转向架构架自动焊接系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种转向架构架自动焊接系统，包括用于待焊接工件预准备的人工存料台、用于将所述工件在各设备之间转运的自动运输小车、所述自动运输小车运行用的轨道、用于将所述工件从所述自动运输小车上取下并转移至焊接位置的夹持装置、焊接机器人、用于焊接后对所述工件进行焊修的缓冲台及PLC主控系统；所述人工存料台和所述夹持装置分设于所述轨道的两侧，所述PLC主控系统与所述自动运输小车、焊接机器人、夹持装置及缓冲台之间通过工业现场总线连接并控制。本实用新型专利技术可以大幅度提高生产效率，并合理利用人力资源，实现节拍式生产。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种转向架构架自动焊接系统，属于轨道车辆车体制造

技术介绍
目前，焊接机器人逐步进入国内机车车辆制造领域，并在转向架构架的焊接生产过程中被使用。但是，目前在构架焊接生产过程中所使用的机器人都是以单机的形式存在的，每台设备均需要配备1-2个操作工人操作，上下料采用天车吊运，夹具的夹紧、松开均采用手工操作，辅助时间长，降低了生产效率。另外，构架焊接的程序完全采用手工调用，当多品种同时作业时，存在由于人为失误而用错程序的可能，不但降低了生产效率，也提高了废品率，增加了制造成本。对于生产组织者，有工件就进行焊接作业，没有工件时就停止工作处于等待状态，本工序与上、下工序没有节拍的概念。上述这种目前普遍采用的生产方式，存在以下几点不足(1)生产效率低编程方法单一、陈旧，焊接轨道准确率低，焊接效率低下。(2)劳动力资源浪费对于自动化作业设备，一般以达到无人化作业为最终目标， 但上述这种生产方式，每台机器人需要配备1-2名操作人员，资源浪费明显。(3)辅助时间多工件吊装、工件的夹紧和松开，均需要人为手动作业，需要大量的辅助时间，而且工件吊装使用天车，不可避免的会存在等待天车的无效等待时间。(4)生产无节拍的概念，工件流转速度慢，中间库存多。
技术实现思路
本7792-227主要目的在于解决上述问题，提供了一种生产效率高，合理利用人力资源，实现节拍式生产的转向架构架自动焊接系统。为实现上述目的，本7792-227的技术方案是一种转向架构架自动焊接系统，该系统包括用于待焊接工件预准备的人工存料台、用于将所述工件在各设备之间转运的自动运输小车、所述自动运输小车运行用的轨道、 用于将所述工件从所述自动运输小车上取下并转移至焊接位置的夹持装置、焊接机器人、 用于焊接后对所述工件进行焊修的缓冲台及PLC主控系统；所述人工存料台和所述夹持装置分设于所述轨道的两侧，所述PLC主控系统与所述自动运输小车、焊接机器人、夹持装置及缓冲台之间通过工业现场总线连接并控制。进一步，所述自动运输小车包括有可以在垂直方向上伸缩的垂直伸缩臂、可以在水平方向向所述轨道两侧伸缩的水平伸壁臂、在轨道上行走的行走机构、控制器及显示器， 所述控制器与所述PLC主控系统连接，所述垂直伸缩臂、水平伸缩臂及行走机构均由伺服电机控制。进一步，所述控制器包括异常急停监控模块、信号收集反馈通信模块及伺服控制模块。进一步，所述夹持装置包括两个相对设置的C型夹具及底座，两个所述C型夹具通过回转机构与所述底座连接。进一步，所述夹持装置上设置有接近检测开关。进一步，所述PLC主控系统中包括显示触摸屏。综上内容，本技术所述的一种转向架构架自动焊接系统，与现有技术相比，具有如下优点(1)将焊接系统中各设备通过PLC主控系统统一控制，实现在设定的时间自动上下料，自动焊接，同时通过自动运输小车及夹持装置的运用，在杜绝等待时间的同时实现节拍式生产，合理利用人力资源，大幅度提高生产效率。(2)该焊接系统实现焊接机器人及工件运输的全自动化作业，根据工作站的类别、 工件的种类，控制程序自动调用，避免人为因素出现程序调用的错误，提高生产效率，降低生产成本，自动焊接效率可以提高一倍。(3)自动运输小车通过控制器自动控制，将中间的工件转运区域形成虚拟的围栏， 实现无人作业的安全逻辑设计，结合其它安全监控系统的使用，确保整条生产线运行的安全。附图说明图1是本技术焊接系统总布置图；图2是本技术夹持装置和焊接机器人结构示意图。如图1和图2所示，人工存料台1，自动运输小车2，轨道3，夹持装置4，焊接机器人5，缓冲台6，PLC主控系统7，工件8，C型夹具9，显示触摸屏10。