專利名稱：專用車多品種非標零部件機器人柔性焊接系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及焊接機器人領域，具體涉及用于生產專用汽車的多品種、小批量非標零部件的機器人柔性焊接中心。
背景技術：
隨著我國的經濟建設的發(fā)展，對專用車輛的需求量逐漸增加，專用車輛的生產進入了一個快速發(fā)展的時期。專用車呈現(xiàn)出多品種、小批量的特點，是專用汽車行業(yè)市場需求的體現(xiàn)。這一特征大大區(qū)別于轎車和普通載貨汽車。一般而言，廂式運輸車、牽引半掛車等年需求量較大，達數(shù)萬輛以上，自卸車可達幾十萬輛，大多數(shù)專用汽車的需求量僅數(shù)百輛至數(shù)千輛，有的甚至幾輛或幾十輛。眾所周知，汽車生產中，零部件的制造精度和焊接質量是保證整車品質的基礎。但是，我國目前的專用車輛零部件生產企業(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，生產周期長，效率低下，由于批量小，因此焊接夾具的利用率低，且生產質量靠人工控制，很難適應專用車產業(yè)的快速發(fā)展趨勢。為了適應專用汽車的發(fā)展趨勢，必然對加工裝備提 出更高的要求。焊接作為現(xiàn)代機械制造中的一種重要工藝方法，也是專用汽車零部件制造中應用最為廣泛的工藝之一。為了提高生產效率，提升專用汽車的制造質量，同時出于勞動強度的考慮，傳統(tǒng)的手工焊、專機焊的焊接工藝已不能滿足當今專用汽車生產的需求。近年來，汽車加工行業(yè)中采用了自動化程度較高的焊接專用機器人，目前的焊接自動裝置有多點焊機、臺式自動焊機和焊接機械手，這些裝置結構復雜、動作簡單、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品的焊接，柔性化程度低，所以在單品種、大批量的汽車生產中適用。焊接技術與機器人的結合既能體現(xiàn)焊接加工的可靠性同時又充分實現(xiàn)焊接的高效性，高柔性的機器人焊接將是汽車焊接工藝的發(fā)展趨勢。焊接機器人一般由焊接設備、工裝夾具、傳輸系統(tǒng)和控制系統(tǒng)構成，整個機器人的柔性化程度取決于焊接設備的柔性化水平，工裝夾具的柔性化是影響機器人柔性化程度的主要因素。在多品種、中小批量的專用汽車非標零部件生產模式中，要求焊機和夾具具有更好的柔性，適應產品多樣化的焊接需求，以縮短生產準備時間、降低生產成本?，F(xiàn)有運用于專用車生產中的焊接機器人提高了焊接的速度和焊接的質量，但是仍未解決傳統(tǒng)的中小批量、多品種汽車零部件焊接中更換夾具頻繁、耗時、耗人力的問題，且一套夾具僅用于小的批量生產后便被擱置，另外，更換夾具時機器人閑置，影響了機器人的生產效率。因此，改變專用車輛生產企業(yè)傳統(tǒng)的生產模式，研制出能提高生產效率與質量、降低生產成本的生產裝備，對提高企業(yè)的競爭力、促進產業(yè)升級具有重要意義。

實用新型內容本實用新型針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種專用車多品種非標零部件機器人柔性焊接系統(tǒng)，通過標準化的夾具庫和柔性化的夾具更換技術，縮短安裝、調整與拆卸夾具的時間，采用柔性夾具更換系統(tǒng)，使機器人焊接系統(tǒng)的可擴展性功能增強、應用范圍更廣，適應多品種、中小批量的汽車非標零部件生產模式。