基于中央计算机全自动控制的机器人自动焊接生产线

摘要

本发明公开了基于中央计算机全自动控制的机器人自动焊接生产线，通过中央计算机连接并控制各个生产线上的工位控制台内的PLC控制模块；工位控制台包括分别独立连接在中央计算机上的自动焊接工位、自动检测平台、自动矫正平台、装配机器人、自动牵引小车、焊接机器人和焊接变位机；上述工位控制台均设有掌上控制器；其中：中央计算机包括中央控制计算机和中央监控计算机，中央监控计算机与设置在各个工位控制台的摄像头连接，进而实时监控各个工位的工作状态。本发明的生产线，高信息化、智能化、集成化为一体的全自动智能机器人焊接大型零部件的生产线，其结构简单、设计合理、性能安全可靠、有效降低成本、应用效果显著。

说明书

技术领域

本发明涉及技术领域，特别是涉及基于中央计算机全自动控制的机器人自动焊接生产线。

背景技术

在现有的大型板件自动焊接设备中，一般来说采用模具夹持之后，手持机器人焊接，焊接效率较低。或者使用机器人自动焊接，但是其夹持、翻转、固定以及后续的工艺过程的中间环节仍然需要人工操作，目前只能实现半自动焊接。

特别是对于大型的板件、零部件，这个中间过程需要浪费很长的时间以及很多物力，故而特别需要设计种能够实现自动化焊接的设备，用以解决这一技术问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种高信息化、智能化、集成化为一体的全自动智能机器人焊接大型零部件的生产线，其结构简单、设计合理、性能安全可靠、有效降低成本、应用效果显著。

本发明所采用的技术方案是：基于中央计算机全自动控制的机器人自动焊接生产线，通过中央计算机连接并控制各个生产线上的工位控制台内的PLC控制模块；工位控制台包括分别独立连接在中央计算机上的自动焊接工位、自动检测平台、自动矫正平台、装配机器人、自动牵引小车、焊接机器人和焊接变位机；上述工位控制台均设有掌上控制器；其中：中央计算机包括中央控制计算机和中央监控计算机，中央监控计算机与设置在各个工位控制台的摄像头连接，进而实时监控各个工位的工作状态；

生产线还包括连接成一条直线的传输轨道，以及依次连接在其两侧的侧板转运过渡工装存放区、自动焊接工位、自动检测平台、物料存放工位、总拼焊接工位、待补焊暂存工位、补焊工位、自动矫正平台、工件脱模工位和吊装下线回火工位；传输轨道上还连接有焊接机器人和自动牵引小车，其中焊接机器人连接在自动焊接工位附近的传输轨道上往复运送焊接自动焊接工位的待焊接件；自动牵引小车在整个传输轨道的上述工位之间传输待焊接件。

进一步地，自动检测平台还包括连接自动矫正平台、人工辅助校对工位和侧板检测良品工位，其中人工辅助校对工位连接在自动矫正平台的一个侧面，并且该两个工位直接通过自动旋转装置连接，检测不合格的焊接件通过自动旋转装置从自动矫正平台旋转传输至人工辅助校对工位。

进一步地，人工辅助校对工位与传输轨道的方向上还设有自动复位轨道，自动复位轨道供给人工校对完成后的焊接机暂时存放；并且自动复位轨道的宽度保证能容纳自动牵引小车在其上往复运动。

进一步地，生产线还包括设于吊装下线回火工位对面的成品暂存工位，成品暂存工位与侧板检测工位、物料存放工位和工件脱模工位位于传输轨道的同一侧。

进一步地，补焊工位位于传输轨道的对面还设有空载工装入口工位，该工位用于供给自动牵引小车进出传输轨道。

进一步地，焊接变位机设置于自动焊接工位上，包括固定立柱、滑动立柱和滑轨，滑轨平行于传输轨道，并且滑动立柱连接在滑轨上滑动，进而调节固定立柱和滑动立柱之间的相对距离；并且固定立柱、滑动立柱顶部位置的相对方向上分别设有L型左托板和L型右托板；L型左托板和L型右托板分别通过一个左转轴和右转轴可旋转地固定在固定立柱和滑动立柱上；左转轴和右转轴通过动力源驱动同时转动；L型左托板和L型右托板分别设有一个左夹紧装置和右夹紧装置；待焊接件通过左夹紧装置和右夹紧装置固定连接在L型左托板和L型右托板上；L型左托板和L型右托板翻转，进而带动固定在其上的待焊接件；左夹紧装置和右夹紧装置分别至少包括一个L型卡爪和一个夹紧动力源，每一个夹紧动力源驱动L型卡爪伸缩，进而带动其松开或者抓紧待焊接件。

