内腔连通，u型箱和所述变位支撑箱之间设有穿线通道。
23.有益效果是：利于走线。也利于降低变位架的自重，进而提高变位架的负载能力，也利于降低变位架的惯性，提高变位工作的准确性。也利于在所搭载的工装架的两端对工
装架形成托举连接，进而利于工装架变位的准确性，提高变位工作的准确程度。
24.进一步地，u型箱体上可拆卸地连接有若干的盖板。
25.有益效果是：通过拆卸盖板，即可将u型箱体的内部打开，进而便于对u型箱体的内部进行检修或者布线工作。
附图说明
26.图1为本发明实施方式的俯视示意图；
27.图2为本发明中的变位机的实施方式的立体图；
28.图3为图2的俯视示意图；
29.图4为图3的a-a剖面示意图；
30.图5为图4中的b部分的放大图；
31.图6为变位机的实施方式拆除底座后的立体示意图；
32.图7为图6中的c部分的放大图；
33.图8为变位机的实施方式在拆除其中一个变位架后的立体示意图；
34.图9为图8中被拆除的那个变位架的立体示意图；
35.图10为图9的主视示意图；
36.图11为图10的d-d剖面示意图；
37.图12为图11中的e部分的放大图；
38.图中：1围栏，11围栏门，12过渡部，2焊接机械手，3底座，31中心柱，32混凝土腔，33地脚螺栓，34预埋钢板，35固定座，4变位支撑箱，41第一驱动电机，42第一主动齿轮，43丝杠，44丝杠驱动电机，45滑轨，5升降架，51丝母件，52滑块，6变位架，61第二驱动电机，62第二主动齿轮，63u型箱体，63a横向部，63b纵向部，63c盖板，64回转床头箱，65第三旋转支撑，65a第三旋转支撑的齿轮件，66第三驱动电机，67第三主动齿轮，68连接部，7转动法兰盘，71导电柱，71a套筒件，8第一旋转支撑，81第一旋转支撑的齿轮件，82第一旋转支撑的非齿轮件，9第二旋转支撑,91第二旋转支撑的非齿轮件，92第二旋转支撑的齿轮件。
具体实施方式
39.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的一部分实施例，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做出创造性劳动的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。
40.如图1和图2所示，一种高铁设备箱焊接线，包括变位机、围栏1和焊接机器人2。围栏1环绕焊接机器人2设置，可在地面上设置地脚螺栓，围栏1的底部通过该地脚螺栓固连在地面上。变位机包括底座3、变位支撑箱4、升降架5和变位架6。变位支撑箱4转动设置在底座3上，变位支撑箱4在底座3上转动的转动轴线竖向设置。升降架5能够升降地设置在变位支撑4箱上，升降架5上转动连接有变位架6。变位架6在升降架5上的转动轴线平向设置。变位架6设有两个相对设置转动法兰盘7，转动法兰盘7分别转动连接在变位架6上。两个转动法兰盘的转动轴线重合。至少其中一个转动法兰盘与法兰盘驱动机构传动连接——法兰盘驱动机构用于驱动该转动法兰盘的转动。通过变位支撑箱4的转动，能够将变位架转动或转出
围栏1区域。
