一种动臂焊接生产线的制作方法

1.本发明涉及动臂生产设备技术领域，特别是一种动臂焊接生产线。


背景技术：

2.动臂、斗杆是指挖掘机的一种工作装置，通常也叫大臂、小臂，主要作用是用来支配挖斗的挖掘、装车等动作。动臂是挖掘机的关键零部件，由于重量高，体积大，焊缝复杂且要求高，传统的人工焊接劳动强度高，且人工焊接产生的有害气体会影响身体健康。当动臂工件过大时，焊接位置不可见，遇到特别情况还需人工配合变位机调整位置，工人的安全性不能够保证；且效率较低。


技术实现要素：

3.为解决上述问题，本发明的目的是提供一种动臂焊接生产线，提高自动化程度以提高生产效率。
4.本发明采用以下方法来实现：一种动臂焊接生产线，包括对接焊机器人工作站、外焊机器人工作站和主服务器，以及rgv小车，还包括适应多种型号动臂的上料架和下料架，所述rgv小车上设置有用于托举动臂的动臂夹具，与所述rgv小车配合用于取走所述上料架上的动臂，将动臂输送至所述对接焊机器人工作站、外焊机器人工作站、人工补焊工位和下料架，所述下料架上方架设有桁架机械手，用于将所述下料架上的动臂抓取转运至转运小车。
5.本发明一实施例中，所述上料架的前方设置有组对工装，所述组对工装和所述rgv小车轨道之间设置有用于将组对工装上的动臂吊运上料架上的第一起重机；所述组对工装设置有两套，分别用于一种型号的动臂的组对。
6.本发明一实施例中，所述rgv小车轨道前端的两侧分别设置一个所述上料架，所述上料架包括分立设置的第一底座和第二底座，所述第一底座上设置有一对第一定位块，用于固定住动臂的一端，所述第二底座上设置有一对第二定位块和一对第三定位块，所述第二定位块安装在所述第二底座上靠近所述第一底座的一侧，所述第三定位块安装在所述第二底座上远离所述第一底座的一侧；实现所述第二定位块和所述第一定位块配合放置小尺寸的动臂，实现所述第三定位块和所述第一定位块配合放置大尺寸的动臂。
7.本发明一实施例中，两块所述第二定位块之间设置有对射传感器，两块所述第三定位块之间设置有对射传感器，对射传感器与所述主服务器连接，若是第二定位块之间的对射传感器被遮挡则所述上料架上放置的为小尺寸的动臂，反之则为大尺寸的动臂。
8.本发明一实施例中，所述rgv小车为子母车形式，所述rgv小车的母车轨道铺设于地面上，所述rgv小车的子车轨道设置于所述母车轨道两旁，所述对接焊机器人工作站、所述外焊机器人工作站、所述上料架和所述下料架布设在所述母车轨道的两旁，通过所述子车轨道连通；所述rgv小车的子车上通过升降组件设置所述动臂夹具，用于托举动臂。
9.本发明一实施例中，所述动臂夹具包括底板，所述第一底板上的前部和后部分别
设置有支撑柱，所述底板上位于两根所述支撑柱之间设置有对中机构，所述对中机构包括用于驱动两个第一夹块实现相反方向运动的驱动件。
10.本发明一实施例中，两根所述支撑柱靠近所述第一底板外侧的位置上设置有到位传感器；用于检测是否已经托举到动臂；所述对接焊机器人工作站的变位机的两端设置有对射传感器和压力传感器，所述rgv小车的其中一段子车轨道延伸至所述变位机的两端之间，到位传感器、对射传感器和压力传感器与主服务器连接。
11.本发明一实施例中，所述rgv小车的母车轨道的左边从前向后依次设置上料架、对接焊机器人工作站、人工补焊变位机、缓存料架和外焊机器人工作站；所述rgv小车的母车轨道的右边从前向后依次设置上料架、对接焊机器人工作站、缓存料架、外焊机器人工作站和下料架；所述人工补焊变位机设置在所述人工补焊工位上，用于辅助人工补焊去除引弧板，并且所述人工补焊工位的上方设置有第二起重机；所述下料架和所述缓存料架的结构相同，所述缓存料架包括两个分立的支撑座，所述支撑座上均设置有定位片用于暂时放置动臂；两个所述支撑座长度方向两端设置有对射传感器，用于检测所述缓存料架上是否放置有动臂，通过整线程序中的记忆功能来识别缓存料架上的动臂型号。
