CN209565659U - 一种机器人焊接工作站 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机器人焊接工作站，属于机器人焊接领域，包括焊接房，所述焊接房由金属框架、金属板组成，所述金属板固定在金属框架上，所述焊接房顶设置有透气窗口，透气窗口上设置有烟尘收集器；所述焊接房包括操作区和控制区，所述控制区内设置有焊接电源、机器人控制柜、PLC控制柜，所述操作区内设置有水平三轴变位机、弧焊机器人，所述焊接电源与水平三轴变位机、弧焊机器人、机器人控制柜、PLC控制柜电性连接；所述机器人控制柜与弧焊机器人电性连接，所述PLC控制柜与机器人控制柜、水平三轴变位机电性连接；本实用新型解决了人工焊接工作效率低、焊接质量不稳定的问题。

Description

一种机器人焊接工作站

技术领域

本实用新型属于机器人焊接领域，涉及一种机器人焊接工作站。

背景技术

目前，然随着现代工业的发展，焊接自动化逐步得到应用与推广，如汽车生产线等行业，但由于目前现有的多数焊接专机存在一定的局限性，缺乏一定的灵活性和操作性，对相关工件或部件无法实施焊接或焊接效果不佳，焊接质量达不到要求，使得焊接件无法得到有效应用。焊接是制造业的重要加工工艺，目前还没有其他方法能够比焊接更为广泛地应用于金属的连接，并对所焊的产品增加更大的附加值。

现有焊接系统多为人工焊接，在焊接过程中需要人工辅助翻转工件，人工操作强度大，工作效率低，且人工焊接、焊接角度等因素不稳定，易造成焊接质量不稳定，无法保证产品质量且焊接效率低，人工成本高的问题，且焊接过程中产生的热量以及强烈的光线给生产过程中带来了安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：提供了一种机器人焊接工作站，解决了人工焊接工作效率低、焊接质量不稳定的问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种机器人焊接工作站，包括焊接房，所述焊接房由金属框架、金属板组成，所述金属板固定在金属框架上，所述焊接房顶设置有透气窗口，透气窗口上设置有烟尘收集器；所述焊接房包括操作区和控制区，所述控制区内设置有焊接电源、机器人控制柜、PLC控制柜，所述操作区内设置有水平三轴变位机、弧焊机器人，所述焊接电源与水平三轴变位机、弧焊机器人、机器人控制柜、PLC控制柜电性连接；所述机器人控制柜与弧焊机器人电性连接，所述PLC控制柜与机器人控制柜、水平三轴变位机电性连接；

所述水平三轴变位机包括机座、回转装置、回转臂、支撑臂，所述回转装置设置于机座上，所述机座内设置有伺服驱动机构，所述伺服驱动机构与回转装置电连接，所述回转臂的中心与回转装置连接；所述支撑臂包括第一支撑臂、第二支撑臂，第一支撑臂与第二支撑臂形状尺寸一致，所述第一支撑臂与回转臂的一端套接，所述第二支撑臂的中心与回转臂的另一端套接；所述第一支撑臂与第二支撑臂关于回转臂对称，所述第一支撑臂关于回转臂的轴线对称，所述第二支撑臂关于回转臂的轴线对称；所述第一支撑臂所述第一支撑臂和第二支撑臂的两端均设置有焊接件固定装置；

所述焊接件固定装置包括零点装置和快换装置，所述第一支撑臂的一端设置有零点装置，第一支撑臂的另一端设置有快换装置，所述第二支撑臂与第一支撑的快换装置位于回转臂同一侧的一端设置有零点装置，第二支撑臂的另一端设置有快换装置，所述快换装置与外部轴电机连接，所述零点装置和快换装置上均设置有夹具安装平台，所述夹具安装平台上设置有夹具，待焊接件固定于夹具安装平台所述零点装置的夹具安装平台与位于回转臂的同一侧的快换装置的夹具安装平台相对，且夹具安装平台的中心在同一直线上。

