CN104959738B - 一种播种机机架柔性焊接工作站 - Google Patents

一种播种机机架柔性焊接工作站 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种播种机机架柔性焊接工作站，涉及机器人柔性焊接工作站技术领域，解决了现有的播种机机架生产效率低和焊接质量不稳定的问题。本发明的主要技术方案为：一种播种机机架柔性焊接工作站，包括:变位机，变位机为两个，至少有一个变位机可移动，以调整两个变位机之间的距离；支撑部，设于两个变位机的内侧，支撑部可在两个变位机之间移动以调整与变位机的距离，支撑部用于支撑和固定工件；焊接机器人，焊接机器人至少为两个，至少两个焊接机器人分别设于两个变位机的外侧，至少位于可移动的变位机一侧的焊接机器人可移动，以配合对应的变位机对工件进行焊接；变位机、支撑部和焊接机器人的移动方向相互平行。

Description

一种播种机机架柔性焊接工作站
技术领域
本发明涉及机器人柔性焊接工作站技术领域，尤其涉及一种播种机机架柔性焊接工作站。
背景技术
目前，播种机已得到广泛的应用，播种机机架是播种机的主要构件，播种机机架型号多，目前机架的焊接一般采用人工方式焊接，存在生产效率低、焊接质量合格率不稳定等问题，使播种机机架焊接成为播种机生产的瓶颈工序。传统播种机机架焊接生产也未考虑不同型号间的相似性，造成焊接生产作业时，不同型号机架转换频繁，生产流程时间长、生产效率低。同时，由于人工焊接时，焊枪倾斜角度不稳定，影响焊接质量，人工焊接飞溅程度大，使焊后打磨工作量加大，进一步影响了生产效率。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种播种机机架柔性焊接工作站，主要目的在于解决现有的播种机机架生产效率低和焊接质量不稳定的问题。
为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：
本发明的实施例提供一种播种机机架柔性焊接工作站，其包括:
变位机，所述变位机为两个，至少有一个所述变位机可移动，以调整所述两个变位机之间的距离；
支撑部，设于所述两个变位机的内侧，所述支撑部可在所述两个变位机之间移动以调整与变位机的距离，所述支撑部用于支撑和固定工件；
焊接机器人，所述焊接机器人至少为两个，所述至少两个焊接机器人分别设于所述两个变位机的外侧，至少位于可移动的变位机一侧的焊接机器人可移动，以配合对应的变位机对工件进行焊接；
所述变位机、所述支撑部和所述焊接机器人的移动方向相互平行。
进一步地，所述变位机包括：变位机头座、变位机尾座和转动装置；
所述转动装置设于所述变位机头座和所述变位机尾座之间，所述转动装置绕水平轴转动；
其中，可移动的变位机的变位机头座和变位机尾座分别设置在各自的导轨上，并分别由伺服电机驱动。
进一步地，所述转动装置上设有第一定位机构，用于固定工件；
所述第一定位机构包括：支撑件、第一挡件和第一锁紧装置；
所述支撑件设于所述转动装置上，并与所述转动装置固定连接，用于支撑工件；
所述第一挡件设于所述转动装置上，并与所述转动装置固定连接，用于限定工件横向移动；
所述第一锁紧装置设于所述转动装置上，与所述支撑件配合，以锁紧工件。
进一步地，所述第一锁紧装置包括水平锁紧装置和垂直锁紧装置；
所述水平锁紧装置采用推拉式快速夹紧器；
所述垂直锁紧装置采用垂直式铰链—杠杆夹紧器；
所述水平锁紧装置上与工件的接触部设有橡胶压头；
所述垂直锁紧装置上与工件的接触部设有橡胶压头。
进一步地，所述支撑部包括第一支撑架和第二支撑架，所述第一支撑架与所述第二支撑架平行设置，且高度相等，所述第一支撑架和所述第二支撑架的间距可调。
所述支撑部上设有第二定位机构，用于固定工件；
所述第二定位机构包括第二挡件和第二锁紧装置；
所述支撑部顶部与所述第一定位机构的所述支撑件高度相当。
进一步地，所述第二锁紧装置为垂直式铰链—杠杆夹紧器；
