利用抛丸机壳体焊接机器人总成的焊接方法技术

本发明专利技术公开了一种利用抛丸机壳体焊接机器人总成的焊接方法，抛丸机壳体焊接机器人总成在装配完成后，对各电机驱动系统的旋转编码器进行校准，标定两个工件推挡运动系统和两个工件夹持运动系统的初始位置，后续钢板对齐、焊缝对准工作主要通过两个工件推挡运动系统辅助完成；根据两个工件推挡运动系统的相对位置计算获得焊缝的位置，标定机械臂各连杆的初始位置，根据末端运动规划，自动完成焊接过程。本发明专利技术可以完成抛丸机壳体原材料的运输、壳体的组装及焊接工作，大大降低工人劳动强度，自动化程度高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种焊接机器人技术，尤其是一种利用抛丸机壳体焊接机器人总成的焊接方法。
技术介绍
目前，抛丸机等大型设备的壳体焊接通常都是采用人工方式进行的，至少需要两名工人合作完成。工人劳动强度大，工作环境差。中国专利文献CN103157900A公开了一种“焊接机器人”，该焊接机器人是一种用于电阻焊接的改进的焊接机器人。中国专利文献CN105057937A公开了一种压缩机壳体焊接生产设备，主要用于壳体上销钉、机脚以及端子焊接的全自动化生产。中国专利文献CN103506789A公开了一种“多手臂焊接机器人”，该机器人适用于所需的焊接面积大或焊接部位多的场合。中国专利文献CN104476047A公开了一种“焊接机器人”，该机器人能够定位开关柜底盘车安装的焊接位置，实现精确焊接，保证开关柜地盘车的正常使用。中国专利文献CN102275053A公开了一种“机器人焊接系统”，该焊接系统主要包括KUKA机器人、NADEX焊接控制器和小原伺服焊枪，其目标是保证质量的前提下减小总体设备投资，利于推广应用。中国专利文献CN104889637A公开了一种“焊接机器人”，该焊接机器人能够进行360º旋转式焊接，并且可全面吸收掉焊接时产生的有害气体。中国专利文献CN104384766A公开了一种“门式机器人焊接机”，该机器人焊接机的主要特点是机器人移动范围大，可以通过示教编程完成大型非标工件的焊接，但是要求被焊接的工件事先完成组装、固定任务。但是上述焊接机器人都不能独自完成抛丸机壳体的组装及焊接工作。
技术实现思路
本专利技术的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种利用抛丸机壳体焊接机器人总成的焊接方法，该方法操作简单，能够独自完成抛丸机壳体的组装及焊接工作。为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：一种利用抛丸机壳体焊接机器人总成的焊接方法，所述抛丸机壳体焊接机器人总成，包括两个平行设置的主支架，两个主支架下部对应设置在两个平行的四滑块滑动直线导轨副上，且主支架能够在四滑块滑动直线导轨副上往复移动；两个四滑块滑动直线导轨副之间设置有工作台；两个平行的主支架的前后端上分别通过第一驱动支撑组件和第二驱动支撑组件连接；第一驱动支撑组件和第二驱动支撑组件之间平行设置有平行的第一、第二辅助焊接系统和一组焊接机械臂系统，且第一、第二辅助焊接系统和一组焊接机械臂系统均能在第一驱动支撑组件和第二驱动支撑组件上往复移动，焊接机械臂系统位于两组辅助焊接系统中部；每个四滑块滑动直线导轨副上均设置有一个接触开关；所述工作台两侧与主支架之间的地面上对称设置有三对电吸盘组；所述辅助焊接系统包括第一、第二电机驱动系统，第一、第二电机驱动系统