CN105269325B - 铝合金门框自动化加工的机器人工作站及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铝合金门框自动化加工的机器人工作站及加工方法。铝合金门框自动化加工的机器人工作站，包括用于存放型材原料的固定料架、用于对型材原料进行加工的刀具装置、用于存放从刀具装置加工获得的边框型材的型材料台、用于将边框型材进行焊接拼装的焊接装置、用于转运型材原料和边框型材的搬运机器人以及用于控制工作站运行的控制机构，固定料架、刀具装置、型材料台、焊接装置环绕于搬运机器人周边布置并处于搬运机器人的工作半径内。替代人工，实现了机器人能代替人工完成更为复杂的逻辑分析，且比人工更为精准的完成各类动作，智能化程度高。

Description

铝合金门框自动化加工的机器人工作站及加工方法

技术领域

本发明涉及铝合金门框加工技术领域，特别地，涉及一种铝合金门框自动化加工的机器人工作站。此外，本发明还涉及一种铝合金门框自动化加工方法。

背景技术

目前，铝合金门框生产，在生产环节中铝合金门框加工、上下料和焊接均以手工操作为主。在生产中，采用人工操作进行加工作业，人为操作存在一定的误差，特别是加工一些异形槽时，加工的表面光洁度非常差；采用人工上下料，人工需要不断的进行重复的劳动操作，人工的工作劳动强度大；采用人工焊接，焊接的效率和质量很大程度上受限于焊接工人的熟练程度及操作状态，且焊接后表面光洁度较差。

现在的生产系统生产中存在以下不足：

1、人工操作切割机对工件进行切割，切割精度有误差，造成不合格品的出现；

2、人工操作机床对工件进行钻孔和铣槽，特别是铣槽时，加工的表面粗糙度非常差，对工人的操作技能要求高；

3、人工上下料，人工需要不断的进行重复的劳动操作，工人的劳动强度大，生产效率低；

4、人工进行焊接，焊接的效率和质量很大程度上受限于焊接工人的熟练程度及操作状态，焊接一致性不好。

发明内容

本发明提供了一种铝合金门框自动化加工的机器人工作站及加工方法，以解决现有铝合金生产系统大多采用人工进行操作，人工操作切割机对工件进行切割，切割精度有误差，造成不合格品的出现；人工操作机床对工件进行钻孔和铣槽，特别是铣槽时，加工的表面粗糙度非常差，对工人的操作技能要求高；人工上下料，人工需要不断的进行重复的劳动操作，工人的劳动强度大，生产效率低；人工进行焊接，焊接的效率和质量很大程度上受限于焊接工人的熟练程度及操作状态，焊接一致性不好的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供一种铝合金门框自动化加工的机器人工作站，包括用于存放型材原料的固定料架、用于对型材原料进行加工的刀具装置、用于存放从刀具装置加工获得的边框型材的型材料台、用于将边框型材进行焊接拼装的焊接装置、用于转运型材原料和边框型材的搬运机器人以及用于控制工作站运行的控制机构，固定料架、刀具装置、型材料台、焊接装置环绕于搬运机器人周边布置并处于搬运机器人的工作半径内。

进一步地，焊接装置包括用于边框型材固定定位并进行焊接作业的焊接平台以及用于对焊接平台上相邻边框型材进行焊接连接的焊接机器人，焊接平台上设有用于放置边框型材的型材放置位，型材放置位对应设有用于沿竖直方向压紧边框型材的压紧装置以及用于在水平方向上将边框型材向相邻边框型材方向顶推的顶紧装置，在相邻边框型材的转角位置或在边框型材的端部位置设有用于限制边框型材顶推距离的限位块。

进一步地，刀具装置包括机座、设于机座上的夹紧座以及装于夹紧座内的电机主轴；电机主轴的输出端装有用于切割型材原料的切割刀具、用于在边框型材上钻孔的钻孔刀具或者用于在边框型材上铣槽的铣刀刀具；机座或夹紧座上还设有用于输出气体以冷却刀具的气吹管。

进一步地，搬运机器人的工作半径内还设有用于将加工好的边框型材送出工作站进行外设安装再送回工作站的滑台；滑台包括滑台架、装配于滑台架上的直线导轨、装配于直线导轨上的导轨滑座、装配于导轨滑座上的滑板、输出端连接于滑板上并与直线导轨平行设置的无杆气缸、设于无杆气缸底部用于缓冲作用力的液压缓冲器、装配于滑板上用于固定边框型材的定位块一以及用于控制定位块一夹持边框型材的摆角气缸一。