所述第二锁紧装置上与工件的接触部设有橡胶压头。
进一步地，还包括导轨，所述导轨水平设置；
所述导轨包括：第一导轨、第二导轨和第三导轨，所述第一导轨、所述第二导轨和所述第三导轨相互平行设置；
所述第一导轨和所述第三导轨设于所述第二导轨中间；
所述焊接机器人设于所述第一导轨上，由伺服电机驱动；
所述变位机设于所述第二导轨上；
所述支撑部设于所述第三导轨上。
进一步地，所述第三导轨为滚珠导轨。
进一步地，所述焊接机器人一侧设有清枪剪丝机构。
进一步地，所述变位机变位角度范围为±180°。
本发明实施例提供的一种播种机机架柔性焊接工作站通过如下步骤实施：
将成型钢结构工件按播种机机架结构的左右边梁分别拼装在两个变位机的第一定位机构上，定位并锁紧；
控制焊接机器人，使焊接机器人上的焊枪能到达指定的焊接点，并对对应变位机上的工件进行焊接；
变位机将完成一面焊接的工件翻转，对工件的另一面进行焊接，完成对左边梁和右边梁的焊接；
将成型钢结构工件按播种机机架结构的前后梁拼装在支撑部上，并用第二定位机构固定；
变位机将左右边梁翻转至相应的角度，调整变位机及支撑部的位置，使变位机上的工具和支撑部上的工件组成拼装状态；
焊接机器人对待拼装工件进行焊接，完成播种机机架的整体组装焊接。
借由上述技术方案，本发明一种播种机机架柔性焊接工作站至少具有下列优点：
使播种机机架生产效率提高，同时焊接质量稳定。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种播种机机架柔性焊接工作站的示意图；
图2为图1中转动装置的示意图；
图3为图1中支撑部的示意图。
图中所示：1为导轨，1-1为第一导轨，1-2为第二导轨，1-3为第三导轨，2为变位机，2-1为变位机头座，2-2为变位机尾座，2-3为转动装置，3为支撑部，3-1为第一支撑架，3-2为第二支撑架，4为焊接机器人，5为清枪剪丝机构，6为第一定位机构，6-1为支撑件，6-2为第一锁紧装置，6-21为水平锁紧装置，6-22为垂直锁紧装置，6-3为第一挡件，7为第二定位机构，7-1为第二挡件，7-2为第二锁紧装置；
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
如图1-图3所示，本发明的一个实施例提出的一种播种机机架柔性焊接工作站，其包括:变位机2、支撑部3和焊接机器人4，其中
变位机2为两个，且至少有一个变位机2可移动，以调整两个变位机2之间的距离；
支撑部3设于两个变位机2的内侧，支撑部3可在两个变位机2之间移动以调整与变位机2的距离，支撑部3用于支撑和固定工件；
焊接机器人4至少为两个，至少两个焊接机器人4分别设于两个变位机2的外侧，至少位于可移动的变位机2一侧的焊接机器人4可移动，以配合对应的变位机2对工件进行焊接；
变位机2、支撑部3和焊接机器人4的移动方向相互平行。
为了实现对播种机机架进行可靠锁紧，将变位机2设为两个，焊接时，播种机机架的两侧各设有一个变位机2，两个变位机2从两侧分别对播种机机架进行夹紧固定，可定位精准，锁紧可靠。同时使播种机机架两侧可以同时焊接，提高焊接效率。
本发明提供的实施例中，至少有一个变位机2可移动，从而可以调整两个变位机2之间的距离，保证了对不同宽度机架的适用；变位机2各结构件均采用优质钢材，并进行退火等工艺处理，以保证其强度，防止在对机架进行位置变化时产生变形，造成焊接位置误差增加，进一步影响工件质量。
同时，本发明实施例中，支撑部3设于两个变位机2的内侧，可在两个变位机2之间移动，支撑部3用于支撑和固定工件；保证了支撑部3适应不同机架宽度，以对机架的前后梁等工件的支撑及定位，本实施例中的支撑部3通过在两变位机2之间移动，与变位机2相协调，共同实现对不同宽度机架的适用。
本实施例中焊接机器人4至少为两个，两个焊接机器人4分别设于两个变位机2的外侧，以便实现在对应的变位机一侧对工件进行焊接作业。且至少位于可移动的变位机一侧的焊接机器人4可移动，以配合对应的可移动的变位机2对工件进行焊接，从而针对不同宽度的对播种机机架也可实现两侧的焊接同样方便。