41.如图1和图2所示，在使用本发明进行焊接工作的时候，将用于搭载高铁设备箱散件的工装架连接在变位架6的两个转动法兰盘7上——也就是将工装架的一端通过螺栓连接在该变位架6的其中一个转动法兰盘7上，将工装架的另一端通过螺栓连接到另一个转动法兰盘上。通过法兰盘驱动机构的驱动，可使工装架随转动法兰盘7转动，进而实现工装架的一个维度的变位工作；通过变位架6在升降架5上的转动，可实现所搭载的工装架的又一维度的变位工作；通过升降架5在变位支撑箱4上的升降，可实现所搭载的工装架又一维度的变位工作，通过变位支撑箱4在底座3上的转动，可实现所搭载的变位架又一维度的变位工作。所以，本发明可实现对所搭载的需要焊接物的多维度的变位工作。同时，围栏1利于将焊接机器人2以及正在焊接中的工件形成围挡防护——避免工作人员在焊接过程中误接触焊接机器人2以及正在被焊接的工件，进而利于对工作人员形成安全防护，利于焊接作业的安全进行。当需要对变位架6进行工装架安装架安装或者拆卸的时候，通过变位支撑箱4在底座3上的转动，将对应的变位架转动至围栏1以外的区域——也就是图1的上侧；进而便于在安全区域对工装架进行拆装或者对所焊接的工件进行进一步的手工作业。
42.如图1所示，围栏1设有围栏门11，围栏门11用于对围栏区域进行开合。将围栏门11通过合页铰接在围栏1上。可在围栏1和围栏门11之间设置插销件——该插销件用于将围栏门11维持在关闭状态。通过设置围栏门11，利于对围栏1区域进行开合——在工作人员需要对焊接机器2人或者位于围栏1中的其他部位进行检修或者调试的工作过程中，将围栏门11打开；检修或者调试工作完成之后，将围栏门11关闭。
43.如图1所示，以图1为视图基准，围栏1的一端位于底座3的一侧——也就是底座3的左侧；围栏1的另一端位于底座3的另一侧——也就是底座3的右侧；围栏的两端包括过渡部12，过渡部12不高于底座3的高度，也就是过渡部12低于或者等于底座3的高度。过渡部12利于变位架6随变位支撑箱4能够进行180
°
的旋转——也就是变位架6以变位支撑箱4在底座上的转动轴线为中心转动180
°
，进而便于变位架在围栏区域内和围栏区域外的切换工作。
44.如图1至图4所示，变位支撑箱4的两侧各设有一个升降架5，两个升降架5分别能够升降地设置在变位支撑箱4上。两个升降架5在变位支撑箱4上能够分别独立升降。两个升降架5上各转动连接有一个变位架6，当其中一个变位架位于围栏1区域的时候，另一个变位架位于所述围栏区域以外。变位支撑箱4与底座3之间设有支撑箱驱动机构，支撑箱驱动机构用于驱动变位支撑箱4在底座3上的转动，升降架5与变位支撑箱4之间设有升降驱动机构，升降驱动机构用于驱动升降架5在变位支撑箱4上的升降，升降架5与变位架6之间设有变位架驱动机构，变位架驱动机构用于驱动变位架6在升降架5上的转动。每套变位架能分别连接一套工装架。当其中一套变位架位于围栏区域进行自动化焊接工作的时候，可对另一套变位架进行工装架的进行安装或拆卸，或者对其搭载的焊接工件进行质检或者手工作业等工作。这利于提高自动化焊接作业的工作效率，也利于保证人工的安全。
45.如图3至图7所示，底座3和变位支撑箱4之间设有第一旋转支撑8，第一旋转支撑8用于在底座3上转动连接变位支撑箱4。支撑箱驱动机构包括第一驱动电机41和第一主动齿轮42。变位支撑箱4固连在第一旋转支撑的非齿轮件82上——第一旋转支撑的非齿轮件82上设有若干的螺纹孔，在该螺纹孔中螺纹连接螺栓，该螺栓用于将变位支撑箱4的底部压紧在第一旋转支撑的非齿轮件82上，进而用于支撑箱2与第一旋转支撑的非齿轮件82的固连。
