CN116727917B - 一种配电柜焊接装配平台 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种配电柜焊接装配平台，主要涉及焊接领域。一种配电柜焊接装配平台，包括工装架、焊接装置以及对接装置，工装架上转动设置工装台，工装台下方设置升降台，工装台的四边处均设置定位台，定位台的内外两侧均设置至少两对定位气缸，工装台的四角内侧设置限位柱，焊接装置包括龙门架，龙门架上设置顶吊轨道以及直线驱动机构，顶吊轨道上滑动设置焊接座，焊接座上设置焊接机构，对接装置包括对接架，对接架上转动设置取物架，取物架上设置伸展臂，伸展臂前端设置吸盘组。本发明的有益效果在于：本发明能够实现焊接装置对于配电柜的大范围覆盖，提高设备的有效工作时长，自动化程度得到提高，焊接效率更高。

Description

一种配电柜焊接装配平台

技术领域

本发明主要涉及焊接领域，具体是一种配电柜焊接装配平台。

背景技术

配电柜（箱）是电力系统中必要的控制柜体，目前的生产工艺中，配电柜本身是通过板材（折弯）焊接成型，如今对于配电柜的焊接多是利用工装进行定位固定，然后手动或者机械手焊接完成。但是如今的定位工装较为简单，无法实现配电柜壳体的角度切换，需要利用人工的自由度或者焊接机械手的自由度完成焊接，对于尺寸较大的配电柜而言，机械手无法完成配电柜范围的覆盖，这就需要多个机械手进行配合完成焊接操作。这严重限制了配电柜焊接的自由度以及成本，机械手的有效工作时长较低，浪费设备资源。

同时，目前的焊接工装大多只能完成对于配电柜侧边框体的焊接，无法实现背板的顺延对接焊接，自动化程度有待提高。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供了一种配电柜焊接装配平台，它能够实现焊接装置对于配电柜的大范围覆盖，提高设备的有效工作时长，同时完成配电柜框体以及背板的顺延焊接，自动化程度得到提高，焊接效率更高。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种配电柜焊接装配平台，包括工装架、焊接装置以及对接装置，所述工装架包括分列两侧的架体，所述工装架两侧的架体之间转动设置工装台，所述工装台下方设置升降台，所述工装架一侧设置用于驱动工装台转动的工装伺服驱动机构，所述工装台为方形框体，所述工装台的四边处均设置定位台，四边处的定位台互不连接，所述定位台的内外两侧均相对设置至少两对定位气缸，所述工装台的四角内侧设置限位柱，所述限位柱为直角状，所述限位柱的两侧边分别与配电柜相邻侧板相抵触，所述定位台外侧两端设置紧固架，所述紧固架上至少设置一个紧固气缸，所述紧固气缸用于与限位柱配合对配电柜侧边进行夹紧，所述焊接装置包括设置在工装架上方的龙门架，所述龙门架上设置顶吊轨道以及直线驱动机构，所述顶吊轨道上滑动设置焊接座，所述直线驱动机构用于驱动焊接座沿顶吊轨道直线往复位移，所述焊接座上设置焊接机构，所述对接装置包括对接架，所述对接架设置在工装架一侧，所述对接架上转动设置取物架，所述对接架一侧设置用于驱动取物架转动的对接伺服驱动机构，所述取物架上设置伸展臂，所述伸展臂前端设置吸盘组，所述取物架下方设置对接平台，所述取物架的旋转轴与工装台的旋转轴平行，所述取物架的旋转轴高于工装台的旋转轴。

所述限位柱的两侧边呈90度且具有倒角，使得所述限位柱（33）的顶角为弧形而不与配电柜两侧边的焊缝相接触。

所述紧固架顶部与底部均具有向外侧的延伸架，所述紧固气缸即设置在延伸架上。

所述焊接机构包括横向轨道以及横向位移机构，所述横向轨道上滑动设置升降座，所述横向位移机构用于驱动升降座沿横向轨道往复直线滑动，所述升降座上设置升降臂，所述升降臂受到伺服电推杆的驱动，所述升降臂底部设置摆动台，所述摆动台上转动设置焊接头，所述升降臂底部设置用于驱动摆动台的摆动驱动机构。

所述焊接机构包括横向轨道以及横向位移机构，所述横向轨道上滑动设置升降座，所述横向位移机构用于驱动升降座沿横向轨道往复直线滑动，所述升降座上设置焊接机械手，所述焊接机械手前端设置焊接头。

