CN112894231A - 一种基于焊接机器人的柔性工装平台 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于焊接机器人的柔性工装平台,属于柔性焊接技术领域。包括沿焊接机器人工作区域设置的第一焊接工位和第二焊接工位,其特征在于,所述第一焊接工位,用于对应固定工装小车的两侧侧翼定位板的对称设置的固定座;设置在固定座底部,且用于支撑侧翼定位板底面以使得工装小车脱离接触平台地面的水平滑轮组;设置在固定座上部,通过气缸升降将气缸活动杆下部末端的定位球块对应插入侧翼定位板端定位筒的定位固定装置;所述定位球块与活动杆为球面连接,所述定位筒设有定位孔槽,且定位孔槽底面为对应定位球块的半球面。本发明通过工装平台信息化、智能化以使得焊接机器人切换更加快速,实现柔性焊接、灵活适应多零件焊接切换。

Description

一种基于焊接机器人的柔性工装平台
技术领域
本发明涉及柔性焊接技术领域,特别是一种基于焊接机器人的柔性工装平台。
背景技术
汽车车身是经过冲压、焊接、涂装、总装四道主要工艺过程生产出来的。汽车车身是由多个零部件拼接焊接而成,而这些零部件大多也是更小零件拼接焊接得来。不同的车型车身结构有所不同,故汽车车身零部件也会大小不同,结构不同,焊接是需要不同的工装以适应不同的零件焊接。
随着汽车产品新产品多样化,对焊接的要求更高,需要更大的灵活适应能力,以满足对焊接生产线的要求。以焊接机器人为核心的柔性焊接生产线能满足多种新产品的生产需要,迅速转产。但本申请发明人发现现有技术中的柔性焊接生产线其灵活能力是基于设定好的固定工装,或只是能够灵活更换工装而已,或同一焊接机器人在加工时间段内只能加工同一型。号的零件,转产其他零件时需要停机更换程序,不能够满足多样化汽车零配件焊接需求。
现有的柔性工装虽然满足快速切换,但同时对于工装本身,特别是移动式工装、基于小车的移动工装的定位及快速匹配焊接机器人上还存在欠缺,具体是移动式工装在融入柔性工装平台时,需要考虑的因素不单是工装本身,还有装载工装的小车定位及固定问题,如何在快速切换工装小车同时确保工装小车定位及工装小车上工件能够快速加入焊接流程中是需要解决的。
发明内容
本发明的发明目的是,针对上述问题,提供一种基于焊接机器人的柔性工装平台,通过工装平台信息化、智能化以使得焊接机器人切换更加快速,实现柔性焊接、灵活适应多零件焊接切换。
为达到上述目的,本发明所采用的技术方案是:
一种基于焊接机器人的柔性工装平台,包括沿焊接机器人工作区域设置的第一焊接工位和第二焊接工位,所述第一焊接工位和第二焊接工位结构相同,并且装载有工件的工装小车能够对应推入第一焊接工位中实现固定定位,所述第一焊接工位,包括:
用于对应工装小车的两侧侧翼定位板的固定座,固定座对称设置并且两固定座之间形成工装小车的侧翼定位板通过的通道;
设置在固定座底部,且用于支撑侧翼定位板底面以使得工装小车脱离接触平台地面的水平滑轮组;
设置在固定座上部,通过气缸升降将气缸活动杆下部末端的定位球块对应插入侧翼定位板上端定位筒的定位固定装置;所述定位筒设有定位孔槽,且定位孔槽底部为对应定位球块的半球面,定位孔槽的开口设有坡口;
设置在固定座上部,用于识别设置在侧翼定位板上无线射频装置的第一识别装置,所述第一识别装置将无线射频装置发送的第一识别信号发送到焊接机器人上,以使得焊接机器人队列加载对应第一焊接工位的第一定位信息及第一加工信息;
其中,所述第一定位信息为所述第一焊接工位位置信息及对应工装小车的工装定位信息,所述第一加工信息为所述工装小车上装载的工件焊接信息。