现有焊接系统多为人工焊接，在焊接过程中需要人工辅助翻转工件，人工操作强度大，工作效率低，且人工焊接、焊接角度等因素不稳定，易造成焊接质量不稳定，无法保证产品质量且焊接效率低，人工成本高的问题，且焊接过程中产生的热量以及强烈的光线给生产过程中带来了安全隐患。本实用新型的焊接流程在焊接房内完成，透气窗口上的烟尘收集器可收集焊接产生的烟尘避免直接飘散到焊接房外，烟尘收集器可拆卸，可随时进行更换清理；焊接电源为焊接房内的机器人控制柜、PLC控制柜、水平三轴变位机供电，PLC控制柜控制机器人控制柜与水平三轴变位机，机器人控制柜控制弧焊机器人进行焊接操作；将焊接房分成控制区与操作区，焊接工作在操作区完成，避免焊接过程中产生的烟尘和高温损坏PLC控制柜、机器人控制柜；水平三轴变位机以回转臂为界形成上件工位和焊接工位，操作人员在上件工位将待焊接工件固定在位于回转臂同一侧的焊接件固定装置之间，完成待焊接工件的固定后，回转装置旋转180°，将待焊接工件回转到焊接工位；外部轴电机通过机器人控制柜与弧焊机器人进行协调联动，外部轴电机驱动快换装置，用于在焊接工作过程中不断调整焊接件位置，零点装置校准待焊接工件的初始焊接位置，始终使焊缝处于最佳位置，达到焊接效果；当完成一个焊接工件的焊接，回转装置旋转180°焊接工件回到上件工位准备下一待焊接工件的固定安装，同时另一侧进入焊接工位的待焊接工件重复上述工作流程。焊接工作连续，提高焊接效率。

进一步地，所述焊接房内设置有与PLC控制柜连接的清枪剪丝装置。清枪剪丝受PLC控制器控制，用于弧焊机器人焊枪的自动清渣、涂防飞溅液等作业工序，能够延长弧焊机器人焊枪喷嘴、导电嘴、连杆等配件的使用寿命。

进一步地，所述焊接房外侧设置有与PLC控制柜连接的触摸屏。触摸屏能够实时反映当前焊接工作站的工作状态，实现实时的人机交互，操作人员能够通过触摸屏随时控制工作站内的焊接工作。

进一步地，所述焊接房外侧设置有卷帘门，所述卷帘门框的两侧设置有与有与PLC控制柜连接的安全光栅。在焊接工作站进行工作时，安全光栅感应卷帘门附近人员的进出，当有人员进出，PLC控制柜对焊接工作站内的各装置进行急停，避免人员的受伤。

进一步地，所述焊接房外设置有与卷帘门连接的控制按钮盒，控制按钮盒用于控制卷帘门的开启和关闭。

进一步地，所述操作区设置有检修门。设置检修门，方便操作人员对焊接工作站内的设备进行检修。

进一步地，所述焊接房墙体上设置有观察窗。操作人员通过观察窗能够观察到焊接工作站的工作状态，对异常情况进行及时排查处理。

进一步地，所述焊接房顶上设置有与PLC控制器连接的三色灯。三色灯由用于指示工作站系统状态，具有红、黄、绿三种颜色，焊接工作站工作时有异常情况，三色灯的红灯亮起，提醒操作人员异常情况；焊接工作站进行检修时，三色灯的黄灯亮起；焊接工作站正常工作时，绿灯亮起；焊接工作站结束工作，电源断开时，三色灯熄灭。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型一种机器人焊接工作站，通过设置两个焊接工位，使焊接一个工件的同时可以进行下一工件的装配，焊接工作连续，提高焊接效率。

2.本实用新型一种机器人焊接工作站，通过设置机器人控制柜实现变位机与弧焊机器人的联动配合，设置快换装置与零点装置，始终使焊缝处于最佳位置，达到焊接效果。

3.本实用新型一种机器人焊接工作站，通过设置清枪剪丝装置，能够延长弧焊机器人焊枪喷嘴、导电嘴、连杆等配件的使用寿命。

4.本实用新型一种机器人焊接工作站，通过设置触摸屏，能够实时反映当前焊接工作站的工作状态，实现实时的人机交互。

5.本实用新型一种机器人焊接工作站，通过设置安全光栅，感应卷帘门附近人员的进出，当有人员进出，PLC控制柜对焊接工作站内的各装置进行急停，避免人员的受伤。

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，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图，其中：

图1是一种机器人焊接工作站的外部结构示意图；

图2是本实用新型的焊接房操作区示意图；

图中标记：1-焊接房、101-金属框架、102-金属板、103-透气窗口、104-烟尘收集器、105-触摸屏、106-卷帘门、107-安全光栅、108-控制按钮盒、109-检修门、110-观察窗、111-三色灯、2-水平三轴变位机、201-机座、202-回转装置、203-回转臂、204-第一支撑臂、205-第二支撑臂、206-零点装置、207-快换装置、3-弧焊机器人、4-清枪剪丝装置。