所述焊接机构为焊接机械手，所述焊接机械手设置在焊接座上，所述焊接机械手前端设置焊接头。

所述伸展臂受到伺服电推杆的驱动。

所述升降台下方设置若干固定筒，所述升降台底部设置与固定筒滑动配合的滑动筒，所述升降台下方的中心设置多级举升液压缸，所述多级举升液压缸用于驱动升降台升降。

对比现有技术，本发明的有益效果是：

本发明通过工装台对配电箱的侧边与底边进行定位装夹，并通过其上夹紧机构的安装实现配电箱侧边与底边的顶紧，使焊缝均匀稳定的形成。通过工装台的设置，为配电箱的焊缝焊接提供了可移动的平台，使焊接装置能够覆盖更大的范围，使单个焊接设备能够完成更大尺寸配电箱的焊接，提高焊接设备的利用率。

本装置配合有对接装置完成配电箱背板的装配焊接，可以一次性的完成配电箱主体的焊接，提高了焊接的自动化程度。

通过焊接机构的适应性选配，可以对应不同尺寸的配电箱焊接，适应范围更广，焊接效率更高。

附图说明

附图1是本发明实施例1第一立体视角结构示意图；

附图2是本发明实施例1第二立体视角结构示意图；

附图3是本发明实施例1工装架与焊接装置结构示意图；

附图4是本发明实施例2工装架与焊接装置左视结构示意图；

附图5是本发明实施例3工装架与焊接装置主视结构示意图；

附图6是本发明工装台俯视结构示意图；

附图7是本发明A部局部放大结构示意图；

附图8是本发明B部局部放大结构示意图；

附图中所示标号：1、工装架；2、焊接装置；3、工装台；4、对接装置；5、焊接机构；6、升降台；11、工装伺服驱动机构；21、龙门架；22、顶吊轨道；23、直线驱动机构；24、焊接座；31、定位台；32、定位气缸；33、限位柱；34、紧固架；35、紧固气缸；41、对接架；42、取物架；43、对接伺服驱动机构；44、伸展臂；45、吸盘组；46、对接平台；51、横向轨道；52、横向位移机构；53、升降座；54、升降臂；55、摆动台；56、焊接头；57、焊接机械手；61、固定筒；62、滑动筒；63、举升液压缸。

具体实施方式

结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

实施例1：

如图所示，本发明所述一种配电柜焊接装配平台，包括工装架1、焊接装置2以及对接装置4。所述工装架1用于对配电箱的侧边进行定位，使工装架1的侧边对接等待焊接。所述焊接装置2对焊缝处进行焊接。本装置中，各动作元件均受到控制器的控制。

所述工装架1包括分列两侧的架体，所述工装架1两侧的架体之间转动设置工装台3，所述工装架1一侧设置用于驱动工装台3转动的工装伺服驱动机构11。所述工装伺服驱动机构11为伺服电机带动的齿轮传动机构，从而带动工装台3定角度转动。所述工装台3为方形框体，所述工装台3的四边处均设置定位台31，四边处的定位台31互不连接，所述定位台31的内外两侧均相对设置至少两对定位气缸32。所述定位气缸32的活塞杆前端均设置定位板，通过定位板对配电箱侧边进行夹取，使配电箱的侧边对接，在边缘处形成焊缝等待焊接。所述定位气缸32在定位台31上线性均匀设置，从而对配电箱的侧边进行稳定的夹取定位。所述工装台3的四角内侧设置限位柱33，所述限位柱33为直角状，所述限位柱33的两侧边分别与配电柜相邻侧板相抵触。所述定位台31外侧两端设置紧固架34，所述紧固架34上至少设置一个紧固气缸35，所述紧固气缸35用于与限位柱33配合对配电柜侧边进行夹紧。具体的，所述限位柱33的两侧边呈90度且具有倒角，使得所述限位柱33的顶角为弧形而不与配电柜两侧边的焊缝相接触，从而避免焊缝外侧进行焊接时将限位柱33焊接在配电箱上。所述紧固架34顶部与底部均具有向外侧的延伸架，所述紧固气缸35即设置在延伸架上。通过上下对称的紧固气缸35的顶紧作用，可使配电柜的侧边相抵触，使焊缝的焊接效果更好。

