CN101780584B - 一种用于注塑机机架的焊接机器人工作站系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于注塑机机架的焊接机器人工作站系统，包括焊接机器人、焊接装置、机器人移动滑台、焊枪冷却装置、智能寻位跟踪装置和机器人控制箱，焊接机器人安装在机器人移动滑台上；焊接装置分别与焊接机器人和焊枪冷却装置连接；机器人控制箱分别与焊接机器人、机器人移动滑台、焊接装置和智能寻位跟踪装置相连，用于控制焊接机器人的移动和焊接。本系统能够对注塑机机架上平面及其他能焊到的焊缝自动进行MAG焊接，保证了产品的焊接质量和效率。

Description

一种用于注塑机机架的焊接机器人工作站系统

技术领域

本发明涉及自动焊接技术领域，特别是涉及一种用于注塑机机架的焊接机器人工作站系统。

背景技术

现有技术中，焊接主要通过人工焊接来完成，人工焊接是由工人手持焊接工具，在电弧高温下熔化焊料从而将物件连接在一起，在该操作过程中，由于电、光、热辐射及火花、粉尘以及有害气体，对人体造成了直接的伤害，虽然工人在焊接时带有防护面罩，但是仍然不能完全避免伤害。而且人工焊接还存在如下不足：1.焊接效率低，人工成本高；2.焊点不均匀，缺陷率高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于注塑机机架的焊接机器人工作站系统，能够对注塑机机架上平面及其他能焊到的焊缝自动进行MAG焊接。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种用于注塑机机架的焊接机器人工作站系统，包括焊接机器人、焊接装置、机器人移动滑台、焊枪冷却装置、智能寻位跟踪装置和机器人控制箱，所述的焊接机器人安装在所述的机器人移动滑台上；所述的焊接装置分别与所述的焊接机器人和焊枪冷却装置连接；所述的智能寻位跟踪装置与所述的焊接装置相连；所述的机器人控制箱分别与所述的焊接机器人、机器人移动滑台、焊接装置和智能寻位跟踪装置相连，用于控制焊接机器人的移动和焊接；所述的机器人移动滑台的一侧设有注塑机机架。

所述的用于注塑机机架的焊接机器人工作站系统的机器人移动滑台包括伺服电机、齿轮齿条、减速机、滑台支架、直线导轨、机器人底座和机器人滑板；所述的直线导轨安装在所述的滑台支架两侧；所述的齿轮齿条安装在所述的滑台支架和机器人滑板之间；所述的机器人滑板固定安装在所述的直线导轨上；所述的伺服电机和减速机安装在所述的机器人滑板上；所述的机器人底座安装在所述的机器人滑板上，用来安装焊接机器人；所述的滑台支架上还设有坦克链导线装置；所述的坦克链导线装置与所述的伺服电机相连，用于连接所有设备的通讯线及电源的移动及安装。

所述的滑台支架分为三节，并通过定位板和螺栓进行连接；所述的滑台支架的底板设有高度调节座；所述的直线导轨分为三节并与所述的滑台支架相对应。

所述的用于注塑机机架的焊接机器人工作站系统的焊接装置包括焊机、送丝装置和焊枪；所述的焊机分别与所述的送丝装置和焊枪相连；所述的焊枪安装在所述的焊接机器人上。

所述的送丝装置采用四轮送丝机构；所述的焊枪具有防碰传感器。

所述的用于注塑机机架的焊接机器人工作站系统的机器人控制箱具有PLC控制功能和自诊断，显示和报警功能。

所述的用于注塑机机架的焊接机器人工作站系统的智能寻位跟踪装置通过在所述的机器人控制箱中加装相应的板卡和软件来实现。

所述的用于注塑机机架的焊接机器人工作站系统的注塑机机架的枕板焊接在机架的两边，焊接的部分位于面板的底部。

有益效果

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：将焊接机器人置于机器人移动滑台上，通过机器人控制箱对焊接路径、焊接参数、控制机器人、焊机、滑台协调动作，机器人能够自动对注塑机机架上平面及其他能焊到的焊缝进行MAG焊接，保证了产品的焊接质量和效率。

附图说明

图1是本发明的主视图；

图2是本发明的俯视图；

图3是本发明机器人移动滑台的主视图；

图4是本发明机器人移动滑台的俯视图；

图5是本发明机器人移动滑台的左视图；

图6是本发明的注塑机机架示意图

图7是本发明焊接机器人安装图；

图8是本发明智能寻位跟踪装置电路图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。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附权利要求书所限定的范围。

本发明的实施方式涉及一种用于注塑机机架的焊接机器人工作站系统，如图1和图2所示，包括焊接机器人1、焊接装置2、机器人移动滑台3、焊枪冷却装置4、智能寻位跟踪装置5和机器人控制箱6，所述的焊接机器人1安装在所述的机器人移动滑台3上；所述的焊接装置2分别与所述的焊接机器人1和焊枪冷却装置4连接；所述的智能寻位跟踪装置5与所述的焊接装置2相连；所述的机器人控制箱6分别与所述的焊接机器人1、机器人移动滑台3、焊接装置2和智能寻位跟踪装置5相连，用于控制焊接机器人1的移动和焊接；所述的机器人移动滑台的一侧设有注塑机机架8。

