本發明涉及激光焊領域，具體而言涉及一種用于激光焊系統的料箱裝置和基于該料箱裝置的上件方法。

背景技術：

激光焊接是激光材料加工技術應用的重要方面之一。20世紀70年代主要用于焊接薄壁材料和低速焊接，焊接過程屬熱傳導型，即激光輻射加熱工件表面，表面熱量通過熱傳導向內部擴散，通過控制激光脈沖的寬度、能量、峰值功率和重復頻率等參數，使工件熔化，形成特定的熔池。

現有的激光焊系統向全自動化發展，可以獲得更高的生產效率，人員和設備的安全也有所提高。對于自動化的激光焊系統，其上件料箱的擺放位置以及下件料箱的擺放位置都是固定的，便于上件抓手或者下件抓手抓取，因此料箱的定位放置就成了急需解決的問題。

另外，裝滿焊件的料箱重量較大，若采用人工將之運輸至激光焊系統區域內，一方面操作不易，另一方面也容易引發事故。

技術實現要素：

本發明目的在于提供一種用于激光焊系統的料箱裝置和基于該料箱裝置的上件方法，該料箱裝置利用將裝滿焊件的料箱放置在臺車上，利用導軌將臺車移送至料箱位，實現料箱的精確定位，并且能夠實現激光焊系統覆蓋范圍外上件，人員和設備的安全得到保證。

本發明的上述目的通過獨立權利要求的技術特征實現，從屬權利要求以另選或有利的方式發展獨立權利要求的技術特征。

為達成上述目的，本發明提出一種用于激光焊系統的料箱裝置，所述激光焊系統具有滿足其系統自動運行需要的料箱位，其特征在于，所述料箱裝置包括料箱、導軌、臺車、齒輪、齒條、電機以及控制裝置；

所述導軌固定設置在地面上，導軌的延伸方向與地面平行，導軌的一端為所述料箱位，另一端被定義成裝卸位；

所述料箱位遠離裝卸位的一端被定義成第一終點端；所述裝卸位遠離料箱位的一端被定義成第二終點端；

所述臺車可移動地設置在所述導軌上，被設置成沿導軌移動；

所述料箱可拆卸地設置在所述臺車上；

所述齒條設置在所述導軌上，其延伸方向平行于導軌；

所述齒輪固定設置在所述臺車上，并且嚙合在所述齒條上；

所述電機固定設置在所述臺車上，被設置成根據所述控制裝置的控制信號以驅動所述齒輪轉動，推動所述臺車沿所述導軌移動。

進一步的實施例中，所述料箱上設置有若干個孔洞。

進一步的實施例中，所述料箱的側面設置有多個叉車孔。

進一步的實施例中，所述料箱的側面設置有多個吊環孔。

進一步的實施例中，所述導軌上設置有第一傳感器和第二傳感器；

所述第一傳感器與第二傳感器之間的導軌區域被定義成減速區，所述裝卸位與所述第一傳感器之間的導軌區域被定義成正常傳送區；

所述控制裝置被設置成通過調整所述電機的轉速來調整所述齒輪的移速，從而調整所述臺車的移速；

所述第一傳感器位于所述第一終點端與第二終點端之間，與所述控制裝置連接，控制裝置被設置成響應于第一傳感器探測到所述臺車已到達減速區，降低所述電機的轉速，從而降低臺車的移動速度；

