一种智能焊接综合线及其使用方法与流程

1.本发明涉及工件焊接技术领域，具体为一种智能焊接综合线及其使用方法。


背景技术：

2.目前，针对装配式钢结构建筑的工件加工中，焊接是其中的重要一环，而针对此类钢工件如h型钢结构、工字型钢结构、箱型钢梁、钢柱、系杆、行车梁、牛腿等的焊接，传统方式人工组对，人工焊接方式，无法做到大批量的加工生产，加工效率不高，同时浪费劳动力，为此，本发明提出能够解决上述问题的一种智能焊接综合线。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种智能焊接综合线，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种智能焊接综合线，包括控制柜、中心智能轨道以及设于中心智能轨道两侧的机器人智能轨道，所述中心智能轨道和机器人智能轨道上均设有轨道驱动单元，且中心智能轨道上还设有由所述轨道驱动单元驱动的智能工件夹台，所述机器人智能轨道上还设有由所述轨道驱动单元驱动的焊接机器人，所述控制柜与智能工件夹台、轨道驱动单元、焊接机器人均电性连接。
5.作为本发明一种优选的技术方案，所述智能工件夹台的底部侧壁上固定安装有第二伺服电机，且第二伺服电机的一端输出轴上固定有驱动齿轮，所述驱动齿轮的一侧设有由其驱动转动的旋转机构。
6.作为本发明一种优选的技术方案，所述旋转机构包括固定在智能工件夹台上的固定盘，所述固定盘的一侧外表面转动安装有旋转套盘，所述旋转套盘的外表面设有齿轮套，且齿轮套与所述驱动齿轮相啮合，所述旋转套盘内表面开设有工件通口，用于容纳待焊工件，所述旋转套盘的一侧表面还均布有多个夹紧机构，用于对所述待焊工件的限位及固定。
7.作为本发明一种优选的技术方案，所述夹紧机构包括固定在旋转套盘上的连接套架，且连接套架上固定安装有伺服电动缸，所述伺服电动缸的一端输出活塞杆上安装固定有夹板。
8.作为本发明一种优选的技术方案，所述夹紧机构的数量为四组，相邻所述夹紧机构的中心连线构成正方形结构。
9.作为本发明一种优选的技术方案，所述中心智能轨道和机器人智能轨道均包括安装于地面上的轨道基座，且轨道驱动单元设于所述轨道基座上。
10.作为本发明一种优选的技术方案，所述轨道驱动单元包括固定在轨道基座一端部的第一伺服电机，所述第一伺服电机的一端输出轴上固定有螺纹杆，且螺纹杆远离第一伺服电机的一端转动安装在轨道基座上，所述螺纹杆的外表面螺纹连接有螺纹套，所述焊接机器人的底部设有机器人基座，所述螺纹套的数量为两组，两组所述螺纹套分别固定在机器人基座、智能工件夹台的内部，且机器人基座滑动安装在机器人智能轨道上，所述智能工
件夹台滑动安装在中心智能轨道上。
11.作为本发明一种优选的技术方案，所述机器人基座和智能工件夹台上均设有滑件，且轨道基座上开设有水平设置的限位滑槽，且滑件滑动安装在限位滑槽内。
12.作为本发明一种优选的技术方案，所述焊接机器人上设有多个首尾顺序连接的机械臂，位于尾端的所述机械臂上设有焊接机械手。
13.作为本发明一种优选的技术方案，所述控制柜的型号为crp-e60-g4，所述焊接机器人的型号为crp-rh18-20-w，且控制柜的信号输出端分别与第二伺服电机、第一伺服电机、伺服电动缸的信号输入端连接，用于控制伺服电动缸的伸缩距离以及第二伺服电机、第一伺服电机的转动时间、方向和转速。
14.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
15.1、本发明的一种智能焊接综合线，通过设置控制柜、中心智能轨道、轨道基座、机器人智能轨道、智能工件夹台及焊接机器人，设备操作人员均需将焊缝信息制成的机器人程序导入控制柜内，控制柜会控制焊接机器人于机器人智能轨道上移动至相应的位置，对夹持在智能工件夹台上的待焊工件进行相应位置的自动焊接处理，进而完成对工件的自动焊接，相较于传统的人工焊接，其自动化程度高，焊接效率大幅提升，有效提升焊接加工效率，从而扩大加工生产量。
