CN111515975A - 一种中厚板焊接坡口机器人切割工作站 - Google Patents

一种中厚板焊接坡口机器人切割工作站 Download PDF

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Abstract

本发明涉及工业机器人技术领域，尤其涉及一种中厚板焊接坡口机器人切割工作站，包括上下料搬运机器人、坡口切割机器人、打磨系统和电控系统，还包括3D视觉系统和2D视觉系统，所述3D视觉系统对来料进行视觉定位，并将定位后的工件坐标位置发送给上下料搬运机器人，所述上下料搬运机器人抓取工件后搬运至2D视觉系统处进行二次精定位，所述上下料搬运机器人将经过二次精定位后的工件上料至坡口切割机器人处进行坡口切割。本发明将坡口切割工序设计为机器人自动作业工作站，工作站工作时无人工参与，作业过程中，工人只需在安全围栏外的电控系统处进行总控操作，即可控制整个工作站的作业，机器人的利用率达到100％，产能得到大幅提升。

Description

一种中厚板焊接坡口机器人切割工作站
技术领域
本发明涉及工业机器人技术领域，尤其涉及一种中厚板焊接坡口机器人切割工作站。
背景技术
中厚板焊接一般主要用于重工行业中的大型结构件成型连接，为了确保焊缝质量，通常在焊接成型前，采用V型或Y型坡口切割，从而达到熔透焊接。从目前行业应用来看，坡口切割普遍采用人工结合专用切割设备完成，由人工将待切割板料转运至切割现场，然后利用平衡吊将板料吊到专用设备切割工位，启动切割设备进行坡口切割，切割完成后人工将已切割的板料吊至一侧，并手持打磨机对坡口及钝边的挂渣进行打磨清理，目测无挂渣后将该件料吊放至栈板上，依此重复。切割过程中产生大量粉渣及烟尘，工人需充分佩戴防尘面罩、安全帽、护目镜、安全手套等，在板料吊放和打磨过程中极易产生碰撞、板料掉落、挂渣飞溅等现象，对工人造成极大的安全隐患，该岗位的作业人员已严重匮缺；同时，该工序的产能产效较低，严重影响生产效率。为此，我们提出一种中厚板焊接坡口机器人切割工作站。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种中厚板焊接坡口机器人切割工作站，具有自动化生产，大幅提高生产效率的特点，解决了现有技术对工人造成极大的安全隐患和严重影响生产效率的问题。
本发明提供如下技术方案：一种中厚板焊接坡口机器人切割工作站，包括上下料搬运机器人、坡口切割机器人、打磨系统和电控系统，还包括3D视觉系统和2D视觉系统，所述3D视觉系统对来料进行视觉定位，并将定位后的工件坐标位置发送给上下料搬运机器人，所述上下料搬运机器人抓取工件后搬运至2D视觉系统处进行二次精定位，所述上下料搬运机器人将经过二次精定位后的工件上料至切割机器人处进行坡口切割，所述上下料搬运机器人将已切割完成的工件搬运至打磨系统处进行打磨，所述上下料搬运机器人将打磨完成后的工件码放至成品料位的托盘上。
优选的，所述3D视觉系统对不规则摆放的托盘料进行拍照识别，并由电控系统将3D视觉定位的托盘料信息发送给上下料搬运机器人。
优选的，所述2D视觉系统对工件进行拍照识别，经电控系统处理后将工件位置信息传输给上下料搬运机器人。
优选的，所述切割机器人对双工位切割平台上的工件进行切割，所述双工位切割平台包括一个平台底座和两个切割工作位。
优选的，所述打磨系统由封闭式防护钣金护罩、打磨动力装置、打磨头和废渣收集料斗组成，所述打磨动力装置驱动打磨头对工件打磨，且打磨产生的废渣掉落至废渣收集料斗内。
优选的，所述双工位切割平台和打磨系统处均设置有与除尘系统连接的除尘管道。
优选的，还包括双工位毛坯料位，所述双工位毛坯料位由两个上料托盘组成，且3D视觉系统对双工位毛坯料位上的工件进行检测。
优选的，还包括双工位成品料位，所述双工位成品料位由两个成品托盘组成，且上下料搬运机器人将打磨完成后的工件码放至双工位成品料位上。
优选的，所述双工位切割平台上的工件交互切割，所述双工位毛坯料位和双工位成品料位均交互供料和出料。
