一种机器人焊接工作站及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种机器人焊接工作站及其控制方法，包括焊接部和安装部，所述焊接部包括焊接控制部和安装有焊枪的机器人本体，所述安装部包括两组结构相同平行放置的夹具安装组，所述机器人本体放置在两组夹具安装组间，所述夹具安装组包括夹具基座和夹具组，所述夹具组通过基准面安装在夹具基座上，所述夹具组包括主定位压料机构、副定位压料机构、卡板装夹机构、顶出机构和升降检测机构。本发明专利技术提供的机器人焊接工作站及其控制方法，半自动化装配，提高了装配效率，可视化的装配结果检测，保证了装配的可靠性；机器人焊接提高生产效率，保证了产品焊接的质量和稳定性，降低操作人员的劳动强度，降低对工人操作技术难度的要求。

A robot welding workstation and its control method

The invention discloses a robot welding workstation and its control method, including a welding part and an installation part. The welding part comprises a welding control part and a robot body equipped with a welding torch. The installation part comprises two sets of fixture installation groups with the same structure placed in parallel, and the robot body is placed in two sets of fixture installation groups. The fixture installation group comprises a fixture base and a fixture set. The fixture set is mounted on the fixture base through a reference plane. The fixture set comprises a main positioning and pressing mechanism, a vice positioning and pressing mechanism, a clamping mechanism for clamping plates, an ejecting mechanism and a lifting and lowering detection mechanism. The robot welding workstation and its control method, semi-automatic assembly, improve assembly efficiency, visual inspection of assembly results, and ensure assembly reliability; robot welding improves production efficiency, guarantees the quality and stability of product welding, reduces the labor intensity of operators, and reduces the pair of pairs. Workers are required to operate technical difficulties.

