CN109158957A - 一种用于船舶大型中厚板工件的机器人生产线及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于船舶大型中厚板工件的机器人生产线，所述生产线是由几个传送带构成一个传送系统，所述传送系统上预设有多个加工工位，所述加工工位依次包括：装配工位、机器人焊接工位、手动修补工位、背烧工位、搬运工位；所述装配工位和搬运工位上方设有搬运装置，通过人工进行控制，本发明揭示了一种用于船舶大型中厚板工件的机器人生产线，通过整个生产线实现工件的自动焊接，提高焊处的美观性和质量，同时提高焊接效率，通过背烧工位的设定，减少人工焊接的背部焊接工序，保证质量，提高效率，通过工位对个各工序的控制，降低损耗。

Description

一种用于船舶大型中厚板工件的机器人生产线及控制方法

技术领域

本发明涉及工业自动化领域，尤其涉及一种用于船舶大型中厚板工件的机器人生产线及控制方法。

背景技术

随着时代的反展，到了2010年左右，我国经济社会发展环境发生了重大变化，投资和出口增减速度明显放缓，经济发展逐步进入长常态。资源和环境约束不断强化，劳动力等生产要素成本不断攀升；航运市场持续不景气，造船产能严重过剩，，船价低迷，接单困难，耗费大量社会资源的传统型船业因成本高在逐步面临淘汰，焊接作为造船厂最大工种，现有的随着工业自动化进程的不断推进，汽车行业早就已经使用了焊接机器人代替人工，焊机器人的质量和外观，要远远高于人工焊接，同时提高效率，在造船行业中，造船的中厚板电弧焊实现焊接机器人作业对比汽车行业相对较难，现有的造船厂对一些大型的板材加工，通常是人工将一大堆零散的工件组装起来，并放置在工作台上进行人工焊接，最后将焊接工件搬离才能在进行下一步的焊接，采用此方法造成焊接占地面积大，浪费人工，生产效率低，同时对工件背部焊接时因为板材形状不规则而且面积较大，不方便翻身焊接，更加影响工件的生产效率，所以急需一种用于船舶大型中厚板工件的机器人生产线，解决上述问题。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种用于船舶大型中厚板工件的机器人生产线，代替人工实现对中厚板的焊接，并减少焊接工序，提高生产效率和中厚板的焊接质量。

本发明揭示了一种用于船舶大型中厚板工件的机器人生产线，所述生产线是由几个传送带构成一个传送系统，所述传送系统上预设有多个加工工位，所述加工工位依次包括：装配工位、机器人焊接工位、手动修补工位、背烧工位、搬运工位；所述装配工位上方设有搬运装置，通过人工进行控制，装配工位通过人工进行对零散的工件组装并通过点焊进行固定，装配工位对应的传送带通过装配工位上设有的启动开关进行控制，所述机器人焊接工位部分的控制系统与装配工位上控制系统的相连，当装配工位上的按钮被出触发时，机器人焊接工位上的传送带也同步运行，此时装配工位上的传送带通过机器人焊接工位上的控制系统进行控制；通过在装配工位的末端设有传感器使焊接工位控制系统对装配工位的传送带进行断开；

所述机器人焊接工位设有偶数个焊接机器人，所述机器人两个为一组，每组通过同一机器人控制装置进行控制，所述不同组的机器人控制装置相互联网；当机器人工位焊接完成自动控制该工位下的传送带和手动修补工位的传送带运行，机器人焊接工位末端设有检测传感器，当工件离开焊接工位后控制焊接工位的传送带停止；

所述手动修补工位上设有定位传感器，当传感器检测工件到位控制手动修补工位传送带停止工作，进行人工检查修补焊接工作，修补完成后，通过人工按下启动按钮，控制手动修补工位和背烧工位的传送带运行；

背烧工位上设有火焰喷枪，该工位两侧分别设有两个传感器，前端为传感器功能为减速背烧工位和手动修补工位的传送带运行速度以及火焰喷枪工作，末端传感器的功能使背烧工位传送带停止并控制搬运工位上的传送带启动；

