CN106112229A - 基于机器人的汽车中冷器氩弧焊接站 - Google Patents

基于机器人的汽车中冷器氩弧焊接站 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于机器人的汽车中冷器氩弧焊接站，包括焊接房，其特征在于：还包括机器人、焊接机架、水平旋转变位机和控制盒，所述控制盒与机器人连接，所述机器人的前部设置有焊缝跟踪器和焊枪，所述焊枪连接焊接电源，所述焊接机架上设置有第一定位夹紧装置和第二定位夹紧装置，汽车中冷器的汽车中冷器左气室固定在第一定位夹紧装置，汽车中冷器的汽车中冷器右气室固定在第二定位夹紧装置，所述焊接机架连接在水平旋转变位机上。它是基于机器人的汽车中冷器焊接站，实现了机器人对汽车中冷器焊接加工的自动化控制，取代了传统的人工焊接。

Description

基于机器人的汽车中冷器氩弧焊接站
技术领域
本发明涉及机器人焊接领域，具体涉及一种基于机器人的汽车中冷器氩弧焊接站。
背景技术
目前，在汽车中冷器生产过程中，气室与芯体的焊接大多以手工操作为主，手工操作存在以下不足：1、劳动环境恶劣、劳动强度大，并且焊接过程中释放出大量的金属粉尘颗粒通过呼吸道进入肺部，对焊接工人身心健康带来严重危害,存在极大的安全生产隐患；2、焊接的效率和质量很大程度上受限于焊接工人的操作技能及工作状态，受到周围环境的干扰，操作工人难以长时间保持焊接工作稳定性和一致性。因此，手工焊接存在焊接质量不稳定，焊接效率低等不足。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处，而提供一种基于机器人的汽车中冷器氩弧焊接站。它是基于机器人的汽车中冷器焊接站，实现了机器人对汽车中冷器焊接加工的自动化控制，取代了传统的人工焊接。
本发明的目的是通过如下措施来达到的：一种基于机器人的汽车中冷器氩弧焊接站，包括焊接房，其特征在于：还包括机器人、焊接机架、水平旋转变位机和控制盒，所述控制盒与机器人连接，所述机器人的前部设置有焊缝跟踪器和焊枪，所述焊枪连接焊接电源，所述焊接机架上设置有第一定位夹紧装置和第二定位夹紧装置，汽车中冷器的汽车中冷器左气室固定在第一定位夹紧装置，汽车中冷器的汽车中冷器右气室固定在第二定位夹紧装置，所述焊接机架连接在水平旋转变位机上。
进一步地，所述水平旋转变位机包括机座和机座上向外延伸的两个第一横臂和两个第二横臂，两个第一横臂之间连接有一个焊接机架，两个第二横臂之间连接有一个焊接机架，所述水平旋转变位机通过机器人的外部轴控制水平旋转变位机的水平旋转。
进一步地，所述焊接机架的两侧通过头尾座变位机连接在水平旋转变位机上，所述头尾座变位机通过机器人的外部轴控制带动焊接机架的翻转。
进一步地，所述第一定位夹紧装置包括用于夹紧汽车中冷器左气室上部的第一快速夹具、用于夹紧汽车中冷器左气室中部管口的第二快速夹具和用于夹紧汽车中冷器左气室下部的第三快速夹具，所述第二定位夹紧装置包括用于夹紧汽车中冷器右气室上部的第四快速夹具、用于夹紧汽车中冷器右气室中部管口的第五快速夹具、用于夹紧汽车中冷器右气室下部的第六快速夹具，所述第二快速夹具和第五快速夹具分别通过第一管口卡箍和第二管口卡箍固定汽车中冷器左气室中部管口和汽车中冷器右气室中部管口。
进一步地，所述第一定位夹紧装置和第二定位夹紧装置连接在连接板上，所述连接板的两端通过轴承座可移动地连接在焊接机架的横梁上，所述连接板的两端设置有定位装置并能够与焊接机架上的多个间隔设置的定位孔定位固定。
进一步地，所述第一定位夹紧装置和第二定位夹紧装置通过基板连接在连接板上，所述基板和连接板之间对称设置有两个直线导轨，所述连接板上固定有推拉式快速夹具，所述推拉式快速夹具的拉杆与基板连接。
