CN114535873A - 一种自动化焊接方法 - Google Patents

Abstract

一种自动化焊接方法，包括送料装置、夹取装置、机器人、吊挂装置、焊机以及控制系统，其特征在于，所诉送料装置自动化传送焊件，所诉夹取装置配合机器人夹取固定焊件，所诉吊挂装置用于减轻焊机重量，所诉焊机配合机器人对夹取紧固的焊件进行焊接工作，所诉控制系统能控制送料装置、夹取装置、机器人以及焊机自动化操作，焊接过程中焊件和焊机都可以实现移动，相比与一般的手工焊接与焊接机器人具有更广泛的可焊接类型。

Description

一种自动化焊接方法

技术领域

本发明涉及自动化焊接技术领域，尤其是一种自动化焊接方法。

背景技术

焊接是生产制造中常有的工序，实际生产中常用的设备有悬挂焊机、座点焊机、二氧化碳保护焊机以及焊接机器人等，工人使用悬挂式焊机、座点焊机或二氧化碳保护焊机等焊机人工对焊件进行定点焊接的方式，生产较为灵活但无法保证焊件质量，且费时费力，需要夹具固定焊件或多个工人配合生产，存在工作效率低、焊件质量不稳定、外观不美观、焊缝不整齐、自动化程度低等问题，并且无论何种焊机，都可能给操作人员带来危险，必须采取防护措施；利用焊接机器人自动化焊接的方式虽然柔性和自动化程度高，没有很多手工焊接的缺点，但对焊件的尺寸控制与设备布局有较高的要求，针对一些形状特殊的零件难以普及应用。

当今的工业机器人已经非常发达，具有多个轴关节的工业机器人、可实现大幅度旋转、大范围升降等动作，可通过控制器编辑动作，代替人工进行危险性、重复性劳动。

发明内容

针对现有工业生产中存在的不足，提出一种新的焊接方法：利用机器人夹持焊件或焊机，吊挂装置减轻机器人夹持负担，夹取装置将焊件夹紧，机器人在程序控制下使焊件需要焊接的位置对准焊机，在控制系统的调节下实现自动化操作，所诉送料装置具有定位工具和传送工具，只需将需要焊接的零件搁置于传送工具上，便能准确定位焊件，并自动传送至焊接区域；所诉夹取装置配合机器人稳定夹持焊件，能以夹具的形式安装于送料装置上或者以抓手的形式安装在机器人上，根据焊件的形状灵活更换；所诉吊挂装置布置在生产场地的横纵梁下，使焊机悬挂于半空，减轻机器人操作焊机所需的力，工作时随焊机移动；所诉机器人通过夹取装置从送料装置上夹取焊件或者操作焊机对夹取装置固定的焊件进行焊接；所诉控制系统控制以上所有机械，该控制系统为可编程的逻辑控制系统，且能实时调控，根据生产实际情况变更。

对于重量较轻的焊件，可利用机器人夹取焊件，使焊件需要焊接的位置对准焊机，机器人保持焊件夹持状态，焊机焊接过后再将焊件放置于送料装置上，接着传送到后续位置；对于重量较大的焊件，可利用机器人操作焊机，焊件紧固于夹具上，吊挂装置使焊机悬空，机器人操作焊机，调整焊机向需要焊接的位置运动。以上两种方式可以同时进行。

这种方法不同于常规的固定焊件移动焊机械臂或焊机的焊接方法，既能实现焊机不动而焊件自己移动的操作，也能实现焊机和焊件双向移动，结合了悬挂焊与焊接机器人的特征，还可配合座点焊机、二氧化碳保护焊机、激光点焊机等不同焊机，扩展了工业机器人焊接的方法，降低了自动化焊接的设备布局要求，能普及运用到更多焊件，具有很高的实用性。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步的，所诉送料装置带有感应器，焊件放置在送料装置上后自动感应是否夹紧，机器人夹取焊件后自动移动换位，避免人工上下件效率不高且有安全隐患。

进一步的，所诉送料装置分为两条线，分别位于机器人两侧，一侧的送料装置带有能小幅度导向和固定焊件的定位框架，另一侧的送料装置可为传送带或传送滚轮等送料装置。

进一步的，所诉吊挂装置可搭配测力计、平衡器辅助吊挂，吊挂装置的电机与控制电路悬挂固定以节约空间，吊挂装置本身可随焊机移动。

进一步的，所诉机器人可选择多轴多关节工业机器人，整体能大幅度旋转，夹取部位能局部自由旋转，可更换夹取装置以适应不同尺寸的焊件，也能为快速换线提供技术支持。

进一步的，所诉焊机同样可由控制系统编程控制，除焊接以外还能实现自动输送螺母以及自动清理焊渣的功能，焊机的类型根据实际生产情况灵活变更，可包括点焊、缝焊、凸焊、对焊，或者配合保护焊机进行气体保护焊等，具有更丰富的可焊接种类。