作为上述实施例的优选，本实施例中，变位机采用双座变位机，双座变位机更加适合播种机机架的焊接作业。当变位机可移动时，双座变位机的两个机座分别设置在导轨上，从而实现双座变位机沿其导轨往复移动。两个双座变位机平行设置。本实施例中变位机2包括：变位机头座2-1、变位机尾座2-2和转动装置2-3；
变位机头座2-1、变位机尾座2-2和转动装置2-3分别由伺服电机驱动；转动装置2-3设于变位机头座2-1和变位机尾座2-2之间。
此些伺服电机与焊接机器人4联动，配合焊接机器人4在任意转动角度完成焊接动作，驱动精度可靠，速度可调。
转动装置2-3一端连接变位机头座2-1，另一端连接变位机尾座2-2，变位机头座2-1上设有伺服电机，该伺服电机驱动转动装置2-3旋转和控制转动装置2-3的旋转角度和旋转方向；转动装置2-3为杆件或板件的焊接或紧固组成的框架组件结构，当然，本优选实施例也不排除转动装置2-3为转轴或杆件或板件。
上述伺服电机的动作和焊接机器人4的动作都由预先设定的程序控制，以使机架焊接协调有序；伺服电机包括：驱动变位机2移动的伺服电机，驱动焊接机器人4移动的伺服电机，驱动转动装置2-3转动的伺服电机。
作为上述实施例的优选，转动装置2-3上设有第一定位机构6，用于固定工件；第一定位机构6包括：支撑件6-1、第一挡件6-3和第一锁紧装置6-2；
支撑件6-1设于转动装置2-3上，并与转动装置2-3固定连接，用于支撑工件；
第一挡件6-3设于转动装置2-3上，并与转动装置2-3固定连接，用于限定工件横向移动；
第一锁紧装置6-2设于转动装置2-3上，与支撑件6-1配合，以锁紧工件。
作为上述实施例的优选，第一锁紧装置6-2包括水平锁紧装置6-21和垂直锁紧装置6-22；
水平锁紧装置6-21采用推拉式快速夹紧器；在操作人员对工件进行装卡和紧固时，采用推拉式快速夹紧器，操作方便、快捷，提高作业效率。
垂直锁紧装置6-22采用垂直式铰链—杠杆夹紧器；在操作人员对工件进行装卡和紧固时，采用垂直式铰链—杠杆夹紧器，操作方便、快捷，提高作业效率。
水平锁紧装置6-21上与工件的接触部设有橡胶压头；
垂直锁紧装置6-22上与工件的接触部设有橡胶压头；
作为上述实施例的优选，支撑部3包括第一支撑架3-1和第二支撑架3-2，第一支撑架3-1与第二支撑架3-2平行设置，且高度相等，第一支撑架3-1和第二支撑架3-2的间距可调，以适应对不同宽度机架的焊接需要。两个支撑架上端面为作业平台，方便工件安装。支撑部3为框架结构可以为杆件或板件的焊接件，当然，本优选实施例也不排除框架结构为杆件或板件通过紧固件组装而成。
支撑部3上设有第二定位机构7，用于固定工件；
第二定位机构7包括第二挡件7-1和第二锁紧装置7-2；第二定位机构7对工件的定位通过支撑部3顶部为支撑，支撑部3侧梁对工件水平横向进行限位，设于支撑部3顶部挡件对工件水平纵向进行限位，通过第二锁紧装置7-2对工件垂直方向进行限位，以达到固定工件的目的。
支撑部3顶部与第一定位机构6的支撑件6-1高度相当。
作为上述实施例的优选，第二锁紧装置7-2为垂直式铰链—杠杆夹紧器；第二锁紧装置7-2上与工件的接触部设有橡胶压头。
本优选实施例应用六点定位原理将工件的六个自由度全部限制在夹具中确定的位置，定位主要以支撑件6-1和挡件限制。锁紧由夹紧器完成，第一锁紧装置6-2采用手动快速夹紧，快速方便且维护方便。水平锁紧采用推拉式快速水平夹紧器，垂直方向锁紧采用垂直式铰链——杠杆夹紧器，第一锁紧装置6-2压紧头部采用平底橡胶压头，设置它的目的在于，当工件在焊接产生变形时，第一锁紧装置6-2的橡胶压头防止工件翘变。
作为上述实施例的优选，一种播种机机架柔性焊接工作站，还包括导轨1，导轨1均水平设置，多组导轨1相互平行，导轨1为向上凸起的钢轨，保证导轨1上机器移动到精确和稳定；
