機器人焊接工作站的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工業(yè)自動化領(lǐng)域，特別是涉及一種機器人焊接工作站。
【背景技術(shù)】
[0002]在機械加工領(lǐng)域中，往往需要焊接很多工件，以往的人工焊接方式由于效率低，穩(wěn)定度差，不利于流水線生產(chǎn)，已經(jīng)為機器人焊接工作站所代替。機器人焊接工作站廣泛應(yīng)用于工件體積大、焊縫多且長、焊接要求高及技術(shù)難度大的場合。
[0003]現(xiàn)有的機器人焊接工作站大多設(shè)置在流水線旁，除了機器人焊機工作站自身的占地面積較大以外，還必須保留工件的搬運距離。因為現(xiàn)有的機器人焊接工作站只能對工件進行焊接，卻不能自動將工件從流水線上搬離或者送回流水線，工件的搬運需要通過人工或者其它機構(gòu)進行，效率和自動化程度都較低，存在安全隱患，而且當工件體積和重量很大時，搬運將很困難。進一步，大多數(shù)工件需要先進行預(yù)熱才能夠焊接，而現(xiàn)有的機器人焊接工作站沒有設(shè)置預(yù)熱裝置，往往需要人工操作預(yù)熱裝置對工件進行預(yù)熱后，工件才進入機器人焊接工作站進行焊接，自動化程度較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的主要目的是提供一種機器人焊接工作站，以解決工件焊接自動化程度低的技術(shù)問題。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個技術(shù)方案是:提供一種機器人焊接工作站，機器人焊接工作站與流水輸送線配合，流水輸送線用于輸送待焊工件，機器人焊接工作站包括立柱、懸臂、預(yù)熱裝置、焊接機器人、舉升機構(gòu)和感應(yīng)定位裝置，懸臂固定于立柱頂端，立柱鄰近流水輸送線設(shè)置，懸臂位于流水輸送線上方并沿流水輸送線設(shè)置；預(yù)熱裝置和焊接機器人均可滑動地安裝于懸臂；舉升機構(gòu)和感應(yīng)定位裝置鄰近流水輸送線設(shè)置；其中，當待焊工件經(jīng)過感應(yīng)定位裝置時，感應(yīng)定位裝置感應(yīng)到待焊工件并將待焊工件定位在預(yù)定位置，舉升機構(gòu)將處于預(yù)定位置的待焊工件舉升到預(yù)定高度，預(yù)熱裝置對待焊工件的焊縫進行預(yù)熱，焊接機器人對預(yù)熱后的焊縫進行焊接；當待焊工件焊接完成后，舉升機構(gòu)將待焊工件送回流水輸送線。
[0006]其中，如果待焊工件具有多條焊縫，預(yù)熱裝置沿懸臂移動，以逐條預(yù)熱多條焊縫，焊接機器人沿懸臂移動，以在預(yù)熱裝置預(yù)熱當前焊縫時，對上一條已預(yù)熱的焊縫進行焊接。
[0007]其中，感應(yīng)定位裝置包括第一感應(yīng)器、第二感應(yīng)器和定位擋板，第一感應(yīng)器和第二感應(yīng)器鄰近流水輸送線設(shè)置并沿流水輸送線相互間隔，定位擋板設(shè)置于流水輸送線下方，其中，當?shù)谝桓袘?yīng)器感應(yīng)到待焊工件時，流水輸送線減慢輸送速度，當?shù)诙袘?yīng)器感應(yīng)到待焊工件時，定位擋板升起，以擋住待焊工件，使得待焊工件定位在預(yù)定位置。
[0008]其中，機器人焊接工作站包括變位機，變位機對應(yīng)于舉升機構(gòu)安裝于立柱，變位機用于從舉升機構(gòu)夾住待焊工件，并翻轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)待焊工件以調(diào)節(jié)待焊工件的焊接角度，其中，焊接角度的調(diào)節(jié)范圍為O到360度。
[0009]其中，機器人焊接工作站還包括提升機構(gòu)，所述變位機固定于提升機構(gòu)，提升機構(gòu)安裝于立柱，并沿立柱進行升降。
[0010]其中，感應(yīng)定位裝置、舉升機構(gòu)、變位機、提升機構(gòu)、預(yù)熱裝置和焊接機器人均由PLC控制。
[0011]其中，變位機夾住待焊工件后，舉升機構(gòu)下降一定距離，以避免干涉變位機。
[0012]其中，變位機的長度方向可進行調(diào)節(jié)，以與待焊工件的長度相適配。
[0013]其中，懸臂上設(shè)有滑軌，與滑軌配合設(shè)置有行走底座，預(yù)熱裝置和焊接機器人均安裝于行走底座上。
