CN110893527B - 一种机器人焊接房及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种机器人焊接房及其控制方法，所述机器人焊接房包括底座和安装在底座上的侧壁，所述侧壁上端设有信号灯和吊架，一侧所述侧壁设有自动门，另一侧所述侧壁设有应急门，所述底座一端设有与叉车前叉相匹配的***槽，所述一侧侧壁设有控制箱，所述控制箱分别与所述自动门、信号灯和机器人电连接，所述机器人安装在所述底座上。整体焊接房，将焊渣、焊光完全遮挡，起到防护的作用，同时起到阻挡空气流动对焊接工作的影响，提高焊接质量；焊接工作开始时，控制箱关闭所述自动门，机器人在焊接房内开始焊接工作，所述机器人焊接工作结束后，向控制箱发送信息，控制箱接到信息后打开自动门和指示灯，以提示工作人员及时进行处理。

Description

一种机器人焊接房及其控制方法
技术领域
本发明涉及机器人焊接领域，尤其涉及一种机器人焊接房及其控制方法。
技术背景
焊接机器人的焊接稳定性高、焊接质量高，已广泛应用到各个加工制造领域，机器人在焊接过程中产生大量的金属焊渣、粉尘、烟和焊光，对工作人员身心健康造成影响，目前大部分焊接机器人工作时采用挡板、面罩等工具进行挡光和防护，然而无法完全遮挡光线，且局部挡板无法阻挡空气流动或风对焊缝和焊接质量的影响。
发明内容
为解决上述技术问题，一种自动控制的机器人焊接房及其控制方法。
一种机器人焊接房，包括底座和安装在底座上的侧壁，所述侧壁上端设有信号灯和吊架，一侧所述侧壁设有自动门，另一侧所述侧壁设有应急门，所述底座一端设有与叉车前叉相匹配的***槽，所述一侧侧壁设有控制箱，所述控制箱分别与所述自动门、信号灯和机器人电连接，所述机器人安装在所述底座上。
优选的，所述底座下端设有减震垫，所述底座设有走线槽。
优选的，所述自动门设有观察窗，所述观察窗上设有深色滤光玻璃。
优选的，本发明还包括变位机、定位工装和清枪站，所述变位机安装在所述底座一侧，所述定位工装安装在所述变位机的输出轴上，所述机器人的焊枪与所述定位工装相对设置，所述清枪站安装在所述定位工装的后方，所述清枪站的清枪口一侧设有接近开关，所述接近开关、变位机和机器人分别与所述控制箱电连接。
优选的，所述定位工装包括支撑支架和夹紧气缸，所述支撑支架后端设有夹紧气缸，所述夹紧气缸的主轴向所述支撑支架的前端延伸，所述支撑支架前端设有前定位块、左端设有左定位块、右端设有右定位块，所述左定位块与右定位块之间的距离大于工件下侧的宽度。
优选的，所述支撑支架后端设有法兰板，所述法兰板上设有螺纹孔，所述定位工装通过螺栓固定在所述变位机的输出轴上。
优选的，所述支撑支架前端左侧和右侧分别设有前定位块，所述支撑支架前端左侧和/或右侧的上下两侧分别设有前定位块。
优选的，所述支撑支架后端的上侧设有摆动气缸，所述摆动气缸的主轴向一侧延伸，所述摆动气缸主轴上设有向所述支撑支架前端延伸的上定位杆。
本发明提供上述机器人焊接房的控制方法，包括：
工人将工件放入所述支撑支架上，工人从自动门走出、通过控制箱启动焊接工作；
关闭自动门；
所述变位机将定位工装旋转到45度，所述工件贴紧所述定位工装下端和左定位块，所述夹紧气缸推动工件贴紧前定位块；
所述变位机将所述定位工装恢复水平，所述机器人焊接工件上端面；
所述变位机将所述定位工装旋转到90度，所述机器人焊接工件的右端面；
所述变位机将定位工装旋转到-45度，所述夹紧气缸松开，所述工件贴紧定位工装下端和右定位块，所述夹紧气缸推动工件贴紧所述前定位块；
所述变位机将定位工装旋转到-90度，机器人焊接工件的左端面；
所述变位机将定位工装旋转到-180度，机器人焊接工件的下端面；
将定位工装恢复水位置，松开夹紧气缸；
所述机器人将其焊枪伸入所述清枪站内；
打开所述信号灯和自动门，将所述工件卸下。
优选的，所述支撑支架后端上侧设有摆动气缸，所述摆动气缸的主轴向一侧延伸，所述摆动气缸主轴上设有向所述支撑支架前端延伸的上定位杆，所述控制方法还包括：
所述机器人焊接工件的左端面后，所述摆动气缸将所述上定位杆拉到所述工件的上方；