导轨1包括：第一导轨1-1、第二导轨1-2和第三导轨1-3；第一导轨1-1、第二导轨1-2和第三导轨1-3相互平行设置；为了播种机机架长度的需要，本优选实施例的变位机2需要的长度较长，则需要第二导轨1-2的宽度较大，使第一导轨1-1的间距和第三导轨1-3的间距均小于第二导轨1-2的间距；
第一导轨1-1和第三导轨1-3设于第二导轨1-2中间；
焊接机器人4设于第一导轨1-1上，由伺服电机驱动；
变位机2设于第二导轨1-2上；
支撑部3设于第三导轨1-3上，第三导轨1-3为滚珠导轨，支撑部3在第三导轨1-3上的移动是通过人工完成。
作为上述实施例的优选，焊接机器人4一侧设有清枪剪丝机构5。清枪剪丝机构5设在焊接工作区外部，辅助焊接机器人4持续维持焊接任务。
作为上述实施例的优选，变位机2变位角度范围为±180°，可配合焊接机器人4对工件进行全方位焊接。
本发明实施例提供的一种播种机机架柔性焊接工作站，实施步骤如下:
将成型钢结构工件按播种机机架结构的左右边梁分别拼装在两个变位机的第一定位机构上，定位并锁紧；
控制焊接机器人，使焊接机器人上的焊枪能到达指定的焊接点，并对对应变位机上的工件进行焊接；
变位机将完成一面焊接的工件翻转，对工件的另一面进行焊接，完成对左边梁和右边梁的焊接；
将成型钢结构工件按播种机机架结构的前后梁拼装在支撑部上，并用第二定位机构固定；
变位机将左右边梁翻转至相应的角度，调整变位机及支撑部的位置，使变位机上的工件和支撑部上的工件组成拼装状态；
焊接机器人对待拼装工件进行焊接，完成播种机机架的整体组装焊接。
本发明实施例的焊接方法采用两个变位机实现了对播种机机架的左右边梁同时焊接，提高了工作效率和进度。焊接完左右边梁后，将播种机机架中部的工件固定在支撑部上，并通过移动变位机和支撑部的位置，以及变位机角度的调整使所有工件组成播种机机架的拼装状态，将焊接机器人移动到对应位置完成对播种机机架的整体焊接。从而适应不同规格尺寸的播种机机架的焊接作业。
本发明实施例的焊接方法可通过上述实施例的焊接工作站实现。并且具体实施时，可用计算机等终端进行控制，根据播种机机架结构需要焊接的部位及焊接顺序编制焊接工作站控制程序，控制变位机2动作使其到达第一工位位置，并将设在变位机2上的第一定位机构6旋转到水平位置，将成型钢结构材料按播种机机架结构规格要求拼装在第一定位机构6上，定位并锁紧；控制焊接机器人4，使焊接机器人4上的焊枪能到达第一工位指定的焊接点，并进行焊接；控制变位机2翻转，以保证播种机机架结构上下面均可得到焊接；完成对左右边梁的焊接；
完成第一定位机构6上焊接后，将变位机2及相应的焊接机器人4移动到第二工位位置；
将成型钢结构材料按播种机机架结构规格要求拼装在支撑部3上，并用第二定位机构7固定；
根据播种机机架结构需要，将支撑部3移动至第二工位相应位置，并将变位机2翻转相应角度，使固定在第一定位机构6上的成型钢结构材料(拼成前后梁)与第二定位机构7上的成型钢结构材料(左右边梁)成拼装状态；
启动焊接工作站控制程序，按设定好的焊接步骤完成播种机机架的整体焊接。
计算机等终端内可预先存储有多种型号的播种机机架的焊接程序。焊接时，通过交互式触摸屏选择对应型号待焊播种机机架，确定工作站系统相应的运行模式，焊接工作站开始工作。变位机2动作使第一定位机构6旋转到水平位置，操作人员将播种机机架左、右边梁待焊结构件移动至第一定位机构6，定位并夹紧，操作人员退出至安全防护区域，焊接机器人4执行焊接工作，焊接完成后，变位机2动作，使工件翻转180°，焊接机器人4继续执行左、右边梁焊接任务，完成此工位焊接。然后，装卡右、左边梁的变位机2及相应的焊接机器人4沿导轨移动到相应型号播种机机架预设位置，变位机2翻转相应角度，使左、右边梁相对应，此时，操作人员将前梁、后梁等结构件装卡在支撑架3上，并调节与左、右边梁的间距，然后焊接机器人4执行机架总焊任务，直至焊接任务完成。
