CN117484050A - 一种人防门活门槛焊接机器人工作站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种人防门活门槛焊接机器人工作站，涉及活门槛焊接技术领域，包括焊接机器人、设置于焊接机器人下方的底架二以及设置于焊接机器人一侧的底架一，所述焊接机器人的另一侧电连接有控制箱，所述控制箱内设置有焊接控制系统，用于控制整个焊接过程，所述支撑板上设置有一组第一推钳、一组第二推钳、一组第三推钳，所述第一推钳、第二推钳、第三推钳内均设置有夹持组件，所述夹持组件包括移动杆，所述第二推钳处的移动杆的下端固定连接有伸缩杆，所述伸缩杆的输出端固定连接有压块，所述压块的内部设置有压力传感器，该装置解决了当前活门槛生产时如何实现智能焊接，且如何在焊接过程中进行焊接的稳定性判断的问题。

Description

一种人防门活门槛焊接机器人工作站

技术领域

本发明涉及活门槛焊接技术领域，具体为一种人防门活门槛焊接机器人工作站。

背景技术

人防门就是人民防护工程出入口的门，人防门分类比较鲜明，有普通单、双扇防护密闭门和密闭门，活门槛单、双扇防护密闭门和密闭门等多种人防设备，目前市面上活门槛的生产很是常见，主要是因为人防门一般都要设计一个凸出于地面的门槛，但这种门槛并不利于车辆的出行，由此设计出活门槛，因此销量增长，以适应市场需求。

目前在进行人防门生产时，常采用人工对多面板材进行焊接，但此焊接方式十分不便，需要投入大量的人力成本，且在进行多面焊接时，还需要进行人工翻转，不能进行智能化生产，与此同时，在人工焊接时还不能保证部件间的紧密连接，若是发生较大浮动且人工未注意时，易造成焊接缝隙，且造成焊接不牢固，由此上述现象成为本领域人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种人防门活门槛焊接机器人工作站，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种人防门活门槛焊接机器人工作站，包括焊接机器人、设置于焊接机器人下方的底架二以及设置于焊接机器人一侧的底架一，所述焊接机器人的另一侧电连接有控制箱，所述控制箱内设置有焊接控制系统，用于控制整个焊接过程，所述底架一上方设置有支撑板，所述支撑板上设置有加工工件，所述支撑板上设置有一组第一推钳、一组第二推钳、一组第三推钳，用于对加工工件进行夹持，所述第一推钳、第二推钳、第三推钳内均设置有夹持组件，所述夹持组件包括移动杆，所述第二推钳处的移动杆的下端固定连接有伸缩杆，所述伸缩杆为电控元件，所述伸缩杆的输出端固定连接有压块，所述压块的内部设置有压力传感器。

本发明进一步说明，所述底架二的内壁轴承连接有第一螺杆，所述底架二的外部设置有第一驱动部，所述第一驱动部输出端与第一螺杆固定连接，所述第一螺杆上螺纹连接有第一滑座，所述第一滑座的两侧与底架二的两侧滑动连接，所述底架二的上表面与焊接机器人底部螺栓固定。

本发明进一步说明，所述底架一的两侧均螺栓固定有支架，所述支架的上表面螺栓固定有支座，所述支座的内部轴承连接有支撑轴，所述支撑轴的相对面均固定有圆盘，所述圆盘的另一侧表面中部固定有三角架，所述三角架的底部与支撑板螺栓固定，其中一侧所述支架上螺栓固定有第二驱动部，所述第二驱动部与旋转单元信号连接，所述第二驱动部的输出端与相邻一侧的支撑轴相固定。

