CN103978326A - 一种机器人自动化焊接工作站 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种机器人自动化焊接工作站，该工作站包括机器人焊接单元，该工作站还包括龙门结构单元、行走梁和两个滚动工作台。所述行走梁架设在所述龙门结构单元上，且能够沿所述行走梁轴向的垂直方向在水平面内往复移动；所述机器人焊接单元倒悬安装在所述行走梁上，所述机器人焊接单元能够沿所述行走梁的轴向往复移动；所述滚动工作台用于装夹待焊接件，且所述两个滚动工作台能够沿所述行走梁轴向的垂直方向往复移动，使所述两个滚动工作台交替的位于所述行走梁的下方，令所述机器人焊接单元持续焊接。本发明提供的机器人自动化焊接工作站，用以解决现有的焊接工作台焊接效率低的技术问题。
Description
技术领域
本发明属于焊接设备领域，具体涉及一种机器人自动化焊接工作站。
背景技术
随着机器人在工业中的广泛应用，越来越多工厂开始使用机器人对电气顶盖等大型结构件进行焊接。一方面，由于工件本身尺寸较大且结构复杂，传统的机器人焊接工作台大都仅通过机器人本身的动作，从一侧对电气顶盖等进行焊接，仅通过机器人自身的动作难以对电气顶盖等进行全方位的焊接；另一方面，由于工件本身尺寸较大且结构复杂，人工吊装、组对、焊接工序非常繁琐，上述工序难以配合机器人焊接的高效率作业。因此，传统的焊接工作台稼动率偏低、焊接效率有待提高。
基于此，本发明提供了一种机器人自动化焊接工作站，通过解决上述两方面的问题来提高焊接的效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种机器人自动化焊接工作站，用以解决现有的焊接工作台焊接效率低的技术问题。
基于上述目的，本发明提供了一种机器人自动化焊接工作站，该工作站包括机器人焊接单元，该工作站还包括龙门结构单元、行走梁和两个滚动工作台，其中：
所述行走梁架设在所述龙门结构单元上，且能够沿所述行走梁轴向的垂直方向在水平面内往复移动；
所述机器人焊接单元倒悬安装在所述行走梁上，所述机器人焊接单元能够沿所述行走梁的轴向往复移动；
所述滚动工作台用于装夹待焊接件，且所述两个滚动工作台能够沿所述行走梁轴向的垂直方向往复移动，使所述两个滚动工作台交替的位于所述行走梁的下方，令所述机器人焊接单元持续焊接。
优选的，该工作站还包括润滑单元，所述润滑单元设置于所述龙门结构单元上，用于对龙门结构单元和行走梁进行润滑。
优选的，所述龙门结构单元包括两行两列立柱，每一行立柱上分别架设一横梁，所述行走梁架设在两个所述横梁上；
所述两个滚动工作台交替的位于两行所述立柱之间，且两个所述横梁分别平行于所述滚动工作台的移动方向。
优选的，所述机器人焊接单元包括行走装置、机械手臂和焊接装置；所述行走装置可滑动安装在所述行走梁上，其能够沿所述行走梁的轴向往复移动；所述焊接装置通过所述机械手臂悬装在所述行走装置上。
优选的，所述机器人焊接单元还包括激光焊缝跟踪控制机构，用于控制机械手臂的动作。
优选的，所述行走梁的移动路径和所述机器人焊接单元的移动路径分别设置有拖链。
优选的，所述滚动工作台的运行路径上设置有轨道，所述轨道之间设置有定位装置，所述定位装置对应于所述机器人焊接单元的焊接基准位置；与所述定位装置相对应的，所述滚动工作台底部设置有定位触发模块；
当所述定位触发模块触碰到所述定位装置时，所述滚动工作台停止移动。
优选的，所述工作站还包括主控单元，用于控制所述行走梁、所述滚动工作台和所述机器人焊接单元的动作。
本发明所提供的机器人自动化焊接工作站，机器人焊接单元在行走梁上沿轴向直线移动，以及随着行走梁沿垂直于轴向的方向移动，实现机器人焊接单元的外部直线行走，结合机器人焊接单元的自身动作，实现根据焊接需要适时地调整姿态；并在此基础上，配有双滚动工作台，一滚动工作台配合机器人焊接的同时，另一滚动工作台同步进行下一电气顶盖等焊接件的装夹、定位，双滚动工作台的交替作业，避免了机器人焊接的空置时间，提高了机器人自动化焊接工作台的稼动率，使机器人持续进行焊接作业，提高了工作站的焊接效率。
附图说明