下面附图说明

图1为本发明的的实施过程示意图；

图2为本发明的一个实施例的生产场地地面布局示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步说明，需要声明的是，在下面的描述和附图中展示了许多具体细节以便于充分理解本发明，但本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

一个实施例的场地平面布局如图2所示，为一种电池盖自动化焊接的生产场地平面布局示意图，所诉电池盖长约2m，宽约1m，电池盖的焊点均匀的分布在盒体四壁与凸缘上，凸缘上的焊点需要焊接螺母，生产场地的中心为工业机器人，机器人的左侧和后方有送料装置，左侧送料装置包括搁置架和定位框，左侧的送料装置可以通过滚轮移动，后方送料装置为传送板，板上为滑动带，送料装置带有感应器，当电池盖放置于滑动带上后滑动带才开始运动，传送机器人前方布置有座点焊机，座点焊机配有自动输送螺母的装置。具体实施过程是：工人将电池盖搬运放置于送料装置的搁置架上，送料装置感应到电池盖已放置后定位框夹紧，推动送料装置到机器人可夹持区域，机器人利用夹取装置从送料装置上夹取电池盖，移动然后夹持电池盖到座点焊机焊接位置，座点焊机配合机器人程序自动输送焊接螺母，机器人夹持电池盖不断调整位置直到完成焊接工作，随后机器人将电池盖放置于送料装置的传送板上，传送板上的感应器感应到电池盖后传送焊件到下一区域。

常规的焊接机器人布置相比于本申请提供的方案，则需要使用专门的焊接夹具，人工配合放置焊接螺母，手动安置与取出焊件，并且对焊接机器人的关节灵活性有较高的要求，否则容易出现机器人达到运动死点，造成焊接困难、甚至单个焊接机器人根本无法完成焊接，需要多个焊接机器人或多个工位同时工作的问题。

在另一个实施例中,焊件重量较大，形状不规则，焊点位置由片件决定，没有明显的规律，采用夹取装置固定焊件，机器人代替工人操作焊机对夹取装置上的焊件进行焊接的方式自动化工作，实施例中的焊机以焊钳的形式连接在机器人上，夹取装置安装在送料装置上，送料装置可以携带夹取装置移动，吊挂装置布置于生产场地的横纵梁下，使焊钳悬空以减少机器人操作焊钳所需的力，吊挂装置的电机与控制电路悬挂固定以节省空间。实施过程中，工人将焊件放置于送料装置上的搁置架上，送料装置感应到焊件后定位框自动收拢，然后夹取装置夹紧焊件，机器人操作焊钳对焊件进行焊接工作，焊接完成后，送料装置进入下一区域，另一个送料装置进入焊接区域继续焊接，实现自动化生产。

与常规的悬挂焊方式相比，本申请提供的方案采用送料装置减轻了工人搬运焊件的劳动强度，采用吊挂装置减轻了机器人操作负担，使用机器人代替人工操作焊钳，结合了焊接机器人与悬挂焊的优点，运用层面更广。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种自动化焊接方法，包括送料装置、夹取装置、机器人、吊挂装置、焊机以及控制系统，其特征在于，所诉送料装置自动化传送焊件，所诉夹取装置配合机器人夹取固定焊件，所诉吊挂装置用于减轻焊机重量，所诉焊机配合机器人对夹取紧固的焊件进行焊接工作，所诉控制系统能控制送料装置、夹取装置、机器人以及焊机自动化操作，焊接过程中焊件和焊机都可以实现移动。

2.根据权利要求书1所诉的送料装置，其特征在于，所诉送料装置包括定位工具和传送工具，定位工具对焊件有一定导向作用，配合夹取装置夹持或放取焊件，通过传送工具实现焊件的自动化送取。

3.(1)根据权利要求书1所诉的夹取装置，其特征在于，所诉夹取装置包括多种形式，可以是安装在送料装置上的夹具也可以是安装在机器人上的抓手，按照焊件的外形尺寸设计，能平稳的夹取焊件且不会在焊件上留下夹痕。

(2)根据权利要求书1所诉的吊挂装置，其特征在于，所诉吊挂装置布置于生产场地的横纵梁下，能跟随焊机滑动，还可加装平衡器、测力计等辅助设备，对焊机加向上的力，减轻机器人操作焊机所需的力。

4.根据权利要求书1所诉的机器人，其特征在于，具有多个轴关节，能在水平与竖直方向大幅度旋转摆动，可利用安装的夹取装置灵活的夹取、放置或固定焊件，可取代工人操作焊机。

5.根据权利要求书1所诉的控制系统，其特征在于，所诉的送料装置、夹取装置、机器人、吊挂装置、焊机都具有可编辑的逻辑控制器，既能通过程序自动化运转，也能使用控制器实时调控。

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