七轴弧焊机器人工作站及其工作方法与流程
七轴弧焊机器人工作站及其工作方法。
背景技术：
汽车生产制造领域，存在大量焊接加工的零部件，如排气歧管、汽车车架、车门等。在现有的焊接设备中，焊枪头一般只能在平面内工作，不能进行角度变换。焊枪与焊点之间的位置总是不能达到最优的状态，尤其是对曲面曲线的焊接，往往造成焊缝产生气孔、夹渣等现象，影响焊接质量。另外，目前的焊接机一般采用手工编程方式进行加工程序的编程，这对于工件焊缝形状比较简单时是可以实现的，但是随着工件焊缝复杂程序的增加，单纯依靠手工编程将极其困难，甚至是不可能完成。
技术实现要素：
本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种七轴弧焊机器人工作站及其工作方法，以实现成本低、应用性广和提高工作效率的优点。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种七轴弧焊机器人工作站，主要包括机器人、弧焊焊枪、夹具装置、翻转装置和外围装置；
所述机器人，带动弧焊焊枪配合外部翻转装置协调动作达到弧焊焊接的目的。
所述夹具装置，用来固定汽车车身钣金件，通过钣金件的定位孔或者型面用强力夹紧气缸固定钣金件，并把夹具装置安装在翻转装置上；
所述翻转装置是机器人六轴之外的增加的一个自由度，通过伺服电机和减速机精准控制钣金件的180度翻转，以补偿机器人六轴达不到的自由度；
所述外围装置，是弧焊的工作区域，机器人，翻转装置都安装在外围装置的基板上，以保证他们之间的相对位置是固定的，并且所有动作都通过PLC控制，方便后期现场对机器人进行试教调试。
进一步地，所述机器人采用六轴机器人，弧焊焊枪安装在所述机器人的第六轴转盘上，由机器人的运动带动弧焊焊枪实现三维空间轨迹，同时配合外部翻转机构实现和机器人运动轨迹的互补，实现复杂零件的焊接。
进一步地，一种七轴弧焊机器人工作站的工作方法，主要包括：步骤1：人工把钣金件按定位方式放置在夹具装置上，强力夹紧缸接通气源带动夹紧臂压紧钣金件；
步骤2：当机器人接收到车身钣金件到位的信息后，带动弧焊焊枪准备焊接工件，同时翻转装置的伺服电机接收到信号配合机器人同时进行钣金件的焊接；
步骤3：当焊接程序结束后，机器人回到原点位置，翻转装置回到原始位置，带着夹具装置和钣金件回到人工上件的位置；
步骤4：接通气源打开强力夹具气缸，人工取走切割好的钣金件，然后进入下一个循环。
本发明具有以下有益技术效果
(1)本发明通过配置相应的电气控制系统，可由数控编程来控制机器人自动焊接工件，能完成各种复杂曲线的焊接，适合焊接各类形状复杂、焊接工作量大、焊接质量要求较高的工件。
(2)该装置造价低，适应性强,可重复利用性好,只需一个机器人带动弧焊焊枪配合外部轴就可以实现复杂钣金件的焊接,而且把焊焊枪更换成点焊或者激光切割可以实现弧焊到点焊或者激光切割的转变,大大节省了成本。
(3)外部增加了一个翻转装置，相当于又增加了一个自由度，使整个装置达到七个自由度，这样可根据不同的使用需求来满足用户对各种复杂零件的弧焊焊接，它有效的填补了机器人自由度达不到的限制，同时提高了工作的效率。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为一种七轴弧焊机器人工作站及其工作方法的结构示意图；
图2为一种七轴弧焊机器人工作站及其工作方法的外围装置的外部轴结构示意图；
图3为一种七轴弧焊机器人工作站及其工作方法的翻转装置结构示意图。
结合附图1，本发明实施例中附图标记如下：
1-机器人；2-弧焊焊枪；3-夹具装置；4-翻转装置；5-外围装置。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1-3所示，一种七轴弧焊机器人工作站，主要包括机器人、弧焊焊枪、夹具装置、翻转装置和外围装置；
机器人，带动弧焊焊枪配合外部翻转装置协调动作达到弧焊焊接的目的。
夹具装置，用来固定汽车车身钣金件，通过钣金件的定位孔或者型面用强力夹紧气缸固定钣金件，并把夹具装置安装在翻转装置上；
翻转装置是机器人六轴之外的增加的一个自由度，通过伺服电机和减速机精准控制钣金件的180度翻转，以补偿机器人六轴达不到的自由度；
外围装置，是弧焊的工作区域，机器人，翻转装置都安装在外围装置的基板上，以保证他们之间的相对位置是固定的，并且所有动作都通过PLC控制，方便后期现场对机器人进行试教调试。
机器人采用六轴机器人，弧焊焊枪安装在机器人的第六轴转盘上，由机器人的运动带动弧焊焊枪实现三维空间轨迹，同时配合外部翻转机构实现和机器人运动轨迹的互补，实现复杂零件的焊接。
一种七轴弧焊机器人工作站的工作方法，主要包括：
步骤1：人工把钣金件按定位方式放置在夹具装置上，强力夹紧缸接通气源带动夹紧臂压紧钣金件；
步骤2：当机器人接收到车身钣金件到位的信息后，带动弧焊焊枪准备焊接工件，同时翻转装置的伺服电机接收到信号配合机器人同时进行钣金件的焊接；
步骤3：当焊接程序结束后，机器人回到原点位置，翻转装置回到原始位置，带着夹具装置和钣金件回到人工上件的位置；
步骤4：接通气源打开强力夹具气缸，人工取走切割好的钣金件，然后进入下一个循环。
至少可以达到以下有益效果：
(1)本发明通过配置相应的电气控制系统，可由数控编程来控制机器人自动焊接工件，能完成各种复杂曲线的焊接，适合焊接各类形状复杂、焊接工作量大、焊接质量要求较高的工件。
(2)该装置造价低，适应性强,可重复利用性好,只需一个机器人带动弧焊焊枪配合外部轴就可以实现复杂钣金件的焊接,而且把焊焊枪更换成点焊或者激光切割可以实现弧焊到点焊或者激光切割的转变,大大节省了成本。
(3)外部增加了一个翻转装置，相当于又增加了一个自由度，使整个装置达到七个自由度，这样可根据不同的使用需求来满足用户对各种复杂零件的弧焊焊接，它有效的填补了机器人自由度达不到的限制，同时提高了工作的效率。
最后应说明的是：以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。