数控客车踏步柔性焊接机

1.本发明属于踏步焊接技术领域，具体涉及一种数控客车踏步柔性焊接机。


背景技术：

2.公路运输客车，为了增加行李舱的空间及乘车的舒适性，车内的地板普遍较高，所以车内需要踏步才能从地面上到客车的车坐区，目前客车的踏步主要是钢板剪板折弯，然后在每一级折弯踏步小总成上焊接加强筋，完成后在组焊，目前的组焊方式主要有两种形式，一是人工用钢板尺测量尺寸，然后按照测量划线位置进行比齐焊接，这种操作方法，适合产量不大，精度要求不高的客车厂进行生产；二是针对每一种踏步制作焊接工装，通过焊接工装进行快速定位和焊接，这种方法适合品种单一、产量大的客车厂进行生产。但是目前客车生产存在品种型号多，批量小，制件要求精度高等生产特点，现有的生产模式不能满足，第一种精度达不到，效率也低，第二种能满足效率和精度的要求但是存在焊接工装会越来越多，占地面积大，当达到一定数量时，挑选工装费时费力，另外每次有新产品时都需要制作工装，影响新产品的生产周期。


技术实现要素：

3.为了解决上述问题，本发明提供一种数控客车踏步柔性焊接机。
4.本发明采用的技术方案为：
5.一种数控客车踏步柔性焊接机，包括设备安装基座、固定部、移动部、固定操作平台、移动操作平台和plc，plc与固定部、移动部相连接，所述的固定操作平台位于固定部的外侧即设备固定侧定位处，移动操作平台位于移动部的外侧，且移动操作平台安装在两根移动操作平台行走轨道上，固定部包括固定侧安装基础框架，固定侧安装基础框架安装在设备安装基座上，移动部包括移动侧安装基础框架，移动侧安装基础框架设置在移动定位总成行走轨道上且沿着踏步宽度方向移动，固定侧安装基础框架上安装有移动总成伺服驱动模块，移动总成伺服驱动模块通过移动总成驱动滚珠丝杆驱动移动侧安装基础框架移动。
6.所述的固定侧安装基础框架的最前端安装有固定侧第四级踏步高度定位和固定侧第四级踏步深度定位，固定侧安装基础框架通过螺栓安装固定侧第三级踏步高度定位伺服驱动模块，固定侧第三级踏步高度定位伺服驱动模块与固定侧第三级踏步定位装置相连接；固定侧安装基础框架的中间位置安装固定侧第二级踏步深度定位行走轨道，固定侧第二级踏步深度定位行走轨道上通过螺栓连接固定侧第二级踏步高度定位伺服驱动模块，固定侧第二级踏步高度定位伺服驱动模块与固定侧第二级踏步定位装置相连接，固定侧安装基础框架的上部通过螺栓连接固定侧第一级踏步深度定位行走轨道，固定侧第一级踏步深度定位行走轨道上通过螺栓连接有固定侧第一级踏步定位装置和固定侧第一级踏步高度定位伺服驱动模块。
7.所述的固定侧安装基础框架的后部设置有固定侧第二级踏步深度定位伺服驱动
模块和固定侧第一级踏步深度定位伺服驱动模块，固定侧第二级踏步深度定位伺服驱动模块通过滚珠丝杠驱动固定侧第二级踏步定位装置和固定侧第二级踏步高度定位伺服驱动模块，沿着固定侧第二级踏步深度定位行走轨道移动，固定侧第一级踏步深度定位伺服驱动模块通过滚珠丝杆驱动固定侧第一级踏步定位装置和固定侧第一级踏步高度定位伺服驱动模块沿踏步深度方向移动。
8.所述的移动侧安装基础框架的前端通过螺栓连接移动侧第四级踏步高度定位和移动侧第四级踏步深度定位，移动侧安装基础框架上通过螺栓连接移动侧第三级踏步高度定位伺服驱动模块，移动侧第三级踏步高度定位伺服驱动模块与移动侧第三级踏步定位装置相连接；移动侧安装基础框架的中间位置通过螺栓连接移动侧第二级踏步深度定位行走轨道，移动侧第二级踏步深度定位行走轨道通过螺栓连接移动侧第二级踏步高度定位伺服驱动模块，移动侧第二级踏步高度定位伺服驱动模块与移动侧第二级踏步定位装置相连接，移动侧安装基础框架的上部通过螺栓连接移动侧第一级踏步深度定位行走轨道，移动侧第一级踏步深度定位行走轨道通过螺栓连接移动侧第一级踏步定位装置和移动侧第一级踏步高度定位伺服驱动模块，移动侧第一级踏步高度定位伺服驱动模块与移动侧第一级踏步定位装置相连接。
