CN105798493A - 一种排种器腰带组件焊接方法及柔性焊接工作站 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机器人柔性焊接工作站技术领域，具体涉及一种排种器腰带组件焊接方法及柔性焊接工作站。主要技术方案为：一种排种器腰带组件柔性焊接工作站，包括:变位机；第一装卡装置，设置在变位机上，用于固定待焊工件；第二装卡装置，设置在第一装卡装置的一侧，用于固定待焊工件；焊接机器人，至少为一个，用于焊接固定在第一装卡装置和第二装卡装置上的待焊工件；输送装置，包括:第二输送装置；第二输送装置设置在第一装卡装置和第二装卡装置之间；控制装置分别与变位机、第一装卡装置、第二装卡装置、焊接机器人和输送装置。采用本发明能够提高排种器腰带组件生产效率，使焊接质量稳定。

Description

一种排种器腰带组件焊接方法及柔性焊接工作站

技术领域

本发明涉及机器人柔性焊接工作站技术领域，尤其涉及一种排种器腰带组件焊接方法及柔性焊接工作站。

背景技术

随着国内农业机械行业迅速发展，新疆乃至全国的机械式膜上精量播种机需求量不断增加，行业竞争加剧，对播种器的生产质量和生产效率提出更高的要求。排种器是播种机的核心部件，排种器的质量直接影响播种机整机的稳定性。

目前，播种机制造企业在进行排种器腰带组件焊装作业时，均采用人工焊接。人工焊接，由于受操作人员焊接技术水平的限制，以及工件定位的误差控制等不确定因素影响，使工件成型尺寸偏差较大，尤其工件之间配合、搭接处的间隙偏差较大，难以保证腰带组件焊接质量，进而影响播种机整机的可靠性，而且人工焊接劳动强度大，焊接效率低，难以适应大批量高质量工件的焊接需求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种排种器腰带组件焊接方法及柔性焊接工作站，主要目的在于解决现有的排种器腰带组件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：

一方面，本发明的实施例提供一种排种器腰带组件柔性焊接工作站，包括:

变位机，至少具有两个相互垂直的旋转轴；

第一装卡装置，设置在所述变位机上，被所述变位机驱动回转或翻转；所述第一装卡装置用于固定待焊工件；

第二装卡装置，设置在所述第一装卡装置的一侧，用于固定待焊工件；

焊接机器人，至少为一个，用于焊接固定在所述第一装卡装置和所述第二装卡装置上的待焊工件；

输送装置，包括:第二输送装置；所述第二输送装置设置在所述第一装卡装置和所述第二装卡装置之间，用于将所述第一装卡装置上焊接完成的工件输送至所述第二装卡装置；

控制装置，分别与所述变位机、所述第一装卡装置、所述第二装卡装置、所述焊接机器人和所述输送装置连接。

进一步地，所述输送装置还包括：

第一输送装置，至少具有两个第一输送带，用于分别输送不同的工件。

进一步地，所述第二输送装置包括：

支架；

第二驱动机构，设置在所述支架上；

第二输送带，设置在所述第二驱动机构上，被所述第二驱动机构驱动转动；

第二磁铁，间隔设置在所述第二输送带上，

第二刮板，间隔设置在所述第二输送带的两侧。

进一步地，所述第一装卡装置包括：

第一支撑件，设置在所述变位机上；所述第一支撑件为圆盘状；所述第一支撑件上设有导向槽；

锁紧装置，多个所述锁紧装置沿圆周方向均匀地设置在所述第一支撑件上。

进一步地，所述锁紧装置包括：

压力气缸，一端与所述第一支撑件铰接，另一端铰接有压板；

定位件，设置在所述第一支撑件上，用于配合所述压板固定待焊工件；

退料气缸，设置在所述第一支撑件上，用于推出焊接完成的工件。

进一步地，所述第二装卡装置包括：

第二支撑件；

壳体，能够旋转地设置在所述第二支撑件上；

撑紧件，设置在所述壳体上，能够沿所述壳体的径向运动，用于撑紧待焊工件；

限位挡板，设置在所述壳体上，用于限制待焊工件沿所述壳体的轴向运动；

调节器，设置在所述壳体的内侧，与所述撑紧件连接，用于驱动所述撑紧件。

进一步地，还包括：

第一电机，设置在所述壳体上，用于驱动所述调节器张紧所述撑紧件；

第二电机，设置在所述第二支撑件上，用于驱动所述壳体旋转；

所述第一电机与所述第二电机同轴设置。

进一步地，还包括：

加装机构，设置在所述第二输送装置的一端，用于给所述第二装卡装置加装待焊工件；

所述加装机构包括：变位气缸和送料气缸；

所述变位气缸设置在所述支架上，用于将所述第二输送装置上的待焊工件推送至所述送料气缸的端部；

所述送料气缸设置在所述支架上上，垂直于所述变位气缸，用于将待焊工件推送至所述第二装卡装置。

另一方面，本发明的实施例提供一种排种器腰带组件焊接方法，包括如下步骤：

通过控制装置设置待焊工件对应播种器的参数；

第一输送装置将定嘴和定合页输送至第一装卡装置，完成装卡固定；

将腰带装卡在第二装卡装置上；

焊接机器人对第一装卡装置上的待焊工件进行焊接；

控制装置控制第一装卡装置对完成焊接的定嘴与定合页的工件组件进行退料；

将焊接完成的工件组件安装在第二输送装置上，被输送往加装机构；

加装机构将第二输送装置上的工件组件推送至第二装卡装置；

第二装卡装置对工件组件进行装卡；

控制装置控制焊接机器人对工件组件与腰带进行焊接；焊接完成后对腰带组件进行退料。

进一步地，所述方法上述的焊接工作站进行焊接作业。

借由上述技术方案，本发明排种器腰带组件焊接方法及柔性焊接工作站至少具有下列优点：

焊接机器人对第一装卡装置和第二装卡装置上的工件进行自动焊接，使排种器腰带组件的生产效率提高，焊接的质量稳定。

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排种器腰带组件柔性焊接工作站的示意图；

图2为图1中变位机与第一装卡装置组合的主视示意图；

图3为图2的左视示意图；

图4为图2的俯视示意图；

图5为图1中第二装卡装置的示意图；

图6为图5的主视示意图；

图7为图1中第一输送装置的示意图；

图8为图1中第二输送装置的示意图。

图中所示：

1为变位机，1-1为支撑柱，1-2为轴承座，1-3为转动装置，2为第一输送装置，2-1为定合页输送带、2-2为定嘴输送带，3为原料箱，4为第一装卡装置，4-1为第一支撑件，4-2为锁紧装置，4-21为压力气缸，4-22为退料气缸，4-23为定位件，4-24为压板，5为焊接机器人，6为第二装卡装置，6-1为第二支撑件，6-2为第二电机，6-3为限位挡板，6-4为撑紧件，6-5为调节器，6-6为壳体，6-7为第一电机，7为第二输送装置，7-1为第二刮板，7-2为第二磁铁，7-3为活动夹具，7-31为弹簧顶尖，7-4为支架，7-5为第二输送带，7-6为第二驱动机构，8为加装机构，8-1为变位气缸，8-2为送料气缸，9为退料输送带。

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所示，一方面，本发明的实施例提出一种排种器腰带组件柔性焊接工作站，包括:变位机1、第一装卡装置4、第二装卡装置6、焊接机器人5、输送装置和控制装置。

参考图2至图4，变位机1至少具有两个相互垂直的旋转轴；本实施例优选变位机1为双轴变位机1，双轴变位机1具有两组支撑柱1-1，两组支撑柱1-1上分别设置有轴承座1-2；双轴变位机1还具有转动装置1-3，转动装置1-3设置在两组支撑柱1-1之间，通过轴承座1-2与支撑柱1-1连接；轴承座1-2的内部设有两组深沟球轴承，分别至于两组轴承座1-2中，并有卡簧固定；转动装置1-3能够围绕水平设置的第一轴线和垂直于第一轴线的第二轴线转动；围绕第二轴线转动是由伺服电机驱动，使其能够实现3600旋转；围绕第一轴线转动是由操作人员控制，在轴承座1-2一端设有手动转向盘，驱动转动装置1-3围绕第一轴线旋转，其旋转角度范围为0-135°。第一支撑件4-1与的转动装置1-3通过螺栓连接，被伺服电机驱动旋转，使锁紧装置4-2做360°回转动作，焊接机器人5别完成定嘴与定合页的焊接工作。