具体实施方式以下结合附图与具体实施方式对本技术作进一步详细描述如图1所示，一种转向架构架自动焊接系统，包括人工存料台1、自动运输小车2、 轨道3、夹持装置4、焊接机器人5、缓冲台6及PLC主控系统7，PLC是指数字运算操作电子系统的可编程逻辑控制器。人工存料台1是用于待焊接工件8预准备的人工作业工位，例如可以在该工位上进行工件8的预组装或打底焊等，为机器人5焊接做准备，人工存料台1可以根据工件8的工序需要设置一个或多个。自动运输小车2用于工件8在各工序设备处的上料和下料及在各设备间转运，实现自动物流功能，自动运输小车2在轨道3上行走。一个或多个人工存料台1均沿轨道3 的一侧设置。自动运输小车2包括有可以在垂直方向上伸缩的垂直伸缩臂、可以在水平方向向轨道3两侧伸缩的水平伸壁臂、在轨道3上行走的行走机构、控制器及显示器，显示器用于显示自动运输小车2的各控制程序及启动自动运输小车2运行。其中，垂直伸缩臂、水平伸缩臂及行走机构均由伺服电机控制，水平伸缩臂通过皮带由伺服电机带动，通过控制伺服电机的旋转方向使水平伸缩臂可以向两侧伸缩。控制器与PLC主控系统7连接，控制器内部使用西门子模块和PLC程序，预先定义在送取料时的轨道运行、垂直方向、水平方向的动作特点，并利用内部的通信模块实现与PLC主控系统7的通信，结合PLC主控系统7的上、 下料的时间设置，实现自动上、下料，即实现全自动的物流程序。控制器中包括异常急停监控模块、信号收集反馈通信模块及伺服控制模块。自动运输小车2通过控制器自动控制，将中间的工件8转运区域形成虚拟的围栏，实现无人作业的安全逻辑设计，结合其它安全监控系统的使用，确保整条生产线运行的安全。夹持装置4设置于轨道3的另一侧，夹持装置4从自动运输小车2上将工件8夹紧取下，并转移至焊接机器人5所需的焊接位置，在满足焊接可达性、场地限制等基本条件下，如图2所示，夹持装置4采用双C型回转交换变位机，即夹持装置4由两个相对设置的 C型夹具9及底座(图中未示出)组成，两个C型夹具9通过回转机构与底座连接，回转机构可以采用现有技术中的任何一种结构，C型夹具9可以在180度方向内转换位置，其中一个C型夹具9用于上、下料，另一个C型夹具9进行焊接，确保机器人5不间断作业，以提高生产效率。夹持装置4的数量与机器人5的数量一致，每个机器人5的工位处均相应设置一个夹持装置4。该夹具9对工件8采用的是双边夹紧的方式，可以尽可能地避免工件8在转台旋转过程中所产生的扭曲变形，而现有技术中都是采用单边夹紧的方式，即夹具只夹紧工件8的一端，这样转台旋转时工件会产生扭曲变形等缺陷。夹持装置4上设置有接近检测开关，接近检测开关可以是现有技术中的超声波感应开关、红外线感应开关等，用于感应工件8是否到位，当自动运输小车2将工件8运输至夹持装置4位置处，接近检测开关会自动感应此时夹具9内是否已经夹持工件8，如果没有夹持工件8，会将信号传输至PLC主控系统7，PLC主控系统7会将信号传输至自动运输小车2的控制器，控制器控制水平伸缩臂向夹具9的方向伸出，此时，夹具9松开到位，接近检测开关同样会感应工件8的存在，夹具9再夹紧工件8，将小车2上的工件8夹紧取下，并旋转180度，将工件8转移至焊接机器人5的焊接位置，由焊接机器人5对工件8进行焊接。缓冲台6是用于焊接后对工件8进行焊修的人工作业工位，与人工存料台1 一样设置在轨道3的一侧，机器人5焊接后的工件8由小车2转运至缓冲台6，在缓冲台6上进行焊修、打磨等其它作业。在自动焊接系统中，分本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种转向架构架自动焊接系统，其特征在于：该系统包括用于待焊接工件预准备的人工存料台、用于将所述工件在各设备之间转运的自动运输小车、所述自动运输小车运行用的轨道、用于将所述工件从所述自动运输小车上取下并转移至焊接位置的夹持装置、焊接机器人、用于焊接后对所述工件进行焊修的缓冲台及ＰＬＣ主控系统；所述人工存料台和所述夹持装置分设于所述轨道的两侧，所述ＰＬＣ主控系统与所述自动运输小车、焊接机器人、夹持装置及缓冲台之间通过工业现场总线连接并控制。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张志毅，王心红，张振亚，吴向阳，李文，
申请(专利权)人：铁道部运输局，南车青岛四方机车车辆股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11