一种油缸机器人焊接工作站

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一种油缸机器人焊接工作站\n[0001] （一）技术领域\n[0002] 本发明涉及焊接设备技术领域，特别涉及一种油缸机器人焊接工作站。\n[0003] （二）背景技术\n[0004] 油缸由缸筒、缸底底盘、缸底焊块、油嘴组成，在制造油缸的过程中需要将上述各个部位焊接起来，目前一般采用手工焊接或者采用半自动焊接，劳动强度大，工作效率低，目前还没有采用全自动机器人焊接的。\n[0005] （三）发明内容\n[0006] 本发明为了弥补现有技术的缺陷，提供了一种可实现有油缸自动焊接的油缸机器人焊接工作站。\n[0007] 本发明是通过如下技术方案实现的：\n[0008] 一种油缸机器人焊接工作站，其特征是：包括用于抓取缸筒的六自由度焊接机器人、用于支撑缸筒的缸筒支撑定位台和用于焊接各部件的三自由度直角坐标伺服油缸上下件机械手，其中所述缸筒支撑定位台包括机架，所述机架上设有左滑动板和右滑动板，所述左滑动板上从左至右依次设有缸筒轴向定位筒、缸筒油孔定位机构和两个缸筒径向定心滚动支撑架，在左滑动板后侧设有两个左右排列的气动机械手，两个气动机械手之间设有缸筒旋转驱动滚轮机构，左滑动板和右滑动板之间从左至右依次设有基准定位板、V型支撑块、定心轴、前后排列的两个横向上料盘和前后排列的轴向上料料仓，定心轴上方设有定心套，定心套下方设有定位块，所述右滑动板上设有缸底焊块轴向定位筒；所述缸筒油孔定位机构包括定位气缸，所述定位气缸的输出端连接锥形定位销，所述定位气缸的轴心线与两块缸底焊块的中心连线不在一个平面内；所述缸筒旋转驱动滚轮机构包括驱动气缸，驱动气缸的输出端连接驱动滚轮，所述驱动滚轮与驱动步进电机传动链接；所述缸筒径向定心滚动支撑架包括支架，所述支架上设有支撑气缸，所述支撑气缸输出端向上并且其连接有开口向上的框架，所述框架的两端分别设有支撑滚轮，所述基准定位板连接基准气缸，所述定心轴连接定心气缸，所述V型支撑块连接支撑块气缸，所述定心套连接套气缸，所述定位块连接块气缸，横向上料盘处设有横向上料气缸，所述轴向上料料仓处设有轴向上料气缸。\n[0009] 所述左滑动板下方设有左滑轨，所述左滑动板与左滑动气缸连接。\n[0010] 所述右滑动板下方设有右滑轨，所述右滑轨下方设有右支架，所述右滑动板连接右滑动气缸，所述右滑动气缸位于右支架上。\n[0011] 所述定位气缸的轴心线与两块缸底焊块的中心连线之间的夹角为45°。\n[0012] 本发明的有益效果是：\n[0013] 本发明可实现油缸各部件的全自动焊接，焊接过程中实现各部件的自动移动与焊接，它结构简单，省时省力，可大大地提高劳动效率，减少工人的劳动强度。\n[0014] （四）附图说明\n[0015] 下面结合附图对本发明作进一步的说明。\n[0016] 图1为本发明的平面布置图；\n[0017] 图2为缸筒支撑定位台的主视结构示意图；\n[0018] 图3为缸筒支撑定位台的俯视结构示意图；\n[0019] 图4为定位气缸与两块缸底焊块的位置关系图；\n[0020] 图5为图2中缸筒旋转驱动滚轮机构的左视结构示意图。\n[0021] 图中，1机架，2左滑轨，201左滑动板，202左滑动气缸，3右滑轨，301右滑动板，\n302右滑动气缸，303右支架，4缸底焊块轴向定位筒，5缸筒轴向定位筒，6缸筒油孔定位机构，601定位气缸，602锥形定位销，7缸筒径向定心滚动支撑架，701支架，702支撑气缸，703框架，704支撑滚轮，8气动机械手，9缸筒旋转驱动滚轮机构,901驱动气缸，902驱动滚轮，\n903驱动步进电机，10基准定位板，101基准气缸，11 V型支撑块，111支撑块气缸，12定心轴，121定心气缸，13横向上料盘，131横向上料气缸，14轴向上料料仓，141轴向上料气缸，\n15定心套，151套气缸，16定心块，161块气缸，17缸筒，18缸底底盘，19缸底焊块，20六自由度焊接机器人,21缸筒支撑定位台,22三自由度直角坐标伺服油缸上下件机械手。