一种滑台上料式焊接生产线的制作方法

1.本实用新型涉及焊接生产线相关技术领域，尤其涉及一种滑台上料式焊接生产线。


背景技术：

2.随着汽车行业的飞速发展，汽车产能也在不断的提高，这就带来了生产线节拍的提高，节拍越高，生产的汽车零部件也越快，通过高速的生产来满足产能提升的需求。在生产线中不可避免的会出现人机交互工位，如人工上下料或其他需要操作人员手动操作的工作，与此同时机器人也同时进行操作(如焊接、冲孔等)，两者之间产生交互，往往这种工位在节拍紧张情况的下，会产生超节拍的问题，因为为了确保人员操作安全，人与机器人通过相关工艺隔开操作，或者人先操作机器人再操作。为此如何在考虑成本、场地空间等因素的同时又能保证节拍满足和人员操作安全，本次优化工艺将致力于解决上述问题。
3.现有技术的布局设置如图1，包括上料机器人1、转台2、焊接机器人3和焊接夹具平台4，在转台2沿着x轴负方向的一侧为人工上料位置，在人工上料位置沿着y轴正方向的一侧设置有上料机器人1，在转台2沿着x轴正方向的一侧设置有焊接机器人3，在焊接机器人3的一侧设置有进行焊接操作的焊接夹具平台4。其中转台2可以设计成2面或者4面转台，图1示为2面转台，以 2面转台为例，焊装夹具a和b分别安装在转台2沿着x轴方向的两侧，工艺要求为：人工在焊装夹具上上料，上料后焊接机器人3进行焊接加工，加工完毕后由下一工位的上料机器人1从夹具上取走加工件。
4.具体操作如下：操作工先在a面上料，之后上料机器人1进行二次上料，上料全部完毕后转台2旋转180
°
，转台的a面转至焊接机器人3侧，b面转至人工侧，焊接机器人3开始对上料完毕的a面进行焊接，与此同时人工在b面处进行上料，两者是同步的，当a面焊接完后，下一工位的上料机器人1会将焊接完成的a面料取走，取走后转台再次旋转180
°
，a面转回至人工侧，之前上料完毕的b面转回至上料机器人1侧，此时操作工和上料机器人1再次对a面上料，焊接机器人3对b面已上完的料进行焊接加工，焊接完成后再由下一工位上料机器人1取走，转台再次旋转180
°
，如此反复。
5.经过上述可以了解到，通过转台2的旋转，让操作人员和焊接机器人3同步进行工作，用机器人焊接的时间覆盖掉了人工上料时间，无需相互等待，从而节省整个上料工位的工艺时间，即节省节拍。此种工艺是一般情况下使用的人机交互工艺，但存在着以下缺点：
6.1、上料侧存在人工与上料机器人二次上料的情况，两者产生交互易产生安全风险，需要做好安全设备防护，而且上料机器人二次上料需要人工上料完毕后再去上料，产生等待时间，时间利用率不高，存在超节拍的风险。
7.2、转台设备占地面积大，考虑到转台的旋转轨迹，会更加的占用车间的场地，无疑在小场地小空间的工况下此方案无法执行。
8.3、成本较大，除了需要添置转台设备外，还需要制造两套焊装夹具a和b 来保证两边同时工作。
9.4、维护成本较高，在长时间高节拍的工作条件下，转台和两面焊装夹具均需要定期的检查与维修，既耗费人力也耗费时间。
10.有鉴于上述的缺陷，本设计人积极加以研究创新，以期创设一种滑台上料式焊接生产线，使其更具有产业上的利用价值。


