CN106826035B - 一种轨道式自动焊接设备的焊接工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于焊接技术领域，特别涉及一种轨道式自动焊接设备的焊接工艺。本发明即一种轨道式自动焊接设备的焊接工艺，轨道式自动焊接设备包括设备基架、双焊枪焊接装置、焊接件固定装置组，设备基架上设有焊枪移动轨道、焊接件固定装置组基板，双焊枪焊接装置包括两个焊枪装置，焊接件固定装置组包括若干焊接件固定装置，焊接件固定装置包括夹紧组件板架，夹紧组件板架的左、右两端上分别设有气缸夹紧组件，气缸夹紧组件包括焊接件平台、气缸压紧臂装置，气缸压紧臂装置包括压紧气缸、压紧臂，焊接工艺包括放件、双侧焊接、取件等步骤。本发明采用轨道双焊枪焊接设备完成焊接作业，具有同类批量焊接作业效率高的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种焊接工艺，特别涉及一种轨道式自动焊接设备的焊接工艺，属于焊接领域。
背景技术
焊接设备在汽车生产领域得到了广泛的应用，根据焊接件不同的特点，采用不同类型的焊接设备作业。由于大型焊接自动化成套装备以及类似的焊接生产线引进成本较高，企业的一次性投资成本相对较高，而且引进后期的维护成本也较高，需要专业的技术人员进行维护，故障维修周期也较长。因此从企业投资成本及产品特点角度考虑，如何寻求一种符合企业产品特点的高效能、高质量、低成本的自动化焊接方式成为中小型企业面对的首要问题。针对汽车领域内的一些包含左右件的焊接件，其特点是焊缝短，呈平行分布，采用手工焊，劳动强度大，效率低，采用通用设备也存在作业效率的问题，以及成本高的问题。
发明内容
本发明轨道式自动焊接设备的焊接工艺公开了新的方案，采用轨道双焊枪焊接设备完成焊接作业，解决了现有产品在焊接相同类型批量作业时效率不高的问题。
本发明轨道式自动焊接设备的焊接工艺，轨道式自动焊接设备包括设备基架、双焊枪焊接装置、焊接件固定装置组，设备基架上设有平行布置的两个焊枪移动轨道、沿焊枪移动轨道方向设在上述平行布置的两个焊枪移动轨道间的焊接件固定装置组基板，双焊枪焊接装置包括分别设在上述两个焊枪移动轨道上的两个焊枪装置，焊接件固定装置组包括若干设在焊接件固定装置组基板上的焊接件固定装置，焊接件固定装置包括竖直固定在焊接件固定装置组基板上的夹紧组件板架，夹紧组件板架的左、右两端上分别设有气缸夹紧组件，气缸夹紧组件包括焊接件平台、气缸压紧臂装置，气缸压紧臂装置包括压紧气缸、压紧臂，压紧气缸的驱动端与压紧臂的传动端铰接，压紧气缸铰设在夹紧组件板架的侧端部边缘上，压紧臂的中部铰设在夹紧组件板架的上部，焊接工艺包括步骤：
⑴打开夹紧组件板架左、右两端上的气缸夹紧组件，将待焊工件的左、右部分分别放置在对应的焊接件平台上，关闭气缸夹紧组件将待焊工件夹紧固定；
⑵将双焊枪焊接装置沿轨道移至待焊工件左部分的焊接作业开始位置，启动双焊枪焊接装置的一侧焊枪装置进行焊接作业，焊接作业结束后焊枪装置复位，启动双焊枪焊接装置的另一侧焊枪装置进行焊接作业，焊接作业结束后焊枪装置复位；
⑶将双焊枪焊接装置沿轨道移至待焊工件右部分的焊接作业开始位置，启动双焊枪焊接装置的一侧焊枪装置进行焊接作业，焊接作业结束后焊枪装置复位，启动双焊枪焊接装置的另一侧焊枪装置进行焊接作业，焊接作业结束后焊枪装置复位；
⑷将双焊枪焊接装置沿轨道移至下一个待焊工件的焊接作业开始位置，重复步骤⑵、步骤⑶的操作；
⑸打开夹紧组件板架左、右两端上的气缸夹紧组件，将待焊工件的左、右部分取下待检；
⑹重复步骤⑴的操作，操作完成后等待双焊枪焊接装置进行焊接作业。
