一种汽车车门智能焊装线

摘要

本公开涉及一种汽车车门焊装线，属于焊接工装技术领域，包括设有两层平台的工作空间，工作空间沿着长度方向包括第一工作区域和第二工作区域，这两个工作区域的顶层平台各设有一组第一机器人系统，同时在这两个工作区域的底层平台设有一个转台，所述转台设有至少两组用于夹持汽车车门的夹具系统，每个转台对应一个上件窗口，所述工作台内设有可在第一工作区域和第二工作区域之间的运动的第二机器人系统，每个工作区域底层平台还设有第三机器人系统。该焊接线整体布置结构紧凑，空间利用率较高，适合产值密度高的企业。

说明书

技术领域

本公开属于焊接工装技术领域，具体是涉及一种汽车车门智能焊装线。

背景技术

这里的陈述仅提供与本公开相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

汽车生产智能化在近年来得到大力的发展，相关的智能化装备得到的较大的革新。汽车车门智能化焊接装备主要包括机器人、焊接系统、夹具、切换转台、机器人行走机构、焊接修磨器等设备组成。车门焊接是汽车制造行业电阻焊的一种，焊接质量稳定。机器人通过机器人行走机构可以扩大机器人的工作范围，使机器人的利用率得到了很大的提升；焊接的夹具通过切换转台使夹具的空间利用率大幅提高。

目前汽车制造行业使用的车门焊接线布局不紧凑，增加了转运的时间，不利于机器人之间的协作。部分焊接线为人工焊接，机器人焊接、机器人行走机构、自动转台及机器人搬运等设备应用较少，自动化率不高，焊接线的安全措施不够严谨。

发明内容

针对现有技术存在的技术问题，本公开提供了一种汽车车门智能焊装线。该焊接线整体布置结构紧凑，空间利用率较高，适合产值密度高的企业。

本公开至少一实施例提供了一种汽车车门焊装线，该焊装线包括设有两层平台的工作空间，工作空间沿着长度方向包括第一工作区域和第二工作区域，这两个工作区域的顶层平台各设有一组第一机器人系统，同时在这两个工作区域的底层平台设有能够在水平方向旋转的转台，所述转台上设有至少两组用于夹持汽车车门的夹具系统，每个转台对应一个上件窗口，所述工作空间内还设有可在第一工作区域和第二工作区域之间的运动的第二机器人系统，每个工作区域的底层平台上还设有第三机器人系统。

进一步地，所述转台包括固定在地面上的转台底座，转台通过旋转件旋转设置在转台底座上，在所述转台底座上夹具系统两侧设有转台防护网。

进一步地，所述上件窗口上设有安全光栅和安全警示灯以及工作站围栏。

进一步地，在所述工作空间底层的平台设有用于第二机器人系统运动的行走轨道，第二机器人系统上连接拖链系统。

进一步地，每个机器人系统对应一个机器人控制柜和机器人专用水气单元。

进一步地，在所述工作区域的底层平台上设有用于放置第一机器人系统作业工具的停靠站,所述停靠站的顶部设有用于放置机器人作业工具的定位系统。

进一步地，每个机器人系统中机器人通过快换装置与作业工具相连接，所述作业工具包括机器人抓手和机器人焊钳。

进一步地，每个工作区域内的底层平台和顶层平台之间设有楼梯，在所述顶层平台上设有安全网格，所述安全网格将顶层平台分成机器人工作区和安全行走区。

进一步地，还包括接收整个焊装线数据的主控制柜，所述主控制柜能够给焊装线的各设备发送动作指令。

进一步地，两个工作区域的中间位置上设置有冲孔机，同时在底层工作平台上每个工作区域内的第三机器人系统均对应一个焊钳修磨器，同时第二机器人系统对应一个翻转式焊钳修磨器。

本公开的有益效果如下：

(1)、本公开的汽车车门智能焊装线空间布置紧凑，每个工作区域顶层设置两个机器人系统，底层上设有一个可在第一工作区域和第二工作区域内运行的机器人系统，同时每个转台的附近也设有一个机器人系统，这样整个智能焊装线可以保证7台机器人同时作业不受干涉，大大的节约了作业的空间。