优选的,所述第二焊接工位与第一焊接工位结构相同,所述第二焊接工位通过第二识别装置将获取得到的第二识别信号发送到焊接机器人上,以使得焊接机器人加载对应第二焊接工位的第二定位信息及第二加工信息;所述第一定位信息为所述第二焊接工位位置信息及第二焊接工位内的工装小车的工装定位信息,所述第二加工信息为第二焊接工位内的工装小车上装载的工件焊接信息;
其中,所述第一识别信号和第二识别信号按照发送时间在所述焊接机器人内程序排队,且依序加载。
优选的,所述工装定位信息为工装上工件的以焊接机器人为参照的三维坐标信息。
优选的,所述工件焊接信息为预加载在焊接机器人内的工件焊接程序。
优选的,所述固定座包括上固定座和下固定座,所述下固定座通过螺栓固定在地面上,所述下固定座上端面设有水平滑轮组,所述水平滑轮组沿工装小车进入工位方向至少设置两组;所述上固定座设置在下固定座相对水平滑轮组一侧并与地面固定,所述上固定座设有水平延伸到水平滑轮组上方的水平固定板,所述水平固定板上设有气缸,所述气缸的活动杆穿过所述水平固定板且竖直朝下。
优选的,所述第一识别装置设置在水平固定板上。
优选的,所述下固定座上设有对应所述侧翼定位板的限位块,所述限位块位于靠近焊接机器人一侧,所述限位块上端面高于侧翼定位板高度;所述限位块接触侧翼定位板时定位球块正对定位孔槽。
优选的,所述焊接机器人为多自由度机械臂焊接机器人。
由于采用上述技术方案,本发明具有以下有益效果:
1.本发明通过构建信息化的工装工位,将工装小车与工装工位进行智能对接固定,信息化信息传递,以使得焊接机器人能够根据工装工位发送信息安排工作流程顺序以及加工程序。
2.本发明将工装小车与工装工位标准化和智能化,使得工装小车可以切换夹装不同的工件,而焊接机器人可以依据标准化信息进行定位及加工程序加载,这样工装小车在更新新零件时,只需要考虑工件加载,而无需花过多精力去调整。
附图说明
图1是本发明第一焊接工位结构示意图。
图2是本发明工装小车侧视图。
图中,1-固定座、2-工装小车、3-行走轮、4-工装台、5-侧翼定位板、6-定位筒、7-无线射频装置、8-第一识别装置、11-下固定座、12-上固定座、121-水平固定板、13-滑轮组、14-定位球块、15-气缸。
具体实施方式
以下结合附图对发明的具体实施进一步说明。
如图1所示,一种基于焊接机器人的柔性工装平台,包括沿焊接机器人工作区域设置的第一焊接工位和第二焊接工位。焊接机器人为多自由度机械臂焊接机器人。
第一焊接工位,包括:
用于对应工装小车2的两侧侧翼定位板5的固定座1,固定座1对称设置并且两固定座1之间形成工装小车2的侧翼定位板5通过的通道。
设置在固定座1底部,且用于支撑侧翼定位板5底面以使得工装小车2脱离接触平台地面的水平滑轮组13。
设置在固定座1上部,通过气缸15升降将气缸15活动杆下部末端的定位球块14对应插入侧翼定位板5上端定位筒6的定位固定装置;所述定位筒6设有定位孔槽,且定位孔槽底部为对应定位球块14的半球面,定位孔槽的开口设有坡口。
设置在固定座1上部,用于识别设置在侧翼定位板5上无线射频装置7的第一识别装置8,所述第一识别装置8将无线射频装置7发送的第一识别信号发送到焊接机器人上,以使得焊接机器人队列加载对应第一焊接工位的第一定位信息及第一加工信息。
其中,所述第一定位信息为所述第一焊接工位位置信息及对应工装小车2的工装定位信息,所述第一加工信息为所述工装小车2上装载的工件焊接信息。
工装小车2用于快速切换不同工装,以方便不同工件焊接需要。工装小车2包括车身、行走轮3和工装台4,工装台4根据加工工件情况设置,这里工装台4采用自动化装夹,工装小车2处于第一焊接工位时,可以对同一种工件连续更换进行加工,在加工不同零件时,可以将工装小车2移出并更换另一工装小车2。