9.所述的移动侧安装基础框架的后部设置有移动侧第二级踏步深度定位伺服驱动模块和移动侧第一级踏步深度定位伺服驱动模块，移动侧第二级踏步深度定位伺服驱动模块通过滚珠丝杠驱动移动侧第二级踏步定位装置和移动侧第二级踏步高度定位伺服驱动模块，移动侧第一级踏步深度定位伺服驱动模块通过滚珠丝杆驱动移动侧第一级踏步定位装置和固定侧第一级踏步高度定位伺服驱动模块沿踏步深度方向移动。
10.所述的固定侧安装基础框架侧面安装有若干固定侧辅助踏步侧板定位装置，移动侧安装基础框架侧面安装有若干移动侧辅助踏步侧板定位装置，定位装置深度方向电磁定位块和定位装置宽度方向电磁定位块安装在所有需要定位的定位装置上用来对踏步和侧板进行吸附定位。
11.本发明的有益效果是：1、采用全数控方式进行控制，生产中更换踏步参数时，只需要调取预先寄存在存储器内的踏步参数，点选定位即可实现对下一踏步尺寸的定位；2、设计合理高度的焊接操作平台以及移动定位侧的随动焊接操作平台，可以方便员工进行操作；3、柔性化设计，在规定尺寸范围内踏步参数可调；4、有可视化操作系统，通过人机界面更好的操作性能；5、设备采用模块化设计方便后期设备维护；6、可以对不同参数的踏步做到无缝全覆盖；7、不同参数的踏步定位调整时间短，可以做到30s以内（传统新做定位工装2~4小时，找旧定位工装0.5~1小时），提高了企业的生产效率；8、减少了踏步焊接工装的制作和存放，降低了企业重复制作焊接工装的费用；9、提升了踏步定位焊接的精度，节省了焊后校正的人工费用。
附图说明
12.图1为本发明的结构示意图一。
13.图2为本发明的结构示意图二。
14.图3为本发明的焊接时的结构示意图。
15.图4为本发明的部分电磁定位块的位置结构示意图。
16.图5为本发明的焊接时踏步上部分总成、中部分总成和下部分总成的放置图。
17.图6为本发明的电路运行框架示意图。
18.图7为本发明的伺服电机的接线图。
具体实施方式
19.如图1-图7所示，一种数控客车踏步柔性焊接机，包括设备安装基座1、固定部、移动部、固定操作平台2、移动操作平台21和plc，plc与固定部、移动部相连接，固定操作平台2位于固定部的外侧即设备固定侧定位处，移动操作平台21位于移动部的外侧，且移动操作平台21安装在两根移动操作平台行走轨道22上。
20.移动操作平台行走轨道22通过基础预埋板固定在地面上。在设备固定侧定位处安装固定操作平台2方便人员焊接作业，固定操作平台2通过基础预埋板固定在地面上。
21.所述的固定部包括固定侧安装基础框架13，固定侧安装基础框架13通过螺栓连接安装在设备安装基座1上，设备基座1通过基础预埋板固定到地面上；所述的移动部包括移动侧安装基础框架34，移动侧安装基础框架34设置在移动定位总成行走轨道27上沿着踏步宽度方向移动，移动定位总成行走轨道27有两根且平行设置，且均通过螺栓连接安装在设备安装基座1上。
22.所述的固定侧安装基础框架13上安装有移动总成伺服驱动模块32，移动总成伺服驱动模块32通过移动总成驱动滚珠丝杆33驱动移动侧安装基础框架34移动，从而适应不同宽度踏步焊接需要；移动总成驱动滚珠丝杆33通过安装在基础上的滚珠丝杆尾部支撑35进行支撑传动。
23.所述的固定侧安装基础框架13的最前端通过螺栓安装有固定侧第四级踏步高度定位3和固定侧第四级踏步深度定位4，固定侧安装基础框架13通过螺栓安装固定侧第三级踏步高度定位伺服驱动模块5，固定侧第三级踏步高度定位伺服驱动模块5与固定侧第三级踏步定位装置6相连接，固定侧第三级踏步高度定位伺服驱动模块5驱动固定侧第三级踏步定位装置6实现升降进行高度定位。