进一步地，L型左托板和L型右托板对应左转轴和右转轴连接部分为左、右圆盘型结构。

进一步地，自动牵引小车包括底座、升降顶板和四个滚轮；升降顶板，通过至少两根升降轴连接在底座上，并且借助与其连接的升降动力源驱动其在竖直方向伸缩；每一个滚轮通过一个万向接头连接在底座上，万向接头通过转向电机连接驱动其转向；至少一个滚轮连接电力电缆获取牵引力，电力电缆连接生产线的轨道上。

进一步地，升降顶板固定在若干升降轴的顶部，并且升降顶板包括固定部和缓冲部，缓冲部由柔性材料制成。每一个滚轮包括两个并列连接滚筒，该两个并列连接的滚筒通过连杆共同连接在万向接头上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的自动焊接生产线，采用中央计算机连接并控制各个生产线上的工位控制台内的PLC控制模块；工位控制台包括分别独立连接在中央计算机上的自动焊接工位、自动检测平台、自动矫正平台、装配机器人、自动牵引小车、焊接机器人和焊接变位机；上述工位控制台均设有掌上控制器；其中：中央计算机包括中央控制计算机和中央监控计算机，中央监控计算机与设置在各个工位控制台的摄像头连接，进而实时监控各个工位的工作状态。

此外，本发明的生产线，将大型零部件焊接所需的各种设备，均设置在传输轨道的两侧，并且采用自动传输小车在各个工位之间传送，实现自动运动，并且在侧板焊接工位侧面的传输轨道上连接了自动焊接机器人，用于自动焊接通过自动传输小车传送至侧板焊接工位，焊接完成之后自动运输至侧板检测工位。然后检测合格的焊接板件运输至总拼焊接工位，不合格的运送至待补焊暂存工位，然后依次补焊。补焊完成后以及检测合格后的零部件，通过自动运输小车运送至吊装下线回火工位进行自动回火处理。该生产线设备，包含了所有的大型零部件焊接所需工艺设备，在该生产线上能够实现一次性完全焊接，直接得到成品，免去和很多中间需要人工处理的环节，实现了大型零部件焊接工艺的自动化、一体化和集成化，提高了焊接效率。

最后，中央监控计算机，实时监控各个控制工位的设备运行情况，快速找出事故突发点，保证生产实现规范化操作、程序化作业、信息化管理，能有效提高功效，提高产品品质，加强工厂现代化管理。

附图说明

图1为基于中央计算机全自动控制的机器人自动焊接生产线的控制的原理框图；

图2为图1的生产线的结构示意图；

图3为图1的生产线的自动检测平台的结构示意图；

图4为图1的生产线的焊接变位机的结构示意图；

其中：1-传输轨道，2-侧板转运过渡工装存放区，3-侧板焊接工位，4-侧板检测工位，41-人工辅助校对工位，42-侧板检测良品工位，43-自动旋转装置，44-自动复位轨道；5-物料存放工位，6-总拼焊接工位，7-待补焊暂存工位，8-补焊工位，9-工件脱模工位，10-吊装下线回火工位；11-自动牵引小车，1110-底座，1120-升降顶板，1121-固定部，1122-缓冲部；1130-滚轮，1131-滚筒，1132-连杆；1140-升降轴， 1150-万向接头，1160-转向电机，1170-电力电缆，1180-升降动力源；12-焊接机器人，13-成品暂存工位，14-空载工装入口工位，15-中央计算机，151-中央控制计算机，152-中央监控计算机；16-自动矫正平台，17-装配机器人；18-焊接变位机，181-固定立柱，182-滑动立柱，183-滑轨，1831-滑轨槽； 184-L型卡爪，185-L型左托板，1851-左圆盘型结构；186-L型右托板，1861-右圆盘型结构；187-左转轴，188-右转轴，189-夹紧动力源，1810-左夹紧装置，1811-右夹紧装置；19-掌上控制器，20-摄像头，21-工位控制台，22-待焊接件。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。

如图1所示，基于中央计算机全自动控制的机器人自动焊接生产线，通过中央计算机15连接并控制各个生产线上的工位控制台21内的PLC控制模块；工位控制台包括分别独立连接在中央计算机上的自动焊接工位3、自动检测平台4、自动矫正平台16、装配机器人17、自动牵引小车11、焊接机器人12和焊接变位机18；上述工位控制台均设有掌上控制器19；其中：中央计算机15包括中央控制计算机151和中央监控计算机152，中央监控计算机与设置在各个工位控制台的摄像头20连接，进而实时监控各个工位的工作状态；

