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一种燃油箱焊合件焊接零件的自动化工作站

文献发布时间:2023-06-19 18:37:28


一种燃油箱焊合件焊接零件的自动化工作站

技术领域

本发明属于汽车金属燃油箱制造工艺领域,具体涉及一种金属燃油箱焊合件焊接零件的自动化工作站。

背景技术

目前燃油箱焊合件焊接大多采用的是操作人员配合工装电阻焊焊接零件,通过人工定位燃油箱焊合件和零件,控制焊钳焊接,移动燃油箱焊合件控制焊点位置,人工搬运进出工序,完成焊接工作。该工艺具有以下缺点:一是自动化程度低,全工序采用人员配合设备焊接,焊接自动化为零;二是柔性化差,由于燃油箱的外形差异较大,更换型号时,会涉及更换工装;三是产品质量一致性低,焊接的零件通过人夹装,零件位置和焊点位置不统一;三是人员劳动强度大,焊合件平均重量在10KG以上,进料和出料通过人工搬运,人员较为辛苦;四是生产节拍低,一个工序配备两个员工,节拍仍然达不到目标(目标为20秒);五是人员较多,一个工序配备两个员工;六是安全隐患多,操作过程人机未分离容易夹伤、划伤和砸伤。

发明内容

本发明的目的是提供一种燃油箱焊合件焊接零件的自动化工作站,能够实现燃油箱焊合件焊接零件的自动化,提高工作效率和产品质量。

本发明的一个方面提供一种燃油箱焊合件焊接零件的自动化工作站,用于焊接由燃油箱焊合件和零件构成的工件,包括:焊接机器人单元、定位工装单元、移动工装单元、下料单元、传输单元和PLC控制器;

所述移动工装单元用于在焊接工位与进出料工位之间交替移动工件,将焊接完成的工件从所述焊接工位移动到所述进出料工位;所述焊接机器人单元用于在所述焊接工位对工件进行焊接;所述定位工装单元用于在所述进出料工位对工件进行定位;所述下料单元设置在所述进出料工位上方,用于将焊接完成的工件从所述进出料工位提升并平移到所述传输单元;所述传输单元用于将平移过来的工件运送出所述自动化工作站;所述PLC控制器用于控制所述焊接机器人单元和所述移动工装单元;

所述焊接机器人单元包括能够在两个相互垂直的方向上移动的移动焊钳,所述移动焊钳用于对工件进行焊接,所述PLC控制器用于控制所述移动焊钳在所述两个相互垂直的方向上的移动,从而控制焊点位置。

优选地,所述两个相互垂直的方向为X轴方向和Y轴方向,所述焊接机器人单元还包括X轴方向上的X轴导轨、X轴伺服电机、Y轴方向上的Y轴导轨和Y轴伺服电机,所述X轴伺服电机和所述Y轴伺服电机分别用于在所述PLC控制器的控制下,推动所述移动焊钳在所述X轴导轨和所述Y轴导轨上移动,从而控制焊点位置。

优选地,所述移动焊钳、X轴导轨、X轴伺服电机、Y轴导轨和Y轴伺服电机分别有4个,能够在所述PLC控制器的控制下,同时进行4个工件的焊接。

优选地,所述定位工装单元包括仿形支撑和定位销杆,所述仿形支撑用于对燃油箱焊合件的型面进行支撑,所述定位销杆用于对燃油箱焊合件和零件进行相对位置定位。

优选地,所述定位工装单元还包括底板,所述仿形支撑和所述定位销杆固定在所述底板上。

优选地,所述移动工装单元包括移动工装和移动轨道,所述移动工装放置在所述移动轨道上,能够在所述PLC控制器的控制下在所述移动轨道上移动,从而在焊接工位和进出料工位之间交替移动工件。

优选地,所述下料单元包括举升机械、平移机器人和电磁铁,所述电磁铁安装在所述举升机械下侧,用于吸取工件,所述举升机械安装在所述进出料工位上方,用于提升由所述电磁铁吸取的工件,所述平移机器人安装在所述举升机械上,用于将提升上来的工件平移到所述传输单元上。

