CN109014496A - 双机器人弧焊工作站 - Google Patents

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    • B25J11/005—Manipulators for mechanical processing tasks

Abstract

本发明公开了双机器人弧焊工作站，包括装夹位、焊接位、焊机、气路板和三轴变位机，所述三轴变位机设置于装夹位和焊接位之间，装夹位处设有装夹夹具；焊接位处设有焊接机器人和清枪器，三轴变位机包括一号变位机、二号变位机和三号变位机，所述二号变位机和三号变位机为焊接机器人的外部轴，所述二号变位机上装设工装夹具A面，工装夹具A面与二号变位机同步运动，所述三号变位机上装设工装夹具B面，工装夹具B面与三号变位机同步运动；一号变位机带动二号变位机和三号变位机转动，使得一号变位机和二号变位机交错位于焊接位上。本发明通过连续的工序流程来完成工件双面的焊接，采用双机器人进行同时焊接，焊接效率得以提高。

Description

双机器人弧焊工作站
技术领域
本发明属于弧焊技术领域，特别是涉及一种双机器人弧焊工作站。
背景技术
电弧焊，是指以电弧作为热源，利用空气放电的物理现象，将电能转换为焊接所需的热能和机械能，从而达到连接金属的目的。在汽车配件行业，焊接工艺如若采用手工作业，则会效率低下，劳动强度高，强光、粉尘、噪音等环保问题都不好解决，而采用机器人自动化焊接装备来执行焊接工艺，这些情状况则会有很大改善，现在机器人焊接已经是一种比较成熟的方式。
但是，现有的电弧焊基本上只能够对工件进行单面焊接，当双面都需要焊接的工件在机器人电弧焊时，只能够将工件的A面先焊接完成，然后再采用人工或者其他机器将工件的B面放入夹具进行二次焊接，焊接后再通过清枪器进行清扫，这样焊接的效率较低，急需改进。
因此，如何解决上述现有技术存在的缺陷成为了该领域技术人员努力的方向。
发明内容
本发明的目的就是提供一种双机器人弧焊工作站，能够快速的对工件的A面和B面进行焊接，节约了焊接时间，提高了工作效率，能完全解决上述现有技术的不足之处。
本发明的目的通过下述技术方案来实现：一种双机器人弧焊工作站，包括装夹位、焊接位、焊机、气路板和三轴变位机，所述三轴变位机设置于装夹位和焊接位之间，装夹位处设有装夹夹具，气路板通过气管与装夹夹具相连；焊接位处设有焊接机器人和清枪器，焊接机器人为两个，两焊接机器人分别与焊机相连；三轴变位机包括一号变位机、二号变位机和三号变位机，所述二号变位机和三号变位机为焊接机器人的外部轴，所述二号变位机上装设工装夹具A面，工装夹具A面与二号变位机同步运动，所述三号变位机上装设工装夹具B面，工装夹具B面与三号变位机同步运动；一号变位机与底面固定，二号变位机和三号变位机分别设于一号变位机的两端，一号变位机带动二号变位机和三号变位机转动，使得一号变位机和二号变位机交错位于焊接位上。
作为优选方式之一，焊接机器人具有六个能单独转动且具有限位装置的内部轴。
作为优选方式之一，焊接机器人上设有焊枪，焊枪通过连接块与焊接机器人的其中一内部轴的轴壁相连。
作为优选方式之一，焊接机器人通过机器人底座固定于地面。
作为优选方式之一，还包括焊丝桶，焊丝桶设置于焊接机器人的后方，焊丝桶内的焊丝通过丝管与焊接机器人相连，焊接机器人的电缆线与机器人控制柜的其中一输入端相连。
作为优选方式之一，机器人控制柜中的外部轴控制柜与三轴变位机相连。
作为优选方式之一，装夹位的两侧设有光幕和监视屏，光幕通过光幕灯检测装夹位，在光幕侧边设有装夹按钮。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：一种双机器人弧焊工作站，通过连续的工序流程来完成工件双面的焊接，采用双机器人进行同时焊接，焊接效率得以提高，并且在双面替换的过程中，也不需要放下和再次抓取，节约了时间；焊接后能够及时的通过清扫器进行清扫，提高了整个工作线的效率。
附图说明
图1是本发明双机器人弧焊工作站的平面布置示意图。
图2是本发明图1中三轴变位机的结构示意图。