16.2、本发明的一种智能焊接综合线，通过设置智能工件夹台、第二伺服电机、驱动齿轮、旋转机构、固定盘、旋转套盘、齿轮套和夹紧机构，可以完成对待焊工件位置的旋转，利用控制柜可以根据需要旋转的时间及转动方向和位置进行精准控制，与焊接机器人相互配合即可完成对待焊工件各个位置的焊缝进行全自动焊接处理，大大提升焊接线的加工能力及焊接精度。
17.本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式中予以详细说明。
附图说明
18.图1为本发明的整体结构示意图；
19.图2为本发明的正视结构示意图；
20.图3为本发明的俯视结构示意图；
21.图4为本发明的侧视结构示意图；
22.图5为本发明的中心智能轨道与智能工件夹台的结构示意图；
23.图6为本发明的旋转套盘的结构示意图；
24.图中：1、中心智能轨道；11、轨道基座；12、第一伺服电机；13、螺纹杆；14、螺纹套；15、限位滑槽；16、滑件；2、机器人智能轨道；3、智能工件夹台；31、第二伺服电机；32、驱动齿轮；4、焊接机器人；41、机械臂；42、焊接机械手；5、旋转机构；51、固定盘；52、旋转套盘；53、齿轮套；54、夹紧机构；6、控制柜；7、待焊工件；9、伺服电动缸；91、夹板。
具体实施方式
25.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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。
26.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”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发明和简化描述，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发明的限制。
27.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
28.请参阅图1-6，在本实施例中，提供了一种智能焊接综合线，包括控制柜6、中心智能轨道1以及设于中心智能轨道1两侧的机器人智能轨道2，中心智能轨道1和机器人智能轨道2上均设有轨道驱动单元，且中心智能轨道1上还设有由轨道驱动单元驱动的智能工件夹台3，中心智能轨道1和机器人智能轨道2均包括安装于地面上的轨道基座11，且轨道驱动单元设于轨道基座11上，轨道驱动单元包括固定在轨道基座11一端部的第一伺服电机12，第一伺服电机12的一端输出轴上固定有螺纹杆13，且螺纹杆13远离第一伺服电机12的一端转动安装在轨道基座11上，螺纹杆13的外表面螺纹连接有螺纹套14，焊接机器人4的底部设有机器人基座，螺纹套14的数量为两组，两组螺纹套14分别固定在机器人基座、智能工件夹台3的内部，且机器人基座滑动安装在机器人智能轨道2上，智能工件夹台3滑动安装在中心智能轨道1上，机器人智能轨道2上还设有由轨道驱动单元驱动的焊接机器人4，控制柜6与智能工件夹台3、轨道驱动单元、焊接机器人4均电性连接；通过设置控制柜6、中心智能轨道1、轨道基座11、机器人智能轨道2、智能工件夹台3及焊接机器人4，设备操作人员均需将焊缝信息制成的机器人程序导入控制柜6内，控制柜6会控制焊接机器人4于机器人智能轨道2上移动至相应的位置，对夹持在智能工件夹台3上的待焊工件7进行相应位置的自动焊接处理，进而完成对工件的自动焊接，相较于传统的人工焊接，其自动化程度高，焊接效率大幅提升，有效提升焊接加工效率，从而扩大加工生产量。
