[發明專利]一種機器人焊接工作單元及其操作流程

有效

• 申請號: 201911098456.5
• 申請日: 2019-11-12
• 公開（公告）號: CN110711983B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 劉向東;胡建平;劉景亞
• 申請（專利權）人: 中冶賽迪工程技術股份有限公司;中冶賽迪技術研究中心有限公司
• 主分類號: B23K37/02
• 分類號: B23K37/02;B23K37/04;B23K31/02
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 尹麗云

本發明屬于焊接加工技術領域，具體公開了一種機器人焊接工作單元及其操作流程，所述工作單元至少包括2套焊接機器人、2套焊接電源、2套送絲機構、1套焊接保護氣源、1套上下料機器人、1套焊接工裝設備、1套輸送帶及1套成品托盤。本發明的機器人焊接工作單元，能夠實現鋼橫梁無人化焊接生產線的大規模自動化及無人化生產，無需傳統產線的人工搬運、手工組焊，生產效率高，智能化設備的運動軌跡、作業順序可全部在集控中心統一規劃，實現遠程網絡云控制，適合數字化制造體系，具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及焊接加工技術領域，特別是涉及一種機器人焊接工作單元及其操作流程。

背景技術

鐵路橋梁用鋼橫梁主要由5部分組成：下翼板、腹板、上翼板、圓柱頭栓釘、欄桿立柱基礎。鋼橫梁主要應用于鐵路簡支T型橋梁上，位于橋梁雙側設置，間距2m/個，即每公里鐵路需安裝1000個鋼橫梁。鋼橫梁具有規格型號統一、需求數量大的特點，適宜進行機械自動化生產。根據生產經驗，鋼橫梁生產過程中，下翼板、腹板、上翼板的焊接連接是主要施工工序，目前多采用人工焊接的作業方式，存在勞動強度大、受工人技術水平局限、焊縫質量不穩定、作業環境惡劣等缺點。隨著國內熟練工人的稀缺和工人薪資水平的增長，人工焊接受到越來越多的限制。

隨著智能制造技術發展，使得重構和升級改造焊接生產線成為可能。目前采用機器人焊接的自動化焊接工作站已經得到廣泛應用，如公布號CN106425223A的中國發明專利公開的“一種機器人焊接工作站”，該專利涉及到一種比較通用的帶有旋轉和升降及移動功能的工裝設備，該設備雖然柔性強，能兼容不同工件的焊接作業，但是對于具體的被焊接對象，仍然需要進行針對性開發和研究，特別是對于大批量生產的鐵路橋梁用鋼橫梁產品。

實用新型專利CN209035880U《一種鐵路T梁鋼橫梁定位夾緊翻轉裝置》和CN209206762U《一種用于鋼橫梁的焊接機構》均公開了一種帶翻轉功能的夾持工裝設備，能夠實現單臺機器人焊接鐵路橋梁鋼橫梁的技術，從而解決人工焊接作業勞動強度大，焊縫質量不穩定，效率低的問題。但是上述裝置仍然依靠人工上下料，需要人工安裝定位被焊接工件，自動化程度和生產效率不高。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種機器人焊接工作單元及其操作流程，用于解決人工焊接作業勞動強度大，焊縫質量不穩定，焊接設備自動化程度及生產效率低等問題，實現鐵路橋梁用鋼橫梁產品的大規模化及無人化生產目的。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種機器人焊接工作單元的操作流程，用于焊接鋼橫梁，所述機器人焊接工作單元至少包括2套焊接機器人、2套焊接電源、2套送絲機構、1套焊接保護氣源、1套上下料機器人、1套焊接工裝設備、1套輸送帶和1套成品托盤，所述焊接工裝設備包括機架、平移滑臺、頂升機構、腹板定位工裝、上翼板定位工裝、下翼板定位工裝，所述平移滑臺滑動連接在機架上，且具有左、中、右三個停位；所述上翼板定位工裝和下翼板定位工裝均安裝于平移滑臺上，且可作豎直運動；所述腹板定位工裝位于機架的上方，所述頂升機構位于機架的下方，腹板定位工裝和頂升機構正對設置；

所述機器人焊接單元的操作流程包括如下步驟：

(1)所述輸送帶送將鋼橫梁的上翼板、下翼板和腹板毛坯件依次送到焊接區指定位置；

(2)所述焊接工裝設備將平移滑臺置于左位；所述上下料機器人分別依次將上翼板、下翼板和腹板從輸送帶上拿取放到所述平移滑臺上的上翼板定位工裝、下翼板定位工裝和腹板定位工裝上，并拿住腹板；

(3)所述焊接工裝設備將平移滑臺置于中位；所述頂升機構上升，頂起所述平移滑臺上的上翼板定位工裝，使上翼板與腹板夾緊；所述上下料機器人離開腹板，所述2套焊接機器人按指定的軌跡移動，從腹板兩邊同時焊接，完成焊接回到初始位置；

(4)所述上下料機器人拿住腹板，所述頂升機構和上翼板定位工裝下降；所述上下料機器人拿住腹板旋轉180°后放回所述腹板定位工裝下；