本发明轨道式自动焊接设备的焊接工艺采用轨道双焊枪焊接设备完成焊接作业，具有同类批量焊接作业效率高的特点。
附图说明
图1是轨道式自动焊接设备的示意图。
图2是焊枪装置的示意图。
图3是焊接件固定装置的示意图。
图4是本方案焊接工艺的原理图。
其中，111是焊枪移动轨道，120是焊接件固定装置组基板，211是定位气缸，212是定位气缸座，213是焊接定位导板，221是焊枪连接板，222是焊枪调距板，223是焊枪定位板，224是焊枪头，230是焊枪装置基座，310是夹紧组件板架，321是焊接件平台，322是压紧气缸，323是压紧臂，330是焊接件平台定位板，421是支座腿，422是支座脚，423是支座腿加强横梁。
具体实施方式
本发明轨道式自动焊接设备的焊接工艺，轨道式自动焊接设备包括设备基架、双焊枪焊接装置、焊接件固定装置组，设备基架上设有平行布置的两个焊枪移动轨道、沿焊枪移动轨道方向设在上述平行布置的两个焊枪移动轨道间的焊接件固定装置组基板，双焊枪焊接装置包括分别设在上述两个焊枪移动轨道上的两个焊枪装置，焊接件固定装置组包括若干设在焊接件固定装置组基板上的焊接件固定装置，焊接件固定装置包括竖直固定在焊接件固定装置组基板上的夹紧组件板架，夹紧组件板架的左、右两端上分别设有气缸夹紧组件，气缸夹紧组件包括焊接件平台、气缸压紧臂装置，气缸压紧臂装置包括压紧气缸、压紧臂，压紧气缸的驱动端与压紧臂的传动端铰接，压紧气缸铰设在夹紧组件板架的侧端部边缘上，压紧臂的中部铰设在夹紧组件板架的上部，焊接工艺包括步骤：
⑴打开夹紧组件板架左、右两端上的气缸夹紧组件，将待焊工件的左、右部分分别放置在对应的焊接件平台上，关闭气缸夹紧组件将待焊工件夹紧固定；
⑵将双焊枪焊接装置沿轨道移至待焊工件左部分的焊接作业开始位置，启动双焊枪焊接装置的一侧焊枪装置进行焊接作业，焊接作业结束后焊枪装置复位，启动双焊枪焊接装置的另一侧焊枪装置进行焊接作业，焊接作业结束后焊枪装置复位；
⑶将双焊枪焊接装置沿轨道移至待焊工件右部分的焊接作业开始位置，启动双焊枪焊接装置的一侧焊枪装置进行焊接作业，焊接作业结束后焊枪装置复位，启动双焊枪焊接装置的另一侧焊枪装置进行焊接作业，焊接作业结束后焊枪装置复位；
⑷将双焊枪焊接装置沿轨道移至下一个待焊工件的焊接作业开始位置，重复步骤⑵、步骤⑶的操作；
⑸打开夹紧组件板架左、右两端上的气缸夹紧组件，将待焊工件的左、右部分取下待检；
⑹重复步骤⑴的操作，操作完成后等待双焊枪焊接装置进行焊接作业。
上述方案采用滑轨式布置，将焊枪设在焊接件的两侧，便于连续流水线的焊接作业，在批量焊接同类型焊接件的作业中显示出很高的生产效率。基于上述内容，本方案优选焊接件固定装置组包括两个设在焊接件固定装置组基板上的焊接件固定装置，双焊枪焊接装置在两个焊接件固定装置间进行无等待循环作业。焊枪装置在完成其中一个平台上的焊接作业后可以立即通过轨道移动至另一个平台进行作业，而无需停顿、等待，同时，焊好的工件可以及时取下并安装其他带焊接工件，从而有效提高了生产效率。本方案并不限于上述2个焊接件平台、单个双焊枪的设计方案，还可以是多个焊接平台与多个双焊枪同时作业的方式。为了提高焊枪定位的精确度，同步双焊枪的位移，本方案采用板件将双焊枪焊接装置的两侧焊枪装置连成一体，形成双焊枪焊接装置的两侧焊枪装置同步移动作业，提高焊枪装置的定位精度。
