铝合金门框自动化加工的机器人工作站及加工方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及铝合金门框加工技术领域，特别地，涉及一种铝合金门框自动化加工的机器人工作站。此外，本发明还涉及一种铝合金门框自动化加工方法。
【背景技术】
[0002]目前，铝合金门框生产，在生产环节中铝合金门框加工、上下料和焊接均以手工操作为主。在生产中，采用人工操作进行加工作业，人为操作存在一定的误差，特别是加工一些异形槽时，加工的表面光洁度非常差；采用人工上下料，人工需要不断的进行重复的劳动操作，人工的工作劳动强度大；采用人工焊接，焊接的效率和质量很大程度上受限于焊接工人的熟练程度及操作状态，且焊接后表面光洁度较差。
[0003]现在的生产系统生产中存在以下不足:
[0004]1、人工操作切割机对工件进行切割，切割精度有误差，造成不合格品的出现；
[0005]2、人工操作机床对工件进行钻孔和铣槽，特别是铣槽时，加工的表面粗糙度非常差，对工人的操作技能要求高；
[0006]3、人工上下料，人工需要不断的进行重复的劳动操作，工人的劳动强度大，生产效率低；
[0007]4、人工进行焊接，焊接的效率和质量很大程度上受限于焊接工人的熟练程度及操作状态，焊接一致性不好。
【发明内容】
[0008]本发明提供了一种铝合金门框自动化加工的机器人工作站及加工方法，以解决现有铝合金生产系统大多采用人工进行操作，人工操作切割机对工件进行切割，切割精度有误差，造成不合格品的出现；人工操作机床对工件进行钻孔和铣槽，特别是铣槽时，加工的表面粗糙度非常差，对工人的操作技能要求高；人工上下料，人工需要不断的进行重复的劳动操作，工人的劳动强度大，生产效率低；人工进行焊接，焊接的效率和质量很大程度上受限于焊接工人的熟练程度及操作状态，焊接一致性不好的技术问题。
[0009]根据本发明的一个方面，提供一种铝合金门框自动化加工的机器人工作站，包括用于存放型材原料的固定料架、用于对型材原料进行加工的刀具装置、用于存放从刀具装置加工获得的边框型材的型材料台、用于将边框型材进行焊接拼装的焊接装置、用于转运型材原料和边框型材的搬运机器人以及用于控制工作站运行的控制机构，固定料架、刀具装置、型材料台、焊接装置环绕于搬运机器人周边布置并处于搬运机器人的工作半径内。
[0010]进一步地，焊接装置包括用于边框型材固定定位并进行焊接作业的焊接平台以及用于对焊接平台上相邻边框型材进行焊接连接的焊接机器人，焊接平台上设有用于放置边框型材的型材放置位，型材放置位对应设有用于沿竖直方向压紧边框型材的压紧装置以及用于在水平方向上将边框型材向相邻边框型材方向顶推的顶紧装置，在相邻边框型材的转角位置或在边框型材的端部位置设有用于限制边框型材顶推距离的限位块。
[0011]进一步地，刀具装置包括机座、设于机座上的夹紧座以及装于夹紧座内的电机主轴；电机主轴的输出端装有用于切割型材原料的切割刀具、用于在边框型材上钻孔的钻孔刀具或者用于在边框型材上铣槽的铣刀刀具；机座或夹紧座上还设有用于输出气体以冷却刀具的气吹管。
[0012]进一步地，搬运机器人的工作半径内还设有用于将加工好的边框型材送出工作站进行外设安装再送回工作站的滑台；滑台包括滑台架、装配于滑台架上的直线导轨、装配于直线导轨上的导轨滑座、装配于导轨滑座上的滑板、输出端连接于滑板上并与直线导轨平行设置的无杆气缸、设于无杆气缸底部用于缓冲作用力的液压缓冲器、装配于滑板上用于固定边框型材的定位块以及用于控制定位块夹持边框型材的摆角气缸。
[0013]进一步地，搬运机器人的输出主轴上设有用于夹持型材原料或边框型材的夹具；夹具包括夹紧气缸以及设于夹紧气缸输出端的气缸夹爪。
[0014]进一步地，型材料台包括用于放置边框型材中的长边框的长料中转台以及用于放置边框型材中的短边框的短料台；长料中转台和短料台均包括支架、设于支架上的定位块以及用于控制定位块夹持边框型材的摆角气缸。
[0015]进一步地，固定料架包括支撑架、挡板以及定位件。
[0016]进一步地，控制机构包括用于控制固定料架、刀具装置、型材料台、焊接装置和搬运机器人的总控制柜、用于控制焊接机器人的焊接控制柜以及用于控制搬运机器人的搬运控制柜。