本发明提供的工作站可以设置在地面上或机架上；变位机1可以固定在地面上或机架上；

第一装卡装置4设置在变位机1上，被变位机1驱动回转或翻转；第一装卡装置4用于固定待焊工件；第一装卡装置4固定的待焊工件为定嘴和定合页，第一装卡装置4设置在变位机1上，被变位机1驱动转动，以调节合适的角度，使定嘴和定合页被焊接机器人5焊合。

第二装卡装置6设置在第一装卡装置4的一侧，用于固定待焊工件；第二装卡装置6可以固定在地面上或机架上；第二装卡装置6用于对腰带组件的焊接。

焊接机器人5至少为一个，用于焊接固定在第一装卡装置4和第二装卡装置6上的待焊工件；本实施例优选焊接机器人5为一个；焊接机器人5设置在第一装卡装置4和第二装卡装置6的对称线上；以使焊接机器人5至第一装卡装置4的距离和焊接机器人5至第二装卡装置6的距离相当，便于对第一装卡装置4和第二装卡装置6上的工件进行焊接。

为了便于焊接，在焊接机器人5一侧设置有送丝机，以给焊接机器人5送焊丝，同时为喷配合焊接，在焊接机器人5的一侧还设置有清枪剪丝机构。同时配套设有控制柜、焊接电源和保护气体罐等。

参考图8，输送装置包括:第二输送装置7。

第二输送装置7设置在第一装卡装置4和第二装卡装置6之间，用于将第一装卡装置4上焊接完成的工件输送至第二装卡装置6；第二输送装置7上设置有活动夹具7-3，活动夹具7-3用于装夹工件；在活动夹具7-3上设有弹簧顶尖7-31，弹簧顶尖7-31为能够滑动地设置活动夹具7-3上的凸起。设置弹簧顶尖7-31以利于定嘴卡入，完成定嘴的装夹工作，可根据不同类型尺寸定嘴部件更换活动夹具7-3。为了方便活动夹具7-3的回收，在第二输送装置7的一侧设置有退料输送带9，主要实现活动夹具7-3的退料回收工作，在退料输送带9未设刮板7-1。

控制装置与变位机1、第一装卡装置4、第二装卡装置6、焊接机器人5和输送装置连接，用于分别控制变位机1、第一装卡装置4、第二装卡装置6、焊接机器人5和输送装置。控制装置主要由触摸屏、遮光护板、安全光栅以及PLC控制机构组成；焊装工作站四周布置遮光护板，避免对操作人员焊接辐射。遮光护板上设置有工件进料窗口，以使待焊接工件通过遮光护板进入工作站。遮光护板上设置有操作窗口，操作窗口上设置有安全光栅，以保障操作人员安全。在操作窗口的一侧设置物料运输小车，以方便操作人员对工件进行装卸。

作为上述实施例的优选，参考图7，输送装置还包括：第一输送装置2。

第一输送装置2至少具有两个第一输送带，用于分别输送不同的工件。第一输送带优选为两个，分别用于输送定嘴和定合页。第一输送装置2包括：定合页输送带2-1、定嘴输送带2-2和第一驱动机构(图中未示出)；第一驱动机构驱动定合页输送带2-1输送定合页；第一驱动机构驱动定嘴输送带2-2输送定嘴。第一驱动机构可以由伺服电机一和传动辊一组成，由伺服电机一驱动传动辊一转动，进而带动传动辊一上的定合页输送带2-1和定嘴输送带2-2转动。

