CN109434336B - 一种机器人自动化焊接托辊横梁工作站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人自动化焊接托辊横梁工作站，包括焊接平台、角钢送料机构、扁钢送料机构、支柱送料机构、支柱送料限位机构、支柱压紧限位机构、点焊机器人、满焊机器人和用于对所述工作站控制的控制器；焊接平台包括相互连通的点焊滑槽和满焊滑槽，角钢送料机构、扁钢送料机构和支柱送料限位机构均安装在焊接平台上，且位于点焊滑槽旁边；角钢送料机构的角钢输出端连接点焊滑槽的角钢进口端，扁钢送料机构的扁钢输出端连接所述点焊滑槽的扁钢进口端。本发明提供的工作站，完成托辊横梁的自动化生产，在焊接时保证扁钢、中支柱和边支柱在角钢上的焊接位置，有效提高焊接质量及效率，同时改善车间工人的工作条件。

Description

一种机器人自动化焊接托辊横梁工作站

技术领域

本发明涉及一种工作站，尤其涉及一种机器人自动化焊接托辊横梁工作站，属于机器人焊接技术领域。

背景技术

目前，运输机械设备在港口、发电厂、钢铁企业、粮食、煤炭生产以及轻工业等领域运用广泛，其中带式输送机的需求尤其突出。带式输送机在生产制造中存在大量的焊接零部件，其中托辊横梁是带式输送机的主要构件，一台输送设备上需要大量的相同尺寸托辊横梁，目前横梁的焊接一般采用人工方式焊接，存在生产效率低、生产环境恶劣、焊接质量合格率不稳定等问题，使得托辊横梁焊接成为带式输送机生产的瓶颈工序。

在焊接时，一般采用机械手上料。托辊横梁的组成件角钢长度尺寸较大，若采用机械手夹取上料，所需夹具结构复杂，整体结构臃肿，机械手成本高，生产场地占用大；同时，一件托辊横梁有两个扁钢分别布置在角钢两侧，两扁钢之间间距大，相对位置尺寸不易保证。还有，托辊横梁的中支柱和边支柱零件较多，往往需要多台机械手同时抓取，机械手成本高；与此同时，一件托辊横梁的两个边支柱位于角钢两侧，两个中支柱位于角钢中间位置，对于中支柱和边支柱的相对位置尺寸也不好保证。

发明内容

为了解决以上问题，本发明的目的是提供一种机器人自动化焊接托辊横梁工作站，完成托辊横梁的自动化生产，在焊接时保证扁钢、中支柱和边支柱在角钢上的焊接位置，有效提高焊接质量及效率，同时改善车间工人的工作条件。

为了实现以上目的，本发明采用的技术方案：

一种机器人自动化焊接托辊横梁工作站，包括焊接平台、角钢送料机构、扁钢送料机构、支柱送料机构、支柱送料限位机构、支柱压紧限位机构、点焊机器人、满焊机器人和用于对所述工作站控制的控制器。

所述焊接平台包括相互连通的点焊滑槽和满焊滑槽，所述角钢送料机构和扁钢送料机构均安装在所述焊接平台上，且位于所述点焊滑槽旁边。

所述角钢送料机构的角钢输出端连接所述点焊滑槽的角钢进口端，所述扁钢送料机构设置有多个，扁钢送料机构的扁钢输出端连接所述点焊滑槽的扁钢进口端。

所述支柱送料机构的支柱输出端位于所述点焊滑槽的支柱进口端上方，所述支柱送料限位机构安装在点焊滑槽的支柱进口端，所述支柱压紧限位机构安装在点焊滑槽和满焊滑槽的上方。

所述点焊机器人和满焊机器人分别安装在所述点焊滑槽和满焊滑槽旁边。

焊接平台为托辊横梁焊接的工作平台，角钢送料机构、扁钢送料机构和支柱送料机构分别将角钢、扁钢和支柱输送到焊接平台的点焊滑槽上，支柱送料限位机构和支柱压紧限位机构对输送到点焊滑槽上的支柱进行限位和压紧，点焊机器人对点焊滑槽内的角钢、扁钢和支柱进行点焊，将其焊接为一体；然后将点焊后的角钢、扁钢和支柱输送到满焊滑槽内，满焊机器人对点焊后的角钢、扁钢和支柱进行满焊，将角钢、扁钢和支柱焊接为带式输送机的托辊横梁。

进一步的是，所述焊接平台还包括支撑台、扁钢导向槽、角钢升降板、角钢限位板、升降板气缸、限位板升降气缸、转角气缸和工件推出斜坡。

所述点焊滑槽、满焊滑槽、扁钢导向槽、角钢升降板和角钢限位板均安装在所述支撑台上；所述点焊滑槽和满焊滑槽下端的宽度均大于上端的宽度，所述扁钢导向槽垂直并连通所述点焊滑槽；所述角钢升降板设置在点焊滑槽内，升降板气缸的升缩杆穿过支撑台连接所述角钢升降板；所述角钢限位板设置在点焊滑槽末端，角钢限位板连接所述限位板升降气缸的升缩杆；所述转角气缸安装在所述满焊滑槽末端，所述满焊滑槽末端与所述工件推出斜坡顶端相衔接。