(2)、本公开的汽车车门智能焊装线每个区域均设有转台，同时每个转台上设有两个夹具，每个转台对应一个上件窗口，这样焊装线的控制系统控制系统会识别机器人作业状态和处于排队的夹具，保证了机器人的高利用率，从而提高了工作效率。

附图说明

构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。

图1为本公开实施例提供的汽车车门智能焊装线的俯视图；

图2为本公开实施例提供的汽车车门智能焊装线的轴侧图；

图3为本公开实施例提供的汽车车门智能焊装线的另一方向的轴侧图；

图4为本公开实施例提供的汽车车门智能焊装线的左视图；

图5为本公开实施例提供的汽车车门智能焊装线的第一角度的机器人系统结构图；

图6为本公开实施例提供的汽车车门智能焊装线中第二角度的机器人系统结构图；

图7为本公开实施例提供的汽车车门智能焊装线中转台及夹具系统的主视图；

图8为本公开实施例提供的汽车车门智能焊装线中转台及夹具系统的左视图；

图9为本公开实施例提供的汽车车门智能焊装线中转台及夹具系统的俯视图；

图10为本公开实施例提供的汽车车门智能焊装线中移动移动机器人的左视图；

图11为本公开实施例提供的汽车车门智能焊装线中移动移动机器人的主视图；

图12为本公开实施例提供的汽车车门智能焊装线移动移动机器人的俯视图；

图13为本公开实施例提供的汽车车门智能焊装线移动移动机器人的轴视图。

图中：1、机器人工作系统；1a、六轴机器人，1b、机器人管线包，1c、机器人快换装置，1d、机器人抓手，1e、机器人焊钳，2、转台及夹具系统；2a、转台，2b、夹具，2c、转台底座，2d、汽车车门，2e、转台防护网，2f、转台电机，2g、中心轴承，3、机器人安装平台及安全栏；4、冲孔机；5、机器人控制柜；6、机器人专用水气单元；7、焊钳修磨器；8、机器人控制柜；9、主控制柜；10、翻转式焊钳修磨器；11、行走式机器人系统；11a、行走轨道，11b、拖链系统，12、焊钳修磨器；13、机器人抓手停靠站；14、桥架。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本公开使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本公开使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

如图1-图4所示，本公开实施例提供了一种用于汽车车门的智能焊装生产线，该生产线主要是一个两侧层工作平台的框架结构，在所述框架结构的长度方向分成左工作区域和右工作区域，这两个工作区域的相互独立，互不影响。

具体，对于左工作区域或者右工作区域内，上层工作平台上设有一对机器人工作系统1，这两个机器人工作系统1间隔设置，且这两个机器人系统的机器人端部的作业工具可以到达底层工作平台。

进一步，每个工作区域内上层工作平台上两个机器人工作系统在下层工作平台相对应的位置上设有一个转台及夹具系统2，这个转台及夹具系统2主要是用来固定汽车门的，同时在左工作区域内和右工作区域内的之间还设有一个可以来回运功的行走式机器人系统11，通过控制该行走式机器人系统11内机器人的运动，可以实现对左、右工作区域内固定在转台上的汽车门进行相应操作，

优选地，在下层工作平台位于转台及夹具系统2中的附近还设有一个固定的辅助机器人工作系统，以图中左侧工作区域，所述辅助机器人工作系统设置在左下角，右侧的工作区域内的辅助机器人系统设置在右下角。

在所焊装工作线每个焊接机器人均对应一台机器人控制柜5和机器人专用水气单元6，其中控制柜设置在机器人的旁边，控制柜通过线缆与机器人连接，所述机器人控制柜是机器人的控制中心；所述机器人专用水气单元6通过水电气管路或线路与机器人连接。且有传感器实时检测各项数据并传送给主控制柜9内的中控系统，有利于后台管理人员监控焊装线作业状态。具体地，机器人专用水气单元6由水路控制阀、气路控制阀、水压表、气压表、流量计、过滤器等元件组成。其功能是受中控系统控制，将水电气等准确地输送线各个机器人，并将信息实时传送给中控系统。水气单元输出的水、电、气通过管路连接到机器人管线包接口，最终传送到机器人作业工具(机器人抓手、机器人焊钳)。