优选地,所述下料单元还包括防跌落护网栅,所述防跌落护网栅安装在所述平移机器人下侧,用于防止工件在所述平移机器人平移过程中跌落。

优选地,所述进出料工位有2个,所述定位工装单元、移动工装单元、下料单元分别包括2个。

优选地,所述传输单元包括高位传送带和低位传送带,所述高位传送带用于将工件运送出所述自动化工作站,所述低位传送带用于将工件运送入所述进出料工位。

根据本发明上述方面的燃油箱焊合件焊接零件的自动化工作站,能够实现工件填装、夹紧、焊接、运输的自动化,具有自动化程度高、柔性化好、产品质量一致性高、人员劳动强度低、工作效率/生产节拍高、人员数量少、工位安全隐患少等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案,下面将对本发明实施例的描述中所使用的附图作简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,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的附图:

图1是本发明一种实施方式的燃油箱焊合件焊接零件的自动化工作站的结构示意图。

图2是本发明一种实施方式的移动工装单元的结构示意图。

图3是本发明一种实施方式的焊接机器人单元的结构示意图。

图4是本发明一种实施方式的定位工装单元的结构示意图。

图5是本发明一种实施方式的下料单元的结构示意图。

图6是本发明一种实施方式的传输单元的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图,对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,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。

本发明的实施方式提供一种燃油箱焊合件焊接零件的自动化工作站。本发明实施方式的自动化工作站适用于燃油箱焊合件焊接零件,这里的焊接例如是电阻焊,零件例如是加强板等。以下为方便说明,将燃油箱焊合件和零件统称为工件,本发明实施方式的自动化工作站对由燃油箱焊合件和零件构成的工件完成焊接。

图1是本发明一种实施方式的燃油箱焊合件焊接零件的自动化工作站的结构示意图。如图1所示,本发明实施方式的燃油箱焊合件焊接零件的自动化工作站用于焊接由燃油箱焊合件和零件构成的工件,包括焊接机器人单元1、定位工装单元2、移动工装单元3、下料单元4、传输单元5和PLC控制器(可编程逻辑控制器)(图中未示出)。

以下对焊接机器人单元1、定位工装单元2、移动工装单元3、下料单元4和传输单元5分别进行详细说明。

1.移动工装单元

图2是本发明一种实施方式的移动工装单元的结构示意图。结合图1和图2,移动工装单元3用于在焊接工位和进出料工位之间交替移动工件,将焊接完成的工件从焊接工位移动到进出料工位。在图2的实施例中,②号工位是进行焊接操作的焊接工位,①号和③号工位是进行进料和出料操作的进出料工位,在进出料工位,一方面进行焊接前工件的进料(填装),另一方面进行焊接后工件的出料(取料)。移动工装单元3包括移动工装31和移动轨道32,其中移动工装31放置在移动轨道32上,能够在PLC控制器的控制下在移动轨道32上左右移动,从而在焊接工位和进出料工位之间交替移动工件,实现工件焊接和工件进出料的交替进行。

进出料工位可以设置为一个,也可以如图2所示设置为两个,在设置为两个的情况下,相应地,移动工装单元2包括2个,左侧移动工装31可在①、②号工位交替运动,右侧移动工装31可在②、③号工位交替运动,能够实现填装/取料和焊接同时运行,从而提高生产效率/节拍。优选可以通过由PLC控制器控制伺服电机来推动移动工装31在移动轨道32上移动。

2.焊接机器人单元

焊接机器人单元1用于在焊接工位对工件进行焊接。图3是本发明一种实施方式的焊接机器人单元的结构示意图。如图3所示,焊接机器人单元1包括移动焊钳11,用于对工件进行焊接操作。移动焊钳11能够在两个相互垂直的方向上移动。在图3的实施例中,所述两个相互垂直的方向为X轴方向和Y轴方向,焊接机器人单元1还包括X轴方向上的X轴导轨12、X轴伺服电机13、Y轴方向上的Y轴导轨14和Y轴伺服电机15。X轴导轨12、X轴伺服电机13、Y轴导轨14和Y轴伺服电机15可以固定在焊接机器人单元2的骨架上。