将所述定位工装旋转到-225度，松开所述夹紧气缸，所述工件贴紧所述上定位杆和左定位块，所述夹紧气缸推动工件贴紧所述前定位块；
所述变位机将所述定位工装旋转到-180度，所述机器人焊接工件的下端面；
将所述定位工装恢复水位置，松开所述夹紧气缸，将所述上定位杆推离工件上方；
所述机器人将其焊枪伸入所述清枪站内；
打开所述信号灯和自动门，将所述工件卸下。
与现有技术相比本发明的有益效果为：1.整体焊接房，将焊渣、焊光完全遮挡，起到防护的作用，同时起到阻挡空气流动对焊接工作的影响，提高焊接质量；2. 焊接工作开始时，控制箱关闭所述自动门，机器人在焊接房内开始焊接工作，所述机器人焊接工作结束后，向控制箱发送信息，控制箱接到焊接工作完成的信息后打开自动门和信号灯，以提示工作人员及时进行处理，工作人员通过控制箱内的控制按钮控制相关设备，所述***口便于搬运焊接房，吊架用于向焊接房内吊装设备，便于安装工拆除设备；3.所述定位工装用于夹持工件和工件定位，所述变位机用于调节所述定位工装和工件的位姿，便于机器人焊枪焊接工件不同端面，所述机器人在焊接工作结束时，将其焊枪伸入所述清枪站的清枪口内进行清理，所述接近开关检测到信号后向所述控制箱发送信息，所述控制箱根据所接收到的信息判断或校验焊接工作结束；4.自动门上设有观察窗便于通过焊光观察焊接工作，同时深色滤光玻璃用于过滤焊光，防止强光透出对工作人员造成损伤；5. 所述定位工装上的左定位块、右定位块和前定位块分别用于工件定位，其中左定位块和右定位块分别用于工件左端和右端的定位，便于在焊接过程中调整工件的位姿，一次夹装工件，自动工件的姿态，便于一次自动完成多个端面的焊接工作；6. 通过工件自身重力进行定位，使定位工装结构更加简便；7. 所述上定位杆可以防止定位工装旋转180度时，工件因夹紧气缸气缸不足掉下来，还可以进行再次对工件进行定位。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是定位工装结构示意图；
图3是清枪站的结构示意图；
图4是本发明的控制方法流程图。
附图中标记：1-机器人，2-变位机，3-定位工装，4-底座，5-后端侧壁，6-左端侧壁，7-前端侧壁，8-自动门，9-控制箱，10-信号灯，11-减震垫，12-吊架，13-清枪站，14-接近开关，31-支撑支架，32-夹紧气缸，33-左定位块，34-右定位块，35-上定位杆，36-前定位块，37-法兰板，38-摆动气缸，41-***槽，71-观察窗。
具体实施例
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
本发明提供一种机器人焊接房，如图1所示，包括底座4和安装在底座4上的侧壁，所述侧壁上端设有信号灯10和吊架12，一侧所述侧壁设有自动门8，另一侧所述侧壁设有应急门，所述底座4一端设有与叉车前叉相匹配的***槽41，所述一侧侧壁设有控制箱9，所述控制箱9与所述自动门8、信号灯10和机器人1电连接，所述机器人1安装在所述底座4上。焊接工作开始时，所述控制箱关闭所述自动门，所述机器人在焊接房内开始焊接工作，所述机器人焊接工作结束后，向控制箱发送信息，控制箱接到焊接工作完成的信息后打开自动门和信号灯，以提示工人及时进行处理，工人通过控制箱内的控制按钮控制相关设备，所述***口便于搬运焊接房，所述吊架用于向焊接房内吊装设备，便于安装或拆除设备。
所述底座4下端可以设有减震垫11，搬运焊接房时便于减震，所述底座4上可以设有走线槽，便于布线。所述自动门8可以设有观察窗71，所述观察窗71上设有深色滤光玻璃，便于通过焊光观察焊接工作，同时深色滤光玻璃用于过滤焊光，防止强光透出对工人造成损伤。
在一个具体实施例中，如图1所示，所述侧壁包括前端侧壁7、左端侧壁6、后端侧壁5和右端侧壁，所述自动门8设置在前端侧壁7，所述应急门敲破所述后端侧壁5上，所述控制箱9设置在所述前端侧壁上。