24.固定侧安装基础框架13的中间位置通过螺栓安装固定侧第二级踏步深度定位行走轨道7，固定侧第二级踏步深度定位行走轨道7上通过螺栓连接固定侧第二级踏步高度定位伺服驱动模块9，固定侧第二级踏步高度定位伺服驱动模块9与固定侧第二级踏步定位装置8相连接，固定侧第二级踏步高度定位伺服驱动模块9驱动固定侧第二级踏步定位装置8实现升降进行高度定位；固定侧第二级踏步深度定位伺服驱动模块29通过滚珠丝杠驱动固定侧第二级踏步定位装置8和固定侧第二级踏步高度定位伺服驱动模块9，沿着固定侧第二级踏步深度定位行走轨道7移动，从而调整踏步的不同深度尺寸。
25.固定侧安装基础框架13的后端上部通过螺栓连接固定侧第一级踏步深度定位行走轨道12，固定侧第一级踏步深度定位行走轨道12上通过螺栓连接有固定侧第一级踏步定位装置10和固定侧第一级踏步高度定位伺服驱动模块11，固定侧第一级踏步深度定位伺服驱动模块28通过滚珠丝杆驱动固定侧第一级踏步定位装置10和固定侧第一级踏步高度定位伺服驱动模块11沿踏步深度方向移动；固定侧第一级踏步高度定位伺服驱动模块11驱动固定侧第一级踏步定位装置10实现升降高度调整。
26.固定侧第一级踏步高度定位伺服驱动模块11和固定侧第一级踏步定位装置10之
间为蜗轮蜗杆结构。
27.固定侧第三级踏步高度定位伺服驱动模块5驱动固定侧第三级踏步定位装置6实现高度尺寸精确调整。具体过程是，伺服电机启动，通过同步带带动同步带轮转动，同步带轮的转动带动蜗轮蜗杆转动，蜗轮蜗杆的转动带动固定侧第三级踏步定位装置6实现升高或降低。
28.所述的移动侧安装基础框架34的前端通过螺栓连接移动侧第四级踏步高度定位26和移动侧第四级踏步深度定位25，移动侧安装基础框架34上通过螺栓连接移动侧第三级踏步高度定位伺服驱动模块23，移动侧第三级踏步高度定位伺服驱动模块23与移动侧第三级踏步定位装置24相连接，移动侧第三级踏步高度定位伺服驱动模块23驱动移动侧第三级踏步定位装置24实现高度尺寸精确调整。
29.移动侧安装基础框架34的中间位置通过螺栓连接移动侧第二级踏步深度定位行走轨道20，移动侧第二级踏步深度定位行走轨道20通过螺栓连接移动侧第二级踏步高度定位伺服驱动模块19，移动侧第二级踏步高度定位伺服驱动模块19与移动侧第二级踏步定位装置18相连接，且驱动移动侧第二级踏步定位装置18实现升降进行高度调整；移动侧第二级踏步深度定位伺服驱动模块31通过滚珠丝杠驱动移动侧第二级踏步定位装置18和移动侧第二级踏步高度定位伺服驱动模块19沿着移动侧第二级踏步深度定位行走轨道20调整踏步的不同深度尺寸。
30.移动侧安装基础框架34的后端上部通过螺栓连接移动侧第一级踏步深度定位行走轨道16，移动侧第一级踏步深度定位行走轨道16通过螺栓连接移动侧第一级踏步定位装置14和移动侧第一级踏步高度定位伺服驱动模块15，移动侧第一级踏步高度定位伺服驱动模块15与移动侧第一级踏步定位装置14相连接，且驱动移动侧第一级踏步定位装置14实现升降进行高度调整，移动侧第一级踏步深度定位伺服驱动模块30通过滚珠丝杆驱动移动侧第一级踏步定位装置14和固定侧第一级踏步高度定位伺服驱动模块15沿踏步深度方向移动。
31.所述的固定侧安装基础框架13侧面安装有若干固定侧辅助踏步侧板定位装置43，移动侧安装基础框架34侧面安装有若干移动侧辅助踏步侧板定位装置17，定位装置深度方向电磁定位块41和定位装置宽度方向电磁定位块42安装在所有需要定位的定位装置上用来对踏步和侧板进行吸附定位。
