激光切割与焊接一体化工作站及工作方法
专利汇可以提供激光切割与焊接一体化工作站及工作方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种 激光切割 与 焊接 一体化工作站，包括两个工位，工位包括 框架 和设置在框架顶部的固定 底板 ，固定底板上安装有用于固定待加工 工件 的工装组件，在两个工位之间设置有两个 钢 墩底座，在两个钢墩底座上分别设置有机械手，两个机械手分别为焊接机械手和切割机械手，焊接机械手的执行末端设置有 激光焊接 头，切割机械手的执行末端设置有激光切割头；本发明将激光切割与激光焊接两个工序设计整合为一个工序的自动化生产工作站，实现在一个工序中完成激光切割与焊接工作，提高生产效率，节省生产时间和生产场地，降低操作人员劳动强度，降低企业生产成本，节省资源，提升产品 质量 ，非常适用于在 汽车 保险杠 、车灯加工制造等方面进行推广应用。，下面是激光切割与焊接一体化工作站及工作方法专利的具体信息内容。
1.激光切割与焊接一体化工作站，其特征在于：包括相互平行且对称设置的两个工位，所述工位包括框架和设置在框架顶部的固定底板，所述固定底板上安装有用于固定待加工保险杠工件的保险杠工装组件或用于固定待加工雾灯工件的雾灯工装组件，在两个工位之间设置有两个钢墩底座，在两个钢墩底座上分别设置有机械手，两个机械手分别为焊接机械手和切割机械手，所述焊接机械手的执行末端设置有激光焊接头，在焊接机械手旁边设置有为激光焊接头供给激光的焊接激光器，所述切割机械手的执行末端设置有CO2激光器，并在CO2激光器上设置有激光切割头。
2.根据权利要求1所述的激光切割与焊接一体化工作站，其特征在于，所述的工位还包括设置在框架内部的两个下料斗，在两个下料斗的底部分别设置有废料抽屉，在与两个下料斗对应的固定底板上分别形成有两个下料口。
3.根据权利要求2所述的激光切割与焊接一体化工作站，其特征在于，所述的下料斗通过除尘管道与外部除尘器连通。
4.根据权利要求2所述的激光切割与焊接一体化工作站，其特征在于，
所述的保险杠工装组件包括保险杠工装底板和保险杠仿形模具，所述保险杠仿形模具设置在保险杠工装底板的中心位置，在保险杠仿形模具两侧的保险杠工装底板上分别对称设置有侧支架、上压夹紧机构、两个中间支架以及两个雷达支架安装组件，在保险杠仿形模具两侧的保险杠工装底板上分别形成有与固定底板上两个下料口对应的开口，位于保险杠仿形模具同一侧的两个中间支架分别安装在开口的前侧边沿处和后侧边沿处，所述保险杠仿形模具、中间支架以及侧支架上分别设置有吸盘，在保险杠仿形模具前方的保险杠工装底板上设置有旋转压紧机构，在旋转压紧机构两侧分别设置一个雷达支架安装组件，两个侧支架分别设置在保险杠工装底板的两端，两个上压夹紧机构分别设置在两个侧支架的后侧，在每个上压夹紧机构旁边分别设置一个雷达支架安装组件；
所述的雾灯工装组件包括雾灯工装底板和雾灯仿形模具，所述雾灯仿形模具设置在雾灯工装底板上，在雾灯工装底板上还设置有旋转压紧机构和雷达支架安装组件。
5.根据权利要求4所述的激光切割与焊接一体化工作站，其特征在于，在保险杠工装底板和雾灯工装底板的后侧边沿处分别设置有产品识别感应片，在工位的框架上设置有与产品识别感应片对应的产品识别接近开关。
6.根据权利要求4所述的激光切割与焊接一体化工作站，其特征在于，在保险杠仿形模具和雾灯仿形模具上分别设置有用于感知工件的工件识别接近开关。
