工件组对焊接工作站及其控制方法技术

本发明专利技术涉及工业智能制造焊接技术领域，具体涉及一种工件组对焊接工作站及其控制方法，该工件组对焊接工作站包括：机架；搬运桁架机器人，包括第一移动部和机械抓手，第一移动部设置于机架上，第一移动部与机械抓手传动连接以驱动机械抓手沿x轴、y轴及z轴移动；承载平台，适于承载工件；组对焊接平台，适于承接机械抓手抓取的工件；倒吊焊接机器人，可移动地安装于机架上，适于对完成组对的工件进行焊接；3D视觉扫描系统，与第一移动部传动连接以扫描获取承载平台上的工件的形状及位置信息并反馈至搬运桁架机器人；测距传感器，设置于倒吊焊接机器人上以对机械抓手上的工件进行误差校对。本发明专利技术自动化程度及组对焊接精度高。本发明专利技术自动化程度及组对焊接精度高。本发明专利技术自动化程度及组对焊接精度高。

【技术实现步骤摘要】
工件组对焊接工作站及其控制方法


[0001]本专利技术涉及工业智能制造焊接
，具体涉及工件组对焊接工作站及其控制方法。

技术介绍

[0002]随着工业智能制造快速发展，各个行业都在向工业4.0发展。当前国内工程机械行业中，普遍自动化智能化程度相对不高，其中对于复杂焊接结构件，大多还采用人工画线进行组对焊接的方式。
[0003]具体的，人工组对形式为画线形式，配合使用钢板尺和角度尺，保证产品组对精度。对于重量大于10KG以上的零件，需配合KBK(KombiniertKran，组合式起重机)进行辅助搬运，依靠人工经验和辅助工具，保证工件组对和焊接精度。
[0004]上述方式存在以下缺陷：全部零件均需人工逐个进行测量画线、组对以及搬运和焊接，劳动强度大、生产效率低；人工操作组对和焊接精度难以保障；人工辅助组对过程中，容易出现工件坠落砸伤工人的情况以及其他安全事故，危险系数高。