12.本发明一实施例中，所述转运小车的底盘上并排设置有多个动臂放置位，每个所述动臂放置位的两侧设置有限位框，每个所述动臂放置位动臂长度方向的一端设置有定位件，每个所述动臂放置位动臂长度方向的另一端设置有两根定位件，两根定位件之间间隔指定的距离，便于固定放置两种尺寸的动臂。
13.本发明一实施例中，所述转运小车的底盘的下表面设置有定位柱，所述定位柱直径由上至下逐渐缩小，所述桁架机械手下方的指定位置上设置有定位孔，所述定位孔的孔径由上至下逐渐缩小，与所述定位柱配合实现转运小车的自动找准定位，摆正好车身位置，确保桁架机械手将完成焊接的动臂准确放置在转运小车上。
14.本发明的有益效果在于：本发明提供一种动臂焊接生产线，相较于现有技术，本发明至少具有如下技术效果：本发明焊接自动化生产线布局紧凑、流畅、柔性高效、性能稳定可靠，可实现动臂焊接自动线的线内自动搬运、装夹、焊接的智能化、少人化。通过可以放置至少两种型号的上料架、缓存料架、下料架和转运小车，以及通用的rgv小车上的动臂夹具可以实现一条产线适应多种型号动臂的生产，可以有效降低设备的采购成本，能够在对接焊机器人工作站、外焊机器人工作站和人工补焊变位之间自动上下料，相配合实现自动化焊接。其中，自动线运行过程中，产线内设备能自动判定机型和进行程序调换，以满足不同机型的自动焊接和上下料，如有异常自动报警。有助降低生产成本，提高生产效率。
附图说明
15.图1是本发明的一种动臂焊接生产线的结构示意图。
16.图2是本发明的一种动臂焊接生产线的俯视图。
17.图3是本发明的一种动臂焊接生产线的局部放大示意图。
18.图4是本发明的一种动臂焊接生产线的另一局部放大示意图。
19.图5是本发明的一种动臂焊接生产线的另一个据部放大示意图。
20.图6是本发明的一种动臂焊接生产线的上料架的结构示意图。
21.图7是本发明的一种动臂焊接生产线的rgv小车的机构示意图。
22.图8是本发明的一种动臂焊接生产线的转运小车结构示意图。
23.图9是本发明的一种动臂焊接生产线的转运小车的剖面结构示意图。
24.图10是图9中a处的局部放大示意图。
25.图11是图1中对接焊机器人工作站部分的局部放大示意图。
26.附图标号说明：1-对接焊机器人工作站，2-外焊机器人工作站；3-rgv小车，31-动臂夹具，311-底板，312-支撑柱，313-第一夹块，314-驱动件，315-到位传感器，32-升降组件，33-母车轨道，34-子车轨道；4-上料架，41-第一底座，42-第二底座，43-第一定位块，44-第二定位块，45-第三定位块；5-下料架，6-动臂，7-桁架机械手，8-第一起重机，9-第二起重机；10-转运小车，101-限位框，102-定位件，103-定位柱，104-定位孔，11-组对工装，12-缓存料架，13-人工补焊变位机,14-对射传感器。
具体实施方式
27.下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。
28.请参阅图1至图11，一种动臂焊接生产线，包括对接焊机器人工作站1、外焊机器人工作站2和主服务器(未图示)，以及rgv小车3，还包括适应多种型号动臂6的上料架4和下料架5，所述rgv小车3上设置有用于托举动臂的动臂夹具31，与所述rgv小车3配合用于取走所述上料架4上的动臂6，将动臂输送至所述对接焊机器人工作站1、外焊机器人工作站2、人工补焊工位和下料架5，所述下料架5上方架设有桁架机械手7，用于将所述下料架5上的动臂抓取转运至转运小车10。通过上料架4的应用可将动臂固定在指定的位置，便于供rgv小车3准确来取走其上放置的等待焊接的动臂，设置下料架5与rgv小车3、桁架机械手7配合，实现焊接完成后的动臂快速下料。桁架机械手7为现有设备所以不展开详细说明。
