張家港地磅自動化裝焊方案

對于中小型地磅出現(xiàn)的質(zhì)量問題，很大程度上都是裝配、焊接工藝設(shè)計存在缺陷，地磅鋼板作為地磅主要結(jié)構(gòu)，其質(zhì)量直接影響地磅的精度。

地磅作為現(xiàn)代企業(yè)貿(mào)易結(jié)算、內(nèi)部核算的重要稱重計 量工具，是國家重點管理的計量器具，是經(jīng)濟貿(mào)易中使用最廣泛的計量器具之一，也是許多衡器廠家的重要產(chǎn)品。地磅集機、電、儀為一體，具有稱量準(zhǔn)確、快速、操作簡便、易于維護等特點，被廣泛應(yīng)用于港口、煤炭、石油化工、 電力、輕工、冶金、礦山、物資倉庫、國防等各個領(lǐng)域。隨 著經(jīng)濟的快速發(fā)展，大宗物料的交易越來越普遍，地磅的應(yīng)用將更為普及。地磅己成為我國衡器工業(yè)最為 重要的衡器產(chǎn)品之一，也是許多衡器廠家的支柱產(chǎn)品。

1.問題的提出

此生產(chǎn)線主要用于秤體的落料和焊接及裝配，主要針對面板點焊和切割、預(yù)拱和自動焊、端面封頭和秤體焊接、秤體翻身以及面板中縫焊接工序。

車輛衡主要由面板、U型鋼和端板組成，秤體長度規(guī)格 有4米、5米、6米、7米，寬度3米至4米（包括拼裝秤， 最終規(guī)格以甲方提供圖紙為準(zhǔn))，工件的重量為8噸。

秤體材料均為Q235，端板厚度種類為16mm、20mm、25mm、30mm、35mm，U 型鋼的厚度為 5mm、6mm、8mm、10mm，面板 厚度為 8mm、 10mm、12mm、 14mm、16mm、20mm。

2.方案設(shè)計

秤體組裝工位整體布局，主要由2臺AGV小車、U型鋼 折彎工位、U型鋼切割工位、U型鋼存儲工位、U型鋼組裝工位、U型鋼點焊工位、自動焊接工位1、自動焊接工位2、端 板組裝工位（2臺)、端板焊接工位（2臺)、補焊工位（2臺)、翻轉(zhuǎn)工位、直縫焊接工位及搭接工位組成。

3.具體設(shè)計與應(yīng)用

3.1U型鋼切割工位

U型鋼切割工位主要由切割機器人、切割機器人門架、 切割系統(tǒng)、端頭輔助定位裝置、切割平臺等組成。

切割平臺分為兩個工位，一個是人工上件工位，一個是 切割工位。切割平臺主要由U型鋼放置架、頂升桿、頂升移 載裝置、端頭輔助定位裝置等組成。這樣人工操作工位就可 以與機器人工位完全隔離，能夠很好的保證工人的安全。

①頂升移載裝置主要有兩個方向的運動，一個是頂升運 動，另一個是移載運動。工作時，首先頂升裝置工作，工件 脫離放置平臺，并高于分割塊。頂升完成后移載裝置工作， 將處于上料工位的工件移載到切割工位上方，同時將切割完 成的工件移載到存儲平臺上方。頂升裝置下降，將工件放入 對應(yīng)的工位。放入后，移載裝置撤回到初始工位，準(zhǔn)備下一 個循環(huán)動作。頂升裝置采用氣缸+斜塊的方式進行頂升，推 動采用氣缸+導(dǎo)軌的方式。

②工件測量原理，U型鋼的位置是通過激光測量的。首 先輔助定位基準(zhǔn)根據(jù)當(dāng)前工件型號移動到指定位置，人工上 件時將工件靠著輔助定位基準(zhǔn)放置即可。機器人在門架上能 夠移動，首先在輔助定位基準(zhǔn)處做緩慢移動，當(dāng)?shù)竭_工件時 測距儀測量值會發(fā)生突變，機器人記錄當(dāng)前位置。然后機器 人高速移動到下一測量位置。根據(jù)工件長度方向的規(guī)格設(shè)置 多個基準(zhǔn)點，在沒到達基準(zhǔn)點時機器人高速移動，到達基準(zhǔn) 點后低速移動，提高測量精度，這一端的測量也是通過尋找 突變點的方式進行。測量完成后機器人根據(jù)測量的數(shù)據(jù)進行 切割。

3.2U型鋼存儲工位

U型鋼存儲工位結(jié)構(gòu)形式與切割平臺類似，在固定放置 架上放置多個分割塊分割出多個放置工位。第一個工位為U 型鋼上料工位，是接受切割完成工件的工位，最后一個是U 型鋼出料工位，是下一個裝配U型鋼放置工位，上料工位的 U型鋼通過多次的移載到達U型鋼出料工位，等待裝配。

