專(zhuān)利名稱(chēng):專(zhuān)用車(chē)多品種非標(biāo)零部件機(jī)器人柔性焊接系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及焊接機(jī)器人領(lǐng)域,具體涉及用于生產(chǎn)專(zhuān)用汽車(chē)的多品種、小批量非標(biāo)零部件的機(jī)器人柔性焊接中心。
背景技術(shù):
隨著我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展,對(duì)專(zhuān)用車(chē)輛的需求量逐漸增加,專(zhuān)用車(chē)輛的生產(chǎn)進(jìn)入了一個(gè)快速發(fā)展的時(shí)期。專(zhuān)用車(chē)呈現(xiàn)出多品種、小批量的特點(diǎn),是專(zhuān)用汽車(chē)行業(yè)市場(chǎng)需求的體現(xiàn)。這一特征大大區(qū)別于轎車(chē)和普通載貨汽車(chē)。一般而言,廂式運(yùn)輸車(chē)、牽引半掛車(chē)等年需求量較大,達(dá)數(shù)萬(wàn)輛以上,自卸車(chē)可達(dá)幾十萬(wàn)輛,大多數(shù)專(zhuān)用汽車(chē)的需求量?jī)H數(shù)百輛至數(shù)千輛,有的甚至幾輛或幾十輛。眾所周知,汽車(chē)生產(chǎn)中,零部件的制造精度和焊接質(zhì)量是保證整車(chē)品質(zhì)的基礎(chǔ)。但是,我國(guó)目前的專(zhuān)用車(chē)輛零部件生產(chǎn)企業(yè)普遍規(guī)模較小,加工不同品種的零部件即配套不同的焊接夾具,生產(chǎn)周期長(zhǎng),效率低下,由于批量小,因此焊接夾具的利用率低,且生產(chǎn)質(zhì)量靠人工控制,很難適應(yīng)專(zhuān)用車(chē)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展趨勢(shì)。為了適應(yīng)專(zhuān)用汽車(chē)的發(fā)展趨勢(shì),必然對(duì)加工裝備提 出更高的要求。焊接作為現(xiàn)代機(jī)械制造中的一種重要工藝方法,也是專(zhuān)用汽車(chē)零部件制造中應(yīng)用最為廣泛的工藝之一。為了提高生產(chǎn)效率,提升專(zhuān)用汽車(chē)的制造質(zhì)量,同時(shí)出于勞動(dòng)強(qiáng)度的考慮,傳統(tǒng)的手工焊、專(zhuān)機(jī)焊的焊接工藝已不能滿足當(dāng)今專(zhuān)用汽車(chē)生產(chǎn)的需求。近年來(lái),汽車(chē)加工行業(yè)中采用了自動(dòng)化程度較高的焊接專(zhuān)用機(jī)器人,目前的焊接自動(dòng)裝置有多點(diǎn)焊機(jī)、臺(tái)式自動(dòng)焊機(jī)和焊接機(jī)械手,這些裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、動(dòng)作簡(jiǎn)單、程序的靈活性較差、制造及維修的成本高,且只適用于某種特定產(chǎn)品的焊接,柔性化程度低,所以在單品種、大批量的汽車(chē)生產(chǎn)中適用。焊接技術(shù)與機(jī)器人的結(jié)合既能體現(xiàn)焊接加工的可靠性同時(shí)又充分實(shí)現(xiàn)焊接的高效性,高柔性的機(jī)器人焊接將是汽車(chē)焊接工藝的發(fā)展趨勢(shì)。焊接機(jī)器人一般由焊接設(shè)備、工裝夾具、傳輸系統(tǒng)和控制系統(tǒng)構(gòu)成,整個(gè)機(jī)器人的柔性化程度取決于焊接設(shè)備的柔性化水平,工裝夾具的柔性化是影響機(jī)器人柔性化程度的主要因素。