29.请参阅图1至图3，本发明一实施例中，所述上料架4的前方设置有组对工装11，所述组对工装11和所述rgv小车3轨道之间设置有用于将组对工装11上的动臂吊运上料架4上的第一起重机8；所述组对工装11设置有两套，分别用于一种型号的动臂的组对，有助于提高生产效率。组对工装11为现有设备所以不展开详细说明，不作具体保护要求，组对工装11便于人工进行动臂工件的组装。较佳的第一起重机8、第二起重机9为kbk。
30.请参阅图1至图7，本发明一实施例中，所述rgv小车3轨道前端的两侧分别设置一个所述上料架4，所述上料架4包括分立设置的第一底座41和第二底座42，所述第一底座41上设置有一对第一定位块43，用于固定住动臂的一端，所述第二底座42上设置有一对第二定位块44和一对第三定位块45，所述第二定位块44安装在所述第二底座42上靠近所述第一底座41的一侧，所述第三定位块45安装在所述第二底座42上远离所述第一底座41的一侧；实现所述第二定位块44和所述第一定位块43配合放置小尺寸的动臂，实现所述第三定位块45和所述第一定位块43配合放置大尺寸的动臂。较佳的第二底座42上可以根据需要设置更多对的定位块，以及调整第一底座41和第二底座42之间的距离，以实现适用更多型号的动臂。
31.请参阅图1、图6，本发明一实施例中，两块所述第二定位块44之间设置有对射传感器(未标注)，两块所述第三定位块45之间设置有对射传感器，对射传感器与所述主服务器连接，若是第二定位块44之间的对射传感器被遮挡，则所述上料架4上放置的为小尺寸的动臂，反之则为大尺寸的动臂，对应型号的动臂可以自行根据实际设定，进行调整。
32.请参阅图1至图5、图7，本发明一实施例中，所述rgv小车3为子母车形式，所述rgv小车3的母车轨道33铺设于地面上，所述rgv小车3的子车轨道34设置于所述母车轨道33两旁，所述对接焊机器人工作站1、所述外焊机器人工作站2、人工补焊变位机13、所述上料架4和所述下料架5布设在所述母车轨道33的两旁，通过所述子车轨道34连通；所述rgv小车3的子车上通过升降组件32设置所述动臂夹具31，用于托举动臂。升降组件32可以是齿轮齿条的驱动机构，亦可以是丝杠螺母的驱动机构等，都为成熟的现有技术所以不展开详细说明。rgv小车3的子车通过子车轨道34运动到放置在上料架4上的动臂下，升降组件32抬升动臂夹具31，使动臂夹具31上移将上料架4上的动臂顶起，然后在沿着子车轨道34回到母车上，然后运动到对接焊机器人工作站1处，待对接焊机器人工作站1处的变位机夹取该动臂后，再离去，完成该道焊接工序要在rgv小车3来回取该动臂，后续步骤以此类推，不再详细说明。
33.请参阅图1至图5、图7，本发明一实施例中，所述动臂夹具31包括底板311，所述第一底板311上的前部和后部分别设置有支撑柱312，所述底板311上位于两根所述支撑柱312之间设置有对中机构，所述对中机构包括用于驱动两个第一夹块313实现相反方向运动的驱动件314。该驱动件314可以是采用双向螺杆的驱动件314，在该驱动件314的驱动下两个第一夹块313相互靠近夹紧其上放置的动臂，放置其掉落，相互远离则可方便动臂从动臂夹具31上取下。根据动臂的形状中间拱起，所述对中机构313的高度要高于两根支撑柱312，以确保能够夹紧动臂。
