本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)機(jī)械智能制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種自走式玉米收獲機(jī)底盤(pán)機(jī)器人自動(dòng)焊接線。

背景技術(shù)：

目前國(guó)內(nèi)農(nóng)業(yè)機(jī)械結(jié)構(gòu)件焊接大量采用的是手工焊接，在大批量生產(chǎn)過(guò)程中手工焊接存在嚴(yán)重的效率低下、加工質(zhì)量不穩(wěn)定、工人勞動(dòng)強(qiáng)度高的缺點(diǎn)。底盤(pán)作為自走式玉米收獲機(jī)的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件，其加工質(zhì)量嚴(yán)重影響整機(jī)的性能穩(wěn)定。

為了解決以上手工焊接存在的加工質(zhì)量差的技術(shù)問(wèn)題，焊接機(jī)器人（比如六軸機(jī)器人）已經(jīng)開(kāi)始廣泛應(yīng)用。機(jī)器人焊接可在無(wú)人干預(yù)情況下按照預(yù)先設(shè)定程序或者指令自動(dòng)進(jìn)行操作或者控制，如此不僅焊接質(zhì)量提升，且可將人從繁重的體力勞動(dòng)中解放出來(lái)，且針對(duì)大型零部件，還設(shè)計(jì)有專(zhuān)用的自動(dòng)焊接生產(chǎn)線。

但是迄今為止，尚未有專(zhuān)為自走式玉米收獲機(jī)底盤(pán)設(shè)計(jì)的機(jī)器人自動(dòng)焊接線。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種自走式玉米收獲機(jī)底盤(pán)機(jī)器人自動(dòng)焊接線，以適應(yīng)底盤(pán)焊接的需要，采用的技術(shù)方案是：一種自走式玉米收獲機(jī)底盤(pán)機(jī)器人自動(dòng)焊接線，其特征在于：所述自動(dòng)焊接線包括三個(gè)焊接站，三個(gè)焊接站為人工組對(duì)焊接站、機(jī)器人自動(dòng)焊接站和人工補(bǔ)焊站，所述人工組對(duì)焊接站包括柔性組對(duì)夾具、自動(dòng)輸送機(jī)和緩存工裝，所述機(jī)器人自動(dòng)焊接站包括焊接機(jī)器人、雙軸龍門(mén)滑臺(tái)和旋轉(zhuǎn)變位機(jī)，所述焊接機(jī)器人安裝在所述雙軸龍門(mén)滑臺(tái)上，所述人工補(bǔ)焊站包括補(bǔ)焊夾具和升降變位機(jī)，所述焊接線由agv物流車(chē)沿輸送料道實(shí)現(xiàn)工件在不同焊接站之間的輸送。

本發(fā)明的技術(shù)特征還有：所述自動(dòng)輸送機(jī)通過(guò)氣動(dòng)滑移支架完成所述工件在柔性組對(duì)夾具和緩存工裝之間的輸送。

本發(fā)明的技術(shù)特征還有：所述雙軸龍門(mén)滑臺(tái)包括x軸驅(qū)動(dòng)部件，所述x軸驅(qū)動(dòng)部件包括x軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述x軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸上裝有x軸驅(qū)動(dòng)齒輪，所述橫梁上設(shè)與所述驅(qū)動(dòng)齒輪配合的x向齒條；所述龍門(mén)工作站還包括z軸驅(qū)動(dòng)部件，所述z軸驅(qū)動(dòng)部件包括z軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述z軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸上裝有z軸驅(qū)動(dòng)齒輪，所述z軸驅(qū)動(dòng)齒輪與安裝在z軸滑臺(tái)上的z向齒條相嚙合，所述機(jī)器人連接在z軸滑臺(tái)上。

本發(fā)明的技術(shù)特征還有：所述補(bǔ)焊夾具固定連接在可實(shí)現(xiàn)z軸方向移動(dòng)的升降變位機(jī)上。

本發(fā)明的技術(shù)特征還有：所述agv物流車(chē)在所述緩存工裝、旋轉(zhuǎn)變位機(jī)和升降變位機(jī)之間往復(fù)移動(dòng)。