7.根据权利要求4所述的激光切割与焊接一体化工作站，其特征在于，在工位的固定底板上设置有定位销，保险杠工装底板和雾灯工装底板分别通过定位销安装在固定底板上，并分别通过快速锁紧扳手固定在固定底板上。
8.根据权利要求4所述的激光切割与焊接一体化工作站，其特征在于，所述的雷达支架安装组件包括雷达支架摆放机构和底部支撑机构，所述雷达支架摆放机构包括摆放立柱和摆放气缸，所述摆放气缸通过旋转装置转动安装在摆放立柱上，摆放气缸的执行手臂末端安装有气动夹爪，气动夹爪的两个爪臂分别连接有夹爪支架，在两个夹爪支架上分别设置有用于夹持待安装雷达支架工件的亚克力仿形板；所述底部支撑机构包括支撑立柱和导杆式气缸，导杆式气缸固定安装在支撑立柱上，在导杆式气缸的执行端设置有优力胶支撑垫；
所述的上压夹紧机构包括上压立柱和上压气缸，所述上压气缸通过旋转装置转动安装在上压立柱上，上压气缸的执行手臂末端安装有压条；
所述的旋转压紧机构包括底座和旋转下压气缸，旋转下压气缸通过底座竖直安装在保险杠工装底板或雾灯工装底板上，旋转下压气缸的执行端向上，在旋转下压气缸的执行端上安装有两个旋转臂，两个旋转臂之间的夹角为90度，每个旋转臂的末端均连接有螺杆，且螺杆位于旋转臂的下方并与旋转臂垂直，在螺杆的底端设置有压帽。
9.根据权利要求1所述的激光切割与焊接一体化工作站，其特征在于，在两个工位的外围设置有壳体，与两个工位对应的壳体前端和后端分别设置有升降门、按钮盒以及声光报警灯，在壳体的两侧分别设置有侧门，所述升降门和侧门上分别设置有观察窗，所述壳体的顶部设置有多个吹气风扇，电器柜、工控机以及机械手控制器均设置在壳体内部空间中，在壳体上还设置有与电器柜连通的接线面板以及与工控机连通的显示器和键盘鼠标，其中键盘鼠标通过翻盖式键盘鼠标托设置在壳体上。
10.基于权利要求4所述激光切割与焊接一体化工作站的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）当加工保险杠工件时，首先操作人员将用于固定待加工保险杠工件的保险杠工装组件安装到工位的固定底板上，然后操作人员将保险杠工件放置在保险杠工装组件的保险杠仿形模具上，保险杠工件的外表面分别与保险杠仿形模具、中间支架以及侧支架上设置的吸盘接触，并通过上压夹紧机构和旋转压紧机构进行压紧固定，然后操作人员将雷达支架工件分别上料至雷达支架安装组件上；
当加工雾灯工件时，首先操作人员将用于固定待加工雾灯工件的雾灯工装组件安装到工位的固定底板上，然后操作人员将雾灯工件放置在雾灯工装组件的雾灯仿形模具上，并通过旋转压紧机构进行压紧固定，然后操作人员将雷达支架工件上料至雷达支架安装组件上；
（2）两个工位命名为一号工位和二号工位，启动两个机械手，切割机械手首先开始动作并驱动激光切割头位移至一号工位上，使激光切割头对一号工位上的保险杠工件或雾灯工件进行切割作业，此时焊接机械手保持原点位置待命；当一号工位上的切割作业完成后，切割机械手继续动作并驱动激光切割头位移至二号工位上，使激光切割头对二号工位上的保险杠工件或雾灯工件进行切割作业，此时一号工位上的雷达支架安装组件将雷达支架工件压紧在保险杠工件或雾灯工件的待焊接位置，焊接机械手开始动作并驱动激光焊接头位移至一号工位上，使激光焊接头对一号工位上的雷达支架工件进行焊接作业，将雷达支架工件焊接固定在保险杠工件或雾灯工件上；当二号工位上的切割作业完成后，切割机械手恢复至原点位置待命；此时二号工位上的雷达支架安装组件将雷达支架工件压紧在保险杠工件或雾灯工件的待焊接位置，当一号工位的焊接作业完成后，焊接机械手继续动作并驱动激光焊接头位移至二号工位上，使激光焊接头对二号工位上雷达支架工件进行焊接作业，将雷达支架工件焊接固定在保险杠工件或雾灯工件上；当二号工位上的焊接作业完成后，焊接机械手恢复至原点位置待命；