所述第二傳感器位于所述第一終點端上，與所述控制裝置連接，控制裝置被設置成響應于第二傳感器探測到所述臺車已到達料箱區，停止所述電機，從而將臺車停止在料箱區內。

優選的，所述正常傳送區臨近減速區的一端設置有第三傳感器，用于探測臺車準備進入減速區；

所述第三傳感器與所述控制裝置連接，控制裝置被設置成同時響應于第一傳感器和第三傳感器的探測結果，降低所述電機的轉速。

可選的，所述第一傳感器、第二傳感器、第三傳感器為位置傳感器、紅外傳感器、激光傳感器中的任意一種。

優選的，所述第一終點端和第二終點端處各設置一凸出于所述導軌的擋板，用于防止所述臺車脫離導軌。

進一步的實施例中，所述臺車包括臺車框架和固定設置在臺車框架周圍的若干個鎖位裝置；

所述臺車框架下表面還設置有移動組件，所述導軌以至少半包圍的形式包裹所述移動組件；

所述移動組件為滾動或滑動組件；

所述鎖位裝置包括：

鎖位裝置框架，固定設置在臺車框架周圍，其頂端不超出臺車框架上表面，該鎖位裝置框架的頂端設置有第一凹槽；

第一限位塊，其嵌在所述第一凹槽內；

第一氣缸，其位于所述鎖位裝置框架上，與所述第一限位塊連接，用于推動第一限位塊進出所述第一凹槽；

所述第一氣缸與所述控制裝置連接，被設置成根據所述控制裝置的控制指令推動第一限位塊伸出第一凹槽，使第一限位塊凸出于臺車框架上表面。

優選的，所述臺車框架的每條邊上至少具有一個所述鎖位裝置。

優選的，所述臺車框架上表面設置有和所述鎖位裝置數量相當的導槽，每個導槽的延伸方向均與臺車的其中兩條相對邊平行；

所述鎖位裝置安裝在該導槽內，被設置成在外部推力的作用下沿導槽移動。

進一步的實施例中，所述料箱裝置設置有硬限位，所述硬限位包括：

第二限位塊，其凸出設置在所述料箱位上；

第三限位塊，其凸出設置在所述裝卸位上，第三限位塊和第二限位塊結構相同；

硬限位框架，其固定設置在所述臺車框架的底端，該硬限位框架朝向所述導軌的一側設置有第二凹槽；

第二氣缸，其固定在所述臺車框架上，與所述硬限位框架連接；

所述第二氣缸與所述控制裝置連接，被設置成根據控制裝置的控制信號驅動所述硬限位框架降下，使第二限位塊和第三限位塊中的其中一個嵌入所述第二凹槽內。

本發明還提供一種激光焊系統的料箱裝置的上件方法，所述方法基于前述的激光焊系統的料箱裝置，所述上件方法包括下列步驟：

步驟1、所述臺車移至裝卸位，硬限位降下，第三限位塊嵌入第二凹槽內；

步驟2、采用叉車或者吊車將裝滿料件的料箱移至所述臺車上；

步驟3、所述臺車上的鎖位裝置升起，第一限位塊凸出于臺車上表面，卡在料箱周圍；

步驟4、所述硬限位升起，臺車以預先設定的正常行駛速度沿導軌由裝卸位向料箱位移動；

步驟5、所述控制裝置響應于第三傳感器探測到臺車即將進入減速區，減速程序預啟動；

所述控制裝置響應于第一傳感器探測到臺車進入減速區，減速程序啟動，降低電機轉速到設定值；

所述控制裝置響應于第二傳感器探測到臺車已經到達第一終點端，降低電機轉速至0，臺車停止在料箱位；

步驟6、所述硬限位降下，第二限位塊嵌入第二凹槽，將臺車固定在料箱位。

由以上本發明的技術方案，與現有相比，其顯著的有益效果在于：

該料箱裝置能夠實現料箱的精確定位，并且能夠在激光焊系統覆蓋范圍外上件，保證人員和設備的安全。

應當理解，前述構思以及在下面更加詳細地描述的額外構思的所有組合只要在這樣的構思不相互矛盾的情況下都可以被視為本公開的發明主題的一部分。另外，所要求保護的主題的所有組合都被視為本公開的發明主題的一部分。

結合附圖從下面的描述中可以更加全面地理解本發明教導的前述和其他方面、實施例和特征。本發明的其他附加方面例如示例性實施方式的特征和/或有益效果將在下面的描述中顯見，或通過根據本發明教導的具體實施方式的實踐中得知。

附圖說明

附圖不意在按比例繪制。在附圖中，在各個圖中示出的每個相同或近似相同的組成部分可以用相同的標號表示。為了清晰起見，在每個圖中，并非每個組成部分均被標記。現在，將通過例子并參考附圖來描述本發明的各個方面的實施例，其中：

圖1是本發明的用于激光焊系統的料箱裝置的總結構示意圖。

圖2是本發明的導軌結構示意圖以及傳感器位置示意圖。

圖3是本發明的料箱結構示意圖。

圖4是本發明的鎖位裝置結構示意圖。

圖5是本發明的硬限位結構示意圖。

具體實施方式

為了更了解本發明的技術內容，特舉具體實施例并配合所附圖式說明如下。

在本公開中參照附圖來描述本發明的各方面，附圖中示出了許多說明的實施例。本公開的實施例不必定意在包括本發明的所有方面。應當理解，上面介紹的多種構思和實施例，以及下面更加詳細地描述的那些構思和實施方式可以以很多方式中任意一種來實施，這是因為本發明所公開的構思和實施例并不限于任何實施方式。另外，本發明公開的一些方面可以單獨使用，或者與本發明公開的其他方面的任何適當組合來使用。

