CN110076490A - 箱柜智能机器人柔性焊接工作站 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种箱柜智能机器人柔性焊接工作站，包括板材料架和法兰料架，在板材料架、法兰料架的同一侧分别对应设板材定位工装和法兰定位工装，板材定位工装旁设板材搬运机器人，法兰定位工装旁设法兰箱柜体搬运机器人，板材搬运机器人远离板材料架的一旁设点焊焊接机器人，法兰箱柜体搬运机器人远离法兰料架一旁设焊接机器人，点焊焊接机器人与焊接机器人间设回转工作台，回转工作台的回转盘上对称设两个两轴变位机，每个两轴变位机的回转盘上分别设工装夹具底板，每个工装夹具底板上分别设工装夹具。本发明整个过程为自动化，提高了箱柜的拼接和焊接效率，确保产品质量的一致性和稳定性，并可大幅度减少人工成本和工装夹具制造成本。

Description

箱柜智能机器人柔性焊接工作站

技术领域

本发明涉及箱柜焊接装置，具体涉及一种箱柜智能机器人柔性焊接工作站。

背景技术

目前，金属箱柜的制作大都依靠人工来实现。首先通过人工放置板材，再通过点焊将各板材固定围合成箱体形状，或者通过夹具辅助定位后点焊板材固定围合成箱体形状，最后再进行整体焊接制得箱柜。而箱柜体与法兰板的拼接、点焊和满焊则均由人工操作完成，整个生产过程中劳动强度大，工作效率低，不能确保产品质量的稳定性，而且在焊接时焊条所产生的烟雾及强光对人体也会造成一定的伤害。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种自动化拼装、焊接箱柜箱体的智能机器人柔性焊接工作站，从而减少制造成本，确保产品质量稳定。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种箱柜智能机器人柔性焊接工作站，包括相邻设置的板材料架和法兰料架，在所述板材料架、法兰料架的同一侧分别对应设板材定位工装和法兰定位工装，在板材定位工装旁设板材搬运机器人，在法兰定位工装旁设法兰箱柜体搬运机器人，在板材搬运机器人远离板材料架的一旁设点焊焊接机器人，在法兰箱柜体搬运机器人远离法兰料架一旁设焊接机器人，在点焊焊接机器人与焊接机器人间设回转工作台，在回转工作台的回转盘上对称设两个两轴变位机，在每个两轴变位机的回转盘上分别设工装夹具底板，在每个工装夹具底板上分别设工装夹具。

所述工装夹具是在工装夹具底板上固设相互垂直且一端相连接的横向固定板和纵向固定板，在与横向固定板相对的工装夹具底板上设两纵向长条滑孔，工装夹具底板下部的横向活动板移动气缸通过纵向长条滑孔驱动工装夹具底板上的横向活动板靠拢或远离横向固定板；在与纵向固定板相对的工装夹具底板上设两横向长条滑孔，工装夹具底板下部的纵向活动板移动气缸通过横向长条滑孔驱动工装夹具底板上的纵向活动板靠拢或远离纵向固定板。

在所述工装夹具底板、横向固定板、横向活动板、纵向固定板、纵向活动板上分别设多个电磁铁。

所述横向活动板与横向固定板平行，纵向活动板与纵向固定板平行，横向固定板、横向活动板、纵向固定板、纵向活动板围合后呈方形结构。

所述板材搬运机器人的手臂端部设吸盘，在法兰箱柜体搬运机器人的手臂端部设夹具或吸盘，在点焊焊接机器人的手臂端部设焊枪，在焊接机器人的手臂端部也设焊枪。

所述板材定位工装和法兰定位工装均是在工装底板的相邻两侧边分别设多个档杆，在工装底板上设多个电磁铁。

所述板材料架上至少设一个料位单元，在临近板材搬运机器人侧的料位单元两侧边设多个板材挡杆。

所述回转工作台的回转盘由电机驱动，两个两轴变位机、横向活动板移动气缸、纵向活动板移动气缸、板材搬运机器人手臂上的吸盘、法兰箱柜体搬运机器人手臂上的夹具或吸盘、电机均由PLC控制或工控机控制。

本发明采用上述技术方案所设计的箱柜智能机器人柔性焊接工作站，具有以下有益效果：

1.本发明通过机器人拿取板材，作出箱体快速、精准拼接，节约传统模式拼接箱体而需要的大量人力和时间；

2.本发明通过工装夹具的自动调整，可适应不同规格的箱柜生产，且无需人工干预；

3.本发明通过机器人对箱柜的箱体及箱体与法兰的结合，进行点焊和满焊，焊接过程实现自动化；

4.本发明全过程自动化，无需人工干预，在实现焊接环节柔性生产中起到关键作用，可以显著提高作业效率，提升产品焊接质量的一致性和稳定性，并减少大量的工装夹具制造成本。

