CN210231882U - 一种九折型材机柜柔性焊接系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种九折型材机柜智能柔性焊接系统，该焊接系统包括上料系统、自动工装系统、机器人焊接系统、卸料系统以及控制系统且自左到右依次连接；工人组装好工件，推入到上料平台，给工人给控制系统通电，控制系统控制上料系统工作、自动工装系统、机器人焊接系统以及卸料系统工作，工件通过上料系统输送到自动工装系统将工件进行对中，对中后的工件通过机器人焊接系统自动焊接，焊接完成后的工件通过卸料系统将工件卸走；该系统通过控制系统控制焊接机器人进行工件焊接，实现自动焊接，自动出料，有效的改善工人工作环境，提高产品生产加工的一致性，克服了人工焊接的不稳定性。

Description

一种九折型材机柜柔性焊接系统

技术领域

本发明涉及焊接设备技术领域，尤其涉及一种九折型材机柜柔性焊接系统。

背景技术

现有工业控制机柜柜体焊接过程如下，先将工件钣金骨架通过定位三通固定，然后由人工焊接，边焊接边测量尺寸，并且人工调校，保证对角线误差小于5mm。

目前存在的问题可归纳为以下方面：手工焊接有很多缺点，比如焊接质量不稳定，焊接质量和工人焊接水平有关，焊接时间较长，焊接的柜体框架尺寸精度有误差。

实用新型内容

本申请提供了一种九折型材机柜柔性焊接系统，以解决手工焊接质量不稳定，焊接质量差，焊接时间较长的问题。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种九折型材机柜智能柔性焊接系统，所述该焊接系统包括上料系统、自动工装系统、机器人焊接系统、卸料系统以及控制系统；

所述上料系统、自动工装系统、机器人焊接系统以及卸料系统自左到右依次连接；

所述控制系统分别与上料系统、自动工装系统、机器人焊接系统以及卸料系统电连接。

进一步：所述上料系统包括上料平台和对中装置；

所述对中装置连接在上料平台底部，所述上料平台的尾部与自动工装系统连接。

进一步：所述对中装置包括往复机构、第一止挡器安装板、第一止挡器、第二止挡器、第三止挡器、第四止挡器、第一长连杆、转臂、第二长连杆、第二止挡器安装板、第一滑轨、第二滑轨、第一底座、转轴、安装板；

所述第一底座通过螺栓与上料平台底部固定，所述第一底座上表面的一端与第一滑轨连接，所述第一底座上表面的另一端与第二滑轨连接；

所述第一滑轨与第一止挡器安装板底部连接，所述第一止挡器安装板上表面的一端与第一止挡器连接，所述第一止挡器安装板上表面的另一端与第二止挡器连接，所述第一止挡器安装板的上表面与第一长连杆的一端连接，所述第一长连杆的另一端与转臂的一端连接，所述转臂的另一端与第二长连杆的一端连接，所述第二长连杆的另一端与第二止挡器安装板的上表面连接；

所述第二止挡器安装板上表面的一端与第三止挡器连接，所述第二止挡器安装板的另一端与第四止挡器连接；

所述第二止挡器安装板的底部与第二滑轨连接；

所述转轴的一端与转臂中心连接，所述转轴的另一端与第一底座连接；

所述安装板位于第一止挡器安装板和第二止挡器安装板之间，所述安装板与第一底座连接；

所述往复机构的尾部与安装板固定，所述往复机构的头部与第一止挡器安装板连接；

所述往复机构与控制系统电连接。

进一步：所述往复机构为第一气缸，所述第一气缸的头部与第一止挡器安装板连接，所述第一气缸的尾部与安装板固定；

所述第一气缸通过电磁阀与控制系统电连接。

进一步：所述自动工装系统包括基准焊接平台、自动工装架体、固定夹紧端装置以及活动夹紧端装置；

所述基准焊接平台的一端与上料系统连接，所述基准焊接平台的另一端与卸料系统连接；

所述基准焊接平台包括输送平台和左右定位装置；

所述左右定位装置与输送平台的底部连接，所述输送平台与自动工装架体的底部连接，所述固定夹紧端装置与自动工装架体的头部连接，所述活动夹紧端装置与自动工装架体的尾部连接；

所述控制系统分别与固定夹紧端装置和活动夹紧端装置电连接。

进一步：所述固定夹紧端装置包括第一左端伺服电机、第一左端丝杠、第一左端定位板、第一左端夹紧气缸、第一右端伺服电机、第一右端丝杠、第一右端定位板、第一右端夹紧气缸、第一上端伺服电机、第一上端丝杠、第一上端定位板、第一上端夹紧气缸以及固定端架体；

所述第一左端伺服电机固定在自动工装架体上，所述第一左端伺服电机与第一左端丝杠连接，所述第一左端丝杠穿过固定端架体的左梁且与左梁通过螺纹连接；

所述第一左端定位板与固定端架体的左梁连接，所述第一左端夹紧气缸与第一左端定位板连接；

所述第一右端伺服电机固定在自动工装架体上，所述第一右端伺服电机和第一右端丝杠连接，所述第一右端丝杠穿过固定端架体的右梁且与右梁通过螺纹连接；

所述第一右端定位板与固定端架体的右梁连接，所述第一右端夹紧气缸与第一右端定位板连接；

所述第一上端伺服电机固定在自动工装架体上，所述第一上端伺服电机与第一上端丝杠连接，所述第一上端丝杠与固定端架体的上下活动端转动连接；

所述第一上端定位板与固定端架体的上下活动端连接，所述第一上端夹紧气缸与第一上端定位板连接；

所述控制系统通过电缆分别与第一左端伺服电机、第一右端伺服电机以及第一上端伺服电机连接；

所述控制系统通过电磁阀分别与第一左端夹紧气缸、第一右端夹紧气缸以及第一上端夹紧气缸连接。

进一步：所述活动夹紧端装置包括第二左端伺服电机、第二左端丝杠、第二左端定位板、第二左端夹紧气缸、第二右端伺服电机、第二右端丝杠、第二右端定位板、第二右端夹紧气缸、第二上端伺服电机、第二上端丝杠、第二上端定位板、第二上端夹紧气缸、前后运动伺服电机、前后运动丝杠以及活动端架体；