进一步地，搬运机器人的输出主轴上设有用于夹持型材原料或边框型材的夹具；夹具包括夹紧气缸以及设于夹紧气缸输出端的气缸夹爪。

进一步地，型材料台包括用于放置边框型材中的长边框的长料中转台以及用于放置边框型材中的短边框的短料台；长料中转台和短料台均包括支架、设于支架上的定位块二以及用于控制定位块二夹持边框型材的摆角气缸二。

进一步地，固定料架包括支撑架、挡板以及定位件。

进一步地，控制机构包括用于控制固定料架、刀具装置、型材料台、焊接装置和搬运机器人的总控制柜、用于控制焊接机器人的焊接控制柜以及用于控制搬运机器人的搬运控制柜。

根据本发明的另一方面，还提供了一种铝合金门框自动化加工方法，步骤如下：a、将型材原料从固定料架上转运至刀具装置处，通过切割刀具斜切形成第一长边框和第二短边框；b、将第一短边框放入短料台固定待命；将第一长边框的平面端进行斜切并进行铣槽和钻孔；c、将第一长边框送入滑台安装外设；将待命的第一短边框取出并送至刀具装置处，对第一短边框的平面端进行斜切并放回短料台；d、将第一长边框放置于焊接平台上并沿竖向压紧，再以第一长边框为基准，将第一短边框放置于焊接平台上进行固定；e、重复步骤a、b、c获取第二长边框和第二短边框；f、以第一长边框为基准，将第二长边框和第二短边框放置于焊接平台上进行固定；g、焊接机器人焊接形成铝合金门框，解除对铝合金门框的固定并通过搬运机器人转移，以进行下一组铝合金门框的加工。

进一步地，步骤f中的焊接，具体步骤如下：抓取第一长边框放于焊接平台上的型材放置位，通过两组压紧装置同步压紧固定长边框型材；抓取第一短边框、第二短边框以及第二长边框相对于已固定好的第一长边框进行对应放置；通过与第一短边框相应的顶紧装置顶推第一短边框至相应的限位块；同时，通过与第二短框边相应的顶紧装置顶推第二短边框至相应的限位块；通过与第二长边框相应的两组顶紧装置同步顶推第二长边框至相应的限位块；第一短边框、第二短边框和第二长边框分别通过相应的压紧装置进行压紧定位；控制焊接机器人进行焊接形成铝合金门框；松开所有的顶紧装置和压紧装置，以取出铝合金门框。

本发明具有以下有益效果：

本发明铝合金门框自动化加工的机器人工作站，采用机器人抓取工件在刀具装置上智能化加工(切割、铣槽和钻孔)；机器人抓取工件能够配合焊接平台对工件进行智能化装夹；替代人工，实现了机器人能代替人工完成更为复杂的逻辑分析，且比人工更为精准的完成各类动作，智能化程度高。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的铝合金门框自动化加工的机器人工作站的结构示意图；

图2是本发明优选实施例的焊接装置的结构示意图；

图3是本发明优选实施例的刀具装置的结构示意图；

图4是本发明优选实施例的滑台的结构示意图；

图5是本发明优选实施例的夹具的结构示意图；

图6是本发明优选实施例的型材料台的结构示意图；

图7是本发明优选实施例的固定料架的结构示意图。

图例说明：

1、固定料架；101、支撑架；102、挡板；103、定位件；2、刀具装置；201、机座；202、夹紧座；203、电机主轴；204、切割刀具；205、钻孔刀具；206、铣刀刀具；207、气吹管；3、型材料台；301、支架；307、定位块二；308、摆角气缸二；4、焊接装置；401、焊接平台；402、焊接机器人；403、压紧装置；4031、压紧气缸；4032、压杆；4033、压头；404、顶紧装置；4041、导轨；4042、顶推板；4043、顶推气缸；405、限位块；5、搬运机器人；6、控制机构；601、总控制柜；602、焊接控制柜；603、搬运控制柜；7、边框型材；8、滑台；801、滑台架；802、直线导轨；803、导轨滑座；804、滑板；805、无杆气缸；806、液压缓冲器；807、定位块一；808、摆角气缸一；9、夹具；901、夹紧气缸；902、气缸夹爪。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。