进一步地，本实施例在所述焊装线的外侧设有一个主控制柜9，所述主控制柜9内运行中控系统程序，其功能是接收并处理整个焊装线的数据，包括收集机器人、安全传感器、转台及夹具系统、焊接修磨器等所有设备的状态信息，并按PLC程序逻辑发送各设备的动作指令。

所以，本实施例公开的汽车车门智能焊装线空间布置紧凑，每个工作区域内共包含7台机器人，其中4台通过螺栓安装在二层平台上，2台通过螺栓直接安装在地面上，1台安装在机器人行走机构上，结构紧凑，二层平台上的机器人作业完全不会影响下层平台上的机器人，这样整个智能焊装线可以保证7台机器人同时作业不受干涉，大大的节约了机器人的作业空间。

进一步的，本实施例中设置在设置顶层工作平台上的安全栏3主要由安全网格组成，所述顶层工作平台主要是钢结构组成，安全栏3焊接在框架的空隙中；如图所示，本实施例中每个工作区域内的上层工作平台和下层工作平台之间设有楼梯，方便操作人员对设备进行检修。同时在所述上层工作平台上的安全栏3将上层工作平台分成机器人工作区和正常行走区，安全网格将机器人工作区域和外部区域分开，形成独立的工作空间。其中位于上层工作平台上的机器人作业系统1位于机器人工作区内，这样防止操作人员进入，造成安全事故。

进一步地，如图5和图6所示，位于每个工作区域内顶层工作平台上机器人工作系统为六轴机器人1a，该六轴机器人1a是智能化生产中的通用作业设备，具有可编程，高柔性，高精度等特点。六轴机器人末端可以接驳多种工具，完成多种作业。机器人末端通过机器人快换工具，可以快速地、可编程地连接多种工具，可以大大拓展机器人的作业范围。

其中，机器人抓手1d和机器人焊钳1e均为机器人作业工具。每个机器人系统均可以通过机器人快换装置1c更换作业工具。

机器人快换装置1c由机器人侧和工具侧两部分组成，两部分分别安装在机器人末端和作业工具上。当两机器人侧和工具侧两部分贴合并连接时，机器人和作业工具会形成良好的机械、电气连接。

机器人管线包1b内包含机器人作业工具所需要的水、电、气、信号等管路，通过螺栓固定在机器人各轴上。当机器人动作时，机器人管线包在机器人的关节处可以弯曲。因此，机器人管线包对内部所包含的各种管线起到保护作用，不会因机器人的动作造成管线的损伤。

机器人抓手1d为高度定制化产品，可以抓放特定的汽车部件，如车门。在带有机器人设备的焊装线中，机器人抓手起到转运工件、定位工件形状和位置的功能。

机器人焊钳1e为电阻焊工具，当两片需要焊接的钢板，通过机器人焊钳夹紧并通电时，两片钢板会熔结在一起。通过调节机器人焊钳的电流大小、压紧力和通电时间，可以调节其焊接工艺性能。

需要说明的就是，在本实施例中顶层工作平台和底层工作平台上的每台机器人通过机器人快换装置可以快速更换作业工具。机器人可以根据中控系统的指令选择作业工具(机器人焊钳或机器人抓手)，进行焊接或者进行工件的转运；每台机器人都安装有工具快换装置，具备快速更新作业工具的能力，提高了机器人的利用率。通过机器人焊枪更换、夹具快速更换来实现整个机器人工作站的高度柔性化，使小批量、多品种焊接成为可能，可以有效地降低工厂设备的更新成本。