附图说明

图1表示本发明箱柜智能机器人柔性焊接工作站的结构示意图；

图2表示本发明工装夹具的结构示意图；

图3表示本发明板材定位工装或法兰定位工装的结构示意图。

图中：1-板材料架，2-板材搬运机器人，3-点焊焊接机器人，4-工装夹具，5-两轴变位机，6-工装夹具底板，7-回转盘，8-焊枪，9-两轴变位机，10-工装夹具，11-工装夹具底板，12-焊接机器人，13-焊枪，14-法兰箱柜体搬运机器人，15-夹具或吸盘，16-法兰定位工装，17-板材定位工装，18-吸盘或夹具，19-法兰料架，21-纵向活动板移动气缸，22-横向滑孔，23-纵向活动板，24-横向固定板，25-纵向固定板，26-横向活动板，27-纵向滑孔，28-电磁铁，29-工装底板，30-档杆，31-电磁铁。

具体实施方式

下面结合附图对本发明箱柜智能机器人柔性焊接工作站作具体说明。

参见图1和图3，本发明箱柜智能机器人柔性焊接工作站，包括相邻设置在一起的板材料架1和法兰料架19，板材料架1上至少设一个料位单元，可根据生产需要设置不同数量的料位单元，图中显示为五个料位单元，在临近板材搬运机器人2侧的料位单元两侧边可设多个板材挡杆，用于板材的存放和定位，便于板材搬运机器人2搬运板材。在板材料架1、法兰料架19的同一侧旁分别对应设板材定位工装17和法兰定位工装16，板材定位工装17用于在板材被拿取后便于机器人获得板材工件的准确位置以准确放置在相应的位置上。法兰定位工装16用于法兰拿取后便于机器人获得法兰工件准确位置以准确放置在箱体上。本发明板材定位工装17和法兰定位工装16均是在设置于支座上的工装底板29的相邻两侧边分别设多个起工件定位作用的档杆30，在工装底板29上设多个起工件吸附固定作用的电磁铁31。在板材定位工装17旁设板材搬运机器人2，板材搬运机器人2的手臂端部设有用于拿取板材的吸盘18。在法兰定位工装16旁设法兰箱柜体搬运机器人14，法兰箱柜体搬运机器人14的手臂端部设有夹具或吸盘15，用于法兰的拿取及制作后的整个箱体的搬运。在板材搬运机器人2远离板材料架1的一旁设点焊焊接机器人3，点焊焊接机器人3的手臂端部设焊枪8，点焊焊接机器人3用于对拼装在一起的板材进行点焊，使板材围合固定成箱体。在法兰箱柜体搬运机器人14远离法兰料架19一旁设焊接机器人12，焊接机器人12的手臂端部也设焊枪13，焊接机器人12用于对箱体进行满焊以及法兰与箱体间的焊接。在点焊焊接机器人3与焊接机器人12间设回转工作台，在回转工作台的回转盘7上对称设两轴变位机5和两轴变位机9，回转盘7由电机驱动可在水平方向360º旋转。在两轴变位机5的回转盘上设工装夹具底板6，在工装夹具底板6上设工装夹具4，工装夹具4用于箱体的拼装或满焊时箱体的固定。在两轴变位机9的回转盘上设工装夹具底板11，在工装夹具底板11上设工装夹具10，工装夹具10用于满焊时箱体的固定或箱体的拼装。

参见图2，本发明的工装夹具4和工装夹具10均是在工装夹具底板6或11上固设横向固定板24和纵向固定板25，其中，横向固定板24和纵向固定板25相互垂直设置并且有一端相连接固定。在与横向固定板24相对应的工装夹具底板上设横向活动板26，横向活动板26能够沿工装夹具底板上所设的两个纵向滑孔27靠拢或远离横向固定板24。同样，在与纵向固定板25相对应的工装夹具底板上设纵向活动板23，纵向活动板23能够沿工装夹具底板上所设的两个横向滑孔22靠拢或远离纵向固定板25。本发明的横向滑孔22和纵向滑孔27均为长条形孔。横向活动板26与横向固定板24相互平行，纵向活动板23与纵向固定板25相互平行，横向固定板24、横向活动板26、纵向固定板25、纵向活动板23围合后呈方形结构。在纵向滑孔27处的工装夹具底板下底部设横向活动板移动气缸（图中未示），横向活动板移动气缸的活塞杆与横向活动板26连接并能驱使横向活动板26在纵向滑孔27内移动。在横向滑孔22处的工装夹具底板下底部设纵向活动板移动气缸21，纵向活动板移动气缸21的活塞杆与纵向活动板23连接并能驱使纵向活动板23在横向滑孔22内移动。为了使待拼接的板材在拼接时能够稳固，本发明在工装夹具底板、横向固定板24、横向活动板26、纵向固定板25、纵向活动板23上分别设多个电磁铁28，电磁铁28具有吸附板材的作用。

本发明两轴变位机5、两轴变位机9、横向活动板移动气缸、纵向活动板移动气缸21、板材搬运机器人2手臂上的吸盘或夹具18、法兰箱柜体搬运机器人14手臂上的夹具或吸盘15、电机均由PLC控制或工控机控制。板材搬运机器人2、法兰箱柜体搬运机器人14、点焊焊接机器人3、焊接机器人12与PLC或工控机之间进行通信连接。