图1是本发明优选实施例的铝合金门框自动化加工的机器人工作站的结构示意图；图2是本发明优选实施例的焊接装置的结构示意图；图3是本发明优选实施例的刀具装置的结构示意图；图4是本发明优选实施例的滑台的结构示意图；图5是本发明优选实施例的夹具的结构示意图；图6是本发明优选实施例的型材料台的结构示意图；图7是本发明优选实施例的固定料架的结构示意图。

如图1所示，本实施例的铝合金门框自动化加工的机器人工作站，包括用于存放型材原料的固定料架1、用于对型材原料进行加工的刀具装置2、用于存放从刀具装置2加工获得的边框型材7的型材料台3、用于将边框型材7进行焊接拼装的焊接装置4、用于转运型材原料和边框型材7的搬运机器人5以及用于控制工作站运行的控制机构6，固定料架1、刀具装置2、型材料台3、焊接装置4环绕于搬运机器人5周边布置并处于搬运机器人5的工作半径内。本发明铝合金门框自动化加工的机器人工作站，采用机器人抓取工件在刀具装置上智能化加工(切割、铣槽和钻孔)；机器人抓取工件能够配合焊接平台对工件进行智能化装夹；替代人工，实现了机器人能代替人工完成更为复杂的逻辑分析，且比人工更为精准的完成各类动作，智能化程度高。

如图1和图2所示，本实施例中，焊接装置4包括用于边框型材7固定定位并进行焊接作业的焊接平台401以及用于对焊接平台401上相邻边框型材7进行焊接连接的焊接机器人402。焊接平台401上设有用于放置边框型材7的型材放置位。型材放置位对应设有用于沿竖直方向压紧边框型材7的压紧装置403以及用于在水平方向上将边框型材7向相邻边框型材7方向顶推的顶紧装置404。在相邻边框型材7的转角位置或在边框型材7的端部位置设有用于限制边框型材7顶推距离的限位块405。

将边框型材7放入型材放置位，并用压紧装置403对放入型材放置位的边框型材7进行定位，以放入型材放置位的边框型材7作为整个铝合金门框的拼装基础进行其他方向的边框定位，从而保证边框定位的准确性和统一性；通过顶紧装置404沿水平方向将边框型材7向限位块405方向顶推，通过限位块405限制边框型材7的水平推进方向，通过顶紧装置404以及限位块405的匹配使用完成型材放置位以外的边框型材7拼装位置的精确定位，同时采用与各个位置相对应的压紧装置403对边框型材7分别进行压紧固定，从而完成整个铝合金门框的固定定位；采用焊接机器人402按照预定路径对铝合金门框的各个连接位置进行焊接，保持焊接缝的饱满度以及表面光洁度，有效提高焊接的效率和质量。适用于各种型号尺寸的铝合金门窗加工。可选地，采用工业机器人进行边框型材7的抓取和放置，以减少人工直接参与，从而提高工作效率。

边框型材7包括长边框型材7和短边框型材7。铝合金门框由至少两根短框型材以及至少两根长边框型材7拼合焊接而成。以形成不同的拼装结构，使得使用范围更广。每一根边框型材7均设有相应的压紧装置403和相应的顶紧装置404。以方便各个边框型材7的位置调整以及位置固定。

每一根边框型材7均设有相应的至少两组压紧装置403以及相应的至少两组顶紧装置404。以保证顶推时的结构稳定性，有效防止边框型材7的偏转。多组压紧装置403沿垂直于边框型材7轴线的边框型材7中截面对称分布于边框型材7的侧方位。使得压紧力均匀施加于边框型材7的上表面，有效防止外力造成的边框型材7偏转或失稳，以保证压紧固定时的结构稳定性。多组顶紧装置404沿垂直于边框型材7轴线的边框型材7中截面对称分布于边框型材7的侧方位。方便施加顶推力。

每一根边框型材7均设有相应的至少两组压紧装置403以及相应的至少两组顶紧装置404。以保证顶推时的结构稳定性，有效防止边框型材7的偏转。压紧装置403分布于边框型材7两端部位。顶紧装置404分布于边框型材7两端部位。使得压紧力均匀施加于边框型材7两端部的上表面，有效防止外力造成的边框型材7偏转或失稳，以保证压紧固定时的结构稳定性。