本发明进一步说明，所述加工工件包括角钢、定位块、盖板、L型铁块、扁铁，所述扁铁、L型铁块从上至下焊接于角钢的侧面。

本发明进一步说明，所述第一推钳包括第一底座，所述第二推钳包括第二底座，所述第三推钳包括第三底座，所述第一底座、第二底座、第三底座上均与夹持组件相固定，所述第二底座的中部贯穿设置有支撑块，所述第二底座的底部固定有第二滑座，一组所述第二推钳的下侧均对应开设有第三滑槽，所述第三滑槽的一端固定有第三驱动部，所述第三驱动部的输出端固定连接有第三螺杆，所述第三螺杆与第二滑座间螺纹连接。

本发明进一步说明，所述夹持组件包括底板，所述底板的上表面两端均分别固定有转动座、支撑滑座，所述转动座内部转动连接有拉手，所述拉手的中部铰接有一组连接板，一组所述连接板的另一端与移动杆相铰接，所述移动杆与支撑滑座的内部滑动连接。

本发明进一步说明，所述第三推钳与第一推钳的移动杆均铰接有连接块，所述第一推钳处的连接块一侧固定有夹块，所述第三推钳处的连接块一侧通过杆件固定连接有卡板。

本发明进一步说明，所述焊接控制系统包括运行模块，运行模块包括吊装单元、夹持单元、焊接单元和旋转单元，所述焊接控制系统还包括判断模块和调试模块，所述调试模块通过判断模块与运行模块信号连接，所述判断模块包括压力传感单元、数据分析单元，所述调试模块包括滑动单元和警报单元。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

通过设置有焊接机器人、控制箱、第一推钳、第二推钳、一第三推钳，第一推钳、第二推钳、第三推钳内均设置有夹持组件，实现了人防门活门槛焊接机器人工作站对加工工件的夹持以及旋转式的智能焊接，提高了生产效率；

通过设置有焊接控制系统、伸缩杆、压力传感器，在焊接过程中进行夹持处的稳定性检测，并得出相应的稳定性系数，根据稳定性系数判断出加工工件被夹持处的稳定性结论；

通过设置有第三驱动部、第三滑槽、第二滑座，在调试模块运行下，根据稳定性系数智能调整支撑块的支撑位置，实现稳定性的增强。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的底架一的上方结构整体示意图；

图3是图1的俯视示意图；

图4是图1的A区域放大示意图；

图5是图2的B区域放大示意图；

图6是本发明的第二推钳结构示意图；

图7是本发明的夹持组件示意图；

图中：1、底架一；2、底架二；3、控制箱；4、焊接机器人；5、第一滑座；6、第三推钳；61、第三底座；7、第一螺杆；8、第一驱动部；9、支架；10、支座；11、支撑轴；12、圆盘；13、第二推钳；131、第二底座；132、伸缩杆；133、压块；134、压力传感器；14、第一推钳；141、第一底座；15、卡板；16、第二驱动部；17、支撑板；18、三角架；19、角钢；20、定位块；21、支撑块；22、盖板；23、L型铁块；24、扁铁；25、调节脚；26、夹块；27、转动座；28、拉手；29、连接板；30、支撑滑座；31、底板；32、第三滑槽；33、第三驱动部；34、第三螺杆；35、第二滑座；36、连接块。

具体实施方式

以下结合较佳实施例及其附图对本发明技术方案作进一步非限制性的详细说明。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1-7，本发明提供技术方案：一种人防门活门槛焊接机器人工作站，包括焊接机器人4、设置于焊接机器人4下方的底架二2以及设置于焊接机器人4一侧的底架一1，通过设置焊接机器人4，用以完成多维度的焊接工作，焊接机器人4的另一侧电连接有控制箱3，控制箱3表面设置有控制屏，用于输入以及显示运行数据，控制箱3内设置有焊接控制系统，用于控制整个焊接过程，焊接控制系统包括运行模块，运行模块包括吊装单元、夹持单元、焊接单元和旋转单元，底架一1的一侧设置有吊装设备，吊装设备与吊装单元信号连接，吊装单元用以实现加工工件的吊装与更换。

