[发明专利]工件焊接系统

说明书

技术领域

本发明涉及工业机器人控制领域，特别地，涉及一种工件焊接系统。

背景技术

目前国内道岔焊接及装载机连杆焊接等生产领域，仍然采用人工焊接的生产模式。以道岔生产为例，由于道岔种类多达上千种，生产中，一种道岔连续生产最多3到5件，因此给实现自动化生产带来了很大的难题。经过多次对道岔生产企业进行调研发现，在道岔选料环节中，基本还处于人工作业的状态，道岔零件种类繁多，工人在选料、备料时，难度大，出错率高，由于道岔种类多，因此要投入大量的资源制作大量夹具来适应焊接生产。

现阶段机器人在搬运方面的运用，仅仅在大规模批量生产中得到推广及运用；机器人在焊接方面的运用，目前机器人在标准化、批量化的焊接生产中拥有焊接质量高、焊接一致性好、焊接效率高等特点，机器人焊接技术已被广泛使用，但机器人在焊接前必须使用定位工装，将工件进行精确定位后才能进行批量焊接生产。采用机械夹具定位使机器人在多品种、单件生产中失去了本身的优势。以道岔生产为例，上千种工件需投入大量资金进行夹具设计制造，并且在生产中要求工人频繁更换夹具，如此一来使用机器人焊接反而体现出几大劣势：投入成本高、工作量大、生产效率低，目前在实际生产中机器人焊接系统基本不适用于单件生产。

发明内容

本发明提供了一种工件焊接系统，以解决现有的自动化焊接系统由于不具备选料、组装等功能导致的工业机器人无法应用至单件、定制化焊接生产领域的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种工件焊接系统，包括：

选料存放输送线，用于将待分拣的物料经料框沿选料存放输送线存放至预定工位；

分拣机器人，经机器人行走机构沿平行于选料存放输送线的方向移动，分拣机器人的机械手上安装有带视觉识别的抓取夹具，用于对选料存放输送线上待分拣的物料进行图像识别且从选料存放输送线上提取目标物料并转移至配料输送线；

配料输送线，与选料存放输送线平行间隔布置，用于将目标物料传送至配料搬运机器人的工作范围内；

主体零件输送线，用于输送加工对象的主体零件至配料搬运机器人的工作范围内；

配料搬运机器人，配料搬运机器人的机械手上安装有带视觉识别的抓取夹具，用于提取并转移主体零件输送线传递的主体零件、配料输送线传递的分拣后的目标物料至组装输送线上；

组装输送线，用于成组的传递用于组合焊接成一种工件的主体零件及匹配的目标物料；

组焊辅助机器人，组焊辅助机器人的机械手上安装有带视觉识别的抓取夹具，用于将组装输送线上的物料进行组对供焊接机器人进行焊接并将焊接完成后的工件搬运至下料输送线；

焊接机器人，用于对构成工件的部件进行组装焊接。

进一步地，带视觉识别的抓取夹具包括夹具支架，夹具支架的中心端面经法兰连接分拣机器人、配料搬运机器人或者组焊辅助机器人的机械手的端面，夹具支架上固定有用于吸取物料的吸具及用于识别物料的种类及位置的图像传感器。

进一步地，选料存放输送线为两条，配料输送线位于工件焊接系统的中轴线上，且两条选料存放输送线分别平行布置于配料输送线的两侧，相应地，分拣机器人为两组，以与两条选料存放输送线一一对应，每组分拣机器人对应的机器人行走机构在长度方向上与选料存放输送线保持平齐。

进一步地，分拣机器人、配料搬运机器人及组焊辅助机器人的机械手均为六轴机械手。

进一步地，每条选料存放输送线还对应设有与其平行间隔设置的料框回流输送线，选料存放输送线对应的分拣机器人经带视觉识别的抓取夹具识别选料存放输送线上空置状态的料框并转移至料框回流输送线。

进一步地，料框的底部设有用于定位的定位销套，选料存放输送线上各预定工位处设有用于与定位销套配合以定位料框的定位销。

进一步地，料框的顶部设有与料框底部的定位销套匹配的定位销，以便于相邻的两个料框叠置，选料存放输送线上预定工位处叠置两个或者两个以上的料框以供分拣机器人选料。

进一步地，配料搬运机器人的工作范围内还设置用于存放组装过程中使用的标准件的批量配件料框，配料搬运机器人经其带视觉识别的抓取夹具提取并转移标准件至组装输送线。

进一步地，主体零件输送线呈L形，其具有与选料存放输送线平行布置的直线段及沿垂直于选料存放输送线长度方向布置的延伸段，组装输送线位于配料搬运机器人与组焊辅助机器人之间，且两端分别位于配料搬运机器人、阻焊辅助机器人的工作范围内。

进一步地，工件焊接系统还包括用于防止人员进入作业区域的防护围栏。