进一步地，所述焊接机架上设置有定位板，定位板上设置有支撑座，汽车中冷器的汽车中冷器芯体放置在支撑座上。
进一步地，所述焊缝跟踪器通过激光传感器自动搜索焊缝特征，机器人控制焊枪沿着焊缝移动。
进一步地，所述机器人的上方设置有用于吊起焊丝导管和激光传感器电线的平衡吊。
进一步地，所述机器人的上方设置有用于剪切焊丝的清枪剪丝机。
本发明的有益效果如下：本发明是基于机器人的汽车中冷器焊接站，实现了汽车中冷器的快速夹持及装卸，且通过定位夹紧装置与焊接机器人配合，实现了机器人对汽车中冷器焊接加工的自动化控制，通过焊缝跟踪器和焊枪克服了焊缝一致性差的焊接技术难题，取代传统的人工焊接。
同时，本发明设置有水平旋转变位机，通过水平旋转变位机实现将汽车中冷器从装配工位送到焊接工位，而且用于装配工位和焊接工位切换，操作人员在装配工位继续装配下一件产品，提高了生产效率。
此外，本发明设置有头尾座变位机，通过头尾座变位机带动焊接机架的翻转，实现汽车中冷器的正反面自动焊接。
因此，它能减轻工人的劳动强度，提高生产效率高，改善了劳动环境，有益于工人的身心健康，也可以保证焊接加工的稳定性和一致性。
附图说明
图1为本发明的主视结构示意图。
图2为图1的俯视结构示意图。
图3为图1的侧视结构示意图。
图4为图3中汽车中冷器装配在焊接机架上的结构示意图。
图5为图4中第一定位夹紧装置和第二定位夹紧装置固定汽车中冷器的结构示意图。
图中，1-焊接房，2-机器人，3-焊缝跟踪器，4-焊枪，5-头尾座变位机，6-水平旋转变位机，6.1-机座，6.2-第一横臂，6.3-第二横臂，7-控制盒，8-焊接机架，8.1-定位板，8.2-横梁，8.3-轴承座，8.4-连接板，8.5-推拉式快速夹具，8.5.1-拉杆，8.6-支撑座，8.7-基板，8.8-直线导轨，9-第一定位夹紧装置，10-第二定位夹紧装置，9.1-第一快速夹具，9.2-第二快速夹具，9.2.1-第一管口卡箍，9.3-第三快速夹具，10.1-第四快速夹具，10.2-第五快速夹具，10.2.1-第二管口卡箍，10.3-第六快速夹具，11-汽车中冷器，11.1-汽车中冷器芯体，11.2-汽车中冷器左气室，11.3-汽车中冷器右气室，12-平衡吊，13-清枪剪丝机，14-焊接电源。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的实施情况，但它并不构成对本发明的限定，仅做举例而已。同时通过说明，本发明的优点将变得更加清楚和容易理解。
如图1、图2、图3所示：一种基于机器人的汽车中冷器氩弧焊接站，包括焊接房1、机器人2、焊接机架8、水平旋转变位机6、控制盒7，所述控制盒7与机器人2连接，所述机器人2的前部设置有焊缝跟踪器3和焊枪4，所述焊枪4连接焊接电源14，所述焊接机架8上设置有第一定位夹紧装置9和第二定位夹紧装置10，汽车中冷器11的汽车中冷器左气室11.2固定在第一定位夹紧装置9，汽车中冷器11的汽车中冷器右气室11.3固定在第二定位夹紧装置10，所述焊接机架8连接在水平旋转变位机6上。其中，所述焊缝跟踪器3通过激光传感器自动搜索焊缝特征，机器人2控制焊枪4沿着焊缝移动。所述机器人2的上方设置有用于剪切焊丝的清枪剪丝机13。所述机器人2的上方设置有用于吊起焊丝导管和激光传感器电线的平衡吊12。焊接电源14控制焊枪4，焊枪4连接桶装焊丝，桶装焊丝是一种装80～160kg焊丝，机器人2连接主电器箱。在实际应用中，机器人2焊接之前，焊缝跟踪器3的激光传感器自动识别、测量焊缝几何形状和尺寸然后生成控制指令，生成焊缝位置数据，实时修正机器人2运动方向的焊缝跟踪轨迹系统，并根据这些实际计算的数据引导机器人2顺着焊缝行走，这样焊枪4与焊缝的姿态是相对一致的，利于焊接。