底架二2的内壁轴承连接有第一螺杆7，底架二2的外部设置有第一驱动部8，第一驱动部8的输出端与第一螺杆7固定连接，第一驱动部8为正反转电机，第一螺杆7上螺纹连接有第一滑座5，第一滑座5的两侧与底架二2的两侧滑动连接，第一滑座5的上表面与焊接机器人4底部螺栓固定，且焊接单元与焊接机器人4、第一驱动部8信号连接，当焊接单元启动时，焊接机器人4对活门槛进行焊接工序，同时，第一驱动部8启动，其输出端带动第一螺杆7转动，第一滑座5在第一螺杆7的转动作用下带动焊接机器人4沿第一螺杆7方向滑动，其中，第一驱动部8的输出端转动方向决定焊接机器人4沿底架二2上的滑动方向，第一驱动部8的输出端运行功率决定了焊接机器人4的移动速度，通过在控制箱3的控制屏处输入第一驱动部8的运行参数，使得焊接机器人4有序进行焊接工作。

底架一1的下侧均匀安装有若干调节脚25，用以保持底架一1的水平状态；

底架一1的两侧均螺栓固定有支架9，支架9的上表面螺栓固定有支座10，支座10的内部轴承连接有支撑轴11，支撑轴11的相对面均固定有圆盘12，圆盘12的另一侧表面中部固定有三角架18，三角架18的底部螺栓固定有支撑板17，三角架18的设置不仅方便装拆支撑板17，而且提高了支撑板17与圆盘12之间安装后的运行稳定性，支撑轴11不仅起到带动支撑板17转动的作用，而且对整个支撑板17起到支撑作用，其中一侧的支架9上螺栓固定有第二驱动部16，第二驱动部16与旋转单元信号连接，第二驱动部16的输出端与相邻一侧的支撑轴11相固定，进而带动支撑板17旋转。

支撑板17上设置有加工工件，加工工件包括角钢19、定位块20、盖板22、L型铁块23、扁铁24，加工工件的焊接位置如图2所示，当支撑板17平行设置于底架一1时，角钢19放置于支撑板17上，盖板22连接于角钢19上端，定位块20设置于角钢19与盖板22围成区域的内部，如图4所示，扁铁24、L型铁块23从上至下焊接于角钢19的侧面。

支撑板17上设置有一组第一推钳14、一组第二推钳13、一组第三推钳6，用于对加工工件进行夹持，第一推钳14包括第一底座141，第二推钳13包括第二底座131，第三推钳6包括第三底座61，第一底座141、第二底座131、第三底座61上均固定有夹持组件，夹持组件包括底板31，底板31的上表面两端均分别固定有转动座27、支撑滑座30，转动座27内部转动连接有拉手28，转动连接可具体为铰接、销连接等方便拉手28在转动座27内部进行转动的连接方式，拉手28的中部铰接有一组连接板29，一组连接板29的另一端铰接有移动杆，移动杆与支撑滑座30的内部滑动连接，通过拉动拉手28，使得移动杆能够在支撑滑座30内部滑动；

第三推钳6与第一推钳14的移动杆均铰接有连接块36，第一推钳14处的连接块36一侧固定有夹块26，夹块26用于对定位块20进行夹持，且该连接块36底部与第一底座141表面滑动连接；第三推钳6处的连接块36一侧通过杆件固定连接有卡板15，卡板15与L型铁块23、扁铁24形状相贴合，用于对固定有L型铁块23、扁铁24的角钢19一侧进行支撑固定。

第二推钳13的移动杆的下端固定连接有伸缩杆132，伸缩杆132为电控元件，并与夹持单元信号连接，由此实现杆件的伸缩，伸缩杆132的输出端固定连接有压块133，压块133的内部设置有压力传感器134，当压块133通过伸缩杆132对盖板22进行更进一步的夹持固定时，压力传感器134进行实时的压力感应，并对压力数据实时传输至控制箱3；第二底座131的中部贯穿设置有支撑块21，支撑块21用于对角钢19以及盖板22内部进行支撑。