的第一、第二螺母各自对应与竖向设置的工件推挡运动系统和工件夹持运动系统固定连接；所述工件推挡运动系统包括，一个推杆Z方向移动电机驱动系统，一个推杆姿态调整驱动电机和一个推杆；第一传动螺母与推杆Z方向移动电机驱动系统的丝杠配合形成丝杠螺母传动系统，推动推杆沿Z方向移动；推杆姿态调整驱动电机的输出轴通过第一联轴器与推杆相连；所述工件夹持运动系统包括工件夹持器姿态调整驱动电机，工件夹持器姿态调整驱动电机的输出轴通过第二联轴器与工件夹持器移动支撑组件相连，工件夹持器固定板和工件夹持器可移动板均安装在工件夹持器移动支撑组件上；所述焊接机械臂系统包括一矩形框架，矩形框架中横向设置有机械臂Y方向移动电机驱动系统，机械臂Y方向移动电机驱动系统上通过丝杠和螺母配合设置有能够左右移动的机械臂Z方向移动电机驱动系统，机械臂Z方向移动电机驱动系统的丝杠上设置有能上下移动的机械臂支撑架上竖向固定设置有机械臂第一伺服驱动电机，机械臂第一伺服驱动电机的输出轴通过第一连杆与机械臂第二伺服驱动电机相连，机械臂第二伺服驱动电机的输出轴通过第二连杆与机械臂第三伺服驱动电机相连，机械臂第三伺服驱动电机的输出轴通过第三连杆连接焊枪固定及摆动装置；抛丸机壳体焊接机器人总成在装配完成后，对各电机驱动系统的旋转编码器进行校准，标定两个工件推挡运动系统和两个工件夹持运动系统的初始位置，后续钢板对齐、焊缝对准工作主要通过两个工件推挡运动系统辅助完成；根据两个工件推挡运动系统的相对位置计算获得焊缝的位置，标定机械臂各连杆的初始位置，根据末端运动规划，自动完成焊接过程。焊接方法具体步骤如下：1）两个对角安装的工件推挡运动系统沿笛卡尔三维坐标系中的X方向相互靠近，将所需的钢板夹紧后，控制抛丸机壳体焊接机器人第一辅助焊接系统和抛丸机壳体焊接机器人第二辅助焊接系统运动的伺服驱动电机停止转动并保持；2）控制推杆沿Z方向移动的伺服驱动电机动作，将两个推杆提升到高于工作台的高度后停止转动并保持；3）推动主支架将钢板由仓储间运送到焊接工作台，当主支架的中心位置和焊接工作台的中心位置重合时，两个接触开关闭合，六个电磁吸盘同时通电，主支架位置固定；4）两个推杆Z方向移动驱动系统的伺服驱动电机同时动作，将两个推杆下降到临近工作台的高度后停止转动并保持，然后启动控制抛丸机壳体焊接机器人第一辅助焊接系统和抛丸机壳体焊接机器人第二辅助焊接系统运动的伺服驱动电机，使两个工件推挡运动系统沿X方向相互远离，钢板被放置在工作台上；5）利用驱动推杆运动的伺服驱动电机内置旋转编码器的反馈信息确定两个推杆相对位置，从而将钢板放置到焊接工作台的期望位置；6）六个电磁吸盘人为断电，推动主支架至仓储间，抛丸机壳体焊接机器人第一辅助焊接系统靠近焊接用钢板，工件夹持器固定挡板贴紧钢板，穿过工件夹持器移动挡板拧紧螺钉，将钢板压紧；7）推杆支撑钢板，将其运送到焊接工作台指定位置，当主支架的中心位置和焊接工作台的中心位置重合时，两个接触开关闭合，六个电磁吸盘同时通电，主支架位置再次固定；8）两个工件推挡运动系统和夹持钢板的工件夹持运动系统协调配合，使焊接工作台上的钢板与工件夹持运动系统所夹持的钢板焊缝对齐；9）抛丸机壳体焊接机械臂系统移动至焊缝附近，抛丸机壳体焊接机械臂Z方向移动驱动系统伺服驱动电机、抛丸机壳体焊接机械臂第一伺服驱动电机、抛丸机壳体焊接机械臂第二伺服驱动电机、抛丸机壳体焊接机械臂第三伺服驱动电机、抛丸机壳体焊接机械臂第四伺服驱动电机协调运动，完成先点焊，后连续焊的焊接过程；10）放松工件夹持器移动挡板上的螺钉，再次给六个电磁吸盘人为断电，推动主支架至仓储间，抛丸机壳体焊接机器人第二辅助焊接系统靠近焊接用钢板，重复步骤6）-8）剩余工作及步骤9）工作；11）利用两个工件推挡运动系统和两个工件夹持运动系统的协调动作可完成壳体的移动、旋转和翻转。