搬运工位上末端设有定位传感器，用于检测工件是否到位，检测到位并停止搬运工位上传送带的运动。

优选的,所述焊接机器人是由6轴焊接机械手臂安装在4轴的工作台上组成，所述工作台控制6轴焊接机械手臂在平面内进行前后左右移动。

优选的,所述启动按钮为自动复位按钮。

优选的,所述机器人焊接工位中的控制装置是由PLC、触摸屏以及视频监控组成，所述视频监控对工件焊接位置进行监控。

优选的,所述生产线上的搬运工位旁边设有搬运装置。

优选的,所述装配工位和搬运工位旁边的搬运装置为行车。

一种用于船舶大型中厚板工件的机器人生产线的控制方法：将零散的工件通过行车依次在在装配工位拼装，并通过人工进行电焊固定，通过人工按下装配工位上的启动按钮，控制装配工位部分的传送带和机器人焊接工位的传送带工作，并保证两个工位中的传送带运动运动速度相同，当工件完全移动至机器人焊接工位，则装配工位末端的传感器失电控制装配工位上的传送带停止运行，当工件到达机器人焊接工位上的定位传感器时，传感器控制机器人焊接传送带停止，并与装配工位中的控制系统断开，机器人焊接工位中的焊接机器人和传送带安预设好的加工程序进行焊接，当焊接机器人程序执行完成后，控制机器人焊接工位和手动修补工位传送带运行，并保持同步运行，当工件过了机器人焊接工位上定位传感器时，机器人焊接工位传送带恢复与装配工位上的控制系统连通，当工件过了机器人焊接工位末端的传感器时，控制机器人焊接工位传送带停止运行，除非装配工位的控制系统对机器人焊接工位进行控制，工件随之进入手动修补工位后，通过手动修补工位上的定位传感器控制该工位的传送带停止工作，通过人工在该工位进行检查、修复的工作，通过人工进行检查完成后，通过手动修补工位上的启动按钮对，手动修补工位和背烧工位传送带运行，当工件进入背烧工位时通过背烧工位一侧的传感器检测工件进入，同时控制背烧工位和手动修补工位传送带运行速度减慢，并控制火焰喷枪工作，当工件驶离该传感后，控制手动修补工位上的传送带停止，除非机器人焊接工位的控制系统对手动修补工位控制系统进行控制，当工件被背烧工位另一端的传感器检测到位时，则控制搬运工位上的传送带运行，并保持和背烧工位上传送带运行速度相同，当工件驶离背烧工位另一端的传感器，则控制背烧工位传送带停止运行，并同时控制搬运工位的传送带恢复初始的设定运行速度，除非手动修补工位的控制系统对其进行控制，当工件继续在搬运装置上移动，当搬运工位上的传感器检测到工件到位，则控制搬运工位的传送带停止运行，通过人工控制行车进行控制，为防止生产线运行工件堆积，则通过各工位的定位传感器对上一工序的触发程序上进行互锁，防止工件持续运行造成堆积。

与现有技术相比，本发明的一种用于船舶大型中厚板工件的机器人生产线，具有如下有益之处：通过整个生产线实现工件的自动焊接，提高焊处的美观性和质量，同时提高焊接效率，通过背烧工位的设定，减少人工焊接的背部焊接工序，保证质量，提高效率，通过工位对个各工序的控制，降低损耗，而且每个系统都是相互独立的，提高焊接的效率，通过该控制方法使系统在运行过程更加流畅，提高焊接的工作效率，各工位之间运行相互连通，使工序步骤之间更加连续，提高焊接的工作效率。

附图说明

图1是本发明系统图；

1、装配工位 2、机器人焊接工位 3、手动修补工位 4、背烧工位 5、搬运工位 6、传送带7、启动按钮 8、焊接机器人 9、喷枪 10、定位传感器 11、触发传感器。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。

本发明所揭示的一种用于船舶大型中厚板工件的机器人生产线，所述生产线是由几个传送带6构成一个传送系统，所述传送系统上预设有多个加工工位，所述加工工位依次包括：装配工位1、机器人焊接工位2、手动修补工位3、背烧工位4、搬运工位5；所述装配工位1上方设有搬运装置，通过人工进行控制，装配工位1通过人工进行对零散的工件组装并通过点焊进行固定，装配工位1对应的传送带6通过装配工位1上设有的启动开关进行控制，所述机器人焊接工位2部分的控制系统与装配工位1上控制系统的相连，当装配工位1上的按钮被出触发时，机器人焊接工位2上的传送带6也同步运行，此时装配工位1上的传送带6通过机器人焊接工位2上的控制系统进行控制；通过在装配工位1的末端设有触发传感器10使焊接工位控制系统对装配工位1的传送带6进行断开；

所述机器人焊接工位2设有偶数个焊接机器人8，所述机器人两个为一组，每组通过同一机器人控制装置进行控制，所述不同组的机器人控制装置相互联网；当机器人工位焊接完成自动控制该工位下的传送带6和手动修补工位3的传送带6运行，机器人焊接工位2末端设有检测触发传感器10，当工件离开焊接工位后控制焊接工位的传送带6停止，机器人焊接工位2上还设有定位传感器10，用于控制焊接机器人8运行；

所述手动修补工位3上设有定位传感器10，当触发传感器10检测工件到位控制手动修补工位3传送带6停止工作，进行人工检查修补焊接工作，修补完成后，通过人工按下启动按钮7，控制手动修补工位3和背烧工位4的传送带6运行；