本发明还可以包括变位机2、定位工装3和清枪站13，如图1~3所示，所述变位机2安装在所述底座4一侧，所述定位工装3安装在所述变位机2的输出轴上，所述机器人1的焊枪与所述定位工装3相对设置，所述清枪站13安装在所述定位工装3的后方，如图4所示，所述清枪站13的清枪口一侧设有接近开关14，所述接近开关14和变位机2与所述控制箱电连接。所述定位工装3用于夹持工件和工件定位，所述变位机2用于调节所述定位工装和工件的位姿，便于机器人焊枪焊接工件不同端面，所述机器人在焊接工作结束时，将其焊枪伸入所述清枪站的清枪口内进行清理，所述接近开关检测到信号后向所述控制箱发送信息，所述控制箱根据所接收到的信息判断或校验焊接工作结束。
如图2所示，所述定位工装3可以包括支撑支架31和夹紧气缸32，所述支撑支架31后端设有夹紧气缸32，所述夹紧气缸的主轴向所述支撑支架的前端延伸，所述支撑支架31前端设有前定位块36、左端设有左定位块33、右端设有右定位块34，所述左定位块33与右定位块34之间的距离大于工件下侧的宽度。所述左定位块、右定位块和前定位块分别用于工件定位，其中左定位块和右定位块分别用于工件左端和右端的定位，便于在焊接过程中调整工件的位姿，一次夹装工件，自动调整工件的位姿，便于一次自动完成多个端面的焊接工作。
如图4所示，上述焊接房的控制方法包括：
步骤101：工人将工件放入所述支撑支架上，工人从自动门走出，通过控制箱启动焊接工作。
步骤102：关闭自动门。
步骤103：所述变位机将定位工装旋转到45度，所述工件在自身重力的影响下贴紧所述定位工装下端和左定位块，所述夹紧气缸推动工件贴紧前定位块。本发明所述旋转角度，以定位工装的旋转中心水平向右为起始水平位置，逆时针方向为正值，顺时针方向为负值。
步骤104：所述变位机将所述定位工装恢复水平，机器人焊接工件上端面。
步骤105：所述变位机将所述定位工装旋转到90度，机器人焊接工件的右端面。
步骤106：所述变位机将所述定位工装旋转到-45度，所述夹紧气缸松开，所述工件在自身重力的作用下贴紧所述定位工装下端和右定位块，所述夹紧气缸推动工件贴紧所述前定位块。工件贴紧所述左定位块时，工件左端面存在一定的位阻，机器人无法一次完成左端面所有焊缝的焊接，将工件贴紧右端面时，消除工件左端面的位阻，机器人一次完成左端面所有焊缝的焊接工作，以提高焊接质量和效率。
步骤107：所述变位机将所述定位工装旋转到-90度，机器人焊接工件的左端面。
步骤108：所述变位机将所述定位工装旋转到-180度，机器人焊接工件的下端面。
步骤109：将定位工装恢复水位置，松开夹紧气缸。
步骤110：所述机器人将其焊枪伸入所述清枪站内。
步骤111：打开所述信号灯和自动门，将所述工件卸下。
过程中，多次自动调整工件的位姿，一次安装工件，本发明的焊接房自动完成工件4个端面的焊接。以45度倾斜角度通过工件自身重力进行定位，使定位工装结构更加简便，也可以通过其他倾斜角度来进行自动定位。
所述定位工装3的支撑支架31后端可以设有法兰板37，所述法兰板37上设有螺纹孔，所述定位工装3通过螺栓固定在所述变位机2的输出轴上。
所述支撑支架31前端左侧和右侧可以分别设有前定位块，所述支撑支架前端左侧和/或右侧的上下两侧可以分别设有前定位块。通过多个前定位块，提高工件前端面定位的精确性。
实施例2
与实施例1不同的是：所述定位工装3的支撑支架31后端上侧设有摆动气缸38，所述摆动气缸的主轴向一侧延伸，所述摆动气缸主轴上设有向所述支撑支架前端延伸的上定位杆35。一方面，所述上定位杆35可以防止定位工装旋转180度时，工件因所述夹紧气缸气压不足掉下来，另一方面上定位杆35可以进行再次对工件进行定位。在具体实施例中，所述定位工装左右两侧分别设有摆动气缸和上定位杆。
上述机器人焊接房的控制方法包括以下步骤：
步骤112：所述机器人焊接工件的左端面后，所述摆动气缸将所述上定位杆拉到所述工件的上方。
步骤113：将所述定位工装旋转到-225度，松开所述夹紧气缸，所述工件在自身重力的作用下贴紧所述上定位杆和左定位块，所述夹紧气缸推动工件贴紧所述前定位块，对工件上端进行定位，消除工件下端面的位阻，便于一次完成工件下端面的焊接。