优选的，还包括全封闭式的安全围栏和AGV小车，所述AGV小车将摆满待切割毛坯工件托盘转运至双工位毛坯料位，所述AGV小车在成品料托盘满料后将托盘转运至指定存放处。
本发明提供了一种中厚板焊接坡口机器人切割工作站，将坡口切割工序设计为机器人自动作业工作站，工作站工作时无人工参与，作业过程中，工人只需在安全围栏外的电控系统处进行总控操作，即可控制整个工作站的作业，全序生产时，双工位切割平台上的工件交互切割，双工位毛坯料位和双工位成品料位均交互供料和出料，使得机器人处于不停机连续作业状态，机器人的利用率达到100％，产能得到大幅提升。
附图说明
图1为本发明焊接坡口机器人切割工作站结构示意图；
图2为本发明双工位切割平台结构示意图；
图3为本发明3D视觉系统和2D视觉系统结构示意图；
图4为本发明打磨系统结构示意图。
图中：1、上下料搬运机器人；2、双工位毛坯料位；3、3D视觉系统；4、AGV小车；5、2D视觉系统；6、双工位切割平台；61、切割工作位；62、平台底座；7、电控系统；8、坡口切割机器人；9、除尘系统；10、除尘管道；11、打磨系统；111、封闭式防护钣金护罩；112、打磨动力装置；113、打磨头；114、废渣收集料斗；12、双工位成品料位；13、安全围栏。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种中厚板焊接坡口机器人切割工作站，包括上下料搬运机器人1、坡口切割机器人8、打磨系统11和电控系统7，还包括3D视觉系统3和2D视觉系统5，3D视觉系统3对来料进行视觉定位，并将定位后的工件坐标位置发送给上下料搬运机器人1，上下料搬运机器人1抓取工件后搬运至2D视觉系统5处进行二次精定位，上下料搬运机器人1将经过二次精定位后的工件上料至坡口切割机器人8处进行坡口切割，上下料搬运机器人1将已切割完成的工件搬运至打磨系统11处进行打磨，上下料搬运机器人1将打磨完成后的工件码放至成品料位的托盘上。
本技术方案通过将坡口切割工序设计为机器人自动作业工作站，工作站工作时无人工参与，作业过程中，工人只需在安全围栏13外的电控系统7处进行总控操作，即可控制整个工作站的作业，全序生产时，双工位切割平台6上的工件交互切割，双工位毛坯料位2和双工位成品料位12均交互供料和出料，使得机器人处于不停机连续作业状态，机器人的利用率达到100％，产能得到大幅提升。
工作原理为：AGV小车4将摆满待切割毛坯工件托盘转运至双工位毛坯料位2，3D视觉系统3对来料进行视觉定位，并将定位后的工件坐标位置发送给上下料搬运机器人1，上下料搬运机器人1抓取工件后搬运至2D视觉系统5处进行二次精定位，经过二次精定位后的工件直接被上下料搬运机器人1上料至双工位切割平台6，坡口切割机器人8进行坡口切割，上下料搬运机器人1将已切割完成的工件搬运至打磨系统11处进行挂渣打磨，打磨完成后上下料搬运机器人1将该工件码放至双工位成品料位12的托盘上，即完成一个工件的加工流程，如此循环，当双工位成品料位12满料后，由AGV小车4将托盘转运至指定存放处。整个工作站采用安全围栏13进行全封闭式防护，作业过程中，工人只需在安全围栏13外的电控系统7处进行总控操作，即可控制整个工作站的作业。其中电控系统7采用工控机。
为进一步提升工作站的设备稼动率，全序生产时，双工位切割平台6上的工件交互切割，双工位毛坯料位2和双工位成品料位12均交互供料和出料，使得机器人处于不停机连续作业状态，机器人的利用率达到100％，产能得到大幅提升。
为改善生产现场环境，切割工作台和打磨系统11处均设置有由除尘系统9连接的除尘管道10，切割和打磨过程中可有效将粉渣和烟尘吸收。
双工位切割平台6为双工位结构，即在平台底座62上布置两个切割工作位61，其中切割工作位61内置吸尘装置，并在平台底座62预留有负压管道接口，吸尘装置接入负压后，在切割加工时，切割的粉尘、烟雾等会被收集后排出到固定容器内。切割工作台设置双工位，便于在作业时，可实现机器人连续交互作业，从而提高产效。
