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金属结构件焊接机器人工作站
工作站整体布局 本文设计的工作站采用双机双工位的焊接模式， 即采用两套机器人配合一台三轴垂直翻转变位机进行 焊接作业。工作站主要组成部分为: 安川 MA1440 型
弧焊机器人( 工作半径为1440mm，负载 6kg，配备碰撞 检测功能及始端检出功能) 、机器人安装底座、 ＲD500 全数字式焊接电源、机器人 DX200 控制柜、三轴垂直 翻转变位机、工装夹具、清***剪丝机、安全护栏等。充 分考虑待焊接工件品种及厂房条件，工作站整体结构 框架如图1 所示。
焊接时首先通过人机交互界面选择待焊接的工件 型号，随后人工将工件放置在焊接工位并进行定位夹 紧，按S2/S3 工位翻转按钮后进行预约，工位翻转180° 到位后，焊接机器人执行相应焊接程序，开始焊接动 作;焊接完成后由人工按 S3/S2 工位翻转按钮后进行预约，工位翻转 180°到位后，焊接机器人继续执行相 应焊接程序，开始焊接动作。
变位机及焊接工装平台设计 本工作站设计的变位机根据工件焊缝分布在两 侧、工艺要求、装夹的效率及操作的便利性，采用三轴 垂直翻转变位机，内侧焊接的同时，外侧可装夹工件， 以达到不间断循环作业的目的。其中变 位机的回转采用可与机器人实现联动的交流伺服电 机，减速机采用 ＲV 减速机，精度高，速度可调，和机器 人协作完成焊接动作。
工装是一种在加 工过程中能准确稳定 的定位及夹紧工件的 工艺设备，好的工装 设计方案能提高产品 质量和生产效率。 本工作站的焊接对象 为不同尺寸序列的角 钢横梁，工件在宽度和高度方面的尺寸基本一致，长度 随型号变化，其中*大的尺寸为2250mm × 200mm × 500mm。工装夹具、气缸等设备均以图3 所示的工装 桌面为安装基础，通过定位销孔的不同组合，可以实现 对不同尺寸工件的装夹。
利用 SolidWorks 对工作站进行三维建模，可以直 观的显示系统设计意图，便于进行设计分析，发现其中 的设计缺陷并及时的对其进行修正。
本工作站的控 制系统以台达 PLC 为控制核心，系统的 所有设备除机器人 的运行轨迹外，都要 受 到 PLC 的 控 制。作业动作主 要包括气缸夹具夹紧松开、变位机翻转、机器人执行焊接动作等，对工作 站的控制主要通过人机交互界面和工位操作盒来完 成，在人机交互界面上设置可以调用机器人中不同的 程序，如 S2 工位焊接程序、 S3 工位焊接程序或机器人 清***剪丝程序等，从而实现不同的动作;通过工位操作 盒可以控制气缸夹具的夹紧、松开以及变位机的翻转 动作等。PLC 控制系统结构框图如图2 所示。
针对本工作站利用 DOPSoft 软件对工作站操 作进行人机交互界面设 计。首先根 据本次待焊接的工件型号 进行工装调整，由人工进 行工件上下料并通过操作 工位操作盒按钮对工件进 行定位夹紧，将机器人示 教器切换到远程模式，在 人机交互界面设置进行 PLC 控制。
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