本發(fā)明的技術(shù)特征還有：所述自動(dòng)焊接線還包括設(shè)置在所述輸送料道一側(cè)的零件料架。

本發(fā)明的技術(shù)特征還有：所述自動(dòng)焊接線還包括設(shè)置在所述輸送料道一側(cè)的半成品緩存工裝和成品緩存工裝。

本發(fā)明的有益效果在于：本焊接線采用人工組對(duì)、機(jī)器人自動(dòng)焊接、人工補(bǔ)焊相結(jié)合的生產(chǎn)方式，有效降低前期投資成本，提高機(jī)器人的利用率，焊接線將機(jī)架分三次組對(duì)焊接，每次組對(duì)后進(jìn)行滿焊，最后人工補(bǔ)焊的方式來(lái)完成產(chǎn)品的焊接；其中，組對(duì)焊接采用人工點(diǎn)固的方式，滿焊采用雙軸龍門(mén)滑臺(tái)，單軸變位機(jī)輔助機(jī)器人自動(dòng)焊接的方式實(shí)現(xiàn)。本焊接線機(jī)器人焊接形式是對(duì)稱焊接，突出的優(yōu)點(diǎn)是焊接后避免或減少線變形和扭曲變形，焊接后即可滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定中的直線度（彎曲度）要求，保證了玉米收獲機(jī)底盤(pán)的焊接質(zhì)量。

附圖說(shuō)明

附圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖，附圖2是雙軸龍門(mén)滑臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖，附圖3是agv物流車(chē)結(jié)構(gòu)示意圖，其中1—柔性組對(duì)夾具ⅰ、2—自動(dòng)輸送機(jī)、3—緩存工裝ⅰ、4—柔性組對(duì)夾具ⅱ、5—緩存工裝ⅱ、6—plc控制器、7—柔性組對(duì)夾具ⅲ、8—緩存工裝ⅲ、9—補(bǔ)焊夾具、10—升降變位機(jī)、11—零件料架、12—半成品緩存工裝、13—成品緩存工裝、14—焊接機(jī)器人ⅵ、15—旋轉(zhuǎn)變位機(jī)ⅲ、16—雙軸龍門(mén)滑臺(tái)ⅲ、17—焊接機(jī)器人ⅴ、18—焊接機(jī)器人ⅳ、19—旋轉(zhuǎn)變位機(jī)ⅱ、20—雙軸龍門(mén)滑臺(tái)ⅱ、21—焊接機(jī)器人ⅲ、22—焊接機(jī)器人ⅱ、23—雙軸龍門(mén)滑臺(tái)ⅰ、24—旋轉(zhuǎn)變位機(jī)ⅰ、25—焊接機(jī)器人ⅰ、26—圍欄、27—遮光板、28—agv物流車(chē)；31—底座、32—立柱、34—x軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)、35—z軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)、36—z軸滑臺(tái)、37—集中潤(rùn)滑系統(tǒng)、38—護(hù)欄、39—橫梁、40—齒條、41—z軸滑臺(tái)、42—z軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)、43—x軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)、44—防碰撞傳感器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。

本發(fā)明所述的自走式玉米收獲機(jī)底盤(pán)機(jī)器人自動(dòng)焊接線由柔性組對(duì)夾具ⅰ1、自動(dòng)輸送機(jī)2、緩存工裝ⅰ3、柔性組對(duì)夾具ⅱ4、緩存工裝ⅱ5、plc控制器6、柔性組對(duì)夾具ⅲ7、緩存工裝ⅲ8、補(bǔ)焊夾具9、升降變位機(jī)10、零件料架11、半成品緩存工裝12、成品緩存工裝13、焊接機(jī)器人ⅵ14、旋轉(zhuǎn)變位機(jī)ⅲ15、雙軸龍門(mén)滑臺(tái)ⅲ16、焊接機(jī)器人ⅴ17、焊接機(jī)器人ⅳ18、旋轉(zhuǎn)變位機(jī)ⅱ19、雙軸龍門(mén)滑臺(tái)ⅱ20、焊接機(jī)器人ⅲ21、焊接機(jī)器人ⅱ22、雙軸龍門(mén)滑臺(tái)ⅰ23、旋轉(zhuǎn)變位機(jī)ⅰ24、焊接機(jī)器人ⅰ25、圍欄26、遮光板27、agv物流車(chē)28等部分組成。

