一种自动化焊接教学工作站的制作方法

本实用新型涉及工业自动化加工领域，尤其涉及一种自动化焊接教学工作站。

背景技术：

随着中国制造业不断转型升级和“机器换人”的不断深入实施，导致工业机器人专业技能人才缺口巨大。由于机器人产业不仅需要将产品本身售卖给客户，还需要提供一系列的定制服务，包括机器的操作培训，养护，维修等等。这需要大量的操作技术人员：如机器人调试与维修工程师，自动化设计工程师、机器人系统集成工程师等。但相对于人才需求的逐年增长，工业机器人专业人才的培养仍处于相对滞后状态，其主要原因是国内大专院校和相关培训机构几乎没有来自生产一线又适合教学的实际案例和教学设备。

工业制造领域中应用最广泛的机器人是焊接机器人，特别是在汽车制造业中，机器人使用量约占全部工业机器人总量的30%，而其中的焊接机器人数量就占去50%左右。

焊接是现代机械制造业中必不可少的一种加工工艺方法，在汽车制造、工程机械、摩托车等行业中占有重要的地位。过去采用人工操作焊接加工是一项繁重的工作，随着许多焊接结构件的焊接精度和速度要求越来越高，一般工人已难以胜任这一工作。此外，焊接时的电弧、火花及烟雾等对人体会造成伤害，焊接制造工艺的复杂性、劳动强度、产品质量、批量等要求，使得焊接工艺对于自动化、机械化的要求极为迫切，实现机器人自动焊接代替人工操作焊接成为几代焊接人的理想和追求目标。汽车制造的批量化、高效率和对产品质量一致性的要求，使焊接机器人在汽车焊接中获得大量应用。汽车制造中的机器人自动焊接所占比重也超过建筑、造船、钢结构等其它行业，这也反映出汽车焊接生产所具有的自动化、柔性化、集成化的制造特征。焊接机器人是焊接自动化的革命性进步，它突破了焊接刚性自动化的传统方式，开拓了一种柔性自动化生产方式。刚性自动化生产设备通常都是专用的，只适用于中、大批量的自动化生产，因而在很长一段时期内中、小批量产品的焊接生产中，仍然以手工焊接为主要的焊接方式。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种自动化焊接教学工作站，符合生产实践，满足教学需求，焊接效率高，产品质量高。

本实用新型的技术方案是一种自动化焊接教学工作站，包括工作台，该工作台上安装有机器人控制柜、电源、焊接机械手、丝桶、支撑架、清枪剪丝装置和焊接支架；所述焊接机械手前端有焊枪；所述丝桶中有焊丝，该焊丝一端抽出并固定在所述焊枪上；所述支撑架顶端安装有视觉单元；所述机器人控制柜分别连接电源、视觉单元、焊接机械手和清枪剪丝装置。

进一步地，工作台上还有水箱。

进一步地，丝桶放置在推车上。

进一步地，焊接机械手通过兼容型底板安装在工作台上。

进一步地，工作台周围设置有防护围栏。

有益效果：符合生产实践，满足教学需求，焊接效率高，产品质量高。避免人员伤害。

附图说明

图1是自动化焊接教学工作站的立体图。

图2是机器人控制柜与被控制的组件之间的连接关系框图。

图中标记：1-机器人控制柜；2-电源；3-水箱；4-焊接机械手；5-支撑架；6-视觉单元；7-焊枪；8-丝桶；9-清枪剪丝装置；10-焊接工件；11-焊接支架；12-防护围栏；13-工作台。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的较优的实施例作进一步的详细说明：

结合图1和图2，一种自动化焊接教学工作站，包括工作台13，该工作台13上安装有机器人控制柜、电源2、焊接机械手4、丝桶8、支撑架5、清枪剪丝装置9和焊接支架11；所述电源2靠近机器人控制柜，所述丝桶8位于焊接机械手4的后方，所述焊接机械手4前端有焊枪7；所述丝桶8中有焊丝，该焊丝一端抽出并固定在所述焊枪7上；所述支撑架5顶端安装有视觉单元6，所述视觉单元6包括摄像头、处理器和存储器；所述焊接支架11位于焊接机械手4前方。所述机器人控制柜分别连接电源2、视觉单元6的处理器、焊接机械手4和清枪剪丝装置9。

所述工作台13上还有水箱3。水箱3靠近机器人控制柜设置。

优选地，丝桶8放置在推车上。

优选地，焊接机械手4通过兼容型底板安装在工作台13上。兼容型底板上可以安装各种型号的焊接机械手4。

结合图1，工作台13周围设置有防护围栏12。避免人员伤害。

自动化焊接教学工作站的工作过程如下：

步骤1：由人工将待焊接工件10放置在焊接支架11上并夹紧固定；

步骤2：视觉单元6计算出焊接工件10的位置姿态及焊缝的精确位置；

步骤3：采用人工示教或离线编程方式将焊接轨迹完整走一遍，若没有问题则进入下一步骤；

步骤4：丝桶8给焊接机器人前端的焊枪7供料，按照上述示教轨迹进行焊接作业；

步骤5：焊接完成后，由清枪剪丝装置9将焊枪7上的焊丝清理干净后，焊接机械手4旋转，将焊枪7深入水箱3的水中冷却，冷却后，焊接机器人返回到初始位置；

步骤6：由人工将焊接好的工件从焊接支架11上取下，然后装入一个新的待焊接工件10，完成一个完整的工作循环。

本实用新型满足中、小规模的焊接生产需求，工作效率高，产品质量高，符合生产实践，满足教学需求。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。