在多品種、中小批量的專(zhuān)用汽車(chē)非標(biāo)零部件生產(chǎn)模式中,要求焊機(jī)和夾具具有更好的柔性,適應(yīng)產(chǎn)品多樣化的焊接需求,以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間、降低生產(chǎn)成本?,F(xiàn)有運(yùn)用于專(zhuān)用車(chē)生產(chǎn)中的焊接機(jī)器人提高了焊接的速度和焊接的質(zhì)量,但是仍未解決傳統(tǒng)的中小批量、多品種汽車(chē)零部件焊接中更換夾具頻繁、耗時(shí)、耗人力的問(wèn)題,且一套夾具僅用于小的批量生產(chǎn)后便被擱置,另外,更換夾具時(shí)機(jī)器人閑置,影響了機(jī)器人的生產(chǎn)效率。因此,改變專(zhuān)用車(chē)輛生產(chǎn)企業(yè)傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式,研制出能提高生產(chǎn)效率與質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本的生產(chǎn)裝備,對(duì)提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)具有重要意義。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種專(zhuān)用車(chē)多品種非標(biāo)零部件機(jī)器人柔性焊接系統(tǒng),通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的夾具庫(kù)和柔性化的夾具更換技術(shù),縮短安裝、調(diào)整與拆卸夾具的時(shí)間,采用柔性?shī)A具更換系統(tǒng),使機(jī)器人焊接系統(tǒng)的可擴(kuò)展性功能增強(qiáng)、應(yīng)用范圍更廣,適應(yīng)多品種、中小批量的汽車(chē)非標(biāo)零部件生產(chǎn)模式。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案為:專(zhuān)用車(chē)多品種非標(biāo)零部件機(jī)器人柔性焊接系統(tǒng),包括焊接機(jī)器人、夾具庫(kù)、工件庫(kù)、智能叉車(chē)、控制系統(tǒng)、工作臺(tái)、軌道和工件存儲(chǔ)架,其特征在于:所述的焊接機(jī)器人末軸連接有數(shù)控焊機(jī),并在所述控制系統(tǒng)的控制下,利用數(shù)控焊機(jī)進(jìn)行焊接作業(yè);夾具庫(kù)用于存儲(chǔ)夾具,位于軌道一側(cè),設(shè)置有多個(gè)不同系列的標(biāo)準(zhǔn)化焊接夾具,每個(gè)焊接夾具上設(shè)有射頻識(shí)別標(biāo)簽,每個(gè)射頻識(shí)別標(biāo)簽與射頻識(shí)別器具有唯一對(duì)應(yīng)性;工件庫(kù)用于存儲(chǔ)待焊接的工件,每個(gè)工件上設(shè)有射頻識(shí)別標(biāo)簽,每個(gè)射頻識(shí)別標(biāo)簽具有唯一性,每個(gè)射頻識(shí)別標(biāo)簽與射頻識(shí)別器具有唯一對(duì)應(yīng)性;所述的智能叉車(chē)上設(shè)置有車(chē)載終端,車(chē)載終端包括數(shù)據(jù)采集器和射頻識(shí)別器,數(shù)據(jù)采集器通過(guò)電纜連接至控制系統(tǒng);位于軌道一端,可沿軌道移動(dòng),用于搬運(yùn)和安放焊接工件;所述的工作臺(tái)上設(shè)置有自動(dòng)快換夾具的變位機(jī)構(gòu),所述的變位機(jī)構(gòu)上設(shè)置有卡盤(pán)和自動(dòng)鎖緊裝置,所述卡盤(pán)可調(diào)節(jié)直徑大小以適用于不同尺寸的夾具;所述的控制系統(tǒng)接收上位計(jì)算機(jī)的排產(chǎn)信息,并控制焊接機(jī)器人、智能叉車(chē)和變位機(jī)構(gòu)的動(dòng)作,實(shí)現(xiàn)焊接夾具和工件的自動(dòng)快換;所述的工件存儲(chǔ)架設(shè)置于軌道的一側(cè),工件存儲(chǔ)架與軌道之間的距離在叉車(chē)貨叉的輸送范圍內(nèi)。