第一旋转支撑的齿轮件81固连在底座3上——底座3设置一个混凝土腔32，混凝土腔32中设置地脚螺栓33地脚螺栓33，混凝土腔13中用于浇筑混凝土，进而将地脚螺栓33地脚螺栓33固定；底座包括中心柱31，中心柱31呈圆柱形，混凝土腔环绕中心柱31设置，混凝土腔13的上侧设有预埋钢板34，预埋钢板34由所浇筑的混凝土托举；预埋钢板上设有用于穿套地脚螺栓33地脚螺栓33的孔，地脚螺栓33地脚螺栓33从该孔中穿过，地脚螺栓33地脚螺栓33通过与之配合的螺母件配合将固定座35压紧固定在预埋钢板34上；第一旋转支撑的齿轮件81上设有若干的用于穿套螺栓的孔，这些孔中穿套有螺栓，固定座35上设有用于与这些螺栓的螺杆端螺纹连接的螺纹孔，这些螺栓穿过第一旋转支撑的齿轮件81上的孔位之后螺纹连接在规定座上，进而用于将第一旋转支撑的齿轮件81固连在底座3上。第一主动齿轮42与第一旋转支撑的齿轮件81啮合(解释：和由于附图版本原因，第一主动齿轮42与第一旋转支撑的齿轮件81之间存在啮合装配未到位的状况，在实际使用过程中，两者是啮合到位的)。为了方便描述，凡事与支撑箱2固连为一体的结构件，都可称为支撑箱2的一部分，第一驱动电机41的机座连接在变位支撑箱4上，第一驱动电机41的动力轴与第一主动齿轮42传动连接——可将第一主动齿轮42通过连接件固连至第一驱动电机41的转轴上。第一驱动电机41最好选用带有停机自锁(即停机后其转轴被)功能的型号。通过将第一旋转支撑的齿轮件81固连在底座上、将支撑箱2固连在第一旋转支撑的非齿轮件61上，将第一驱动电机41的机座固连在变位支撑箱4上，这种驱动方案的工作原理在于，第一驱动电机41带动第一主动齿轮42转动，第一驱动电机41带动变位支撑箱4转动；该驱动方案的优势在于，第一驱动电机41自转的时候，其也绕第一旋转支撑的齿轮件81的周向转动——可将该转动视为一种公转；这进而利于变位支撑箱4位置准确、稳定的转动设置在底座上，进而利于保证自动化焊接的精确性。
46.如图9至图12所示，升降架5和变位架6之间设有第二旋转支撑9，第二旋转支撑9用于在升降架5上转动连接变位架6。变位架驱动机构包括第二驱动电机61和第二主动齿轮62。第二旋转支撑的齿轮件92固连在升降架5上——在第二旋转支撑的齿轮件92上设置用于穿套螺栓的孔，在这些孔中穿套螺栓，这些螺栓螺纹连接在升降架5上，进而通过这些螺栓将第二旋转支撑的齿轮件92固连在升降架5上。第二旋转支撑的非齿轮件91固连在变位架6上——变位架6包括连接部68，变位架6包括内腔，变位架6上设有若干的用于穿套螺栓的孔，这些孔与变位架6的内腔连通，从变位架6的内腔经过这些孔向外穿套若干的螺栓，这些螺栓的螺栓头位于变位架6的内腔中，第二旋转支撑的非齿轮件91上设有用于与这些螺栓配合的螺纹孔，这些螺栓螺纹连接在第二旋转支撑的非齿轮件91上，进而可通过这些螺栓来将变位架6固连在第二旋转支撑的非齿轮件91上。第二驱动电机61的机座连接在变位架6上——将第二驱动电机61的机座固连在变位架6的内腔中。第二主动齿轮62与第二旋转支撑的齿轮件92啮合——将第二主动齿轮62设置在第二旋转支撑的齿轮件92的内圈，并相互啮合。第二主动齿轮62与第二驱动电机61传动连接——将第二主动齿轮62通过连接件固连至第二驱动电解41的转轴上。第二驱动电机61采用具有停机自锁功能的型号。该变位架驱动机构的驱动过程和原理在于：第二驱动电机61带动第二主动齿轮62转动，进而使第二主动齿轮62沿第二旋转支撑的齿轮件92的周向转动，进而带动第二驱动电机61绕第二旋转支撑的齿轮件92的周向转动，进而带动变位架6在升降架4上的转动。变位架驱动机构的该方案，利于变位架6相对于升降架5的位置相对稳定，也利于保证转动的顺畅性，进而利于提