具体实施方式

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。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

下面结合实施例对本实用新型的特征和性能作进一步的详细描述。

实施例一

本实用新型较佳实施例提供的一种机器人焊接工作站，

1.一种机器人焊接工作站，其特征在于：包括焊接房1，所述焊接房1由金属框架101、金属板102组成，所述金属板102固定在金属框架101上，所述焊接房1顶设置有透气窗口103，透气窗口上设置有烟尘收集器104；所述焊接房1包括操作区和控制区，所述控制区内设置有焊接电源、机器人控制柜、PLC控制柜，所述操作区内设置有水平三轴变位机2、弧焊机器人3，所述焊接电源与水平三轴变位机、弧焊机器人3、机器人控制柜、PLC控制柜电性连接；所述机器人控制柜与弧焊机器人3电性连接，所述PLC控制柜与机器人控制柜、水平三轴变位机2电性连接；

所述水平三轴变位机2包括机座201、回转装置202、回转臂203、支撑臂，所述回转装置202设置于机座201上，所述机座201内设置有伺服驱动机构，所述伺服驱动机构与回转装置202电连接，所述回转臂203的中心与回转装置202连接；所述支撑臂包括第一支撑臂204、第二支撑臂205，第一支撑臂204与第二支撑臂205形状尺寸一致，所述第一支撑臂204与回转臂203的一端套接，所述第二支撑臂205的中心与回转臂203的另一端套接；所述第一支撑臂204与第二支撑臂205关于回转臂203对称，所述第一支撑臂204关于回转臂203的轴线对称，所述第二支撑臂205关于回转臂203的轴线对称；所述第一支撑臂204和第二支撑臂205的两端均设置有焊接件固定装置；

所述焊接件固定装置包括零点装置206和快换装置207，所述第一支撑臂204的一端设置有零点装置206，第一支撑臂204的另一端设置有快换装置207，所述第二支撑臂205与第一支撑臂204的快换装置207位于回转臂203同一侧的一端设置有零点装置206，第二支撑臂的另一端设置有快换装置，所述快换装置与外部轴电机连接，外部轴电机与机器人控制柜信号连接，所述零点装置206和快换装置207上均设置有夹具安装平台，所述夹具安装平台上设置有夹具，待焊接件固定于夹具安装平台所述零点装置206的夹具安装平台与位于回转臂的同一侧的快换装置207的夹具安装平台相对，且夹具安装平台的中心在同一直线上。

焊接电源采用TPS 320i400-460V/nc，弧焊机器人为M10iA-7L正装，机器人控制柜型号为R-30iB控制柜，伺服驱动结构采用400W伺服驱动电机和RV减速机；外部轴电机采用SGMRS-13A2A-YR11直流外部轴电机，工作电流为14A，功率为1.3kW。

现有焊接系统多为人工焊接，在焊接过程中需要人工辅助翻转工件，人工操作强度大，工作效率低，且人工焊接、焊接角度等因素不稳定，易造成焊接质量不稳定，无法保证产品质量且焊接效率低，人工成本高的问题，且焊接过程中产生的热量以及强烈的光线给生产过程中带来了安全隐患。本实用新型的焊接流程在焊接房1内完成，透气窗口103上的烟尘收集器104可收集焊接产生的烟尘避免直接飘散到焊接房1外，烟尘收集器104可拆卸，可随时进行更换清理；焊接电源为焊接房1内的机器人控制柜、PLC控制柜、水平三轴变位机2供电，PLC控制柜控制机器人控制柜与水平三轴变位机2，机器人控制柜控制弧焊机器人3进行焊接操作；将焊接房1分成控制区与操作区，焊接工作在操作区完成，避免焊接过程中产生的烟尘和高温损坏PLC控制柜、机器人控制柜；水平三轴变位机2以回转臂203为界形成上件工位和焊接工位，操作人员在上件工位将待焊接工件固定在位于回转臂203同一侧的焊接件固定装置之间，完成待焊接工件的固定后，回转装置202旋转180°，将待焊接工件回转到焊接工位；外部轴电机通过机器人控制柜与弧焊机器人3进行协调联动，外部轴电机驱动快换装置207，用于在焊接工作过程中不断调整焊接件位置，零点装置206校准待焊接工件的初始焊接位置，始终使焊缝处于最佳位置，达到焊接效果；当完成一个焊接工件的焊接，回转装置202旋转180°焊接工件回到上件工位，准备下一待焊接工件的固定安装，同时另一侧进入焊接工位的待焊接工件重复上述工作流程。焊接工作连续，提高焊接效率。