所述工装台3下方设置升降台6，所述升降台6的长宽均小于工装台3内侧腔室的长宽，从而可使升降台6升入到工装台3内进行小零件的人工补焊。同时所述升降台6还可作为焊接完成的配电柜的承接台，从而便于焊接完成的配电柜的释放。具体的，所述升降台6下方设置若干固定筒61，所述升降台6底部设置与固定筒61滑动配合的滑动筒62，所述升降台6下方的中心设置多级举升液压缸63，所述多级举升液压缸63用于驱动升降台6升降。所述固定筒61与滑动筒62可安装在沉降槽内，避免升降台6的安装位置过高而与工装台3发生干涉。通过多级举升液压缸63可以带动升降台6完成固定高度的举升，从而适应于配电柜内的接地螺栓、三角铁、加固筋等的手动补焊。

所述焊接装置2包括设置在工装架1上方的龙门架21，所述龙门架21上设置顶吊轨道22以及直线驱动机构23。所述顶吊轨道22与工装台3的转轴轴线平行，所述顶吊轨道22上滑动设置焊接座24，所述直线驱动机构23用于驱动焊接座24沿顶吊轨道22直线往复位移。具体的，所述直线驱动机构23采用同步带机构，同步带机构的电机为伺服电机。通过直线驱动机构23的驱动，可使焊接座24进行稳定的位移，使焊接座24能够精确的停留在顶吊轨道22上的任意位置。所述焊接座24上设置焊接机构5，所述焊接机构5对焊缝进行焊接。所述焊接机构5应当实现横向的位移、竖直升降以及焊接头的偏移，从而对应焊缝进行焊接。本实施方式中，所述焊接机构5包括横向轨道51以及横向位移机构52，所述横向轨道51上滑动设置升降座53，所述横向位移机构52用于驱动升降座53沿横向轨道51往复直线滑动。所述横向位移机构52采用同步带机构，利用作为横向位移机构52的同步带机构的驱动，可以使升降座53进行稳定的横向位移，使焊接头56可以对焊缝进行连续的焊接。所述升降座53上设置升降臂54，所述升降臂54受到伺服电推杆的驱动。具体的，所述升降臂54包括固定在升降座53上的固定臂，固定臂上滑动设置滑动臂，所述伺服电推杆的底部安装在固定臂上，伺服电推杆的推杆前端与滑动臂球头连接。通过伺服电推杆的稳定推动，可以带动升降臂54的稳定升降，从而实现焊接头56与焊缝的对接。所述升降臂54底部设置摆动台55，所述摆动台55上转动设置焊接头56，所述升降臂54底部设置用于驱动摆动台55的摆动驱动机构。所述摆动驱动机构为伺服电机与齿轮箱配合的驱动机构，通过摆动驱动机构的驱动，使焊接头可以摆动一定的角度，从而与焊缝正向接触，使焊缝的焊接效果更好。

所述对接装置4包括对接架41，所述对接架41设置在工装架1一侧，所述对接架41上转动设置取物架42，所述对接架41一侧设置用于驱动取物架42转动的对接伺服驱动机构43。所述对接伺服驱动机构43采用伺服电机配合齿轮箱驱动，所述对接伺服驱动机构43可以带动取物架42进行定角度的精确摆动。所述取物架42上安装伸展臂44，所述伸展臂44受到伺服电推杆的驱动。具体的，所述伸展臂44包括与取物架42固定连接的固定臂以及与固定部滑动配合的伸展部，所述伺服电推杆的底部与固定部相连接，所述伺服电推杆的螺杆前端与伸展部球头连接。通过伺服电推杆的驱动，可使伸展臂44进行稳定的伸展，从而完成对于配电柜背板的抓取与释放。所述伸展臂44前端安装吸盘组45，所述吸盘组45对配电柜背板进行负压抓取与释放，从而实现在焊接完成的配电柜框体上安装配电柜的背板。所述取物架42下方设置对接平台46，所述对接平台46上用于安放配电柜的背板，所述对接平台46侧边处安装定位装置对防止的配电柜背板进行定位。所述取物架42的旋转轴与工装台3的旋转轴平行，所述取物架42的旋转轴高于工装台3的旋转轴。在配电柜的侧边框体完成焊接后，通过工装伺服驱动机构11带动工装台3转动一定角度朝向对接架41的斜上方，通过对接伺服驱动机构43的驱动使伸展臂44摆动到与此时的工装台3垂直的状态，此时吸盘组45吸取的配电柜背板与工装台3平行，随后伸展臂44伸展可完成背板在配电柜框架上的安装。