点焊滑槽用于角钢的推入、推出和对角钢进行点焊；满焊滑槽用于点焊后托辊横梁的推入、推出和对其进行满焊；扁钢导向槽用于扁钢的推入。点焊滑槽和满焊滑槽下端的宽度均大于上端的宽度，是为了扁钢与角钢焊接为一体后，焊接后的扁钢能从底端宽度较大的滑槽内滑出，进入下一个工位中。点焊滑槽内的角钢升降板，是为了在角钢进入点焊滑槽内后，向上顶升角钢，方便扁钢导向槽内的扁钢进入角钢的左右两端下方，点焊机器人将扁钢焊接在角钢左右两端。点焊滑槽末端的角钢限位板，是为了在焊接初始时，对点焊滑槽内的角钢进行限位，角钢限位板挡着角钢，使角钢不能移动，对点焊滑槽内的角钢前后限位，点焊机器人对角钢和扁钢进行焊接；点焊完后，角钢限位板在限位板升降气缸的带动下向下收缩，不再挡着角钢，角钢在后续角钢的推动下，从点焊滑槽末端进入满焊滑槽内进行满焊。转角气缸用于对满焊滑槽内的满焊工件进行前后方向重定位；满焊滑槽末端的工件推出斜坡，用于满焊完后将焊接工件推出作业区。

进一步的是，所述角钢送料机构包括角钢堆放框、角钢推送槽口、角钢推送板和无杆气缸。

所述角钢推送槽口设置在角钢堆放框底端，角钢推送槽口的末端连接点焊滑槽的角钢输入端，所述角钢推送板的底端设置在无杆气缸的输出滑块上，角钢推送板的顶端为三角形结构，所述三角形结构滑动设置在角钢推送槽口内。

角钢码放在角钢堆放框内，工作时，在无杆气缸的作用下，无杆气缸的输出滑块带动其上的角钢推送板移动，角钢推送板在角钢推送槽口内滑动，推动角钢推送槽口内的角钢向外移动，将角钢推送到点焊滑槽内，简单方便地对角钢进行了推送；角钢推送板的顶端为三角形结构，这是和角钢的形状相匹配，方便对角钢堆放框底端的单个角钢进行推送，而对于其上的角钢无影响。

进一步的是，所述扁钢送料机构包括扁钢堆放框、扁钢推送槽口、扁钢推送板和扁钢推送气缸。

所述扁钢推送槽口设置在扁钢堆放框底端，扁钢推送槽口的末端连接扁钢导向槽的扁钢输入端，所述扁钢推送板的一端滑动设置在扁钢推送槽口内，另一端连接扁钢推送气缸的伸缩杆。

扁钢码放在扁钢堆放框内，工作时，在扁钢推送气缸的作用下，扁钢推送气缸的伸缩杆带动扁钢推送板移动，扁钢推送板在扁钢推送槽口内滑动，推动扁钢推送槽口内的扁钢向外移动，将扁钢推送到扁钢导向槽内，简单方便地对扁钢进行了推送。

进一步的是，所述支柱送料机构包括传送安装架、中支柱传送组件和边支柱传送组件，所述中支柱传送组件和边支柱传送组件均安装在所述传送安装架上，所述边支柱传送组件位于所述中支柱传送组件外侧；中支柱传送组件用于焊接时传送中支柱，边支柱传送组件用于焊接时传送边支柱。

所述中支柱传送组件包括中支柱传送槽、中支柱推动架、中支柱传送链条和中支柱传送电机，所述中支柱推动架固定安装在中支柱传送链条上端，中支柱推动架的端部滑动安装在中支柱传送槽内，所述中支柱传送链条由中支柱传送电机驱动。中支柱放置在中支柱传送槽内，在中支柱传送电机的作用下，中支柱传送链条运动，带动链条上端的中支柱推动架运动，推动中支柱传送槽内的中支柱滑动，滑动到焊接平台上焊接，简单方便地对托辊横梁的中支柱进行了传送。

所述边支柱传送组件包括边支柱传送槽、边支柱推动架、边支柱传送链条和边支柱传送电机，所述边支柱推动架固定安装在边支柱传送链条上端，边支柱推动架的端部滑动安装在边支柱传送槽内，所述边支柱传送链条由边支柱传送电机驱动。边支柱放置在边支柱传送槽内，在边支柱传送电机的作用下，边支柱传送链条运动，带动链条上端的边支柱推动架运动，推动边支柱传送槽内的边支柱滑动，滑动到焊接平台上焊接，简单方便地对托辊横梁的边支柱进行了传送。