[0017]根据本发明的另一方面，还提供了一种铝合金门框自动化加工方法，步骤如下:a、将型材原料从固定料架上转运至刀具装置处，通过切割刀具斜切形成第一长边框和第二短边框；b、将第一短边框放入短料台固定待命；将第一长边框的平面端进行斜切并进行铣槽和钻孔、将第一长边框送入滑台安装外设；将待命的第一短边框取出并送至刀具装置处，对第一短边框的平面端进行斜切并放回短料台；d、将第一长边框放置于焊接平台上并沿竖向压紧，再以第一长边框为基准，将第一短边框放置于焊接平台上进行固定；e、重复步骤a、b、c获取第二长边框和第二短边框；f、以第一长边框为基准，将第二长边框和第二短边框放置于焊接平台上进行固定；g、焊接机器人焊接形成铝合金门框，解除对铝合金门框的固定并通过搬运机器人转移，以进行下一组铝合金门框的加工。
[0018]进一步地，步骤f中的焊接，具体步骤如下:抓取第一长边框放于焊接平台上的型材放置位，通过两组压紧装置同步压紧固定长边框型材；抓取第一短边框、第二短边框以及第二长边框相对于已固定好的第一长边框进行对应放置；通过与第一短边框相应的顶紧装置顶推第一短边框至相应的限位块；同时，通过与第二短框边相应的顶紧装置顶推第二短边框至相应的限位块；通过与第二长边框相应的两组顶紧装置同步顶推第二长边框至相应的限位块；第一短边框、第二短边框和第二长边框分别通过相应的压紧装置进行压紧定位；控制焊接机器人进行焊接形成铝合金门框；松开所有的顶紧装置和压紧装置，以取出铝合金门框。
[0019]本发明具有以下有益效果:
[0020]本发明铝合金门框自动化加工的机器人工作站，采用机器人抓取工件在刀具装置上智能化加工(切割、铣槽和钻孔)；机器人抓取工件能够配合焊接平台对工件进行智能化装夹；替代人工，实现了机器人能代替人工完成更为复杂的逻辑分析，且比人工更为精准的完成各类动作，智能化程度高。
[0021]除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
【附图说明】
[0022]构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0023]图1是本发明优选实施例的铝合金门框自动化加工的机器人工作站的结构示意图；
[0024]图2是本发明优选实施例的焊接装置的结构示意图；
[0025]图3是本发明优选实施例的刀具装置的结构示意图；
[0026]图4是本发明优选实施例的滑台的结构示意图；
[0027]图5是本发明优选实施例的夹具的结构示意图；
[0028]图6是本发明优选实施例的型材料台的结构示意图；
[0029]图7是本发明优选实施例的固定料架的结构示意图。
[0030]图例说明:
[0031]1、固定料架;101、支撑架;102、挡板；103、定位件；2、刀具装置;201、机座;202、夹紧座；203、电机主轴;204、切割刀具;205、钻孔刀具;206、铣刀刀具;207、气吹管;3、型材料台；301、支架；4、焊接装置；401、焊接平台；402、焊接机器人；403、压紧装置；4031、压紧气缸；4032、压杆；4033、压头；404、顶紧装置；4041、导轨；4042、顶推板；4043、顶推气缸；405、限位块；5、搬运机器人；6、控制机构；601、总控制柜；602、焊接控制柜；603、搬运控制柜；7、边框型材；8、滑台;801、滑台架;802、直线导轨;803、导轨滑座;804、滑板;805、无杆气缸；806、液压缓冲器；807、定位块；808、摆角气缸；9、夹具；901、夹紧气缸；902、气缸夹爪。
【具体实施方式】
[0032]以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0033]图1是本发明优选实施例的铝合金门框自动化加工的机器人工作站的结构示意图；图2是本发明优选实施例的焊接装置的结构示意图；图3是本发明优选实施例的刀具装置的结构示意图；图4是本发明优选实施例的滑台的结构示意图；图5是本发明优选实施例的夹具的结构示意图；图6是本发明优选实施例的型材料台的结构示意图；图7是本发明优选实施例的固定料架的结构示意图。
[0034]如图1所示，本实施例的铝合金门框自动化加工的机