关键工序自动化的方舱总装脉动生产线及其生产方法技术

本发明专利技术公开了一种关键工序自动化的方舱总装脉动生产线及其生产方法，包括线体基础、滑橇安装工位、拼舱工位、角铝安装工位、自动钻铆工位、角件安装工位和附件安装工位，以及方舱转运车；自动钻铆工位包括安全光栅、顶升升降机构、机器人地轨、机器人底座、机器人、固定于机器人末端的自动钻铆末端执行器、位于机器人底座上的换刀台、位于机器人底座上的送钉装置、胶泵和位于机器人底座上的胶管送钉管吊装立柱，通过机器人和自动钻铆末端执行器末端完成方舱角铝的定位、钻孔、换刀、涂胶、拉铆安装工序。本发明专利技术可实现外角铝安装关键生产过程的自动化和智能化，提高生产效率，提升物料流动性及生产资源利用效率，降低人力劳动强度。降低人力劳动强度。降低人力劳动强度。

【技术实现步骤摘要】
关键工序自动化的方舱总装脉动生产线及其生产方法


[0001]本专利技术涉及方舱自动化生产领域，尤其涉及一种关键工序自动化的方舱总装脉动生产线及其生产方法。

技术介绍

[0002]方舱作为指控系统等军事设备或医疗等民用设施的主要高机动载体，其在军用、民用市场的需求不断提高，鉴于方舱产品的应用场景，方舱产品普遍具有定制化程度高、多品种、小批量的特点。
[0003]方舱的总装是方舱生产制作过程中的最重要环节，现阶段方舱总装主要依赖于人工班组式单点作业，生产效率低下，生产占地面积大、物料流动不畅；物料吊装主要依赖车间行车等大型设备，受限于设备数量，作业人员往往需要相互等待，生产资源利用率低；对于外角钻孔、涂胶、铆接这一直接决定方舱总装尺寸和整体强度的关键工序，由于缺乏必要的自动化作业设备，主要依赖于人工作业，作业强度大，且需要人工切换钻孔工具、涂胶工具、铆接工具，往往需要多人配合完成，作业效率低，人力资源浪费严重。现有的自动化设备末端执行器往往只能解决钻孔、涂胶、铆接某一道工序的自动化问题，同样需要多台装备配合使用，造成自动化生产设备建设成本高昂，生产效率提升有限，且会产生较大的累积误差，引起方舱生产质量缺陷，因此难以在实际生产中应用，同时由于方舱产品在拼装时往往会产生一定尺寸、角度误差，现有自动化工艺装备末端执行器难以自适应方舱拼装时造成的误差，进一步降低了产品质量和一致性。
[0004]少量方舱企业使用的总装过程所采用的自动化施胶、铆接自动化设备，普遍借鉴汽车总装行业机器人设备，只适用于大批量生产，柔性程度差，难以匹配当前方舱行业的实际生产需求，利用率极低。当前方舱总装已成为一众方舱制造企业的瓶颈工序，且由于劳动强度大，人力成本的提高，方舱制造企业也普遍面临着招人难，用人成本高的问题。
[0005]因此，亟待解决上述问题。

