CN108705178B - 一种弧焊工作站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种弧焊工作站，包括工作台，所述工作台上设有能够旋转的回转装置，所述回转装置的两端设有对称布置的两个能够上下翻转的夹持装置，所述回转装置上位于两个所述夹持装置之间设有弧焊机器人，所述工作台的一端设有与所述回转装置相适应的补焊机器人，所述工作台的另一端设有自动防护门，还包括供应焊丝的焊丝供给装置。本发明的弧焊工作站，弧焊机器人布置在工作站中央，充分利用了转台的空余空间，上件机器人、下件机器人、补焊机器人布置在工作站周边，两个焊接工位进行切换焊接，灵活切换，减少焊接机器人的待机时间，弧焊机器人可以连续不间断的对工件进行焊接，提高了弧焊机器人的利用率，大幅提升了焊接效率。

Description

一种弧焊工作站

技术领域

本发明涉及汽车自动化制造技术领域，更具体地说，它涉及一种弧焊工作站。

背景技术

焊接工艺是是现代汽车制造业中常用工艺之一。自动化焊接机器人工作站,简称焊接工作站，相对于传统的人工焊接,焊接机器人的采用,极大提升生产效率的同时,也降低了产品的不良率。对于汽车零部件而言,常用的焊接工艺有点焊和弧焊两种，弧焊工艺要求相对复杂，生产过程中易出现报废、返工,因此,用户对于弧焊工作站的工作效率、生产能力、产品质量等都有较高的要求。

弧焊工作站由转台、变位机、弧焊机器人组成较为常见，转台负责工件的工位变换，变位机负责工件姿态的变换，弧焊机器人负责工件的焊接，当工件工位变换完成后，由变位机和弧焊机器人配合完成工件的焊接，此类型的弧焊工作站机器人焊接节拍存在一个工件工位变换的等待时间，当工件较大时，转台回转半径需要较大，工件的工位变换时间将明显增加，严重影响弧焊工作站的生产效率。目前也有采用增加弧焊工作站机器人数量的方法来缩短工件焊接时间，一定程度上能提高弧焊工作站的生产效率，但设备占地面积大，仍无法克服工件工位变换的等待时间对弧焊工作站的生产效率的影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，本发明的目的是提供一种占地面积小、多台机器人协同作业的弧焊工作站。

为实现上述目的，本发明提供了一种弧焊工作站，包括工作台，所述工作台上设有能够旋转的回转装置，所述回转装置的两端设有对称布置的两个能够上下翻转的夹持装置，所述回转装置上位于两个所述夹持装置之间设有弧焊机器人，所述工作台的一端设有与所述回转装置相适应的补焊机器人，所述工作台的另一端设有自动防护门，还包括供应焊丝的焊丝供给装置。

进一步的，所述的回转装置包括回转盘和驱动所述回转盘旋转的回转驱动装置，所述回转盘上设有用于支撑所述弧焊机器人的横梁，所述横梁的两端设有呈中心对称布置的两个纵梁，两个所述夹持装置呈中心对称的架设于两个所述纵梁的两端。

更进一步的，所述横梁上的两端设有对称布置的两个弧焊机器人以及两个分别与各个所述弧焊机器人相配合的清枪器。

作为进一步的改进，所述弧焊机器人的底部设有固定于所述横梁上的弧焊机器人底座，所述弧焊机器人的顶部设有焊枪和设于与所述焊枪后端的送丝机；所述回转盘的下方设有与其相配合的定位座，所述定位座上设有与所述回转盘相适配的圆形凹槽，所述横梁与定位座之间设有穿过所述回转盘的轴心设置的分线套；所述的回转装置还包括依次通过定位座、回转盘的内部到达分线套并且连接所述弧焊机器人、清枪器、夹持装置连接的线束。

更进一步，每个所述夹持装置包括设于两个所述纵梁之间的翻转台，位于每个所述翻转台两侧的两个所述纵梁的端部设有翻转装置和辅助支撑装置，所述翻转台上设有工件夹持机构。

作为更进一步的改进，所述翻转装置包括第一支撑架和在所述第一支撑架上设有的竖向设置的主动翻转盘，所述第一支撑架的外侧设有驱动所述主动翻转盘的翻转驱动机构，所述辅助支撑装置包括第二支撑架和在所述第二支撑架上设有的竖向设置的辅助翻转盘。