具体的，利用本装置对配电箱进行焊接，其焊接程序如下：

首先将配电箱的底边与侧边分别对应安放在工装台3上，控制器控制定位气缸32对侧边以及底边进行夹紧，此时限位柱33处于侧边与底边接触的顶角处。随后通过紧固气缸35顶紧侧边以及底边的外侧，与限位柱33配合完成焊缝的均匀顶紧。随后工装台3在工装伺服驱动机构11的驱动下转动90度，使侧边的两条焊缝处于水平状态，随后直线驱动机构23带动焊接机构5移动到一侧的焊缝处，利用焊接机构5完成焊接头56与焊缝的对接与焊接，随后利用直线驱动机构23带动焊接机构5移动到另一侧的焊缝处完成焊接。紧接着，通过工装伺服驱动机构11带动工装台3转动180度，将另一侧的焊缝暴露在上方，利用直线驱动机构23带动焊接机构5完成该侧两条焊缝的焊接。随后工装伺服驱动机构11带动工装台3转动45度使底面朝向斜上方，随后控制器控制伸展臂44伸展，利用吸盘组45对对接平台46上的背板进行抓取，随后伸展臂44收缩，控制器控制对接伺服驱动机构43转动45度使背板与配电箱框架平行，随后伸展臂44伸展，将背板安放在配电箱框体上，随后控制器控制伸展臂44收缩、对接伺服驱动机构43复位，控制器控制工装伺服驱动机构11带动工装台3继续转动45度使背板水平，随后利用直线驱动机构23带动焊接机构5完成背板与侧边、底板形成的焊缝的焊接。焊接完成后，工人通过升降台6的承载，手动完成配电箱内接地螺栓、三角铁、加固筋的手动补充焊接。在完成焊接后，控制器控制工装伺服驱动机构11带动工装台3转动180度，使背板朝向下方，随后定位气缸32与紧固气缸35均松开装夹，配电箱背板朝下落到升降台6上。

实施例2：

针对实施例1，本实施例中对于焊接机构5的结构有所不同。实施例1中的焊接机构5利用升降机构完成焊接头56与焊缝的接触，利用摆动驱动机构带动焊接头56进行摆动使其对应焊缝。本实施例中并未采用升降机构以及摆动驱动机构，而是采用焊接机械手完成与焊缝的对应。具体的，所述焊接机构5包括横向轨道51以及横向位移机构52，所述横向轨道51上滑动设置升降座53，所述横向位移机构52用于驱动升降座53沿横向轨道51往复直线滑动。所述横向位移机构52采用同步带机构，利用作为横向位移机构52的同步带机构的驱动，可以使升降座53进行稳定的横向位移。所述升降座53上设置焊接机械手57，所述焊接机械手57前端设置焊接头56。所述焊接机械手57采用六自由度机械手，从而可以带动焊接头56完成与焊缝的对接与分离，并且完成焊接头56的摆动，使焊接头56与焊缝进行固定角度的对接。本实施例中，利用焊接机械手57完成了升降机构以及摆动驱动机构的职能，同时直线驱动机构23以及横向位移机构52的设置提高了焊接头56的覆盖范围，可以实现较大体积的配电柜的自动化焊接。

实施例3：

针对实施例1，本实施例中对于焊接机构5的结构有所不同。实施例1中的焊接机构5利用横向位移机构52完成焊接头横向的位移，利用升降机构完成焊接头56与焊缝的接触，利用摆动驱动机构带动焊接头56进行摆动使其对应焊缝。本实施例中并未采用横向位移机构52、升降机构以及摆动驱动机构，而是采用焊接机械手完成与焊缝的对应。本实施例中所述焊接机构5为焊接机械手57，所述焊接机械手57设置在焊接座24上，所述焊接机械手57前端设置焊接头56。所述焊接机械手57采用六自由度机械手，从而可以带动焊接头56完成与焊缝的对接与分离，并且完成焊接头56的摆动，使焊接头56与焊缝进行固定角度的对接，同时利用焊接机械手57完成焊缝的焊接。通过直线驱动机构23的驱动可完成焊接头56对两端焊缝的焊接，而焊缝横向范围则是通过焊接机械手57的自我调节来完成覆盖的，因而本实施例针对体积较小的配电柜的焊接操作。