如图2所示，水平旋转变位机6包括机座6.1和机座6.1上向外延伸的两个第一横臂6.2和两个第二横臂6.3，两个第一横臂6.2之间连接有一个焊接机架8，两个第二横臂6.3之间连接有一个焊接机架8，所述水平旋转变位机6通过机器人2的外部轴控制水平旋转变位机6的水平旋转。焊接机架8的两侧通过头尾座变位机5连接在水平旋转变位机6上，所述头尾座变位机5通过机器人2的外部轴控制带动焊接机架8的翻转。
如图3、图4、图5所示，所述第一定位夹紧装置9包括用于夹紧汽车中冷器左气室11.2上部的第一快速夹具9.1、用于夹紧汽车中冷器左气室11.2中部管口的第二快速夹具9.2和用于夹紧汽车中冷器左气室11.2下部的第三快速夹具9.3，所述第二定位夹紧装置10包括用于夹紧汽车中冷器右气室11.3上部的第四快速夹具10.1、用于夹紧汽车中冷器右气室11.3中部管口的第五快速夹具10.2、用于夹紧汽车中冷器右气室11.3下部的第六快速夹具10.3，所述第二快速夹具9.2和第五快速夹具10.2分别通过第一管口卡箍9.2.1和第二管口卡箍10.2.1固定汽车中冷器左气室11.2中部管口和汽车中冷器右气室11.3中部管口。
其中，第一定位夹紧装置9和第二定位夹紧装置10连接在连接板8.4上，连接板8.4的两端通过轴承座8.3可移动地连接在焊接机架8的横梁8.2上。所述连接板8.4的两端设置有定位装置并能够与焊接机架8上的多个间隔设置的定位孔定位固定，从而实现连接板8.4不同位置的固定。
其中，第一定位夹紧装置9和第二定位夹紧装置10通过基板8.7连接在连接板8.4上，所述基板8.7和连接板8.4之间对称设置有两个直线导轨8.8，所述连接板8.4上固定有推拉式快速夹具8.5，所述推拉式快速夹具8.5的拉杆8.5.1与基板8.7连接。拉动拉杆8.5.1，带动基板8.7左右移动，从而实现基板8.7上的第一定位夹紧装置9和第二定位夹紧装置10的左右移动。焊接机架8上设置有定位板8.1，定位板8.1上设置有支撑座8.6，汽车中冷器11的汽车中冷器芯体11.1放置在支撑座8.6上。
本发明工作过程为：将汽车中冷器左气室11.2和汽车中冷器右气室11.3分别安装在第一定位夹紧装置9和第二定位夹紧装置10上，将汽车中冷器芯体11.1放在定位板8.1上，推动推拉式快速夹具8.5使连接板8.4上的汽车中冷器左气室11.2和汽车中冷器右气室11.3移动靠近汽车中冷器芯体11.1，完成汽车中冷器11的装配。当操作人员装配完成后，按控制盒7的开关，水平旋转变位机6将汽车中冷器11从装配工位送到焊接工位，操作人员在装配工位继续装配下一件产品。机器人2快速运行到指定位置，焊缝跟踪器3通过激光传感器自动搜索焊缝特征，引导机器人2焊接工作，待汽车中冷器11正面焊接完毕后，头尾座变位机5自动旋转，机器人2继续开始汽车中冷器11背面的焊接。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，应当指出，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于机器人的汽车中冷器氩弧焊接站，包括焊接房(1)，其特征在于：还包括机器人(2)、焊接机架(8)、水平旋转变位机(6)和控制盒(7)，所述控制盒(7)与机器人(2)连接，所述机器人(2)的前部设置有焊缝跟踪器(3)和焊枪(4)，所述焊枪(4)连接焊接电源(14)，所述焊接机架(8)上设置有第一定位夹紧装置(9)和第二定位夹紧装置(10)，汽车中冷器(11)的汽车中冷器左气室(11.2)固定在第一定位夹紧装置(9)，汽车中冷器(11)的汽车中冷器右气室(11.3)固定在第二定位夹紧装置(10)，所述焊接机架(8)连接在水平旋转变位机(6)上。
