王朝

摘 要：本文针对机器人电气自动化焊接工作站的关键位置进行了分析，着重研究了机器人动作、搬运器结构及通信问题，明确了机器人电气自动化焊接工作站设计的重要性。科学性地解释工件卡紧技术，可方便地根据现场实际生产需要完成优化调整，提高焊接生产效率和质量。

关键词：电气自动化;机器人;焊接工作站

机器人模式可避免传统焊接作业中存在的风险，提高电气自动化水平，使焊接机器人在工业自动化和现代化发展中得到应用，从而避免传统焊接作业中存在的各种风险，提高产品生产与制造的效率和质量，因此，有必要对机器人和电气自动化焊接工作站的设计内容和实施过程进行深入分析，提高工厂流水线设计的能力。

一、机器人焊接工作站设计要求分析

配套电气自动化与机器人的焊接工作站主要包括焊接电源、弧焊机器人、变位机、清枪站、控制系统、夹具屏蔽室等结构，焊接工作站的主要原理是技术员借助示教器对机器人进行引导，使其按照步骤执行工作任务，可以在实践阶段记忆动作的姿态、控制系统、夹屏装置等内容，通过示教器对机器人完成引导，使其按照步骤执行工作任务，机器人可以在实践阶段记忆动作的姿态、控制系统、焊接参数等内容。

二、设计内容和实施过程

（一） PLC总控与相关信号系统的联动

1.机器人与PLC总控

（I）机器人位置设置。当焊接机器人进入非干涉区域或原点后，会向PLC发送预警信号，使总控区域及时进行信号互锁。若想在焊接阶段防止机器人意外转台出现撞机情况，可以借助PLC总控系统屏蔽夹具动作以及转台转动过程。

（2）夹具控制命令。在实际工作过程中，焊接机器人有时无法接触焊接点，因此，可以设置夹具夹紧单元开展相关补焊以及旋转操作，确保。焊接机器人获取焊接控制指令。借助总线向夹具控制单元传递信息，可以有效克服相关控制操作失误问题。

（3） 系统信号分析。焊接系统信号借助PLC总控模式，在系统触摸屏中进行显示，方便操作人员查询、监督相关行为，其中包含故障信息、初始化信息、程序执行进度等内容。

2.焊装夹具和PLC总控

通常情况下，焊接夹具与夹具控制单元配套设置包含I/O端子、ET200总线端子、总线电源等内容。由于夹具上包含气缸夹紧打开信号、工件到位信号、夹具操作按钮等结构，需要与1IO端子相连接。借助ET200M总线端子使I/O信号转变为总线信号，依托总线模式向PLC总控系统传输夹具控制指令。

3.觸摸屏信号与PLC总控

1.选择并显示数据。焊接工作站内包含触摸屏，能够显自动化控制指令。例如，产品需要更新或更换时，焊接之前可以在触摸屏中选择相关类型，当其与识别夹具相同时确认执行。若不一致则会发出预警信号，提升生产准确性。其中，机器人工作状态和产品类型能够借助触摸屏显示并选择，进而开展相关操作行为。

2.显示系统信号。系统信号会依据PLC总控模式在触摸屏中进行显示，可以帮助操作人员完成查询和监督。其内部包含系统故障信息、初始化信息以及程序执行进度。

3.手动控制。触摸屏显示模块可以单独控制工作站输入点和输出点，该形式简单易操作，进而完成一体化维护、 调试、故障处理，通过自动查询对逻辑控制点实现动作保障。若系统发出预警信息或出现相关故障问题，工作人员能够结合弹窗排查故障信息，并及时解决问题。

4. 安全回路。焊接机器人电气自动化工作的安全性十分重要，在设计过程中应包含光栅、机器人控制系统、其他设备、现场操作安全回路，实现多模块集成统筹。依据软件和硬件双重锁定情况完成编程布线，若安全监视点出现问题，可以及时在触摸屏上显示相关原因，创建安全：回路，提升焊接机器人工作的安全性。