所述第二左端伺服电机固定在自动工装架体上，所述第二左端伺服电机与第二左端丝杠连接，所述第二左端丝杠穿过活动端架体的左梁且与左梁通过螺纹连接；

所述第二左端定位板与活动端架体的左梁连接，所述第二左端夹紧气缸与第二左端定位板连接；

所述第二右端伺服电机固定在自动工装架体上，所述第二右端伺服电机与第二右端丝杠连接，所述第二右端丝杠穿过活动端架体的右梁且与右梁通过螺纹连接；

所述第二右端定位板与活动端架体的右梁连接，所述第二右端夹紧气缸与第二右端定位板连接；

所述第二上端伺服电机固定在自动工装架体上，所述第二上端伺服电机与第二上端丝杠连接，所述第二上端丝杠与活动端架体的的上梁转动连接；

所述第二上端定位板与活动端架体的上端连接，第二上端夹紧气缸与第二上端定位板连接；

所述前后运动伺服电机与前后运动丝杠连接，所述前后运动丝杠穿过活动端架体的下梁且与下梁通过螺纹连接；

所述控制系统通过电缆分别与第二左端伺服电机、第二右端伺服电机、第二上端伺服电机以及前后运动伺服电机连接；

所述控制系统通过电磁阀分别与第二左端夹紧气缸、第二右端夹紧气缸、第二上端夹紧气缸连接。

进一步：所述机器人焊接系统包括两套对称的焊接机器人、第二底座、焊接电源、焊枪、气瓶、焊枪清洁装置；

所述焊接机器人与第二底座连接，所述第二底座与自动工装系统连接；

所述焊枪安装在焊接机器人上，所述焊枪分别与气瓶和焊接电源连接；所述焊接电源和气瓶分别固定在地面上；

所述焊接机器人与控制系统通过电缆连接，所述控制系统与焊枪清洁装置通过电缆连接；

所述焊枪清洁装置固定在地面上。

进一步：所述控制系统包括PLC、触摸屏、第一传感器以及第二传感器；

所述PLC通过电缆分别与触摸屏、第一传感器以及第二传感器连接；

所述第一传感器设置在自动工装系统上，所述第二传感器设置在卸料系统上；

所述PLC通过电缆分别与上料系统、自动工装系统、机器人焊接系统以及卸料系统连接。

一种九折型材机柜智能柔性焊接方法，所述该焊接方法具体包括以下步骤：

工人组装好工件，推入到上料平台；

给控制系统通电，控制系统通过启动上料平台上的电动辊筒，电动辊筒带动链条转动，链条转动带动输送辊筒转动，输送辊筒转动带动工件向前移动；

工件在上料平台上移动过程中，控制系统通过电缆控制对中装置，将工件对中放置，以便后续输送；

输送工件至自动工装系统，通过自动工装系统对工件进行再次自动对中，对中过程中输送平台将工件送到指定位置，工件的头部靠在固定端架体上，通过左右定位装置将工件定位；

第一传感器给PCL发出信号，自动工装系统按照指定程序工作；

PCL控制焊接机器人自动焊接；

机器人焊接系统工作完成后，PCL控制自动工装系统和卸料系统工作，当工件到达卸料上的第二传感器的位置时，所有系统停止工作；

等待工人将工件卸走后再进行下一个工件的自动焊接。

本申请提供的技术方案包括以下有益技术效果：

工人组装好工件，推入到上料平台，给工人给控制系统通电，控制系统控制上料系统工作、自动工装系统、机器人焊接系统以及卸料系统工作，工件通过上料系统输送到自动工装系统将工件进行对中，对中后的工件通过机器人焊接系统自动焊接，焊接完成后的工件通过卸料系统将工件卸走；该系统通过控制系统控制焊接机器人进行工件焊接，实现自动焊接，自动出料，有效的改善工人工作环境，提高产品生产加工的一致性，克服了人工焊接的不稳定性，并且改进的机柜焊接方法可以使焊缝饱满，光滑，焊缝宽度可以根据焊枪头摆动的幅度和频率变化调节，焊接强度提高，并且当九折型材尺寸有微小偏差时，可以弥补误差，适应性较好。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请待焊接的工件结构示意图；

