[发明专利]利用抛丸机壳体焊接机器人总成的焊接方法

摘要

本发明公开了一种利用抛丸机壳体焊接机器人总成的焊接方法，抛丸机壳体焊接机器人总成在装配完成后，对各电机驱动系统的旋转编码器进行校准，标定两个工件推挡运动系统和两个工件夹持运动系统的初始位置，后续钢板对齐、焊缝对准工作主要通过两个工件推挡运动系统辅助完成；根据两个工件推挡运动系统的相对位置计算获得焊缝的位置，标定机械臂各连杆的初始位置，根据末端运动规划，自动完成焊接过程。本发明可以完成抛丸机壳体原材料的运输、壳体的组装及焊接工作，大大降低工人劳动强度，自动化程度高。

主权项

一种利用抛丸机壳体焊接机器人总成的焊接方法，其特征是：所述抛丸机壳体焊接机器人总成，包括两个平行设置的主支架，两个主支架下部对应设置在两个平行的四滑块滑动直线导轨副上，且主支架能够在四滑块滑动直线导轨副上往复移动；两个四滑块滑动直线导轨副之间设置有工作台；两个平行的主支架的前后端上分别通过第一驱动支撑组件和第二驱动支撑组件连接；第一驱动支撑组件和第二驱动支撑组件之间平行设置有平行的第一、第二辅助焊接系统和一组焊接机械臂系统，且第一、第二辅助焊接系统和一组焊接机械臂系统均能在第一驱动支撑组件和第二驱动支撑组件上往复移动，焊接机械臂系统位于两组辅助焊接系统中部；每个四滑块滑动直线导轨副上均设置有一个接触开关；所述工作台两侧与主支架之间的地面上对称设置有三对电吸盘组；所述辅助焊接系统包括第一、第二电机驱动系统，第一、第二电机驱动系统的第一、第二螺母各自对应与竖向设置的工件推挡运动系统和工件夹持运动系统固定连接；所述工件推挡运动系统包括，一个推杆Z方向移动电机驱动系统，一个推杆姿态调整驱动电机和一个推杆；第一传动螺母与推杆Z方向移动电机驱动系统的丝杠配合形成丝杠螺母传动系统，推动推杆沿Z方向移动；推杆姿态调整驱动电机的输出轴通过第一联轴器与推杆相连；所述工件夹持运动系统包括工件夹持器姿态调整驱动电机，工件夹持器姿态调整驱动电机的输出轴通过第二联轴器与工件夹持器移动支撑组件相连，工件夹持器固定板和工件夹持器可移动板均安装在工件夹持器移动支撑组件上；所述焊接机械臂系统包括一矩形框架，矩形框架中横向设置有机械臂Y方向移动电机驱动系统，机械臂Y方向移动电机驱动系统上通过丝杠和螺母配合设置有能够左右移动的机械臂Z方向移动电机驱动系统，机械臂Z方向移动电机驱动系统的丝杠上设置有能上下移动的机械臂支撑架，机械臂支撑架上竖向固定设置有机械臂第一伺服驱动电机，机械臂第一伺服驱动电机的输出轴通过第一连杆与机械臂第二伺服驱动电机相连，机械臂第二伺服驱动电机的输出轴通过第二连杆与机械臂第三伺服驱动电机相连，机械臂第三伺服驱动电机的输出轴通过第三连杆连接焊枪固定及摆动装置；抛丸机壳体焊接机器人总成在装配完成后，对各电机驱动系统的旋转编码器进行校准，标定两个工件推挡运动系统和两个工件夹持运动系统的初始位置，后续钢板对齐、焊缝对准工作主要通过两个工件推挡运动系统辅助完成；根据两个工件推挡运动系统的相对位置计算获得焊缝的位置，标定机械臂各连杆的初始位置，根据末端运动规划，自动完成焊接过程；所述焊接方法的具体步骤如下：1）两个对角安装的工件推挡运动系统沿笛卡尔三维坐标系中的X方向相互靠近，将所需的钢板夹紧后，控制第一辅助焊接系统和第二辅助焊接系统运动的伺服电机驱动系统停止转动并保持；2）控制推杆沿笛卡尔三维坐标系中的Z方向移动电机驱动系统动作，将两个推杆提升到高于工作台的高度后停止转动并保持；3）推动主支架将钢板由仓储间运送到焊接工作台，当主支架的中心位置和工作台的中心位置重合时，两个接触开关闭合，六个电吸盘组同时通电，主支架位置固定；4）两个推杆Z方向移动电机驱动系统的伺服电机驱动系统同时动作，将两个推杆下降到临近工作台的高度后停止转动并保持，然后启动控制第一辅助焊接系统和第二辅助焊接系统运动的伺服电机驱动系统，使两个工件推挡运动系统沿笛卡尔三维坐标系中的X方向相互远离，钢板被放置在工作台上；5）利用驱动推杆运动的伺服电机驱动系统内置旋转编码器的反馈信息确定两个推杆相对位置，从而将钢板放置到工作台的期望位置；6）六个电吸盘组人为断电，推动主支架至仓储间，第一辅助焊接系统靠近焊接用钢板，工件夹持器固定板贴紧钢板，穿过工件夹持器可移动板拧紧螺钉，将钢板压紧；7）推杆支撑钢板，将其运送到工作台指定位置，当主支架的中心位置和工作台的中心位置重合时，两个接触开关闭合，六个电吸盘组同时通电，主支架位置再次固定；8）两个工件推挡运动系统和夹持钢板的工件夹持运动系统协调配合，使工作台上的钢板与工件夹持运动系统所夹持的钢板焊缝对齐；9）焊接机械臂系统移动至焊缝附近，机械臂Z方向移动电机驱动系统、机械臂Y方向移动电机驱动系统、机械臂第一伺服驱动电机、机械臂第二伺服驱动电机、机械臂第三伺服驱动电机、机械臂第四伺服驱动电机协调运动，完成先点焊，后连续焊的焊接过程；10）放松工件夹持器可移动板上的螺钉，再次给六个电吸盘组人为断电，推动主支架至仓储间，第二辅助焊接系统靠近焊接用钢板，重复步骤6）‑8）剩余工作及步骤9）工作；11）利用两个工件推挡移动系统和两个工件夹持运动系统的协调动作完成壳体的移动、旋转和翻转。