\n[0022] （五）具体实施方式\n[0023] 附图为本发明的具体实施例。如图1至图5所示，该种油缸机器人焊接工作站，包括用于抓取缸筒17的六自由度焊接机器人20、用于支撑缸筒17的缸筒支撑定位台21和用于焊接各部件的三自由度直角坐标伺服油缸上下件机械手22，六自由度焊接机器人20和三自由度直角坐标伺服油缸上下件机械手22为现有技术，在此不再赘述，其中缸筒支撑定位台21包括机架1，机架1上设有左滑轨2和右滑轨3，左滑轨2上设有左滑动板201，左滑动板201与左滑动气缸202连接，在机架1上设有右支架303，右滑轨3位于右支架303上，右滑轨3上设有右滑动板301，右滑动板301与右滑动气缸302连接，右滑动板301上设有缸底焊块轴向定位筒4；左滑动板201上从左至右依次设有缸筒轴向定位筒5、缸筒油孔定位机构6和两个缸筒径向定心滚动支撑架7，其中缸筒油孔定位机构6包括定位气缸601，定位气缸601的输出端连接锥形定位销602，定位气缸601的轴心线与两块缸底焊块的中心连线之间的夹角最好为45°；缸筒径向定心滚动支撑架7包括支架701，支架701上设有支撑气缸702，支撑气缸702输出端向上并且其连接有开口向上的框架703，框架703可以是Y字形的，也可以是∪型，框架703的两端分别设有支撑滚轮704，支撑滚轮704可以滚动；在左滑动板201后侧安装有两个气动机械手8，这两个气动机械手8左右排列，在两个气动机械手8之间设有缸筒旋转驱动滚轮机构9，缸筒旋转驱动滚轮机构9包括驱动气缸901，驱动气缸901的输出端连接驱动滚轮902，驱动滚轮902位于驱动气缸901的输出端的侧面，也就是说驱动气缸901的输出端折弯，折弯部分连接驱动滚轮902，驱动滚轮902由驱动步进电机903经行星减速机减速后带动旋转，驱动步进电机位于一块滑动板上，该滑动板与驱动气缸901的输出端固定连接，当驱动气缸901的输出端移动时，驱动滚轮902和驱动步进电机903同步移动；左滑动板201和右滑动板301之间从左至右依次设有基准定位板10、V型支撑块11、定心轴12、前后排列的两个横向上料盘13和前后排列的轴向上料料仓14，定心轴12上方设有定心套15，定心套15正对缸底焊块，定心套15下方设有定位块16，其中基准定位板10连接基准气缸101，定心轴12连接定心气缸121，V型支撑块11连接支撑块气缸111，定心套15连接套气缸151，定位块16连接块气缸161，横向上料盘13处设有横向上料气缸131，轴向上料料仓14处设有轴向上料气缸141。\n[0024] 工作过程如下：整个系统是由PLC控制系统控制的，首先，通过三自由度直角坐标伺服油缸上下件机械手22将缸筒17、缸底底盘18、缸底焊块19和油嘴分别放入相关的料仓或者上料位置，图中缸底底盘的料仓和其上料机构未画出；启动PLC控制系统，使设备进入初始状态：支撑气缸702伸出将框架703向上抬升、支撑块气缸111带动V型支撑块11向上抬升，块气缸161带动定位块16向上抬升，基准气缸101带动基准定位板10伸出，定位气缸601带动锥形定位销602、驱动气缸901带动驱动滚轮902缩回，左滑动气缸202带动左滑动板201向左退至极限位置，左滑动板201上的缸筒轴向定位筒5、缸筒油孔定位机构\n6和两个缸筒径向定心滚动支撑架7随