机器人柔性焊接工作站的关键技术专项方案.doc

北京深隆机器人柔性焊接工作站技术方案

为了充分发挥焊接机器人自动化优势，提高产品质量和效率，提高工艺装备水平，减少工人劳动强度，设计了一套机器人柔性焊接工作站。文中简介了机器人柔性焊接工作站技术方案以及核心部件变位机、智能搬运器、工件定位工装设计。通过方案设计，解决了变位机定位精度规定高、控制系统与机器人通讯、智能搬运器取货动作、工件迅速定位卡紧等技术难题。
随着工业自动化普及和发展，焊接变位机应用也逐渐普及，重要是在汽车，电子，机械等领域焊接,焊接变位机结合焊接机器人构成一种小型流水线可以更好地节约能源和提高生产效率。
北京深隆科技有限公司重要产品及服务为机器人智能涂装线、工业机器人应用及成套装备、涂装自动化生产线集成三大系列，以解放低端劳动力、改进有害工作环境为导向，以工业机器人集成应用为基本，以行业应用个性化方案定制为核心，业务领域涉及3C产品、汽车零部件等表面解决、重工、军工、航空、新能源等行业。产品涉及：工业机器人喷涂生产线，自动涂装生产线，全自动点涂胶机器人，自动上下料机器人 自动玻璃点涂胶机器人，自动锁镙丝机器人，自动上下料机器人、CCD视觉定位锁镙丝机,工业机器人配件-机器人工装，夹具，气动夹具，气动工装，气动模具，装配夹具，装配卡具等。技术征询：
1.技术方案
机器人柔性焊接工作站立足于一小型自动化流水线作业，能焊接长度在2.5米如下各种工件，集自动上料、半自动定位装卡、自动焊接、自动卸货于一体。从而减少工人劳动强度，提高生产效率。为了达到总体设计规定，制定了满足规定技术方案，该设备重要由工件定位工装、智能搬运器、变位机、构件周转架、码垛架、送料机构、电气及气动系统等构成一小型流水线，见图1。

重要流程：1）上料机构把原材料输送到工位一；2）人工辅助装卡定位；3）变位机把装卡好工件旋转到工位二；3）机器人焊接位置1；4）翻转轴翻转90度；5）机器人焊接位置2；6）翻转轴翻转180度；7）机器人焊接位置3，工件焊接完毕；8）变位机把焊接竣工件旋转到工位一；9）智能搬运器到工位1取货搬运到码货架。这样一种流程结束，其中，工位一装卡区和工位二焊接区同步进行，大大提高了焊接效率。
2.变位机设计
变位机是机器人柔性焊接工作站核心部件，重要由钢构造、旋转轴、翻转轴、导轨、迅速卡环等构成，如图2。

各某些重要功能：（1）钢构造为支撑部件；（2）旋转轴使工位一和工位二位置互换，达到焊接、卸货和装卡目；（3）两个翻转轴为工位1或工位2变位，使得机器人在最有助于焊缝成型位置焊接和工件装卡；（4）导轨作用是导向智能搬运器横移到变位机上取货；（5）迅速卡环重要是焊接不同工件时迅速更换工装。
机器人柔性焊接工作站焊接精度重要由变位机精度拟定，由于机器人柔性焊接工作站焊接精度在0.5mm以内，即变位机直径为3.8米转盘在旋转180度后定位精度在0.5mm以内，翻转定位精度也要在0.5mm以内。为达到以上规定，传动采用伺服电机+复式活齿减速器，传动精度达到0.01mm。
3.智能搬运器设计
智能搬运器重要由升降架，横移架、导向套、横移轮、伸缩叉臂等构成，通过三台电机运营，实现能同步升降、横移、伸缩动作功能，从而达到卸货目，如图3。

智能搬运器是机器人柔性焊接工作站实现流水作业重要部件，重要作用是通过导轨把变位机上焊接完毕工件搬运到码货架，减少工人劳动强度，提高了码垛效率。
4.工件定位工装设计
工件定位工装重要由工装支座、定位勾、定位架、气缸等构成，工装支座为通用型，依照不同工件更换不同定位架安装在工装支座上，通过变位机迅速卡环将整个工件定位工装与变位机连接；如图4。

为同步实现工件定位卡紧，巧妙运用气缸伸缩动作，通过弹簧、拉钩，实现了工件定位卡紧两个动作。通过变异，这一机构被广泛应用在其她工件定位卡紧中。
5.控制系统设计
控制系统揉合了人机界面、伺服闭环驱动、PLC定位模块等主流自动化控制元件，精度得到了保证，操作更便利，维护更简朴。

6.结束语
本文通过对机器人柔性焊接工作站方案设计以及重要部件变位机、智能搬运器、工件定位工装设计分析，在控制系统设计过程中揉合了人机界面、伺服闭环驱动、PLC等主流自动化控制元件；并通过PLC与焊接机器人通讯，使得焊接变位机与焊接机器人无缝联接。解决了如下核心技术：
（1）传动采用伺服电机+复式活齿减速器，解决了变位机定位精度高规定；
（2）解决了控制系统与机器人通讯问题；
（3）解决了工件迅速定位卡紧；
机器人柔性焊接工作站设计及投入使用，极大提高生产效率，与人工焊接比较，效率提高了3倍多，并且大大减少了工人劳动强度。
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