当工件夹持器可移动挡板沿着工件夹持器移动支撑组件的底面靠近工件夹持器固定挡板时，工件被夹紧；当工件夹持器可移动挡板沿着工件夹持器移动支撑组件的底面背离工件夹持器固定挡板时，工件被释放。本专利技术抛丸机壳体焊接机器人总成，包括两个并列设置的主支架，一个抛丸机壳体焊接机械臂系统，一个第一驱动支撑组件，一个抛丸机壳体焊接机器人第一辅助焊接系统，一个第二驱动支撑组件，一个抛丸机壳体焊接机器人第二辅助焊接系统，两组两两并列的四滑块滑动直线导轨副，六个电磁吸盘支架，六个电磁吸盘，一个中央控制器，两个接触开关，一个焊接工作台。所述两个并列设置的主支架和两两平行并列的四滑块滑动直线导轨副沿Y本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用抛丸机壳体焊接机器人总成的焊接方法，其特征是：所述抛丸机壳体焊接机器人总成，包括两个平行设置的主支架，两个主支架下部对应设置在两个平行的四滑块滑动直线导轨副上，且主支架能够在四滑块滑动直线导轨副上往复移动；两个四滑块滑动直线导轨副之间设置有工作台；两个平行的主支架的前后端上分别通过第一驱动支撑组件和第二驱动支撑组件连接；第一驱动支撑组件和第二驱动支撑组件之间平行设置有平行的第一、第二辅助焊接系统和一组焊接机械臂系统，且第一、第二辅助焊接系统和一组焊接机械臂系统均能在第一驱动支撑组件和第二驱动支撑组件上往复移动，焊接机械臂系统位于两组辅助焊接系统中部；每个四滑块滑动直线导轨副上均设置有一个接触开关；所述工作台两侧与主支架之间的地面上对称设置有三对电吸盘组；所述辅助焊接系统包括第一、第二电机驱动系统，第一、第二电机驱动系统的第一、第二螺母各自对应与竖向设置的工件推挡运动系统和工件夹持运动系统固定连接；所述工件推挡运动系统包括，一个推杆Z方向移动电机驱动系统，一个推杆姿态调整驱动电机和一个推杆；第一传动螺母与推杆Z方向移动电机驱动系统的丝杠配合形成丝杠螺母传动系统，推动推杆沿Z方向移动；推杆姿态调整驱动电机的输出轴通过第一联轴器与推杆相连；所述工件夹持运动系统包括工件夹持器姿态调整驱动电机，工件夹持器姿态调整驱动电机的输出轴通过第二联轴器与工件夹持器移动支撑组件相连，工件夹持器固定板和工件夹持器可移动板均安装在工件夹持器移动支撑组件上；所述焊接机械臂系统包括一矩形框架，矩形框架中横向设置有机械臂Y方向移动电机驱动系统，机械臂Y方向移动电机驱动系统上通过丝杠和螺母配合设置有能够左右移动的机械臂Z方向移动电机驱动系统，机械臂Z方向移动电机驱动系统的丝杠上设置有能上下移动的机械臂支撑架上竖向固定设置有机械臂第一伺服驱动电机，机械臂第一伺服驱动电机的输出轴通过第一连杆与机械臂第二伺服驱动电机相连，机械臂第二伺服驱动电机的输出轴通过第二连杆与机械臂第三伺服驱动电机相连，机械臂第三伺服驱动电机的输出轴通过第三连杆连接焊枪固定及摆动装置；抛丸机壳体焊接机器人总成在装配完成后，对各电机驱动系统的旋转编码器进行校准，标定两个工件推挡运动系统和两个工件夹持运动系统的初始位置，后续钢板对齐、焊缝对准工作主要通过两个工件推挡运动系统辅助完成；根据两个工件推挡运动系统的相对位置计算获得焊缝的位置，标定机械臂各连杆的初始位置，根据末端运动规划，自动完成焊接过程。...