（二）设计方案

焊接机器人属于现代化工业产品，由于其具备可重复编程功能，可使机器人向工业自动化层面发展。电气自动化过程是指借助物料储运系统、计算机系统等技术，以控制数控机床设备，使其开展自动化运作的过程”。机器人自动焊接工作站受计算机控制系统管理，融合焊接变位机、焊接机器人，可开展自动流水线作业。此运作形式可以焊接2。5 m以下产品，实现自动焊接、上料、卸货，满足流水线一体化生产目标。通过设计技术方案，加强智能搬运机、码垛架、变位机等装置设备的协调运行。将气动系统和电气系统作为生产程序，实现程序与设备双向革新，提升其生产效率，降低生产线的工作强度田。

（三）其他部件设计

1.机器人动作设置。电气自动化机器人焊接工作站中，机器人的位置十分关键。通常情况下需要计算机模拟定位，结合实际工作情况设置机器人轨迹、姿态动作、速度。通过现场示教完成设备联动，使其协调统一，满足操作精度、工作节拍的设计要求。

2.工件定位工装。该模块设置对多种工件装卡阶段实现快速定卡，借助气缸拉钩、弹簧以及变位机的快速卡环，保证工件卡紧与定位动作。在工装支座位置设置定位架，完成工件定位工装与变位机的连接。

3.智能搬运器。该装置主要借助电机设备进行横移和升降，其内部包含导向套、横移架、升降架、伸缩叉臂、横移轮等部分。该装置的主要作用是提升码垛速度，借助导轨将装卡完毕工件、焊接变位机移动至码货架位置，利用智能搬运器进行流水线自动化生产，降低劳动强度，提升生产工作的效率。

（四）变位机设计应用

焊接：工作站中变位机是专用辅助装置，可以在回转工作中实现焊接变位，提升焊接速度，提高加工位置的精确性。变位机包含翻转和回转两部分，通过无级调速、回转翻转、升降工作台进行角度装配，和操作机、焊机协同使用，形成电气自动化焊接中心。在设计变位机时，要将焊接机和操作机相结合，实现焊接系统联动。变位机是电气自动化与机器人配套焊接工作站的关键结构，内部包含卡环、导轨、翻转轴、旋转轴、钢结构等工件设备。

（五）清枪站设计分析

当清枪站与焊接系统连接后，可以自动、有效、全面地清除焊枪喷嘴杂质，延长焊枪的实际使用寿命，减少故障次数。清枪站包含剪丝单元、清枪单元、防喷飞溅液等结构。其中，机器人在焊接阶段移动至清枪位置，向可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller， PLC）输送输出信号，控制喷嘴区域、V型块，固定喷嘴和焊枪位置，使铰刀通过直线运动向喷嘴表面移动。当焊枪移动至规定位置后，使剪丝单元获取PLC信号，切除结球，确保焊丝干伸长度相同。由于施工阶段飞溅问题会影响生产效果，应设置防喷飞溅液单元，规避焊接飞溅情况。该结构内部包含密封油仓，当发送相关信号后，利用真空发生器将压缩空气与防喷飞溅液相结合，在导电嘴和喷嘴上均匀喷洒。同时，该结构能实现自动清枪，可以连续大批量开展工作。

结束语：

综上所述，在经济全球化发展背景下，工业设备逐渐向自动化方向迈进，应用并普及焊接机器人是实现电气自动化发展的关键，能够提升工作效率。文章通过概述机器人自动化焊接工作站的设计要求，围绕变位机等方面探究电气自动化和机器人配套焊接工作站的设计思路与实践过程，可提升焊接质量，减少工作人员的任务量。

参考文献：

[1]何幼根，斯圣斌，杜荣来，等机器人自动化焊接工作站辅助编程工艺[J].建材世界，2020（1）： 55-57.

[2]卞星星.机器人自动焊接工作站设计与应用研究[J].科技与创新， 2019 （24）： 160-161.