CN108857153A - 一种焊接工作站及焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种焊接工作站及焊接方法，焊接工作站至少包括：搬运机器人、单体焊接工作台、以及组合焊接工作台，其中搬运机器人用于转运待焊接的工件或者转运已焊接完成的工件。单体焊接工作台、以及组合焊接工作台，环绕于搬运机器人周边并处于搬运机器人的工作半径内。该焊接方法至少包括四个步骤，对单体待焊接件的焊接、组合焊接、搬运、以及循环操作等。通过这样的焊接工作站及焊接方法，可以做到在焊接过程中无需人工参与，直接使用机器即可完成焊接，这样便减少了人工参与的不确定性，可以提高焊接质量，并且相较于人工焊接，利用机器人焊接能提高生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，尤其涉及一种焊接工作站及焊接方法。
背景技术
经过一个多世纪的发展，焊接已经渗透到制造业的各个领域，几乎所有的产品在生产中都不同程度的依赖焊接技术。以往的手工焊接会因为人受到的干扰因素较大，难以保证质量的均匀性，并且稳定性差，效率低，危险因素多，不利于流水线生产，不能满足企业生产多样化，高焊接技术产品的需求。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种焊接工作站，本发明的目的之二在于提供一种焊接方法，其能减少人工作业带来的不确定性，降低生产成本，提高生产效率。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
一种焊接工作站，包括：
搬运机器人，所述搬运机器人用于转运待焊接的工件或者转运已焊接完成的工件；
单体焊接工作台，所述单体焊接工作台包括：第一卡盘、以及第一焊接机器人；所述第一卡盘适于夹持以及定位待焊接的工件；所述第一焊接机器人适于焊接所述第一卡盘上待焊接的工件；
组合焊接工作台，所述组合焊接工作台包括：第二卡盘、第三卡盘、以及第二焊接机器人；所述第二卡盘与所述第三卡盘均适于夹持所述第一焊接机器人焊接后的工件；所述第二卡盘与所述第三卡盘相互配合以便于所述第二焊接机器人将所述第二卡盘上的工件与所述第三卡盘上的工件焊接在一起；
所述搬运机器人适于将所述第一卡盘上焊接完成的工件搬运至第二卡盘或者第三卡盘。
进一步地，所述单体焊接工作台还包括第一底座；所述第一卡盘至少为两个，每个所述第一卡盘均与所述第一底座相连，且第一卡盘以及所述第一焊接机器人均可转动连接于所述第一底座。
进一步地，所述焊接工作站还包括围板，所述围板适于围住所述搬运机器人、单体焊接工作台、以及组合焊接工作台。
进一步地，所述焊接工作站还包括：位于所述围板内的支撑架，以及与所述支撑架滑动配合的放置板，所述围板上开设有供所述放置板滑动进出的窗口。
进一步地，所述第一卡盘包括：第一卡盘体、至少三个第一卡爪轨道、每个第一卡爪轨道均配置有第一卡爪，所述第一卡爪轨道沿所述第一卡盘体径向方向均布于所述第一卡盘体上，所述第一卡爪适于沿对应的第一卡爪轨道同步运动。
进一步地，每一所述第一卡爪远离所述第一卡盘体的一端均配置有防滑软垫。
进一步地，所述组合焊接工作台还包括：第二底座、第一安装柱、以及第二安装柱；所述第一安装柱以及第二安装柱连接于所述第二底座且分置于所述第二底座的两端，且所述第二安装柱可朝向所述第一安装柱运动，所述第二卡盘以及所述第二焊接机器人可转动连接于所述第一安装柱，所述第三卡盘可转动连接于所述第二安装柱，所述第二底座上配置有导轨，所述导轨位于所述第一安装柱与第二安装柱之间，所述导轨上滑动配合有滑块，所述滑块上连接有可与所述滑块同步运动的安装平台，所述第二安装柱与所述安装平台固定连接，以在所述安装平台的带动下实现朝向所述第一安装柱的运动。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
一种焊接方法，采用上述焊接工作站，其特征在于，步骤如下：
a、通过搬运机器人将待焊接的工件搬运至单体焊接工作台，且每个第一卡盘上均夹持有待焊接的工件，通过第一焊接机器人对每个第一卡盘上待焊接的工件进行焊接；