实施例二

本实施例在实施例一的基础上，所述焊接房1内设置有与PLC控制柜连接的清枪剪丝装置4。

清枪剪丝装置4采用TCS清枪剪丝机

清枪剪丝装置4受PLC控制器控制，用于弧焊机器人3焊枪的自动清渣、涂防飞溅液等作业工序，能够延长弧焊机器人3焊枪喷嘴、导电嘴、连杆等配件的使用寿命。

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的保护范围，任何熟悉本领域的技术人员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 (9)

1.一种机器人焊接工作站，其特征在于：包括焊接房(1)，所述焊接房(1)由金属框架(101)、金属板(102)组成，所述金属板(102)固定在金属框架(101)上，所述焊接房(1)顶透气窗口(103)，透气窗口上设置有烟尘收集器(104)；所述焊接房(1)包括操作区和控制区，所述控制区内设置有焊接电源、机器人控制柜、PLC控制柜，所述操作区内设置有水平三轴变位机(2)、弧焊机器人(3)，所述焊接电源与水平三轴变位机、弧焊机器人(3)、机器人控制柜、PLC控制柜电性连接；所述机器人控制柜与弧焊机器人(3)电性连接，所述PLC控制柜与机器人控制柜、水平三轴变位机(2)电性连接；

所述水平三轴变位机(2)包括机座(201)、回转装置(202)、回转臂(203)、支撑臂，所述回转装置(202)设置于机座(201)上，所述机座(201)内设置有伺服驱动机构，所述伺服驱动机构与回转装置(202)电连接，所述回转臂(203)的中心与回转装置(202)连接；所述支撑臂包括第一支撑臂(204)、第二支撑臂(205)，第一支撑臂(204)与第二支撑臂(205)形状尺寸一致，所述第一支撑臂(204)与回转臂(203)的一端套接，所述第二支撑臂(205)的中心与回转臂(203)的另一端套接；所述第一支撑臂(204)与第二支撑臂(205)关于回转臂(203)对称，所述第一支撑臂(204)关于回转臂(203)的轴线对称，所述第二支撑臂(205)关于回转臂(203)的轴线对称；所述第一支撑臂(204)和第二支撑臂(205)的两端均设置有焊接件固定装置；

所述焊接件固定装置包括零点装置(206)和快换装置(207)，所述第一支撑臂(204)的一端设置有零点装置(206)，第一支撑臂(204)的另一端设置有快换装置(207)，所述第二支撑臂(205)与第一支撑臂(204)的快换装置(207)位于回转臂(203)同一侧的一端设置有零点装置(206)，第二支撑臂的另一端设置有快换装置，所述快换装置与外部轴电机连接，外部轴电机与机器人控制柜信号连接，所述零点装置(206)和快换装置(207)上均设置有夹具安装平台，所述夹具安装平台上设置有夹具，待焊接件固定于夹具安装平台所述零点装置(206)的夹具安装平台与位于回转臂的同一侧的快换装置(207)的夹具安装平台相对，且夹具安装平台的中心在同一直线上。

2.根据权利要求1所述的一种机器人焊接工作站，其特征在于：所述焊接房(1)内设置有与PLC控制柜连接的清枪剪丝装置(4)。

3.根据权利要求1所述的一种机器人焊接工作站，其特征在于：所述焊接房(1)外侧设置有与PLC控制柜连接的触摸屏(105)。

4.根据权利要求1所述的一种机器人焊接工作站，其特征在于：所述焊接房(1)外侧设置有卷帘门(106)。

5.根据权利要求4所述的一种机器人焊接工作站，其特征在于：所述卷帘门(106)的两侧设置有与PLC控制柜连接的安全光栅(107)。

6.根据权利要求4所述的一种机器人焊接工作站，其特征在于：所述焊接房(1)外设置有与卷帘门(106)连接的控制按钮盒(108)。

7.根据权利要求1所述的一种机器人焊接工作站，其特征在于：所述操作区设置有检修门(109)。

8.根据权利要求1所述的一种机器人焊接工作站，其特征在于：所述焊接房(1)墙体上设置有观察窗(110)。

9.根据权利要求1所述的一种机器人焊接工作站，其特征在于：所述焊接房(1)顶上设置有与PLC控制器连接的三色灯(111)。