技术实现要素：

11.为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种滑台上料式焊接生产线。
12.为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
13.一种滑台上料式焊接生产线，包括上料机器人、焊接机器人和焊接夹具平台，还包括滑台上料机构，上料机器人位于焊接夹具平台沿着y轴正方向的一侧，焊接机器人位于焊接夹具平台沿着x轴负方向的一侧，滑台上料机构位于焊接夹具平台沿着x轴正方向的一侧；
14.滑台上料机构包括滑台机构、上料顶升机构和上料夹紧机构，滑台机构上沿着y轴方向的两侧均设置有上料顶升机构，滑台机构可驱动上料顶升机构沿着x轴方向移动，上料夹紧机构设置在滑台机构沿着x轴负方向一侧，上料夹紧机构的数量为两个且分别位于滑台机构沿着y轴方向两侧的焊接夹具平台上；
15.滑台机构包括滑台机架、驱动电机和齿轮条，滑台机架的底部设置有若干个支撑脚垫，驱动电机沿着x轴方向安装在滑板上，滑板的底部通过导轨滑块机构与下方的滑台机架相连接，驱动电机底部的驱动齿轮与滑台机架上沿着x 轴方向设置的齿轮条相连接，两个上料顶升机构分别安装在滑板沿着y轴方向的两侧。
16.作为本实用新型的进一步改进，滑板通过坦克链与滑台机架相连接，滑台机架上沿着x轴方向的两侧均设置有用于对滑板进行限位处理的第一限位挡块。
17.作为本实用新型的进一步改进，靠近滑台机架沿着x轴负方向一侧的位置上设置有两个限位气缸，两个限位气缸分别位于滑台机架沿着y轴方向的两侧，限位气缸顶部的驱动端通过铰接臂连接设置有用于对滑板进行限位处理的第二限位挡块。
18.作为本实用新型的进一步改进，上料夹紧机构包括上料夹紧支架、夹紧气缸、夹紧摇臂和夹紧块，上料夹紧支架设置在滑台机构沿着y轴方向两侧的焊接夹具平台上，上料夹紧支架上远离滑台机构的一侧设置有夹紧气缸，夹紧气缸顶部的驱动端与铰接在上料夹紧支架上的夹紧摇臂的第一端相连接，夹紧摇臂的第二端设置沿着x轴方向设置有若干个夹紧块。
19.作为本实用新型的进一步改进，上料夹紧支架远离夹紧气缸一侧的顶部设置有用于对夹紧摇臂进行限位处理的第三限位挡块。
20.作为本实用新型的进一步改进，上料顶升机构包括上料顶架支架、上料顶升气缸和上料座，上料顶架支架设置在滑板沿着y轴方向的两侧，上料顶架支架上远离驱动电机的一侧沿着z轴方向设置有上料顶升气缸，上料顶升气缸顶部的驱动端与上方的顶升板驱动连接设置，顶升板上沿着x轴方向设置有若干个转接架，转接架上设置有上料座。
21.作为本实用新型的进一步改进，顶升板上远离驱动电机的一侧设置有用于对顶升板进行限位处理的第四限位挡块，远离上料夹紧机构一侧的焊接夹具平台上设置有与第四限位挡块相配合的限位座。
22.借由上述方案，本实用新型至少具有以下优点：
23.1、本实用新型的工艺布局的优势在于上料机器人上料的同时人工也可以同步上料，相互不占用各自时间，同时也规避机器人与人工之间的交互，避免产生安全风险。
24.2、本实用新型的机器人在焊接区域工作时不会打扰到人工操作，操作人员可以安全放心的在上料处上下料即可，极大的提高操作安全性。
25.3、本实用新型在上料机构沿滑台返回至上料区域时，人工继续上料，同时下一工位机器人抓走加工完成的料，时间又相互重叠，节省了这一工位的节拍。
26.4、本实用新型利用最短的工作时间来满足工艺需求，且所需设备简单，只需要一套焊接夹具平台，且占地远远小于转台设备所需空间，且后期维护便捷，节约成本的同时，又提高生产效率。
27.上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
28.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
29.图1是现有技术的结构示意图；
30.图2是本实用新型的结构示意图；
31.图3是本实用新型上料时的结构示意图；
32.图4是本实用新型焊接时的结构示意图；
33.图5是图3中滑台上料机构的结构示意图；
34.图6是图4中上料顶升机构和上料夹紧机构的结构示意图。
35.其中，图中各附图标记的含义如下。
36.1 上料机器人
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2 转台
37.3 焊接机器人
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4 焊接夹具平台
38.5 滑台上料机构
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6 滑台机构
39.7 上料顶升机构
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8 上料夹紧机构
40.9 滑台机架
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10 支撑脚垫
41.11 驱动电机
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12 第一限位挡块
42.13 齿轮条
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14 滑板
43.15 坦克链
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16 导轨滑块机构
44.17 限位气缸
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18 第二限位挡块
45.19 上料夹紧支架
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20 夹紧气缸
46.21 夹紧摇臂
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22 夹紧块
47.23 第三限位挡块
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24 上料顶升支架
48.25 上料顶升气缸
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26 顶升板
49.27 转接架
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28 上料座
50.29 第四限位挡块
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30 限位座
具体实施方式