图2为本申请图1中工件钣金的横截面示意图；

图3为本申请定位三通的结构示意图；

图4为本申请整个焊接系统的示意图；

图5为本申请中图4去掉控制系统的立体结构示意图；

图6为本申请中图5去掉机器人焊接系统的立体结构示意图；

图7为本申请图4中上料系统的侧视图；

图8为本申请图7中对中装置的结构示意图；

图9为本申请图4中基准焊接平台的局部示意图；

图10为本申请图4中自动工装架体的局部示意图，示意出了固定夹紧端装置部分的具体结构组成；

图11为本申请图4中自动工装架体的局部示意图，示意出了固定夹紧端装置部分的具体结构组成；

图12为本申请图4中自动工装架体的局部示意图，示意出了活动夹紧端装置部分的具体结构组成；

图13为本申请图4中自动工装架体的局部示意图，示意出了活动夹紧端装置部分的具体结构组成；

图14为本申请焊接系统的平面结构示意图，示意出了机器人焊接系统的具体结构组成；

图15为本申请图4中卸料系统的立体结构示意图；

图16为本申请图4中控制系统的示意图，示意出了控制系统的具体结构组成。

附图标记说明：1、上料系统；11、上料平台；110、支撑架；111、输送辊筒；112、电动辊筒；12、对中装置；120、第一气缸；121、第一止挡器安装板；122、第一止挡器；123、第二止挡器；124、第三止挡器；125、第四止挡器；126、第一长连杆；127、转臂；128、第二长连杆；129、第二止挡器安装板；130、第一滑轨；131、第二滑轨；132、第一底座；133、转轴；134、安装板；2、自动工装系统；21、基准焊接平台；210、输送平台；211、左右定位装置；22、自动工装架体；23、固定夹紧端装置；230、上下活动端；231、第一左端伺服电机；232、第一左端丝杠；233、第一左端定位板；234、第一左端夹紧气缸；235、第一右端伺服电机；236、第一右端丝杠；237、第一右端定位板；238、第一右端夹紧气缸；239、第一上端伺服电机；240、第一上端丝杠；241、第一上端定位板；242、第一上端夹紧气缸； 243、固定端架体；24、活动夹紧端装置；244、第二左端伺服电机；245、第二左端丝杠；246、第二左端定位板；247、第二左端夹紧气缸；248、第二右端伺服电机；249、第二右端丝杠； 250、第二右端定位板；251、第二右端夹紧气缸；252、第二上端伺服电机；253、第二上端丝杠；254、第二上端定位板；255、第二上端夹紧气缸；256、前后运动伺服电机；257、前后运动丝杠；258、活动端架体；3、机器人焊接系统；31、焊接机器人；32、第二底座；33、焊接电源；34、焊枪；35、气瓶；36、焊枪清洁装置；4、卸料系统；41、下料平台；5、控制系统；51、PLC；52、触摸屏；53、第一传感器；54、第二传感器。

具体实施方式

实施例

请参考附图1，该图示出了本实施例提供的待焊接的工件结构示意图。

整个工件由十二根钣金折弯骨架构成，工件整体最大重量60kg。

钣金的横截面如图2所示。

在工件的八个角接处由定位三通件固定，三通件如图3所示。

工件的尺寸，其中工件的长在600～900mm，工件的宽在600～1600mm，工件的高在1750～2200mm，如表一所示：

表一工件尺寸(单位：mm)：

焊接工艺的要求包括焊缝形式：角焊缝；焊接工艺：二氧化碳气体保护焊；焊丝直径为φ1.0mm；焊接方式：工装固定工件，配合机器人自动焊接；焊前要求：焊前不点固，依靠三通连接。

如图4-6所示，本申请提供的一种九折型材机柜智能柔性焊接系统，所述该焊接系统包括上料系统1、自动工装系统2、机器人焊接系统3、卸料系统4以及控制系统5。

参照图7和图8，上料系统1包括上料平台11和对中装置12。

对中装置12包括往复机构、第一止挡器安装板121、第一止挡器122、第二止挡器123、第三止挡器124、第四止挡器125、第一长连杆126、转臂127、第二长连杆128、第二止挡器安装板129、第一滑轨130、第二滑轨131、第一底座132、转轴133、安装板134。

第一底座132通过螺栓与上料平台11底部固定，第一底座132上表面的一端与第一滑轨 130通过螺栓固定，第一底座132上表面的另一端与第二滑轨131通过螺栓固定。

第一滑轨130与第一止挡器安装板121底部滑动连接，第一止挡器安装板121上表面的一端与第一止挡器122焊接，第一止挡器安装板121上表面的另一端与第二止挡器123焊接，第一止挡器安装板121的上表面与第一长连杆126的一端焊接，第一长连杆126的另一端与转臂127的一端焊接，转臂127的另一端与第二长连杆128的一端焊接，第二长连杆128的另一端与第二止挡器安装板129的上表面焊接。

第二止挡器安装板129上表面的一端与第三止挡器124焊接，第二止挡器安装板129的另一端与第四止挡器125焊接。

第二止挡器安装板129的底部与第二滑轨131滑动连接。

转轴133的一端与转臂127中心转动连接，转轴133的另一端与第一底座132转动连接。

安装板134位于第一止挡器安装板121和第二止挡器安装板129之间，安装板134与第一底座132通过螺栓固定。

往复机构为第一气缸120，第一气缸120的头部与第一止挡器安装板121通过螺栓固定，第一气缸120的尾部与安装板134通过螺栓固定；

第一气缸120与控制系统5通过电磁阀连接。

对中装置12的工作原理：工作人员给控制系统5通电启动控制系统5，控制系统5控制电磁阀启动第一气缸120，第一气缸120的头部运动推动第一止挡器安装板121沿着第一滑轨130运动，第一止挡器安装板121运动带动第一止挡器122和第二止挡器123运动，第一止挡器安装板121运动拉动第一长连杆126运动，第一长连杆126运动带动转臂127绕着转轴133转动，转臂127转动拉动第二长连杆128，第二长连杆128运动带动第二止挡器安装板129沿着第二滑轨131运动，第二止挡器安装板129运动带动第三止挡器124和第四止挡器125运动，第一止挡器122、第二止挡器123、第三止挡器124以及第四止挡器125运动完成对工件的夹紧定位。

参照图7，上料平台11包括支撑架110、若干个输送辊筒111以及电动辊筒112。

支撑架110的侧壁与电动辊筒112通过螺栓固定。

若干个输送辊筒111均匀间隔分布在支撑架110的顶部，若干个输送辊筒111分别与支撑架110转动连接。

电动辊筒112通过链条与输送辊筒111连接，每一个输送辊筒111之间通过链条连接。

控制系统5与电动辊筒112通过电缆连接。

支撑架110的尾部与自动工装系统2连接。

上料平台11的工作原理：控制系统5通电后，控制系统5通过电缆启动上料平台11上的电动辊筒112，电动辊筒112带动链条转动，链条转动带动输送辊筒111转动，输送辊筒111转动带动工件向前移动。

参照图6和图9，自动工装系统2包括基准焊接平台21、自动工装架体22、固定夹紧端装置23以及活动夹紧端装置24。

基准焊接平台21头部与支撑架110的尾部通过螺栓固定。

基准焊接平台21包括输送平台210和左右定位装置211，输送平台210可以将工件送到指定位置，工件头部靠在固定夹紧端装置23架体上，左右定位装置211用于定位工件且左右定位装置211与对中装置12的工作原理一样。

左右定位装置211与输送平台210的底部连接，输送平台210与自动工装架体22的底部连接。

参照图6、图10以及图11，固定夹紧端装置23位于自动工装架体22的头部，固定夹紧端装置23包括包括第一左端伺服电机231、第一左端丝杠232、第一左端定位板233、第一左端夹紧气缸234、第一右端伺服电机235、第一右端丝杠236、第一右端定位板237、第一右端夹紧气缸238、第一上端伺服电机239、第一上端丝杠240、第一上端定位板241、第一上端夹紧气缸242以及固定端架体243。

