CN206200975U - 用于汽车自动化焊接的机器人工作站 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于自动化控制技术领域，提供了一种用于汽车自动化焊接的机器人工作站包括用于总集成控制并具有主控CPU模块的房体管理模块、与主控CPU模块通讯连接的机器人控制模块、用于执行焊接操作并与主控CPU模块通讯连接的执行显示模块以及多个与夹持焊接工件的夹具相对应并与执行显示模块通讯连接的夹具控制模块；主控CPU模块、机器人控制模块、执行显示模块以及各夹具控制模块均设有同一协议的通讯接口。该机器人工作站通过设置独立于夹具控制模块的主控CPU模块，且各夹具对应有相应的夹具控制模块，主控CPU模块、机器人控制模块、执行显示模块及各夹具控制模块采用同一协议的通讯接口，可以使夹具根据需要快速更换，实现柔性化生产。

Description

用于汽车自动化焊接的机器人工作站

技术领域

本实用新型属于自动化控制技术领域，尤其涉及一种用于汽车自动化焊接的机器人工作站。

背景技术

随着《中国制造2025》和十三五规划将重点实施制造强国战略，智能制造将成为焦点，智能制造重点在于工业机器人的应用，而作为制造行业的领军行业，汽车工业对于工业机器人的应用已经具备非常完善的工业机器人系统集成方案。

如用于汽车零部件自动化焊接的机器人工作站，包括夹具、变位机、机器人、清枪机构、焊机、焊枪、送丝机、焊丝桶、房体结构，这些结构部件共同组成一个自动化焊接的机器人工作站，这种夹具与房体结构为一体的自动化控制方案，是目前比较通用的集成方案。

然而，上述工作站内的夹具不能更换，原因在于：夹具与房体为共用一个CPU控制，夹具的动作程序只能写在房体CPU上，所以此夹具就不能脱离当前房体，不然夹具将没有CPU无法进行工作；夹具与房体没有统一标准的通讯接口，无法进行快速切换连接；

此外，若夹具不能用，或者当前夹具生产工件停产了，那么当前工作站就将报废，或者再对当前工作站进行比较大的改造。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于汽车自动化焊接的机器人工作站，旨在解决现有技术中汽车零部件自动化焊接的机器人工作站中夹具无法更换的技术问题。

本实用新型是这样实现的，一种用于汽车自动化焊接的机器人工作站，包括用于总集成控制并具有主控CPU模块的房体管理模块、设置于机器人上并与所述主控CPU模块通讯连接的机器人控制模块、用于执行焊接操作并与所述主控CPU模块通讯连接的执行显示模块以及多个与夹持焊接工件的夹具相对应并与所述执行显示模块通讯连接的夹具控制模块；所述主控CPU模块、所述机器人控制模块、所述执行显示模块以及各所述夹具控制模块均设有同一协议的通讯接口。

进一步地，所述用于汽车自动化焊接的机器人工作站还包括通讯连接于所述主控CPU模块与所述机器人控制模块之间、所述主控CPU模块与所述执行显示模块之间以及所述执行显示模块与所述夹具控制模块之间的集成电缆，各所述集成电缆两端的插头与各所述通讯接口采用同一协议。

进一步地，各所述集成电缆包括线缆主体以及设置于所述线缆主体两端的第一插头和第二插头；所述第一插头为公插头以及所述第二插头为母插头，或者，所述第一插头为母插头以及所述第二插头为公插头。

进一步地，所述第一插头和所述第二插头均为航空插头。

进一步地，所述第一插头和所述第二插头的接触对数目为10个。

进一步地，所述通讯接口为采用DeviceNet总线式通讯协议的通讯接口。

进一步地，所述主控CPU模块内设有用于选择所需的所述夹具并对所述夹具进行地址分配的夹具选择模块。

进一步地，所述夹具控制模块与所述夹具一一对应，并且一个所述夹具与一个工位相匹配。

进一步地，各所述工位上设有独立控制的卷闸门、操作按钮和运作指示灯。

进一步地，一所述机器人控制模块对应于一机器人，所述机器人控制模块的数量为至少一个。

本实用新型相对于现有技术的技术效果是：该用于汽车自动化焊接的机器人工作站通过设置独立于所述夹具控制模块的所述主控CPU模块，并且各所述夹具对应有相应的夹具控制模块，采用同一协议的通讯接口实现对所述主控CPU模块、所述机器人控制模块、所述执行显示模块以及各所述夹具控制模块的连接，可以使所述夹具根据需要快速更换，并且可以根据需要增加所述机器人控制模块、所述执行显示模块和所述夹具控制模块，实现柔性化生产。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供用于汽车自动化焊接的机器人工作站的结构框图。

图2是图1中集成电缆的结构图。

附图标记说明：

10	房体管理模块	50	通讯接口
				12	主控CPU模块	60	集成电缆
20	机器人	62	线缆主体
				22	机器人控制模块	64	第一插头
30	执行显示模块	66	第二插头
				40	夹具控制模块	70	卷闸门