（3）在一号工位的焊接作业完成后、二号工位的焊接作业过程中，操作人员即可对一号工位进行换料操作，将一号工位上切割与焊接作业完成后的保险杠工件或雾灯工件取下，更换下一个待加工的保险杠工件或雾灯工件，然后重复步骤（2）；在二号工位的焊接作业完成后、一号工位的再次切割作业过程中，操作人员即可对二号工位进行换料操作，将二号工位上切割与焊接作业完成后的保险杠工件或雾灯工件取下，更换下一个待加工的保险杠工件或雾灯工件；如此往复循环工作。
激光切割与焊接一体化工作站及工作方法
技术领域
背景技术
发明内容
所述的旋转压紧机构包括底座和旋转下压气缸，旋转下压气缸通过底座竖直安装在保险杠工装底板或雾灯工装底板上，旋转下压气缸的执行端向上，在旋转下压气缸的执行端上安装有两个旋转臂，两个旋转臂之间的夹角为90度，每个旋转臂的末端均连接有螺杆，且螺杆位于旋转臂的下方并与旋转臂垂直，在螺杆的底端设置有压帽。
当加工雾灯工件时，首先操作人员将用于固定待加工雾灯工件的雾灯工装组件安装到工位的固定底板上，然后操作人员将雾灯工件放置在雾灯工装组件的雾灯仿形模具上，并通过旋转压紧机构进行压紧固定，然后操作人员将雷达支架工件上料至雷达支架安装组件上；
（2）两个工位命名为一号工位和二号工位，启动两个机械手，切割机械手首先开始动作并驱动激光切割头位移至一号工位上，使激光切割头对一号工位上的保险杠工件或雾灯工件进行切割作业，此时焊接机械手保持原点位置待命；当一号工位上的切割作业完成后，切割机械手继续动作并驱动激光切割头位移至二号工位上，使激光切割头对二号工位上的保险杠工件或雾灯工件进行切割作业，此时一号工位上的雷达支架安装组件将雷达支架工件压紧在保险杠工件或雾灯工件的待焊接位置，焊接机械手开始动作并驱动激光焊接头位移至一号工位上，使激光焊接头对一号工位上的雷达支架工件进行焊接作业，将雷达支架工件焊接固定在保险杠工件或雾灯工件上；当二号工位上的切割作业完成后，切割机械手恢复至原点位置待命；此时二号工位上的雷达支架安装组件将雷达支架工件压紧在保险杠工件或雾灯工件的待焊接位置，当一号工位的焊接作业完成后，焊接机械手继续动作并驱动激光焊接头位移至二号工位上，使激光焊接头对二号工位上雷达支架工件进行焊接作业，将雷达支架工件焊接固定在保险杠工件或雾灯工件上；当二号工位上的焊接作业完成后，焊接机械手恢复至原点位置待命；
（3）在一号工位的焊接作业完成后、二号工位的焊接作业过程中，操作人员即可对一号工位进行换料操作，将一号工位上切割与焊接作业完成后的保险杠工件或雾灯工件取下，更换下一个待加工的保险杠工件或雾灯工件，然后重复步骤（2）；在二号工位的焊接作业完成后、一号工位的再次切割作业过程中，操作人员即可对二号工位进行换料操作，将二号工位上切割与焊接作业完成后的保险杠工件或雾灯工件取下，更换下一个待加工的保险杠工件或雾灯工件；如此往复循环工作。
图3为本发明外观立体结构示意图三；
图4为本发明外观顶部结构示意图；
图5为本发明外观底部结构示意图；
图6为本发明去除壳体及部分部件后的结构示意图一；
图7为本发明去除壳体及部分部件后的结构示意图二；
图8为本发明机械手的结构示意图；