如图2所示，生产线还包括连接成一条直线的传输轨道1，以及依次连接在其两侧的侧板转运过渡工装存放区2、自动焊接工位3、自动检测平台4、物料存放工位5、总拼焊接工位6、待补焊暂存工位7、补焊工位8、自动矫正平台16、工件脱模工位9和吊装下线回火工位10；传输轨道1上还连接有焊接机器人12和自动牵引小车11，其中焊接机器人12连接在自动焊接工位3附近的传输轨道1上往复运送焊接自动焊接工位3的待焊接件；自动牵引小车11在整个传输轨道1的上述工位之间传输待焊接件。

如图3所示，自动检测平台4还包括连接自动矫正平台16、人工辅助校对工位41和侧板检测良品工位42，其中人工辅助校对工位41连接在自动矫正平台16的一个侧面，并且该两个工位直接通过自动旋转装置43连接，检测不合格的焊接件通过自动旋转装置43从自动矫正平台16旋转传输至人工辅助校对工位41。 人工辅助校对工位41与传输轨道1的方向上还设有自动复位轨道44，自动复位轨道44供给人工校对完成后的焊接机暂时存放；并且自动复位轨道44的宽度保证能容纳自动牵引小车11在其上往复运动。

本发明的自动检测装置，连接在大型零部件生产线上使用，实现了自动检测大型零部件焊接后的尺寸，并且自动将不合格的零部件通过传送装置自动传送至人工辅助工位，然后在人工辅助工位进行人工补焊以及其他尺寸处理，提高了大型零部件的检测效率。

参见图2，生产线还包括设于吊装下线回火工位10对面的成品暂存工位13，成品暂存工位13与侧板检测工位4、物料存放工位5和工件脱模工位9位于传输轨道1的同一侧。补焊工位8位于传输轨道的对面还设有空载工装入口工位14，该工位用于供给自动牵引小车11进出传输轨道。

如图4所示，焊接变位机18设置于自动焊接工位3上，包括固定立柱181、滑动立柱182和滑轨183，滑轨183平行于传输轨道1，并且滑动立柱182连接在滑轨183上滑动，进而调节固定立柱181和滑动立柱182之间的相对距离；并且固定立柱181、滑动立柱182顶部位置的相对方向上分别设有L型左托板185和L型右托板186；L型左托板185和L型右托板186分别通过一个左转轴187和右转轴188可旋转地固定在固定立柱181和滑动立柱182上；左转轴187和右转轴188通过动力源驱动同时转动；L型左托板185和L型右托板186分别设有一个左夹紧装置1810和右夹紧装置1811；待焊接件22通过左夹紧装置1810和右夹紧装置1811固定连接在L型左托板185和L型右托板186上；L型左托板185和L型右托板186翻转，进而带动固定在其上的待焊接件22；左夹紧装置1810和右夹紧装置1811分别至少包括一个L型卡爪184和一个夹紧动力源189，每一个夹紧动力源189驱动L型卡爪189伸缩，进而带动其松开或者抓紧待焊接件22。

在上述实施例中，L型左托板185和L型右托板186对应左转轴187和右转轴188连接部分为左圆盘型结构1851、右圆盘型结构1861。自动牵引小车11包括底座1110、升降顶板1120和四个滚轮1130；升降顶板1120，通过至少两根升降轴1140连接在底座1110上，并且借助与其连接的升降动力源1180驱动其在竖直方向伸缩；每一个滚轮1130通过一个万向接头1150连接在底座1110上，万向接头1150通过转向电机1160连接驱动其转向；至少一个滚轮1130连接电力电缆1170获取牵引力，电力电缆1170连接生产线的轨道上。

在上述实施例中，升降顶板1120固定在若干升降轴1140的顶部，并且升降顶板1120包括固定部1121和缓冲部1122，缓冲部1122由柔性材料制成。每一个滚轮1130包括两个并列连接滚筒1131，该两个并列连接的滚筒1131通过连杆1132共同连接在万向接头1150上。

本发明的自动变位装置，首先采用滑轨固定滑动立柱，使得滑动立柱相对于固定立柱可以自由调整，从而适应焊接和夹持不同的长度的大型部件。最为关键的是，固定立柱、滑动立柱顶部位置的相对方向上分别设有沿左转轴和右转轴转动的L型左托板和L型右托板，L型左托板和L型右托板转动，进而带动夹持在其上的大型部件转动，实现大型部件另一个方向的焊接。这些翻转都是动力源驱动控制的，故而可以实现全自动翻转，无需人工操作，从而实现了大型部件的多方位或者双面自动翻转焊接，减少了大型部件焊接时的中间环节。

本发明的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本发明的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本发明的精神，都在本发明的保护范围内。