小挖行走架智能化焊接物流線設計

【摘? 要】工程的機械制造的大量工作是以結構件的生產加工為主，而焊接是加工環節中最為繁重的工序，如何提高結構件的焊接效率和質量，是提高產能的有效途徑。傳統的焊接工藝大量采用手工MAG焊，焊接質量穩定性差，效率低，勞動強度大，對工人的健康危害大，無法滿足現代化工程機械生產的需求。實踐證明采用高效自動化焊技術尤其是機器人自動焊技術可以大幅提高生產效率和焊接質量，實現規?；a，提高企業的市場競爭力。

【關鍵詞】智能化;自動焊接;機器人;物流線

引言

基于前期與客戶的多次溝通交流，工件的材質為碳鋼，尺寸范圍長x寬x高≤2489x2065x610mm，重量≤800kg;產能：每月26天班、每天2班、每班次工作時間10h。按照滿足15min生產節拍，60臺/天布局焊接生產線。初步確定生產線占地面積：長120米、寬18米。

1.產線整體布局

1.1產線區域劃分

根據工件的結構特性與焊接工藝要求，制定結構件的焊接次序。生產線劃分為底架拼搭區域、底架機器人自動焊接區域、底架總成拼搭區域、底架總成機器人自動焊接區域、底架總成機加區域、行走架總成拼搭區域、行走架總成機器人自動焊接及補焊區。為完成小挖行走架拼點、自動焊接和物流輸送，各區域生產物流線采用集中控制，生產信息實時流轉、存儲。

1.2工位劃分、設備配置

為滿足焊接工藝要求，焊接工位分為拼焊工位、機器人自動焊接工位，人工補焊工位。以工件的尺寸與重量為條件，并根據工件需要焊接的位置，底架與底架總成采用2.5噸 L型變位機、行走架采用5噸L型變位機。各工位之間的物流輸送由桁架搬運機器人、輸送緩存板鏈、KBK柔性起重機（客戶自備）、AGV小車（客戶自備）、工件定位緩存輸送板鏈及緩存料架負責工位間的工件輸送。

1.3產線布局

2.物流方案配置

在物料搬運過程中，通過將智能化與自動化進行結合，可實現無人操作，更好的緩解物料搬運工作人員的壓力，提高搬運效率縮短生產時間。

2.1物流路線

底架拼點工位→輸送板鏈緩存（打碼機打碼）→桁架搬運機器人自動轉運→底架機器人自動焊接工位工裝自動裝夾→輸送板鏈緩存→底架總成拼點工位→KBK柔性起重機人工調運→輸送板鏈緩存→桁架搬運機器人自動轉運→底架總成機器人自動焊接工位工裝自動裝夾+底架總成人工補焊+加工中心機床→AGV小車轉運（柳工自備）→行走架人工拼點+工位→桁架搬運機器人自動轉運→行走架機器人自動焊接工位工裝自動裝夾+行走架人工補焊→輸送板鏈緩存→人工校正工位。

2.2物料的自動識別

各工位間的物料流轉通過桁架搬運機器人、輸送緩存板鏈、AGV小車完成。在對物料流轉設備進行硬件設計的時候，需要配有識別傳感器、打碼掃碼等相關模塊，識別物料并將信息傳輸給控制系統。

底架拼點完成后要首先將物料放置于升降定位料臺上，升降定位料臺上配置有在位檢測傳感器與上下位置到位檢測開關;輸送板鏈上配有編碼器并設有前后限位傳感器、工件在位檢測傳感器;打碼機在工件的規定位置打碼;桁架抓手上配有開閉到位檢測開關、工件在位傳感器、掃碼器;

2.3物流的控制

物流控制系統由生產線控制系統、區域控制系統和站點控制系統組成分層式控制系統，分別控制各工作站點的物流過程，同時又可集中獲取數據、集中管理和集中控制的自動控制系統。

主線體采用西門子1516 PLC作為總控，負責任務分配和收集反饋信息，從而進行智能管理和調度。每一個工位（包過人工工位、機器人工位、桁架搬運機器人）做從站，分別執行各自的任務。每個桁架搬運機器人具有獨立的控制系統，包括行走速度控制、位置檢測、工位識別、工件在位檢測、運行狀態指示等。

3.結語

智能焊化接物流線采用模塊化設計原則，可根據實際使用需求進行任增減和配備，以滿足不同焊接的需要。在系統硬件標準化的基礎上，通過軟件編程輸出，可以實現多臺機器執行程序相互復制，對于多臺同樣設備的安裝調試，可以交叉進行程序編程，相互之間程序互相復制，以減少逐臺設備編程。通過采用機器人自動焊接提高焊接質量和效率，采用智能物流搬運設備進行物流轉運，可以提升工程機械制造過程中整體加工裝備水平，提高效率，降低綜合成本，提升國內外市場競爭力，亦可為國內裝備制造業的提升發展做出更大貢獻。

參考文獻

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作者簡介：張立軒（1986-），男，漢族，江蘇徐州人，本科，機械助理工程師，研究方向為機械設備設計和開發。

徐州華恒機器人系統有限公司? ? 江蘇徐州? ? 221000