进一步的是，所述中支柱传送槽和边支柱传送槽相互平行且均设置有两个，两个中支柱传送槽位于中间位置且相互平行，两个边支柱传送槽分别位于两个中支柱传送槽外侧且相互平行。中间为两个中支柱传送槽，两边为两个边支柱传送槽，这是与托辊横梁的实际结构相适应，各传送槽互相平行设置，保证了支柱传送出去后，焊接时边支柱与边支柱间、边支柱与中支柱间、中支柱和中支柱间的相对位置尺寸。

所述中支柱传送槽和边支柱传送槽的末端均伸出传送安装架；伸出传送安装架一段距离，使推动板推送的中支柱和边支柱从传送槽出来后，直接传送在传送槽前方的焊接平台上。边支柱传送槽两端的槽板内底外高；内端槽板低是为了防止和其它部件组装进行焊接时，內端槽板挡着支柱压紧限位机构；外端槽板高是和边支柱的高度相适，同时也是为了防止外界物体从左右两端进入支柱送料机构内部。

所述中支柱推动架和边支柱推动架均包括中间的连接件和两端向下设置的推动板，所述连接件固定安装在传送链条上，所述推动板滑动安装在传送槽内。连接件固定在链条上端，推动板滑动设置在传送槽内，链条运动带动连接件运动进而带动推动板在传送槽内滑动，推动传送槽内的边支柱或中支柱向外滑动，传送到焊接平台上焊接，简单方便地对托辊横梁的边支柱和中支柱进行了传送。

进一步的是，所述支柱送料限位机构包括支柱定位架、抽离片横架、定位架推动气缸、横架推动气缸和直线导轨。

所述支柱定位架包括前端的中支柱U型槽和边支柱U型槽，所述中支柱U型槽和边支柱U型槽的开口端分别正对所述中支柱传送槽和边支柱传送槽的输出末端，且位于所述点焊滑槽正上方。

所述抽离片横架包括前端分别滑动遮挡所述中支柱U型槽和边支柱U型槽底端出口的中支柱挡片和边支柱挡片。

所述定位架推动气缸固定安装在所述支撑台上，所述定位架推动气缸的伸缩杆连接所述支柱定位架；所述横架推动气缸固定安装在支柱定位架的下表面上，横架推动气缸的伸缩杆连接抽离片横架；所述直线导轨的轨道固定安装在所述支撑台上，直线导轨的滑块上端连接所述支柱定位架。

支柱送料限位机构用于将中支柱和边支柱从支柱送料机构送入到点焊滑槽内。其中，支柱定位架在定位架推动气缸和直线导轨的作用下，在垂直于点焊滑槽长度方向滑动，便于控制中支柱U型槽和边支柱U型槽与支柱送料机构输出末端间的距离，使中支柱和边支柱分别进入中支柱U型槽和边支柱U型槽内，U型槽下端的中支柱挡片和边支柱挡片支撑中支柱和边支柱。抽离片横架在横架推动气缸的作用下，在垂直于点焊滑槽长度方向滑动，控制中支柱挡片和边支柱挡片在中支柱U型槽和边支柱U型槽下端滑动，中支柱U型槽和边支柱U型槽内的中支柱和边支柱直接掉落到下端的点焊滑槽内，简单方便地控制了中支柱和边支柱的进入。

进一步的是，所述支柱压紧限位机构包括气缸安装龙门架、辊杆工装和工装推动气缸。

所述工装推动气缸安装在所述气缸安装龙门架上，所述辊杆工装设置有两个，分别位于所述点焊滑槽和满焊滑槽上方，所述辊杆工装的顶端连接所述工装推动气缸的伸缩杆。在工装推动气缸的作用下，辊杆工装在竖直方向移动，对托辊横梁的中支柱和边支柱进行限位和压紧，进而便于点焊机器人和满焊机器人对托辊横梁焊接工件进行焊接。

进一步的是，所述辊杆工装包括上端的连接杆、下端的压紧限位杆、连接所述连接杆和压紧限位杆中部的连接板。

所述压紧限位杆的两端分别向上弯折，所述连接杆的左右两端分别连接所述压紧限位杆向上弯折的左右两端；所述压紧限位杆中部的下端设置有中支柱压紧限位块，两端弯折部分的下端设置有边支柱压紧限位块。

在工装推动气缸的带动下，使辊杆工装向下移动，对托辊横梁的中支柱和边支柱进行限位和压紧；其中，中支柱压紧限位块卡着中支柱的上端槽口，边支柱压紧限位块卡着边支柱的上端槽口，便于向下压中支柱和边支柱，对中支柱和边支柱压紧的同时又对其限位，进而便于点焊机器人和满焊机器人对工件进行焊接。压紧限位杆的两端分别向上弯折，这是考虑到托辊横梁的具体结构，便于对中支柱和边支柱同时进行压紧和限位。