技术实现思路

[0006]专利技术目的：本专利技术的第一目的是提供一种生产效率高的关键工序自动化的方舱总装脉动生产线。
[0007]本专利技术的第二目的是提供该键工序自动化的方舱总装脉动生产线的生产方法。
[0008]技术方案：为实现以上目的，本专利技术公开了一种关键工序自动化的方舱总装脉动生产线，包括线体基础、依次沿线体基础直线型排布的滑橇安装工位、拼舱工位、角铝安装工位、自动钻铆工位、角件安装工位和附件安装工位，以及方舱转运车；所述自动钻铆工位包括围住自动钻铆工位所在区域的安全光栅、用于升高待安装方舱的顶升升降机构、围绕待安装方舱四周铺设的机器人地轨、可沿着机器人地轨移动的机器人底座、位于机器人底座上的机器人、固定于机器人末端的自动钻铆末端执行器、位于机器人底座上的换刀台、位于机器人底座上的送钉装置、胶泵和位于机器人底座上的胶管送钉管吊装立柱，通过机器
人和自动钻铆末端执行器完成方舱角铝的定位、钻孔、换刀、涂胶、拉铆安装工序。
[0009]其中，顶升升降机构共有模块化的3组，顶升升降机构包括安装基础板、升降电机、底座、涡轮蜗杆升降机、顶块、导向杆、连杆、联轴器和维修遮板，其中安装基础板、升降电机及底座均预先安装在线体地面下，安装基础板与混凝土固定，升降电机及底座固定在安装基础板上，联轴器与涡轮蜗杆升降机通过键连接，连杆与联轴器之间通过键连接，顶块固定在涡轮蜗杆升降机顶部，导向杆与顶块相互连接，维修遮板放置在地面上；根据方舱长度选择合适间距的前、后两组顶升升降机构中升降电机启动，带动其中一个涡轮蜗杆升降机转动，涡轮蜗杆升降机通过联轴器及连杆带动其余涡轮蜗杆升降机转动，在导向杆的导向下，顶块升起，将方舱转运车顶起至机器人后续钻孔和铆接适合的高度。
[0010]优选的，自动钻铆末端执行器包括X轴伺服定位模块、Z轴伺服定位模块和Y轴伺服定位模块，Y轴伺服定位模块上设置有3D相机模块、钻孔工具模块、涂胶拉铆工具模块和快换接口模块；3D相机模块对方舱角铝进行扫描，根据扫描结果确定角铝位置，得到钻铆位置；再依据钻铆位置与当前位置偏移值，控制X轴伺服定位模块、Y轴伺服定位模块和Z轴伺服定位模块动作，实现X轴、Y轴和Z轴方向的精确调节，完成定位工序；在完成钻孔位置的精确定位后，钻孔工具模块对方舱角铝及方舱钻孔；再将自动钻铆末端执行器运输至换刀台，将钻孔工具模块放置预留的工具存放位置，同时将自动钻铆末端执行器运输至预置的涂胶拉铆工具模块处，将快换接口模块对准涂胶拉铆工具模块，实现将钻孔工具模块切换为涂胶拉铆工具模块，将涂胶拉铆工具模块驱动至钻孔处后，完成换刀、涂胶、拉铆作业，将角铝与方舱带胶铆接固定。
[0011]再者，线体基础包括柔性轨道起重机工业桁架钢构和方舱转运车导向地轨，柔性轨道起重机工业桁架钢构为方舱总装脉动生产线中滑橇安装工位、拼舱工位、角铝安装工位、角件安装工位及附件安装工位的物料辅助吊装机构的安装基础，柔性轨道起重机工业桁架钢构与方舱总装脉动生产线边缘混凝土地面固定，方舱转运车导向地轨与方舱总装脉动生产线地面固定，方舱转运车和方舱转运车导向地轨相适配，方舱转运车可沿着方舱转运车导向地轨来回移动。
[0012]进一步，滑橇安装工位包括方舱底板料车、滑橇料车、滑橇安装工位柔性轨道起重机主梁、滑橇安装工位柔性轨道起重机平移导轨、舱板翻转吊具和滑橇安装工位电葫芦，底板料车和滑橇料车可推动至滑橇安装工位，方舱转运车可沿方舱转运车导向地轨推至滑橇安装工位中央；2组滑橇安装工位柔性轨道起重机主梁前后间隔设置，滑橇安装工位柔性轨道起重机主梁包括横向设置的梁架、位于梁架上的横移电机以及在横移电机的驱动下与梁架一同沿着滑橇安装工位柔性轨道起重机平移导轨移动的滑动机构，梁架为“工”字型结构，梁架由矩形管焊接而成，梁架包括横梁和两个纵梁，两个纵梁上固定有横移电机，横移电机主轴通过键连接有电机齿轮，与滑动机构的齿轮啮合，带动滑动机构和梁架一同沿柔性轨道起重机平移导轨滑动；滑橇安装工位柔性轨道起重机平移导轨紧固在柔性轨道起重机工艺桁架钢构之上；滑橇安装工位电动葫芦挂装在滑橇安装工位柔性轨道起重机主梁的梁架上，可沿滑橇安装工位柔性轨道起重机主梁的梁架滑动，舱板翻转吊具的吊环挂装在前后两个滑橇安装电动葫芦之上，舱板翻转吊具设有左右2组。