[0014]其中，預(yù)熱裝置采用中頻感應(yīng)加熱。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本發(fā)明的機器人焊接工作站通過鄰近流水輸送線設(shè)置感應(yīng)定位裝置和舉升機構(gòu)，使得待焊工件能夠處于預(yù)定位置并被舉升到預(yù)定高度，而預(yù)熱裝置和焊接機器人設(shè)置于流水輸送線上方，能夠?qū)ぜM行預(yù)熱，并在預(yù)熱后進行焊接，由于在整個焊接過程中，工件不需要人工搬運，而且預(yù)熱和焊接作業(yè)能夠有效配合，從而解決了工件焊接自動化程度低的技術(shù)問題，并且由于預(yù)熱裝置和焊接機器人不需要額外占用場地和不需要保留搬運距離，能夠節(jié)省機器人焊接工作站的占地面積，節(jié)約成本。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明機器人焊接工作站一實施例的主視示意圖；
[0017]圖2是圖1所示的機器人焊接工作站的左視示意圖；
[0018]圖3是圖1所示的機器人焊接工作站的俯視示意圖；
[0019]圖4是本發(fā)明機器人焊接工作站實施例的控制流程示意圖。
【具體實施方式】
[0020]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0021]請結(jié)合參見圖1、圖2和圖3。本發(fā)明實施例的機器人焊接工作站用于與流水輸送線I配合，流水輸送線I用于輸送待焊工件(圖未示)，流水輸送線I的輸送速度可受控制。在本實施例中，流水輸送線I為滾筒線。機器人焊接工作站包括立柱21、懸臂22、預(yù)熱裝置3、焊接機器人4、舉升機構(gòu)5、感應(yīng)定位裝置和變位機7。
[0022]優(yōu)選地，感應(yīng)定位裝置包括第一感應(yīng)器61、第二感應(yīng)器62和定位擋板63。在本實施例中，預(yù)熱裝置3、焊接機器人4、舉升機構(gòu)5、第一感應(yīng)器61、第二感應(yīng)器62、定位擋板63和變位機7均由PLC9 (Programmable Logic Controller,可編程邏輯控制器)控制，PLC9可集成于一個盒體中并設(shè)置于流水輸送線I附近，便于操作人員觀察和控制。
[0023]立柱21鄰近流水輸送線I設(shè)置，懸臂22固定于立柱21頂端，且懸臂22位于流水輸送線I上方并沿流水輸送線I設(shè)置。預(yù)熱裝置3和焊接機器人4均可滑動地安裝于懸臂22。舉升機構(gòu)5鄰近流水輸送線I設(shè)置。感應(yīng)定位裝置也鄰近流水輸送線I設(shè)置，具體地，第一感應(yīng)器61和第二感應(yīng)器62鄰近流水輸送線I設(shè)置并沿流水輸送線I相互間隔，例如第一感應(yīng)器61和第二感應(yīng)器62設(shè)置于流水輸送線I表面，定位擋板63設(shè)置于流水輸送線下方，而第一感應(yīng)器61和第二感應(yīng)器62間隔的距離可以根據(jù)實際應(yīng)用進行設(shè)置?？蛇x地，第一感應(yīng)器61和第二感應(yīng)器62均為光電感應(yīng)器,并且第一感應(yīng)器61和第二感應(yīng)器62的數(shù)量可以是一對，分別設(shè)置于流水輸送線I的兩側(cè)。
[0024]變位機7對應(yīng)于舉升機構(gòu)5安裝于立柱21?？蛇x地，機器人焊接工作站還包括提升機構(gòu)8，變位機7安裝于提升機構(gòu)8，提升機構(gòu)8安裝于立柱21，并且提升機構(gòu)8可以沿立柱21進行升降。提升機構(gòu)8也可由PLC9控制。
[0025]當待焊工件經(jīng)過第一感應(yīng)器61時，第一感應(yīng)器61感應(yīng)到待焊工件，流水輸送線I開始減慢輸送速度，接著第二感應(yīng)器62感應(yīng)到待焊工件，定位擋板63從流水輸送線I下方升起，以擋住待焊工件，使得待焊工件定位在預(yù)定位置，由于待焊工件不是在運動中立刻停止，而是緩慢停止，可以減少待焊工件由于慣性引起的沖擊。舉升機構(gòu)5將處于預(yù)定位置的待焊工件舉升到預(yù)定高度。提升機構(gòu)8下降到該預(yù)定高度，變位機7用于從舉升機構(gòu)5夾住待焊工件，并翻轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)待焊工件以調(diào)節(jié)待焊工件的焊接角度，變位機7夾住待焊工件后，提升機構(gòu)8上升，使得變位機7接近懸臂22，在本實施例中，變位機7的長度方向可進行調(diào)節(jié)，以與待焊工件的長度相適配。