29.本发明中，智能工件夹台3的底部侧壁上固定安装有第二伺服电机31，且第二伺服电机31的一端输出轴上固定有驱动齿轮32，驱动齿轮32的一侧设有由其驱动转动的旋转机构5；旋转机构5包括固定在智能工件夹台3上的固定盘51，固定盘51的一侧外表面转动安装有旋转套盘52，旋转套盘52的外表面设有齿轮套53，且齿轮套53与驱动齿轮32相啮合，旋转套盘52内表面开设有工件通口，用于容纳待焊工件7，旋转套盘52的一侧表面还均布有多个夹紧机构54，用于对待焊工件7的限位及固定；夹紧机构54包括固定在旋转套盘52上的连接套架，且连接套架上固定安装有伺服电动缸9，伺服电动缸9的一端输出活塞杆上安装固定有夹板91；夹紧机构54的数量为四组，相邻夹紧机构54的中心连线构成正方形结构；其中，在本实施例中，将夹紧机构54的数量设置为四组，可以完成对钢梁、钢柱、系杆、行车梁、牛腿等钢结构工件的有效夹持，具体的将代加工工件7的一端置于其中一个智能工件夹台3的工件通口内，通过控制柜6可以控制伺服电动缸9带动夹板91伸缩，对工件的表面进行有效夹持固定；需要说明的是，该智能工件夹台3的数量可以为两个，中心智能轨道1上的轨道驱动单元也是两组，每组轨道驱动单元均独立的控制一个智能工件夹台3，当待焊工件7被夹
持在其中一个智能工件夹台3上后，然后控制柜6控制另一组的轨道驱动单元的第一伺服电机12转动，带动螺纹杆13转动，从而带动另一组智能工件夹台3在中心智能轨道1上移动，向着待焊工件7的方向移动时，待焊工件7的另一端会被置于另一组智能工件夹台3内的工件通口内，然后同样的利用夹紧机构54对工件的另一端进行夹紧，从而保障焊接时的稳定性。
30.本发明中，旋转套盘52的表面还开设有环状的滑槽28，滑槽28内滑动安装有多个调节滑块25，每个调节滑块25远离旋转套盘52的一端均固定连接有连接套架，连接套架与伺服电动缸9的数量一致，且每个连接套架均固定套接在相对应伺服电动缸4的外部，旋转套盘22通过螺栓与连接套架相固定，连接套架的两侧均设有安装片26，安装片26的表面开设有安装孔27，滑槽28上均匀开设有若干个调节孔29，螺栓贯穿安装孔27并固定在调节孔29内，通过在旋转套盘52上设置滑槽28、调节孔29、调节滑块25、安装片26和安装孔27，可以实现对伺服电动缸9及夹板91位置的调节，从而有效调节夹板的切入角度和位置，从而更好的适用不同形状的工件夹持，有效提升旋转夹台的使用范围。
31.机器人基座和智能工件夹台3上均设有滑件16，且轨道基座11上开设有水平设置的限位滑槽15，且滑件16滑动安装在限位滑槽15内；焊接机器人4上设有多个首尾顺序连接的机械臂41，位于尾端的机械臂41上设有焊接机械手42，控制柜6的型号为crp-e60-g4，焊接机器人4的型号为crp-rh18-20-w，且控制柜6的信号输出端分别与第二伺服电机31、第一伺服电机12、伺服电动缸9的信号输入端连接，用于控制伺服电动缸9的伸缩距离以及第二伺服电机31、第一伺服电机12的转动时间、方向和转速，其中焊接机器人4上还设有焊缝拍照单元，机器人运行至拍照位进行拍照，生成焊缝轨迹，开始焊接，焊接完成，机器人回到工作原点；
32.本发明还提供了一种智能焊接综合线的使用方法：包括如下步骤：
33.1)、根据放置要求，将待焊工件7放置到中心智能轨道1的其中一个智能工件夹台3上，然后控制另一个智能工件夹台3移动至待焊工件7的另一端，并控制伺服电动缸9对其表面进行固定夹持；
34.2)、操作人员根据3d图纸，使用3d设计软件生成焊缝信息；
35.3)、设备操作人员将焊缝信息导入视觉软件；
36.4)、视觉软件根据焊缝信息生成机器人程序；
37.5)、焊接机器人4运动至焊缝基准点记录基准；
38.6)、导入机器人程序开始自动运行，焊接机器人4运行至拍照位，使用焊缝拍照单元进行拍照；
39.7)、生成焊缝轨迹，开始焊接；
40.8)、焊接完成，焊接机器人4回到工作原点。
41.值得注意的是：整个装置通过总控制按钮对其实现控制，由于控制按钮匹配的设备为常用设备，属于现有成熟技术，在此不再赘述其电性连接关系以及具体的电路结构。
