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1、(10)申请公布号 CN 102653026 A (43)申请公布日 2012.09.05 CN 102653026 A *CN102653026A* (21)申请号 201210140104.3 (22)申请日 2012.05.08 B23K 10/02(2006.01) (71)申请人 山东康佰力机器人自动化有限公司 地址 265000 山东省烟台市莱州市经济开发 区开明路 1358 号 (72)发明人 刘志军 (74)专利代理机构 北京轻创知识产权代理有限 公司 11212 代理人 李增发 (54) 发明名称 一种多工位等离子柔性焊接机器人工作站 (57) 摘要 本发明涉及一种焊接机器人。
2、工作站， 特别涉 及一种多工位等离子柔性焊接机器人工作站。它 包括工业关节机器人系统、 等离子焊接系统、 自动 送丝机， 它还包括自动化工装系统， 所述的自动化 工装系统包括若干水平回转变位装置的工装、 若 干垂直回转变位装置的工装和若干变角转位装置 的工装。优选的方案是水平回转变位装置的工装 的个数为两个并靠近机架的两条边相互垂直摆 放 ； 工业关节机器人系统、 等离子焊接系统和自 动送丝机摆放在机架的中心。 与现有技术相比， 本 发明可实现短管件、 长管件、 法兰、 弯管等中小直 径管件的等离子焊接作业及外加丝等离子焊接作 业。具有产品焊接质量好， 生产效率高， 适应多种 产品规格通用性强。
3、的特点。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 3 页 1/1 页 2 1. 一种多工位等离子柔性焊接机器人工作站， 它包括工业关节机器人系统、 等离子焊 接系统、 自动送丝机， 其特征在于它还包括自动化工装系统， 所述的自动化工装系统包括若 干水平回转变位装置的工装 （88） 、 若干垂直回转变位装置的工装 （77） 和若干变角转位装 置的工装 （99） 。 2. 根据权利要求 1 所述的一种多工位等离子柔性焊接机器人工作站， 其特征在于所述 的水平回转变。
4、位装置的工装 （88） 的个数为两个并靠近机架 （1） 的两条边相互垂直摆放 ； 所 述的垂直回转变位装置的工装 （77） 和变角转位装置的工装 （99） 的个数均为一个且都靠近 机架 （1） 的另外一条边摆放 ； 工业关节机器人系统、 等离子焊接系统和自动送丝机摆放在 机架 （1） 的中心。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的一种多工位等离子柔性焊接机器人工作站， 其特征在于 所述水平回转变位装置的工装 （88） 包括安装于机架 （1） 上的水平卡座 （882） 、 安装于水平 卡座 （882） 上的可由水平伺服电机 （885） 带动旋转的水平快速定位夹具 （886） 、 安装于机架 （。
5、1） 上的两根 X 轴轨道 （883） 、 可在 X 轴轨道 （883） 上沿 X 轴向滑动的托架座 （884） 、 安装于 托架座 （884） 顶部的两根 Y 轴轨道 （887） 、 可在 Y 轴轨道 （887） 上沿 Y 轴向滑动的顶部滚子 （889） 的两个托架臂 （888） ， 两个托架臂 （888） 之间的中心线在水平面上的投影与水平快速 定位夹具 （886） 的中心轴线在水平面上的投影相重合 ； 所述变角转位装置的工装 （99） 包括 固定在机架 （1） 上的垂直卡座 （992） 、 通过翻转轴 （997） 与垂直卡座 （992） 相连接的翻转面 （998） 、 安装在翻转面 （9。
6、98） 上面的垂直快速定位夹具 （996） 、 其轴穿过翻转面 （998） 与垂直 快速定位夹具 （996） 相连接的垂直伺服电机 （995） 、 与翻转面 （998） 相固连的若干个定位孔 的定位扇 （993） 、 与定位扇 （993） 对应的垂直卡座 （992） 上也有若干个与定位扇 （993） 上的 定位孔对应的定位孔， 分别穿过垂直卡座 （992） 上的定位孔和定位扇 （993） 上的定位孔将 定位扇 （993） 与垂直卡座 （992） 固连的定位销 （994） 。 4. 根据权利要求 3 所述的一种多工位等离子柔性焊接机器人工作站， 其特征在于所述 的两个托架臂 （888） 可通过丝。