附图中：机器人控制柜1，焊接机器人2，机器人底座21，焊机3，焊丝桶31，清枪器4，气路板5，工作站大底拍6，封闭焊房7，三轴变位机8，监视屏9，装夹夹具10，光幕11，装夹按钮12，装夹工作台13，一号变位机81，二号变位机82，三号变位机83。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步的说明。
如图1和图2所示，一种双机器人弧焊工作站，包括装夹位101、焊接位102、焊机3、气路板5和三轴变位机8，所述三轴变位机8设置于装夹位101和焊接位102之间，装夹位101处设有装夹夹具10，气路板5通过气管与装夹夹具10相连；焊接位102处设有焊接机器人2和清枪器4，焊接机器人2为两个，两焊接机器人2分别与焊机3相连；三轴变位机8包括一号变位机81、二号变位机82和三号变位机83，所述二号变位机82和三号变位机83为焊接机器人2的外部轴，所述二号变位机82上装设工装夹具A面，工装夹具A面与二号变位机82同步运动，所述三号变位机83上装设工装夹具B面，工装夹具B面与三号变位机83同步运动；一号变位机81与底面固定，二号变位机82和三号变位机83分别设于一号变位机81的两端，一号变位机81带动二号变位机82和三号变位机83转动，使得一号变位机81和二号变位机82交错位于焊接位102上。
焊接机器人2具有六个能单独转动且具有限位装置的内部轴。焊接机器人2上设有焊枪，焊枪通过连接块与焊接机器人2的其中一内部轴的轴壁相连。焊接机器人2通过机器人底座21固定于地面。还包括焊丝桶31，焊丝桶31设置于焊接机器人的后方，焊丝桶31内的焊丝通过丝管与焊接机器人2相连，焊接机器人2的电缆线与机器人控制柜1的其中一输入端相连。机器人控制柜1中的外部轴控制柜与三轴变位机8相连。装夹位101的两侧设有光幕11和监视屏9，光幕11通过光幕灯检测装夹位101，在光幕11侧边设有装夹按钮12。
一种双机器人弧焊工作站可以实现两道工序的工件焊接，一般分为一序A面和二序B面，此工作站的三轴变位机分别包括一号变位机、二号变位机和三号变位机，其中二号变位机和三号变位机为机器人的外部轴，三轴变位机可以和这两台机器人实现协同变位，保证焊缝质量。使用时，将焊接工装夹具A面装在二号变位机上，A面夹具可以和二号变位机实现一起运动，将焊接工装夹具B面装在三号变位机上，B面夹具可以和三号变位机实现一起运动，一号变位机为大变位机，通过底座稳稳地固定在地面上，一号变位机通过连接块连接着二号变位机和三号变位机一起运动。当二号变位机位于装夹位时，三号变位机位于焊接位，通过焊接机器人对三号变位机上夹住的B面夹具上的工件B面进行焊接。焊接完成之后，通过一号变位机进行翻转，然后将二号变位机置于焊接位上，通过焊接机器人对二号变位机上夹住的A面夹具上的工件A面进行焊接，从而完成快速的A、B面焊接，并且焊接机器人为两个，因此，焊接时可以同时焊接两个， 焊接的效率得以提高。具体来说，焊接机器人一共有六个内部轴，每个内部轴可以单独实现转动，但是有一定的限位，焊枪通过连接块连接在机器人第六内部轴臂上。
两台机器人通过机器人底座把两台机器人稳稳地固定到地上，保证机器人的稳定性；两台机器人通过电缆线分别与两个机器人控制柜连接，另一个外部轴控制柜通过电缆线与三轴变位机连接，两台机器人控制柜分别控制两台机器人，外部轴控制柜控制三轴变位机；气路板通过气管与三轴变位机上的夹具连接；两台焊机分别与两台机器人通过线进行连接；两个焊丝桶里的焊丝通过丝管与两台机器人分别连接。
清枪器可以清理焊枪上残留的焊接残渣。
装夹位置两侧配有光幕检测灯，光幕检测装夹位置是否有东西或人挡住光幕检测灯，如果有物体或人挡住，则灯显示红色，没有物体或人挡住，则显示为绿色；工人装夹完毕后，工装夹具上检测灯都检测工件安装到位，工人按一下装夹按钮，监视屏下面有一个就绪灯就会一闪一闪的。
本发明工作站的工作过程如下：
首先，分别要对焊接夹具A面、B面的工件进行编程，基本实现两台机器人对称焊接，对焊接工件进行评估观察，操作两台机器人对每一条焊缝的焊枪角度和焊接参数进行设定，保证每一条焊缝达到相应的熔深并且外表美观，保证焊缝质量。