并且進一步地，變位機7可以為C型焊接變位機，C型焊接變位機可以采用頭尾架裝夾，頭尾架設(shè)計有回轉(zhuǎn)機構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)焊接角度O到360度范圍的調(diào)節(jié)。變位機7夾住待焊工件后，預(yù)熱裝置3對待焊工件的焊縫進行預(yù)熱。焊接機器人4對預(yù)熱后的焊縫進行焊接。在本實施例中，預(yù)熱裝置3可以采用中頻感應(yīng)加熱，能夠?qū)Υ腹ぜ旄鶆虻仡A(yù)熱。
[0026]當待焊工件焊接完成后，提升機構(gòu)8下降到預(yù)定高度，變位機7將待焊工件放回舉升機構(gòu)5，舉升機構(gòu)5將待焊工件送回流水輸送線1，待焊工件將流向下一工作站。在本實施例中，變位機7夾住待焊工件后，在進行翻轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)時，需要一定的空間，所以舉升機構(gòu)5可以下降一定距離，以避免干涉變位機7。當然，如果變位機7進行翻轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)時不會受到影響，舉升機構(gòu)5則無需下降。
[0027]進一步地，本實施例的預(yù)熱裝置3和焊接機器人4可以對待焊工件的多條焊縫進行焊接。如果待焊工件具有多條焊縫，預(yù)熱裝置3沿懸臂22移動，以逐條預(yù)熱多條焊縫。焊接機器人4沿懸臂22移動，以在預(yù)熱裝置3預(yù)熱當前焊縫時，對上一條已預(yù)熱的焊縫進行焊接。也就是說，預(yù)熱裝置3的預(yù)熱作業(yè)和焊接機器人4的焊接作業(yè)可以并行進行，能夠大幅提升焊接效率和焊接質(zhì)量，節(jié)約作業(yè)時間。
[0028]在本實施例中，預(yù)熱裝置3和焊接機器人4的移動、變位機7翻轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)、提升機構(gòu)8的升降作業(yè)均可由伺服電機驅(qū)動。特別的，在本實施例中，懸臂22上可以設(shè)置滑軌(圖未示)，與滑軌配合設(shè)置行走底座(圖未示)，預(yù)熱裝置3和焊接機器人4均安裝于行走底座上。由于預(yù)熱裝置3和焊接機器人4均由行走底座帶動，進一步提高了集成度。另外，預(yù)熱裝置3和焊接機器人4可以具有多個軸。由于預(yù)熱裝置3和焊接機器人4在作業(yè)時，可以沿同一懸臂22移動，變位機7還可以通過提升機構(gòu)8沿立柱21上下移動，使得預(yù)熱裝置3和焊接機器人4可以在較大的可達范圍內(nèi)進行預(yù)熱和焊接，預(yù)熱裝置3和焊接機器人4就無需選擇大型號，可以選用小型號，從而降低成本。
[0029]在其它一些實施例中，機器人焊接工作站可僅包括立柱21、懸臂22、預(yù)熱裝置3、焊接機器人4、舉升機構(gòu)5和感應(yīng)定位裝置。感應(yīng)定位裝置可采用其它組成結(jié)構(gòu)，只需滿足感應(yīng)待焊工件以及將待焊工件定位在預(yù)定位置即可。當待焊工件經(jīng)過感應(yīng)定位裝置時，感應(yīng)定位裝置感應(yīng)到待焊工件并將待焊工件定位在預(yù)定位置，舉升機構(gòu)5將處于預(yù)定位置的待焊工件舉升到預(yù)定高度，預(yù)熱裝置3對待焊工件的焊縫進行預(yù)熱，焊接機器人4對預(yù)熱后的焊縫進行焊接。當待焊工件焊接完成后，舉升機構(gòu)5將待焊工件送回流水輸送線I。也就是說，舉升機構(gòu)5與預(yù)熱裝置3和焊接機器人4配合，完成對待焊工件的預(yù)熱和焊接。舉升機構(gòu)5對待焊工件的舉升代替了現(xiàn)有的工件搬運，并且預(yù)熱裝置3和焊接機器人4能夠同步進行預(yù)熱和焊接，從而解決了工件焊接自動化程度低的技術(shù)問題。預(yù)熱裝置3和焊接機器人4均可滑動地安裝于懸臂22上，懸臂22又位于流水輸送線I的上方，從而更加合理的利用場地，能夠節(jié)省機器人焊接工作站的占地面積，節(jié)約成本。
[0030]下面將結(jié)合圖4詳細說明本實施例的機器人焊接工作站的工作過程:
[0031]S1:第一感應(yīng)