CN107685209B - 一种环保型行走三工位机器人焊接工作站 - Google Patents

一种环保型行走三工位机器人焊接工作站 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种环保型行走三工位机器人焊接工作站，包括底座，所述底座上安装有可沿所述底座左右运动的双联旋转变位机，所述双联旋转变位机后方固定设置有焊接机器人；所述双联旋转变位机包括依次设置的第一旋转机构、从动机构、第二旋转机构；所述底座上还固定设置有焊接环保装置，所述焊接机器人伸入所述焊接环保装置内。本发明中工件的上下料与机器人的焊接工作可以同时进行，有效解决了工人在上下料过程中的安全隐患问题；采用气动夹料机构来装夹工件，缩短上下料时间，同时解决了采用弹簧夹紧的方式因焊接应力导致卸料困难的问题；通过设置焊接环保装置，工人上下料过程中几乎接触不到有害排放物，降低了工人患慢性疾病的概率。

Description

一种环保型行走三工位机器人焊接工作站
技术领域
本发明涉及机器人焊接技术领域，特别涉及一种环保型行走三工位机器人焊接工作站。
背景技术
在机器人自动焊接领域，在焊接如客车台阶踏步骨架等这类跨度长、宽度大、正面背面均需焊接的复杂工件时，通常采用以下两种解决方案，第一种方案，机器人固定不动，在机器人的两侧各安装一套旋转变位机的双工位布局，在工件的宽度超过工人臂展极限的情况下，往往无法完成上下料；第二种方案，机器人通过行走机构控制行走，双工位旋转变位机固定不动的双工位布局，由于工件宽度大，需要工人从旋转变位机的内外两侧进行上下料，容易发生工人与机器人行走机构干涉的现象，存在极大的安全隐患。
此外，针对横梁、竖梁交错复杂的工件，定位工装通常采用推码、压码或者弹簧的夹紧方式，工人在装夹工件时耗费大量时间，装夹效率低，采用弹簧夹紧的方式，在焊接后产生的焊接应力也会导致卸料困难甚至无法卸料。
再者，传统焊接生产线在工作时产生的烟尘、废气等有害排放物主要由安装在厂房内的设备来进行环保处理，工人难以避免地长期、大面积接触有害排放物，也容易导致一些慢性病。
有鉴于此，本发明人设计了一种环保型行走三工位机器人焊接工作站，本案由此产生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种环保型行走三工位机器人焊接工作站，以提高上下料效率，保障工人安全，并提高焊接效率。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种环保型行走三工位机器人焊接工作站，包括底座，所述底座上安装有可沿所述底座左右运动的双联旋转变位机，所述双联旋转变位机后方固定设置有焊接机器人；所述双联旋转变位机包括依次设置的第一旋转机构、从动机构、第二旋转机构，所述第一旋转机构、第二旋转机构对称设置在所述从动机构左右两侧，所述第一旋转机构与所述从动机构之间安装有第一工装，所述从动机构与第二旋转机构之间安装有第二工装，所述第一工装与所述第二工装结构相同；所述第一工装包括由所述第一旋转机构控制的固定座、安装在所述固定座上用于夹持工件竖梁的若干气动夹料机构、安装在所述固定座上用于夹持工件横梁的若干压码；所述气动夹料机构包括第一气缸、长轴、第二气缸、若干直线轴承组件以及若干持料块，所述第一气缸与第二气缸相对设置，并通过所述长轴连接，若干所述直线轴承组件均安装在所述固定座上，所述持料块与所述长轴滑动连接，并通过螺丝固定，所述持料块包括持料块本体及安装在所述持料块本体上的球头柱塞；所述固定座上固定安装有若干L形靠板；所述持料块与所述L形靠板相互配合；所述底座上还固定设置有焊接环保装置，所述焊接机器人伸入所述焊接环保装置内，所述焊接环保装置包括长方形安装架、设于所述安装架外围的防弧装置、设于所述安装架前方的观察窗以及设于所述安装架顶部的排烟除尘设备。
优选地，所述双联旋转变位机一侧固定安装有立式伺服电机，所述立式伺服电机输出轴连接有齿轮，所述底座上沿左右方向装有齿条和若干滑轨，所述齿轮与所述齿条啮合，所述双联旋转变位机在立式伺服电机驱动下沿所述滑轨直线运动。