这里,焊接机器人工作区域是指焊接机器人可以移动且按照程序完成焊接加工的焊接机器人移动加工距离,一般可以沿焊接机器人360°设置环形加工区域,也可以按照场地需求设置半环形加工区域。在加工区域可以设置两个或以上的工位,具体根据焊接机器人规格及实际情况设置。本发明中通过第一焊接工位和第二焊接工位作为具体实施讲述整体方案。
其中,固定座1包括上固定座12和下固定座11,所述下固定座11通过螺栓固定在地面上,所述下固定座11上端面设有水平滑轮组13,所述水平滑轮组13沿工装小车2进入工位方向至少设置两组;所述上固定座12设置在下固定座11相对水平滑轮组13一侧并与地面固定,所述上固定座12设有水平延伸到水平滑轮组13上方的水平固定板121,所述水平固定板121上设有气缸15,所述气缸15的活动杆穿过所述水平固定板121且竖直朝下。
这里,为进一步调正工装小车2的位置,还包括电子定位插销,电子定位插销包括设置在上固定座12上并竖直朝向设置的红外线发生器、设置在下固定座11上的红外线感应装置,所述红外线发生器和红外线感应装置对应匹配,在工装小车2上的侧翼定位板5上设有定位通孔,定位通孔能够使得工装小车2在正确固定时,红外线感应装置能够感应到红外线发生器射出并穿过该定位通孔的红外线,红外线感应装置连接第一识别装置8,红外线发生器能够射出直径5-6mm的红外线光束,定位通孔直径对应红外线发生器射出的红外线光束直径大小;红外线感应装置为精度为0.2mm的阵列式点状感应装置,所述红外线感应装置将感应到数据信号通过第一识别装置8输送到焊接机器人中,焊接机器人根据所述数据信号与预存的对比数据比较得到工装小车2位置偏差值,焊接机器人根据位置偏差值调整预设的工装定位信息。具体的,位置偏差值是通过比较原预存的对比数据,对比数据即红外线光束正常完整通过定位通孔形成的数据;工装小车2放置存在偏差并且定位固定装置无法调整好时,红外线感应装置的到的数据存在不同,这种不同如两交错重叠的圆,通过交错位置既可以分析得到位置偏差情况。
实际上,第二焊接工位与第一焊接工位结构相同。第二焊接工位通过第二识别装置将获取得到的第二识别信号发送到焊接机器人上,以使得焊接机器人加载对应第二焊接工位的第二定位信息及第二加工信息;所述第一定位信息为所述第二焊接工位位置信息及第二焊接工位内的工装小车2的工装定位信息,所述第二加工信息为第二焊接工位内的工装小车2上装载的工件焊接信息;
其中,所述第一识别信号和第二识别信号按照发送时间在所述焊接机器人内程序排队,且依序加载。
在多个焊接工位时,焊接的顺序也按照工装小车2的移入工位的时间进行排序,工装小车2可以通过人工移动,也可以通过设置在工装小车2智能移动装置实现移动。第一焊接工位还包括用于牵引工装小车2的牵引装置,所述牵引装置设置在第一焊接工位的两固定座1之间。所述下固定座11上设有对应所述侧翼定位板5的限位块,所述限位块位于靠近焊接机器人一侧,所述限位块上端面高于侧翼定位板5高度;所述限位块接触侧翼定位板5时定位球块14正对定位孔槽。
在工装小车2移动到焊接工位时,牵引装置将工装小车2移入并抬升到水平滑轮组13上,限位块对工装小车2限位。定位固定装置通过气缸15升降将气缸15活动杆下部末端的定位球块14对应插入侧翼定位板5上端定位筒6。第一识别装置8和无线射频装置7验证识别,并将第一识别信号发送到焊接机器人上,以使得焊接机器人加载对应第一焊接工位的第一定位信息及第一加工信息。