實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術方案為:專用車多品種非標零部件機器人柔性焊接系統(tǒng)，包括焊接機器人、夾具庫、工件庫、智能叉車、控制系統(tǒng)、工作臺、軌道和工件存儲架，其特征在于:所述的焊接機器人末軸連接有數(shù)控焊機，并在所述控制系統(tǒng)的控制下，利用數(shù)控焊機進行焊接作業(yè)；夾具庫用于存儲夾具，位于軌道一側，設置有多個不同系列的標準化焊接夾具，每個焊接夾具上設有射頻識別標簽，每個射頻識別標簽與射頻識別器具有唯一對應性；工件庫用于存儲待焊接的工件，每個工件上設有射頻識別標簽，每個射頻識別標簽具有唯一性，每個射頻識別標簽與射頻識別器具有唯一對應性；所述的智能叉車上設置有車載終端，車載終端包括數(shù)據采集器和射頻識別器，數(shù)據采集器通過電纜連接至控制系統(tǒng)；位于軌道一端，可沿軌道移動，用于搬運和安放焊接工件；所述的工作臺上設置有自動快換夾具的變位機構，所述的變位機構上設置有卡盤和自動鎖緊裝置，所述卡盤可調節(jié)直徑大小以適用于不同尺寸的夾具；所述的控制系統(tǒng)接收上位計算機的排產信息，并控制焊接機器人、智能叉車和變位機構的動作，實現(xiàn)焊接夾具和工件的自動快換；所述的工件存儲架設置于軌道的一側，工件存儲架與軌道之間的距離在叉車貨叉的輸送范圍內。所述夾具庫中不同 系列焊接夾具加工零部件的尺寸范圍不同。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益技術效果有:焊接夾具是汽車焊接生產線上的關鍵工藝設備，實施夾具標準化，增強了夾具的通用性，應用范圍廣，夾具利用率高，對于中小批量、多品種的汽車零部件生產現(xiàn)狀，配套的費用低。傳統(tǒng)的焊接方法中，需要人工搬運焊接工件，而汽車零部件較重，人工勞動強度高，本實用新型設置了智能叉車，減輕人工的勞動強度，并能適應機器人的高工作效率。本實用新型實現(xiàn)了夾具和工件的自動快換，節(jié)約夾具準備時間，減少工件的安裝時間，縮短機械加工輔助時間，有效提高生產效率。無需增加準備時間且降低了人工誤操作的可能性。

圖1為本實用新型的結構主視圖，圖2為本實用新型的結構俯視圖。
具體實施方式
為了更好地理解本實用新型技術方案，下面結合本實用新型的結構和具體工作過程和附圖加以詳細的描述。首先對本實用新型的結構作以說明:[0026]專用車多品種非標零部件機器人柔性焊接系統(tǒng)，包括焊接機器人1、夾具庫2、工件庫3、智能叉車4、控制系統(tǒng)5、工作臺6、軌道7和工件存儲架8，其特征在于:所述的焊接機器人末軸連接有數(shù)控焊機9，并在所述控制系統(tǒng)的控制下，利用數(shù)控焊機進行焊接作業(yè)。傳統(tǒng)的焊接方法中，需要人工搬運焊接工件，而汽車零部件較重，人工勞動強度高，本實用新型設置了智能叉車4，減輕人工的勞動強度，并能適應機器人的高工作效率。智能叉車可沿軌道7移動，用于搬運夾具和安放焊接工件。智能叉車4上設置有車載終端，車載終端包括數(shù)據采集器和射頻識別器，數(shù)據采集器通過電纜連接至控制系統(tǒng)。現(xiàn)有的工業(yè)生產中，不同尺寸、形狀的工件使用不同的夾具，對于小批量、多品種的汽車零部件生產，夾具的數(shù)量多，從而增加了設備成本。本實用新型設計了夾具庫2，用于存儲標準化的夾具，本實用新型的標準化夾具的設計是通過工件類型、形狀及定位基準為基礎，通過相似度計算，作出同系列產品的相似性模型，依靠軟件設計出同系列通用的夾具，不同系列的工件對應于不同的夾具，多個系列的夾具構成了夾具庫2。所述的夾具庫2位于軌道7 —側，存儲有多個不同系列的標準化焊接夾具10，每個焊接夾具10上設有射頻識別標簽，每個射頻識別標簽與射頻識別器具有唯一對應性。工件庫3位于軌道7的一側，用于存儲待焊接的工件，每個工件上設有射頻識別標簽，每個射頻識別標簽與射頻識別器具有唯一對應性。所述的工作臺6上設置有自動快換夾具的變位機構11，所述的變位機構11上設置有卡盤和自動鎖緊裝置，所述卡盤可調節(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接收上位計算機的排產信息，并控制焊接機器人1、智能叉車4和變位機構11的動作，實現(xiàn)焊接夾具和工件的自動快換。