一种五轴变位机器人焊接工作站及焊接方法与流程

本发明涉及焊接设备领域，尤其涉及一种五轴变位机器人焊接工作站及焊接方法。

背景技术：

目前现有技术中在焊接时存在着投入劳动量大、人工操作轻度大、对工人身体损害大、工件焊接质量不稳定、自动化水平较低等缺陷。现有的二轴或三轴变位工作站，在焊接线体工作的布局上，集成优化程度低，效率较低，且占地面积大，且设备的开发成本高。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种五轴变位机器人焊接工作站及焊接方法。

本发明的目的采用以下技术方案实现：

一种五轴变位机器人焊接工作站，包括变位机组件、焊接机器人组件和工作站控制器，所述工作站由顶棚分隔为双层棚状结构，所述变位机组件和焊接机器人组件间距的安装在工作站下层的底座上，在所述底座的外周边设置围栏，工作站还包括设置在所述围栏上设置的工作站控制面板、按钮盒、总开关和气体控制开关，在工作站的上层设置电气控制柜、机器人控制柜和焊接电源。

优选的，所述变位机组件包括大回转机构和小翻转机构，大回转机构安装在底座上，小翻转机构安装在大回转机构上，所述大回转机构和小翻转机构的控制器和机器人控制器电性连接，所述小翻转机构随大回转机构运动。

优选的，四套所述小翻转机构安装在所述大回转机构上，每套所述小翻转机构上设置变位夹具。

优选的，所述电气控制柜、机器人控制柜和焊接电源设置于顶棚上，所述电气控制柜与下层的气体控制开关匹配设置，所述机器人控制柜和焊接电源与下层的焊接机器人组件匹配设置。

优选的，在所述顶棚上设置护栏。

优选的，所述工作站控制面板、按钮盒、总开关和气体控制开关安装在靠近出入口处的围栏上，所述工作站控制面板、按钮盒、总开关和气体控制开关与工作站控制器电性连接。

优选的，在围栏远离所述焊接机器人组件处的边角设置co2保护气及氧气瓶。

优选的，所述焊接机器人组件包括焊接机器人、自动清枪装置、自动送丝装置、送丝桶和机器人控制器，所述焊接机器人、自动清枪装置、自动送丝装置、送丝桶与所述机器人控制器电性连接，所述焊接机器人为五轴变位机器人。

优选的，在所述围栏上设置报警器；在所述顶棚上设置排烟孔。

一种五轴变位机器人焊接工作站的焊接方法，方法包括：

装夹转运待焊接工件，工作人员在上件区域首先将待焊接的工件放置到小翻转机构的夹具上并自动夹持完毕，在大回转机构作用下，将夹持有待焊接工件的小翻转机构的夹具运动至机器人焊接区域，同时，在小翻转机构的变位机作用下，驱动夹持有待焊工件的夹具转动以配合机器人的焊接工作；

转接焊接，工作人员接着在第二工序的小翻转机构的夹具上放置待焊接工件；待焊接区域工件焊接完成后，大回转机构的变位机启动，将已经焊完工件的小翻转机构的夹具转至工作站房体最里面，夹持有待焊工件的第二工序小翻转机构转至焊接区域，开始新一轮焊接；

焊接结束，工作人员在第三工序开始装件；以此循环往复工作，直至焊接工序完成。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：五轴变位机器人焊接工作站提高了设备的自动化程度，减少了人力成本和人体的劳动强度，降低了焊接过程对人体的伤害、提高了工件的焊接质量，相对现有的二轴或三轴变位工作站，在线体布局中，本五轴变位焊接工作站集成优化程度更高，不仅占地面积减少了约1/3，而且减少了设备的开发成本。

附图说明

图1为五轴变位机器人焊接工作站的轴侧示意图；

图2为五轴变位机器人焊接工作站的分解示意图。

图中：1、底座；2、围栏；21、控制面板；22、按钮盒；23、总开关；24、气体控制开关；3、焊接机器人组件；31、自动清枪装置；32、自动送丝装置；4、大回转机构；5、小翻转机构；6、顶棚；61、电气控制柜；62、机器人控制柜；63、焊接电源；7、护栏。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

参见图1和图2，一种五轴变位机器人焊接工作站。

底座1和围栏2固定在地板上，其中，围栏2左侧放置有工作站的控制面板21、按钮盒22、总开关23及气体控制开关24。

控制面板21、按钮盒22、总开关23及气体控制开关24与工作站控制器电性连接。

围栏2左上方设置有报警三色灯，其与工作站控制器电性连接。

围栏2边角放置有co2保护气体及氧气瓶，围栏2左侧放置有co2保护气感应器，感应器和工作站控制器电性连接，

围栏2后侧边设置有更换机器人焊丝的送丝桶；

焊接机器人组件3安装在底座1上，其中机器人本体为主机和副机共两台，机器人控制器和工作站控制器电性连接，机器人上装有焊枪，另外还配置有自动清枪装置31和自动送丝装置32。

优选的，焊接机器人为五轴变位机器人，采用多关节机械臂结构。

自动送丝装置32与送丝桶连接。

双机器人相互不干涉，与变位机协调焊接；大回转机构4安装在底座1上，小翻转机构5安装在大回转机构4上，其中小翻转机构5共有四套，可安装四付夹具，大回转机构4、小翻转机构5的控制器和机器人控制器电性连接。

小翻转机构5随大回转机构4运动，第一轴大回转保证各个工序之间有序焊接的正常运转，四个小翻转机构5的变位机工位、夹具和机器人的协调连接和位置关系保证夹具上产品每条焊缝的焊接可达性并使机器人关节臂处于较良好的焊接姿态。

大回转机构4上设有防护挡板，遮挡焊接区域机器人焊接引起的焊接强光和飞溅，变位机组件与焊接机器人组件3安装在同一整体式底座1上，确保其两者的相对位置不变化。

顶棚支撑柱安装在底座1上，护栏7安装在顶棚6上，其中在焊接区域的上方相应位置设有排烟口，另外，顶棚6上还放置有电气控制柜61、机器人控制柜62和焊接电源63。

在护栏7和其下设置的围栏2上设置至少一个上下防护梯。

该五轴变位机器人焊接工作站的焊接方法，包括：

装夹转运待焊接工件，工作人员在上件区域首先将待焊接的工件放置到小翻转机构5的夹具上并自动夹持完毕，在大回转机构4作用下，将夹持有待焊接工件的小翻转机构5的夹具运动至机器人焊接区域，同时，在小翻转机构5的变位机作用下，驱动夹持有待焊工件的夹具转动以配合机器人的焊接工作。

转接焊接，工作人员接着在第二工序的小翻转机构5的夹具上放置待焊接工件；待焊接区域工件焊接完成后，大回转机构4的变位机启动，将已经焊完工件的小翻转机构5的夹具转至工作站房体最里面，夹持有待焊工件的第二工序小翻转机构转至焊接区域，开始新一轮焊接。

焊接结束，工作人员在第三工序开始装件；以此循环往复工作，直至焊接工序完成。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上诉教导，可以进行很多改边及变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变，即根据以上描述的技术方案以及构思，本领域的技术人员能够做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。