[0013]优选的，拼舱工位包括方舱舱板料车、拼舱工位人工塌台、拼舱工位柔性轨道起重机主梁、拼舱工位柔性轨道起重机平移导轨、吸盘吊具和锁紧夹具；方舱转运车可沿方舱转
运车导向地轨移动，拼舱工位人工塌台两端固定有锁紧夹具，推至方舱转运车两侧，拼舱工位人工塌台通过锁紧夹具与方舱夹紧固定；拼舱工位柔性轨道起重机平移导轨紧固在柔性轨道起重机工艺桁架钢构之上，拼舱工位电动葫芦挂装在拼舱工位柔性轨道起重机主梁的梁架上，可沿拼舱工位柔性轨道起重机主梁的梁架滑动；吸盘吊具通过吊环吊装在拼舱工位电动葫芦之上，可在拼舱工位电动葫芦的带动下升降、平移；吸盘吊具包括框架、均布在框架的下表面且用于吸附舱板的吸盘、伸缩气缸和一组旋转快夹，框架由标准型材搭接而成，框架顶端焊接有两个吊环，可通过吊环将框架吊装在拼舱工位电动葫芦上；吸盘均匀分布在框架上，与框架连接固定，伸缩本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种关键工序自动化的方舱总装脉动生产线，其特征在于，包括线体基础（7）、依次沿线体基础（7）直线型排布的滑橇安装工位（1）、拼舱工位（2）、角铝安装工位（3）、自动钻铆工位（4）、角件安装工位（5）和附件安装工位（6），以及方舱转运车（12）；所述自动钻铆工位（4）包括围住自动钻铆工位所在区域的安全光栅（32）、用于升高待安装方舱的顶升升降机构（33）、围绕待安装方舱四周铺设的机器人地轨（34）、可沿着机器人地轨（34）移动的机器人底座（35）、位于机器人底座（35）上的机器人（36）、固定于机器人（36）末端的自动钻铆末端执行器（37）、位于机器人底座（35）上的换刀台（38）、位于机器人底座（35）上的送钉装置（39）、胶泵（40）和位于机器人底座（35）上的胶管送钉管吊装立柱（41），通过机器人（36）和自动钻铆末端执行器（37）完成方舱角铝的定位、钻孔、换刀、涂胶、拉铆安装工序。2.根据权利要求1所述的关键工序自动化的方舱总装脉动生产线，其特征在于，所述顶升升降机构（33）共有模块化的3组，顶升升降机构（33）包括安装基础板（42）、升降电机（43）、底座（44）、涡轮蜗杆升降机（45）、顶块（46）、导向杆（47）、连杆（48）、联轴器（49）和维修遮板（50），其中安装基础板（42）、升降电机（43）及底座（44）均预先安装在线体地面下，安装基础板（42）与混凝土固定，升降电机（43）及底座（44）固定在安装基础板（42）上，联轴器（49）与涡轮蜗杆升降机（45）通过键连接，连杆（48）与联轴器（49）之间通过键连接，顶块（46）固定在涡轮蜗杆升降机（45）顶部，导向杆（47）与顶块（46）相互连接，维修遮板（50）放置在地面上；根据方舱长度选择合适间距的前、后两组顶升升降机构（33）中升降电机（43）启动，带动其中一个涡轮蜗杆升降机（45）转动，涡轮蜗杆升降机（45）通过联轴器（49）及连杆（48）带动其余涡轮蜗杆升降机（45）转动，在导向杆（47）的导向下，顶块（46）升起，将方舱转运车顶起至机器人（36）后续钻孔和铆接适合的高度。3.根据权利要求1所述的关键工序自动化的方舱总装脉动生产线，其特征在于，所述自动钻铆末端执行器（37）包括X轴伺服定位模块（61）、Z轴伺服定位模块（63）和Y轴伺服定位模块（62），Y轴伺服定位模块（62）上设置有3D相机模块（64）、钻孔工具模块（65）、涂胶拉铆工具模块（66）和快换接口模块（67）；3D相机模块（64）对方舱角铝进行扫描，根据扫描结果确定角铝位置，得到钻铆位置；再依据钻铆位置与当前位置偏移值，控制X轴伺服定位模块（61）、Y轴伺服定位模块（62）和Z轴伺服定位模块（63）动作，实现X轴、Y轴和Z轴方向的精确调节，完成定位工序；在完成钻孔位置的精确定位后，钻孔工具模块（65）对方舱角铝及方舱钻孔；再将自动钻铆末端执行器（37）运输至换刀台（38），将钻孔工具模块（65）放置预留的工具存放位置，同时将自动钻铆末端执行器（37）运输至预置的涂胶拉铆工具模块（66）处，将快换接口模块（67）对准涂胶拉铆工具模块（66），实现将钻孔工具模块（65）切换为涂胶拉铆工具模块（66），将涂胶拉铆工具模块（66）驱动至钻孔处后，完成换刀、涂胶、拉铆作业，将角铝与方舱带胶铆接固定。4.根据权利要求1所述的关键工序自动化的方舱总装脉动生产线，其特征在于，所述线体基础（7）包括柔性轨道起重机工业桁架钢构（8）和方舱转运车导向地轨（9），柔性轨道起重机工业桁架钢构（8）为方舱总装脉动生产线中滑橇安装工位（1）、拼舱工位（2）、角铝安装工位（3）、角件安装工位（5）及附件安装工位（6）的物料辅助吊装机构的安装基础，柔性轨道起重机工业桁架钢构（8）与方舱总装脉动生产线边缘混凝土地面固定，方舱转运车导向地轨（9）与方舱总装脉动生产线地面固定，方舱转运车（12）和方舱转运车导向地轨（9）相适配，方舱转运车（12）可沿着方舱转运车导向地轨（9）来回移动。