压紧装置403包括沿竖直方向驱动的压紧气缸4031、设于压紧气缸4031输出端上的压杆4032以及设于压杆4032端部并悬停于型材放置位上方的压头4033。

本实施例中，可选地，顶紧装置404包括至少两条沿垂直于边框型材7方向布置的导轨4041、活动连接于导轨4041上并平行于边框型材7布置的顶推板4042以及输出端连接于顶推板4042中心的顶推气缸4043。通过顶推板4042将顶推气缸4043施加的作用力均匀分散于整个边框型材7的侧面，使得边框型材7能够平稳的推进，有效防止边框型材7偏转或失稳。顶紧装置404采用至少两组顶推气缸4043，顶推气缸4043分布于边框型材7的两端，顶推气缸4043的输出端直接顶抵于边框型材7的侧壁面上。通过顶推气缸4043均匀向边框型材7的两端施加顶推力，使得边框型材7能够平稳的推进，有效防止边框型材7偏转或失稳。

焊接机器人402处于铝合金门框的中部或者铝合金门框的周边。方便焊接加工。可以适用于大型铝合金门框以及小型铝合金门框的焊接作业。焊接机器人402底部固接或者焊接机器人402底部通过与铝合金门框形状相匹配的环形滑轨滑动连接。方便焊接加工。可以适用于大型铝合金门框以及小型铝合金门框的焊接作业。

焊接平台401通过地脚板固接于地面。保证整体结构在焊接作业时的结构稳定性。焊接平台401外还设有用于将边框型材7从固定料架1上搬运至型材放置位的搬运机器人5。

如图1和图3所示，本实施例中，刀具装置2包括机座201、设于机座201上的夹紧座202以及装于夹紧座202内的电机主轴203。电机主轴203的输出端装有用于切割型材原料的切割刀具204、用于在边框型材7上钻孔的钻孔刀具205或者用于在边框型材7上铣槽的铣刀刀具206。机座201或夹紧座202上还设有用于输出气体以冷却刀具的气吹管207。

如图1和图4所示，本实施例中，搬运机器人5的工作半径内还设有用于将加工好的边框型材7送出工作站进行外设安装再送回工作站的滑台8。滑台8包括滑台架801、装配于滑台架801上的直线导轨802、装配于直线导轨802上的导轨滑座803、装配于导轨滑座803上的滑板804、输出端连接于滑板804上并与直线导轨802平行设置的无杆气缸805、设于无杆气缸805底部用于缓冲作用力的液压缓冲器806、装配于滑板804上用于固定边框型材7的定位块一807以及用于控制定位块一807夹持边框型材7的摆角气缸一808。

如图1和图5所示，本实施例中，搬运机器人5的输出主轴上设有用于夹持型材原料或边框型材7的夹具9.夹具9包括夹紧气缸901以及设于夹紧气缸901输出端的气缸夹爪902。

如图1和图6所示，本实施例中，型材料台3包括用于放置边框型材7中的长边框的长料中转台以及用于放置边框型材7中的短边框的短料台。长料中转台和短料台均包括支架301、设于支架301上的定位块二307以及用于控制定位块二307夹持边框型材7的摆角气缸二308。

如图1和图7所示，本实施例中，固定料架1包括支撑架101、挡板102以及定位件103。

如图1所示，本实施例中，控制机构6包括用于控制固定料架1、刀具装置2、型材料台3、焊接装置4和搬运机器人5的总控制柜601、用于控制焊接机器人402的焊接控制柜602以及用于控制搬运机器人5的搬运控制柜603。

本实施例的铝合金门框自动化加工方法，步骤如下：a、将型材原料从固定料架1上转运至刀具装置2处，通过切割刀具204斜切形成第一长边框和第二短边框；b、将第一短边框放入短料台固定待命；将第一长边框的平面端进行斜切并进行铣槽和钻孔；c、将第一长边框送入滑台8安装外设；将待命的第一短边框取出并送至刀具装置2处，对第一短边框的平面端进行斜切并放回短料台；d、将第一长边框放置于焊接平台401上并沿竖向压紧，再以第一长边框为基准，将第一短边框放置于焊接平台401上进行固定；e、重复步骤a、b、c获取第二长边框和第二短边框；f、以第一长边框为基准，将第二长边框和第二短边框放置于焊接平台401上进行固定；g、焊接机器人402焊接形成铝合金门框，解除对铝合金门框的固定并通过搬运机器人5转移，以进行下一组铝合金门框的加工。