进一步的是，所述点焊机器人和满焊机器人的下端均安装在机器人放置台上，点焊机器人位于点焊滑槽前方，所述满焊机器人设置有两台，分别置于所述满焊滑槽的前后两方。点焊机器人在点焊滑槽内对工件进行初步的点焊，然后工作被推入到满焊滑槽内，两台满焊机器人对工件进行满焊，将焊接工件所有接触的地方都熔焊，使焊接工件焊接为一整体。总共三台焊接机器人对工件进行焊接，一台点焊两台满焊，使焊接机器人分工明确，提高了对焊接工件焊接的效率。

本发明的有益效果：

本发明提供了一种机器人自动化焊接托辊横梁工作站，通过控制器控制各气缸、电机和焊接机器人协调配合工作；角钢送料机构、扁钢送料机构和支柱送料机构分别将角钢、扁钢和支柱输送到焊接平台的点焊滑槽上，支柱送料限位机构和支柱压紧限位机构对输送到点焊滑槽上的支柱进行限位和压紧，点焊机器人对点焊滑槽内的角钢、扁钢和支柱进行点焊，将其焊接为一体；然后将点焊后的角钢、扁钢和支柱输送到满焊滑槽内，满焊机器人对点焊后的角钢、扁钢和支柱进行满焊，满焊完后从工件推出斜坡推出作业区，完成托辊横梁的自动化生产；在焊接时保证扁钢、中支柱和边支柱在角钢上的焊接位置，较传统人工焊接方式能有效提高焊接质量及效率，同时改善车间工人的工作条件。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的俯视图；

图3为本发明支撑台和工件推出斜坡的结构示意图；

图4为本发明焊接平台除去支撑台和工件推出斜坡后的结构示意图；

图5为本发明角钢送料机构的结构示意图；

图6为本发明角钢送料机构的左侧结构示意图；

图7为本发明扁钢送料机构的结构示意图；

图8为本发明支柱送料机构的结构示意图；

图9为本发明中支柱传送组件和边支柱传送组件的结构示意图；

图10为本发明中支柱传送槽的结构示意图；

图11为本发明边支柱传送槽的结构示意图；

图12为本发明中支柱推动架的结构示意图；

图13为本发明边支柱推动架的结构示意图；

图14为本发明支柱送料限位机构的结构示意图；

图15为本发明支柱送料限位机构的底视图；

图16为本发明支柱定位架的结构示意图；

图17为本发明抽离片横架的结构示意图；

图18为本发明支柱压紧限位机构的结构示意图；

图19为本发明辊杆工装的结构示意图；

图20为本发明焊接的托辊横梁的结构示意图；

图中：1、焊接平台；10、支撑台；11、点焊滑槽；12、满焊滑槽；13、扁钢导向槽；14、角钢升降板；15、角钢限位板；16、升降板气缸；17、限位板升降气缸；18、转角气缸；19、工件推出斜坡；2、角钢送料机构；21、角钢堆放框；22、角钢推送槽口；23、角钢推送板；24、无杆气缸；3、扁钢送料机构；31、扁钢堆放框；32、扁钢推送槽口；33、扁钢推送板；34、扁钢推送气缸；4、支柱送料机构；41、传送安装架；42、中支柱传送组件；421、支柱传送槽；422、中支柱推动架；423、中支柱传送链条；424、中支柱传送电机；43、边支柱传送组件；431、边支柱传送槽；432、边支柱推动架；433、边支柱传送链条；434、边支柱传送电机；44、连接件；45、推动板；5、支柱送料限位机构；51、支柱定位架；511、中支柱U型槽；512、边支柱U型槽；52、抽离片横架；521、中支柱挡片；522、边支柱挡片；53、定位架推动气缸；54、横架推动气缸；55、直线导轨；6、支柱压紧限位机构；61、气缸安装龙门架；62、辊杆工装；621、连接杆；622、压紧限位杆；623、连接板；624、中支柱压紧限位块；625、边支柱压紧限位块；63、工装推动气缸；7、点焊机器人；8、满焊机器人；9、托辊横梁；91、角钢；92、扁钢；93、中支柱；94、边支柱。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步阐述。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

一种机器人自动化焊接托辊横梁工作站，如图1和2所示，包括焊接平台1、角钢送料机构2、扁钢送料机构3、支柱送料机构4、支柱送料限位机构5、支柱压紧限位机构6、点焊机器人7、满焊机器人8和用于对工作站控制的控制器；

焊接平台1包括相互连通的点焊滑槽11和满焊滑槽12，角钢送料机构2和扁钢送料机构3均安装在焊接平台1上，且位于点焊滑槽11旁边；

角钢送料机构2的角钢输出端连接点焊滑槽11的角钢进口端，扁钢送料机构3设置有多个，扁钢送料机构3的扁钢输出端连接点焊滑槽11的扁钢进口端；

支柱送料机构4的支柱输出端位于点焊滑槽11的支柱进口端上方，支柱送料限位机构5安装在点焊滑槽11的支柱进口端，支柱压紧限位机构6安装在点焊滑槽11和满焊滑槽12的上方；