7、杠及调节手柄 （8810） 使它们之间远离和靠近。 5. 根据权利要求 3 所述的一种多工位等离子柔性焊接机器人工作站， 其特征在于所述 的所述的垂直卡座 （992） 上的定位孔和定位扇 （993） 上的定位孔为 3 个， 且与水平面的夹角 为 0、 45、 90。 6. 根据权利要求 3 所述的一种多工位等离子柔性焊接机器人工作站， 其特征在于所述 的水平快速定位夹具 （886） 和垂直快速定位夹具 （996） 为自动定心的三爪卡盘。 权 利 要 求 书 CN 102653026 A 2 1/3 页 3 一种多工位等离子柔性焊接机器人工作站 技术领域 0001 本发明涉及一种焊接机器人工作站。
8、， 特别涉及一种多工位等离子柔性焊接机器人 工作站。 技术背景 0002 现有技术中的焊接机器人工作站， 大多是焊接机器人在固定点位或直线焊缝进行 自动化焊接， 但焊接机器人有一定的工作半径。如果需要焊接的点位超出焊接机器人的工 作半径之外， 当然可以通过增加一定的工装使得工件的焊接工位处于焊接机器人的工作半 径之内 ： 如公开号为 CN102294558A 的中国发明专利公开了名为 “一种机器人柔性焊接工作 站” ， 其整个工位可以沿回转轴翻转， 且变位框架可在一导轨上移动且设置有快换工装， 从 而实现适应多品种工件的焊接， 提高工作效率， 降低劳动强度的。 但是该技术仍然仅适用于 直线焊缝。
9、， 对于环缝例如圆管内壁、 圆管与圆管、 圆管与法兰、 弯管与法兰的焊接便无能为 力了。 发明内容 0003 本发明的目的正是在于针对上述现有技术存在的不足， 提供一种多工位等离子柔 性焊接机器人工作站， 可对带有不同尺寸和形状的环缝工件进行自动化、 流水化焊接。 0004 为此， 本发明提供的技术方案是 ： 0005 这种多工位等离子柔性焊接机器人工作站， 它包括工业关节机器人系统、 等离子 焊接系统、 自动送丝机， 特别之处在于它还包括自动化工装系统， 所述的自动化工装系统包 括若干水平回转变位装置的工装 88、 若干垂直回转变位装置的工装 77 和若干变角转位装 置的工装 99。 000。
10、6 优选的方案是所述水平回转变位装置的工装 88 的个数为两个并靠近机架 1 的两 条边相互垂直摆放 ； 所述垂直回转变位装置的工装 77 和变角转位装置的工装 99 的个数均 为一个且都靠近机架 1 的另外一条边摆放 ； 工业关节机器人系统、 等离子焊接系统和自动 送丝机摆放在机架 1 的中心。 0007 进一步地， 所述水平回转变位装置的工装88包括安装于机架1上的水平卡座882、 安装于水平卡座882上的可由水平伺服电机885带动旋转的水平快速定位夹具886、 安装于 机架 1 上的两根 X 轴轨道 883、 可在 X 轴轨道 883 上沿 X 轴向滑动的托架座 884、 安装于托 架座。
11、 884 顶部的两根 Y 轴轨道 887、 可在 Y 轴轨道 887 上沿 Y 轴向滑动的顶部带有滚子 889 的两个托架臂 888， 两个托架臂 888 之间的中心线在水平面上的投影与水平快速定位夹具 886 的中心轴线在水平面上的投影相重合 ； 所述变角转位装置的工装 99 包括固定在机架 1 上的垂直卡座992、 通过翻转轴997与垂直卡座992相连接的翻转面998、 安装在翻转面998 上面的垂直快速定位夹具996、 其轴穿过翻转面998与垂直快速定位夹具996相连接的垂直 伺服电机 995、 与翻转面 998 相固连的带有若干个定位孔的定位扇 993、 与定位扇 993 对应 的垂直。
12、卡座 992 上也有若干个与定位扇 993 上的定位孔对应的定位孔， 分别穿过垂直卡座 说 明 书 CN 102653026 A 3 2/3 页 4 992 上的定位孔和定位扇 993 上的定位孔将定位扇 993 与垂直卡座 992 固连的定位销 994。 0008 更近一步地， 所述的两个托架臂888可通过丝杠及调节手柄8810使它们之间远离 和靠近。 0009 再进一步地， 所述的所述的垂直卡座 992 上的定位孔和定位扇 993 上的定位孔为 3 个， 且与水平面的夹角为 0、 45、 90。 0010 还进一步地， 所述的水平快速定位夹具 886 和垂直快速定位夹具 996 为自动定心。