b、在第一卡盘上待焊接的工件冷却后，通过搬运机器人将该冷却后的工件搬运至组合焊接工作台，且当组合焊接工作台上的第二卡盘以及第三卡盘均夹持有冷却后的工件后，通过第二焊接机器人对第二卡盘以及第三卡盘上冷却后的工件进行组合焊接；
c、在第二卡盘以及第三卡盘上组合焊接的工件冷却后，通过搬运机器人将冷却后的组合焊接的工件搬离组合焊接工作台；
d、重复步骤a、b、c。
进一步地，所述步骤a中，每当有待焊接工件被搬运机器人搬运至单体焊接工作台后，第一焊接机器人便对该待焊接的工件进行单体焊接，并且在第一焊接机器人在焊接的时候，搬运机器人继续将待焊接工件搬运至单体焊接工作台，直到每个第一卡盘均夹持有待焊接的工件。
进一步地，所述步骤b中，在第一卡盘上待焊接的工件冷却，且通过搬运机器人将该待焊接的工件搬运至组合焊接工作台后，搬运机器人继续将待焊接工件搬运至单体焊接工作台，以使每个第一卡盘均夹持有待焊接的工件。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：通过单体焊接工作台完成对单体待焊接件的焊接，通过组合焊接工作台组合焊接两个单体焊接件，这样一来可以使得焊接机器人的焊接工作相对单一化，分工明确，减少因为复杂的程序导致设备出错的可能，提高本焊接工作站的可靠性，并且通过将单体焊接工作台、以及组合焊接工作台，环绕于搬运机器人周边并处于搬运机器人的工作半径内，可以做到在焊接过程中无需人工参与，直接使用机器即可完成焊接，这样便减少了人工参与的不确定性，可以提高焊接质量，并且相较于人工焊接，利用机器人焊接能提高生产效率。
附图说明
图1为本发明焊接工作站示意图；
图2为本发明焊接工作站单体焊接工作台示意图；
图3为本发明焊接工作站第一卡盘示意图；
图4为本发明焊接工作站组合焊接工作台示意图。
图中：11、支撑架；12、放置板；2、搬运机器人；3、单体焊接工作台；31、第一底座；32、第一卡盘；321、第一卡盘体；322、第一卡爪轨道；323、第一卡爪；324、防滑软垫；33、第一焊接机器人；4、组合焊接工作台；41、第二底座；42、第一安装柱；43、第二安装柱；44、第二卡盘；45、第三卡盘；46、第二焊接机器人；47、导轨；48、滑块；49、安装平台；5、围板；51、窗口。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
如图1-4所示，示出了本发明实施例提供的焊接工作站，其至少包括：搬运机器人2、单体焊接工作台3、组合焊接工作台4。其中单体焊接工作台3、以及组合焊接工作台4。单体焊接工作台3包括：第一卡盘32、以及第一焊接机器人33；第一卡盘32适于夹持以及定位待焊接的工件；第一焊接机器人33适于焊接第一卡盘32上待焊接的工件。组合焊接工作台4包括：第二卡盘44、第三卡盘45、以及第二焊接机器人46。第二卡盘44与第三卡盘45均适于夹持第一焊接机器人33焊接后的工件；通过第二卡盘44与第三卡盘45的相互配合，以便于第二焊接机器人46将第二卡盘44上的工件与第三卡盘45上的工件焊接在一起。其中搬运机器人2适于将第一卡盘32上焊接完成的工件搬运至第二卡盘44或者第三卡盘45。
搬运机器人2作为公开的技术，其具有多种夹头，即搬运机器人能2夹持多种不同类型的焊接件。本焊接工作站通过单体焊接工作台3完成对单体待焊接件的焊接，通过组合焊接工作台4组合焊接两个单体焊接件，这样一来可以使得焊接机器人的焊接工作相对单一化，分工比较明确，较少因为复杂的程序导致设备出错的可能，提高本焊接工作站的可靠性。另外，通过单体焊接工作台3、组合焊接工作台4、以及搬运机器人2的配合，可以做到在焊接过程中无需人工参与，直接使用机器即可完成焊接，这样便减少了人工参与的不确定性，可以提高焊接质量，并且相较于人工焊接，利用机器人焊接能提高生产效率。