点焊机器人7和满焊机器人8分别安装在点焊滑槽11和满焊滑槽12旁边。

本实施例中，控制器选用西门子的6ES7 288 1SR60 0AA0型号的PLC；点焊机器人7和满焊机器人8均选用M-20iA02x01型号的机器人。

作为本发明的优化方案，如图3和4所示，焊接平台1还包括支撑台10、扁钢导向槽13、角钢升降板14、角钢限位板15、升降板气缸16、限位板升降气缸17、转角气缸18和工件推出斜坡19；本实施例中，升降板气缸16和限位板升降气缸17均选用SE32x25型号的气缸；转角气缸18选用型号为ACKL50x90型号的气缸。

点焊滑槽11、满焊滑槽12、扁钢导向槽13、角钢升降板14和角钢限位板15均安装在支撑台10上；点焊滑槽11和满焊滑槽12下端的宽度均大于上端的宽度，扁钢导向槽13垂直并连通点焊滑槽11；角钢升降板14设置在点焊滑槽11内，升降板气缸16的升缩杆穿过支撑台10连接角钢升降板14；角钢限位板15设置在点焊滑槽11末端，角钢限位板15连接限位板升降气缸17的升缩杆；转角气缸18安装在满焊滑槽12末端，满焊滑槽12末端与工件推出斜坡19顶端相衔接。

作为本发明的优化方案，如图5和6所示，角钢送料机构2包括角钢堆放框21、角钢推送槽口22、角钢推送板23和无杆气缸24；本实施例中，无杆气缸24选用型号为1312505_DGC-K-63-1850-PPV-A-GK的气缸。

角钢推送槽口22设置在角钢堆放框21底端，角钢推送槽口22的末端连接点焊滑槽11的角钢输入端，角钢推送板23的底端设置在无杆气缸24的输出滑块上，角钢推送板23的顶端为三角形结构，三角形结构滑动设置在角钢推送槽口22内。

作为本发明的优化方案，如图7所示，扁钢送料机构3包括扁钢堆放框31、扁钢推送槽口32、扁钢推送板33和扁钢推送气缸34；本实施例中，扁钢推送气缸34选用型号为SE50x500型号的气缸。

扁钢推送槽口32设置在扁钢堆放框31底端，扁钢推送槽口32的末端连接扁钢导向槽13的扁钢输入端，扁钢推送板33的一端滑动设置在扁钢推送槽口32内，另一端连接扁钢推送气缸34的伸缩杆。

作为本发明的优化方案，如图8-13所示，支柱送料机构4包括传送安装架41、中支柱传送组件42和边支柱传送组件43，中支柱传送组件42和边支柱传送组件43均安装在传送安装架41上，边支柱传送组件43位于中支柱传送组件42外侧；

中支柱传送组件42包括中支柱传送槽421、中支柱推动架422、中支柱传送链条423和中支柱传送电机424，中支柱推动架422固定安装在中支柱传送链条423上端，中支柱推动架422的端部滑动安装在中支柱传送槽421内，中支柱传送链条423由中支柱传送电机424驱动；

边支柱传送组件43包括边支柱传送槽431、边支柱推动架432、边支柱传送链条433和边支柱传送电机434，边支柱推动架432固定安装在边支柱传送链条433上端，边支柱推动架432的端部滑动安装在边支柱传送槽431内，边支柱传送链条433由边支柱传送电机434驱动。本实施例中，中支柱传送电机424和边支柱传送电机434均选用型号为SHSTM110-1.2-S-171的电机。

作为本发明的优化方案，如图8-13所示，中支柱传送槽421和边支柱传送槽431相互平行且均设置有两个，两个中支柱传送槽421位于中间位置且相互平行，两个边支柱传送槽431分别位于两个中支柱传送槽421外侧且相互平行，中支柱传送槽421和边支柱传送槽431的末端均伸出传送安装架41，边支柱传送槽431两端的槽板内底外高；

中支柱推动架422和边支柱推动架432均包括中间的连接件44和两端向下设置的推动板45，连接件44固定安装在传送链条上，推动板45滑动安装在传送槽内。

作为本发明的优化方案，如图14-17所示，支柱送料限位机构5包括支柱定位架51、抽离片横架52、定位架推动气缸53、横架推动气缸54和直线导轨55。本实施例中，定位架推动气缸53选用型号为SE50x100型号的气缸；横架推动气缸54选用型号为SE32x100型号的气缸；直线导轨55选用型号为SHS25LC2QZSS型号的导轨。

支柱定位架51包括前端的中支柱U型槽511和边支柱U型槽512，中支柱U型槽511和边支柱U型槽512的开口端分别正对中支柱传送槽421和边支柱传送槽431的输出末端，且位于点焊滑槽11正上方；

抽离片横架52包括前端分别滑动遮挡中支柱U型槽511和边支柱U型槽512底端出口的中支柱挡片521和边支柱挡片522；

定位架推动气缸53固定安装在支撑台10上，定位架推动气缸53的伸缩杆连接支柱定位架51；横架推动气缸54固定安装在支柱定位架51的下表面上，横架推动气缸54的伸缩杆连接抽离片横架52；直线导轨55的轨道固定安装在支撑台10上，直线导轨55的滑块上端连接支柱定位架51。