第二底座131的底部固定有第二滑座35，一组第二推钳13的下侧均对应开设有第三滑槽32，第三滑槽32的一端固定有第三驱动部33，第三驱动部33的输出端固定连接有第三螺杆34，第三螺杆34与第二滑座35间螺纹连接，第三驱动部33也为正反转电机，当第三驱动部33启动时，其输出端带动第三螺杆34转动，通过第二滑座35控制第二推钳13的位置。

焊接控制系统还包括判断模块和调试模块，调试模块通过判断模块与运行模块信号连接，判断模块包括压力传感单元、数据分析单元，调试模块包括滑动单元和警报单元，压力传感单元与压力传感器134信号连接，压力传感单元用于接收焊接过程中的压力传感器134的压力变化数据，数据分析单元用于对压力变化数据分析，进而判断夹持焊接时固定的稳定性，滑动单元与第三驱动部33信号连接，警报单元设置于控制箱3处，例如声控报警或是光控报警。

一种人防门活门槛焊接机器人工作站的工艺流程如下：

S1：吊装单元启动，加工工件放置于支撑板17上，在人工配合下进行上料，首先放角钢19，利用第一推钳14分布均匀地固定定位块20，然后第二推钳13中部的支撑块21分别位于两个定位块20之间，放盖板22，夹持单元启动，第二推钳13对盖板22以及支撑块21进行压紧，之后按装配要求放置扁铁24、L型铁块23，再拉动第三推钳6，实现加工工件的装夹工序；

S2：预先输入焊接数据，启动焊接单元，进行焊接工序，并在焊接过程中，进行稳定性检测，并将结果实时传输至判断模块，获取稳定性结论；

S3：当焊接结果为稳定性佳时，焊接单元根据焊接数据继续对加工工件进行焊接，若焊接结果为稳定性差时，焊接单元暂停焊接工序，调试模块针对焊接结果做出相应调试工序，之后焊接单元再次启动，以保证焊接稳定性，但调试模块无法做出调试工序时，警报单元直接启动，警示工作人员进行吊装检查。

S4：焊接完成后，依次松开第二推钳13、第一推钳14、第三推钳6，吊装单元再次启动，进行加工工件的下料，以及下一加工工件的上料。

S2的具体内容为：

S21：焊接机器人4的焊接工序为先点焊扁铁24、L型铁块23，再点焊扁铁24、L型铁块23另一面，焊接定位块20，然后焊接盖板22，最后通过第二驱动部16的转动实现加工工件的焊接；

S22：在焊接过程中进行稳定性检测，具体为：

A1：压块133通过伸缩杆132对盖板22进行夹持固定后，压力传感器134将获取的初始压力值传输至压力传感单元，i为1~n，n为压力传感器134总数，i为压力传感器134序号；

A2：在焊接工序开始后，各个压力传感器134分别对加工工件被夹持处所产生的浮动进行检测，通过各个压力传感器134的压力检测值的变化判断夹持的稳定性，由此数据分析单元设定稳定性系数，用以表示加工工件被夹持处的稳定性，得出相应的稳定性结论。

A2中的稳定性系数的计算式为：

此式中，为序号i的压力传感器134处得出的稳定性系数值，/>为伸缩杆132对盖板22进行夹持固定后的压力传感器134获取的初始压力值，/>，/>为焊接工序开始后序号i的压力传感器134所获取的压力值中与/>相差最大的压力检测值，/>取绝对值。

稳定性结论结果为各个压力传感器134处的稳定性检测结果，其中，设定：

当时，第i序号的压力传感器134处的压块133在进行稳定夹持，定性为稳定性佳，且设定为稳定性系数区间值，该区间值可根据实时使用情况做出调整；

当时，则定性为稳定性差。

S3中调试模块将根据各个压力传感器134处的稳定性检测结果进行夹持位置的调试：

S31：第二推钳13初始安装于对应第三滑槽32的中部，第三滑槽32的外部均设有刻度线，以方便进行数据读取；

S32：当得出稳定性佳的结论时，相应第三滑槽32内的第三驱动部33不启动，维持中部夹持位置；

当得出稳定性差的结论时，说明在焊接时加工工件发生较大浮动，针对焊接点，第三驱动部33控制相应第二推钳13朝向焊接点移动，移动距离由稳定性系数值的大小决定，呈线性变化，当稳定性系数值大时，则移动距离大，反之同理，此外，还可以通过夹持单元控制伸缩杆132向盖板22移动，加大夹持力度。