作为更进一步的改进，所述焊丝供给装置包括焊丝桶，所述焊丝桶上的焊丝与所述弧焊机器人、补焊机器人连接；还包括位于所述回转装置的上方设置有的供焊丝通过的焊丝防缠绕机构。

更进一步的，所述焊丝防缠绕机构包括设于所述回转装置上方的焊丝支撑架，所述焊丝支撑架上设有竖直设置的定位轴，所述定位轴上套设有能够旋转的转盘，所述焊丝支撑架底部的两侧均设有供焊丝穿过的导管，焊丝经转盘穿过对应的导管与弧焊机器人连接。

作为更进一步的改进，靠近所述自动防护门一端的所述工作台的两侧设有分别设有上件工位、下件工位，所述上件工位、下件工位上分别设有上件机器人、下件机器人；所述工作台上靠近所述自动防护门的一端设有人工搬运工位。

更进一步的，所述工作台包括平行布置的两个长方形的基座和架设于两个所述基座的一端的支撑板，所述补焊机器人设于所述支撑板上，所述推车推车设于两个所述基座之间。

有益效果

与现有技术相比，本发明的弧焊工作站的有益效果如下：本弧焊工作站中，弧焊机器人布置在工作站中央，充分利用了转台的空余空间，上件机器人、下件机器人、补焊机器人布置在工作站周边，弧焊机器人可以连续不间断的在所述工作站中央区域对工件进行焊接，不受上件机器人、下件机器人、补焊机器人的干扰；本发明减小了弧焊工作站的占地面积、提高了弧焊机器人的利用率，大幅提升了焊接效率；两个焊接工位进行切换焊接，灵活切换，减少焊接机器人的待机时间。

附图说明

图1是本发明中机器人上件下件的弧焊工作站的结构示意图；

图2是本发明中人工上件下件的弧焊工作站的结构示意图；

图3是本发明中人工上件机器人下件的弧焊工作站的结构示意图；

图4是本发明中机器人上件人工下件的弧焊工作站的结构示意图；

图5是本发明中回转装置及夹持装置的结构示意图；

图6是本发明中回转装置的结构示意图；

图7是本发明中弧焊机器人的结构示意图；

图8是本发明中焊丝防缠绕机构的结构示意图。

图中：1、工作台，101、安全光栅，102、基座，103、支撑板，2、回转装置，201、回转盘，202、横梁，203、纵梁，204、回转驱动装置，205、限位结构，206、定位座，207、分线套，208、线束，209、限位块，210、安装座，211、编码器，3、弧焊机器人，301、机器人底座，302、平面挡光板，303、焊枪，304、送丝机，305、弧形挡光板，4、清枪器，5、补焊机器人，6、夹持装置，601、翻转台，602、工件夹持机构，603、翻转装置，604、辅助支撑装置，605、主动翻转盘，606、翻转驱动机构，607、第二支撑架，608、辅助翻转盘，609、防护栏，610、第一支撑架，7、自动防护门，8、焊丝供给装置，801、焊丝，802、焊丝桶，803、焊丝防缠绕机构，804、焊丝支撑架，805、定位轴，806、转盘，807、导管，808、推车，9、上件机器人，10、下件机器人，11、工件。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