背烧工位4上设有火焰喷枪9，所述火焰喷枪9与喷枪系统相连，该工位两侧分别设有两个触发传感器10，前端为触发传感器10功能为减速背烧工位4和手动修补工位3的传送带6运行速度以及火焰喷枪9工作，末端触发传感器10的功能使背烧工位4传送带6停止并控制搬运工位5上的传送带6启动；

搬运工位5上末端设有定位传感器10，用于检测工件是否到位，检测到位并停止搬运工位5上传送带6的运动。

对本实施例进行进一步优化：

本实例中，所述焊接机器人8是由6轴焊接机械手臂安装在4轴的工作台上组成，所述工作台控制6轴焊接机械手臂在平面内进行前后左右移动。

本实例中，所述启动按钮7为自动复位按钮。

本实例中，所述机器人焊接工位2中的控制装置是由PLC、触摸屏以及视频监控组成，所述视频监控对工件焊接位置进行监控。

本实例中，所述生产线上的搬运工位5旁边设有搬运装置。

本实例中，所述装配工位1和搬运工位5旁边的搬运装置为行车。

该生产线的控制方法：将零散的工件通过行车依次在在装配工位1拼装，并通过人工进行电焊固定，通过人工按下装配工位1上的启动按钮7，控制装配工位1部分的传送带6和机器人焊接工位2的传送带6工作，并保证两个工位中的传送带6运动运动速度相同，当工件完全移动至机器人焊接工位2，则装配工位1末端的触发传感器10失电控制装配工位1上的传送带6停止运行，当工件到达机器人焊接工位2上的定位传感器10时，触发传感器10控制机器人焊接传送带6停止，并与装配工位1中的控制系统断开，机器人焊接工位2中的焊接机器人8和传送带6安预设好的加工程序进行焊接，当焊接机器人8程序执行完成后，控制机器人焊接工位2和手动修补工位3传送带6运行，并保持同步运行，当工件过了机器人焊接工位2上定位传感器10时，机器人焊接工位2传送带6恢复与装配工位1上的控制系统连通，当工件过了机器人焊接工位2末端的触发传感器10时，控制机器人焊接工位2传送带6停止运行，除非装配工位1的控制系统对机器人焊接工位2进行控制，工件随之进入手动修补工位3后，通过手动修补工位3上的定位传感器10控制该工位的传送带6停止工作，通过人工在该工位进行检查、修复的工作，通过人工进行检查完成后，通过手动修补工位3上的启动按钮7对，手动修补工位3和背烧工位4传送带6运行，当工件进入背烧工位4时通过背烧工位4一侧的触发传感器10检测工件进入，同时控制背烧工位4和手动修补工位3传送带6运行速度减慢，并控制火焰喷枪9工作，当工件驶离该传感后，控制手动修补工位3上的传送带6停止，除非机器人焊接工位2的控制系统对手动修补工位3控制系统进行控制，当工件被背烧工位4另一端的触发传感器10检测到位时，则控制搬运工位5上的传送带6运行，并保持和背烧工位4上传送带6运行速度相同，当工件驶离背烧工位4另一端的触发传感器10，则控制背烧工位4传送带6停止运行，并同时控制搬运工位5的传送带6恢复初始的设定运行速度，除非手动修补工位3的控制系统对其进行控制，当工件继续在搬运装置上移动，当搬运工位5上的触发传感器10检测到工件到位，则控制搬运工位5的传送带6停止运行，通过人工控制行车进行控制，为防止生产线运行工件堆积，则通过各工位的定位传感器10对上一工序的触发程序上进行互锁，防止工件持续运行造成堆积。

综上所述，通过整个生产线实现工件的自动焊接，提高焊处的美观性和质量，同时提高焊接效率，通过背烧工位的设定，减少人工焊接的背部焊接工序，保证质量，提高效率，通过工位对个各工序的控制，降低损耗，而且每个系统都是相互独立的，提高焊接的效率，通过该控制方法使系统在运行过程更加流畅，提高焊接的工作效率，各工位之间运行相互连通，使工序步骤之间更加连续，提高焊接的工作效率。

本发明的技术内容及技术特征已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本发明的揭示而作种种不背离本发明精神的替换及修饰，因此，本发明保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为本专利申请权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种用于船舶大型中厚板工件的机器人生产线，其特征在于:所述生产线是由几个传送带构成一个传送系统，所述传送系统上预设有多个加工工位，所述加工工位依次包括：装配工位、机器人焊接工位、手动修补工位、背烧工位、搬运工位；所述装配工位上方设有搬运装置，通过人工进行控制，装配工位通过人工进行对零散的工件组装并通过点焊进行固定，装配工位对应的传送带通过装配工位上设有的启动开关进行控制，所述机器人焊接工位部分的控制系统与装配工位上控制系统的相连，当装配工位上的按钮被出触发时，机器人焊接工位上的传送带也同步运行，此时装配工位上的传送带通过机器人焊接工位上的控制系统进行控制；通过在装配工位的末端设有传感器使焊接工位控制系统对装配工位的传送带进行断开；

