焊接工作站的制作方法

本发明涉及机器人焊接，具体而言，涉及一种焊接工作站。

背景技术：

1、随着矿用机械制造业的蓬勃发展，高效、自动化焊接已成为行业的主要发展方向。

2、在大型结构件的焊接作业中，尤其是像宽体车的车架这类大型且复杂的工件，对焊接技术提出了更高要求。宽体车通常根据客户的个性化需求进行设计，其吨位一般在60t到70t之间，相应的车架型号也会随之变化。这种变化导致宽体车的车架的焊接面临诸多技术难题。

3、相关技术中，对宽体车的车架进行焊接时，焊接设备直接安装在地轨上，焊接自动化程度低，有些焊接位置不可达，人工补焊工作量大。

技术实现思路

1、为了解决或改善上述技术问题至少之一，本发明的一个目的在于提供一种焊接工作站。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种焊接工作站，用于对车架进行焊接。焊接工作站包括工作平台、地轨、第一焊接变位机、第二焊接变位机和焊接机器人系统。其中，地轨设于工作平台。第一焊接变位机可移动地设于地轨；第二焊接变位机可移动地设于地轨。第二焊接变位机与第一焊接变位机沿地轨相互靠近或远离。第二焊接变位机与第一焊接变位机相互配合用于对车架进行装夹。此外，焊接机器人系统包括立柱、第一梁、第二梁、第三梁、机器人总成和双丝焊接设备。立柱设于工作平台。第一梁设于立柱，第一梁沿第一方向设置。第二梁可移动地设于第一梁，第二梁能够沿第一方向相对第一梁移动，第二梁沿第二方向设置，第二方向与第一方向垂直。第三梁可移动地设于第二梁，第三梁能够沿第二方向相对第二梁移动。第三梁沿第三方向设置，第三方向与第一方向垂直，且第三方向与第二方向垂直。机器人总成可移动地设于第三梁，机器人总成能够沿第三方向相对第三梁移动。双丝焊接设备设于机器人总成，双丝焊接设备用于对车架进行焊接。

3、本发明旨在提供一种焊接工作站，通过第一梁、第二梁、第三梁以及机器人总成的相互配合，有利于大幅度增加双丝焊接设备的移动范围，针对大型且复杂的工件(宽体车的车架)能够做到超多焊缝的高效焊接，有效解决焊接位置不可达的情况，自动化程度高，人工补焊量小，有利于降低工作人员的劳动强度。此外，本发明的焊接工作站采用双丝焊接设备，相比于传统单丝(焊丝直径1.2mm)气保焊接，双丝焊接能够更高效地完成焊接任务，减少工件焊接时间，满足高强度的焊接需求。

4、另外，本发明提供的上述技术方案还可以具有如下附加技术特征：

5、在一些技术方案中，可选地，焊接机器人系统包括以下至少之一或其组合：第一限位装置，设于第一梁，第一限位装置用于限制第二梁的移动范围；第二限位装置，设于第二梁，第二限位装置用于限制第三梁的移动范围；第三限位装置，设于第三梁，第三限位装置用于限制机器人总成的移动范围。

6、在该技术方案中，通过设置第一限位装置，能够限制第二梁的移动范围，确保第二梁能够在两个极限位置(第一极限位置和第二极限位置)之间沿第一方向相对第一梁移动。

7、通过设置第二限位装置，能够限制第三梁的移动范围，确保第三梁能够在两个极限位置(第三极限位置和第四极限位置)之间沿第二方向相对第二梁移动。

8、通过设置第三限位装置，能够限制机器人总成的移动范围，确保机器人总成能够在两个极限位置(第五极限位置和第六极限位置)之间沿第三方向相对第三梁移动。

9、这种设计方式，有利于提高焊接机器人系统的安全性能。

10、在一些技术方案中，可选地，焊接机器人系统还包括第一防坠落装置。第一防坠落装置设于第三梁的底部。

11、在该技术方案中，通过在第三梁的底部设置第一防坠落装置，能够在很大程度上防止机器人总成掉落，有利于提高安全性能。

12、在一些技术方案中，可选地，机器人总成包括六轴机器人。六轴机器人具有固定端和活动端，固定端与第三梁连接，活动端与双丝焊接设备连接。

13、在该技术方案中，机器人总成采用倒装的方式安装(倒挂式安装)在第三梁上，相对于正装的方式而言，可有效的增加机器人有效作业范围，提升机器人焊接对工件的适应性，提高焊接自动化率及焊接效率，进而提升焊接质量。