步骤108：所述变位机将所述定位工装旋转到-180度，所述机器人焊接工件的下端面。
步骤114：将所述定位工装恢复水位置，松开所述夹紧气缸，将所述上定位杆推离工件上方。
步骤110：所述机器人将其焊枪伸入所述清枪站内。
步骤111：打开所述信号灯和自动门，将所述工件卸下。
过程中，多次自动调整工件的位姿，一次安装工件，自动完成工件4个端面的焊接，其中通过所述上定位杆消除工件下端面的位阻，便于一次完成下端面所述焊缝的焊接工作，拉高焊接效率和焊接质量。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种机器人焊接房，包括底座和安装在底座上的侧壁，其特征在于，还包括变位机、定位工装和清枪站，所述侧壁上端设有信号灯和吊架，一侧所述侧壁设有自动门，另一侧所述侧壁设有应急门，所述底座一端设有与叉车前叉相匹配的***槽，所述一侧侧壁设有控制箱，所述控制箱分别与所述自动门、信号灯和机器人电连接，所述机器人安装在所述底座上，所述变位机安装在所述底座一侧，所述定位工装安装在所述变位机的输出轴上，所述机器人的焊枪与所述定位工装相对设置，所述清枪站安装在所述定位工装的后方，所述清枪站的清枪口一侧设有接近开关，所述接近开关、变位机和机器人分别与所述控制箱电连接，所述定位工装包括支撑支架和夹紧气缸，所述支撑支架后端设有夹紧气缸，所述夹紧气缸的主轴向所述支撑支架的前端延伸，所述支撑支架前端设有前定位块、左端设有左定位块、右端设有右定位块，所述左定位块与右定位块之间的距离大于工件下侧的宽度，所述支撑支架后端设有法兰板，所述法兰板上设有螺纹孔，所述定位工装通过螺栓固定在所述变位机的输出轴上，所述支撑支架前端左侧和右侧分别设有前定位块，所述支撑支架前端左侧和/或右侧的上下两侧分别设有前定位块。
2.根据权利要求1所述的机器人焊接房，其特征在于，所述底座下端设有减震垫，所述底座设有走线槽。
3.根据权利要求1所述的机器人焊接房，其特征在于，所述自动门设有观察窗，所述观察窗上设有深色滤光玻璃。
4.根据权利要求1所述的机器人焊接房，其特征在于，所述支撑支架后端的上侧设有摆动气缸，所述摆动气缸的主轴向一侧延伸，所述摆动气缸主轴上设有向所述支撑支架前端延伸的上定位杆。
5.一种使用所述权利要求1的机器人焊接房的控制方法，其特征在于，包括：
工人将工件放入所述支撑支架上，工人从自动门走出、通过控制箱启动焊接工作；
关闭自动门；
所述变位机将定位工装旋转到45度，所述工件贴紧所述定位工装下端和左定位块，所述夹紧气缸推动工件贴紧前定位块；
所述变位机将所述定位工装恢复水平，所述机器人焊接工件上端面；
所述变位机将所述定位工装旋转到90度，所述机器人焊接工件的右端面；
所述变位机将定位工装旋转到-45度，所述夹紧气缸松开，所述工件贴紧定位工装下端和右定位块，所述夹紧气缸推动工件贴紧所述前定位块；
所述变位机将定位工装旋转到-90度，机器人焊接工件的左端面；
所述变位机将定位工装旋转到-180度，机器人焊接工件的下端面；
将定位工装恢复水位置，松开夹紧气缸；
所述机器人将其焊枪伸入所述清枪站内；
打开所述信号灯和自动门，将所述工件卸下。
6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述支撑支架后端上侧设有摆动气缸，所述摆动气缸的主轴向一侧延伸，所述摆动气缸主轴上设有向所述支撑支架前端延伸的上定位杆，所述控制方法还包括：
所述机器人焊接工件的左端面后，所述摆动气缸将所述上定位杆拉到所述工件的上方；
将所述定位工装旋转到-225度，松开所述夹紧气缸，所述工件贴紧所述上定位杆和左定位块，所述夹紧气缸推动工件贴紧所述前定位块；
所述变位机将所述定位工装旋转到-180度，所述机器人焊接工件的下端面；
将所述定位工装恢复水位置，松开所述夹紧气缸，将所述上定位杆推离工件上方；
所述机器人将其焊枪伸入所述清枪站内；
打开所述信号灯和自动门，将所述工件卸下。
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