S33：当进行调试时，一直不能达到稳定性系数区间值，则警报单元启动，由工作人员上前检查，寻找问题原因，并进行人工调试。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“ 上”、“ 下”、“ 前”、“ 后”、“ 左”、“右”、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，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。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种人防门活门槛焊接机器人工作站，包括焊接机器人（4）、设置于焊接机器人（4）下方的底架二（2）以及设置于焊接机器人（4）一侧的底架一（1），所述焊接机器人（4）的另一侧电连接有控制箱（3），所述控制箱（3）内设置有焊接控制系统，用于控制整个焊接过程，其特征在于：所述底架一（1）上方设置有支撑板（17），所述支撑板（17）上设置有加工工件，所述支撑板（17）上设置有一组第一推钳（14）、一组第二推钳（13）、一组第三推钳（6），用于对加工工件进行夹持，所述第一推钳（14）、第二推钳（13）、第三推钳（6）内均设置有夹持组件，所述夹持组件包括移动杆，所述第二推钳（13）处的移动杆的下端固定连接有伸缩杆（132），所述伸缩杆（132）为电控元件，所述伸缩杆（132）的输出端固定连接有压块（133），所述压块（133）的内部设置有压力传感器（134）。

2.根据权利要求1所述的一种人防门活门槛焊接机器人工作站，其特征在于：所述底架二（2）的内壁轴承连接有第一螺杆（7），所述底架二（2）的外部设置有第一驱动部（8），所述第一驱动部（8）输出端与第一螺杆（7）固定连接，所述第一螺杆（7）上螺纹连接有第一滑座（5），所述第一滑座（5）的两侧与底架二（2）的两侧滑动连接，所述底架二（2）的上表面与焊接机器人（4）底部螺栓固定。

3.根据权利要求1所述的一种人防门活门槛焊接机器人工作站，其特征在于：所述底架一（1）的两侧均螺栓固定有支架（9），所述支架（9）的上表面螺栓固定有支座（10），所述支座（10）的内部轴承连接有支撑轴（11），所述支撑轴（11）的相对面均固定有圆盘（12），所述圆盘（12）的另一侧表面中部固定有三角架（18），所述三角架（18）的底部与支撑板（17）螺栓固定，其中一侧所述支架（9）上螺栓固定有第二驱动部（16），所述第二驱动部（16）与旋转单元信号连接，所述第二驱动部（16）的输出端与相邻一侧的支撑轴（11）相固定。

4.根据权利要求3所述的一种人防门活门槛焊接机器人工作站，其特征在于：所述加工工件包括角钢（19）、定位块（20）、盖板（22）、L型铁块（23）、扁铁（24），所述扁铁（24）、L型铁块（23）从上至下焊接于角钢（19）的侧面。

5.根据权利要求4所述的一种人防门活门槛焊接机器人工作站，其特征在于：所述第一推钳（14）包括第一底座（141），所述第二推钳（13）包括第二底座（131），所述第三推钳（6）包括第三底座（61），所述第一底座（141）、第二底座（131）、第三底座（61）上均与夹持组件相固定，所述第二底座（131）的中部贯穿设置有支撑块（21），所述第二底座（131）的底部固定有第二滑座（35），一组所述第二推钳（13）的下侧均对应开设有第三滑槽（32），所述第三滑槽（32）的一端固定有第三驱动部（33），所述第三驱动部（33）的输出端固定连接有第三螺杆（34），所述第三螺杆（34）与第二滑座（35）间螺纹连接。