技术实现思路

[0005]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中工件组对焊接工作站劳动强度大、生产效率及安全性低、组对焊接精度难以保障的缺陷，从而提供一种自动化程度高、安全性好、精度高的工件组对焊接工作站及其控制方法。
[0006]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种工件组对焊接工作站，包括：机架，下方设有作业工位；搬运桁架机器人，包括第一移动部和机械抓手，所述第一移动部设置于所述机架上，所述第一移动部与所述机械抓手传动连接以驱动所述机械抓手沿x轴、y轴及z轴移动；承载平台，设置于所述作业工位内，适于承载工件；组对焊接平台，设置于所述作业工位内，适于承接所述机械抓手抓取的工件；倒吊焊接机器人，可移动地安装于所述机架上，适于对所述组对焊接平台上完成组对的工件进行焊接；3D视觉扫描系统，与所述第一移动部传动连接，以扫描获取所述承载平台上的工件的形状以及位置信息并反馈至所述搬运桁架机器人；测距传感器，设置于所述倒吊焊接机器人上，以对所述机械抓手上的工件进行基准测量，并将测得的工件实际位置数据反馈至控制系统，所述控制系统计算并得出工件实际位置数据与理论数据的偏差值，并将所述偏差值反馈至所述搬运桁架机器人，所述搬运桁架机器人根据反馈的所述偏差值控制所述机械抓手移动以完成误差校对。
[0007]可选的，所述承载平台包括：支座；浮动框，设置于所述支座上，所述浮动框的侧边设有支撑板，适于对工件的侧部支撑，所述浮动框可相对于所述支座横向移动。
[0008]可选的，所述承载平台还包括横向设置于所述支座和所述浮动框之间的滑动机构，所述浮动框通过所述滑动机构与所述支座滑动连接。
[0009]可选的，所述滑动机构包括：直线导轨，设置于所述支座上；滑块，滑动安装于所述直线导轨上，所述滑块与所述浮动框连接。
[0010]可选的，所述承载平台还包括弹性复位机构，所述弹性复位机构与所述支座和所述浮动框均连接，所述弹性复位机构可沿所述浮动框的移动方向弹性伸缩。
[0011]可选的，所述弹性复位机构包括：弹性件，与所述支座和所述浮动框均连接；导向杆，平行于所述浮动框的移动方向设置，所述导向杆与所述支座和所述浮动框中的其中一个固定连接，所述导向杆与所述支座和所述浮动框中的其中另一个滑动连接。
[0012]可选的，所述承载平台还包括多个滚动支撑部，所述滚动支撑部设置于所述支座和所述浮动框之间，以对所述浮动框滚动支撑。
[0013]可选的，所述机械抓手为磁吸固定式抓手。
[0014]可选的，所述搬运桁架机器人还包括与所述第一移动部连接的旋转机构，所述旋转机构与所述机械抓手传动连接，以驱动所述机械抓手绕自身中心转动。
[0015]可选的，所述搬运桁架机器人还包括与所述旋转机构传动连接的翻转机构，所述翻转机构与所述机械抓手铰接，所述翻转机构可驱动所述机械抓手绕铰接点翻转。
[0016]可选的，所述工件组对焊接工作站还包括设置于所述机架上的第二移动部，且所述第二移动部与所述倒吊焊接机器人传动连接，以驱动所述倒吊焊接机器人沿x轴、y轴及z轴移动。
[0017]可选的，所述组对焊接平台包括：平板组对焊接台，适于平板类的工件的组对焊接；重载回转焊接台，可绕自身转动，适于承接所述机械抓手抓取的工件并带动其转动。
[0018]可选的，所述平板组对焊接台包括：焊接座；压紧机构，沿所述焊接座的周向间隔设于所述焊接座上；磁吸固定件，设置于所述焊接座上；冷却垫板，设置于所述焊接座的中部，所述冷却垫板与工件组对形成的焊接缝对应设置。
[0019]可选的，所述重载回转焊接台包括：回转座，工装平台，可转动地设置于所述回转座上；驱动机构，设置于所述回转座上，所述驱动机构与所述工装平台传动连接，以驱动所述工装平台绕自身中心转动。
[0020]可选的，所述驱动机构包括：外部驱动轴；减速机，与所述回转座固定连接，所述减速机与所述外部驱动轴传动连接，所述减速机的输出端连接有主动齿轮；从动齿轮，可转动地设置于所述回转座上，所述从动齿轮与所述主动齿轮啮合，所述从动齿轮与所述工装平台传动连接。
[0021]可选的，所述工件组对焊接工作站还包括地面焊接机器人，所述地面焊接机器人可选择性地对所述组对焊接平台的工件进行焊接。
[0022]可选的，所述控制系统与所述搬运桁架机器人、所述倒吊焊接机器人、所述第二移动部、所述3D视觉扫描系统、所述地面焊接机器人、所述测距传感器以及所述外部驱动轴均信号连接。
[0023]可选的，所述工件组对焊接工作站还包括重力对中台，所述重力对中台适于对所述机械抓手抓取的工件进行重力对中。
[0024]可选的，所述重力对中台包括：底座；斜面，设置于所述底座上，所述斜面上设有多个间隔设置的万向球；对中挡板，设置于所述底座上且与所述斜面的低端相对设置。
[0025]可选的，所述测距传感器包括线扫激光传感器和/或点激光传感器。
[0026]本专利技术还提供了一种如上文所述的工件组对焊接工作站的控制方法，包括如下步骤：