工作时，板材搬运机器人2根据不同产品规格要求，按照一定顺序从板材料架上拿取板材，在板材定位工装17上进行二次定位，并再次精确拿取，将板材放置在工装夹具4的相应的固定板和活动板上，工装夹具4上的固定装置（如电磁铁等）将各块板材固定，工装夹具4的活动板随气缸动作，将各板材拼接成为箱体。点焊焊接机器人3对拼接后的箱体进行点焊，回转工作台的回转盘7在PLC（或工控机）的控制下水平方向旋转180º，两个工装夹具进行位置调换，点焊后的箱体进入用于满焊的焊接机器人12的工作范围内，焊接机器人12对箱体进行满焊。满焊完成后（或提前一定时间），法兰箱柜体搬运机器人14从法兰料架19上拿取一个法兰，放在法兰定位工装16上，然后再次精确拿起，将法兰水平放置在满焊后的箱体上，焊接机器人12将法兰与箱体焊接为一体，完成焊接。最后，法兰箱柜体搬运机器人14将完成的箱体搬运离开工作台。在焊接机器人12开始对箱体进行满焊时，用于板材上料的板材搬运机器人2开始拿取其它板材，进行第二个箱体的拼接。如此循环，在两个工位上，箱体拼接、点焊可与箱体满焊同时进行。本发明两个工位交替，提高了生产效率。

本发明箱体拼接、夹具动作、辅助固定箱体板、板材点焊固定、箱体焊接、法兰上料及法兰焊接，整个过程为自动化，无需人工干预。在实现箱柜的柔性制造中起到关键作用，可以显著提高箱柜的拼接和焊接效率，提高箱柜产品焊接质量的一致性和稳定性，并可大幅度减少人工成本和工装夹具制造成本。

Claims (8)

1.一种箱柜智能机器人柔性焊接工作站，包括相邻设置的板材料架和法兰料架，其特征是在所述板材料架、法兰料架的同一侧分别对应设板材定位工装和法兰定位工装，在板材定位工装旁设板材搬运机器人，在法兰定位工装旁设法兰箱柜体搬运机器人，在板材搬运机器人远离板材料架的一旁设点焊焊接机器人，在法兰箱柜体搬运机器人远离法兰料架一旁设焊接机器人，在点焊焊接机器人与焊接机器人间设回转工作台，在回转工作台的回转盘上对称设两个两轴变位机，在每个两轴变位机的回转盘上分别设工装夹具底板，在每个工装夹具底板上分别设工装夹具。

2.根据权利要求1所述的箱柜智能机器人柔性焊接工作站，其特征是所述工装夹具是在工装夹具底板上固设相互垂直且一端相连接的横向固定板和纵向固定板，在与横向固定板相对的工装夹具底板上设两纵向长条滑孔，工装夹具底板下部的横向活动板移动气缸通过纵向长条滑孔驱动工装夹具底板上的横向活动板靠拢或远离横向固定板；在与纵向固定板相对的工装夹具底板上设两横向长条滑孔，工装夹具底板下部的纵向活动板移动气缸通过横向长条滑孔驱动工装夹具底板上的纵向活动板靠拢或远离纵向固定板。

3.根据权利要求2所述的箱柜智能机器人柔性焊接工作站，其特征是在所述工装夹具底板、横向固定板、横向活动板、纵向固定板、纵向活动板上分别设多个电磁铁。

4.根据权利要求2所述的箱柜智能机器人柔性焊接工作站，其特征是所述横向活动板与横向固定板平行，纵向活动板与纵向固定板平行，横向固定板、横向活动板、纵向固定板、纵向活动板围合后呈方形结构。

5.根据权利要求1所述的箱柜智能机器人柔性焊接工作站，其特征是所述板材搬运机器人的手臂端部设吸盘，在法兰箱柜体搬运机器人的手臂端部设夹具或吸盘，在点焊焊接机器人的手臂端部设焊枪，在焊接机器人的手臂端部也设焊枪。

6.根据权利要求1所述的箱柜智能机器人柔性焊接工作站，其特征是所述板材定位工装和法兰定位工装均是在工装底板的相邻两侧边分别设多个档杆，在工装底板上设多个电磁铁。

7.根据权利要求1所述的箱柜智能机器人柔性焊接工作站，其特征是所述板材料架上至少设一个料位单元，在临近板材搬运机器人侧的料位单元两侧边设多个板材挡杆。

8.根据权利要求1或2或5所述的箱柜智能机器人柔性焊接工作站，其特征是所述回转工作台的回转盘由电机驱动，两个两轴变位机、横向活动板移动气缸、纵向活动板移动气缸、板材搬运机器人手臂上的吸盘、法兰箱柜体搬运机器人手臂上的夹具或吸盘、电机均由PLC控制或工控机控制。