优选地，所述底座两端安装有气动定位机构，所述气动定位机构包括上下气缸及由所述上下气缸控制的定位柱，所述定位柱端部为锥形结构，所述双联旋转变位机两端安装有定位板，所述定位板上安装有带锥形定位孔的定位座，所述定位柱与所述定位座相互配合。
本发明的有益效果是：本发明中焊接机器人固定不动，双联旋转变位机上安装两个工件，且可沿底座左右运动，使得工件的上下料与机器人的焊接工作可以同时进行，互不干扰，有效解决了工人在上下料过程中的安全隐患问题，大大提高了焊接效率；采用气动夹料机构来装夹工件，安装拆卸方便，缩短上下料时间，提高工件装夹效率，同时解决了采用弹簧夹紧的方式因焊接应力导致卸料困难的问题；通过设置焊接环保装置，使得机器人焊接工作始终在密闭、环保的的空间内进行，工人上下料过程中几乎接触不到烟尘、废气等有害排放物，降低了工人患慢性疾病的概率，进一步保证了工人的人身健康。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明中双联旋转变位机的结构示意图。
图3为本发明中第一工装的结构示意图。
图4为本发明中焊接环保装置的结构示意图。
图5为本发明中底座的结构示意图。
图6为本发明中气动定位机构的结构示意图。
图7为本发明中气动夹料机构的结构示意图。
图8为本发明中局部放大图A。
具体实施方式
如图1-2所示，本发明揭示了一种环保型行走三工位机器人焊接工作站，包括底座1，所述底座1上安装有可沿所述底座1左右运动的双联旋转变位机2，所述双联旋转变位机2后方固定设置有焊接机器人3；所述双联旋转变位机2包括依次设置的第一旋转机构21、从动机构22、第二旋转机构23，所述第一旋转机构21、第二旋转机构23对称设置在所述从动机构22左右两侧，所述第一旋转机构21与所述从动机构22之间安装有第一工装24，所述从动机构22与第二旋转机构23之间安装有第二工装25，所述第一工装24与所述第二工装25结构相同。本实施例中，底座1上从左到右依次为第一工位、第二工位和第三工位，其中，第二工位始终为焊接工位，工作时，首先将两个工件通过双联旋转变位机2安装，然后移动双联旋转变位机2至底座1左端，启动焊接机器人3并在第二工位进行自动焊接加工，焊接加工完成后移动双联旋转变位机2至底座1右端，启动焊接机器人3并在第二工位进行自动焊接加工，同时工人在第三工位进行下料再上料工作，待焊接、下料、上料均完成后，再移动双联旋转变位机2至底座1左端，启动焊接机器人3并在第二工位进行自动焊接加工，此时工人在第一工位进行下料再上料工作，以此类推，实现流水线式自动焊接作业。
如图3所示，所述第一工装24包括由所述第一旋转机构21控制的固定座24a、安装在所述固定座24a上用于夹持工件竖梁的若干气动夹料机构24b、安装在所述固定座24a上用于夹持工件横梁的若干压码24c；如图7所示，所述气动夹料机构24b包括第一气缸b1、长轴b2、第二气缸b3、若干直线轴承组件b4以及若干持料块b5，所述第一气缸b1与第二气缸b3相对设置，并通过所述长轴b2连接，若干所述直线轴承组件b4均安装在所述固定座24a上，所述持料块b5与所述长轴b2滑动连接，并通过螺丝固定，所述持料块b5包括持料块本体b51及安装在所述持料块本体b51上的球头柱塞b52；所述固定座24a上固定安装有若干L形靠板24d；所述持料块b51与所述L形靠板24d相互配合。安装工件时，在第一气缸b1和第二气缸b3的推拉作用下，持料块b5与对应的L形靠板24d相抵靠，配合球头柱塞b52，使得工件的竖粱卡接在持料块b5与L形靠板之间，工件的横梁通过若干压码24c压紧，从而完成工件的定位夹紧，焊接完成后，只需松开第一气缸b1、第二气缸b3以及压码24c，即可轻松拆卸工件，相比现有技术中均采用压码或者弹簧结构的工装，大大缩短了安装和拆卸工件的时间，提高生产效率，同时，有效解决了采用弹簧结构压紧方式导致的卸料困难的问题。
如图4所示，所述底座1上还固定设置有焊接环保装置4，所述焊接机器人3伸入所述焊接环保装置4内，焊接环保装置4左右两侧设有开口，开口的宽度、高度与双联旋转变位机2的宽度、高度相适应，使得双联旋转变位机2沿底座行走时，能顺利穿过焊接环保装置4，从而实现工位的切换，所述焊接环保装置4包括长方形安装架41、设于所述安装架41外围的防弧装置42、设于所述安装架41前方的观察窗43以及设于所述安装架41顶部的排烟除尘设备44。