焊缝编程完毕后，操作工人在焊接工作站外将A面夹具装上工件，安装完毕后工人按一下装夹按钮，就绪灯一闪一闪的，工人退出装夹位置，光幕检测灯显示绿色，监视屏显示一切正常后，工人按一下就绪灯，A面夹具就会翻转到里面机器人焊接工位，而B面夹具则会翻转到装夹位置。
PLC控制柜进行系统检测，监视屏检测到二号、三号变位机到位后，待一切正常后，PLC控制器发送焊接开始命令给两台机器人，两台机器人调用程序开始启动，到达焊接位置时，两台机器人同时对焊缝进行有序焊接，焊接过程中需要翻转变位机时，机器人发送信号到外部轴控制器控制二号变位机进行翻转，两台机器人与二号变位机进行协同焊接。焊接完成后，两台机器人与二号变位机运动到设定位置自动复位。同时，B面装夹完成后使用同样方法翻转到焊接位进行焊接。而A面会翻转到装夹位，工人可以将A面夹具上焊接完成的工件去下，重新装配。B面焊接完成后，两台机器人与三号也会运动到原来设定的位置自动复位，然后周而复始，对AB两面夹具上的工件进行。
两台机器人控制柜分别控制两台机器人的主控制器，外部轴控制柜利用工业总线与两台机器人进行通讯，外部轴控制柜控制三轴变位机与机器人进行协同焊接，保证焊缝质量。
外部轴控制柜与监视屏通过串口进行通讯，将外部轴的各种情况直观地显示在监视屏上，工人在工作站外监控生产过程，保证该工作站每时每刻都保持高效地状态进行运作，同时也保证了工人以及操作员的安全。
焊机可以控制送丝速度，两台焊机分别与两台机器人通过工业总线进行通讯，及时调整焊接电流、电压与焊丝送丝速度，保证焊接正常有序进行。
工装夹具配有感应检测器，可以让工件准确的定位，气缸让工件可靠的加紧，夹具的加紧、打开信号通过PLC控制柜监控，工件安装到位后，PLC控制系统检测到夹紧到位信号后，确定工件夹紧；当工件焊接完成到达装夹位时，夹具会自动打开，PLC控制系统会检测完全打开到位信号，工人方可取件。
气路板通过PLC控制柜进行通讯，它检测压缩气是否正常并准确反映到监视屏上。压缩气正常方可进行正常装夹工件，保证工件正常装夹到位，保证焊接质量。
两台机器人焊接一定产品之后，PLC控制系统调用清枪程序，对机器人的喷嘴上的残渣进行清理，保证机器人设定位置不会碰撞夹具或工件而发生焊枪偏移，保证焊缝质量，并减少工人工作量。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种双机器人弧焊工作站，其特征在于：包括装夹位、焊接位、焊机、气路板和三轴变位机，所述三轴变位机设置于装夹位和焊接位之间，装夹位处设有装夹夹具，气路板通过气管与装夹夹具相连；焊接位处设有焊接机器人和清枪器，焊接机器人为两个，两焊接机器人分别与焊机相连；三轴变位机包括一号变位机、二号变位机和三号变位机，所述二号变位机和三号变位机为焊接机器人的外部轴，所述二号变位机上装设工装夹具A面，工装夹具A面与二号变位机同步运动，所述三号变位机上装设工装夹具B面，工装夹具B面与三号变位机同步运动；一号变位机与底面固定，二号变位机和三号变位机分别设于一号变位机的两端，一号变位机带动二号变位机和三号变位机转动，使得一号变位机和二号变位机交错位于焊接位上。
2.根据权利要求1所述的双机器人弧焊工作站，其特征在于：焊接机器人具有六个能单独转动且具有限位装置的内部轴。
3.根据权利要求2所述的双机器人弧焊工作站，其特征在于：焊接机器人上设有焊枪，焊枪通过连接块与焊接机器人的其中一内部轴的轴壁相连。
4.根据权利要求3所述的双机器人弧焊工作站，其特征在于：焊接机器人通过机器人底座固定于地面。
5.根据权利要求4所述的双机器人弧焊工作站，其特征在于：还包括焊丝桶，焊丝桶设置于焊接机器人的后方，焊丝桶内的焊丝通过丝管与焊接机器人相连，焊接机器人的电缆线与机器人控制柜的其中一输入端相连。
6.根据权利要求1所述的双机器人弧焊工作站，其特征在于：机器人控制柜中的外部轴控制柜与三轴变位机相连。
7.根据权利要求1所述的双机器人弧焊工作站，其特征在于：装夹位的两侧设有光幕和监视屏，光幕通过光幕灯检测装夹位，在光幕侧边设有装夹按钮。
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