所述机器人焊接工位设有偶数个焊接机器人，所述机器人两个为一组，每组通过同一机器人控制装置进行控制，所述不同组的机器人控制装置相互联网；当机器人工位焊接完成自动控制该工位下的传送带和手动修补工位的传送带运行，机器人焊接工位末端设有检测传感器，当工件离开焊接工位后控制焊接工位的传送带停止；

所述手动修补工位上设有定位传感器，当传感器检测工件到位控制手动修补工位传送带停止工作，进行人工检查修补焊接工作，修补完成后，通过人工按下启动按钮，控制手动修补工位和背烧工位的传送带运行；

背烧工位上设有火焰喷枪，该工位两侧分别设有两个传感器，前端为传感器功能为减速背烧工位和手动修补工位的传送带运行速度以及火焰喷枪工作，末端传感器的功能使背烧工位传送带停止并控制搬运工位上的传送带启动；

搬运工位上末端设有定位传感器，用于检测工件是否到位，检测到位并停止搬运工位上传送带的运动。

2.根据权利要求1所述一种用于船舶大型中厚板工件的机器人生产线，其特征在于：所述焊接机器人是由6轴焊接机械手臂安装在4轴的工作台上组成，所述工作台控制6轴焊接机械手臂在平面内进行前后左右移动。

3.根据权利要求1所述一种用于船舶大型中厚板工件的机器人生产线，其特征在于：所述启动按钮为自动复位按钮。

4.根据权利要求1所述一种用于船舶大型中厚板工件的机器人生产线，其特征在于：所述机器人焊接工位中的控制装置是由PLC、触摸屏以及视频监控组成，所述视频监控对工件焊接位置进行监控。

5.根据权利要求1所述一种用于船舶大型中厚板工件的机器人生产线，其特征在于：所述生产线上的搬运工位旁边设有搬运装置。

6.根据权利要求1或5所述一种用于船舶大型中厚板工件的机器人生产线，其特征在于：所述装配工位和搬运工位旁边的搬运装置为行车。

7.一种用于船舶大型中厚板工件的机器人生产线的控制方法：将零散的工件通过行车依次在在装配工位拼装，并通过人工进行电焊固定，通过人工按下装配工位上的启动按钮，控制装配工位部分的传送带和机器人焊接工位的传送带工作，并保证两个工位中的传送带运动运动速度相同，当工件完全移动至机器人焊接工位，则装配工位末端的传感器失电控制装配工位上的传送带停止运行，当工件到达机器人焊接工位上的定位传感器时，传感器控制机器人焊接传送带停止，并与装配工位中的控制系统断开，机器人焊接工位中的焊接机器人和传送带安预设好的加工程序进行焊接，当焊接机器人程序执行完成后，控制机器人焊接工位和手动修补工位传送带运行，并保持同步运行，当工件过了机器人焊接工位上定位传感器时，机器人焊接工位传送带恢复与装配工位上的控制系统连通，当工件过了机器人焊接工位末端的传感器时，控制机器人焊接工位传送带停止运行，除非装配工位的控制系统对机器人焊接工位进行控制，工件随之进入手动修补工位后，通过手动修补工位上的定位传感器控制该工位的传送带停止工作，通过人工在该工位进行检查、修复的工作，通过人工进行检查完成后，通过手动修补工位上的启动按钮对，手动修补工位和背烧工位传送带运行，当工件进入背烧工位时通过背烧工位一侧的传感器检测工件进入，同时控制背烧工位和手动修补工位传送带运行速度减慢，并控制火焰喷枪工作，当工件驶离该传感后，控制手动修补工位上的传送带停止，除非机器人焊接工位的控制系统对手动修补工位控制系统进行控制，当工件被背烧工位另一端的传感器检测到位时，则控制搬运工位上的传送带运行，并保持和背烧工位上传送带运行速度相同，当工件驶离背烧工位另一端的传感器，则控制背烧工位传送带停止运行，并同时控制搬运工位的传送带恢复初始的设定运行速度，除非手动修补工位的控制系统对其进行控制，当工件继续在搬运装置上移动，当搬运工位上的传感器检测到工件到位，则控制搬运工位的传送带停止运行，通过人工控制行车进行控制，为防止生产线运行工件堆积，则通过各工位的定位传感器对上一工序的触发程序上进行互锁，防止工件持续运行造成堆积。