移动焊钳11用于将零件焊接到燃油箱焊合件上,PLC控制器用于控制移动焊钳11、X轴伺服电机13和Y轴伺服电机15,X轴伺服电机13和Y轴伺服电机15分别用于在所述PLC控制器的控制下,推动移动焊钳11在X轴导轨12和Y轴导轨14上移动,从而控制焊点位置。

在图3的实施例中,移动焊钳11、X轴导轨12、X轴伺服电机13、Y轴导轨14和Y轴伺服电机15分别有4个,构成4套焊接单元,能够在所述PLC控制器的控制下,同时进行4个工件的焊接,以便提高生产效率/节拍。

作业过程中工件固定不动,每个移动焊钳11通过X轴伺服电机13和Y轴伺服电机15的推动,在X轴导轨12和Y轴导轨14上滑动,精确控制其在X轴、Y轴方向上的位置,并且通过PLC控制器控制移动焊钳11闭合、通电和断开,完成焊接。

3.定位工装单元

定位工装单元2用于在所述进出料工位对工件进行定位,是对焊接前的燃油箱焊合件和零件进行位置定位,以保证后续的焊接操作的焊接精度。图4是本发明一种实施方式的定位工装单元的结构示意图。如图4所示,定位工装单元2包括仿形支撑21和定位销杆23,仿形支撑21用于对焊接前的燃油箱焊合面的型面进行支撑,防止因为燃油箱焊合件摆动太大而造成焊接位置不正确,精确定位燃油箱焊合件和零件之间的位置。定位销杆23用于对燃油箱焊合件和零件进行相对位置定位,并通过仿形支撑21精确加固其位置定位。可根据燃油箱产品型号不同,更换定位销杆23和仿形支撑21,柔性化更好。

在图4的实施例中,定位工装单元2还包括底板22,底板22用于安装仿形支撑21和定位销杆23,是定位工装单元2的工作平台,仿形支撑21和定位销杆23固定在底板22上。

4.下料单元

下料单元4设置在所述进出料工位上方,用于将焊接完成的工件从所述进出料工位提升并平移到传输单元5。图5是本发明一种实施方式的下料单元的结构示意图。图5左侧是下料单元4的主视图,右侧是下料单元4的左视图。如图5所示,下料单元4包括举升机械41、平移机器人42和电磁铁43。

电磁铁43安装在举升机械41下侧,用于吸取工件。举升机械41安装进出料工位(①、③号工位)上方,用于提升由电磁铁43吸取的工件。平移机器人42垂直安装于举升机械41,用于将提升上来的工件平移到传输单元5上。焊接完成后,工件在①、③号工位的规定位置停止,举升机械41通过电磁铁43吸取工件,并提升至规定位置,平移机器人42移动到传输单元5上方,电磁铁43松开,从而将工件平移到传输单元5。

在图5的实施例中,下料单元4还包括防跌落护网栅44,防跌落护网栅44安装在平移机器人42下侧,用于防止在平移过程中工件意外跌落伤人。

5.传输单元

图6是本发明一种实施方式的传输单元的结构示意图。如图6所示,传输单元5用于将下料单元4的平移机器人42传输过来的工件运送出本发明实施方式的自动化工作站。传输单元5包括上下两层传送带,上层是高位传送带51,是出料传送带,平移机器人42将工件移动到传输单元5的高位传送带51上方,电磁铁43松开,工件由高位传送带51运输到下一工序。下层是低位传送带52,是进料传送带,将工件从上一工序运送到所述进出料工位以进行后续的焊接操作。传输单元5能够有效地进行工件的进料和出料,并高效利用了空间。

综上所述,本发明实施方式的燃油箱焊合件焊接零件的自动化工作站通过焊接机器人单元、定位工装单元、移动工装单元、下料单元和传输单元5个单元的有效连接,实现了产品填装、夹紧、焊接、运输的自动化,具有自动化程度高、柔性化好、产品质量一致性高、人员劳动强度低、工作效率/生产节拍高、人员数量少、工位安全隐患少等优点,为燃油箱自动化生产提供了技术储备。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例,毋庸置疑,对于本领域的普通技术人员,在不偏离本发明的精神和范围的情况下,可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此,上述附图和描述在本质上是说明性的,不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

技术分类

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