人工将载有满料的上料托盘通过叉车搬运至上料位，系统工作时，由3D视觉系统3对不规则摆放的托盘料进行拍照识别，然后由工控机将3D视觉系统3的托盘料信息发送给上下料搬运机器人1，上下料搬运机器人1即会准确有效抓取工件。上下料搬运机器人1再将3D定位后抓取的工件搬运至2D视觉系统5处，由2D视觉系统5进行拍照识别，经工控机处理后将工件位置信息传输给上下料搬运机器人1，上下料搬运机器人1进行精确调整姿态，从而对工件进行精定位后搬运至双工位切割平台6，从而确保工件的切割精度。
打磨系统11主要由封闭式防护钣金护罩111、打磨动力装置112、打磨头113和废渣收集料斗114组成。工作时，上下料搬运机器人1将切割后的工件搬运至打磨系统11处，并调用预先示教好的打磨轨迹程序，程序自动启动打磨动力装置112，打磨动力装置112驱动打磨头113，上下料搬运机器人1根据打磨轨迹程序进行对切割熔渣、挂渣的打磨。打磨产生的废渣掉落至废渣收集料斗114内，定期由人工清理。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种中厚板焊接坡口机器人切割工作站，包括上下料搬运机器人(1)、坡口切割机器人(8)、打磨系统(11)和电控系统(7)，其特征在于：还包括3D视觉系统(3)和2D视觉系统(5)，所述3D视觉系统(3)对来料进行视觉定位，并将定位后的工件坐标位置发送给上下料搬运机器人(1)，所述上下料搬运机器人(1)抓取工件后搬运至2D视觉系统(5)处进行二次精定位，所述上下料搬运机器人(1)将经过二次精定位后的工件上料至坡口切割机器人(8)处进行坡口切割，所述上下料搬运机器人(1)将已切割完成的工件搬运至打磨系统(11)处进行打磨，所述上下料搬运机器人(1)将打磨完成后的工件码放至成品料位的托盘上。
2.根据权利要求1所述的一种中厚板焊接坡口机器人切割工作站，其特征在于：所述3D视觉系统(3)对不规则摆放的托盘料进行拍照识别，并由电控系统(7)将3D视觉定位的托盘料信息发送给上下料搬运机器人(1)。
3.根据权利要求2所述的一种中厚板焊接坡口机器人切割工作站，其特征在于：所述2D视觉系统(5)对工件进行拍照识别，经电控系统(7)处理后将工件位置信息传输给上下料搬运机器人(1)。
4.根据权利要求1所述的一种中厚板焊接坡口机器人切割工作站，其特征在于：所述坡口切割机器人(8)对双工位切割平台(6)上的工件进行切割，所述双工位切割平台(6)包括一个平台底座(62)和两个切割工作位(61)。
5.根据权利要求4所述的一种中厚板焊接坡口机器人切割工作站，其特征在于：所述打磨系统(11)由封闭式防护钣金护罩(111)、打磨动力装置(112)、打磨头(113)和废渣收集料斗(114)组成，所述打磨动力装置(112)驱动打磨头(113)对工件打磨，且打磨产生的废渣掉落至废渣收集料斗(114)内。
6.根据权利要求5所述的一种中厚板焊接坡口机器人切割工作站，其特征在于：所述双工位切割平台(6)和打磨系统(11)处均设置有与除尘系统(9)连接的除尘管道(10)。
7.根据权利要求6所述的一种中厚板焊接坡口机器人切割工作站，其特征在于：还包括双工位毛坯料位(2)，所述双工位毛坯料位(2)由两个上料托盘组成，且3D视觉系统(3)对双工位毛坯料位(2)上的工件进行检测。
8.根据权利要求7所述的一种中厚板焊接坡口机器人切割工作站，其特征在于：还包括双工位成品料位(12)，所述双工位成品料位(12)由两个成品托盘组成，且上下料搬运机器人(1)将打磨完成后的工件码放至双工位成品料位(12)上。
9.根据权利要求8所述的一种中厚板焊接坡口机器人切割工作站，其特征在于：所述双工位切割平台(6)上的工件交互切割，所述双工位毛坯料位(2)和双工位成品料位(12)均交互供料和出料。
10.根据权利要求9所述的一种中厚板焊接坡口机器人切割工作站，其特征在于：还包括全封闭式的安全围栏(13)和AGV小车(4)，所述AGV小车(4)将摆满待切割毛坯工件托盘转运至双工位毛坯料位(2)，所述AGV小车(4)在成品料托盘满料后将托盘转运至指定存放处。
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