作为本发明的优化方案，如图18所示，支柱压紧限位机构6包括气缸安装龙门架61、辊杆工装62和工装推动气缸63；本实施例中，工装推动气缸63选用型号为SE50x100型号的气缸。

工装推动气缸63安装在气缸安装龙门架61上，辊杆工装62设置有两个，分别位于点焊滑槽11和满焊滑槽12上方，辊杆工装62的顶端连接工装推动气缸63的伸缩杆。

作为本发明的优化方案，如图19所示，辊杆工装62包括上端的连接杆621、下端的压紧限位杆622、连接连接杆621和压紧限位杆622中部的连接板623；

压紧限位杆622的两端分别向上弯折，连接杆621的左右两端分别连接压紧限位杆622向上弯折的左右两端；压紧限位杆622中部的下端设置有中支柱压紧限位块624，两端弯折部分的下端设置有边支柱压紧限位块625。

作为本发明的优化方案，如图1和2所示，点焊机器人7和满焊机器人8的下端均安装在机器人放置台上，点焊机器人7位于点焊滑槽11前方，满焊机器人8设置有两台，分别置于满焊滑槽12的前后两方。

为了更好的理解本发明，下面对本发明的工作原理作一次完整的描述：

本发明中，需要焊接的托辊横梁9如图20所述，它包括了一个角钢91、两个扁钢92、两个中支柱93和两个边支柱94，本发明的工作站的目的，就是需要将一个角钢91、两个扁钢92、两个中支柱93和两个边支柱94焊接为如图20所示的托辊横梁。

其控制方法包括如下步骤：

S1、托辊横梁焊接散件备料。将托辊横梁9焊接时用的角钢91堆放在角钢送料机构2内，扁钢92堆放在扁钢送料机构3内，中支柱93和边支柱94堆放在支柱送料机构4内。

S2、点焊滑槽限位。限位板升降气缸17控制角钢限位板15上升，对点焊滑槽11内的角钢91前后限位。

S3、角钢送料。角钢送料机构2将角钢91推送到点焊滑槽11内，角钢到达指定位置后，通过升降板气缸16控制角钢升降板14抬升一定距离。

S4、扁钢和中支柱的送料和贴料。抬升一定距离后，通过两个扁钢送料机构3将两个扁钢92推入到点焊滑槽11内的角钢左右两端下侧，然后升降板气缸16控制角钢升降板14下降，使角钢91压着扁钢92；支柱送料机构4将中支柱93和边支柱94输送到点焊滑槽11上端，通过支柱送料限位机构5将两个中支柱93和两个边支柱94输送到点焊滑槽11内的角钢91上。

S5、压紧夹持。在上一步送料和贴料完成后，角钢91和扁钢92均处于压紧状态，通过点焊滑槽11上端的工装推动气缸63控制辊杆工装62下移，将角钢91上的中支柱93和边支柱94压紧。

S6、点焊。点焊机器人7对点焊滑槽11内的工件进行点焊固定。

S7、移位。点焊滑槽11上端的工装推动气缸63控制辊杆工装62上移，限位板升降气缸17控制角钢限位板15下降，角钢送料机构2推入下一个角钢91，将点焊完的工件推入满焊滑槽12内。

S8、重定位。点焊后的工件推入到满焊滑槽12内后，通过转角气缸18将工件反方向推动顶紧，防止推入方向位置出现偏差，保证其推入方向的位置准确。

S9、压紧夹持。通过满焊滑槽12上端的工装推动气缸63控制辊杆工装62下移，将点焊好的工件压紧。

S10、满焊。两台满焊机器人8对满焊滑槽12内的工件进行满焊。在进行S7-S10步骤的同时，在点焊滑槽11同步进行S4-S6步骤。

S11、工件推出。满焊完后，转角气缸18运动，不再顶紧工件，角钢送料机构2再一次推入下一个角钢91时，满焊后的工件从满焊滑槽12末端的工件推出斜坡19推出作业区，完成托辊横梁的焊接作业。

上述S1步骤中，角钢91堆放在角钢送料机构2的角钢堆放框21内；扁钢92堆放在两个扁钢送料机构3的扁钢堆放框31内；中支柱93堆放在支柱送料机构4的两个中支柱传送槽421内；边支柱94堆放在支柱送料机构4的两个边支柱传送槽431内。

上述S3步骤中，在无杆气缸24的作用下，无杆气缸24的输出滑块带动其上的角钢推送板23移动，角钢推送板23在角钢推送槽口22内滑动，推动角钢推送槽口22内的角钢91向外移动，将角钢91推送到点焊滑槽11内。