为了避免因操作失误而产生的损坏装备部件等安全事故以及设备准备不到位而引发的焊接质量问题，本方案在上述方案的基础上引入了作业前检查程序的设计，具体是其一，在焊接作业开始前检查焊接件平台上的待焊工件是否存在漏置、偏位的情况，其二，在焊接作业开始前检查焊枪装置的保护气体气压是否正常。为了提高焊接设备的智能自动化水平，本方案在上述方案的基础上引入了智能控制系统，具体是本方案采用智能控制系统控制焊接作业的过程，智能控制系统包括待焊工件检测传感器、焊枪装置保护气体气压传感器、PLC可编程控制器、交互控制面板模块、焊接件固定装置控制模块、焊枪装置控制模块，在焊接作业开始前启动焊接预约程序，待焊工件检测传感器根据焊接预约指令检查焊接件平台上的待焊工件是否存在漏置、偏位的情况，焊枪装置保护气体气压传感器根据焊接预约指令检查焊枪装置的保护气体气压是否正常，PLC可编程控制器根据待焊工件检测传感器、焊枪装置保护气体气压传感器发来的检测信号启动焊枪装置控制模块，焊枪装置控制模块根据PLC可编程控制器发来的控制信号开启、关闭焊接作业，操作人员通过交互控制面板模块向PLC可编程控制器输入控制程序指令，PLC可编程控制器通过交互控制面板模块向操作人员反馈焊接作业的进展状态。智能控制系统结合轨道双焊枪设备大幅提高了焊接作业的效率和质量。
本方案公开了一种高效能，高质量，低成本的焊接方式。本方案主要围绕支座焊接总成来展开工装夹具设计，该焊接总成分左右件，焊缝短，呈平行分布，结合该焊接件形状特点、焊缝特点、大批量生产要求、生产效率及投资成本方面考虑，设计了一种两枪头、可自动控制、精确定位焊接的自动轨道焊机。该轨道自动化焊接结构的基本构成单元有：机械装置、执行装置、能源、传感器、控制器和自动焊机。机械装置主要由滑动台面、固定导轨、伺服电机组成，主要作用通过伺服电机带动滑动台面在固定导轨上的运动来实现对具体焊枪位置的精确控制。其次是由气缸控制夹具工装，以及气缸控制焊枪夹头的相对位置。执行装置主要包括两个部分，一是驱动夹头动作的气缸，二是控制滑动台面移动定位的伺服电机。能源包括气缸所用压缩空气及伺服电机所使用的电能。传感器用于检测是否安放焊接零件，保护气体气压是否满足。PLC可编程控制器，互动面板控制器。焊接系统包括焊接电源、送丝机、焊枪。整个焊接系统分为4个工位，其中每个工位均有相应的气缸控制，循环焊接以保证在安放零件时焊接能够持续进行，最大化的提高焊接生产率。
本方案通过可编程逻辑控制器(PLC)在特定的工装夹具上的应用，实现焊机工作站的自动化生产目的。可编程控制器稳定性能好，操作方便，有效保证了焊接生产的安全性和可靠性，易于维护检修，生产效率高。控制系统主要围绕支座焊接总成自动轨道焊机夹具来设计的。为了提高生产效率，合理规划工件安放与焊接之间的顺序，整个焊接系统是以预约顺序的先后进行焊接，同时焊接前还需满足工件安放检测条件，目的是为了防止因工件漏放引起焊枪直接焊接到夹具上，造成夹具损坏。另外检测保护气体气压条件是否满足焊接工艺要求，防止和减少焊接缺陷件产生。采用PLC逻辑控制电磁阀开合的方式来控制气缸在不同时段的动作来实现夹具和焊枪的开合，通过PLC逻辑处理控制面板信号，检测信号，焊接信号，伺服电机定位信号的输入和输出，使得各个信号之间的传递和处理能够有条理按照焊接流程设计来进行。
本方案的轨道焊接与智能控制系统相结合的工艺是一种高新技术改造传统产业的方案，不但解决了手工焊接低效率和劳动强度大的问题，还成功摆脱了自动弧焊工作站依靠进口机器人的现状，减小了企业前期一次性投入的负担。尤其是在焊接平面内多条平行焊缝方面，自动轨道焊机工艺优势更加明显，可以成倍的提升焊接效率。在整个焊接系统当中，PLC不但作为外接控制器的数据传递路径，还作为数据处理中心，将组成单元中的机械装置、执行装置、能源、传感器、控制器和自动焊机有机结合在了一起，共同顺利完成焊接工作。基于以上特点，本方案的轨道式自动焊接设备的焊接工艺相比现有的工艺具有突出的实质性特点和显著的进步。
本方案的轨道式自动焊接设备的焊接工艺并不限于具体实施方式中公开的内容，实施例中出现的技术方案可以基于本领域技术人员的理解而延伸，本领域技术人员根据本方案结合公知常识作出的简单替换方案也属于本方案的范围。