所述的工件存儲架8設置于軌道7的一側，工件存儲架8與軌道7之間的距離在智能叉車貨叉的輸送范圍 內。本實用新型的工作過程如下:控制系統(tǒng)根據所接收到的待生產車型指令，通過電纜將指令傳輸至智能叉車的數(shù)據采集器，數(shù)據采集器將采集到的數(shù)據傳輸至射頻識別器，射頻識別器通過對射焊接夾具上的射頻識別標簽A的信號使智能叉車的貨叉與焊接夾具的位置進行對應定位并將焊接夾具搬運出夾具庫；智能叉車沿著導軌將焊接夾具輸送至變位機構，變位機構通過控制系統(tǒng)的指令，調整卡盤的直徑適應待安裝焊接夾具的尺寸，智能叉車將焊接夾具送至調整后的變位機構，卡盤通過氣動動力將焊接夾具自動鎖緊；智能叉車沿導軌移動至工件庫，射頻識別器通過對射工件上的射頻識別標簽B的信號使智能叉車的貨叉與工件的位置進行對應定位并將工件搬離夾具庫，根據定位基準安放至夾具上，夾具將工件固定；數(shù)控焊機根據預存的焊接路徑對工件施焊，焊接完成后，卡盤和自動鎖緊裝置松開，智能叉車將焊接后的工件搬運并存放至工件架上，至此完成一個焊接周期。
權利要求1.專用車多品種非標零部件機器人柔性焊接系統(tǒng)，包括焊接機器人、夾具庫、工件庫、智能叉車、控制系統(tǒng)、工作臺、軌道和工件存儲架，其特征在于:所述的焊接機器人末軸連接有數(shù)控焊機，并在所述控制系統(tǒng)的控制下，利用數(shù)控焊機進行焊接作業(yè)； 夾具庫用于存儲夾具，位于軌道一側，設置有多個不同系列的標準化焊接夾具，每個焊接夾具上設有射頻識別標簽，每個射頻識別標簽與射頻識別器具有唯一對應性； 工件庫用于存儲待焊接的工件，每個工件上設有射頻識別標簽，每個射頻識別標簽具有唯一性，每個射頻識別標簽與射頻識別器具有唯一對應性； 所述的智能叉車位于軌道一端，可沿軌道移動，用于搬運和安放焊接工件； 所述的工作臺上設置有自動快換夾具的變位機構，所述的變位機構上設置有卡盤和自動鎖緊裝置，所述卡盤可調節(jié)直徑大小以適用于不同尺寸的夾具； 所述的控制系統(tǒng) 接收上位計算機的排產信息，并控制焊接機器人、智能叉車和變位機構的動作，實現(xiàn)焊接夾具和工件的自動快換； 所述的工件存儲架設置于軌道的一側，工件存儲架與軌道之間的距離在叉車貨叉的輸送范圍內。
2.根據權利要求1所述的專用車多品種非標零部件機器人柔性焊接系統(tǒng)，其特征在于，所述的智能叉車上設置有車載終端，車載終端包括數(shù)據采集器和射頻識別器，數(shù)據采集器通過電纜連接至控制系統(tǒng)。
3.根據權利要求1所述的專用車多品種非標零部件機器人柔性焊接系統(tǒng)，其特征在于，所述夾具庫中不同系列焊接夾具加工零部件的尺寸范圍不同。
專利摘要本實用新型提供一種專用車多品種非標零部件機器人柔性焊接系統(tǒng)，包括焊接機器人、夾具庫、工件庫、智能叉車、控制系統(tǒng)、工作臺、軌道和工件存儲架，其特征在于所述的焊接機器人末軸連接有數(shù)控焊機，并在所述控制系統(tǒng)的控制下，利用數(shù)控焊機進行焊接作業(yè)。實施夾具標準化，增強了夾具的通用性，應用范圍廣，夾具利用率高，對于中小批量、多品種的汽車零部件生產現(xiàn)狀，配套的費用低；本實用新型設置了智能叉車，減輕人工的勞動強度，并能適應機器人的高工作效率；本實用新型實現(xiàn)了夾具和工件的自動快換，節(jié)約夾具準備時間，有效提高生產效率。
文檔編號B23K37/047GK203140998SQ20122073285
公開日2013年8月21日 申請日期2012年12月27日 優(yōu)先權日2012年12月27日
發(fā)明者郭履維 申請人:廣州市聚維專用汽車零部件有限公司