本实施例中，步骤f中的焊接，具体步骤如下：抓取第一长边框放于焊接平台401上的型材放置位，通过两组压紧装置403同步压紧固定长边框型材7；抓取第一短边框、第二短边框以及第二长边框相对于已固定好的第一长边框进行对应放置；通过与第一短边框相应的顶紧装置404顶推第一短边框至相应的限位块405；同时，通过与第二短框边相应的顶紧装置404顶推第二短边框至相应的限位块405；通过与第二长边框相应的两组顶紧装置404同步顶推第二长边框至相应的限位块405；第一短边框、第二短边框和第二长边框分别通过相应的压紧装置403进行压紧定位；控制焊接机器人402进行焊接形成铝合金门框；松开所有的顶紧装置404和压紧装置403，以取出铝合金门框。

实施时，铝合金门框自动化加工的机器人工作站包括由焊接机器人402、搬运机器人5、刀具装置2、焊接平台401、夹具9、滑台8、短料台、长料中转台、固定料架1、焊接电源、总控制柜、焊接机器人402控制柜、搬运机器人5控制柜、转运小车等构成，集成了机械、电气、控制、焊接等综合技术的机器人工作站。刀具装置2、焊接平台401、夹具9、滑台8、短料台、长料中转台、固定料架1均在搬运机器人5的作用半径内。总控制柜控制刀具装置2、焊接平台401、夹具9、滑台8、短料台、长料中转台和固定料架1。焊接机器人402控制柜控制焊接机器人402。搬运机器人5控制柜控制搬运机器人5。

铝合金门框自动化加工的机器人工作站，除了智能化工作模式，还具有单站工作模式机加站单循环模式和焊接站单循环模式。由人员配合，搬运机器人5单站可完成配件机加，焊接机器人402可单站完成焊接。机加站单循环模式：是将加工完成的工件均不再由搬运机器人5放到焊接平台401，改为堆放到转运小车，以备后用。焊接站单循环模式：人工在焊接平台401处上料，按下按钮，夹具装置自动夹紧，机器人开始焊接；焊接完毕，焊接机器人402回到初始位置，夹具装置自动打开，人工取出门体。如此循环。

工作流程：

第一步：人工将L长原材堆放至固定料架1可放多件物料上。固定料架1可自动对齐原材。当缺料时声光报警提示人工补料。

第二步：搬运机器人5从固定料架1取L长原材，移至刀具装置2上切割刀具204处进行C度斜切。切割成A和B的两段具体切成多长的两段以实际需要为准，A+B＝L。

第三步：搬运机器人5将A的一段放到短料台，摆角气缸二308将短边框A压紧，在长料中转台放下B的一段调整气爪抓取的位置，重新抓起B的一段在切割刀具204上切去C度角的废料；移动到铣刀工具铣出D个矩形槽和E个ΦF的孔；然后移动到钻孔工具，在D个矩形槽两端钻出共G个ΦH的孔，由此完成长边框B的加工。

第四步：搬运机器人5将长边框B放到滑台8上，两个摆角气缸一808将长边框B压紧，滑台8移出，人工开始给长边框B上铰链。在短料台两个摆角气缸二308松开短料A，机器人取出A的短料，移动到刀具装置2切割刀具204处切去C度角的废料，短料加工成为短边框A。

第五步：搬运机器人5将短边框A放到短料台上，然后滑台8将装好铰链的长边框B送回站内。机器人抓取长边框B放到焊接平台401上，气缸压紧长边框B，再将短边框A放到焊接平台401上。

第六步：机器人返回固定料架1重复第二步搬运机器人5从固定料架1取L长原材，移至刀具装置2上切割机处进行C度斜切。切割成A和B的两段具体切成多长的两段以实际需要为准，A+B＝L。

第七步：搬运机器人5将B的一段放到长料中转台上。再放下A的一段，调整气爪位置，重新抓起A的一段。然后在切割刀具204上切去C度角的废料，再将其放到焊接平台401上。

第八步：机器人抓起B的一段移动到切割刀具204，切去C度角。调整气爪位置，然后到铣刀工具铣出锁孔槽，最后由机器人将长边框B放到焊接平台401上。

第九步：启动焊接平台401上的气缸，夹紧门体的四个边框。焊接机器人402开始焊接门体。焊接完成后，机器人取出门体在转运小车上码垛。

工作站循环反复运行。

焊接平台401，其结构如下：

焊接平台401可对工件实现自动化定位和压紧，自动装夹完成后，焊接机器人402接到传递的信息后对工件实施焊接。焊接平台401包括顶紧装置404、压紧装置403、限位块405、地脚板、导轨、夹具体和底架。其中，夹具体和底架通过螺栓固连在一起。顶紧装置404对工件进行合拢定位，压紧装置403可实现对工件的可靠压紧。