34.图1、请参阅图7、图11，本发明一实施例中，两根所述支撑柱312靠近所述第一底板311外侧的位置上设置有到位传感器315；用于检测是否已经托举到动臂；所述对接焊机器人工作站1的变位机的两端设置有对射传感器14和压力传感器(未图示)，用于确定变位机上夹持的动臂的型号和状态等，所述rgv小车3的其中一段子车轨道34延伸至所述变位机的两端之间，到位传感器315、对射传感器和压力传感器与主服务器连接。通过多个传感器配合，主服务器可以知道焊接生产线上每个动臂的型号、所处位置和状态等。
35.请参阅图1、图5，本发明一实施例中，所述rgv小车3的母车轨道33的左边从前向后依次设置上料架4、对接焊机器人工作站1、人工补焊变位机13、缓存料架12和外焊机器人工作站2；所述rgv小车3的母车轨道33的右边从前向后依次设置上料架4、对接焊机器人工作站1、缓存料架12、外焊机器人工作站2和下料架5；所述人工补焊变位机13的上方设置有第二起重机9；用于协同人工补焊变位机调整动臂的位置和角度等，所述下料架5和所述缓存料架12的结构相同，所述缓存料架12包括两个分立的支撑座，所述支撑座上均设置有定位片用于暂时放置动臂；两个所述支撑座长度方向两端设置有对射传感器，用于检测所述缓存料架12上是否放置有动臂，通过主服务器的整线程序中的记忆功能来识别缓存料架12上的工件型号，除了上述结构，具体结构可参考上料架4。所述rgv小车3的母车轨道33的右边的上料架4用于放置小尺寸的动臂；所述rgv小车3的母车轨道33的左边的上料架4用于放置大尺寸的动臂。较佳的对接焊机器人工作站1共设置有两台，较佳的外焊机器人工作站2共设置有四台，有助与整体焊接速度的加快，提高焊接的效率。基于上述上料架4的相同的理由所述缓存料架12和所述下料架5也可根据生产动臂的尺寸和型号进行改进，不再赘述。
36.请参阅图1至图5、图8至图10，本发明一实施例中，所述转运小车10的底盘上并排设置有多个动臂放置位，每个所述动臂放置位的两侧设置有限位框101，每个所述动臂放置
位动臂长度方向的一端设置有定位件102，每个所述动臂放置位动臂长度方向的另一端设置有两根定位件102，两根定位件102之间间隔指定的距离，便于固定放置两种尺寸的动臂。便于实现一条产线两种型号动臂的上下料。较佳的该动臂放置为共设置有两个。基于上述上料架4相同的理由，转运小车10上的动臂放置位的大小，以及定位件102的数量间距都可根据需要生产的动臂型号进行相应的设置。
37.请参阅图1至图5、图8至图10，本发明一实施例中，所述转运小车10的底盘的下表面设置有定位柱103，所述定位柱103的下端呈碗状，所述桁架机械手7下方的指定位置上设置有定位孔104，所述定位孔104内呈碗状，与所述定位柱103配合实现转运小车10的自动找准定位，摆正好车身位置，确保桁架机械手7将完成焊接的动臂准确放置在转运小车10上。定位孔104可以是其他上大下小的形状，定位柱103可以是其他上大下小与定位孔104相配合的形状，常规的agv通过地面扫码确定位置相较于桁架机械手7的抓取定位精度较低，会产生累计误差，而为了实现工件由有轨道到无轨道的转运，在转运小车10上加装碗状结构定位柱103构来确保转运小车10与桁架机械手7的相对位置精度。将agv(未图示，为成熟的现有设备，所以不展开详细说明)放下转运小车的位置，定位柱103正好位于该处地面上的定位孔104的上方。
38.本发明具有以下工作原理：
39.步骤s1：来料：将装有两种型号动臂的散件来料料框运送到第一起重机8下的指定位置；