进一步地，定合页输送带2-1和定嘴输送带2-2上设置有第一磁铁，用于吸附工件；第一磁铁间隔固定设置在定合页输送带2-1和定嘴输送带2-2上；定合页输送带2-1和定嘴输送带2-2上还设置有第一刮板，第一刮板分别设置在定合页输送带2-1和定嘴输送带2-2的两侧，用于限制工件向输送带两侧移动；第一刮板间隔地设置在定合页输送带2-1和定嘴输送带2-2上，与第一磁铁对应设置，使第一磁铁吸附的工件不会向两侧移动。

为了方便供料，在第一输送装置2的一端设置有原料箱3，原料箱3底部设计成倒三角形，中间设有隔板，原料箱3被间隔成两部分，分别用于储存定合页和定嘴。第一输送装置2的定合页输送带2-1和定嘴输送带2-2并行排列设置在原料箱3内部，原料箱3内部的工件被定合页输送带2-1和定嘴输送带2-2上的第一磁铁吸附，然后被定合页输送带2-1和定嘴输送带2-2驱动，输送至第一装卡装置4的附近，以便于将定合页和定嘴装卡在第一装卡装置4上。

进一步地，定嘴输送带2-2的长度为2.2m,以使定嘴输送带2-2上可以摆放20个定嘴；定合页输送带2-1长度2.2m。

作为上述实施例的优选，参考图8，第二输送装置包括：支架7-4、第二驱动机构7-6、第二输送带7-5、第二磁铁7-2和第二刮板7-1。

支架7-4为成型钢材件焊接或紧固而成，用于支撑第二驱动机构7-6和第二输送带7-5；第二驱动机构7-6设置在支架7-4上，用于驱动第二输送带7-5转动，以输送工件；第二输送带7-5设置在第二驱动机构7-6上，被第二驱动机构7-6驱动转动；第二磁铁7-2间隔设置在第二输送带7-5上，用于吸附工件或活动夹具7-3；第二刮板7-1间隔设置在第二输送带7-5的两侧，用于限制工件或活动夹具7-3向第二输送带7-5的两侧移动。

第二驱动机构7-6由伺服电机二和滚筒二组成，伺服电机二布置于第二输送带7-5一侧，为第二输送带7-5提供动力。

进一步地，第二磁铁7-2优选为环形磁铁，以更好地吸附工件。

第二刮板7-1优选为三角刮板，三角刮板通过螺栓固定在第二输送带7-5上。三角刮板结构简单，易固定，可优选防止工件向第二输送带7-5的两侧移动。

作为上述实施例的优选，第一装卡装置4包括：第一支撑件4-1和锁紧装置4-2。

第一支撑件4-1设置在变位机1上；第一支撑件4-1为圆盘状；第一支撑件4-1上设有导向槽；导向槽设置在第一支撑件4-1的平面上，与锁紧装置4-2在第一支撑件4-1上的位置相对应；多个锁紧装置4-2沿圆周方向均匀地设置在第一支撑件4-1上。本实施例优选锁紧装置4-2为10个，间隔角度36°，均匀分布在第一支撑件4-1。

作为上述实施例的优选，锁紧装置4-2包括：压力气缸4-21、定位件4-23和退料气缸4-22。

压力气缸4-21一端与第一支撑件4-1铰接，另一端铰接有压板4-24；本实施例优选压板4-24与压力气缸4-21采用轴销连接，角度可调，便于不同尺寸定嘴装夹。

定位件4-23设置在第一支撑件4-1的中部，用于配合压板4-24固定待焊工件；定位件4-23与第一支撑件4-1通过螺栓连接，以方便根据不同定合页尺寸更换定位块。

退料气缸4-22设置在第一支撑件4-1上，用于推出焊接完成的工件。退料气缸4-22置于气缸支撑件6-4一侧，与压力气缸4-21垂直设置，以完成焊件的自动退料工作。