現有的激光焊系統通常會將上件料箱、下件料箱、工作臺擺放在固定的設定位置上，通過抓手等能夠抓取、移送焊件的裝置將焊件從上件料箱移送到工作臺上完成焊接，再將完成焊接的焊件從工作臺移送到下件料箱。

由于上件料箱和下件料箱并非一直固定在原處，是根據生產節拍按照一定的時間間隔不停更換的，而上件料箱和下件料箱在滿載時又較重，人工更換相當不易；通常，工作人員會將上件料箱和下件料箱放置在推車上，再推至設定位置，一方面，即使采用推車也很難將料箱準確的推至設定位置，另一方面，這需要工作人員進入激光焊系統的工作區域，對工作人員的人身安全造成威脅。

本發明的目的就是解決以上所提及的種種問題。

結合圖1，本發明提供一種用于激光焊系統的料箱裝置，該激光焊系統具有滿足其系統自動運行需要的上件料箱位和下件料箱位，與之相對應的，料箱包括上件料箱和下件料箱，在激光焊系統外設置有上件裝卸位和下件裝卸位。

上件料箱位和上件裝卸位之間設置有上件導軌和沿上件導軌移動的上件臺車，上件料箱放置在上件臺車上，由上件臺車攜帶著在上件料箱位和上件裝卸位之間移動。實際生產過程中，正在使用的上件料箱中一旦焊件被拿取完，控制裝置控制其沿著上件導軌移送到上件裝卸位，放入新的焊件或者直接更換預先放置有未焊接焊件的另一個上件料箱，再通過上件導軌使之返回到上件料箱位，繼續完成焊接生產。

同樣的，下件料箱位和下件裝卸位之間設置有下件導軌和沿下件導軌移動的下件臺車，下件料箱放置在下件臺車上，由下件臺車攜帶著在下件料箱位和下件裝卸位之間移動。實際生產過程中，正在使用的下件料箱一旦達到預先設定的負載，控制裝置控制其沿著下件導軌移送到下件裝卸位，工作人員從中取出焊接好的焊件或者直接更換預先準備的另一個空著的下件料箱，再通過下件導軌使之返回到下件料箱位，繼續完成焊接生產。

由此可見，上件料箱和下件料箱的裝卸、移動原理都是類似的，為了便于描述，我們將上件料箱位和下件料箱位統一定義為料箱位，上件裝卸位和下件裝卸位統一定義為裝卸位，上件料箱和下件料箱統一定義為料箱，上件導軌和下件導軌統一定義為導軌，上件臺車和下件臺車統一定義為臺車。但是應當注意，負責上件的料箱裝置和負責下件的料箱裝置是互相獨立的，并不可以混用，例如上件料箱不可以通過下件導軌移送到上件料箱位。

結合圖1，臺車沿導軌移動的方式如下：

在導軌上方設置齒條，齒條的延伸方向和導軌的延伸方向相同，臺車上固定設置有一齒輪，該齒輪嚙合在前述齒條上，并且該齒輪與一電機相連，在電機的驅動下轉動以沿齒條移動，從而施加一個推力在臺車上，該推力的方向與導軌的延伸方向相同，臺車在該推力的作用下沿導軌移動。

同時，在臺車下方還設置有一組滾動或滑動組件來輔助臺車沿導軌移動，，前述導軌以至少半包圍的形式包裹該滾動或滑動組件，如此結構設計可以減小臺車與導軌之間移動時產生的摩擦力。

另外，為了使料箱固定在設定的料箱位或者裝卸位不產生位移，需要做到以下兩個方面的工作：

一方面，將料箱固定在臺車上。料箱本身較重，不易移動，但仍需要一些輔助手段防止其從臺車上滑落，造成生產事故。本發明采用的方法是：在臺車周圍固定設置若干個鎖位裝置，鎖位裝置包括鎖位裝置框架，鎖位裝置框架的頂端設置有第一凹槽，第一凹槽內嵌有第一限位塊，該第一限位塊由第一氣缸驅動以進出第一凹槽。第一限位塊降下時，其頂端不超過臺車上表面，便于裝卸料箱；第一限位塊升起時，其凸出于臺車框架上表面，防止料箱從臺車上滑落，優選的，在臺車的每條邊上都設置一個這樣的鎖位裝置。

另外，我們還可以將前述的鎖位裝置做進一步地改進，使之適應不同尺寸的料箱，例如，在臺車上表面設置導槽，導槽的延伸方向與臺車的其中兩條相對邊平行，鎖位裝置設置在該導槽內，在外力的作用下沿導槽移動。料箱放置好后，工作人員將限位塊升起，再施加推力在鎖位裝置框架上，使得限位塊能夠緊貼料箱，更好的將料箱固定在臺車上。