第一左端伺服电机231固定在自动工装架体22上，第一左端伺服电机231与第一左端丝杠232连接，第一左端丝杠232穿过固定端架体243的左梁且与左梁通过螺纹连接。

第一左端定位板233与固定端架体243的左梁连接，第一左端夹紧气缸234与第一左端定位板233连接。

第一右端伺服电机235固定在自动工装架体22上，第一右端伺服电机235和第一右端丝杠236连接，所述第一右端丝杠236穿过固定端架体243的右梁且与右梁通过螺纹连接。

第一右端定位板237与固定端架体243的右梁连接，第一右端夹紧气缸238与第一右端定位板237连接。

第一上端伺服电机239固定在自动工装架体22上，第一上端伺服电机239与第一上端丝杠240连接，第一上端丝杠240与固定端架体243的上下活动端230转动连接。

第一上端定位板241与固定端架体243的上下活动端230连接，第一上端夹紧气缸242 与第一上端定位板241连接。

控制系统5通过电缆分别与第一左端伺服电机231、第一右端伺服电机235以及第一上端伺服电机239连接。

控制系统5通过电磁阀分别与第一左端夹紧气缸234、第一右端夹紧气缸238以及第一上端夹紧气缸242连接。

固定夹紧端装置23的工作原理：工人选定需要焊接的工件尺寸，按动控制系统5上的启动按钮启动控制系统5，控制系统5启动第一左端伺服电机231，第一左端伺服电机231转动带动第一左端丝杠232转动，第一左端丝杠232转动带动固定端架体243的左梁运动，固定端架体243的左梁运动带动第一左端定位板233运动，第一左端定位板233运动到比工件尺寸小的尺寸时，方便工件进入并靠近第一左端定位板233，控制系统5启动第一左端夹紧气缸234，第一左端夹紧气缸234贴紧工件的左边。

同时控制系统5通过电缆启动第一右端伺服电机235，第一右端伺服电机235转动带动第一右端丝杠236转动，第一右端丝杠236转动带动固定端架体243的右梁运动，固定端架体243的右梁运动带动第一右端定位板237运动，第一右端定位板237运动到比工件尺寸小的尺寸时，方便工件进入并靠近第一右端定位板237，控制系统5启动第一右端夹紧气缸238，第一右端夹紧气缸238贴紧工件的右边。

同时控制系统5通过电缆启动第一上端伺服电机239，第一上端伺服电机239转动带动第一上端丝杠240转动，第一上端丝杠240转动带动上下活动端230运动，上下活动端230 运动带动第一上端定位板241运动，第一上端定位板241运动到比工件尺寸大的尺寸时，方便工件进入并靠近第一上端定位板241下方，以便压住工件，控制系统5启动第一上端夹紧气缸242，第一上端夹紧气缸242贴紧工件的上边。

等待工件通过基准平台出送到指定位置后，通过第一左端定位板233、第一右端定位板 237以及第一上端定位板241将工件贴紧，同时第一左端夹紧气缸234动作，将工件固定在第一左端定位板233上，第一右端夹紧气缸238动作，将工件固定在第一右端定位板237上，第一上端夹紧气缸242动作，将工件固定在第一上端定位板241上，保证固定夹紧端装置23 上的工件左边、工件右边以及工件上下尺寸满足设定要求。

参照图6、图12以及图13，活动夹紧端装置24位于自动工装架体22的尾部，活动夹紧端装置24包括第二左端伺服电机244、第二左端丝杠245、第二左端定位板246、第二左端夹紧气缸247、第二右端伺服电机248、第二右端丝杠249、第二右端定位板250、第二右端夹紧气缸251、第二上端伺服电机252、第二上端丝杠253、第二上端定位板254、第二上端夹紧气缸255、前后运动伺服电机256、前后运动丝杠257以及活动端架体258。

第二左端伺服电机244固定在自动工装架体22上，第二左端伺服电机244与第二左端丝杠245连接，所述第二左端丝杠245穿过活动端架体258的左梁且与左梁通过螺纹连接。

第二左端定位板246与活动端架体258的左梁连接，第二左端夹紧气缸247与第二左端定位板246连接。

第二右端伺服电机248固定在自动工装架体22上，第二右端伺服电机248与第二右端丝杠249连接，所述第二右端丝杠249穿过活动端架体258的右梁且与右梁通过螺纹连接。

第二右端定位板250与活动端架体258的右梁连接，第二右端夹紧气缸251与第二右端定位板250连接。

第二上端伺服电机252固定在自动工装架体22上，第二上端伺服电机252与第二上端丝杠253连接，第二上端丝杠253与活动端架体258的上梁转动连接。

第二上端定位板254与活动端架体258的上梁转动连接，第二上端夹紧气缸255与第二上端定位板254连接。

前后运动伺服电机256与前后运动丝杠257连接，所述前后运动丝杠(257)穿过活动端架体(258)的下梁且与下梁通过螺纹连接。

控制系统5通过电缆分别与第二左端伺服电机244、第二右端伺服电机248、第二上端伺服电机252以及前后运动伺服电机256连接。

控制系统5通过电磁阀分别与第二左端夹紧气缸247、第二右端夹紧气缸251、第二上端夹紧气缸255连接。

活动夹紧端装置24的工作原理：工件流经过活动夹紧端装置24后，操作人员按动控制系统5上的启动按钮启动第二左端伺服电机244转动，第二左端伺服电机244转动带动第二左端丝杠245转动，第二左端丝杠245转动带动活动端架体258的左梁运动，活动端架体258 的左梁运动带动第二左端定位板246运动，第二左端定位板246运动到比工件尺寸大的尺寸时，方便工件进入并靠近第二上端定位板254下方，控制系统5启动第二左端夹紧气缸245，第二左端夹紧气缸245贴紧工件的左边。

同时操作人员按动控制系统5上的启动按钮启动第二右端伺服电机248转动，第二右端伺服电机248转动带动第二右端丝杠249转动，第二右端丝杠249转动带动活动端架体258 的右梁运动，活动端架体258的右梁运动第二右端定位板250运动，第二右端定位板250运动到比工件尺寸小的尺寸时，方便第二右端定位板250可以进入工件内部，控制系统5启动第二右端夹紧气缸251，第二右端夹紧气缸251贴紧工件的右边。