焊接線人工組對(duì)焊接ⅰ站由柔性組對(duì)夾具ⅰ1、自動(dòng)輸送機(jī)2、緩存工裝ⅰ3、零件料架11等組成，自動(dòng)輸送機(jī)2通過(guò)氣動(dòng)滑移支架完成工件在柔性組對(duì)夾具ⅰ1和緩存工裝ⅰ3之間運(yùn)輸。

焊接線人工組對(duì)焊接ⅱ站由柔性組對(duì)夾具ⅱ4、自動(dòng)輸送機(jī)2、緩存工裝ⅱ5、零件料架11等組成，自動(dòng)輸送機(jī)2通過(guò)氣動(dòng)滑移支架完成工件在柔性組對(duì)夾具ⅱ4和緩存工裝ⅱ5之間運(yùn)輸。

焊接線人工組對(duì)焊接ⅲ站由柔性組對(duì)夾具ⅲ7、自動(dòng)輸送機(jī)2、緩存工裝ⅲ8、零件料架11等組成。自動(dòng)輸送機(jī)2通過(guò)氣動(dòng)滑移支架完成工件在柔性組對(duì)夾具ⅲ7和緩存工裝ⅲ8之間運(yùn)輸。

柔性組對(duì)夾具采用氣動(dòng)夾持定位，通過(guò)控制模塊給閥島發(fā)送信號(hào)，閥島控制氣缸氣源的通斷來(lái)實(shí)現(xiàn)氣缸的工作，定位氣缸活塞桿帶動(dòng)定位銷(xiāo)，對(duì)工件進(jìn)行準(zhǔn)確定位，推動(dòng)氣缸帶動(dòng)機(jī)構(gòu)整體運(yùn)動(dòng)，夾緊氣缸對(duì)工件進(jìn)行夾緊。當(dāng)焊接完成后，通過(guò)plc發(fā)送信號(hào)，定位銷(xiāo)退出，夾緊機(jī)構(gòu)松開(kāi)，工件可以被取出。

agv物流車(chē)28完成工件輸送和交接，由以下部分組成：

地面導(dǎo)航系統(tǒng)：地面導(dǎo)航系統(tǒng)主要由導(dǎo)航磁釘和rfid等構(gòu)成agv的運(yùn)行區(qū)域，形成agv運(yùn)行的不同層面和路徑。

充電系統(tǒng)：為了保證agv連續(xù)運(yùn)行和使用的可靠性，采用工作間隙及夜間自動(dòng)充電的方法為agv自動(dòng)補(bǔ)充能量。agv的充電過(guò)程是在控制臺(tái)的監(jiān)控下自動(dòng)進(jìn)行的。

agv控制臺(tái)：控制臺(tái)是agv系統(tǒng)的調(diào)度管理中心，負(fù)責(zé)與監(jiān)控計(jì)算機(jī)交換信息，生成agv的運(yùn)行任務(wù)，解決多agv之間的避碰問(wèn)題。同時(shí)將agv系統(tǒng)的狀態(tài)反饋給立的控制管理系統(tǒng)。

通訊系統(tǒng)：通訊系統(tǒng)由agv控制臺(tái)和各agv之間組成無(wú)線局域網(wǎng)（此通訊系統(tǒng)頻率2.4ghz不需向無(wú)委會(huì)申報(bào)，覆蓋范圍不大于100米）。agv與控制臺(tái)之間采用無(wú)線局域網(wǎng)進(jìn)行信息交換。通過(guò)多個(gè)無(wú)線接入點(diǎn)的組合，覆蓋agv運(yùn)行的區(qū)域，使agv在跨越不同的區(qū)域時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)漫游，無(wú)縫連接。