【技术特征摘要】
1.一种利用抛丸机壳体焊接机器人总成的焊接方法，其特征是：所述抛丸机壳体焊接机器人总成，包括两个平行设置的主支架，两个主支架下部对应设置在两个平行的四滑块滑动直线导轨副上，且主支架能够在四滑块滑动直线导轨副上往复移动；两个四滑块滑动直线导轨副之间设置有工作台；两个平行的主支架的前后端上分别通过第一驱动支撑组件和第二驱动支撑组件连接；第一驱动支撑组件和第二驱动支撑组件之间平行设置有平行的第一、第二辅助焊接系统和一组焊接机械臂系统，且第一、第二辅助焊接系统和一组焊接机械臂系统均能在第一驱动支撑组件和第二驱动支撑组件上往复移动，焊接机械臂系统位于两组辅助焊接系统中部；每个四滑块滑动直线导轨副上均设置有一个接触开关；所述工作台两侧与主支架之间的地面上对称设置有三对电吸盘组；所述辅助焊接系统包括第一、第二电机驱动系统，第一、第二电机驱动系统的第一、第二螺母各自对应与竖向设置的工件推挡运动系统和工件夹持运动系统固定连接；所述工件推挡运动系统包括，一个推杆Z方向移动电机驱动系统，一个推杆姿态调整驱动电机和一个推杆；第一传动螺母与推杆Z方向移动电机驱动系统的丝杠配合形成丝杠螺母传动系统，推动推杆沿Z方向移动；推杆姿态调整驱动电机的输出轴通过第一联轴器与推杆相连；所述工件夹持运动系统包括工件夹持器姿态调整驱动电机，工件夹持器姿态调整驱动电机的输出轴通过第二联轴器与工件夹持器移动支撑组件相连，工件夹持器固定板和工件夹持器可移动板均安装在工件夹持器移动支撑组件上；所述焊接机械臂系统包括一矩形框架，矩形框架中横向设置有机械臂Y方向移动电机驱动系统，机械臂Y方向移动电机驱动系统上通过丝杠和螺母配合设置有能够左右移动的机械臂Z方向移动电机驱动系统，机械臂Z方向移动电机驱动系统的丝杠上设置有能上下移动的机械臂支撑架上竖向固定设置有机械臂第一伺服驱动电机，机械臂第一伺服驱动电机的输出轴通过第一连杆与机械臂第二伺服驱动电机相连，机械臂第二伺服驱动电机的输出轴通过第二连杆与机械臂第三伺服驱动电机相连，机械臂第三伺服驱动电机的输出轴通过第三连杆连接焊枪固定及摆动装置；抛丸机壳体焊接机器人总成在装配完成后，对各电机驱动系统的旋转编码器进行校准，标定两个工件推挡运动系统和两个工件夹持运动系统的初始位置，后续钢板对齐、焊缝对准工作主要通过两个工件推挡运动系统辅助完成；根据两个工件推挡运动系统的相对位置计算获得焊缝的位置，标定机械臂各连杆的初始位置，根据末端运动规划，自动...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海燕，阮久宏，杨福广，王清秋，
申请(专利权)人：山东交通学院，
类型：发明
国别省市：山东;37