作为优选地实施方式，单体焊接工作台3还包括第一底座31；第一卡盘32至少为两个，每个第一卡盘32均与第一底座31相连，且第一卡盘32以及第一焊接机器人33均可转动连接于第一底座31。在实际的操作过程中，因为单体焊接工作台3上至少有两个第一卡盘32，所以单体焊接工作台3能够同时夹持与第一卡盘32数量相等的待焊接的工件，相比只有一个第一卡盘32的情况，至少两个第一卡盘32能提高生产效率，并且能节省工位。因为只有一个第一卡盘32的话，在第一焊接机器人33焊接完成后，需要等待焊接件冷却之后，才能用搬运机器人2对第一卡盘32上的工件进行搬运，若不冷却就进行搬运，会导致工件的损坏，例如焊点不牢固等。所以至少两个第一卡盘32，在第一焊接机器人33焊接完成后，可以在等待冷却的这段时间内，进行另一待焊接工件的焊接，这样一来就能提升工作效率。而第一卡盘32以及第一焊接机器人33均可转动连接于第一底座31，可以方便在焊接时候将焊缝朝上，这样能便于焊接机器人进行焊接，使得焊接出来的质量更好。
优选地，焊接工作站还包括围板5，围板5适于围住搬运机器人2、单体焊接工作台3、以及组合焊接工作台4。通过围板5可以避免在焊接过程中因高温而熔化的焊接物飞溅对人造成伤害。
优选地，焊接工作站还包括：位于围板5内的支撑架11，以及与支撑架11滑动配合的放置板12，围板5上开设有供放置板12滑动进出的窗口51。这样的设置方式，可以在人不进入围板5内的情况下补充单体待焊接件，具体操作为，将放置板12从窗口51滑出，然后在放置板12上放置单体待焊接件，放置满后，便将放置板12从窗口51滑入，并且这样可以进一步减小人员受伤的可能。
优选地，第一卡盘32包括：第一卡盘体321、至少三个第一卡爪轨道322、每个第一卡爪轨道322均配置有第一卡爪323，第一卡爪轨道322沿第一卡盘体321径向方向均布于第一卡盘体321上，第一卡爪323适于沿对应的第一卡爪轨道322同步运动。第一卡爪323沿对应的第一卡爪轨道322同步运动，即第一卡盘32可以夹持不同直径的工件，这样一来，无需繁琐的定位夹具，直接利用第一卡盘32与搬运机器人2进行焊接定位，既能确保焊接精度，又能节省人工成本。
优选地，每一第一卡爪323远离第一卡盘体321的一端均配置有防滑软垫324。所以设置防滑软垫324既能防止工件被第一卡盘32夹坏，又能提供较大的摩擦力，使待焊接的工件能平稳的跟随第一卡盘32转动，不会轻易打滑。
优选地，组合焊接工作台4还包括：第二底座41、第一安装柱42、以及第二安装柱43；第一安装柱42以及第二安装柱43连接于第二底座41且分置于第二底座41的两端，且第二安装柱43可朝向第一安装柱42运动，第二卡盘44以及第二焊接机器人46可转动连接于第一安装柱42，第三卡盘45可转动连接于第二安装柱43。第一卡盘32可转动连接于第一底座31，第二卡盘44可转动连接于第一安装柱42，第三卡盘45可转动连接于第二安装柱43，可以方便在焊接时候将焊缝朝上，这样能便于焊接机器人进行焊接，使得焊接出来的质量更好。而第二安装柱43可朝向第一安装柱42运动，即组合焊接工作台4能适应各种长度不同的焊接件。具体地，第二底座41上配置有导轨47，导轨47位于第一安装柱42一第二安装柱43之间，导轨47上滑动配合有滑块48，滑块48上连接有可与滑块48同步运动的安装平台49，第二安装柱43与安装平台49固定连接，以在安装平台49的带动下实现朝向第一安装柱42的运动。即第二安装柱43可朝向第一安装柱42运动，具体是通过滑块48与导轨47的配合来实现的。
一种焊接方法，采用了上述的焊接工作站，包括如下步骤：
a、通过搬运机器人2将待焊接的工件搬运至单体焊接工作台3，且每个第一卡盘32上均夹持有待焊接的工件，通过第一焊接机器人33对每个第一卡盘32上待焊接的工件进行焊接。且每当有待焊接工件被搬运机器人2搬运至单体焊接工作台3后，第一焊接机器人33便对该待焊接的工件进行单体焊接，并且在第一焊接机器人33焊接的时候，搬运机器人2继续将单体待焊接工件搬运至单体焊接工作台3，直到每个第一卡盘32均夹持有待焊接的工件。这样的焊接方式，相比只有一个第一卡盘32的情况，能大幅的提高工作效率，因为第一焊接机器人33可以在等待上一工件冷却的这段时间内，对下一工件进行焊接。
b、在第一卡盘32上待焊接的工件冷却后，通过搬运机器人2将该冷却后的工件搬运至组合焊接工作台4，且当组合焊接工作台4上的第二卡盘44以及第三卡盘45均夹持有冷却后的工件后，通过第二焊接机器人46对第二卡盘44以及第三卡盘45上冷却后的工件进行组合焊接。步骤b中，在第一卡盘32上待焊接的工件冷却，且通过搬运机器人将该待焊接的工件搬运至组合焊接工作台4后，搬运机器人2继续将单体待焊接工件搬运至单体焊接工作台3，以使每个第一卡盘32均夹持有待焊接的工件，这样能保证在需要对单体待焊接件进行焊接时，无需等待。