另一方面，將臺車固定在料箱位或者裝卸位上。因為料箱位和裝卸位本身屬于導軌的一部分，臺車在導軌上移動的傳動機構我們選擇采用齒輪在齒條上移動的方式，齒輪和齒條之間具有一定的摩擦阻力，除此之外，本發明還提出硬限位的方案，具體如下：在料箱位處設置第二限位塊，在裝卸位處設置第三限位塊，第二限位塊和第三限位塊結構相同，同時，在臺車框架的底端設置硬限位框架，硬限位框架朝向導軌的一側設置有第二凹槽，該硬限位框架連接有第二氣缸，在第二氣缸的驅動下升降。

當臺車移動到料箱位時，第二氣缸驅動硬限位框架降下，設置在料箱位的第二限位塊嵌入第二凹槽內，臺車固定在料箱位；臺車移離料箱位前，第二氣缸驅動硬限位框架升起，第二凹槽和第二限位塊分離，第二限位塊不影響臺車移離。同樣的，臺車移動到裝卸位時，第二氣缸驅動硬限位框架降下，設置在裝卸位的第三限位塊嵌入第二凹槽內，臺車固定在裝卸位；臺車移離裝卸位前，第二氣缸驅動硬限位框架升起，第三限位塊不影響臺車移離。

由此可知，將臺車精確定位到料箱位和裝卸位是本發明的關鍵點之一，為了能夠使臺車正好行駛到設定位置，我們采用傳感器輔助臺車移動，具體如下：

我們將料箱位遠離裝卸位的一端定義成第一終點端，裝卸位遠離料箱位的一端定義成第二終點端。在第一終點端和第二終點端之間設置第一傳感器，第一終點端處設置第二傳感器。

臺車由裝卸位向料箱位移動時，先是以預先設定的正常速度移動，行至第一傳感器處時，第一傳感器探測到臺車，將探測結果反饋給控制裝置，控制裝置發出減速信號給臺車，驅動臺車移動的電機降低轉速，臺車以設定的低速繼續向料箱位移動，當臺車移動到第二傳感器處時，第二傳感器探測到臺車，將探測結果反饋給控制裝置，控制裝置發出停止信號給臺車，驅動臺車移動的電機停止轉動，臺車停止移動。

由于電機的減速和停止都需要一定的緩沖行程，緩沖行程的具體長度和每個電機的特性相關，在設置第一傳感器和第二傳感器位置時，應當將此點考慮進去。

第一傳感器和第二傳感器可以在位置傳感器、紅外傳感器、激光傳感器中任選其一，通過探測臺車的位置或者位移來控制臺車的移速。

為了防止誤操作，我們在第一傳感器臨近裝卸位的一側設置有第三傳感器，控制裝置被設置成只有同時接到第一傳感器和第三傳感器反饋的臺車已經到達其所處位置的反饋結果時，才會命令臺車減速。

臺車由料箱位向裝卸位移動時同理。

優選的，由于導軌和臺車都是配套設置，一個導軌對應一個臺車，上件臺車由料箱位向裝卸位移動時，下件臺車由裝卸位向料箱位移動時，通常都是空車運行，還可以簡化這兩段臺車移動的控制流程，

另外，第一終點端和第二終點端處各設置有一凸出于所述導軌的擋板，用于防止臺車失控后脫離軌道。

而料箱本身較重，裝滿料件后更重，因此我們在料箱側面設置吊環孔或者叉車孔，再采用吊車或者叉車將料箱移至或者移離臺車。優選的，可以在料箱表面設置一些挖孔，減輕料箱本身的重量。另外，在料箱上表面邊緣還設置有鋼桿，鋼桿插接在設置于料箱上表面邊緣的孔洞中，鋼桿可以防止料箱上的料件滑落。上件料箱還可以將鋼桿換成磁性分張器，減小料件間的吸附力。

下面結合附圖所示并根據本發明的目的，示例性地描述前述用于激光焊系統的料箱裝置的實現。

結合圖1、圖2，一種用于激光焊系統的料箱裝置，激光焊系統具有滿足其系統自動運行需要的料箱位1b，料箱裝置包括料箱6、導軌1、臺車2、齒輪(未標示)、齒條3、電機4以及控制裝置(未標示)。