40.步骤s2：人工组对：由人工将料框中的动臂散件通过第一起重机8吊至对应的组对工装11上，在组对工装11上进行拼点，工件拼点完成后，通过第一起重机8将拼点好的动臂吊至上料架4作定位放置，2种不同型号的动臂通过两个前后定位块进行匹配，定位块里设有对射传感器，根据哪个对射传感器得到信号可以判断是哪种工件，对射传感器得到信号发送给主服务器。rgv小车3的子车到上料架4位置，升降组件32带动动臂夹具31上升，随着高度的升高支撑柱312与动臂接触，将动臂托举到一定高度，动臂与支撑柱312贴合时，会压到到位传感器315，到位触感器被触发得到信号，检测是否已托举工件。然后对中机构的第一夹块313将动臂抱紧，防止工件在运输过程中跑位和掉落。
41.步骤s3：对接焊机器人工作站1焊接(除前后支承与侧板对接焊缝外的所有对接焊缝)：主服务器将信号分别发给工作站plc和rgv小车3，rgv小车3(子母车形式)到上料架4取工件，rgv小车3通过其上的升降组件32和动臂夹具31配合自动上下料，并运送至对接焊机器人工作站1，对接焊机器人工作站1自动切换程序(其变位机两端对称设有对射传感器和压力传感器(未图示)，通过多条件判断(如压力传感器的数据与标定值产生较大的偏差，对射传感器的信号遮挡发生变化等)，确保焊接零件的准确性，否则自动报警；
42.步骤s4：去引弧板及局部补焊：对接焊工作完成后，rgv小车3收到信号，由rgv将工件转运至人工补焊工位进行去引弧板及局部补焊作业，补焊完后，人工通过控制按钮将信号发给主服务器，rgv小车3收到信号后取料至外焊机器人工作站2；(同上述变位机，人工补焊变位机13两端设有对射传感器和压力传感器，通过多条件判断，确保焊接零件的准确性，否则自动报警)；期间如果有多余的动臂待人工作业则rgv小车3将动臂转运至缓存料架12暂存。
43.步骤s5：外焊机器人工作站2：主服务器将信号分别发给外焊机器人工作站2的plc
和rgv小车3，rgv小车3将人工作业完成后的工件运送至外焊机器人工作站2，机器人自动切换程序(同上变位机两端设有对称对射传感器和压力传感器，通过多条件判断，确保焊接零件的准确性，否则自动报警)焊接完成后再转运至下料架5。
44.步骤s6：下料架5：rgv小车3退出下料架5工位后发出信号，主服务器将信号传输给桁架机械手7，由桁架机械手7将工件抓取至转运小车10，定位件102将动臂进行固定；为了保证桁架机械手7能准确将动臂正确放置在转运小车10上，在转运小车10的底盘加装了定位柱103，定位柱103端面采用碗状结构。当agv将转运小车10运送至指定位置时，都会通过碗转结构自动找正，摆正好车身位置。转运小车10满载两套工件后，由agv小车将满载工件的转运小车10运送至补焊、加工、交检、喷涂。
45.这样人工只需要在上料前的预处理阶段介入，以及人工补焊阶段介入，其余阶段无需人工介入，大大提高了自动化的程度，降低了人员的需求，从而减少工人吸入有害的焊接气体。通过可以放置至少两种型号的上料架4、缓存料架12、下料架5和转运小车10，可以实现一条产线适应多种型号动臂的生产。
46.应说明的几点是：首先，在本技术的描述中,需要说明的是,除非另有规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,可以是机械连接或电连接,也可以是两个元件内部的连通,可以是直接相连,“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变。
47.其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合。
48.最后，以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。
49.应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。