焊接線機(jī)器人自動(dòng)焊接ⅰ站由焊接機(jī)器人ⅱ22、雙軸龍門(mén)滑臺(tái)ⅰ23、旋轉(zhuǎn)變位機(jī)ⅰ24、焊接機(jī)器人ⅰ25等組成，焊接機(jī)器人ⅰ25、焊接機(jī)器人ⅱ22可在雙軸龍門(mén)滑臺(tái)ⅰ23完成z軸和x軸的移動(dòng)。

焊接線機(jī)器人自動(dòng)焊接ⅱ站由焊接機(jī)器人ⅳ18、旋轉(zhuǎn)變位機(jī)ⅱ19、雙軸龍門(mén)滑臺(tái)ⅱ20、焊接機(jī)器人ⅲ21等組成，焊接機(jī)器人ⅲ21、焊接機(jī)器人ⅳ18可在所述雙軸龍門(mén)滑臺(tái)ⅱ20完成z軸和x軸的移動(dòng)。

焊接線機(jī)器人自動(dòng)焊接ⅲ站由焊接機(jī)器人ⅵ14、旋轉(zhuǎn)變位機(jī)ⅲ15、雙軸龍門(mén)滑臺(tái)ⅲ16、焊接機(jī)器人ⅵ14等組成。焊接機(jī)器人ⅴ17、焊接機(jī)器人ⅵ14可在雙軸龍門(mén)滑臺(tái)ⅲ16完成z軸和x軸的移動(dòng)。該焊接機(jī)器人雙軸龍門(mén)工作站由底座31、立柱32、焊接機(jī)器人ⅴ17、x軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)34、z軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)35、z軸滑臺(tái)36、集中潤(rùn)滑系統(tǒng)37、護(hù)欄38、橫梁39、齒條40、z軸滑臺(tái)41、z軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)42、x軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)43、防碰撞傳感器44、焊接機(jī)器人ⅵ14等部分組成。

焊接機(jī)器人雙軸龍門(mén)工作站龍門(mén)結(jié)構(gòu)由底座31、立柱32、橫梁39組成。

焊接機(jī)器人ⅴ17倒置安裝在z軸滑臺(tái)36上，z軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)35驅(qū)動(dòng)z軸滑臺(tái)36相對(duì)橫梁39上下運(yùn)動(dòng)。

焊接機(jī)器人ⅵ14倒置安裝在z軸滑臺(tái)41上，z軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)42驅(qū)動(dòng)z軸滑臺(tái)11相對(duì)橫梁39上下運(yùn)動(dòng)。

齒條40通過(guò)螺栓緊固在橫梁39上，z軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)35、z軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)42驅(qū)動(dòng)齒輪與齒條40配合。

z軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)35安裝在z軸滑臺(tái)36上，z軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)35驅(qū)動(dòng)z軸滑臺(tái)36相對(duì)橫梁39左右運(yùn)動(dòng)。

z軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)42安裝在z軸滑臺(tái)41上，z軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)42驅(qū)動(dòng)z軸滑臺(tái)41相對(duì)橫梁39左右運(yùn)動(dòng)。

焊接機(jī)器人ⅴ17和x軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)34、z軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)35、z軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)42、x軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)43、焊接機(jī)器人ⅵ14之間可實(shí)現(xiàn)內(nèi)部通訊。

護(hù)欄38安裝在橫梁39上，便于人員進(jìn)行設(shè)備系統(tǒng)維護(hù)。

集中潤(rùn)滑系統(tǒng)37安裝在z軸滑臺(tái)36和z軸滑臺(tái)41上，為工作站所有潤(rùn)滑部件進(jìn)行集中潤(rùn)滑。

防碰撞傳感器44安裝在z軸滑臺(tái)36和z軸滑臺(tái)41上，橫梁39兩側(cè)安裝限位安全裝置，放置z軸滑臺(tái)36和z軸滑臺(tái)41運(yùn)行安全。

