[发明专利]汽车儿童安全座椅固定器机器人焊接智能工作站

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种机器人焊接工作站，具体是涉及一种应用于儿童安全座椅固定器的机器人智能焊接工作站。

(二)背景技术

汽车儿童安全座椅也称儿童约束系统CRS(Child Restraint System)，是一种系于汽车座位上，供小童乘坐，有束缚设备，并能在发生车祸时，束缚着小童以保障儿童安全的座椅，正确使用能够在交通事故中有效的保护儿童。主要由底座、靠背、调挡板、头靠、固定器等部分组成。其中的固定器部分对儿童安全座椅的质量、使用寿命和安全性起着决定性的作用，固定器的加工工艺主要包括：落料冲孔、成型翻边、切断冲孔、焊接等工序。而影响固定器质量和安全性的关键工序是焊接，传统焊接方法是人工焊接，采用人工焊接相对机器人智能焊接加工汽车儿童安全座椅固定器存在的问题有：

1.焊接过程的工作效率低；

2.焊接表面不光滑，存在焊渣和裂纹；

3.焊接固定器的使用寿命短、存在安全隐患。

(三)发明内容

本发明主要为了解决人工焊接在加工儿童安全座椅固定器过程中存在的加工效率低、焊接质量不高等问题，通过提供一种儿童安全座椅固定器机器人智能焊接工作站，并且该智能工作站与整个儿童安全座椅固定器加工流程紧密结合，使儿童安全座椅固定器的整个加工流程更加流畅、高效。

儿童安全座椅固定器机器人智能焊接智能工作站主要包括：机器人系统、电气控制系统、焊接电源、焊枪及送焊丝机构、焊丝夹具及回转双工变位机等。该焊接工作站通过使用不同的夹具可实现形状较为复杂的不规则工件的自动焊接，再者由于采用回转双工变位机，焊接的同时，工作站的还可同时进行座椅固定器的所需焊接工件的装配工作，极大的提高了焊接效率。由于采用了MIG脉冲过渡或CMT冷金属过渡焊接工艺方式进行焊接，使焊接过程中热输入量大大减少，保证座椅固定器焊接后不变形，通过调整焊接规范和机器人焊接姿态，保证座椅固定器焊缝质量好，焊接表面光滑。

儿童安全座椅固定器机器人焊接智能工作站正常运行的中枢是电气控制系统，该电气控制系统主要由S7-200型PLC微机控制器与各传感器、电机的接口电路组成。其中S7-200型PLC微机控制器主要由CPU模块、I/O模块、与D/A模块构成。电气控制系统运用各传感器对儿童安全座椅固定器的焊接环境、焊缝跟踪及焊接动态过程进行智能传感，S7-200型PLC微机控制器根据传感信息对固定器的空间曲线焊缝进行实时控制，从而控制焊枪能够实现规划轨迹进行，并对焊接动态过程进行实时智能控制。

采用上述技术方案的儿童安全座椅固定器机器人焊接工作站，将2个焊接工序减少为1个工序，而且质量稳定，焊缝美观整齐，生产效率提高了3-4倍，大大减轻了焊接产能不足的压力。不但大大提高了劳动生产率，而且生产出来的产品不留焊渣，从而去掉了剔除焊渣的人工成本。

(四)附图说明

图1为汽车儿童安全座椅固定器机器人智能焊接工作站结构简图

图1中：1)焊接电源，2)稳压器，3)UPS，4)控制柜，5)焊接机器人，6)示教器，7)操作面板，8)L型双工位变位机，9)回转双工位变位机，10)机械平，11)纵梁，12)供气装置；

图2为电气控制系统原理图

图2中：1)控制面板电路，2)直流电机控制信号转换电路，3)双向驱动电路，4)左行走直流电机，5)右行走直流电机，6)焊接速度数字显示，7)CDD传感器，8)脉冲信号处理电路，9)S7-200PLC微机处理器，10)步进电路控制信号转换电路，11)摆动步进电机驱动电路，12)摆动步进电机，13)左右跟踪步进电机，14)高度跟踪步进电机，15)步进电机驱动电路，16)步进电机控制信号转换电路，17)电位信号处理电路，18)电位传感器，19)摆动中心传感器；

(五)具体实施方式

整个焊接智能工作站的安装实施的顺序为：机器人外部轴→机器人→焊接夹具→焊枪支架→清枪器→围墙→焊机→控制柜→开关柜→接水电气，此顺序也在实际的安装过程中，根据实际需要调整。另外安装实施过程中的人员配置包括：焊接工程师2人，电气工程师2人，机器人技师2人，协调员1人，钳工2名。

此工作站内配置有两台焊接机器人，两套固定焊接夹具。没有采用外部轴的协调，夹具及机器人均采用固定，是因为纵梁的焊缝长达4米，为减少焊接过程中的变形，采用多段同时焊接。且这种大型的工作站采用的是敞开，便于物料的进出及工件的上下装配，在机器人焊接的过程中是启动光栅进行监控，若有物体进入焊接区，机器人自动停止焊接。