上述S4步骤中，两个扁钢送料机构3将两个扁钢92推入到点焊滑槽11内，具体是通过在扁钢推送气缸34的作用下，扁钢推送气缸34的伸缩杆带动扁钢推送板33移动，扁钢推送板33在扁钢推送槽口32内滑动，推动扁钢推送槽口32内的扁钢92向外移动，将扁钢92推送到扁钢导向槽13内，再进一步推入点焊滑槽11内角钢左右两端下侧。

上述S4步骤中，支柱送料机构4将中支柱93和边支柱94输送到点焊滑槽11上端，具体是通过中支柱传送电机424和边支柱传送电机434转动，带动两条中支柱传送链条423和两条边支柱传送链条433同步向右运动，进而带动中支柱推动架422和边支柱推动架432向右运动，推动架两端的推动板45在中支柱传送槽421和边支柱传送槽431内向右运动，推动中支柱传送槽421的中支柱93和边支柱传送槽431的边支柱94同步向右运动，将两个中支柱93和两个边支柱94，从传送槽末端传送到支柱送料限位机构5上。

上述S4步骤中，支柱送料限位机构5将两个中支柱93和两个边支柱94输送到点焊滑槽11内的角钢11上，具体是通过将中支柱U型槽511和边支柱U型槽512接送从传送槽末端传送的中支柱93和边支柱94，然后在横架推动气缸54的推动下，中支柱挡片521和边支柱挡片522在中支柱U型槽511和边支柱U型槽512下端滑动抽离，中支柱U型槽511和边支柱U型槽512内的中支柱93和边支柱94掉落在点焊滑槽11内的角钢91上进行贴合。

上述步骤中，各气缸、电机和焊接机器人都是由控制器控制运行，各气缸、电机和焊接机器人协调配合，完成托辊横梁工作站对托辊横梁的焊接工作。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种机器人自动化焊接托辊横梁工作站，其特征在于：包括焊接平台(1)、角钢送料机构(2)、扁钢送料机构(3)、支柱送料机构(4)、支柱送料限位机构(5)、支柱压紧限位机构(6)、点焊机器人(7)、满焊机器人(8)和用于对所述工作站控制的控制器；

所述焊接平台(1)包括相互连通的点焊滑槽(11)和满焊滑槽(12),所述角钢送料机构(2)和扁钢送料机构(3)均安装在所述焊接平台(1)上，且位于所述点焊滑槽(11)旁边；

所述角钢送料机构(2)的角钢输出端连接所述点焊滑槽(11)的角钢进口端，用于将角钢推送至点焊滑槽(11)内；

所述扁钢送料机构(3)设置有多个，扁钢送料机构(3)的扁钢输出端连接所述点焊滑槽(11)的扁钢进口端，用于将扁钢推入点焊滑槽(11)内的角钢下侧；

所述支柱送料机构(4)的支柱输出端位于所述点焊滑槽(11)的支柱进口端上方，用于将支柱传送到支柱送料限位机构(5)上；

所述支柱送料限位机构(5)安装在点焊滑槽(11)的支柱进口端，用于将支柱输送到点焊滑槽(11)内的角钢上侧；

所述支柱压紧限位机构(6)安装在点焊滑槽(11)和满焊滑槽(12)的上方；

所述点焊机器人(7)和满焊机器人(8)分别安装在所述点焊滑槽(11)和满焊滑槽(12)

旁边；

所述焊接平台(1)还包括支撑台(10)、扁钢导向槽(13)、角钢升降板(14)、角钢限位板(15)、升降板气缸(16)、限位板升降气缸(17)、转角气缸(18)和工件推出斜坡(19)；

所述点焊滑槽(11)、满焊滑槽(12)、扁钢导向槽(13)、角钢升降板(14)和角钢限位板(15)均安装在所述支撑台(10)上；所述点焊滑槽(11)和满焊滑槽(12)下端的宽度均大于上端的宽度，所述扁钢导向槽(13)垂直并连通所述点焊滑槽(11);所述角钢升降板(14)设置在点焊滑槽(11)内，升降板气缸(16)的升缩杆穿过支撑台(10)连接所述角钢升降板(14);所述角钢限位板(15)设置在点焊滑槽(11)末端，角钢限位板(15)连接所述限位板升降气缸(17)的升缩杆；所述转角气缸(18)安装在所述满焊滑槽(12)末端，所述满焊滑槽(12)末端与所述工件推出斜坡(19)顶端相衔接；

所述支柱压紧限位机构(6)包括气缸安装龙门架(61)、辊杆工装(62)和工装推动气缸(63)；

所述工装推动气缸(63)安装在所述气缸安装龙门架(61)上，所述辊杆工装(62)设置有两个，分别位于所述点焊滑槽(11)和满焊滑槽(12)上方，所述辊杆工装(62)的顶端连接所述工装推动气缸(63)的伸缩杆。

2.根据权利要求1所述的一种机器人自动化焊接托辊横梁工作站，其特征在于：所述角钢送料机构(2)包括角钢堆放框(21)、角钢推送槽口(22)、角钢推送板(23)和无杆气缸(24)；