本发明的具体实施方式是这样的：如图1-8所示，一种弧焊工作站，包括工作台1，工作台1上设有能够旋转的回转装置2，回转装置2的两端设有对称布置的两个能够上下翻转的夹持装置6，回转装置2上位于两个夹持装置6之间设有弧焊机器人3，工作台1的一端设有与回转装置2相适应的补焊机器人5，工作台1的另一端设有自动防护门7，还包括供应焊丝801的焊丝供给装置8；两个夹持装置6对称设置在回转装置2上，使回转装置2上设有两个夹持工位，即设有两个焊接工位，工件11从自动防护门7一侧放置在夹持装置6上，而弧焊机器人3对靠近自动防护门7一侧的夹持装置6上的工件11进行焊接，需要使用补焊机器人5时，通过回转装置2旋转180度，实现将两个夹持装置6互换位置，工件11旋转至补焊位置，使弧焊机器人3结合补焊机器人5进行焊接，补焊机器人5参与焊接工作，与弧焊机器人3协同对工件11进行焊接作业，进一步提高焊接效率，缩短工件焊接用时，两个焊接工位进行切换焊接，灵活切换，减少焊接机器人的待机时间；自动防护门7可以自动开启或关闭，防止出现伤人事故等，保证生产安全；焊丝供给装置8设置于补焊机器人5的一侧，对补焊机器人5、弧焊机器人3进行焊丝输送。

在本实施例中，回转装置2包括回转盘201和驱动回转盘201旋转的回转驱动装置204，回转装置2设于工作台1的中央位置，回转盘201上设有用于支撑弧焊机器人3的横梁202，横梁202的两端设有呈中心对称布置的两个纵梁203，两个纵梁203相互平行并垂直于横梁202设置，两个夹持装置6呈中心对称的架设于两个纵梁203的两端，横梁202和纵梁203上的夹持装置6随同回转盘201旋转，工件11随回转盘201旋转换位过程中无需让弧焊机器人3停止焊接，大幅减少弧焊等待时间，提高工作站焊接效。

在本实施例中，回转装置2还包括限制横梁202旋转的限位结构205，横梁202的底部的两端设有与限位结构205相适应的限位块209，回转盘201只能在一定角度范围内旋转，如回转盘201只能转动180°，防止线束208出现缠绕现象，避免了线束的扭断损坏，防止控制系统失灵时造成设备损坏。

在本实施例中，横梁202上的两端设有对称布置的两个弧焊机器人3以及两个分别与各个弧焊机器人3相配合的清枪器4，两个弧焊机器人3可以对工件11的两侧进行焊接，焊接速度快，避免出现焊接死角，保证焊接质量；横梁202两端安装警示栏。

在本实施例中，弧焊机器人3的底部设有固定于横梁202上的弧焊机器人底座301，弧焊机器人3的顶部设有焊枪303和设于与焊枪303后端的送丝机304，焊丝801由送丝机304送入焊枪303中，焊丝801焊接产生的焊渣由清枪器4清理，清枪器4装于回转盘201上，随同回转盘201作旋转运动，与弧焊机器人3相对静止，从而实现弧焊机器人3的随时清枪作业，满足弧焊作业的个性化编程；回转盘201的下方设有与其相配合的定位座206，定位座206上设有与回转盘201相适配的圆形凹槽，横梁202与定位座206之间设有穿过回转盘201的轴心设置的分线套207；回转装置2还包括依次通过定位座206、回转盘201的内部到达分线套207并且连接弧焊机器人3、清枪器4、夹持装置6连接的线束208，线束208包括与清枪器4连接的气管、清枪器信号线，和与弧焊机器人3连接的弧焊线线束；横梁202的两端设有对称布置的两个安装座210，机器人底座301可拆卸安装在安装座210上，位于安装座210内侧的横梁202上设有与弧焊机器人3相对应的编码器211，编码器211检测弧焊机器人3的转动角度，编码器211上的编码器电源线、编码器信号线经过分线套207的处理，传递到外部设备；弧焊工作站的线束208均从回转装置2的机械结构内部通过，避免了焊接对线束208造成损坏。

分线套207穿设于回转盘201、定位座206的中心处，对回转盘201具有导向、定位作用，装配精度高，保证回转盘201旋转稳定；线束208经过分线套207时分成左、右两分支线束，分支线束绕分线套207回转。驱动回转装置2回转时，限位结构205、阻挡块209限制回转装置2的横梁202的回转角度，保证穿过分线套207后的分支线束不被扭转损坏。

在本实施例中，弧焊机器人底座301上设有弧形挡光板305，弧形挡光板305的朝向为面向横梁的外端，横梁202的两侧设有平面挡光板302，共同对弧焊机器人3、补焊机器人5的焊接弧光进行遮挡，机器人焊接与人工上件下件同时进行时，工人206不受焊接弧光的伤害。