Claims (6)
1.一种轨道式自动焊接设备的焊接工艺，所述轨道式自动焊接设备包括设备基架、双焊枪焊接装置、焊接件固定装置组，所述设备基架上设有平行布置的两个焊枪移动轨道、沿所述焊枪移动轨道方向设在所述平行布置的两个焊枪移动轨道间的焊接件固定装置组基板，所述双焊枪焊接装置包括分别设在所述两个焊枪移动轨道上的两个焊枪装置，所述焊接件固定装置组包括若干设在所述焊接件固定装置组基板上的焊接件固定装置，所述焊接件固定装置包括竖直固定在所述焊接件固定装置组基板上的夹紧组件板架，所述夹紧组件板架的左、右两端上分别设有气缸夹紧组件，所述气缸夹紧组件包括焊接件平台、气缸压紧臂装置，所述气缸压紧臂装置包括压紧气缸、压紧臂，所述压紧气缸的驱动端与所述压紧臂的传动端铰接，所述压紧气缸铰设在所述夹紧组件板架的侧端部边缘上，所述压紧臂的中部铰设在所述夹紧组件板架的上部，其特征是包括步骤：
⑴打开夹紧组件板架左、右两端上的气缸夹紧组件，将待焊工件的左、右部分分别放置在对应的焊接件平台上，关闭气缸夹紧组件将待焊工件夹紧固定；
⑵将双焊枪焊接装置沿轨道移至待焊工件左部分的焊接作业开始位置，启动双焊枪焊接装置的一侧焊枪装置进行焊接作业，焊接作业结束后焊枪装置复位，启动双焊枪焊接装置的另一侧焊枪装置进行焊接作业，焊接作业结束后焊枪装置复位；
⑶将双焊枪焊接装置沿轨道移至待焊工件右部分的焊接作业开始位置，启动双焊枪焊接装置的一侧焊枪装置进行焊接作业，焊接作业结束后焊枪装置复位，启动双焊枪焊接装置的另一侧焊枪装置进行焊接作业，焊接作业结束后焊枪装置复位；
⑷将双焊枪焊接装置沿轨道移至下一个待焊工件的焊接作业开始位置，重复步骤⑵、步骤⑶的操作；
⑸打开夹紧组件板架左、右两端上的气缸夹紧组件，将待焊工件的左、右部分取下待检；
⑹重复步骤⑴的操作，操作完成后等待双焊枪焊接装置进行焊接作业。
2.根据权利要求1所述的焊接工艺，其特征在于，焊接件固定装置组包括两个设在焊接件固定装置组基板上的焊接件固定装置，双焊枪焊接装置在两个焊接件固定装置间进行无等待循环作业。
3.根据权利要求1所述的焊接工艺，其特征在于，采用板件将双焊枪焊接装置的两侧焊枪装置连成一体，形成双焊枪焊接装置的两侧焊枪装置同步移动作业，提高焊枪装置的定位精度。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的焊接工艺，其特征在于，在焊接作业开始前检查焊接件平台上的待焊工件是否存在漏置、偏位的情况。
5.根据权利要求4所述的焊接工艺，其特征在于，在焊接作业开始前检查焊枪装置的保护气体气压是否正常。
6.根据权利要求5所述的焊接工艺，其特征在于，采用智能控制系统控制焊接作业的过程，所述智能控制系统包括待焊工件检测传感器、焊枪装置保护气体气压传感器、PLC可编程控制器、交互控制面板模块、焊接件固定装置控制模块、焊枪装置控制模块，在焊接作业开始前启动焊接预约程序，待焊工件检测传感器根据焊接预约指令检查焊接件平台上的待焊工件是否存在漏置、偏位的情况，焊枪装置保护气体气压传感器根据焊接预约指令检查焊枪装置的保护气体气压是否正常，PLC可编程控制器根据待焊工件检测传感器、焊枪装置保护气体气压传感器发来的检测信号启动焊枪装置控制模块，焊枪装置控制模块根据PLC可编程控制器发来的控制信号开启、关闭焊接作业，操作人员通过交互控制面板模块向PLC可编程控制器输入控制程序指令，PLC可编程控制器通过交互控制面板模块向操作人员反馈焊接作业的进展状态。
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