图9为本发明加工保险杠工件时的工位结构示意图一；
图10为本发明加工保险杠工件时的工位结构示意图二；
图11为本发明加工保险杠工件时的工位结构示意图三；
图12为本发明加工保险杠工件时的工位结构示意图四；
图13为本发明加工保险杠工件时的保险杠工装组件中间位置结构示意图；
图14为本发明加工保险杠工件时的保险杠工装组件端部位置结构示意图；
图15为本发明雷达支架摆放机构结构示意图；
图16为本发明上压夹紧机构结构示意图；
图17为本发明旋转压紧机构结构示意图；
图18为本发明工位的立体结构示意图；
图19为本发明工位的正面结构示意图；
图20为本发明底部支撑机构的结构示意图；
图21为本发明加工雾灯工件时的工位结构示意图一；
图22为本发明加工雾灯工件时的工位结构示意图二；
图23为本发明加工雾灯工件时的工位结构示意图三；
图24为本发明加工雾灯工件时的工位结构示意图四；
图25为本发明加工雾灯工件时的工位结构示意图五；
图26为本发明加工雾灯工件时的雾灯工装组件结构示意图一；
图27为本发明加工雾灯工件时的雾灯工装组件结构示意图二；
图28为本发明雷达支架摆放机构动作结构示意图；
图29为本发明上压夹紧机构动作结构示意图；
图中主要附图标记含义如下：
1-壳体，2-显示器，3-翻盖式键盘鼠标托，4-工控机，5-电器柜，6-接线面板，7-升降门，
8-观察窗，9-按钮盒，10-声光报警灯，101-吹气风扇，102-侧门，11-焊接机械手，12-切割机械手，13-机械手控制器，14-钢墩底座，15-焊接激光器，16-激光焊接头，17-CO2激光器，18-激光切割头，21-保险杠工件，22-雷达支架工件，23-雾灯工件，24-产品识别接近开关，25-产品识别感应片，26-工件识别接近开关，27-执行手臂，28-旋转装置，31-工位，32-框架，
33-下料斗，34-废料抽屉，35-固定底板，36-除尘管道，37-定位销，38-快速锁紧扳手，41-保险杠工装底板，42-保险杠仿形模具，43-中间支架，44-侧支架，45-吸盘，46-雾灯工装底板，
47-雾灯仿形模具，51-雷达支架摆放机构，52-摆放立柱，53-摆放气缸，54-气动夹爪，55-夹爪支架，56-亚克力仿形板，61-上压夹紧机构，62-上压立柱，63-上压气缸，64-压条，71-旋转压紧机构，72-底座，73-旋转下压气缸，74-旋转臂，75-螺杆，76-压帽，81-底部支撑机构，
82-支撑立柱，83-导杆式气缸，84-优力胶支撑垫。
具体实施方式
54的两个爪臂分别连接有夹爪支架55，在两个夹爪支架55上分别设置有用于夹持待安装雷达支架工件22的亚克力仿形板56；如图28所示，摆放气缸53的执行手臂27是在垂直方向上动作；如图20所示，底部支撑机构81包括支撑立柱82和导杆式气缸83，导杆式气缸83固定安装在支撑立柱82上，在导杆式气缸83的执行端设置有优力胶支撑垫84；工作时，通过旋转装置28驱动摆放气缸53在摆放立柱52上转动，用以调整摆放气缸53的位置姿态，即调整雷达支架工件22的预设安装角度；气动夹爪54用于夹持待安装雷达支架工件22，摆放气缸53通过执行手臂27驱动气动夹爪54位移至工作状态，使气动夹爪54夹持雷达支架工件22并将雷达支架工件22准确的放置在保险杠工件21内表面待焊接位置，并持续施加压力，直到焊接结束后，气动夹爪54释放雷达支架工件22，摆放气缸53再通过执行手臂27驱动气动夹爪54位移恢复至初始状态，其中，在气动夹爪54夹持雷达支架工件22并将雷达支架工件22准确的放置在保险杠工件21内表面待焊接位置时，底部支撑机构81的导杆式气缸83驱动优力胶支撑垫84支撑在保险杠工件21待焊接位置的外表面，使优力胶支撑垫84与雷达支架工件22之间形成相对的作用力，从而使雷达支架工件22与保险杠工件21内表面更好的接触贴合。