導軌1固定設置在地面上，導軌1的延伸方向與地面平行，導軌1的一端為料箱位1b，另一端被定義成裝卸位1a。

料箱位1b遠離裝卸位1a的一端被定義成第一終點端；裝卸位1a遠離料箱位1b的一端被定義成第二終點端。

臺車2可移動地設置在導軌1上，被設置成沿導軌1移動。

料箱6可拆卸地設置在臺車2上。

齒條3設置在導軌1上，其延伸方向平行于導軌1。

齒輪固定設置在臺車2上，并且嚙合在齒條3上。

電機4固定設置在臺車2上，被設置成根據控制裝置的控制信號以驅動齒輪轉動，推動臺車2沿導軌1移動。

結合圖3，料箱6上設置有若干個孔洞603，減輕料箱自重。

料箱6的側面設置有多個叉車孔601，便于使用叉車移運料箱。

料箱6的側面設置有多個吊環孔602，便于使用吊車移運料箱。

叉車孔601、吊環孔602可以同時設置在料箱6側面，適應不同的場景。

結合圖2，導軌1上設置有第一傳感器5a和第二傳感器5b。

第一傳感器5a與第二傳感器5b之間的導軌區域被定義成減速區102，裝卸位1a與第一傳感器5a之間的導軌區域被定義成正常傳送區101。

控制裝置被設置成通過調整電機4的轉速來調整齒輪的移速，從而調整臺車2的移速。

第一傳感器5a位于第一終點端與第二終點端之間，與控制裝置連接，控制裝置被設置成響應于第一傳感器5a探測到臺車2已到達減速區102，降低電機4的轉速，從而降低臺車2的移動速度。

第二傳感器5b位于所述第一終點端上，與控制裝置連接，控制裝置被設置成響應于第二傳感器5b探測到臺車2已到達料箱區1b，停止電機4，從而將臺車2停止在料箱區1b內。

正常傳送區101臨近減速區102的一端設置有第三傳感器5c，用于探測臺車2準備進入減速區102。

第三傳感器5c與控制裝置連接，控制裝置被設置成同時響應于第一傳感器5a和第三傳感器5c的探測結果，降低電機4的轉速。

第一傳感器5a、第二傳感器5b、第三傳感器5c為位置傳感器、紅外傳感器、激光傳感器中的任意一種。

第一終點端和第二終點端處各設置有凸出于導軌1的擋板103、擋板104，用于防止臺車2脫離導軌1。

結合圖1，臺車2包括臺車框架(未標示)和固定設置在臺車框架周圍的若干個鎖位裝置7。

臺車框架下表面還設置有移動組件2a，導軌1以至少半包圍的形式包裹移動組件2a，移動組件為滾動或滑動組件，減少臺車2在導軌1上移動時產生的摩擦力。

結合圖4，鎖位裝置7包括鎖位裝置框架701、第一限位塊703以及第一氣缸704。

鎖位裝置框架701，固定設置在臺車框架周圍，其頂端不超出臺車框架上表面，該鎖位裝置框架701的頂端設置有第一凹槽702。

第一限位塊703，其嵌在第一凹槽702內。

第一氣缸704，其位于鎖位裝置框架701上，與第一限位塊703連接，用于推動第一限位塊703進出第一凹槽702。

第一氣缸704與控制裝置連接，被設置成根據控制裝置的控制指令推動第一限位塊703伸出第一凹槽702，使第一限位塊703凸出于臺車框架上表面。

臺車框架的每條邊上至少具有一個鎖位裝置7。

結合圖1，臺車框架上表面設置有和鎖位裝置7數量相當的導槽2b，每個導槽2b的延伸方向均與臺車2的其中兩條相對邊平行。

鎖位裝置7安裝在該導槽2b內，被設置成在外部推力的作用下沿導槽2b移動。

結合圖5，料箱裝置設置有硬限位8，硬限位8包括第二限位塊(未標示)、第三限位塊(未標示)、硬限位框架801以及第二氣缸803。

第二限位塊，其凸出設置在料箱位1b上。

第三限位塊，其凸出設置在裝卸位1a上，第三限位塊和第二限位塊結構相同。

硬限位框架801，其固定設置在臺車框架的底端，該硬限位框架801朝向導軌1的一側設置有第二凹槽802。

第二氣缸803，其固定在臺車框架上，與硬限位框架801連接。

第二氣缸803與控制裝置連接，被設置成根據控制裝置的控制信號驅動硬限位框架801降下，使第二限位塊和第三限位塊中的其中一個嵌入第二凹槽802內。

從而，本發明實現了料箱的精確定位，并且能夠實現激光焊系統覆蓋范圍外上件，人員和設備的安全得到保證。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和范圍內，當可作各種的更動與潤飾。因此，本發明的保護范圍當視權利要求書所界定者為準。