3.3U型鋼組裝工位

U型鋼組裝工位主要由點焊機器人門架、抓取機器人門 架、輸送輥道及定位裝置組成。①輸送輥道及定位裝置主要 由側(cè)邊定位裝置、端頭壓緊裝置、縱向輸送滾筒、側(cè)邊壓緊 裝置、放置平臺、橫向輸送裝置及端頭定位裝置組成。②點 焊機器人門架，點焊機器人門架采用固定式，安裝于地面上， 機器人在門架上能夠進行移動，移動采用伺服移動方式，直 線導(dǎo)軌導(dǎo)向，齒輪齒條傳動。③U型鋼抓取門架主要負責(zé)將 工件從存儲平臺上抓起，并精確定位到面板上。門架具有兩 個方向的移動，縱向的移動采用輕軌導(dǎo)向，齒輪齒條傳動， 伺服電機驅(qū)動。橫向移動采用直線導(dǎo)軌導(dǎo)向，齒輪齒條傳動， 伺服電機驅(qū)動。U型鋼抓手能夠旋轉(zhuǎn)，能夠?qū)M向放置的U型鋼轉(zhuǎn)成縱向，放置于面板上。U型鋼在門架移動的同時能 夠旋轉(zhuǎn)，節(jié)省時間。U型鋼抓手具有居中定位塊、U型鋼縱 向定位塊及磁性吸取裝置組成。u型鋼能夠在抓手上精確定挺，保證定位精S。

3.4U型鋼點焊工位

U型鋼點焊工位主要有點焊機器人門架、預(yù)壓門架、輸 送輥道及定位夾緊組成；輸送輥道與面板點焊工位相同，輥 道能夠升降。定位夾緊裝置也與前面工位相同，采用兩邊定 位，兩邊壓緊的方式。

點焊機器人門架整體移動采用輕軌+導(dǎo)輪導(dǎo)向、伺服電 機驅(qū)動、齒輪齒條傳動的方式，龍門架主體整體以型材為骨 架設(shè)計，輔以加強筋的方式，對結(jié)構(gòu)進行加固。整體先進行 焊接處理，再退火消除應(yīng)力，當(dāng)釋放完內(nèi)應(yīng)力后，最后進行 機加工，有效減少了焊接變形對機加工的影響，保證的機構(gòu) 精度，提高了其穩(wěn)定性。點焊機器人的移動采用直線導(dǎo)軌導(dǎo) 向、伺服電機驅(qū)動、齒輪齒條傳動的方式。本工位共設(shè)置兩 套點焊機器人。

3.5自動焊接工位

自動焊接工位輸送定位裝置與U型鋼點焊工位相同，焊 接門架沿用現(xiàn)場設(shè)備，這里就不多介紹了。

3.6端板組裝工位

端板組裝工位主要由端板移載門架、端板抓手、輸送輥道、定位夾緊裝置及端板壓緊裝置組成；輸送輥道與面板點焊工位相同，輥道能夠升降。定位夾緊裝置也與前面工位相同，采用兩邊定位，兩邊壓緊的方式。

①移載門架，端板移載門架整體移動采用輕軌+導(dǎo)輪導(dǎo)向、伺服電機驅(qū)動、齒輪齒條傳動的方式，龍門架主體整體以型材為骨架設(shè)計，輔以加強筋的方式，對結(jié)構(gòu)進行加固。整體先進行焊接處理，再退火消除應(yīng)力，當(dāng)釋放完內(nèi)應(yīng)力后，最后進行機加工，有效減少了焊接變形對機加工的影響，保證的機構(gòu)精度，提高了其穩(wěn)定性。②端板壓緊裝置，為保證 端板與底板能夠完全貼緊，設(shè)計有壓緊裝置。在上方設(shè)計有 壓緊塊，壓緊塊采用液壓夾緊方式。下方的壓緊采用凸輪旋 轉(zhuǎn)壓緊方式，在下方設(shè)置有若干處壓緊點，當(dāng)凸輪旋轉(zhuǎn)時， 能夠在夾緊點壓緊端板與工件。

除了在端頭設(shè)計有壓緊裝置，在工件長度方向根據(jù)工件 型號設(shè)置相應(yīng)的壓緊裝置，最端頭的U型鋼的外撐建議采用 人工輔助形式。

4.結(jié)論

如上所述，本方案通過合理規(guī)劃地磅的裝配、焊接順 序，設(shè)計出的自動化裝焊系統(tǒng)，實現(xiàn)了地磅的自動化裝配焊接，有效縮短了裝配時間，提高了焊接質(zhì)量，減輕了人工勞動強度。