[0027]3D视觉扫描系统扫描获取承载平台上的工件的形状以及位置信息并反馈至搬运桁架机器人；
[0028]所述搬运桁架机器人根据获取的信息驱动机械抓手运动并抓取工件；
[0029]测距传感器对工件进行基准测量，并将测得的工件实际位置数据反馈至控制系统，所述控制系统计算并得出工件实际位置数据与理论数据的偏差值，并将所述偏差值反馈至所述搬运桁架机器人，所述搬运桁架机器人根据反馈的所述偏差值控制所述机械抓手移动以完成误差校对；
[0030]所述搬运桁架机器人将工件移送至所述组对焊接平台上进行组对；
[0031]所述倒吊焊接机器人对所述组对焊接平台上完成组对的工件进行焊接。
[0032]本专利技术具有以下优点：
[0033]1、本专利技术的工件组对焊接工作站，作业时，3D视觉扫描系统先扫描获取承载平台上的工件的形状以及位置信息并反馈至搬运桁架机器人，搬运桁架机器人根据获取的信息启动，机械抓手在第一移动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种工件组对焊接工作站，其特征在于，包括：机架(1)，下方设有作业工位；搬运桁架机器人(2)，包括第一移动部(21)和机械抓手(24)，所述第一移动部(21)设置于所述机架(1)上，所述第一移动部(21)与所述机械抓手(24)传动连接以驱动所述机械抓手(24)沿x轴、y轴及z轴移动；承载平台(4)，设置于所述作业工位内，适于承载工件(100)；组对焊接平台，设置于所述作业工位内，适于承接所述机械抓手(24)抓取的工件(100)；倒吊焊接机器人(3)，可移动地安装于所述机架(1)上，适于对所述组对焊接平台上完成组对的工件(100)进行焊接；3D视觉扫描系统(7)，与所述第一移动部(21)传动连接，以扫描获取所述承载平台(4)上的工件(100)的形状以及位置信息并反馈至所述搬运桁架机器人(2)；测距传感器，设置于所述倒吊焊接机器人(3)上，以对所述机械抓手(24)上的工件(100)进行基准测量，并将测得的工件(100)实际位置数据反馈至控制系统，所述控制系统计算并得出工件(100)实际位置数据与理论数据的偏差值，并将所述偏差值反馈至所述搬运桁架机器人(2)，所述搬运桁架机器人(2)根据反馈的所述偏差值控制所述机械抓手(24)移动以完成误差校对。2.根据权利要求1所述的工件组对焊接工作站，其特征在于，所述承载平台(4)包括：支座(41)；浮动框(42)，设置于所述支座(41)上，所述浮动框(42)的侧边设有支撑板(421)，适于对工件(100)的侧部支撑，所述浮动框(42)可相对于所述支座(41)横向移动。3.根据权利要求2所述的工件组对焊接工作站，其特征在于，所述承载平台(4)还包括横向设置于所述支座(41)和所述浮动框(42)之间的滑动机构(43)，所述浮动框(42)通过所述滑动机构(43)与所述支座(41)滑动连接。4.根据权利要求3所述的工件组对焊接工作站，其特征在于，所述滑动机构(43)包括：直线导轨(431)，设置于所述支座(41)上；滑块(432)，滑动安装于所述直线导轨(431)上，所述滑块(432)与所述浮动框(42)连接。5.根据权利要求2所述的工件组对焊接工作站，其特征在于，所述承载平台(4)还包括弹性复位机构(44)，所述弹性复位机构(44)与所述支座(41)和所述浮动框(42)均连接，所述弹性复位机构(44)可沿所述浮动框(42)的移动方向弹性伸缩。6.根据权利要求5所述的工件组对焊接工作站，其特征在于，所述弹性复位机构(44)包括：弹性件(441)，与所述支座(41)和所述浮动框(42)均连接；导向杆(442)，平行于所述浮动框(42)的移动方向设置，所述导向杆(442)与所述支座(41)和所述浮动框(42)中的其中一个固定连接，所述导向杆(442)与所述支座(41)和所述浮动框(42)中的其中另一个滑动连接。7.根据权利要求2所述的工件组对焊接工作站，其特征在于，所述承载平台(4)还包括多个滚动支撑部(45)，所述滚动支撑部(45)设置于所述支座(41)和所述浮动框(42)之间，
以对所述浮动框(42)滚动支撑。8.根据权利要求2至7中的任一项所述的工件组对焊接工作站，其特征在于，所述机械抓手(24)为磁吸固定式抓手。9.根据权利要求1至7中的任一项所述的工件组对焊接工作站，其特征在于，所述搬运桁架机器人(2)还包括与所述第一移动部(21)连接的旋转机构(22)，所述旋转机构(22)与所述机械抓手(24)传动连接，以驱动所述机械抓手(24)绕自身中心转动。10.根据权利要求9所述的工件组对焊接工作站，其特征在于，所述搬运桁架机器人(2)还包括与所述旋转机构(22)传动连接的翻转机构(23)，所述翻转机构(23)与所述机械抓手(24)铰接，所述翻转机构(23)可驱动所述机械抓手(24)绕铰接点翻转。11.根据权利要求10所述的工件组对焊接工作站，其特征在于，还...

【专利技术属性】
技术研发人员：代鹏鑫，何年凯，苏春峰，
申请(专利权)人：三一机器人科技有限公司，
类型：发明
国别省市：