32.对踏步进行焊接时踏步上部分总成36、踏步中部分总成37及踏步下部分总成38分别通过固定侧和移动侧定位的各定位模块进行定位，踏步左侧板39和踏步右侧板40通过各定位模块、移动侧辅助踏步侧板定位装置17和固定侧辅助踏步侧板定位装置43进行定位。
33.固定侧辅助踏步侧板定位装置43、移动侧辅助踏步侧板定位装置17、定位装置深度方向电磁定位块41和定位装置宽度方向电磁定位块42均是电磁铁原理形成的电磁铁控制系统，通电时，相应的辅助踏步侧板定位装置或电磁定位块产生磁吸力，从而固定住相应位置的踏步和侧板，以方便进行焊接。
34.本发明的安装基座1、固定侧安装基础框架13、移动侧安装基础框架34为型材焊接的机架，所有安装基础面焊接钢板进行机加工作为定位安装的基准面，踏步的高度、深度和宽度分别通过高度伺服驱动模块、深度伺服驱动模块和宽度伺服驱动模块根据对产品扫描物料编码或输入物料编码在plc控制下进行自动参数定位，各定位模块到位时间不超过
30s。
35.踏步高度伺服驱动模块、踏步深度伺服驱动模块以及踏步宽度伺服驱动模块均分别由相应的伺服电机、同步带、同步带轮和蜗轮丝杆升降机组成，根据plc参数伺服电机驱动同步带传动，从而带动蜗轮丝杆升降机分别定位踏步的高度、深度和宽度。当各定位模块运动到定位位置时，电磁铁控制系统控制电磁铁产生磁力，从而固定住相应位置的踏步和侧板，以方便进行焊接。在设备的两个分别安装操作人员的焊接平台，一侧固定，一侧随踏步宽度不同进行宽度跟随尺寸调整，方便员工进行焊接作业。所有伺服驱动模块均安装防护罩，整机对电源线和数据线均做安全防护。
36.本机配置plc控制，配置人机交互截面，可以批量或单个输入物料代码，需要焊接踏步时直接输入物料代号设备自动定位，无需人工干涉。本机预留离线编程接口和焊接机器人连接接口。
37.本机全部动力采用伺服电机控制，伺服电机驱动移动侧定位组件和移动操作平台向固定侧靠近或分开，通过固定侧安装基础框和移动侧安装基础框上安装的定位装置吸附装置控制踏步的形状和位置，从而完成客车多级踏步的拼装焊接，保证踏步焊接的精度、质量和多品种、多规格踏步的适应性。
38.如图6所示，触摸屏可以输入参数，第三级踏步的高度参数、第二级踏步的高度和深度参数，第一级踏步的高度和深度参数，踏步宽度参数共6个参数，用来自动调整设备的定位尺寸，适应不同踏步的柔性生产。
39.标号为5的伺服电机和标号为23的伺服电机通过触摸屏输入参数，并同时动作达到相应的尺寸。
40.标号为9的伺服电机和标号为19的伺服电机通过触摸屏输入参数，并同时动作达到相应的尺寸。
41.标号为11的伺服电机和标号为25的伺服电机通过触摸屏输入参数，并同时动作达到相应的尺寸。
42.标号为28的伺服电机和标号为30的伺服电机通过触摸屏输入参数，并同时动作达到相应的尺寸。
43.图号为32的伺服根据踏步的宽度进行参数调整。
44.每一个伺服驱动模块有2个限位检测的光电开关。
45.本实用新型1、采用全数控方式进行控制，生产中更换踏步参数时，只需要调取预先寄存在存储器内的踏步参数，点选定位即可实现对下一踏步尺寸的定位；2、设计合理高度的焊接操作平台以及移动定位侧的随动焊接操作平台，可以方便员工进行操作；3、柔性化设计，在规定尺寸范围内踏步参数可调；4、有可视化操作系统，通过人机界面更好的操作性能；5、设备采用模块化设计方便后期设备维护；6、可以对不同参数的踏步做到无缝全覆盖；7、不同参数的踏步定位调整时间短，可以做到30s以内（传统新做定位工装2~4小时，找旧定位工装0.5~1小时），提高了企业的生产效率；8、减少了踏步焊接工装的制作和存放，降低了企业重复制作焊接工装的费用；9、提升了踏步定位焊接的精度，节省了焊后校正的人工费用。