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。

请参照图1和图2，本实用新型实施例提供的用于汽车自动化焊接的机器人工作站包括用于总集成控制并具有主控CPU模块12的房体管理模块10、设置于机器人20上并与所述主控CPU模块12通讯连接的机器人控制模块22、用于执行焊接操作并与所述主控CPU模块12通讯连接的执行显示模块30以及多个与夹持焊接工件的夹具相对应并与所述执行显示模块30通讯连接的夹具控制模块40；所述主控CPU模块12、所述机器人控制模块22、所述执行显示模块30以及各所述夹具控制模块40均设有同一协议的通讯接口50。

本实用新型实施例提供的用于汽车自动化焊接的机器人20工作站通过设置独立于所述夹具控制模块40的所述主控CPU模块12，并且各所述夹具对应有相应的夹具控制模块40，采用同一协议的通讯接口50实现对所述主控CPU模块12、所述机器人控制模块22、所述执行显示模块30以及各所述夹具控制模块40的连接，可以使所述夹具根据需要快速更换，并且可以根据需要增加所述机器人控制模块22、所述执行显示模块30和所述夹具控制模块40，实现柔性化生产。

在该实施例中，启动工作站按钮，所述机器人控制模块22将相应焊接工件的型号及对应的焊接程序调出来并执行，这样，就可以完成对当前型号的焊接工件进行焊接工作，实现柔性化生产。

该用于汽车自动化焊接的机器人20工作站可以实现一条工作站产线完成多型号焊接工件的焊接工作。例如，需要生产车型A的时候，只需要把生产车型A所需的工装夹具按照先后顺序安装在工作站上就可以生产车型A；若现在不需要生产车型A，改成生产车型B或者其他车型，也只要把生产相应型号车型所需的工装夹具安装在工作站上进行生产即可，这样就不用每个型号的产品都建一条焊接工作站产线。若生产产品停产了，只需要把工装夹具更换就可以生产其他产品，重复利用率高，可以省去重复建产线的成本。

请参照图1和图2，进一步地，所述用于汽车自动化焊接的机器人20工作站还包括通讯连接于所述主控CPU模块12与所述机器人控制模块22之间、所述主控CPU模块12与所述执行显示模块30之间以及所述执行显示模块30与所述夹具控制模块40之间的集成电缆60，各所述集成电缆60两端的插头与各所述通讯接口50采用同一协议。可以理解地，所述主控CPU模块12与所述机器人控制模块22之间、所述主控CPU模块12与所述执行显示模块30之间以及所述执行显示模块30与所述夹具控制模块40之间均连接有集成电缆60，且各所述集成电缆60两端的插头与各所述通讯接口50采用同一协议，以实现电器连接，即不光对各所述夹具控制模块40采用统一连接方式，所述主控CPU模块12、所述机器人控制模块22和所述执行显示模块30均采用统一的集成电缆60，这样不会出现插错线的问题，也不用到装配现场再接线，方便了各模块的快速对接与更换，也方便现场调试。

请参照图1和图2，进一步地，各所述集成电缆60包括线缆主体62以及设置于所述线缆主体62两端的第一插头64和第二插头66；所述第一插头64为公插头以及所述第二插头66为母插头，或者，所述第一插头64为母插头以及所述第二插头66为公插头。可以理解地，各所述集成电缆60两端的第一插头64和第二插头66对应于所述母插头和所述公插头的其中之一，以便于实现快速插接。

请参照图2，优选地，所述第一插头64和所述第二插头66均为航空插头。所述第一插头64和所述第二插头66也可以是其他插头类型，不限于此。

请参照图2，更优地，所述第一插头64和所述第二插头66的接触对数目为10个。所述第一插头64和所述第二插头66的接触对数目也可以是其他数量，例如6个、8个或者其他数量，不限于此。

请参照图1和图2，进一步地，所述通讯接口50为采用DeviceNet总线式通讯协议的通讯接口50。所述主控CPU模块12、所述机器人控制模块22、所述执行显示模块30以及各所述夹具控制模块40的接口类型相同，均采用了DeviceNet总线式通讯协议，也可以是采用其他通讯协议的接口。各所述夹具控制模块40采用了相同的通讯协议和通讯接口50，让各所述夹具可以更具需要进行快速的更换，并在所述执行显示模块30上选择需更换的夹具型号，这样就可以改变该机器人20工作站的产品生产。

请参照图1和图2，进一步地，所述主控CPU模块12内设有用于选择所需的所述夹具并对所述夹具进行地址分配的夹具选择模块(未图示)。每个夹具对应有相应的固定地址，例如，从01—09都是夹具专用的备用地址，其中，01和03号地址为夹具地址。夹具与工作站的通讯协议按照地址站号来设置其通讯协议，例如：