【技术实现步骤摘要】
一种机器人焊接工作站及其控制方法
本专利技术涉及一种焊接工作站及其控制方法，尤其涉及一种机器人焊接工作站及其控制方法。
技术介绍
钣金焊接是汽车制造的四大工艺之一，在汽车制造中具有着特殊的地位，其中氩弧焊在焊接工艺中具有显著的优点，例如：氩弧焊的电弧稳定，热量集中，弧柱温度高，热影响区域窄，而且氩气保护可隔绝空气中的氧气、氮气、氢气等对电弧和熔池产生不良影响，减少合金元素比例的变化，以得到致密、无飞溅、高质量的焊接效果；焊接工作站焊接采用钨棒作为电极加上氩气进行保护的焊接方法，焊接时氩气从焊枪的喷嘴中连续喷出，在电弧周围形成保护层隔绝空气，以防止其对钨极、熔池及邻近热影响区的氧化，从而获得优质的焊缝，焊接过程中不添加焊丝。传统的氩弧焊焊接工作站由氩弧焊技术员、焊接夹具、焊接系统组成，由于焊接技工在焊接过程中，人为焊接的因素、焊接系统的因素、焊接夹具的因素三者之间完全独立存在，导致产品在焊接过程中产品质量、生产效率、操作安全的控制存在较大的困难，给企业生产带来了诸多不可控的因素，传统的人工焊接，已远远无法支撑当今技术的发展，人工成本的提高，市场的激烈竞争，企业对生产的效率要求不断地提升。工业机器人技术应用于焊接领域中，焊接自动化程度发生了质的飞跃，焊接质量及效率得到了显著的提高。随着市场经济的快速发展，企业的产品从单一品种大批量生产边为多品种小批量，要求生产线具有更大的柔性；所以焊接机器人在生产中的应用越来越广泛，机器人焊接已经成为焊接自动化的发展趋势。汽车制造过程中，对于侧踏板装饰条不锈钢零件的焊接，现有操作方式为首先将卡板通过工装夹具装配在钣金零件中，然后焊接人员将以上多个卡板采用氩弧焊点焊方式焊接在零件钣金零件中，每个卡板焊接四个焊点，焊接过程不添加焊丝。现有操作方式焊接系统有以下缺陷：焊接设备通过人为调整参数，肉眼识别参数，焊接过程中实际的焊接参数无法进行读取；焊接辅助气体通过流量计控制辅助气体的流量，当气罐中气体气压不足、仪表故障时无法有效的识别，导致焊接过程中因辅助气体不足产生焊接缺陷；焊接过程完全依靠焊接人员的技术确保质量，存在很大的风险；在装配过程中，卡板装配到钣金零件过程中，装配零件较多，对装配、拆卸效率不高；另外装配尺寸是否符合质量要求也无法得到确认。因此，设计一种装配简单、装配结果可检测，焊接效率高、过程可监测、稳定性高的焊接工作站是非常有必要的。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种机器人焊接工作站及其控制方法，解决当前手工焊接工作站装配效率低、装配结果不可检测和焊接质量不稳定、焊接过程不可监测、焊接效率低、操作难度大的问题。本专利技术为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种机器人焊接工作站，包括焊接部和安装部，所述焊接部包括焊接控制部和安装有焊枪的机器人本体，所述安装部包括两组结构相同平行放置的夹具安装组，所述机器人本体放置在两组夹具安装组间，所述夹具安装组包括夹具基座和夹具组，所述夹具组通过基准面安装在夹具基座上，所述夹具组包括主定位压料机构、副定位压料机构、卡板装夹机构、顶出机构和升降检测机构。进一步的，所述焊接控制部包括机器人控制柜和氩弧焊机，所述机器人控制柜和氩弧焊机安装在控制柜基座上。进一步的，所述卡板装夹机构和升降检测机构的数目与需要焊接的卡板数目相同，且安装在需要焊接卡板的位置，所述卡板装夹机构安装在升降检测机构上方。进一步的，所述基准面上设有按钮盒，所述按钮盒中安装有控制按钮。进一步的，所述夹具基座包括框架，所述框架上安装有水平台面、侧门板和配电柜，所述框架通过垫铁放置在地面上。进一步的，所述主定位压料机构和副定位压料机构结构相同，均包括压料机构和定位机构，所述压料机构和定位机构通过支撑底座固定在基准面上，所述压料机构包括压料气缸、连杆机构和压料块，所述压料气缸通过安装板与连杆机构连接，所述压料块安装在连杆机构端部；所述定位机构包括翻边定位块、型面定位块、缺口定位块和定位气缸，所述翻边定位块数目为两块分别安装在型面定位块两端，所述缺口定位块安装在型面定位块侧面，所述缺口定位块与定位气缸固定连接，所述定位气缸可带动缺口定位块前后移动，所述定位气缸上设有梅花手柄；所述压料气缸带动连杆机构和压料块将钣金零件压在型面定位块上固定，所述定位气缸带动缺口定位块插入钣金零件的缺口完成定位。进一步的，所述卡板装夹机构包括装夹气缸、安装块、第一夹钩块、第二夹钩块、联动块和拉动杆，所述装夹气缸通过连接块固定在安装块一端，所述第一夹钩块通过轴承固定在安装块另一端；所述联动块固定在装夹气缸移动端，所述联动块与拉动杆的一端轴承连接，所述拉动杆另一端与第一夹钩块轴承连接，所述第二夹钩块与联动块轴承连接；所述第一夹钩块远离拉动杆的一端设有夹钩，所述第二夹钩块远离联动块的一端设有夹钩；所述安装块上设有防呆销和定位销，所述轴承在端部通过开口销固定。进一步的，所述升降检测机构包括升降气缸、限位块、检测块和位置传感器，所述升降气缸通过升降支撑块固定在基准面上，所述限位块固定在升降气缸上，所述检测块上设有凸块，所述检测块固定在升降气缸移动端，所述位置传感器通过安装座固定在基准面上，所述升降气缸带动检测块移动时检测块的凸块经过位置传感器的凹槽，所述升降气缸上设有警示灯和导轨滑块。本专利技术为解决上述技术问题还提供一种上述机器人焊接工作站的控制方法，包括如下步骤：S1：定位压料，将钣金零件卡入翻边定位块和型面定位块中，先操作主定位压料机构，调节梅花手柄将缺口定位块推入钣金零件的缺口，按下压料按钮，压料气缸动作压料块将钣金零件压紧在型面定位块中，再操作副定位压料机构，操作过程与主定位压料机构操作过程相同，完成定位压料；S2：卡板装夹，手动移动拉动杆使第一夹钩块和第二夹钩块处于缩回状态，根据卡板的缺口和螺母孔位，通过防呆销、定位销定位将卡板放置在安装块上，然后再移动拉动杆使第一夹钩块和第二夹钩块处于伸出状态，按下夹紧按钮，装夹气缸伸出，第一夹钩块和第二夹钩块将卡板夹紧，卡板安装完成；S3：升降检测，按下升降按钮，升降气缸下降，带动检测块下移，位置传感器给出信号，位置符合要求完成检测，位置不符合要求警示灯点亮，升降气缸上升，需要重新进行步骤S2，完成后再进行升降检测直至位置符合要求；S4：重复步骤S2和S3完成所有卡板的安装；S5：焊接，按下焊接按钮，在机器人本体对已经安装好的卡板和钣金零件进行焊接；在机器人本体焊接的同时，重复操作步骤S1-S4对另一组夹具安装组进行钣金零件和卡板的安装；当一组夹具完成焊接时，另一组夹具安装组安装完成，在机器人本体对另一组夹具安装组进行焊接；S6：对完成焊接的一组夹具安装组下料，按下打开按钮，装夹气缸缩回，第一夹钩块和第二夹钩块处于缩回状态；升降气缸上升；压料气缸动作，压料块上移；定位气缸动作，缺口定位块退回；顶出机构伸出，钣金零件被顶出翻边定位块和型面定位块，取出焊接后的零件。本专利技术对比现有技术有如下的有益效果：本专利技术提供的机器人焊接工作站及其控制方法，具有以下优点：1、半自动化与人工结合的装配，提高了装配效率，降低操作人员的劳动强度；2、装配过程可视化的装配结果检测，保证了装配的可靠性；3、将焊机和机器人结合控制焊接过程，实际监测焊接过程的各项参数，提高产品焊接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机器人焊接工作站，其特征在于，包括焊接部和安装部，所述焊接部包括焊接控制部和安装有焊枪(109)的机器人本体(108)，所述安装部包括两组结构相同平行放置的夹具安装组，所述机器人本体(108)放置在两组夹具安装组间，所述夹具安装组包括夹具基座(104)和夹具组(105)，所述夹具组(105)通过基准面(201)安装在夹具基座(104)上，所述夹具组(105)包括主定位压料机构(203)、副定位压料机构(204)、卡板装夹机构(205)、顶出机构(206)和升降检测机构(207)。