同时操作人员按动控制系统5上的启动按钮启动第二上端伺服电机252转动，第二上端伺服电机252转动带动第二上端丝杠253转动，第二上端丝杠253转动带动活动端架体258 的上梁运动，活动架体端的上梁运动带动第二上端定位板254运动，第二上端定位板254运动到比工件尺寸大的尺寸时，方便第二上端定位板254可以进入工件内部，控制系统5启动第二上端夹紧气缸255，第二上端夹紧气缸255贴紧工件的上边。

工件通过基准焊接平台21输送到指定位置之后，控制系统5控制前后运动伺服电机256 运动，前后伺服电机运动带动前后运动丝杠257运动，前后运动丝杠257带动活动端架体258 的下梁运动，活动端架体258的下梁运动到工件设定位置。

活动端架体258和固定端架体243共同作用将工件前后夹紧，保证活动夹紧端装置24 上的工件左边、工件右边以及工件上下尺寸满足设定要求。

自动工装系统2可以根据工件的不同，由控制系统5控制各个夹紧端运行到不同的位置，可以实现各种不同尺寸的工装，并且夹紧工件，完成自动焊接的准备工作。

参照图4和图14，机器人焊接系统3包括两套对称的焊接机器人31、第二底座32、焊接电源33、焊枪34、气瓶35、焊枪清洁装置36。

焊接机器人31与第二底座32连接，所述第二底座32与自动工装架体22焊接。

焊枪34安装在焊接机器人31上，焊枪34分别与气瓶35和焊接电源33连接，焊接电源 33和气瓶35分别固定在地面上。

焊接机器人31与控制系统5通过电缆连接，控制系统5与焊枪清洁装置36通过电缆连接。

焊枪清洁装置36固定在地面上。

基准焊接平台21的尾部与卸料系统4连接。

当工件被自动工装系统2固定好后，控制系统5通过编制好的程序控制焊接机器人31运动，左右两套焊接机器人31各自焊接工件左右两边的钣金骨架，焊接机器人31每焊接一定数量的工件，控制系统5通过编制好的程序控制焊接机器人31带动焊枪34放入到焊枪清洁装置36内，焊枪清洁装置36自动清洁焊枪34。

焊枪清洁装置36选用昆山日皓生产的AT-06焊接机器人清枪机。

焊接机器人31运动轨迹如下所示：

焊接机器人31焊枪34头走位至左上角Z方向第一个工艺孔，焊枪34起弧，停留800毫秒，收弧。

焊接机器人31焊枪34头走位至左上角Z方向第二个工艺孔，焊枪34起弧，停留800毫秒，收弧。焊枪34停留5秒。

焊接机器人31焊枪34头走位至左上角Z方向起点起弧，开始走正弦曲线。

焊接机器人31焊枪34头走位至左上角Z方向终点收弧。

焊接机器人31焊枪34头走位至左上角Y方向第一个工艺孔，焊枪34起弧，停留800毫秒，收弧。

焊接机器人31焊枪34头走位至左上角Y方向第二个工艺孔，焊枪34起弧，停留800毫秒，收弧。焊枪34停留5秒。

焊接机器人31焊枪34头走位至左上角Y方向起点起弧，开始走正弦曲线。

焊接机器人31焊枪34头走位至左上角Y方向终点收弧。

焊接机器人31焊枪34头走位至左上角X方向第一个工艺孔，焊枪34起弧，停留800毫秒，收弧。

焊接机器人31焊枪34头走位至左上角X方向第二个工艺孔，焊枪34起弧，停留800毫秒，收弧。焊枪34停留5秒。

焊接机器人31焊枪34头走位至左上角X方向起点起弧，开始走正弦曲线。

焊接机器人31焊枪34头走位至左上角X方向终点收弧。

至此，工件左上角焊接完成。

同样的方式，将工件其余各个角全部焊接完成。

此焊接方法可以将九折型材工艺孔完全填补，并且留出足够的时间使焊液冷却，使焊枪 34头走正弦曲线时不会导致出现孔洞。

另外正弦曲线式焊接九折型材，可以使焊缝饱满，光滑，焊缝宽度可以根据焊枪34头摆动的幅度和频率变化调节，焊接强度提高，并且当九折型材尺寸有微小偏差时，可以弥补误差，适应性较好。

左右两个焊接机器人31各自焊接左右两边的钣金骨架，减少焊接机器人31的运行范围，提高生产效率。

参照图6和图15，卸料系统4包括下料平台41，下料平台41用于接收自焊接机器人31 焊接好的工件。

参照图4和图16，控制系统5包括PLC51、触摸屏52、第一传感器53以及第二传感器54。

PLC51通过电缆分别与触摸屏52、第一传感器53以及第二传感器54连接。

参照图6和图14，第一传感器53通过螺栓固定在自动工装系统2上，第二传感器54通过螺栓固定在卸料系统4上。

PLC51通过电磁阀分别与第一气缸120、第一左端夹紧气缸234、第一右端夹紧气缸238、第一上端夹紧气缸242、第二左端夹紧气缸247、第二右端夹紧气缸251、第二上端夹紧气缸 255连接。

PLC51通过电缆分别与电动辊筒112、第一左端伺服电机231、第一右端伺服电机235、第一上端伺服电机239、第二左端伺服电机244、第二右端伺服电机248、第二上端伺服电机252、前后运动伺服电机256、焊接机器人31以及焊枪清洁装置36。

整个焊接系统的工作过程：工人组装好工件，推入到上料平台11，PLC51通过电缆启动上料平台11上的电动辊筒112，电动辊筒112带动链条转动，链条转动带动输送辊筒111转动，输送辊筒111转动带动工件向前移动。

工件在上料平台11上运动的过程中，工作人员给PLC51通电启动控制系统5，PLC51控制电磁阀启动第一气缸120，第一气缸120的头部运动推动第一止挡器安装板121沿着第一滑轨130运动，第一止挡器安装板121运动带动第一止挡器122和第二止挡器123运动，第一止挡器安装板121运动拉动第一长连杆126运动，第一长连杆126运动带动转臂127绕着转轴133转动，转臂127转动拉动第二长连杆128，第二长连杆128运动带动第二止挡器安装板129沿着第二滑轨131运动，第二止挡器安装板129运动带动第三止挡器124和第四止挡器125运动，第一止挡器122、第二止挡器123、第三止挡器124以及第四止挡器125运动完成对工件的夹紧定位。