之向左移动，同时右滑动气缸302带动右滑动板301向右推至极限位置，右滑动板301上的缸底焊块轴向定位筒4也随之向右移动，整个装置处于待上料状态；再次启动PLC控制系统，使之进入自动工作状态，当焊接工作站的三自由度直角坐标伺服油缸上下件机械手22将缸筒17放到两个缸筒径向定心滚动支撑架7上、缸底底盘18放到V型支撑块11上时，左滑动气缸202的输出端伸出带动左滑动板201向右移动，带动左滑动板201上的缸筒轴向定位筒5、缸筒油孔定位机构6和两个缸筒径向定心滚动支撑架7向右移动，当缸筒17右端抵住基准定位板10时，缸筒17被基准定位板10和缸筒轴向定位筒5挤住从而起到了轴向定位作用；接着定位气缸601输出端伸出使锥形定位销602压在缸筒17上，然后驱动气缸901的输出端也伸出使驱动滚轮902压在缸筒17上，同时驱动步进电机903旋转带动驱动滚轮902旋转，驱动滚轮902带动缸筒17旋转，当缸筒17上的油孔转到锥形定位销602处时（在安装定位气缸时要使锥形定位销正好能插入定好位的缸筒的油孔内），锥形定位销602插入油孔内并将缸筒17定位，缸筒17停止转动，驱动步进电机903停止运转，此时驱动步进电机903的位置作为其之后再次启动的零点；当缸底底盘18放到V型支撑块11上时，两个轴向上料气缸14将两块缸底焊块19从轴向上料料仓14推到横向上料盘13内，横向上料气缸14再将缸底焊块19推至缸底焊块轴向定位筒4的前端，接着右滑动气缸302的输出端伸出带动右滑动板301向左移动，从而使缸底焊块轴向定位筒4推动两块缸底焊块19向左移动至缸底底盘18，然后再共同向左推至基准定位板10处，定心气缸121将定心轴12插入缸底焊块19的孔中，同时套气缸151将定心套15压向缸底焊块19，块气缸161将定位块16向上移动托住缸底焊块19，使两个缸底焊块19处于全面定位状态，然后由六自由度焊接机器人20对缸底底盘18与两个缸底焊块\n19进行组对焊接后，定心气缸121、套气缸151和块气缸161的输出端同时缩回，解除对缸底焊块19的定位，同时基准定位板10退出、缸筒旋转驱动滚轮机构9退出解除对缸筒17的压制，然后左滑动气缸202带动左滑动板201向右推至极限位置，右滑动气缸302将组对后的缸底底盘18推入缸筒17，由六自由度焊接机器人20对缸底底盘18与缸筒17进行组对焊接；然后右滑动气缸302向左推动组对后的缸筒17，由于缸筒17在缸筒径向定心滚动支撑架7上，缸筒17的左端有缸筒轴向定位筒5顶着，所以左滑动板201也向左滑动，同时推动左滑动气缸202向左退至极限位置，这时驱动气缸901的输出端再次伸出使驱动滚轮\n902压在缸筒17上，定位气缸601带动锥形定位销602退出缸筒17上的油孔，同时驱动步进电机903旋转带动驱动滚轮902旋转，驱动滚轮902带动缸筒17旋转45°，使油孔转至正上方，这时气动机械手8将油嘴夹持至油孔上，六自由度焊接机器人20将油嘴与缸筒17组对，气动机械手8退出，六自由度焊接机器人20将油嘴焊接在缸筒17的油孔上，另一个气动机械手8将另一个油嘴夹持至另一个油孔上，重复上述焊接过程，再接着驱动步进电机903再次启动，通过驱动滚轮902带动缸筒17旋转，与此同时六自由度焊接机器人20焊接缸底焊块19的焊缝，然后驱动步进电机903带动缸筒17旋转360°，六自由度焊接机器人20对缸筒17与缸底底盘18的环缝进行焊接，焊接完毕后，缸筒旋转驱动滚轮机构9退出，右滑动气缸302向右退至右端极限位置，三自由度直角坐标伺服油缸上下件机械手22将焊接好的缸筒17送至下件处，其它相应机构回至初始位置，开始下一个作业循环。\n[0025] 除说明书所述技术特征外，其余技术特征均为本领域技术人员已知技术。