51.下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
52.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域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，都属于本实用新型保护的范围。
53.实施例
54.如图1～图6所示，
55.一种滑台上料式焊接生产线，包括上料机器人1、焊接机器人3和焊接夹具平台4，还包括滑台上料机构5，上料机器人1位于焊接夹具平台4沿着y轴正方向的一侧，焊接机器人3位于焊接夹具平台4沿着x轴负方向的一侧，滑台上料机构5位于焊接夹具平台4沿着x轴正方向的一侧。
56.其中，滑台上料机构5的结构设置：滑台上料机构5包括滑台机构6、上料顶升机构7和上料夹紧机构8，滑台机构6上沿着y轴方向的两侧均设置有上料顶升机构7，滑台机构6可驱动上料顶升机构7沿着x轴方向移动，上料夹紧机构8设置在滑台机构6沿着x轴负方向一侧，上料夹紧机构8的数量为两个且分别位于滑台机构6沿着y轴方向两侧的焊接夹具平台4上；
57.其中，滑台机构6的结构设置：滑台机构6包括滑台机架9、驱动电机11 和齿轮条13，滑台机架9的底部设置有若干个支撑脚垫10，驱动电机11沿着x 轴方向安装在滑板14上，滑板14的底部通过导轨滑块机构16与下方的滑台机架9相连接，驱动电机11底部的驱动齿轮与滑台机架9上沿着x轴方向设置的齿轮条13相连接，两个上料顶升机构7分别安装在滑板14沿着y轴方向的两侧。滑板14通过坦克链15与滑台机架9相连接，滑台机架9上沿着x轴方向的两侧均设置有用于对滑板14进行限位处理的第一限位挡块12。靠近滑台机架 9沿着x轴负方向一侧的位置上设置有两个限位气缸17，两个限位气缸17分别位于滑台机架9沿着y轴方向的两侧，限位气缸17顶部的驱动端通过铰接臂连接设置有用于对滑板14进行限位处理的第二限位挡块18。
58.其中，上料夹紧机构8的结构设置：上料夹紧机构8包括上料夹紧支架19、夹紧气缸20、夹紧摇臂21和夹紧块22，上料夹紧支架19设置在滑台机构6沿着y轴方向两侧的焊接夹具平台4上，上料夹紧支架19上远离滑台机构6的一侧设置有夹紧气缸20，夹紧气缸20顶部的驱动端与铰接在上料夹紧支架19上的夹紧摇臂21的第一端相连接，夹紧摇臂21的第二端设置沿着x轴方向设置有若干个夹紧块22。上料夹紧支架19远离夹紧气缸20一侧的顶部设置有用于对夹紧摇臂21进行限位处理的第三限位挡块23。
59.其中，上料顶升机构7的结构设置：上料顶升机构7包括上料顶架支架24、上料顶升气缸25和上料座28，上料顶架支架24设置在滑板14沿着y轴方向的两侧，上料顶架支架24上远离驱动电机11的一侧沿着z轴方向设置有上料顶升气缸25，上料顶升气缸25顶部的驱动端与上方的顶升板26驱动连接设置，顶升板26上沿着x轴方向设置有若干个转接架27，转接架27上设置有上料座 28。顶升板26上远离驱动电机11的一侧设置有用于对顶升板26进行限位处理的第四限位挡块29，远离上料夹紧机构8一侧的焊接夹具平台4上设置有与第四限位挡块29相配合的限位座30。
60.本实用新型整体设备的工作原理及动作顺序：
61.图2为本次优化工艺的基本布局，工艺步骤如下：
62.1、操作工将料放置在滑台上料机构5上，与此同时上料机器人1在焊接区域上料；
63.2、上料完毕，滑台上料机构5沿着x轴方向滑动至焊接夹具平台4；
64.3、滑到位后，焊接机器人3对焊接夹具平台4的产品进行焊接；
65.4、焊接完毕，滑台上料机构5沿着x轴方向返回至上料处，与此同时由下一工位的上料机器人1取走加工完成的料；
66.5、人工继续在上料处上料，同时上料机器人1继续在焊接区域上料；
67.6、反复循环。
68.此工艺布局的优势在于上料机器人上料的同时人工也可以同步上料，相互不占用各自时间，同时也规避机器人与人工之间的交互，避免产生安全风险。
69.机器人在焊接区域工作时不会打扰到人工操作，操作人员可以安全放心的在上料处上下料即可，极大的提高操作安全性。
70.在上料机构沿滑台返回至上料区域时，人工继续上料，同时下一工位机器人抓走加工完成的料，时间又相互重叠，节省了这一工位的节拍。
71.此方案利用最短的工作时间来满足工艺需求，且所需设备简单，只需要一套焊接夹具平台，且占地远远小于转台设备所需空间，且后期维护便捷，节约成本的同时，又提高生产效率。
72.其中，滑台上料机构5的工作原理及动作顺序：
73.1、人工将料摆放在上料顶升机构7的上料座28内；
74.2、摆放完毕，人工按按钮盒给工作信号，上料顶升机构7沿着滑台机构6 滑到焊接位，滑台机构6以伺服驱动电机11作为动力源，通过齿轮齿条机构传动，将安装在滑台机构6上部的上料顶升机构7沿着直线导轨运输到焊接位，此机构使用直线导轨确保运动过程的直线精度，给电机增加编码尺确保运动过程的位置精度。
75.3、上料顶升机构7将料顶出，与提前放在焊接夹具平台4的大件组装，上料顶升机构7上有上料顶升气缸25，人工放料时上料顶升气缸25位于低位，当机构滑至焊接位置时上料顶升气缸25伸出位于高位，确保小料与大件贴合，为后续焊接工作做准备；
76.4、上料夹紧支架19通过夹紧气缸20绕着旋转支点带动夹紧摇臂21，将大件与小料进行上下压合，确保工件之间紧密贴合，为后续焊接工作做准备；
77.5、焊接机器人3进入焊接设备工作区域进行焊接。
78.人工可以在滑台上料机构5处上料，机器人在焊接夹具平台4处上料，两者可以同步进行，互补打扰，不产生交互，规避安全风险；
79.由于人工与机器人可以同时工作，大大节省了本工序的时间，提高人工与机器人的利用率；
80.此设备的改进可以在空间有限的情况下进行布局，不需要像原本转台设备一样留出一大部分旋转空间及人员操作空间，在节省空间的情况下同时也提供了一个成本节约的方案。
81.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指咧所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
82.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接：可以是机械连接，也可以是电连接：可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通.对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
83.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，并不用于限制本实用新型，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。