焊接線人工補(bǔ)焊站由補(bǔ)焊夾具9、升降變位機(jī)10、零件料架11等組成，補(bǔ)焊夾具9通過(guò)螺栓固定在升降變位機(jī)10上，升降變位機(jī)10可實(shí)現(xiàn)z軸上下移動(dòng)。

焊接線控制系統(tǒng)采用plc控制器6進(jìn)行控制。

本焊接線工作流程如下：人工將自走式玉米收獲機(jī)底盤(pán)零部件放置在柔性組對(duì)夾具ⅰ1上，自動(dòng)夾緊工件，人工點(diǎn)固完成后，自動(dòng)輸送機(jī)2將工件運(yùn)輸至緩存工裝ⅰ3，agv物流車(chē)28低位進(jìn)入緩存工裝ⅰ下方，將工件運(yùn)輸至旋轉(zhuǎn)變位機(jī)ⅰ24，旋轉(zhuǎn)變位機(jī)ⅰ24自動(dòng)夾緊工件，agv物流車(chē)28脫離工件進(jìn)入待命位置，焊接機(jī)器人ⅰ25和焊接機(jī)器人ⅱ22接收信號(hào)后開(kāi)始自動(dòng)焊接，焊接完成后由agv物流車(chē)28將焊接后工件運(yùn)輸至緩存工裝ⅱ5。

自動(dòng)輸送機(jī)2將工件運(yùn)輸至柔性組對(duì)夾具ⅱ4，人工將新增零部件放置在柔性組對(duì)夾具ⅱ4上，自動(dòng)夾緊工件，人工點(diǎn)固完成后，自動(dòng)輸送機(jī)2將工件運(yùn)輸至緩存工裝ⅱ5，agv物流車(chē)28低位進(jìn)入緩存工裝ⅱ5下方，將工件運(yùn)輸至旋轉(zhuǎn)變位機(jī)ⅱ19，旋轉(zhuǎn)變位機(jī)ⅱ19自動(dòng)夾緊工件，agv物流車(chē)28脫離工件進(jìn)入待命位置，焊接機(jī)器人ⅲ21、焊接機(jī)器人ⅳ18接收信號(hào)后開(kāi)始自動(dòng)焊接，焊接完成后由agv物流車(chē)28將焊接后工件運(yùn)輸至緩存工裝ⅲ8。

自動(dòng)輸送機(jī)2將工件運(yùn)輸至柔性組對(duì)夾具ⅲ7，人工將新增零部件放置在柔性組對(duì)夾具ⅲ7上，自動(dòng)夾緊工件，人工點(diǎn)固完成后，自動(dòng)輸送機(jī)2將工件運(yùn)輸至緩存工裝ⅲ8，agv物流車(chē)28低位進(jìn)入緩存工裝ⅲ8下方，將工件運(yùn)輸至旋轉(zhuǎn)變位機(jī)ⅲ15，旋轉(zhuǎn)變位機(jī)ⅲ15自動(dòng)夾緊工件，agv物流車(chē)28脫離工件進(jìn)入待命位置，焊接機(jī)器人ⅴ17、焊接機(jī)器人ⅵ14接收信號(hào)后開(kāi)始自動(dòng)焊接，焊接完成后由agv物流車(chē)28將焊接后工件運(yùn)輸至升降變位機(jī)10，補(bǔ)焊夾具9自動(dòng)夾緊工件，開(kāi)始人工補(bǔ)焊，補(bǔ)焊結(jié)束后從補(bǔ)焊夾具9移出工件，整個(gè)焊接過(guò)程結(jié)束。

為避免人工焊接節(jié)拍滯后出現(xiàn)agv物流車(chē)28出現(xiàn)交通堵塞，本焊接線設(shè)置半成品緩存工裝12、成品緩存工裝13，agv物流車(chē)28可將工件臨時(shí)放置在半成品緩存工裝12、成品緩存工裝13位置。

當(dāng)然，上述說(shuō)明并非對(duì)本發(fā)明的限制，本發(fā)明也不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。