25，在工位31的框架32上设置有与产品识别感应片25对应的产品识别接近开关24，在雾灯仿形模具47上也设置有用于感知工件的工件识别接近开关26；其中，雾灯仿形模具47包括两个侧板，在两个侧板之间倾斜设置有一块斜板，斜板上设置有与雾灯工件23配合的柱状体结构，在斜板上形成有通孔，与斜板上通孔对应的雾灯工装底板46上也形成有开口，且雾灯工装底板46上的开口与固定底板35上的下料口对应，雷达支架安装组件中的雷达支架摆放机构51设置在雾灯工装底板46上，雷达支架安装组件中的底部支撑机构81设置在斜板上的通孔内，工件识别接近开关26也设置在斜板上的通孔内。
43以及侧支架44上设置的吸盘45接触，并通过上压夹紧机构61和旋转压紧机构71进行压紧固定，然后操作人员将雷达支架工件22分别上料至雷达支架安装组件上；
当加工雾灯工件23时，首先操作人员将用于固定待加工雾灯工件23的雾灯工装组件安装到工位31的固定底板35上，然后操作人员将雾灯工件23放置在雾灯工装组件的雾灯仿形模具47上，并通过旋转压紧机构71进行压紧固定，然后操作人员将雷达支架工件22上料至雷达支架安装组件上；
（2）两个工位31命名为一号工位和二号工位，启动两个机械手，切割机械手12首先开始动作并驱动激光切割头18位移至一号工位上，使激光切割头18对一号工位上的保险杠工件
21或雾灯工件23进行切割作业，此时焊接机械手11保持原点位置待命；当一号工位上的切割作业完成后，切割机械手12继续动作并驱动激光切割头18位移至二号工位上，使激光切割头18对二号工位上的保险杠工件21或雾灯工件23进行切割作业，此时一号工位上的雷达支架安装组件将雷达支架工件22压紧在保险杠工件21或雾灯工件23的待焊接位置，焊接机械手11开始动作并驱动激光焊接头16位移至一号工位上，使激光焊接头16对一号工位上的雷达支架工件22进行焊接作业，将雷达支架工件22焊接固定在保险杠工件21或雾灯工件23上；当二号工位上的切割作业完成后，切割机械手12恢复至原点位置待命；此时二号工位上的雷达支架安装组件将雷达支架工件22压紧在保险杠工件21或雾灯工件23的待焊接位置，当一号工位的焊接作业完成后，焊接机械手11继续动作并驱动激光焊接头16位移至二号工位上，使激光焊接头16对二号工位上雷达支架工件22进行焊接作业，将雷达支架工件22焊接固定在保险杠工件21或雾灯工件23上；当二号工位上的焊接作业完成后，焊接机械手11恢复至原点位置待命；
（3）在一号工位的焊接作业完成后、二号工位的焊接作业过程中，操作人员即可对一号工位进行换料操作，将一号工位上切割与焊接作业完成后的保险杠工件21或雾灯工件23取下，更换下一个待加工的保险杠工件21或雾灯工件23，然后重复步骤（2）；在二号工位的焊接作业完成后、一号工位的再次切割作业过程中，操作人员即可对二号工位进行换料操作，将二号工位上切割与焊接作业完成后的保险杠工件21或雾灯工件23取下，更换下一个待加工的保险杠工件21或雾灯工件23；如此往复循环工作。
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