图3和图4所示的是机器人移动滑台3，包括伺服电机31、齿轮齿条32、减速机33、滑台支架34、直线导轨35、机器人底座36和机器人滑板37；所述的直线导轨35安装在所述的滑台支架34两侧；所述的齿轮齿条32安装在所述的滑台支架34和机器人滑板37之间；所述的机器人滑板37固定安装在所述的直线导轨35上；所述的伺服电机31和减速机33安装在所述的机器人滑板上；所述的机器人底座36安装在所述的机器人滑板37上，用来安装焊接机器人1；所述的滑台支架34上还设有坦克链导线装置38；所述的坦克链导线装置38与所述的伺服电机31相连，用于连接所有设备的通讯线及电源的移动及安装。所述的滑台支架34分为三节，并通过定位板和螺栓进行连接；所述的滑台支架34的底板设有高度调节座；所述的直线导轨35分为三节并与所述的滑台支架相对。

所述的用于注塑机机架的焊接机器人工作站系统的焊接装置2包括焊机、送丝装置和焊枪；所述的焊机分别与所述的送丝装置和焊枪相连；所述的焊枪安装在所述的焊接机器人上。所述的送丝装置采用四轮送丝机构；所述的焊枪具有防碰传感器。

所述的用于注塑机机架的焊接机器人工作站系统的机器人控制箱6具有PLC控制功能和自诊断，显示和报警功能。

所述的用于注塑机机架的焊接机器人工作站系统的智能寻位跟踪装置5通过在所述的机器人控制箱6中加装相应的板卡和软件来实现。

所述的用于注塑机机架的焊接机器人工作站系统的注塑机机架8的枕板81焊接在机架的两边，焊接的部分位于面板82的底部，如图6所示。

以下通过一个具体的实施例来进一步说明本发明。

焊接机器人采用日本OTC A II-V6机器人，通过连接器和缆线组连接机器人与机器人控制箱，在连接时需要注意的是，必须在连接机器人控制箱体内部执行接地处理。其中，机器人控制箱主要控制机器人本体的运动以及周边装置的作业(如：机器人移动滑台、焊接装置和智能寻位跟踪装置等)。机器人控制箱还能够对焊接电源的电压、焊接电流、多方式起弧、收弧等进行控制；还具有焊接参数的自动提示功能。机器人控制箱的主要功能如下：示教方式：示教盒编程示教；控制方式：点位运动控制，轨迹运动控制；坐标控制：关节、直角/圆柱、工具、工件坐标系，用户坐标系；用户程序编辑：具有编辑、插入、修正、删除功能；速度控制：直线、圆弧设定及等速控制；焊接条件设定：直接数字设定；摆弧方式及摆弧参数设定。机器人控制箱还具有PLC控制功能和自诊断，显示和报警功能，如位置软、硬超限，焊枪碰撞，门开关，过流，过压，欠压，内部过热，控制异常，伺服异常，外设异常，急停机等故障的诊断。

焊机使用由青岛OTC组装(日本OTC公司生产)的型号为DM500(CO2/MAG)焊机系统。其电源电压为380V±10％，采用三相电路，其频率为50/60Hz，输出电流30～500A，暂截率为100％，采用机器人界面，具有一元化调节功能。送丝装置采用日本OTC公司制造的四轮送丝机构AF-4011，最大送丝速度为22m/min，采用机器人接口。焊枪采用日本OTC公司制造的型号为RT5000W空冷焊枪，具有防碰传感器SSB。

机器人移动滑台由滑台支架、日本OTC原厂伺服电机及日本RV减速机、精密直线导轨导向，精密齿轮齿条传动实现机器人快速平稳移动，同时设置有坦克链导线装置等。其中，滑台支架由厚板材焊接后进行回火处理，以消除其内应力，后精加工而成，全长共8300mm，为降低加工工艺难度及运输难度，该支架由三节组成，并通过定位板及螺栓连接而成，底板设定有高度调节座，以适应各种高低的注塑机机架；直线导轨需要耐磨且精度高，安装在滑台支架的两侧，为与滑台支架匹配，同样由三节组成，主要实现精确导向及滑动；齿轮齿条为高精度齿轮齿条副，由标准1000mm齿条连接而成，实现精确平稳传动；坦克链导线装置主要用于连接所有设备的通讯线及电源的移动及安装；机器人底座由型钢及板材焊接后精加工而成，主要用于连接机器人滑板与焊接机器人，其中，焊接机器人可通过各种螺母和/或螺栓安装在机器人底座上，如图7所示；机器人滑板固定在直线导轨上，用于安装伺服电机、减速机和机器人底座之用；采用原装进口OTC伺服电机，可以和机器人通信，并进行协同运动，采用RV(日本原装进口)伺服专用减速机，配合OTC伺服电机控制机器人的前后移动。