在本实施例中，每个夹持装置6包括设于两个纵梁203之间的翻转台601，位于每个翻转台601两侧的两个纵梁203的端部设有翻转装置603和辅助支撑装置604，翻转台601上设有工件夹持机构602；翻转装置603驱动翻转台601翻转，带动装于工件夹持机构602上的工件11翻转，翻转角度与弧焊机器人3联动控制。

在本实施例中，翻转装置603包括第一支撑架610和在第一支撑架610上设有的竖向设置的主动翻转盘605，第一支撑架610的外侧设有驱动主动翻转盘605的翻转驱动机构606，辅助支撑装置604包括第二支撑架607和在第二支撑架607上设有的竖向设置的辅助翻转盘608。翻转台601通过翻转台601、辅助翻转盘608装于第一支撑架610和第二支撑架607的翻转同轴线上，翻转驱动机构606驱动翻转台601翻转，从而带动装于翻转台601上的工件夹持机构602和工件11翻转。

在本实施例中，纵梁203的外侧设有与其两端连接的防护栏609，防止外物干扰回转装置2旋转，防护栏609为外拱的弧形结构，抗撞击力强，同时具有减震作用；纵梁203的两端设置把手，便于驱动回转装置2转动。

在本实施例中，焊丝供给装置8包括焊丝桶802，焊丝桶802上的焊丝801与弧焊机器人3、补焊机器人5连接；还包括位于回转装置2的上方设置有的供焊丝801通过的焊丝防缠绕机构803，配置有3个送丝桶，分别给2台弧焊机器人3和1台补焊机器人5运送焊丝，焊丝在弧焊机器人的上方经过焊丝防缠绕机构803后送入弧焊机器人3，有效避免了焊丝的相互干涉碰撞。

在本实施例中，焊丝防缠绕机构803包括设于回转装置2上方的焊丝支撑架804，焊丝支撑架804上设有竖直设置的定位轴805，定位轴805上套设有能够旋转的转盘806，焊丝支撑架804底部的两侧均设有供焊丝801穿过的导管807，焊丝801经转盘806穿过对应的导管807与弧焊机器人3连接。

在本实施例中，靠近自动防护门7一端的工作台1的两侧设有分别设有上件工位、下件工位，上件工位、下件工位上分别设有上件机器人9、下件机器人10；工作台1上靠近自动防护门7的一端设有人工搬运工位；上件机器人9布置在弧焊工作站的上件工位处，用于工件11从工作站外部搬运至夹持装置6上，夹具将工件定位与夹紧；下件机器人10布置在弧焊工作站的下件工位侧，用于工件11搬离工作站。通过在上件工位、下件工位设置上件机器人9、下件机器人10来构成机器人上件下件的弧焊工作站；当弧焊工作站的焊接时间远大于工件上件下件总时间时，不设置上件机器人9、下件机器人10，构成人工上件下件的弧焊工作站，上件下件由人工完成，以提高机器人的利用率，节约设备成本；当弧焊工作站的焊接时间远大于工件上件时间时，弧焊工作站中只设置下件机器人10，上件由人工完成，以提高机器人的利用率；当弧焊工作站的焊接时间远大于工件下件时间时，弧焊工作站只设置上件机器人9，下件由人工完成，以提高机器人的利用率。

在本实施例中，工作台1上设有与自动防护门7相适应的安全光栅101，安全光栅101提供信号反馈用于控制自动防护门7的开启和关闭，以保证工人的安全，装于基座102上的墙板和自动防护门7组成一个弧焊安全隔离的安全区。

在本实施例中，工作台1包括平行布置的两个长方形的基座102和架设于两个基座102的一端的支撑板103，补焊机器人5设于支撑板103上，推车808推车设于两个基座102之间，基座102的顶面可以与横梁202、纵梁203的底面相适应，具有一定的支撑作用，上件机器人9、下件机器人10设于两个基座102的外侧。