所述角钢推送槽口(22)设置在角钢堆放框(21)底端，角钢推送槽口(22)的末端连接点焊滑槽(11)的角钢输入端，所述角钢推送板(23)的底端设置在无杆气缸(24)的输出滑块上，角钢推送板(23)的顶端为三角形结构，所述三角形结构滑动设置在角钢推送槽口(22)内。

3.根据权利要求1所述的一种机器人自动化焊接托辊横梁工作站，其特征在于：所述扁钢送料机构(3)包括扁钢堆放框(31)、扁钢推送槽口(32)、扁钢推送板(33)和扁钢推送气缸(34)；

所述扁钢推送槽口(32)设置在扁钢堆放框(31)底端，扁钢推送槽口(32)的末端连接扁钢导向槽(13)的扁钢输入端，所述扁钢推送板(33)的一端滑动设置在扁钢推送槽口(32)内，另一端连接扁钢推送气缸(34)的伸缩杆。

4.根据权利要求1所述的一种机器人自动化焊接托辊横梁工作站，其特征在于：所述支柱送料机构(4)包括传送安装架(41)、中支柱传送组件(42)和边支柱传送组件(43),所述中支柱传送组件(42)和边支柱传送组件(43)均安装在所述传送安装架(41)上，所述边支柱传送组件(43)位于所述中支柱传送组件(42)外侧；

所述中支柱传送组件(42)包括中支柱传送槽(421)、中支柱推动架(422)、中支柱传送链条(423)和中支柱传送电机(424),所述中支柱推动架(422)固定安装在中支柱传送链条(423)上端，中支柱推动架(422)的端部滑动安装在中支柱传送槽(421)内，所述中支柱传送链条(423)由中支柱传送电机(424)驱动；

所述边支柱传送组件(43)包括边支柱传送槽(431)、边支柱推动架(432)、边支柱传送链条(433)和边支柱传送电机(434),所述边支柱推动架(432)固定安装在边支柱传送链条(433)上端，边支柱推动架(432)的端部滑动安装在边支柱传送槽(431)内，所述边支柱传送链条(433)由边支柱传送电机(434)驱动。

5.根据权利要求4所述的一种机器人自动化焊接托辊横梁工作站，其特征在于：所述中支柱传送槽(421)和边支柱传送槽(431)相互平行且均设置有两个，两个中支柱传送槽(421)位于中间位置且相互平行，两个边支柱传送槽(431)分别位于两个中支柱传送槽(421)外侧且相互平行，所述中支柱传送槽(421)和边支柱传送槽(431)的末端均伸出传送安装架(41),边支柱传送槽(431)两端的槽板内底外高；

所述中支柱推动架(422)和边支柱推动架(432)均包括中间的连接件(44)和两端向下设置的推动板(45),所述连接件(44)固定安装在传送链条上，所述推动板(45)滑动安装在传送槽内。

6.根据权利要求4所述的一种机器人自动化焊接托辊横梁工作站，其特征在于：所述支柱送料限位机构(5)包括支柱定位架(51)、抽离片横架(52)、定位架推动气缸(53)、横架推动气缸(54)和直线导轨(55)；

所述支柱定位架(51)包括前端的中支柱U型槽(511)和边支柱U型槽(512),所述中支柱U型槽(511)和边支柱U型槽(512)的开口端分别正对所述中支柱传送槽(421)和边支柱传送槽(431)的输出末端，且位于所述点焊滑槽(11)正上方；

所述抽离片横架(52)包括前端分别滑动遮挡所述中支柱U型槽(511)和边支柱U型槽(512)底端出口的中支柱挡片(521)和边支柱挡片(522)；

所述定位架推动气缸(53)固定安装在所述支撑台(10)上，所述定位架推动气缸(53)的伸缩杆连接所述支柱定位架(51);所述横架推动气缸(54)固定安装在支柱定位架(51)的下表面上，横架推动气缸(54)的伸缩杆连接抽离片横架(52);所述直线导轨(55)的轨道固定安装在所述支撑台(10)上，直线导轨(55)的滑块上端连接所述支柱定位架(51)。

7.根据权利要求1所述的一种机器人自动化焊接托辊横梁工作站，其特征在于：所述辊杆工装(62)包括上端的连接杆(621)、下端的压紧限位杆(622)、连接所述连接杆(621)和压紧限位杆(622)中部的连接板(623)；

所述压紧限位杆(622)的两端分别向上弯折，所述连接杆(621)的左右两端分别连接所述压紧限位杆(622)向上弯折的左右两端；所述压紧限位杆(622)中部的下端设置有中支柱压紧限位块(624),两端弯折部分的下端设置有边支柱压紧限位块(625)。

8.根据权利要求1所述的一种机器人自动化焊接托辊横梁工作站，其特征在于：所述点焊机器人(7)和满焊机器人(8)的下端均安装在机器人放置台上，点焊机器人(7)位于点焊滑槽(11)前方，所述满焊机器人(8)设置有两台，分别置于所述满焊滑槽(12)的前后两方。