6.根据权利要求5所述的一种人防门活门槛焊接机器人工作站，其特征在于：所述夹持组件包括底板（31），所述底板（31）的上表面两端均分别固定有转动座（27）、支撑滑座（30），所述转动座（27）内部转动连接有拉手（28），所述拉手（28）的中部铰接有一组连接板（29），一组所述连接板（29）的另一端与移动杆相铰接，所述移动杆与支撑滑座（30）的内部滑动连接。

7.根据权利要求6所述的一种人防门活门槛焊接机器人工作站，其特征在于：所述第三推钳（6）与第一推钳（14）的移动杆均铰接有连接块（36），所述第一推钳（14）处的连接块（36）一侧固定有夹块（26），所述第三推钳（6）处的连接块（36）一侧通过杆件固定连接有卡板（15）。

8.根据权利要求7所述的一种人防门活门槛焊接机器人工作站，其特征在于：所述焊接控制系统包括运行模块，运行模块包括吊装单元、夹持单元、焊接单元和旋转单元，所述焊接控制系统还包括判断模块和调试模块，所述调试模块通过判断模块与运行模块信号连接，所述判断模块包括压力传感单元、数据分析单元，所述调试模块包括滑动单元和警报单元；

所述吊装单元用以实现加工工件的吊装与更换，所述焊接单元与焊接机器人（4）、第一驱动部（8）信号连接，所述伸缩杆（132）与夹持单元信号连接，所述压力传感单元与压力传感器（134）信号连接，用于接收焊接过程中的压力传感器（134）的压力变化数据，所述数据分析单元用于对压力变化数据分析，进而判断夹持焊接时固定的稳定性，所述滑动单元与第三驱动部（33）信号连接，所述警报单元设置于控制箱（3）处。

9.根据权利要求8所述的一种人防门活门槛焊接机器人工作站的工艺流程，其特征在于：

S1：吊装单元启动，加工工件在人工配合下进行上料，夹持单元启动，实现加工工件的装夹工序；

S2：预先输入焊接数据，启动焊接单元，进行焊接工序，并在焊接过程中，进行稳定性检测，并将结果实时传输至判断模块，获取稳定性结论；

S3：当焊接结果为稳定性佳时，焊接单元根据焊接数据继续对加工工件进行焊接，若焊接结果为稳定性差时，焊接单元暂停焊接工序，调试模块针对焊接结果做出相应调试工序，之后焊接单元再次启动，以保证焊接稳定性，但调试模块无法做出调试工序时，警报单元直接启动，警示工作人员进行吊装检查；

S4：焊接完成后，依次松开夹持，吊装单元再次启动，进行加工工件的下料，以及下一加工工件的上料。

10.根据权利要求9所述的一种人防门活门槛焊接机器人工作站，其特征在于：所述S2的稳定性检测的内容如下：

在焊接工序开始后，各个压力传感器（134）分别对加工工件被夹持处所产生的浮动进行检测，通过各个压力传感器（134）的压力检测值的变化判断夹持的稳定性，由此数据分析单元设定稳定性系数，用以表示加工工件被夹持处的稳定性，得出相应的稳定性结论；

稳定性系数的计算式为：

；

此式中，为序号i的压力传感器（134）处得出的稳定性系数值，/>为伸缩杆（132）对盖板（22）进行夹持固定后的压力传感器（134）获取的初始压力值，/>，/>为焊接工序开始后序号i的压力传感器（134）所获取的压力值中与/>相差最大的压力检测值，/>取绝对值，i为1~n，n为压力传感器（134）总数，i为压力传感器（134）序号；

稳定性结论结果为各个压力传感器（134）处的稳定性检测结果，其中，设定：

当时，第i序号的压力传感器（134）处的压块（133）在进行稳定夹持，定性为稳定性佳，且设定为稳定性系数区间值；

当时，则定性为稳定性差。