【技术特征摘要】
1.一种机器人焊接工作站，其特征在于，包括焊接部和安装部，所述焊接部包括焊接控制部和安装有焊枪(109)的机器人本体(108)，所述安装部包括两组结构相同平行放置的夹具安装组，所述机器人本体(108)放置在两组夹具安装组间，所述夹具安装组包括夹具基座(104)和夹具组(105)，所述夹具组(105)通过基准面(201)安装在夹具基座(104)上，所述夹具组(105)包括主定位压料机构(203)、副定位压料机构(204)、卡板装夹机构(205)、顶出机构(206)和升降检测机构(207)。2.如权利要求1所述的机器人焊接工作站，其特征在于，所述焊接控制部包括机器人控制柜(101)和氩弧焊机(102)，所述机器人控制柜(101)和氩弧焊机(102)安装在控制柜基座(103)上。3.如权利要求1所述的机器人焊接工作站，其特征在于，所述卡板装夹机构(205)和升降检测机构(207)的数目与需要焊接的卡板数目相同，且安装在需要焊接卡板的位置，所述卡板装夹机构(205)安装在升降检测机构(207)上方。4.如权利要求1所述的机器人焊接工作站，其特征在于，所述基准面(201)上设有按钮盒(202)，所述按钮盒(202)中安装有控制按钮。5.如权利要求1所述的机器人焊接工作站，其特征在于，所述夹具基座(104)包括框架(303)，所述框架(303)上安装有水平台面(304)、侧门板(301)和配电柜(305)，所述框架(303)通过垫铁(302)放置在地面上。6.如权利要求1所述的机器人焊接工作站，其特征在于，所述主定位压料机构(203)和副定位压料机构(204)结构相同，均包括压料机构和定位机构，所述压料机构和定位机构通过支撑底座(401)固定在基准面(201)上，所述压料机构包括压料气缸(403)、连杆机构(406)和压料块(404)，所述压料气缸(403)通过安装板(405)与连杆机构(406)连接，所述压料块(404)安装在连杆机构(406)端部；所述定位机构包括翻边定位块(402)、型面定位块(407)、缺口定位块(408)和定位气缸(410)，所述翻边定位块(402)数目为两块分别安装在型面定位块(407)两端，所述缺口定位块(408)安装在型面定位块(407)侧面，所述缺口定位块(408)与定位气缸(410)固定连接，所述定位气缸(410)可带动缺口定位块(408)前后移动，所述定位气缸(410)上设有梅花手柄(409)；所述压料气缸(403)带动连杆机构(406)和压料块(404)将钣金零件(1)压在型面定位块(407)上固定，所述定位气缸(410)带动缺口定位块(408)插入钣金零件(1)的缺口完成定位。7.如权利要求1所述的机器人焊接工作站，其特征在于，所述卡板装夹机构(205)包括装夹气缸(501)、安装块(504)、第一夹钩块(507)、第二夹钩块(509)、联动块(508)和拉动杆(510)，所述装夹气缸(501)通过连接块(503)固定在安装块(504)一端，所述第一夹钩块(507)通过轴承固定在安装块(504)另一端；所述联动块(508)固定在装夹气缸(501)移动端，所述联动块(508)与拉动杆(510)的一端轴承连接，所述拉动杆(51...

【专利技术属性】
技术研发人员：周永林，李平，王汉均，周建军，
申请(专利权)人：浙江一捷汽车零部件有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33