智能寻位跟踪装置用于焊接前确定工件上的定位点。此系统在使用时只需在机器人控制箱内加装相应的板卡及加载软件，并不需要在焊枪上安装任何附加感应器。在寻位模式下系统会给加载板卡上的感应器通电，当焊枪喷嘴和工件接触时形成的电流会转换为停止信号给机器人控制系统。其电路图如图8所示，在发生感应后，图中的继电器单元会打开MS1和MS2开始焊接工作。在比较实际工件位置与程序设定位置之后，系统会对路径进行修正，从而作出准确地定位。对一个点进行准确定位需要3次定位过程，寻位的距离和速度可以根据需要定义。一般完整的寻位过程依据工件复杂程度不同需要8-12秒不等。寻位功能可用于确定焊道的开始点和结束点，也可以对曲线焊道上的多个点进行定位。寻位形成的轨迹可以进行三维的移动、旋转及倾斜，以适应另一个工位的相同工件，不需要重新寻位。由于本系统的工作原理使得本系统仅适用于表面可导电的工件，喷嘴主要用于以角焊道为主的开放表面的寻位，也可在狭窄区域(如V形槽)的进行寻位。

本发明在进行工作前，先将注塑机所有部件手工点焊，然后将其放在自制的注塑机机架上。机器人焊接系统、机器人移动滑台和智能寻位跟踪系统由机器人示教盒编程设定焊接路径、焊接参数，再控制机器人、焊机、滑台协调动作，自动对注塑机机架上平面及其他能焊到的焊缝进行MAG焊接。

不难发现，系统运行过程中，系统能自动报警。电弧间断，自动停机。整个工作站系统结构设计合理，具有足够的刚度，并采用先进、成熟、可靠的技术，具有全自动焊接功能，保证满足产品的焊接质量和效率。系统具有良好的动态品质，所选伺服驱动系统和执行元件精度高、可靠性好、响应速度快。

Claims (7)

1.一种用于注塑机机架的焊接机器人工作站系统，包括焊接机器人(1)、焊接装置(2)、机器人移动滑台(3)、焊枪冷却装置(4)、智能寻位跟踪装置(5)和机器人控制箱(6)，其特征在于，所述的焊接机器人(1)安装在所述的机器人移动滑台(3)上；所述的焊接装置(2)分别与所述的焊接机器人(1)和焊枪冷却装置(4)连接；所述的智能寻位跟踪装置(5)与所述的焊接装置(2)相连；所述的机器人控制箱(6)分别与所述的焊接机器人(1)、机器人移动滑台(3)、焊接装置(2)和智能寻位跟踪装置(5)相连，用于控制焊接机器人(1)的移动和焊接；所述的机器人移动滑台(3)的一侧设有注塑机机架(8)。

2.根据权利要求1所述的用于注塑机机架的焊接机器人工作站系统，其特征在于，所述的机器人移动滑台(3)包括伺服电机(31)、齿轮齿条(32)、减速机(33)、滑台支架(34)、直线导轨(35)、机器人底座(36)和机器人滑板(37)；所述的直线导轨(35)安装在所述的滑台支架(34)两侧；所述的齿轮齿条(32)安装在所述的滑台支架(34)和机器人滑板(37)之间；所述的机器人滑板(37)固定安装在所述的直线导轨(35)上；所述的伺服电机(31)和减速机(33)安装在所述的机器人滑板(37)上；所述的机器人底座(36)安装在所述的机器人滑板(37)上，用来安装焊接机器人(1)；所述的滑台支架(34)上还设有坦克链导线装置(38)；所述的坦克链导线装置(38)与所述的伺服电机(31)相连，用于连接所有设备的通讯线及电源的移动及安装。

3.根据权利要求2所述的用于注塑机机架的焊接机器人工作站系统，其特征在于，所述的滑台支架(34)分为三节，并通过定位板和螺栓进行连接；所述的滑台支架(34)的底板设有高度调节座；所述的直线导轨(35)分为三节并与所述的滑台支架(34)相对应。

4.根据权利要求1所述的用于注塑机机架的焊接机器人工作站系统，其特征在于，所述的焊接装置(2)包括焊机、送丝装置和焊枪；所述的焊机分别与所述的送丝装置和焊枪相连；所述的焊枪安装在所述的焊接机器人上。

5.根据权利要求4所述的用于注塑机机架的焊接机器人工作站系统，其特征在于，所述的送丝装置采用四轮送丝机构；所述的焊枪具有防碰传感器。

6.根据权利要求1所述的用于注塑机机架的焊接机器人工作站系统，其特征在于，所述的智能寻位跟踪装置通过在所述的机器人控制箱中加装相应的板卡和软件来实现。

7.根据权利要求1所述的用于注塑机机架的焊接机器人工作站系统，其特征在于，所述的注塑机机架(8)的枕板(81)焊接在机架的两边，焊接的部分位于面板(82)的底部。

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