具体的,工装定位信息为工装上工件的以焊接机器人为参照的三维坐标信息。工件焊接信息为预加载在焊接机器人内的工件焊接程序。第一识别装置8设置在水平固定板121上。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明,但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围,凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更,均应属于本发明所涵盖专利范围。

Claims (8)

1.一种基于焊接机器人的柔性工装平台,包括沿焊接机器人工作区域设置的第一焊接工位和第二焊接工位,所述第一焊接工位和第二焊接工位结构相同,并且装载有工件的工装小车能够对应推入第一焊接工位中实现固定定位,其特征在于,所述第一焊接工位,包括:
用于对应工装小车的两侧侧翼定位板的固定座,固定座对称设置并且两固定座之间形成工装小车的侧翼定位板通过的通道;
设置在固定座底部,且用于支撑侧翼定位板底面以使得工装小车脱离接触平台地面的水平滑轮组;
设置在固定座上部,通过气缸升降将气缸活动杆下部末端的定位球块对应插入侧翼定位板上端定位筒的定位固定装置;所述定位筒设有定位孔槽,且定位孔槽底部为对应定位球块的半球面,定位孔槽的开口设有坡口;
设置在固定座上部,用于识别设置在侧翼定位板上无线射频装置的第一识别装置,所述第一识别装置将无线射频装置发送的第一识别信号发送到焊接机器人上,以使得焊接机器人队列加载对应第一焊接工位的第一定位信息及第一加工信息;
其中,所述第一定位信息为所述第一焊接工位位置信息及对应工装小车的工装定位信息,所述第一加工信息为所述工装小车上装载的工件焊接信息。
2.根据权利要求1所述的一种基于焊接机器人的柔性工装平台,其特征在于:所述第二焊接工位与第一焊接工位结构相同,所述第二焊接工位通过第二识别装置将获取得到的第二识别信号发送到焊接机器人上,以使得焊接机器人加载对应第二焊接工位的第二定位信息及第二加工信息;所述第一定位信息为所述第二焊接工位位置信息及第二焊接工位内的工装小车的工装定位信息,所述第二加工信息为第二焊接工位内的工装小车上装载的工件焊接信息;
其中,所述第一识别信号和第二识别信号按照发送时间在所述焊接机器人内程序排队,且依序加载。
3.根据权利要求1所述的一种基于焊接机器人的柔性工装平台,其特征在于:所述工装定位信息为工装上工件的以焊接机器人为参照的三维坐标信息。
4.根据权利要求1所述的一种基于焊接机器人的柔性工装平台,其特征在于:所述工件焊接信息为预加载在焊接机器人内的工件焊接程序。
5.根据权利要求1所述的一种基于焊接机器人的柔性工装平台,其特征在于:所述固定座包括上固定座和下固定座,所述下固定座通过螺栓固定在地面上,所述下固定座上端面设有水平滑轮组,所述水平滑轮组沿工装小车进入工位方向至少设置两组;所述上固定座设置在下固定座相对水平滑轮组一侧并与地面固定,所述上固定座设有水平延伸到水平滑轮组上方的水平固定板,所述水平固定板上设有气缸,所述气缸的活动杆穿过所述水平固定板且竖直朝下。
6.根据权利要求5所述的一种基于焊接机器人的柔性工装平台,其特征在于:所述第一识别装置设置在水平固定板上。
7.根据权利要求1所述的一种基于焊接机器人的柔性工装平台,其特征在于:所述下固定座上设有对应所述侧翼定位板的限位块,所述限位块位于靠近焊接机器人一侧,所述限位块上端面高于侧翼定位板高度;所述限位块接触侧翼定位板时定位球块正对定位孔槽。
8.根据权利要求1所述的一种基于焊接机器人的柔性工装平台,其特征在于:所述焊接机器人为多自由度机械臂焊接机器人。
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