42.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种智能焊接综合线，其特征在于，包括控制柜(6)、中心智能轨道(1)以及设于中心智能轨道(1)两侧的机器人智能轨道(2)，所述中心智能轨道(1)和机器人智能轨道(2)上均设有轨道驱动单元，且中心智能轨道(1)上还设有由所述轨道驱动单元驱动的智能工件夹台(3)，所述机器人智能轨道(2)上还设有由所述轨道驱动单元驱动的焊接机器人(4)，所述控制柜(6)与智能工件夹台(3)、轨道驱动单元、焊接机器人(4)均电性连接。2.根据权利要求1所述的一种智能焊接综合线，其特征在于，所述智能工件夹台(3)的底部侧壁上固定安装有第二伺服电机(31)，且第二伺服电机(31)的一端输出轴上固定有驱动齿轮(32)，所述驱动齿轮(32)的一侧设有由其驱动转动的旋转机构(5)。3.根据权利要求2所述的一种智能焊接综合线，其特征在于，所述旋转机构(5)包括固定在智能工件夹台(3)上的固定盘(51)，所述固定盘(51)的一侧外表面转动安装有旋转套盘(52)，所述旋转套盘(52)的外表面设有齿轮套(53)，且齿轮套(53)与所述驱动齿轮(32)相啮合，所述旋转套盘(52)内表面开设有工件通口，用于容纳待焊工件(7)，所述旋转套盘(52)的一侧表面还均布有多个夹紧机构(54)，用于对所述待焊工件(7)的限位及固定。4.根据权利要求3所述的一种智能焊接综合线，其特征在于，所述夹紧机构(54)包括固定在旋转套盘(52)上的连接套架，且连接套架上固定安装有伺服电动缸(9)，所述伺服电动缸(9)的一端输出活塞杆上安装固定有夹板(91)。5.根据权利要求4所述的一种智能焊接综合线，其特征在于，所述夹紧机构(54)的数量为四组，相邻所述夹紧机构(54)的中心连线构成正方形结构。6.根据权利要求4所述的一种智能焊接综合线，其特征在于，所述中心智能轨道(1)和机器人智能轨道(2)均包括安装于地面上的轨道基座(11)，且轨道驱动单元设于所述轨道基座(11)上。7.根据权利要求6所述的一种智能焊接综合线，其特征在于，所述轨道驱动单元包括固定在轨道基座(11)一端部的第一伺服电机(12)，所述第一伺服电机(12)的一端输出轴上固定有螺纹杆(13)，且螺纹杆(13)远离第一伺服电机(12)的一端转动安装在轨道基座(11)上，所述螺纹杆(13)的外表面螺纹连接有螺纹套(14)，所述焊接机器人(4)的底部设有机器人基座，所述螺纹套(14)的数量为两组，两组所述螺纹套(14)分别固定在机器人基座、智能工件夹台(3)的内部，且机器人基座滑动安装在机器人智能轨道(2)上，所述智能工件夹台(3)滑动安装在中心智能轨道(1)上。8.根据权利要求1所述的一种智能焊接综合线，其特征在于，所述机器人基座和智能工件夹台(3)上均设有滑件(16)，且轨道基座(11)上开设有水平设置的限位滑槽(15)，且滑件(16)滑动安装在限位滑槽(15)内。9.根据权利要求1所述的一种智能焊接综合线，其特征在于，所述焊接机器人(4)上设有多个首尾顺序连接的机械臂(41)，位于尾端的所述机械臂(41)上设有焊接机械手(42)。10.根据权利要求4或7所述的一种智能焊接综合线，其特征在于，所述控制柜(6)的型号为crp-e60-g4，所述焊接机器人(4)的型号为crp-rh18-20-w，且控制柜(6)的信号输出端分别与第二伺服电机(31)、第一伺服电机(12)、伺服电动缸(9)的信号输入端连接，用于控制伺服电动缸(9)的伸缩距离以及第二伺服电机(31)、第一伺服电机(12)的转动时间、方向和转速。

技术总结
本发明涉及工件焊接技术领域，具体为一种智能焊接综合线，包括控制柜、中心智能轨道以及设于中心智能轨道两侧的机器人智能轨道，所述中心智能轨道和机器人智能轨道上均设有轨道驱动单元，且中心智能轨道上还设有由所述轨道驱动单元驱动的智能工件夹台，所述机器人智能轨道上还设有由所述轨道驱动单元驱动的焊接机器人，所述控制柜与智能工件夹台、轨道驱动单元、焊接机器人均电性连接；与现有技术相比，本发明通过设置控制柜、中心智能轨道、轨道基座、机器人智能轨道、智能工件夹台及焊接机器人，可以完成对工件的自动焊接，相较于传统的人工焊接，其自动化程度高，焊接效率大幅提升，有效提升焊接加工效率，从而扩大加工生产量。量。量。


技术研发人员：刘洪雨
受保护的技术使用者：安徽奥维斯智能设备科技有限公司
技术研发日：2023.06.07
技术公布日：2023/9/6