c、在第二卡盘44以及第三卡盘45上组合焊接的工件冷却后，通过搬运机器2人将冷却后的组合焊接的工件搬离组合焊接工作台4。
d、重复步骤a、b、c以批量加工组合焊接的工件。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种焊接工作站，其特征在于，包括：
搬运机器人，所述搬运机器人用于转运待焊接的工件或者转运已焊接完成的工件；
单体焊接工作台，所述单体焊接工作台包括：第一卡盘、以及第一焊接机器人；所述第一卡盘适于夹持以及定位待焊接的工件；所述第一焊接机器人适于焊接所述第一卡盘上待焊接的工件；
组合焊接工作台，所述组合焊接工作台包括：第二卡盘、第三卡盘、以及第二焊接机器人；所述第二卡盘与所述第三卡盘均适于夹持所述第一焊接机器人焊接后的工件；所述第二卡盘与所述第三卡盘相互配合以便于所述第二焊接机器人将所述第二卡盘上的工件与所述第三卡盘上的工件焊接在一起；
所述搬运机器人适于将所述第一卡盘上焊接完成的工件搬运至第二卡盘或者第三卡盘。
2.如权利要求1所述的焊接工作站，其特征在于，所述单体焊接工作台还包括第一底座；所述第一卡盘至少为两个，每个所述第一卡盘均与所述第一底座相连，且第一卡盘以及所述第一焊接机器人均可转动连接于所述第一底座。
3.如权利要求2所述的焊接工作站，其特征在于，所述焊接工作站还包括围板，所述围板适于围住所述搬运机器人、单体焊接工作台、以及组合焊接工作台。
4.如权利要求3所述的焊接工作站，其特征在于，所述焊接工作站还包括：位于所述围板内的支撑架，以及与所述支撑架滑动配合的放置板，所述围板上开设有供所述放置板滑动进出的窗口。
5.如权利要求2所述的焊接工作站，其特征在于，所述第一卡盘包括：第一卡盘体、至少三个第一卡爪轨道、每个第一卡爪轨道均配置有第一卡爪，所述第一卡爪轨道沿所述第一卡盘体径向方向均布于所述第一卡盘体上，所述第一卡爪适于沿对应的第一卡爪轨道同步运动。
6.如权利要求5所述的焊接工作站，其特征在于，每一所述第一卡爪远离所述第一卡盘体的一端均配置有防滑软垫。
7.如权利要求2所述的焊接工作站，其特征在于，所述组合焊接工作台还包括：第二底座、第一安装柱、以及第二安装柱；所述第一安装柱以及第二安装柱连接于所述第二底座且分置于所述第二底座的两端，且所述第二安装柱可朝向所述第一安装柱运动，所述第二卡盘以及所述第二焊接机器人可转动连接于所述第一安装柱，所述第三卡盘可转动连接于所述第二安装柱，所述第二底座上配置有导轨，所述导轨位于所述第一安装柱与第二安装柱之间，所述导轨上滑动配合有滑块，所述滑块上连接有可与所述滑块同步运动的安装平台，所述第二安装柱与所述安装平台固定连接，以在所述安装平台的带动下实现朝向所述第一安装柱的运动。
8.一种焊接方法，采用权利要求2-7任一项中所述的焊接工作站，其特征在于，步骤如下：
a、通过搬运机器人将待焊接的工件搬运至单体焊接工作台，且每个第一卡盘上均夹持有待焊接的工件，通过第一焊接机器人对每个第一卡盘上待焊接的工件进行焊接；
b、在第一卡盘上待焊接的工件冷却后，通过搬运机器人将该冷却后的工件搬运至组合焊接工作台，且当组合焊接工作台上的第二卡盘以及第三卡盘均夹持有冷却后的工件后，通过第二焊接机器人对第二卡盘以及第三卡盘上冷却后的工件进行组合焊接；
c、在第二卡盘以及第三卡盘上组合焊接的工件冷却后，通过搬运机器人将冷却后的组合焊接的工件搬离组合焊接工作台；
d、重复步骤a、b、c。
9.如权利要求8所述的焊接方法，其特征在于，
所述步骤a中，每当有待焊接工件被搬运机器人搬运至单体焊接工作台后，第一焊接机器人便对该待焊接的工件进行单体焊接，并且在第一焊接机器人在焊接的时候，搬运机器人继续将待焊接工件搬运至单体焊接工作台，直到每个第一卡盘均夹持有待焊接的工件。
10.如权利要求8所述的焊接方法，其特征在于，
所述步骤b中，在第一卡盘上待焊接的工件冷却，且通过搬运机器人将该待焊接的工件搬运至组合焊接工作台后，搬运机器人继续将待焊接工件搬运至单体焊接工作台，以使每个第一卡盘均夹持有待焊接的工件。
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