压紧装置403均安装有标准气缸，标准气缸由电磁阀进行控制，电磁阀为两位五通阀。每个标准气缸进气、出气口均安装节流阀，控制气流速度，可控制气缸压紧时所产生的冲击力。顶紧装置404均安装有紧凑型气缸，紧凑型气缸由电磁阀进行控制，电磁阀为两位五通阀。焊接平台401的整个气路压力由单独的过滤减压阀进行控制。

工作流程：

第一步：搬运机器人5抓取长边框B放到焊接平台401上，压紧装置403自动同步压紧长边框B。

第二步：搬运机器人5依次抓取短边框A、长边框B、短边框A放在焊接平台401上。

第三步：顶紧装置404自动同步顶推动短边框A和短边框A贴紧限位块405。

第四步：顶紧装置404自动同步顶推动长边框B贴紧限位块405。

第五步：压紧装置403自动同步压紧短边框A、长边框B和短边框A。

第六步：装夹完成后，焊接机器人402开始焊接门体。

第七步：焊接完成后，依次进行：压紧装置403和顶紧装置404的松开，

第八步：机器人取出门体在转运小车上码垛。

刀具装置2，其结构如下：

刀具装置2能对工件进行自动化切割、钻孔和铣槽，搬运机器人5通过变换角度位置在刀具装置2上完成工件的快速加工。刀具装置2包括机座201、夹紧座202、电机主轴203、切割刀具204、钻孔刀具205、铣刀刀具206和气吹管207等。电机主轴203通过夹紧座202固连在机座201上。三个电机主轴203分别安装切割刀具204、钻孔刀具205和铣刀刀具206。水箱对三个电机主轴203进行冷却，以冷却电机主轴203在长时间高速旋转产生的热量，可延长电机主轴203的使用寿命。气吹管207分别安装在切割刀具204处、钻孔刀具205处和铣刀刀具206处。气吹管207不断的送气对正在进行加工的刀具进行冷却，可延长刀具的使用寿命。气吹管207送气由电磁阀控制，电磁阀为两位三通阀。

工作流程：

第一步：电机主轴203启动快速旋转。

第二步：搬运机器人5从固定料架1取L长原材，移至刀具装置2上切割刀具204处进行C度斜切。切割成A和B的两段

第三步：搬运机器人5抓起B的一段在切割刀具204上切去C度角的废料；移动到铣刀工具铣出D个矩形槽和E个ΦF的孔；然后移动到钻孔工具，在D个矩形槽两端钻出共G个ΦH的孔，由此完成长边框B的加工；

第四步：搬运机器人5取出A的短料，移动到切割刀具204处切去C度角的废料，短料加工成为短边框A；

第五步：搬运机器人5从固定料架1取L长原材，移至刀具装置2上切割机处进行C度斜切。切割成A和B的两段；

第七步：搬运机器人5抓起A的一段。然后在切割刀具204上切去C度角的废料，再将其放到焊接平台401上。

第八步：机器人抓起B的一段移动到切割刀具204上切去C度角。调整气爪位置，然后到铣刀工具铣出锁孔槽，最后由机器人将长边框B放到焊接平台401上。

滑台8，其结构如下：

滑台8是将工件边框送出工作站外，方便员工在站外进行铰链的安装，起到了保护员工的人身安全的作用。铰链装配完毕后，滑台8再将工件边框送回站内，方便搬运机器人5的抓取。滑台8主要包括定位块一807、摆角气缸一808、滑板804、直线导轨802、无杆气缸805、液压缓冲器806、滑台8架和导轨滑座803等。无杆气缸805固连于滑台8架上，无杆气缸805和滑板804连接，滑板804通过导轨滑座803固连于直线导轨802上，滑板804移进、移出极限位置处分别装有液压缓冲器806，可对滑板804移进、移出至极限位置时起到缓冲的作用。摆角气缸一808由电磁阀进行控制，电磁阀为两位五通阀。

工作流程：

第一步：搬运机器人5将长边框B放到滑台8定位块一807上定位，两个摆角气缸一808将长边框B压紧，启动无杆气缸805，滑板804带动长边框B通过导轨移出，人工开始给长边框B上铰链。