图1为本发明机器人自动化焊接工作站的结构主视图；
图2为本发明机器人自动化焊接工作站的结构侧视图；
图3为本发明机器人自动化焊接工作站的结构俯视图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
结合图1-图3示出了本发明的一具体实施方式，为使附图简单清楚，图2和图3中未示出滚动工作台。如图所示，本发明提供了一种机器人自动化焊接工作站，该工作站包括机器人焊接单元100、龙门结构单元200、行走梁300和两个滚动工作台400。本发明的工作站，一方面，通过龙门结构单元200和行走梁300的配合作用，实现了机器人焊接单元100在水平面内进行x轴、y轴的直线移动，x轴、y轴的直线移动是指沿行走梁300的轴向和垂直于轴向移动，上述直线移动与机器人的自身动作相配合，通过悬吊焊接的方式，实现了焊接姿态的适时调整；另一方面，通过两个滚动工作台400的交替作业，去除了机器人焊接的控制等待时间；结合上述两方面的共同作用，有效提高了工作台的稼动率和焊接效率。具体而言：
所述行走梁300架设在所述龙门结构单元200上，且能够沿所述行走梁300轴向的垂直方向在水平面内往复移动，参见图1中箭头所示方向；所述机器人焊接单元100倒悬安装在所述行走梁300上，所述机器人焊接单元100能够沿所述行走梁300的轴向往复移动，参见图2中箭头所示方向。所述行走梁300沿其轴向的垂直方向在水平面内往复移动，以及所述机器人焊接单元100沿所述行走梁300的轴向往复移动，用于实现所述机器人焊接单元100的外部x轴、y轴直线移动，结合所述机器人焊接单元100的自身动作，在倒悬安装的作用下，快速且准确的进行焊接。
所述滚动工作台400用于装夹待焊接件，且所述两个滚动工作台400能够沿所述行走梁300轴向的垂直方向往复移动，参见图1中所示箭头方向，使所述两个滚动工作台400交替的位于所述行走梁300的下方，令所述机器人焊接单元100持续焊接。焊接作业时，利用焊接工作站中的上料机等辅助设备，将第一件电气顶盖等待焊接件装夹在其中一滚动工作台400上，该滚动工作台400移动至所述行走梁300的下方，所述机器人焊接单元100对该滚动工作台400上的第一件待焊接件进行焊接，在焊接第一件待焊接件的同时，另一滚动工作台400进行第二件待焊接件的装夹作业；第一件待焊接件焊接完成后，位于所述行走梁300下方的所述滚动工作台400移出至其初始位置，同时，另一滚动工作台400携带第二件待焊接件移至所述行走梁300下方，进行第二件待焊接件的焊接，在焊接第二件待焊接件的同时，已卸完第一件焊接件的滚动工作台400继续进行第三件待焊接件的装夹作业；重复上述操作，即可实现机器人焊接的不间断进行，提高了稼动率。
在本发明的优选方案中，所述滚动工作台400的运行路径上设置有轨道410，在所述轨道410之间设置有定位装置420，所述定位装置420对应于机器人焊接单元100的焊接基准位置处，所述滚动工作台400底部对应设置有定位触发模块430，所述滚动工作台400运行至所述行走梁300下方的预设位置处，所述定位触发模块430触碰至所述定位装置420时所述滚动工作台400停止移动，所述滚动工作台400上的待焊接件即达到预设的焊接初始位置，据此确保焊接准确度。
本发明的工作站在焊接过程中，稼动率较高，各单元大都在不停歇的运转，难以借用设备空置时间进行润滑，为此，在本发明的优选方案中，该工作站还包括润滑单元500，所述润滑单元500设置于所述龙门结构单元200上，用于对龙门结构单元200和行走梁300进行实时的润滑，以确保龙门结构单元200和行走梁300的移动精度。
本发明的龙门结构单元200，需要同时满足配合行走梁300的直线移动、供机器人焊接单元100的悬置安装、供两个滚动工作台400的交替出入等装配要求，基于此，本发明的龙门结构单元200优选设置为：所述龙门结构单元200包括两行两列立柱210，每一行立柱210上分别架设一横梁220，所述行走梁300架设在两个所述横梁220上；所述两个滚动工作台400交替的位于两行所述立柱210之间，且两个所述横梁220分别平行于所述滚动工作台400的移动方向。