作为本实施例优选的，本实施例中底层工作平台设有机器人抓手停靠站13，且每个工作区域内均对应设置一个机器人抓手停靠站13，所述机器人抓手停靠站13主要是钢材框架机构，其中该钢材框架结构上面安装有定位销、定位块等，其功能是安放机器人抓手1d，并可以准确地保证机器人抓手位置。机器人使用抓手工具完成后，并将机器人放置在机器人抓手停靠站上，方便下次使用。

进一步，本实施例中两个工作区域的中间位置上设置有冲孔机4，在车门的焊接过程中，根据车门的工艺要求，对车门进行冲孔加工。同时在底层工作平台上每个工作区域内的转台附近的辅助机器人工作系统均对应一个焊钳修磨器12和7，同时所述行走式机器人系统11旁边也对应一个翻转式焊钳修磨器10。

为了便于将汽车车门放到转台及夹具系统2上，本实施例中的转台及夹具系统2分别在其工作区域内对应设置一个上件窗口，所述上件窗口设置在底层工作平台的后方或者外侧，参见图3，这样既不影响工作内部机器人的工作，还是实现快速上件。同时，每个上件窗口都具有安全光栅及安全警示灯，工作站的围栏等装置对操作人员进行了多重的保护，提高了人机配合的安全性。

如图7-图9所示，所述转台及夹具系统2包括转台2a和夹具2b，其中夹具2b放置在转台2a的两侧，所述夹具2b在所述转台2a上对称设置，也就是说一个转台支撑两套相同的夹具，所述转台及夹具系统在使用的时候，两个夹具2b中的一个位于工作区域的内部，另一个位于工作区域的外部便于操作人员进行上件，这样当在汽车车门焊装线的后方为人工上件位置。转台及夹具系统2可以进行水平回转。当人工上件后，转台转入围栏内部，机器人开始焊接；同时转台另一边机器人完成的工件由人工下件后，将新的待焊工件放在夹具上，在整个焊装工作线上本焊装线具备两个上件窗口，内部总控制系统会识别机器人作业状态和处于排队的夹具，保证了机器人的高利用率，从而提高了工作效率。

当然在另外一些实施例中，所述夹具2b不仅仅是2个，也可以是4个。

所述夹具2b上均匀设有定位块和定位销，通过这些定位件保证汽车车门的定位准确，同时夹具内的气动机构会将其压紧，这样可以防止工件在焊接过程的变形，从而使焊接钩的工件达到较高的精度。

具体地，所述转台2a通过中心轴承2g安装在转台底座2c上，同时在所述转台底座2c上设有转台电机2f，所述转台电机2f可以驱动转台2a在所述转台底座2c上水平旋转。

进一步优选地，所述转台底座2c通过螺栓固定在地面上；转台及夹具系统所需要的水电气通过管路或线路从转台底座输入到系统内，同时对管线有保护作用的桥架也与转台底座相连接。

为了保护工作人员在上件的时候进入机器人工作区域内，本实施例中转台底座2c上的夹具2b的两侧分别设有一个转台防护网2e，所述转台防护网2e固定在转台上，当转台旋转到位后，转台防护网2e与焊装线的安全围栏对接，阻挡人员进入机器人工作区域，起到安全防护的作用。

如图10-图13所示，本实施例中的行走式机器人系统11主要包括机器人作业系统1、行走轨道11a、拖链系统11b。

具体地，所述行走轨道11a水平设置在该焊装线底层工作平台上，且设置在左工作区域和右工作区域内的中间位置，所述机器人作业系统1通过拖链系统11b滑动设置在行走轨道11a上，该行走式机器人系统11中的机器人作业系统1可以在行走轨道的行程内精确移动，移动的速度和停止位置受机器人控制系统控制，当机器人程序发出指令后，机器人可以精确地定位，这样当某一侧的工作区域内的汽车车门在进行焊接的时候，机器人作业系统1移动到该侧进行相关的操作，同时在另一侧工作区域内操作人员可以在相应的转台上进行拆件和上件工作，互不影响。

需要说明的就是，本实施例中的行走轨道11a可以根据两侧工作区域内的空间拓展行走轨道11a的延伸范围。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本公开的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本公开进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本公开的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本公开的权利要求范围当中。

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。