所述夾具庫(kù)中不同 系列焊接夾具加工零部件的尺寸范圍不同。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果有:焊接夾具是汽車(chē)焊接生產(chǎn)線上的關(guān)鍵工藝設(shè)備,實(shí)施夾具標(biāo)準(zhǔn)化,增強(qiáng)了夾具的通用性,應(yīng)用范圍廣,夾具利用率高,對(duì)于中小批量、多品種的汽車(chē)零部件生產(chǎn)現(xiàn)狀,配套的費(fèi)用低。傳統(tǒng)的焊接方法中,需要人工搬運(yùn)焊接工件,而汽車(chē)零部件較重,人工勞動(dòng)強(qiáng)度高,本實(shí)用新型設(shè)置了智能叉車(chē),減輕人工的勞動(dòng)強(qiáng)度,并能適應(yīng)機(jī)器人的高工作效率。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了夾具和工件的自動(dòng)快換,節(jié)約夾具準(zhǔn)備時(shí)間,減少工件的安裝時(shí)間,縮短機(jī)械加工輔助時(shí)間,有效提高生產(chǎn)效率。無(wú)需增加準(zhǔn)備時(shí)間且降低了人工誤操作的可能性。
圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)主視圖,圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)俯視圖。
具體實(shí)施方式
為了更好地理解本實(shí)用新型技術(shù)方案,下面結(jié)合本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)和具體工作過(guò)程和附圖加以詳細(xì)的描述。首先對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)作以說(shuō)明:[0026]專(zhuān)用車(chē)多品種非標(biāo)零部件機(jī)器人柔性焊接系統(tǒng),包括焊接機(jī)器人1、夾具庫(kù)2、工件庫(kù)3、智能叉車(chē)4、控制系統(tǒng)5、工作臺(tái)6、軌道7和工件存儲(chǔ)架8,其特征在于:所述的焊接機(jī)器人末軸連接有數(shù)控焊機(jī)9,并在所述控制系統(tǒng)的控制下,利用數(shù)控焊機(jī)進(jìn)行焊接作業(yè)。傳統(tǒng)的焊接方法中,需要人工搬運(yùn)焊接工件,而汽車(chē)零部件較重,人工勞動(dòng)強(qiáng)度高,本實(shí)用新型設(shè)置了智能叉車(chē)4,減輕人工的勞動(dòng)強(qiáng)度,并能適應(yīng)機(jī)器人的高工作效率。智能叉車(chē)可沿軌道7移動(dòng),用于搬運(yùn)夾具和安放焊接工件。智能叉車(chē)4上設(shè)置有車(chē)載終端,車(chē)載終端包括數(shù)據(jù)采集器和射頻識(shí)別器,數(shù)據(jù)采集器通過(guò)電纜連接至控制系統(tǒng)?,F(xiàn)有的工業(yè)生產(chǎn)中,不同尺寸、形狀的工件使用不同的夾具,對(duì)于小批量、多品種的汽車(chē)零部件生產(chǎn),夾具的數(shù)量多,從而增加了設(shè)備成本。