第二步：铰链装好后，滑板804通过导轨将装好铰链的长边框B送回站内，两个摆角气缸一808松开，机器人抓取长边框B放到焊接平台401上。

夹具9，其结构如下：

夹具9可以对工件料框的实现快速夹紧，夹持牢固可靠。夹具9包括夹具本体、强力夹紧缸和气缸气爪。强力夹紧缸通过电磁阀进行控制，电磁阀为两位五通阀，可同时或单独地进行夹紧和松开。强力夹紧缸在压紧时，也通过先导单向阀进行控制，即使在断气时，也可保持一定压力对工件进行压紧。夹具9安装有压力传感器，当气路断气时，反馈信号给搬运机器人5，使其停止工作，消除安全隐患。夹具9的整个气路压力由单独的过滤减压阀进行控制。

长料中转台和短料台，其结构如下：

长料中转台和短料台可对件边框进行定位，也可实现对工件边框中转的作用。长料中转台和短料台均包括定位块二307、摆角气缸二308、支架301、和地脚板。摆角气缸二308由电磁阀进行控制，电磁阀为两位五通阀，长料中转台、短料台及滑台8的整个气路压力由单独过滤减压阀进行控制。

工作流程：

搬运机器人5将工件放到定位块二307上定位，两摆角气缸二308将工件压紧，当机器人再次抓取工件时，两摆角气缸二308松开工件。

固定料架1，其结构如下：

固定料架1是固定工件边料用的。固定料架1包括挡板102、支撑架101、定位支块和地脚板等组成。固定料架1在每块工件边料的下方安装有感应传感器，可声光报警提示人工补料。

工作流程：

工件放在支撑架101定位支块上进行定位，挡板102对工件的一端进行定位，支撑架101上安装有感应传感器，当支撑架101上缺料时，会发出感应信号给机器人，使其停止工作，声光报警提示人工补料。

机器人抓取工件能够在刀具装置2上智能化加工切割、铣槽和钻孔；机器人抓取工件能够配合焊接平台401对工件进行智能化装夹；替代人工，实现了机器人能代替人工完成更为复杂的逻辑分析，且比人工更为精准的完成各类动作，智能化程度高。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种铝合金门框自动化加工的机器人工作站，其特征在于，

包括用于存放型材原料的固定料架(1)、用于对型材原料进行加工的刀具装置(2)、用于存放从所述刀具装置(2)加工获得的边框型材(7)的型材料台(3)、用于将所述边框型材(7)进行焊接拼装的焊接装置(4)、用于转运所述型材原料和所述边框型材(7)的搬运机器人(5)以及用于控制工作站运行的控制机构(6)，

所述固定料架(1)、所述刀具装置(2)、所述型材料台(3)、所述焊接装置(4)环绕于所述搬运机器人(5)周边布置并处于所述搬运机器人(5)的工作半径内；

所述搬运机器人(5)的工作半径内还设有用于将加工好的所述边框型材(7)送出工作站进行外设安装再送回工作站的滑台(8)；

所述滑台(8)包括滑台架(801)、装配于所述滑台架(801)上的直线导轨(802)、装配于所述直线导轨(802)上的导轨滑座(803)、装配于所述导轨滑座(803)上的滑板(804)、输出端连接于所述滑板(804)上并与所述直线导轨(802)平行设置的无杆气缸(805)、设于所述无杆气缸(805)底部用于缓冲作用力的液压缓冲器(806)、装配于所述滑板(804)上用于固定所述边框型材(7)的定位块一(807)以及用于控制所述定位块一(807)夹持所述边框型材(7)的摆角气缸一(808)；

所述无杆气缸(805)固连于所述滑台(8)架上，所述无杆气缸(805)和所述滑板(804)连接，所述滑板(804)通过所述导轨滑座(803)固连于所述直线导轨(802)上，所述滑板(804)移进、移出极限位置处分别装有所述液压缓冲器(806)，以对所述滑板(804)移进、移出至极限位置时起到缓冲的作用。

2.根据权利要求1所述的铝合金门框自动化加工的机器人工作站，其特征在于，

所述焊接装置(4)包括用于所述边框型材(7)固定定位并进行焊接作业的焊接平台(401)以及用于对所述焊接平台(401)上相邻所述边框型材(7)进行焊接连接的焊接机器人(402)，