工件通过对中装置12将工件进行第一次对中，对中后的工件通过上料平台11送至到自动工装系统2上。

自动工装系统2中的输送平台210可以将工件送到指定位置，第一传感器53给PLC51发出信号，自动工装系统2安照指定程序工作，工件头部靠在固定夹紧端装置23架体上，左右定位装置211用于定位工件。

工人选定需要焊接的工件尺寸，按动控制系统5上的启动按钮启动控制系统5，控制系统5启动第一左端伺服电机231，第一左端伺服电机231转动带动第一左端丝杠232转动，第一左端丝杠232转动带动固定端架体243的左梁运动，固定端架体243的左梁运动带动第一左端定位板233运动，第一左端定位板233运动到比工件尺寸小的尺寸时，方便工件进入并靠近第一左端定位板233。

同时控制系统5通过电缆启动第一右端伺服电机235，第一右端伺服电机235转动带动第一右端丝杠236转动，第一右端丝杠236转动带动固定端架体243的右梁运动，固定端架体243的右梁运动带动第一右端定位板237运动，第一右端定位板237运动到比工件尺寸小的尺寸时，方便工件进入并靠近第一右端定位板237。

同时控制系统5通过电缆启动第一上端伺服电机239，第一上端伺服电机239转动带动第一上端丝杠240转动，第一上端丝杠240转动带动上下活动端230运动，上下活动端230 运动带动第一上端定位板241运动，第一上端定位板241运动到比工件尺寸大的尺寸时，方便工件进入并靠近第一上端定位板241下方，以便压住工件。

等待工件通过基准平台出送到指定位置后，通过第一左端定位板233、第一右端定位板 237以及第一上端定位板241将工件贴紧，同时第一左端夹紧气缸234动作，将工件固定在第一左端定位板233上，第一右端夹紧气缸238动作，将工件固定在第一右端定位板237上，第一上端夹紧气缸242动作，将工件固定在第一上端定位板241上，保证固定夹紧端装置23 上的工件左边、工件右边以及工件上下尺寸满足设定要求。

工件流经过活动夹紧端装置24后，操作人员按动控制系统5上的启动按钮启动第二左端伺服电机244转动，第二左端伺服电机244转动带动第二左端丝杠245转动，第二左端丝杠 245转动带动活动端架体258的左梁运动，活动端架体258的左梁运动带动第二左端定位板 246运动，第二左端定位板246运动到比工件尺寸小的尺寸时，方便第二左端定位板246可以进入工件内部，控制系统5启动第二左端夹紧气缸245，第二左端夹紧气缸245贴紧工件的左边。

同时操作人员按动控制系统5上的启动按钮启动第二右端伺服电机248转动，第二右端伺服电机248转动带动第二右端丝杠249转动，第二右端丝杠249转动带动活动端架体258 的右梁运动，活动端架体258的右梁运动第二右端定位板250运动，第二右端定位板250运动到比工件尺寸小的尺寸时，方便第二右端定位板250可以进入工件内部，控制系统5启动第二右端夹紧气缸251，第二右端夹紧气缸251贴紧工件的右边。

同时操作人员按动控制系统5上的启动按钮启动第二上端伺服电机252转动，第二上端伺服电机252转动带动第二上端丝杠253转动，第二上端丝杠253转动带动活动端架体258 的上梁运动，活动架体端的上梁运动带动第二上端定位板254运动，第二上端定位板254运动到比工件尺寸大的尺寸时，方便工件进入并靠近第二上端定位板254下方，控制系统5启动第二上端夹紧气缸255，第二上端夹紧气缸255贴紧工件的上边。

工件通过基准焊接平台21输送到指定位置之后，控制系统5控制前后运动伺服电机256 运动，前后伺服电机运动带动前后运动丝杠257运动，前后运动丝杠257带动活动端架体258 的下梁运动，活动端架体258的下梁运动到工件设定位置。

活动端架体258和固定端架体243共同作用将工件前后夹紧，保证活动夹紧端装置24 上的工件左边、工件右边以及工件上下尺寸满足设定要求。

当工件被自动工装系统2固定好后，控制系统5通过编制好的程序控制焊接机器人31运动，左右两套焊接机器人31各自焊接工件左右两边的钣金骨架，焊接机器人31每焊接一定数量的工件，控制系统5通过编制好的程序控制焊接机器人31带动焊枪34放入到焊枪清洁装置36内，焊枪清洁装置36自动清洁焊枪34。

两套焊接机器人31采用正弦曲线式焊接九折型材，并且留出足够的时间使焊液冷却，使焊枪34头走正弦曲线时不会导致出现孔洞。

焊接完成后，控制系统控制所有夹紧气缸打开，同时控制系统5控制前后运动伺服电机 256运动，前后伺服电机运动带动前后运动丝杠257运动，前后运动丝杠257带动活动端架体258运动，活动端架体258向后运动到初始设定位置，第二上端伺服电机252转动带动第二上端丝杠253转动，第二上端丝杠253转动带动第二上端定位板254向上运动到初始设定位置，同时第二左右端伺服电机带动左右端定位板运动到初始位置。

控制系统控制焊接基准平台反向转动，带动工件向后运动，运动3秒钟后停止，工件离开固定端左右定位板，以便不妨碍固定端架体左右运动。

下一步控制系统5上的启动按钮启动控制系统5，控制系统5启动第一左端伺服电机231，第一左端伺服电机231转动带动第一左端丝杠232转动，第一左端丝杠232转动带动第一左端定位板233运动，第一左端定位板233运动到比工件宽度宽的位置停止，同时控制系统5 通过电缆启动第一右端伺服电机235，第一右端伺服电机235转动带动第一右端丝杠236转动，第一右端丝杠236转动带动第一右端定位板237运动，第一右端定位板237运动到比工件宽度宽的位置时停止。