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了夾具庫(kù)2,用于存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)化的夾具,本實(shí)用新型的標(biāo)準(zhǔn)化夾具的設(shè)計(jì)是通過(guò)工件類(lèi)型、形狀及定位基準(zhǔn)為基礎(chǔ),通過(guò)相似度計(jì)算,作出同系列產(chǎn)品的相似性模型,依靠軟件設(shè)計(jì)出同系列通用的夾具,不同系列的工件對(duì)應(yīng)于不同的夾具,多個(gè)系列的夾具構(gòu)成了夾具庫(kù)2。所述的夾具庫(kù)2位于軌道7 —側(cè),存儲(chǔ)有多個(gè)不同系列的標(biāo)準(zhǔn)化焊接夾具10,每個(gè)焊接夾具10上設(shè)有射頻識(shí)別標(biāo)簽,每個(gè)射頻識(shí)別標(biāo)簽與射頻識(shí)別器具有唯一對(duì)應(yīng)性。工件庫(kù)3位于軌道7的一側(cè),用于存儲(chǔ)待焊接的工件,每個(gè)工件上設(shè)有射頻識(shí)別標(biāo)簽,每個(gè)射頻識(shí)別標(biāo)簽與射頻識(shí)別器具有唯一對(duì)應(yīng)性。所述的工作臺(tái)6上設(shè)置有自動(dòng)快換夾具的變位機(jī)構(gòu)11,所述的變位機(jī)構(gòu)11上設(shè)置有卡盤(pán)和自動(dòng)鎖緊裝置,所述卡盤(pán)可調(diào)節(jié)直徑大小以適用于不同尺寸的夾具。所述的控制系統(tǒng)5接收上位計(jì)算機(jī)的排產(chǎn)信息,并控制焊接機(jī)器人1、智能叉車(chē)4和變位機(jī)構(gòu)11的動(dòng)作,實(shí)現(xiàn)焊接夾具和工件的自動(dòng)快換。所述的工件存儲(chǔ)架8設(shè)置于軌道7的一側(cè),工件存儲(chǔ)架8與軌道7之間的距離在智能叉車(chē)貨叉的輸送范圍 內(nèi)。本實(shí)用新型的工作過(guò)程如下:控制系統(tǒng)根據(jù)所接收到的待生產(chǎn)車(chē)型指令,通過(guò)電纜將指令傳輸至智能叉車(chē)的數(shù)據(jù)采集器,數(shù)據(jù)采集器將采集到的數(shù)據(jù)傳輸至射頻識(shí)別器,射頻識(shí)別器通過(guò)對(duì)射焊接夾具上的射頻識(shí)別標(biāo)簽A的信號(hào)使智能叉車(chē)的貨叉與焊接夾具的位置進(jìn)行對(duì)應(yīng)定位并將焊接夾具搬運(yùn)出夾具庫(kù);智能叉車(chē)沿著導(dǎo)軌將焊接夾具輸送至變位機(jī)構(gòu),變位機(jī)構(gòu)通過(guò)控制系統(tǒng)的指令,調(diào)整卡盤(pán)的直徑適應(yīng)待安裝焊接夾具的尺寸,智能叉車(chē)將焊接夾具送至調(diào)整后的變位機(jī)構(gòu),卡盤(pán)通過(guò)氣動(dòng)動(dòng)力將焊接夾具自動(dòng)鎖緊;智能叉車(chē)沿導(dǎo)軌移動(dòng)至工件庫(kù),射頻識(shí)別器通過(guò)對(duì)射工件上的射頻識(shí)別標(biāo)簽B的信號(hào)使智能叉車(chē)的貨叉與工件的位置進(jìn)行對(duì)應(yīng)定位并將工件搬離夾具庫(kù),根據(jù)定位基準(zhǔn)安放至夾具上,夾具將工件固定;數(shù)控焊機(jī)根據(jù)預(yù)存的焊接路徑對(duì)工件施焊,焊接完成后,卡盤(pán)和自動(dòng)鎖緊裝置松開(kāi),智能叉車(chē)將焊接后的工件搬運(yùn)并存放至工件架上,至此完成一個(gè)焊接周期。