所述焊接平台(401)上设有用于放置所述边框型材(7)的型材放置位，

所述型材放置位对应设有用于沿竖直方向压紧所述边框型材(7)的压紧装置(403)以及用于在水平方向上将所述边框型材(7)向相邻所述边框型材(7)方向顶推的顶紧装置(404)，

在相邻所述边框型材(7)的转角位置或在所述边框型材(7)的端部位置设有用于限制所述边框型材(7)顶推距离的限位块(405)。

3.根据权利要求1所述的铝合金门框自动化加工的机器人工作站，其特征在于，

所述刀具装置(2)包括机座(201)、设于所述机座(201)上的夹紧座(202)以及装于所述夹紧座(202)内的电机主轴(203)；

所述电机主轴(203)的输出端装有用于切割型材原料的切割刀具(204)、用于在所述边框型材(7)上钻孔的钻孔刀具(205)或者用于在所述边框型材(7)上铣槽的铣刀刀具(206)；

所述机座(201)或所述夹紧座(202)上还设有用于输出气体以冷却刀具的气吹管(207)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的铝合金门框自动化加工的机器人工作站，其特征在于，

所述搬运机器人(5)的输出主轴上设有用于夹持所述型材原料或所述边框型材(7)的夹具(9)；

所述夹具(9)包括夹紧气缸(901)以及设于所述夹紧气缸(901)输出端的气缸夹爪(902)。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的铝合金门框自动化加工的机器人工作站，其特征在于，所述型材料台(3)包括用于放置所述边框型材(7)中的长边框的长料中转台以及用于放置所述边框型材(7)中的短边框的短料台；

所述长料中转台和所述短料台均包括支架(301)、设于所述支架(301)上的定位块二(307)以及用于控制所述定位块二(307)夹持所述边框型材(7)的摆角气缸二(308)。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的铝合金门框自动化加工的机器人工作站，其特征在于，

所述固定料架(1)包括支撑架(101)、挡板(102)以及定位件(103)。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的铝合金门框自动化加工的机器人工作站，其特征在于，

所述控制机构(6)包括用于控制所述固定料架(1)、所述刀具装置(2)、所述型材料台(3)、所述焊接装置(4)和所述搬运机器人(5)的总控制柜(601)、用于控制焊接机器人(402)的焊接控制柜(602)以及用于控制所述搬运机器人(5)的搬运控制柜(603)。

8.一种铝合金门框自动化加工方法，采用权利要求1-7中任一项所述的铝合金门框自动化加工的机器人工作站，其特征在于，

步骤如下：

a、将型材原料从固定料架(1)上转运至刀具装置(2)处，通过切割刀具(204)斜切形成第一长边框和第二短边框；

b、将第一短边框放入短料台固定待命；将第一长边框的平面端进行斜切并进行铣槽和钻孔；

c、将第一长边框送入滑台(8)安装外设；将待命的第一短边框取出并送至刀具装置(2)处，对第一短边框的平面端进行斜切并放回短料台；

d、将第一长边框放置于焊接平台(401)上并沿竖向压紧，再以第一长边框为基准，将第一短边框放置于焊接平台(401)上进行固定；

e、重复步骤a、b、c获取第二长边框和第二短边框；

f、以第一长边框为基准，将第二长边框和第二短边框放置于焊接平台(401)上进行固定；

g、焊接机器人(402)焊接形成铝合金门框，解除对铝合金门框的固定并通过搬运机器人(5)转移，以进行下一组铝合金门框的加工。

9.根据权利要求8所述的铝合金门框自动化加工方法，其特征在于，

所述步骤f中的焊接，具体步骤如下：

抓取第一长边框放于焊接平台(401)上的型材放置位，通过两组压紧装置(403)同步压紧固定长边框型材(7)；

抓取第一短边框、第二短边框以及第二长边框相对于已固定好的第一长边框进行对应放置；

通过与第一短边框相应的顶紧装置(404)顶推第一短边框至相应的限位块(405)；同时，通过与第二短框边相应的顶紧装置(404)顶推第二短边框至相应的限位块(405)；

通过与第二长边框相应的两组顶紧装置(404)同步顶推第二长边框至相应的限位块(405)；

第一短边框、第二短边框和第二长边框分别通过相应的压紧装置(403)进行压紧定位；

控制焊接机器人(402)进行焊接形成铝合金门框；

松开所有的顶紧装置(404)和压紧装置(403)，以取出铝合金门框。