13、 的三爪卡盘。 0011 与现有技术相比， 本发明设有 4 个工位 （水平 2 个、 垂直 1 个、 变角度 1 个） ， 可实现 短管件、 长管件、 法兰、 弯管等中小直径管件的等离子焊接作业及外加丝等离子焊接作业。 将世界先进的工业关节机器人系统 （高精度位置、 轨迹控制） 、 等离子焊接系统 （单面焊， 双 面成型） 和自动化工装系统有机融合集成在一起， 应用自动化控制技术、 人机交互技术， 实 现多工位、 高自动化、 流水化的等离子焊接作业， 具有产品焊接质量好， 生产效率高， 适应多 种产品规格通用性强的特点。 附图说明 0012 图 1 为本发明的结构示意图 ； 0013 图 2 。
14、为本发明水平回转变位装置的工装的结构示意图 ； 0014 图 3 为本发明变角转位装置的工装的工装的结构示意图。 具体实施方式 0015 参照图 1-3 所示。 0016 实施例1。 外购日本莫托曼MOTOMAN工业关节机器人系统、 美国飞马特THERMAL等 离子焊接系统、 通用自动送丝机， 还包括两个并靠近机架 1 的两条边相互垂直摆放的水平 回转变位装置的工装 88， 各一个靠近机架 1 的另外一条边摆放的垂直回转变位装置的工装 77 和变角转位装置的工装 99。工业关节机器人系统、 等离子焊接系统和自动送丝机摆放在 机架 1 的中心。 0017 而且水平回转变位装置的工装 88 包括安。
15、装于机架 1 上的水平卡座 882、 安装于水 平卡座 882 上的可由水平伺服电机 885 带动旋转的自动定心的三爪卡盘 886、 安装于机架 1 上的两根 X 轴轨道 883、 可在 X 轴轨道 883 上沿 X 轴向滑动的托架座 884、 安装于托架座 884 顶部的两根 Y 轴轨道 887、 可在 Y 轴轨道 887 上沿 Y 轴向滑动的顶部带有滚子 889 的两个托 架臂888， 两个托架臂888之间的中心线在水平面上的投影与自动定心的三爪卡盘886的中 心轴线在水平面上的投影相重合 ； 所述变角转位装置的工装99包括固定在机架1上的垂直 卡座 992、 通过翻转轴 997 与垂直卡。
16、座 992 相连接的翻转面 998、 安装在翻转面 998 上面的 自动定心的三爪卡盘 996、 其轴穿过翻转面 998 与自动定心的三爪卡盘 996 相连接的垂直 伺服电机 995、 与翻转面 998 相固连的带有若干个定位孔的定位扇 993、 与定位扇 993 对应 的垂直卡座 992 上也有若干个与定位扇 993 上的定位孔对应的定位孔， 分别穿过垂直卡座 992 上的定位孔和定位扇 993 上的定位孔将定位扇 993 与垂直卡座 992 固连的定位销 994。 0018 而且两个托架臂 888 可通过丝杠及调节手柄 8810 使它们之间远离和靠近。 0019 而且垂直卡座 992 上的。
17、定位孔和定位扇 993 上的定位孔为 3 个， 且与水平面的夹 说 明 书 CN 102653026 A 4 3/3 页 5 角为 0、 45、 90。 0020 本发明设有4个工位 （水平2个、 垂直1个、 变角度1个） ， 可实现短管件、 长管件、 法 兰、 弯管等中小直径管件的等离子焊接作业及外加丝等离子焊接作业。将世界先进的工业 关节机器人系统 （高精度位置、 轨迹控制） 、 等离子焊接系统 （单面焊， 双面成型） 和自动化工 装系统有机融合集成在一起， 应用自动化控制技术、 人机交互技术， 实现多工位、 高自动化、 流水化的等离子焊接作业， 具有产品焊接质量好， 生产效率高， 适应多种产品规格通用性强 的特点。 0021 以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明， 不能认定 本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属的普通技术人员来说， 在不脱离本 本发明思路的前提下， 还可以做出简单推演或替换， 都应当视为属于本发明的保护范围。 说 明 书 CN 102653026 A 5 1/3 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 102653026 A 6 2/3 页 7 图 2 说 明 书 附 图 CN 102653026 A 7 3/3 页 8 图 3 说 明 书 附 图 CN 102653026 A 8 。