5.根据权利要求1所述的关键工序自动化的方舱总装脉动生产线，其特征在于，所述滑橇安装工位（1）包括方舱底板料车（10）、滑橇料车（11）、滑橇安装工位柔性轨道起重机主梁（13）、滑橇安装工位柔性轨道起重机平移导轨（14）、舱板翻转吊具（15）和滑橇安装工位电葫芦（16），底板料车（10）和滑橇料车（11）可推动至滑橇安装工位（1），方舱转运车（12）可沿方舱转运车导向地轨（9）推至滑橇安装工位（1）中央；2组滑橇安装工位柔性轨道起重机主梁（13）前后间隔设置，滑橇安装工位柔性轨道起重机主梁（13）包括横向设置的梁架（58）、位于梁架（58）上的横移电机（59）以及在横移电机（59）的驱动下与梁架（58）一同沿着滑橇安装工位柔性轨道起重机平移导轨移动的滑动机构（60），梁架（58）为“工”字型结构，梁架（58）由矩形管焊接而成，梁架（58）包括横梁和两个纵梁，两个纵梁上固定有横移电机（59），横移电机（59）主轴通过键连接有电机齿轮，与滑动机构（60）的齿轮啮合，带动滑动机构（60）和梁架（58）一同沿柔性轨道起重机平移导轨（14）滑动；滑橇安装工位柔性轨道起重机平移导轨（14）紧固在柔性轨道起重机工艺桁架钢构（8）之上；滑橇安装工位电动葫芦（16）挂装在滑橇安装工位柔性轨道起重机主梁（13）的梁架（58）上，可沿滑橇安装工位柔性轨道起重机主梁（13）的梁架（58）滑动，舱板翻转吊具（15）的吊环挂装在前后两个滑橇安装电动葫芦（16）之上，舱板翻转吊具（15）设有左右2组。6.根据权利要求1所述的关键工序自动化的方舱总装脉动生产线，其特征在于，所述拼舱工位（2）包括方舱舱板料车（17）、拼舱工位人工塌台（18）、拼舱工位柔性轨道起重机主梁（19）、拼舱工位柔性轨道起重机平移导轨（20）、吸盘吊具（21）和锁紧夹具（22）；方舱转运车（12）可沿方舱转运车导向地轨（9）移动，拼舱工位人工塌台（18）两端固定有锁紧夹具（22），推至方舱转运车（12）两侧，拼舱工位人工塌台（18）通过锁紧夹具（22）与方舱夹紧固定；拼舱工位柔性轨道起重机平移导轨（20）紧固在柔性轨道起重机工艺桁架钢构（8）之上，拼舱工位电动葫芦挂装在拼舱工位柔性轨道起重机主梁（19）的梁架（58）上，可沿拼舱工位柔性轨道起重机主梁（19）的梁架（58）滑动；吸盘吊具（21）通过吊环吊装在拼舱工位电动葫芦之上，可在拼舱工位电动葫芦的带动下升降、平移；吸盘吊具（21）包括框架（23）、均布在框架（23）的下表面且用于吸附舱板的吸盘（24）、伸缩气缸（25）和一组旋转快夹（26），框架（23）由标准型材搭接而成，框架（23）顶端焊接有两个吊环，可通过吊环将框架吊装在拼舱工位电动葫芦上；吸盘（24）均匀分布在框架（23）上，与框架（23）连接固定，伸缩气缸（25）与框架（23）螺钉连接固定，框架四角螺接固定有旋转快夹（26）；旋转快夹（26）包括90度回转夹紧气缸（110）和L型夹具（111）；伸缩气缸（25）可带动框架（23）上吸盘（24）和旋转快夹（26）压紧舱板，回转夹紧气缸（110）可带动L型夹具（111）90度翻转夹紧舱板。7.根据权利要求1所述的关键工序自动化的方舱总装脉动生产线，其特征在于，所述角铝安装工位（3）包括角铝辅助施胶设备（27）、角铝料车（28）、角铝安装工位人工塌台（29）、角铝安装工位柔性轨道起重机主梁（30）和角铝安装工位柔性轨道起重机平移导轨（...

【专利技术属性】
技术研发人员：万峻麟，田阳，杨青龙，方磊，许自力，程远，欧乐庆，石小富，章琦，朱晟玱，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十八研究所，
类型：发明
国别省市：