在本实施例中，焊丝供给装置8还包括推车808,推车808上设置多个与弧焊机器人3、补焊机器人5分别对应的焊丝桶802。推车808设于两个个基座102之间，便于行走，输送方便。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (4)

1.一种弧焊工作站，包括工作台(1)，其特征在于，所述工作台(1)上设有能够旋转的回转装置(2)，所述回转装置(2)的两端设有对称布置的两个能够上下翻转的夹持装置(6)，所述回转装置(2)上位于两个所述夹持装置(6)之间设有弧焊机器人(3)，所述工作台(1)的一端设有与所述回转装置(2)相适应的补焊机器人(5)，所述工作台(1)的另一端设有自动防护门(7)，还包括供应焊丝(801)的焊丝供给装置(8)；

所述的回转装置(2)包括回转盘(201)和驱动所述回转盘(201)旋转的回转驱动装置(204)，所述回转盘(201)上设有用于支撑所述弧焊机器人(3)的横梁(202)，所述横梁(202)的两端设有呈中心对称布置的两个纵梁(203)，两个所述夹持装置(6)呈中心对称的架设于两个所述纵梁(203)的两端；

所述横梁(202)的两端设有对称布置的两个弧焊机器人(3)以及两个分别与各个所述弧焊机器人(3)相配合的清枪器(4)；

所述弧焊机器人(3)的底部设有固定于所述横梁(202)上的弧焊机器人底座(301)，所述弧焊机器人(3)的顶部设有焊枪(303)和设于所述焊枪(303)后端的送丝机(304)；所述回转盘(201)的下方设有与其相配合的定位座(206)，所述定位座(206)上设有与所述回转盘(201)相适配的圆形凹槽，所述横梁(202)与定位座(206)之间设有穿过所述回转盘(201)的轴心设置的分线套(207)；所述的回转装置(2)还包括依次通过定位座(206)、回转盘(201)的内部到达分线套(207)并且连接所述弧焊机器人(3)、清枪器(4)、夹持装置(6)的线束(208)；

靠近所述自动防护门(7)一端的所述工作台(1)的两侧分别设有上件工位、下件工位，所述上件工位、下件工位上分别设有上件机器人(9)、下件机器人(10)；所述工作台(1)上靠近所述自动防护门(7)的一端设有人工搬运工位；

所述焊丝供给装置(8)包括焊丝桶(802)，所述焊丝桶(802)上的焊丝(801)与所述弧焊机器人(3)、补焊机器人(5)连接；还包括位于所述回转装置(2)的上方设置有的供焊丝(801)通过的焊丝防缠绕机构(803)；

所述焊丝防缠绕机构(803)包括设于所述回转装置(2)上方的焊丝支撑架(804)，所述焊丝支撑架(804)上设有竖直设置的定位轴(805)，所述定位轴(805)上套设有能够旋转的转盘(806)，所述焊丝支撑架(804)底部的两侧均设有供焊丝(801)穿过的导管(807)，焊丝(801)经转盘(806)穿过对应的导管(807)与弧焊机器人(3)连接。

2.根据权利要求1所述的一种弧焊工作站，其特征在于，每个所述夹持装置(6)包括设于两个所述纵梁(203)之间的翻转台(601)，位于每个所述翻转台(601)两侧的两个所述纵梁(203)的端部设有翻转装置(603)和辅助支撑装置(604)，所述翻转台(601)上设有工件夹持机构(602)。

3.根据权利要求2所述的一种弧焊工作站，其特征在于，所述翻转装置(603)包括第一支撑架(610)和在所述第一支撑架(610)上设有的竖向设置的主动翻转盘(605)，所述第一支撑架(610)的外侧设有驱动所述主动翻转盘(605)的翻转驱动机构(606)，所述辅助支撑装置(604)包括第二支撑架(607)和在所述第二支撑架(607)上设有的竖向设置的辅助翻转盘(608)。

4.根据权利要求1所述的一种弧焊工作站，其特征在于，所述工作台(1)包括平行布置的两个长方形的基座(102)和架设于两个所述基座(102)的一端的支撑板(103)，所述补焊机器人(5)设于所述支撑板(103)上，推车(808)设于两个所述基座(102)之间。

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