Claims (8)

1.一种配电柜焊接装配平台，包括工装架（1）、焊接装置（2）以及对接装置（4），其特征在于：所述工装架（1）包括分列两侧的架体，所述工装架（1）两侧的架体之间转动设置工装台（3），所述工装台（3）下方设置升降台（6），所述工装架（1）一侧设置用于驱动工装台（3）转动的工装伺服驱动机构（11），所述工装台（3）为方形框体，所述工装台（3）的四边处均设置定位台（31），四边处的定位台（31）互不连接，所述定位台（31）的内外两侧均相对设置至少两对定位气缸（32），所述工装台（3）的四角内侧设置限位柱（33），所述限位柱（33）为直角状，所述限位柱（33）的两侧边分别与配电柜相邻侧板相抵触，所述定位台（31）外侧两端设置紧固架（34），所述紧固架（34）上至少设置一个紧固气缸（35），所述紧固气缸（35）用于与限位柱（33）配合对配电柜侧边进行夹紧，所述焊接装置（2）包括设置在工装架（1）上方的龙门架（21），所述龙门架（21）上设置顶吊轨道（22）以及直线驱动机构（23），所述顶吊轨道（22）上滑动设置焊接座（24），所述直线驱动机构（23）用于驱动焊接座（24）沿顶吊轨道（22）直线往复位移，所述焊接座（24）上设置焊接机构（5），所述对接装置（4）包括对接架（41），所述对接架（41）设置在工装架（1）一侧，所述对接架（41）上转动设置取物架（42），所述对接架（41）一侧设置用于驱动取物架（42）转动的对接伺服驱动机构（43），所述取物架（42）上设置伸展臂（44），所述伸展臂（44）前端设置吸盘组（45），所述取物架（42）下方设置对接平台（46），所述取物架（42）的旋转轴与工装台（3）的旋转轴平行，所述取物架（42）的旋转轴高于工装台（3）的旋转轴。

2.根据权利要求1所述的一种配电柜焊接装配平台，其特征在于：所述限位柱（33）的两侧边呈90度且具有倒角，使得所述限位柱（33）的顶角为弧形而不与配电柜两侧边的焊缝相接触。

3.根据权利要求1所述的一种配电柜焊接装配平台，其特征在于：所述紧固架（34）顶部与底部均具有向外侧的延伸架，所述紧固气缸（35）即设置在延伸架上。

4.根据权利要求1所述的一种配电柜焊接装配平台，其特征在于：所述焊接机构（5）包括横向轨道（51）以及横向位移机构（52），所述横向轨道（51）上滑动设置升降座（53），所述横向位移机构（52）用于驱动升降座（53）沿横向轨道（51）往复直线滑动，所述升降座（53）上设置升降臂（54），所述升降臂（54）受到伺服电推杆的驱动，所述升降臂（54）底部设置摆动台（55），所述摆动台（55）上转动设置焊接头（56），所述升降臂（54）底部设置用于驱动摆动台（55）的摆动驱动机构。

5.根据权利要求1所述的一种配电柜焊接装配平台，其特征在于：所述焊接机构（5）包括横向轨道（51）以及横向位移机构（52），所述横向轨道（51）上滑动设置升降座（53），所述横向位移机构（52）用于驱动升降座（53）沿横向轨道（51）往复直线滑动，所述升降座（53）上设置焊接机械手（57），所述焊接机械手（57）前端设置焊接头（56）。

6.根据权利要求1所述的一种配电柜焊接装配平台，其特征在于：所述焊接机构（5）为焊接机械手（57），所述焊接机械手（57）设置在焊接座（24）上，所述焊接机械手（57）前端设置焊接头（56）。

7.根据权利要求1所述的一种配电柜焊接装配平台，其特征在于：所述伸展臂（44）受到伺服电推杆的驱动。

8.根据权利要求1所述的一种配电柜焊接装配平台，其特征在于：所述升降台（6）下方设置若干固定筒（61），所述升降台（6）底部设置与固定筒（61）滑动配合的滑动筒（62），所述升降台（6）下方的中心设置多级举升液压缸（63），所述多级举升液压缸（63）用于驱动升降台（6）升降。