14、在一些技术方案中，可选地，第二梁的数量为至少两个，每个第二梁均可移动地设于第一梁；第三梁的数量为至少两个，每个第三梁均可移动地设于一个对应的第二梁；机器人总成的数量为至少两个，每个机器人总成均可移动地设于一个对应的第三梁；双丝焊接设备的数量为至少两个，每个双丝焊接设备均设于一个对应的机器人总成。

15、在该技术方案中，焊接工作站设计了至少两套焊接机器人系统，并且至少两套焊接机器人系统共用立柱和第一梁。这种设计方式，有利于优化空间布局，并且还可以进一步提高焊接效率。

16、在一些技术方案中，可选地，双丝焊接设备包括双丝焊枪和激光追踪器。双丝焊枪设于机器人总成，双丝焊枪用于对车架进行双丝焊接。激光追踪器设于机器人总成，激光追踪器用于确定车架的焊缝位置。

17、在该技术方案中，控制系统首先通过激光追踪器获取车架焊缝位置的详细信息，这些信息包括焊缝的坐标、形状、长度以及焊缝在车架三维空间中的具体方位等。基于这些精确的数据，控制系统进而有条不紊地控制第一驱动件、第二驱动件、第三驱动件、第四驱动件、第五驱动件和第六驱动件运转。这些驱动件相互协作，精确地调整机器人总成以及双丝焊枪的位置和姿态，确保双丝焊枪能够逐步靠近车架需要焊接的位置。

18、在一些技术方案中，可选地，地轨沿第四方向设置，第四方向与第二方向垂直，且第四方向与第三方向垂直，第四方向与第一方向之间的夹角为第一夹角。

19、在该技术方案中，在第一夹角为0度的情况下，地轨的长度方向与第一梁的长度方向一致，第一焊接变位机和第二焊接变位机的移动方向与第一梁的长度方向一致。此时，第四方向与第一方向一致。

20、在第一夹角并非0度的情况下，地轨的长度方向与第一梁的长度方向不一致，第一焊接变位机和第二焊接变位机的移动方向与第一梁的长度方向不一致。此时，第四方向与第一方向不一致。在这种情况下，通过控制系统对各个驱动件以及双丝焊接设备的统筹控制，双丝焊接设备更易于轻松到达车架各个部位的焊缝，无论是车架的复杂内部结构、侧面还是底部的焊缝，都能实现高效焊接。以往焊接位置不可达的难题得以有效解决，大大提高了焊接的自动化程度。

21、在一些技术方案中，可选地，地轨包括第一地轨和第二地轨。第一地轨设于工作平台。第一焊接变位机可移动地设于第一地轨。第二地轨设于工作平台，第二地轨与第一地轨平行，第二焊接变位机可移动地设于第二地轨。

22、在该技术方案中，通过将地轨分为两段，由于之前很长的一段变为现在较短的两段，有利于优化空间布局，减少地轨占用空间，降低材料成本。

23、在一些技术方案中，可选地，焊接工作站还包括第一变位机工装和第二变位机工装。第一变位机工装可转动地设于第一焊接变位机，第一焊接变位机用于驱动第一变位机工装转动，在第一变位机工装与车架相抵时，第一变位机工装用于对车架进行定位。第二变位机工装可转动地设于第二焊接变位机，在第二变位机工装与车架相抵时，第二变位机工装用于对车架进行定位。

24、在该技术方案中，焊接变位机与变位机工装相互配合，实现对车架的装夹。具体地，焊接变位机能够沿地轨移动(第一焊接变位机能够沿第一地轨移动，第二焊接变位机能够沿第二地轨移动)，进而两个焊接变位机能够带动两个变位机工装相互靠近或远离，以实现对车架的装夹。

25、在焊接过程中，两个变位机工装(第一变位机工装与第二变位机工装)分别与车架相抵后，能够对车架进行定位。

26、在焊接过程中，焊接变位机与变位机工装相互配合，实现对车架的翻转。具体地，由第一焊接变位机提供动力，驱动第一变位机工装转动，进而带动车架进行转动。在对车架进行翻转的过程中，第一焊接变位机为主动装置，第二焊接变位机为从动装置。

27、在一些技术方案中，可选地，第一变位机工装包括第一工装支架和第一锥销组件。第一工装支架可转动地设于第一焊接变位机。第一锥销组件可移动地设于第一工装支架，在第一变位机工装与车架相抵时，第一锥销组件用于对车架进行定位。可选地，第二变位机工装包括第二工装支架和定位组件。第二工装支架可转动地设于第二焊接变位机。定位组件可移动地设于第二工装支架，在第二变位机工装与车架相抵时，定位组件用于对车架进行定位。

28、在该技术方案中，在焊接过程中，两个变位机工装(第一变位机工装与第二变位机工装)分别与车架相抵后，通过锥销组件与车架上的孔配合，从而对车架进行定位。

29、本发明的技术方案的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。