进一步地，如图2、图5所示，所述双联旋转变位机2一侧固定安装有立式伺服电机26，所述立式伺服电机26输出轴连接有齿轮27，所述底座1上沿左右方向装有齿条11和若干滑轨12，所述齿轮27与所述齿条11啮合，所述双联旋转变位机2在立式伺服电机26驱动下沿所述滑轨12直线运动。通过立式伺服电机26配合齿轮齿条传动机构来带动整个双联旋转变位机2的直线运动，保证运动精度，从而提高焊接精度。
进一步地，如图5、图6所示，所述底座1两端安装有气动定位机构5，所述气动定位机构5包括上下气缸51及由所述上下气缸51控制的定位柱52，所述定位柱52端部为锥形结构，如图2、图8所示，所述双联旋转变位机2两端安装有定位板28，所述定位板28上安装有带锥形定位孔的定位座29，所述定位柱52与所述定位座29相互配合。双联旋转变位机2通过立式伺服电机26控制运动到底座左右端时，上下气缸51驱动定位柱52伸出，配合双联旋转变位机2一端的定位座29实现准确定位。
需要指出的是，本发明中，双联旋转变位机2、立式伺服电机26、上下气缸51分别电信号连接一变位机控制器，从而实现一键行走、自动定位；第一旋转机构21、第二旋转机构23上分别设有可控制启停的按键，以便于工人上下料；此外，双联旋转变位机2、焊接机器人3分别连接机器人控制器，在焊接工作时，焊接机器人3配合双联旋转变位机2实现自动焊接。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，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。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (1)

1.一种环保型行走三工位机器人焊接工作站，其特征在于：包括底座，所述底座上安装有可沿所述底座左右运动的双联旋转变位机，所述双联旋转变位机后方固定设置有焊接机器人；所述双联旋转变位机包括依次设置的第一旋转机构、从动机构、第二旋转机构，所述第一旋转机构、第二旋转机构对称设置在所述从动机构左右两侧，所述第一旋转机构与所述从动机构之间安装有第一工装，所述从动机构与第二旋转机构之间安装有第二工装，所述第一工装与所述第二工装结构相同；所述第一工装包括由所述第一旋转机构控制的固定座、安装在所述固定座上用于夹持工件竖梁的若干气动夹料机构、安装在所述固定座上用于夹持工件横梁的若干压码；所述气动夹料机构包括第一气缸、长轴、第二气缸、若干直线轴承组件以及若干持料块，所述第一气缸与第二气缸相对设置，并通过所述长轴连接，若干所述直线轴承组件均安装在所述固定座上，所述持料块与所述长轴滑动连接，并通过螺丝固定，所述持料块包括持料块本体及安装在所述持料块本体上的球头柱塞；所述固定座上固定安装有若干L形靠板；所述持料块与所述L形靠板相互配合；所述底座上还固定设置有焊接环保装置，所述焊接机器人伸入所述焊接环保装置内，所述焊接环保装置包括长方形安装架、设于所述安装架外围的防弧装置、设于所述安装架前方的观察窗以及设于所述安装架顶部的排烟除尘设备；
其中，所述双联旋转变位机一侧固定安装有立式伺服电机，所述立式伺服电机输出轴连接有齿轮，所述底座上沿左右方向装有齿条和若干滑轨，所述齿轮与所述齿条啮合，所述双联旋转变位机在立式伺服电机驱动下沿所述滑轨直线运动；
其中，所述底座两端安装有气动定位机构，所述气动定位机构包括上下气缸及由所述上下气缸控制的定位柱，所述定位柱端部为锥形结构，所述双联旋转变位机两端安装有定位板，所述定位板上安装有带锥形定位孔的定位座，所述定位柱与所述定位座相互配合；
其中，所述双联旋转变位机、立式伺服电机和上下气缸分别电信号连接一变位机控制器，所述第一旋转机构和第二旋转机构上分别设有可控制启停的按键，所述双联旋转变位机和焊接机器人分别连接机器人控制器。
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