權(quán)利要求1.專(zhuān)用車(chē)多品種非標(biāo)零部件機(jī)器人柔性焊接系統(tǒng),包括焊接機(jī)器人、夾具庫(kù)、工件庫(kù)、智能叉車(chē)、控制系統(tǒng)、工作臺(tái)、軌道和工件存儲(chǔ)架,其特征在于:所述的焊接機(jī)器人末軸連接有數(shù)控焊機(jī),并在所述控制系統(tǒng)的控制下,利用數(shù)控焊機(jī)進(jìn)行焊接作業(yè); 夾具庫(kù)用于存儲(chǔ)夾具,位于軌道一側(cè),設(shè)置有多個(gè)不同系列的標(biāo)準(zhǔn)化焊接夾具,每個(gè)焊接夾具上設(shè)有射頻識(shí)別標(biāo)簽,每個(gè)射頻識(shí)別標(biāo)簽與射頻識(shí)別器具有唯一對(duì)應(yīng)性; 工件庫(kù)用于存儲(chǔ)待焊接的工件,每個(gè)工件上設(shè)有射頻識(shí)別標(biāo)簽,每個(gè)射頻識(shí)別標(biāo)簽具有唯一性,每個(gè)射頻識(shí)別標(biāo)簽與射頻識(shí)別器具有唯一對(duì)應(yīng)性; 所述的智能叉車(chē)位于軌道一端,可沿軌道移動(dòng),用于搬運(yùn)和安放焊接工件; 所述的工作臺(tái)上設(shè)置有自動(dòng)快換夾具的變位機(jī)構(gòu),所述的變位機(jī)構(gòu)上設(shè)置有卡盤(pán)和自動(dòng)鎖緊裝置,所述卡盤(pán)可調(diào)節(jié)直徑大小以適用于不同尺寸的夾具; 所述的控制系統(tǒng) 接收上位計(jì)算機(jī)的排產(chǎn)信息,并控制焊接機(jī)器人、智能叉車(chē)和變位機(jī)構(gòu)的動(dòng)作,實(shí)現(xiàn)焊接夾具和工件的自動(dòng)快換; 所述的工件存儲(chǔ)架設(shè)置于軌道的一側(cè),工件存儲(chǔ)架與軌道之間的距離在叉車(chē)貨叉的輸送范圍內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的專(zhuān)用車(chē)多品種非標(biāo)零部件機(jī)器人柔性焊接系統(tǒng),其特征在于,所述的智能叉車(chē)上設(shè)置有車(chē)載終端,車(chē)載終端包括數(shù)據(jù)采集器和射頻識(shí)別器,數(shù)據(jù)采集器通過(guò)電纜連接至控制系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的專(zhuān)用車(chē)多品種非標(biāo)零部件機(jī)器人柔性焊接系統(tǒng),其特征在于,所述夾具庫(kù)中不同系列焊接夾具加工零部件的尺寸范圍不同。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供一種專(zhuān)用車(chē)多品種非標(biāo)零部件機(jī)器人柔性焊接系統(tǒng),包括焊接機(jī)器人、夾具庫(kù)、工件庫(kù)、智能叉車(chē)、控制系統(tǒng)、工作臺(tái)、軌道和工件存儲(chǔ)架,其特征在于所述的焊接機(jī)器人末軸連接有數(shù)控焊機(jī),并在所述控制系統(tǒng)的控制下,利用數(shù)控焊機(jī)進(jìn)行焊接作業(yè)。實(shí)施夾具標(biāo)準(zhǔn)化,增強(qiáng)了夾具的通用性,應(yīng)用范圍廣,夾具利用率高,對(duì)于中小批量、多品種的汽車(chē)零部件生產(chǎn)現(xiàn)狀,配套的費(fèi)用低;本實(shí)用新型設(shè)置了智能叉車(chē),減輕人工的勞動(dòng)強(qiáng)度,并能適應(yīng)機(jī)器人的高工作效率;本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了夾具和工件的自動(dòng)快換,節(jié)約夾具準(zhǔn)備時(shí)間,有效提高生產(chǎn)效率。
文檔編號(hào)B23K37/047GK203140998SQ20122073285
公開(kāi)日2013年8月21日 申請(qǐng)日期2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月27日
發(fā)明者郭履維 申請(qǐng)人:廣州市聚維專(zhuān)用汽車(chē)零部件有限公司