高自动化焊接工作的精度。
47.如图8和图9所示，升降驱动机构包括丝杠43、丝杠驱动电机44和丝母件51。丝杠43沿升降架5的升降方向设置，丝杠43转动连接在变位支撑箱4上。丝杠驱动电机44与丝杠43传动连接，用于驱动丝杠43的转动。丝母件51与丝杠43配合，丝母件51连接在升降架5上。变位支撑箱4和升降架5之间设有滑动连接副，滑动连接副用于为升降架5的升降进行导向——滑动连接副包括滑轨45和滑块52，滑块52滑动连接在滑轨45上，件滑轨45固连在变位支撑箱4上，将滑块固连在升降架5上。丝杠驱动电机44最好采用具有自锁功能的型号。
48.如图9至图11所示，所示，变位架6包括u型箱体63和两个回转床头箱64。u型箱体63包括横向部63a和两个纵向部63b，横向部63a沿与变位架6的转动轴线相垂直的方向延伸，两个纵向部63b分布在横向部63a的两端，纵向部63b向与变位架6的转动轴线平行的方向延伸，两个纵向部63b相对设置。横向部63a的内腔和纵向部63b的内腔相互连通。每个纵向部63b上各可拆卸地连接有一个回转床头箱64——纵向部63b和回转床头箱64之间通过螺栓组可拆卸地连接在一起。转动法兰盘7设在回转床头箱64上，回转床头箱64的内腔和u型箱体63的内腔连通，u型箱体63和回转床头箱64的内腔连通，u型箱和变位支撑箱4之间设有穿线通道。变位架6的这种结构方案，在保证其强度的同时，利于减轻其自重，利于提供其旋转工作的灵活性。同时，便于变位架6进行分体式的拼装工作——一是便于进行走线工作，二是便于本发明的运输工作，也利于将例如第二驱动电机61的大部分隐藏于变位架的u型箱中，进而利于对驱动元件进行防护。u型箱体63上可拆卸地连接有若干的盖板63c，通过通过拆卸盖板63c，可以将u型箱体63的内部打开，进而利于在u型箱体的内部进行布线或者进行检修工作。
49.如图11和图12所示，每个转动法兰盘7各电连接有导电柱71，导电柱用于将焊接所需要的电引向对应的法兰盘5，进而便于将被焊接的工件接入焊接电路中。将导电柱71滑动连接到套筒件71a套筒件71a中,将套筒件51固连至回转床头箱4中，套筒件71a套筒件71a中设有用于将导电柱71压向法兰盘5内壁的弹簧。通过选用合适弹性系数的弹簧后，既可保证导电柱与静止的法兰盘5的电连接特性，又不会对法兰盘5的转动造成过大的阻力。
50.如11和12所示，转动法兰盘7与变位架之间设有第三旋转支撑65，第三旋转支撑65设置在变位架的回转床头箱64上。第三旋转支撑65用于将转动法兰盘7转动连接在变位架上——将法兰盘5固连在第三旋转支撑的齿轮件65a上,件第三旋转支撑的非齿轮件45b固连在变位架的回转床头箱64上。法兰盘驱动机构包括第三驱动电机66和第三主动齿轮67。设有法兰盘驱动机构的转动法兰盘中，转动法兰盘7固连第三旋转支撑的齿轮件65a上，第三旋转支撑的非齿轮件45b固连在变位架上，将其固定至回转床头箱64上。第三驱动电机66的机座固连在变位架上，将其固定在回转床头箱64上。第三驱动电机66与第三主动齿轮67传动连接，用于驱动第三主动齿轮67的转动。第三主动齿轮67与第三旋转支撑的齿轮件65a啮合。将第三驱动电机66的底座放置在回转床头箱64中。转动法兰盘的这种设置方式，利于转动法兰盘在变位架上的位置的稳定性，进而利于焊接工作的准确性。