同时控制系统5通过电缆启动第一上端伺服电机239，第一上端伺服电机239转动带动第一上端丝杠240转动，第一上端丝杠240转动带动第一上端定位板241运动，第一上端定位板241运动到工件可以通过的位置时停止。

焊接完成后的工件通过输送平台210输送下料平台41上，工件通过第二传感器54给 PLC51发出信号，卸料系统4停止转动，等待工人卸料。

触摸屏52用于设定工件参数，启动控制系统5，当工人在触摸屏52上点击启动按钮时，触摸屏52将将信号传递给PLC51，PLC51控制上料系统1和自动工装系统2工作，当工件进入到自动工装系统2并到达第一传感器53的位置时，上料系统1停止工作，自动工装系统2完成PLC51指定的动作后，通过PLC51控制机器人焊接系统3开始工作，机器人焊接系统3 工作完成后，PLC51控制自动工装系统2和卸料系统4工作，当工件到达卸料系统4的第二传感器54位置时，所有系统停止工作，等工人将工件卸走后进行下一个工件的自动焊接。

一种九折型材机柜智能柔性焊接方法，该焊接方法具体包括以下步骤：

S1.工人组装好工件，推入到上料平台11。

S2.给控制系统5通电，控制系统5通过启动上料平台11上的电动辊筒112，电动辊筒112带动链条转动，链条转动带动输送辊筒111转动，输送辊筒111转动带动工件向前移动。

S3.工件在上料平台11上移动过程中，控制系统5通过控制对中装置12，将工件对中放置，以便后续输送。

S4.输送工件至自动工装系统2，通过自动工装系统2对工件进行再次自动对中，对中过程中输送平台210将工件送到指定位置，工件的头部靠在固定端架体243上，通过左右定位装置211将工件定位。

S5.第一传感器53给PCL发出信号，自动工装系统2按照指定程序工作。

S6.PCL控制焊接机器人31自动焊接。

S7.机器人焊接系统3工作完成后，PCL控制自动工装系统2和卸料系统4工作，当工件到达卸料上的第二传感器54的位置时，所有系统停止工作。

S8.等待工人将工件卸走后再进行下一个工件的自动焊接。

通过上述实施例，九折型材机柜柔性焊接系统可用于各种尺寸控制柜的焊接,当需要更多尺寸组合的控制柜的焊接时，只要尺寸在设计范围之内，可以通过编制PLC51程序，编制机器人程序增加控制柜焊接种类。可以有效的改善工人工作环境，提高产品生产加工的一致性，焊接出来的机柜对角线精度大幅度提高，焊接时间大幅度缩短，提高了生产效率，节约生产成本，产生良好的经济效益和社会效益。

需要说明的是，诸如“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。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (9)

1.一种九折型材机柜智能柔性焊接系统，其特征在于，所述该焊接系统包括上料系统(1)、自动工装系统(2)、机器人焊接系统(3)、卸料系统(4)以及控制系统(5)；

所述上料系统(1)、自动工装系统(2)、机器人焊接系统(3)以及卸料系统(4)自左到右依次连接；

所述控制系统(5)分别与上料系统(1)、自动工装系统(2)、机器人焊接系统(3)以及卸料系统(4)电连接。

2.根据权利要求1所述的一种九折型材机柜智能柔性焊接系统，其特征在于，所述上料系统(1)包括上料平台(11)和对中装置(12)；

所述对中装置(12)连接在上料平台(11)底部，所述上料平台(11)的尾部与自动工装系统(2)连接。

3.根据权利要求2所述的一种九折型材机柜智能柔性焊接系统，其特征在于，所述对中装置(12)包括往复机构、第一止挡器安装板(121)、第一止挡器(122)、第二止挡器(123)、第三止挡器(124)、第四止挡器(125)、第一长连杆(126)、转臂(127)、第二长连杆(128)、第二止挡器安装板(129)、第一滑轨(130)、第二滑轨(131)、第一底座(132)、转轴(133)、安装板(134)；

所述第一底座(132)通过螺栓与上料平台(11)底部固定，所述第一底座(132)上表面的一端与第一滑轨(130)连接，所述第一底座(132)上表面的另一端与第二滑轨(131)连接；

所述第一滑轨(130)与第一止挡器安装板(121)底部连接，所述第一止挡器安装板(121)上表面的一端与第一止挡器(122)连接，所述第一止挡器安装板(121)上表面的另一端与第二止挡器(123)连接，所述第一止挡器安装板(121)的上表面与第一长连杆(126)的一端连接，所述第一长连杆(126)的另一端与转臂(127)的一端连接，所述转臂(127)的另一端与第二长连杆(128)的一端连接，所述第二长连杆(128)的另一端与第二止挡器安装板(129)的上表面连接；

所述第二止挡器安装板(129)上表面的一端与第三止挡器(124)连接，所述第二止挡器安装板(129)的另一端与第四止挡器(125)连接；

所述第二止挡器安装板(129)的底部与第二滑轨(131)连接；

所述转轴(133)的一端与转臂(127)中心连接，所述转轴(133)的另一端与第一底座(132)连接；

所述安装板(134)位于第一止挡器安装板(121)和第二止挡器安装板(129)之间，所述安装板(134)与第一底座(132)连接；

所述往复机构的尾部与安装板(134)固定，所述往复机构的头部与第一止挡器安装板(121)连接；

所述往复机构与控制系统(5)电连接。

4.根据权利要求3所述的一种九折型材机柜智能柔性焊接系统，其特征在于，所述往复机构为第一气缸(120)，所述第一气缸(120)的头部与第一止挡器安装板(121)连接，所述第一气缸(120)的尾部与安装板(134)固定；

所述第一气缸(120)通过电磁阀与控制系统(5)电连接。

5.根据权利要求1所述的一种九折型材机柜智能柔性焊接系统，其特征在于，所述自动工装系统(2)包括基准焊接平台(21)、自动工装架体(22)、固定夹紧端装置(23)以及活动夹紧端装置(24)；