1号站夹具地址，输入100—149.15，输出600—649.15；

2号站夹具地址，输入150—199.15，输出650—699.15；

3号站夹具地址，输入200—249.15，输出700—749.15；

4号站夹具地址，输入250—299.15，输出750—799.15；

5号站夹具地址，输入300—349.15，输出800—849.15；

6号站夹具地址，输入350—399.15，输出850—899.15；

当然每个夹具的通讯地址是一样的，输入0—49.15，输出50—99.15，且每个输入/输出点的定义都是固定的，这样就能保证每个夹具通讯协议的统一性。若一个工作站有几个夹具，那么将对通讯地址依次进行设定，通过站地址来区分是哪个夹具的通讯信息，这个设定是在工作站硬件组态时进行，不需要对夹具进行设定，夹具需要做的就是把当前更换的夹具地址拨成与更换前的夹具地址一致即可。多个夹具与工作站进行通讯，不需要去改夹具，只需要通过地址站号就可以区分出是哪个夹具的通讯信息。

请参照图1和图2，进一步地，所述夹具控制模块40与所述夹具一一对应，并且一个所述夹具与一个工位相匹配。各所述工位上设有独立控制的卷闸门70、操作按钮(图未示)和运作指示灯(图未示)。工作站为1个工位的焊接工作站，如果两个夹具左右并排放或者前后放的工作站就为两个工位的焊接工作站，当然只要空间允许，围绕机器人20可以摆放多少台夹具及工位操作按钮箱，我们就可以做多少工位模块进行工作。

请参照图1和图2，进一步地，一所述机器人控制模块22对应于一机器人20，所述机器人控制模块22的数量为至少一个。夹具数量与所述夹具控制模块40的数量相同且相对应，可以根据需求对工位控制模块、机器人控制模块22、夹具动作模块进行选择性的模块加减，一般一个夹具将相应匹配一个工位，每个工位的卷闸门70、操作按钮及运行指示灯都为独立的。

本实用新型实施例提供的用于汽车自动化焊接的机器人20工作站把机器人20、房体、工位、夹具均模块化，可以根据焊接节拍的需求选择到底是用一台还是两台机器人20和选用几个工位，也可以根据产品的型号选择到底需要几个相应型号的夹具。这种根据实际需要对模块进行选择性的组合在一起成为一个完整的焊接工作站，方便应用，也方便现场的安装及调试，实现设备制造的标准化作业。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于汽车自动化焊接的机器人工作站，其特征在于，包括用于总集成控制并具有主控CPU模块的房体管理模块、设置于机器人上并与所述主控CPU模块通讯连接的机器人控制模块、用于执行焊接操作并与所述主控CPU模块通讯连接的执行显示模块以及多个与夹持焊接工件的夹具相对应并与所述执行显示模块通讯连接的夹具控制模块；所述主控CPU模块、所述机器人控制模块、所述执行显示模块以及各所述夹具控制模块均设有同一协议的通讯接口。

2.如权利要求1所述的用于汽车自动化焊接的机器人工作站，其特征在于，还包括通讯连接于所述主控CPU模块与所述机器人控制模块之间、所述主控CPU模块与所述执行显示模块之间以及所述执行显示模块与所述夹具控制模块之间的集成电缆，各所述集成电缆两端的插头与各所述通讯接口采用同一协议。

3.如权利要求2所述的用于汽车自动化焊接的机器人工作站，其特征在于，各所述集成电缆包括线缆主体以及设置于所述线缆主体两端的第一插头和第二插头；所述第一插头为公插头以及所述第二插头为母插头，或者，所述第一插头为母插头以及所述第二插头为公插头。

4.如权利要求3所述的用于汽车自动化焊接的机器人工作站，其特征在于，所述第一插头和所述第二插头均为航空插头。

5.如权利要求4所述的用于汽车自动化焊接的机器人工作站，其特征在于，所述第一插头和所述第二插头的接触对数目为10个。

6.如权利要求1所述的用于汽车自动化焊接的机器人工作站，其特征在于，所述通讯接口为采用DeviceNet总线式通讯协议的通讯接口。

7.如权利要求1所述的用于汽车自动化焊接的机器人工作站，其特征在于，所述主控CPU模块内设有用于选择所需的所述夹具并对所述夹具进行地址分配的夹具选择模块。

8.如权利要求1所述的用于汽车自动化焊接的机器人工作站，其特征在于，所述夹具控制模块与所述夹具一一对应，并且一个所述夹具与一个工位相匹配。

9.如权利要求8所述的用于汽车自动化焊接的机器人工作站，其特征在于，各所述工位上设有独立控制的卷闸门、操作按钮和运作指示灯。

10.如权利要求1所述的用于汽车自动化焊接的机器人工作站，其特征在于，一所述机器人控制模块对应于一机器人，所述机器人控制模块的数量为至少一个。