作为上述实施例的优选，参考图5和图6，第二装卡装置6包括：第二支撑件6-1、壳体6-6、撑紧件6-4、限位挡板6-3和调节器6-5。

第二支撑件6-1为成型钢材焊接件，被用于支撑。

壳体6-6能够旋转地设置在第二支撑件6-1上，被第二支撑件6-1支撑。撑紧件6-4设置在壳体6-6上，能够沿壳体6-6的径向运动，用于撑紧腰带；限位挡板6-3设置在壳体6-6上，用于限制腰带沿壳体6-6的轴向运动；调节器6-5设置在壳体6-6的内侧，与撑紧件6-4连接，用于驱动撑紧件6-4。调节器6-5通过连杆与撑紧件6-4连接。调节器6-5对撑紧件6-4进行调节，可实现不同尺寸半径的腰带装夹、定位动作。第二装卡装置6还包括：第一电机6-7和第二电机6-2。第一电机6-7设置在壳体6-6上，用于驱动调节器6-5张紧撑紧件6-4；第二电机6-2设置在第二支撑件6-1上，用于驱动壳体6-6旋转；第一电机6-7与第二电机6-2同轴设置。第一电机6-7与第二电机6-2分别与控制装置连接，被控制进行动作。

作为上述实施例的优选，还包括：加装机构8。

加装机构8设置在所述第二输送装置6的一端，用于给第二装卡装置6加装待焊工件。加装机构8可以固定在支架7-4上，也可以单独设置支撑结构，用于固定加装机构8。加装机构8加装的待焊工件为定合页与定嘴的焊合组件。加装机构8包括：变位气缸8-1和送料气缸8-2；变位气缸8-1设置在支架7-4上，用于将第二输送装置7上的待焊工件推送至送料气缸8-2的端部；送料气缸8-2设置在支架7-4上，垂直于变位气缸8-1，用于将待焊工件推送至限位挡板6-3。

在输送待焊工件的过程中，可以将待焊工件固定在活动夹具7-3上输送，以方便输送装置对工件进行装夹和输送；在工件被输送至加装机构8一侧时，变位气缸8-1将固定工件的活动夹具7-3推送至送料气缸8-2前端，送料气缸8-2再将活动夹具7-3推送至指定位置。为了方便退料，在送料气缸8-2前端设置环形电磁，以使工件完成焊接后，送料气缸8-2收缩，带动活动夹具7-3退回，进入退料输送带9。

另一方面，本发明的实施例提供一种排种器腰带组件焊接方法，包括如下步骤：

(1)通过控制装置设置待焊工件对应播种器的参数；

(2)第一输送装置2将定嘴和定合页输送至第一装卡装置4，完成装卡固定；

(3)将腰带装卡在第二装卡装置6上；

(4)焊接机器人5对第一装卡装置4上的待焊工件进行焊接；

(5)控制装置控制第一装卡装置4对完成焊接的定嘴与定合页的工件组件进行退料；

(6)将焊接完成的工件组件安装在第二输送装置7上，被输送往加装机构8；

(7)加装机构8将第二输送装置7上的工件组件推送至第二装卡装置6；

(8)第二装卡装置6对工件组件进行装卡；

(9)控制装置控制焊接机器人5对工件组件与腰带进行焊接；焊接完成后对腰带组件进行退料。

本发明的工作工程如下：

操作人员开启工作站，通过控制装置设置待焊工件对应播种器的参数；第一输送装置2开始运转，将原料箱3内的定嘴和定合页输送至第一装卡装置4，操作人员完成完成定嘴和定合页的装卡固定；同时将腰带装卡在第二装卡装置6上；对定嘴和定合页装卡完后，焊接机器人5对第一装卡装置4上的待焊工件进行焊接；焊接完成后，控制装置控制退料气缸4-22动作对完成焊接的定嘴与定合页的工件组件进行退料；操作人员将焊接完成的工件组件安装在第二输送装置7上；工件组件被输送往加装机构8；加装机构8将第二输送装置7上的工件组件推送至第二装卡装置6；控制装置控制第二装卡装置6对工件组件进行装卡，然后控制焊接机器人5对工件组件与腰带进行焊接；焊接完成后，控制第二装卡装置6对腰带组件进行退料，完成焊接。

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 (10)

1.一种排种器腰带组件柔性焊接工作站，其特征在于，包括:

变位机，至少具有两个相互垂直的旋转轴；

第一装卡装置，设置在所述变位机上，被所述变位机驱动回转或翻转；所述第一装卡装置用于固定待焊工件；

第二装卡装置，设置在所述第一装卡装置的一侧，用于固定待焊工件；

焊接机器人，至少为一个，用于焊接固定在所述第一装卡装置和所述第二装卡装置上的待焊工件；

输送装置，包括:第二输送装置；所述第二输送装置设置在所述第一装卡装置和所述第二装卡装置之间，用于将所述第一装卡装置上焊接完成的工件输送至所述第二装卡装置；

控制装置，分别与所述变位机、所述第一装卡装置、所述第二装卡装置、所述焊接机器人和所述输送装置连接。

2.根据权利要求1所述的排种器腰带组件柔性焊接工作站，其特征在于，

所述输送装置还包括：

第一输送装置，至少具有两个第一输送带，用于分别输送不同的工件。

3.根据权利要求1所述的排种器腰带组件柔性焊接工作站，其特征在于，

所述第二输送装置包括：

支架；

第二驱动机构，设置在所述支架上；

第二输送带，设置在所述第二驱动机构上，被所述第二驱动机构驱动转动；

第二磁铁，间隔设置在所述第二输送带上，

第二刮板，间隔设置在所述第二输送带的两侧。

4.根据权利要求1所述的排种器腰带组件柔性焊接工作站，其特征在于，

所述第一装卡装置包括：

第一支撑件，设置在所述变位机上；所述第一支撑件为圆盘状；所述第一支撑件上设有导向槽；

锁紧装置，多个所述锁紧装置沿圆周方向均匀地设置在所述第一支撑件上。

5.根据权利要求4所述的排种器腰带组件柔性焊接工作站，其特征在于，

所述锁紧装置包括：

压力气缸，一端与所述第一支撑件铰接，另一端铰接有压板；

定位件，设置在所述第一支撑件上，用于配合所述压板固定待焊工件；

退料气缸，设置在所述第一支撑件上，用于推出焊接完成的工件。

6.根据权利要求1所述的排种器腰带组件柔性焊接工作站，其特征在于，

所述第二装卡装置包括：

第二支撑件；

壳体，能够旋转地设置在所述第二支撑件上；

撑紧件，设置在所述壳体上，能够沿所述壳体的径向运动，用于撑紧待焊工件；

限位挡板，设置在所述壳体上，用于限制待焊工件沿所述壳体的轴向运动；

调节器，设置在所述壳体的内侧，与所述撑紧件连接，用于驱动所述撑紧件。

7.根据权利要求6所述的排种器腰带组件柔性焊接工作站，其特征在于，还包括：

第一电机，设置在所述壳体上，用于驱动所述调节器张紧所述撑紧件；

第二电机，设置在所述第二支撑件上，用于驱动所述壳体旋转；

所述第一电机与所述第二电机同轴设置。

8.根据权利要求3所述的排种器腰带组件柔性焊接工作站，其特征在于，还包括：

加装机构，设置在所述第二输送装置的一端，用于给所述第二装卡装置加装待焊工件；

所述加装机构包括：变位气缸和送料气缸；

所述变位气缸设置在所述支架上，用于将所述第二输送装置上的待焊工件推送至所述送料气缸的端部；

所述送料气缸设置在所述支架上，垂直于所述变位气缸，用于将待焊工件推送至所述第二装卡装置。

9.一种排种器腰带组件焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：

通过控制装置设置待焊工件对应播种器的参数；

第一输送装置将定嘴和定合页输送至第一装卡装置，完成装卡固定；

将腰带装卡在第二装卡装置上；

焊接机器人对第一装卡装置上的待焊工件进行焊接；

控制装置控制第一装卡装置对完成焊接的定嘴与定合页的工件组件进行退料；

将焊接完成的工件组件安装在第二输送装置上，被输送往加装机构；

加装机构将第二输送装置上的工件组件推送至第二装卡装置；

第二装卡装置对工件组件进行装卡；

控制装置控制焊接机器人对工件组件与腰带进行焊接；焊接完成后对腰带组件进行退料。

10.根据权利要求9所述的一种排种器腰带组件焊接方法，其特征在于，

所述方法采用权利要求1-8任一项所述的焊接工作站进行焊接作业。