2.根据权利要求1所述的基于机器人的汽车中冷器氩弧焊接站，其特征在于：所述水平旋转变位机(6)包括机座(6.1)和机座(6.1)上向外延伸的两个第一横臂(6.2)和两个第二横臂(6.3)，两个第一横臂(6.2)之间连接有一个焊接机架(8)，两个第二横臂(6.3)之间连接有一个焊接机架(8)，所述水平旋转变位机(6)通过机器人(2)的外部轴控制水平旋转变位机(6)的水平旋转。
3.根据权利要求1或2所述的基于机器人的汽车中冷器氩弧焊接站，其特征在于：所述焊接机架(8)的两侧通过头尾座变位机(5)连接在水平旋转变位机(6)上，所述头尾座变位机(5)通过机器人(2)的外部轴控制带动焊接机架(8)的翻转。
4.根据权利要求3所述的基于机器人的汽车中冷器氩弧焊接站，其特征在于：所述第一定位夹紧装置(9)包括用于夹紧汽车中冷器左气室(11.2)上部的第一快速夹具(9.1)、用于夹紧汽车中冷器左气室(11.2)中部管口的第二快速夹具(9.2)和用于夹紧汽车中冷器左气室(11.2)下部的第三快速夹具(9.3)，所述第二定位夹紧装置(10)包括用于夹紧汽车中冷器右气室(11.3)上部的第四快速夹具(10.1)、用于夹紧汽车中冷器右气室(11.3)中部管口的第五快速夹具(10.2)、用于夹紧汽车中冷器右气室(11.3)下部的第六快速夹具(10.3)，所述第二快速夹具(9.2)和第五快速夹具(10.2)分别通过第一管口卡箍(9.2.1)和第二管口卡箍(10.2.1)固定汽车中冷器左气室(11.2)中部管口和汽车中冷器右气室(11.3)中部管口。
5.根据权利要求4所述的基于机器人的汽车中冷器氩弧焊接站，其特征在于：所述第一定位夹紧装置(9)和第二定位夹紧装置(10)连接在连接板(8.4)上，所述连接板(8.4)的两端通过轴承座(8.3)可移动地连接在焊接机架(8)的横梁(8.2)上，所述连接板(8.4)的两端设置有定位装置并能够与焊接机架(8)上的多个间隔设置的定位孔定位固定。
6.根据权利要求5所述的基于机器人的汽车中冷器氩弧焊接站，其特征在于：所述第一定位夹紧装置(9)和第二定位夹紧装置(10)通过基板(8.7)连接在连接板(8.4)上，所述基板(8.7)和连接板(8.4)之间对称设置有两个直线导轨(8.8)，所述连接板(8.4)上固定有推拉式快速夹具(8.5)，所述推拉式快速夹具(8.5)的拉杆(8.5.1)与基板(8.7)连接。
7.根据权利要求6所述的基于机器人的汽车中冷器氩弧焊接站，其特征在于：所述焊接机架(8)上设置有定位板(8.1)，定位板(8.1)上设置有支撑座(8.6)，汽车中冷器(11)的汽车中冷器芯体(11.1)放置在支撑座(8.6)上。
8.根据权利要求7所述的基于机器人的汽车中冷器氩弧焊接站，其特征在于：所述焊缝跟踪器(3)通过激光传感器自动搜索焊缝特征，机器人(2)控制焊枪(4)沿着焊缝移动。
9.根据权利要求8所述的基于机器人的汽车中冷器氩弧焊接站，其特征在于：所述机器人(2)的上方设置有用于吊起焊丝导管和激光传感器电线的平衡吊(12)。
10.根据权利要求9所述的基于机器人的汽车中冷器氩弧焊接站，其特征在于：所述机器人(2)的上方设置有用于剪切焊丝的清枪剪丝机(13)。
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