与上述的行走梁300相适配，所述机器人焊接单元100优选设置为，包括行走装置110、机械手臂120和焊接装置130。所述行走装置110可滑动安装在所述行走梁300上，其能够沿所述行走梁300的轴向往复移动；所述焊接装置130通过所述机械手臂120悬装在所述行走装置110上。
对于所述行走装置110和所述行走梁300的机械驱动，优选采用电机驱动，以提高驱动精度以及尽量使结构紧凑。例如可以设置为：所述行走装置包括电机，以及包括相适配的滚轮和滑轨，所述滑轨对应设置在所述行走梁上，所述电机和所述滚轮位于所述行走装置内，所述电机驱使所述滚轮在所述滑轨上运行；所述行走梁的两端分别设置有驱动轮，所述横梁上分别设置有与所述驱动轮相适配的导轨，所述电机安装在所述行走梁上，所述电机驱使所述驱动轮在所述导轨上运行。
在本发明的另一优选方案中，所述机器人焊接单元还包括激光焊缝跟踪控制机构，用于控制机械手的动作。所述激光焊缝跟踪控制机构基于三角测量原理，采用半导体激光光源结合图像采集器件作为焊接激光传感器(SmartLaser Sensor)，生成焊接接头的一系列三维截面图像，据此控制焊枪的走向，确保焊缝的质量，此为现有技术，本发明不再详细描述，且为使附图简单清楚，图中未示出所述的激光焊缝跟踪控制机构。
本发明具体实施时，在所述行走梁300的移动路径和所述机器人焊接单元100的移动路径分别设置有拖链600，用于放置管线等。
另，为提高本发明工作站的智能化水平，可设置为包括主控单元，用于控制所述行走梁、所述滚动工作台和所述机器人焊接单元的动作，例如可以针对不同的焊接件，预设不同的动作指令。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种机器人自动化焊接工作站，该工作站包括机器人焊接单元，其特征在于，该工作站还包括龙门结构单元、行走梁和两个滚动工作台，其中：
所述行走梁架设在所述龙门结构单元上，且能够沿所述行走梁轴向的垂直方向在水平面内往复移动；
所述机器人焊接单元倒悬安装在所述行走梁上，所述机器人焊接单元能够沿所述行走梁的轴向往复移动；
所述滚动工作台用于装夹待焊接件，且所述两个滚动工作台能够沿所述行走梁轴向的垂直方向往复移动，使所述两个滚动工作台交替的位于所述行走梁的下方，令所述机器人焊接单元持续焊接。
2.根据权利要求1所述的机器人自动化焊接工作站，其特征在于，该工作站还包括润滑单元，所述润滑单元设置于所述龙门结构单元上，用于对龙门结构单元和行走梁进行润滑。
3.根据权利要求1所述的机器人自动化焊接工作站，其特征在于，所述龙门结构单元包括两行两列立柱，每一行立柱上分别架设一横梁，所述行走梁架设在两个所述横梁上；
所述两个滚动工作台交替的位于两行所述立柱之间，且两个所述横梁分别平行于所述滚动工作台的移动方向。
4.根据权利要求3所述的机器人自动化焊接工作站，其特征在于，所述机器人焊接单元包括行走装置、机械手臂和焊接装置；所述行走装置可滑动安装在所述行走梁上，其能够沿所述行走梁的轴向往复移动；所述焊接装置通过所述机械手臂悬装在所述行走装置上。
5.根据权利要求4所述的机器人自动化焊接工作站，其特征在于，所述机器人焊接单元还包括激光焊缝跟踪控制机构，用于控制机械手臂的动作。
6.根据权利要求1所述的机器人自动化焊接工作站，其特征在于，所述行走梁的移动路径和所述机器人焊接单元的移动路径分别设置有拖链。
7.根据权利要求1所述的机器人自动化焊接工作站，其特征在于，所述滚动工作台的运行路径上设置有轨道，所述轨道之间设置有定位装置，所述定位装置对应于所述机器人焊接单元的焊接基准位置；与所述定位装置相对应的，所述滚动工作台底部设置有定位触发模块；
当所述定位触发模块触碰到所述定位装置时，所述滚动工作台停止移动。
8.根据权利要求1-7任一项所述的机器人自动化焊接工作站，其特征在于，所述工作站还包括主控单元，用于控制所述行走梁、所述滚动工作台和所述机器人焊接单元的动作。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20140813 |