所述基准焊接平台(21)的一端与上料系统(1)连接，所述基准焊接平台(21)的另一端与卸料系统(4)连接；

所述基准焊接平台(21)包括输送平台(210)和左右定位装置(211)；

所述左右定位装置(211)与输送平台(210)的底部连接，所述输送平台(210)与自动工装架体(22)的底部连接，所述固定夹紧端装置(23)与自动工装架体(22)的头部连接，所述活动夹紧端装置(24)与自动工装架体(22)的尾部连接；

所述控制系统(5)分别与固定夹紧端装置(23)和活动夹紧端装置(24)电连接。

6.根据权利要求5所述的一种九折型材机柜智能柔性焊接系统，其特征在于，所述固定夹紧端装置(23)包括第一左端伺服电机(231)、第一左端丝杠(232)、第一左端定位板(233)、第一左端夹紧气缸(234)、第一右端伺服电机(235)、第一右端丝杠(236)、第一右端定位板(237)、第一右端夹紧气缸(238)、第一上端伺服电机(239)、第一上端丝杠(240)、第一上端定位板(241)、第一上端夹紧气缸(242)以及固定端架体(243)；

所述第一左端伺服电机(231)固定在自动工装架体(22)上，所述第一左端伺服电机(231)与第一左端丝杠(232)连接，所述第一左端丝杠(232)穿过固定端架体(243)的左梁且与左梁通过螺纹连接；

所述第一左端定位板(233)与固定端架体(243)的左梁连接，所述第一左端夹紧气缸(234)与第一左端定位板(233)连接；

所述第一右端伺服电机(235)固定在自动工装架体(22)上，所述第一右端伺服电机(235)和第一右端丝杠(236)连接，所述第一右端丝杠(236)穿过固定端架体(243)的右梁且与右梁通过螺纹连接；

所述第一右端定位板(237)与固定端架体(243)的右梁连接，所述第一右端夹紧气缸(238)与第一右端定位板(237)连接；

所述第一上端伺服电机(239)固定在自动工装架体(22)上，所述第一上端伺服电机(239)与第一上端丝杠(240)连接，所述第一上端丝杠(240)固定端架体(243)的上下活动端(230)转动连接；

所述第一上端定位板(241)与固定端架体(243)的上下活动端(230)连接，所述第一上端夹紧气缸(242)与第一上端定位板(241)连接；

所述控制系统(5)通过电缆分别与第一左端伺服电机(231)、第一右端伺服电机(235)以及第一上端伺服电机(239)连接；

所述控制系统(5)通过电磁阀分别与第一左端夹紧气缸(234)、第一右端夹紧气缸(238)以及第一上端夹紧气缸(242)连接。

7.根据权利要求5所述的一种九折型材机柜智能柔性焊接系统，其特征在于，所述活动夹紧端装置(24)包括第二左端伺服电机(244)、第二左端丝杠(245)、第二左端定位板(246)、第二左端夹紧气缸(247)、第二右端伺服电机(248)、第二右端丝杠(249)、第二右端定位板(250)、第二右端夹紧气缸(251)、第二上端伺服电机(252)、第二上端丝杠(253)、第二上端定位板(254)、第二上端夹紧气缸(255)、前后运动伺服电机(256)、前后运动丝杠(257)以及活动端架体(258)；

所述第二左端伺服电机(244)固定在自动工装架体(22)上，所述第二左端伺服电机(244)与第二左端丝杠(245)连接，所述第二左端丝杠(245)穿过活动端架体(258)的左梁且与左梁通过螺纹连接；

所述第二左端定位板(246)与活动端架体(258)的左梁连接，所述第二左端夹紧气缸(247)与第二左端定位板(246)连接；

所述第二右端伺服电机(248)固定在自动工装架体(22)上，所述第二右端伺服电机(248)与第二右端丝杠(249)连接，所述第二右端丝杠(249)穿过活动端架体(258)的右梁且与右梁通过螺纹连接；

所述第二右端定位板(250)与活动端架体(258)的右梁连接，所述第二右端夹紧气缸(251)与第二右端定位板(250)连接；

所述第二上端伺服电机(252)固定在自动工装架体(22)上，所述第二上端伺服电机(252)与第二上端丝杠(253)连接，所述第二上端丝杠(253)与活动端架体(258)的上梁转动连接；

所述第二上端定位板(254)与活动端架体(258)的上梁转动连接，第二上端夹紧气缸(255)与第二上端定位板(254)连接；

所述前后运动伺服电机(256)与前后运动丝杠(257)连接，所述前后运动丝杠(257)穿过活动端架体(258)的下梁且与下梁通过螺纹连接；

所述控制系统(5)通过电缆分别与第二左端伺服电机(244)、第二右端伺服电机(248)、第二上端伺服电机(252)以及前后运动伺服电机(256)连接；

所述控制系统(5)通过电磁阀分别与第二左端夹紧气缸(247)、第二右端夹紧气缸(251)、第二上端夹紧气缸(255)连接。

8.根据权利要求1所述的一种九折型材机柜智能柔性焊接系统，其特征在于，所述机器人焊接系统(3)包括两套对称的焊接机器人(31)、第二底座(32)、焊接电源(33)、焊枪(34)、气瓶(35)、焊枪清洁装置(36)；

所述焊接机器人(31)与第二底座(32)连接，所述第二底座(32)与自动工装系统(2)连接；

所述焊枪(34)安装在焊接机器人(31)上，所述焊枪(34)分别与气瓶(35)和焊接电源(33)连接；所述焊接电源(33)和气瓶(35)分别固定在地面上；

所述焊接机器人(31)与控制系统(5)通过电缆连接，所述控制系统(5)与焊枪清洁装置(36)通过电缆连接；

所述焊枪清洁装置(36)固定在地面上。

9.根据权利要求1所述的一种九折型材机柜智能柔性焊接系统，其特征在于，所述控制系统(5)包括PLC(51)、触摸屏(52)、第一传感器(53)以及第二传感器(54)；

所述PLC(51)通过电缆分别与触摸屏(52)、第一传感器(53)以及第二传感器(54)连接；

所述第一传感器(53)设置在自动工装系统(2)上，所述第二传感器(54)设置在卸料系统(4)上；

所述PLC(51)通过电缆分别与上料系统(1)、自动工装系统(2)、机器人焊接系统(3)以及卸料系统(4)连接。

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