本发明取代了现有播种机机架手工焊接的作业方式，一次性完成播种机机架的焊接任务，减少装夹和搬运时间。本发明适应不同幅宽播种机机架的焊接，生产柔性高。本发明解决了由于人工焊接产生的焊缝质量不稳定，焊接飞溅程度大问题，减少焊后打磨工作量。操作者只需负责工件的装夹，避免了强弧光辐射，确保现场生产人员身体不受伤害。
本发明取代了现有播种机机架手工焊接的作业方式，一次性完成播种机机架的焊接任务，减少装夹和搬运时间。本发明适应不同幅宽播种机机架的焊接，生产柔性高。本发明解决了由于人工焊接产生的焊缝质量不稳定，焊接飞溅程度大问题，减少焊后打磨工作量。操作者只需负责工件的装夹，避免了强弧光辐射，确保现场生产人员身体不受伤害。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种播种机机架柔性焊接工作站，其特征在于：其包括:
变位机，所述变位机为两个，至少有一个所述变位机可移动，以调整所述两个变位机之间的距离；所述变位机包括：变位机头座、变位机尾座和转动装置；
所述转动装置设于所述变位机头座和所述变位机尾座之间，所述转动装置绕水平轴转动；
所述转动装置上设有第一定位机构，用于固定工件；所述第一定位机构包括：支撑件；
所述支撑件设于所述转动装置上，并与所述转动装置固定连接，用于支撑工件；
支撑部，设于所述两个变位机的内侧，所述支撑部可在所述两个变位机之间移动以调整与变位机的距离，所述支撑部用于支撑和固定工件；
焊接机器人，所述焊接机器人至少为两个，所述至少两个焊接机器人分别设于所述两个变位机的外侧，至少位于可移动的变位机一侧的焊接机器人可移动，以配合对应的变位机对工件进行焊接；
所述变位机、所述支撑部和所述焊接机器人的移动方向相互平行；
所述支撑部包括第一支撑架和第二支撑架，所述第一支撑架与所述第二支撑架平行设置，且高度相等，所述第一支撑架和所述第二支撑架的间距可调；
所述支撑部上设有第二定位机构，用于固定工件；
所述第二定位机构包括第二挡件和第二锁紧装置；
所述支撑部顶部与所述第一定位机构的所述支撑件高度相当。
2.根据权利要求1所述的播种机机架柔性焊接工作站，其特征在于，
可移动的变位机的变位机头座和变位机尾座分别设置在各自的导轨上，并分别由伺服电机驱动。
3.根据权利要求2所述的播种机机架柔性焊接工作站，其特征在于，
所述第一定位机构还包括：第一挡件和第一锁紧装置；
所述第一挡件设于所述转动装置上，并与所述转动装置固定连接，用于限定工件横向移动；
所述第一锁紧装置设于所述转动装置上，与所述支撑件配合，以锁紧工件。
4.根据权利要求3所述的播种机机架柔性焊接工作站，其特征在于，
所述第一锁紧装置包括水平锁紧装置和垂直锁紧装置；
所述水平锁紧装置采用推拉式快速夹紧器；
所述垂直锁紧装置采用垂直式铰链—杠杆夹紧器；
所述水平锁紧装置上与工件的接触部设有橡胶压头；
所述垂直锁紧装置上与工件的接触部设有橡胶压头。
5.根据权利要求1所述的播种机机架柔性焊接工作站，其特征在于，
所述第二锁紧装置为垂直式铰链—杠杆夹紧器；
所述第二锁紧装置上与工件的接触部设有橡胶压头。
6.根据权利要求1所述的播种机机架柔性焊接工作站，其特征在于，
还包括导轨，所述导轨水平设置；
所述导轨包括：第一导轨、第二导轨和第三导轨，所述第一导轨、所述第二导轨和所述第三导轨相互平行设置；
所述第一导轨和所述第三导轨设于所述第二导轨中间；
所述焊接机器人设于所述第一导轨上，由伺服电机驱动；
所述变位机设于所述第二导轨上；
所述支撑部设于所述第三导轨上。
7.根据权利要求6所述的播种机机架柔性焊接工作站，其特征在于，
所述第三导轨为滚珠导轨。
8.根据权利要求1所述的播种机机架柔性焊接工作站，其特征在于，
所述焊接机器人一侧设有清枪剪丝机构。
9.根据权利要求1所述的播种机机架柔性焊接工作站，其特征在于，
所述变位机变位角度范围为±180°。
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