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鍋爐換熱器焊接機器人工作站的制作方法

文檔序號:11207033閱讀:589來源:國知局
鍋爐換熱器焊接機器人工作站的制造方法與工藝

本發(fā)明屬于焊接設備技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及一種鍋爐換熱器焊接機器人工作站。



背景技術(shù):

目前,對鍋爐換熱器的生產(chǎn)企業(yè)進行調(diào)研發(fā)現(xiàn),在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中鍋爐換熱器的焊接均以手工操作為主。在生產(chǎn)中,采用人工焊接,焊接工人經(jīng)常會受到心理、生理條件變化及周圍環(huán)境的干擾。在惡劣的焊接條件下,操作工人容易疲勞,難以較長時間保持焊接工作穩(wěn)定性和一致性,就會造成焊接的效率低和質(zhì)量不穩(wěn)定等,且焊接后表面光潔度較差。

現(xiàn)在的生產(chǎn)系統(tǒng)生產(chǎn)中存在以下不足:

1.人工焊接鍋爐換熱器,焊接的效率和質(zhì)量很大程度上受限于焊接工人的熟練程度及操作狀態(tài),焊接一致性不好,焊接質(zhì)量不穩(wěn)定,焊接效率低。

2.沒有專用的焊接夾具,靠人工吊運翻轉(zhuǎn)工件進行焊接,生產(chǎn)效率低。

因此,如何解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷成為了該領(lǐng)域技術(shù)人員努力的方向。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

本發(fā)明的目的就是提供一種鍋爐換熱器焊接機器人工作站,能完全解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處。

本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn):

一種鍋爐換熱器焊接機器人工作站,包括焊接機器人、龍門架、可升降式雙回轉(zhuǎn)變位機、工裝夾具和行走裝置;所述龍門架為并排連接的2個,在其中一個龍門架前方設置可升降式雙回轉(zhuǎn)變位機,工裝夾具安裝在可升降式雙回轉(zhuǎn)變位機上,行走裝置活動安裝在龍門架上,焊接機器人安裝在行走裝置上;所述龍門架包括支柱和橫梁,橫梁兩端底部連接支柱,橫梁頂面設置x向?qū)к壓蛒向齒條;所述行走裝置包括x向溜板裝置、y向溜板裝置、z向溜板裝置、x向驅(qū)動電機、y向驅(qū)動電機、z向驅(qū)動電機、滑臺座和滑臂,所述x向溜板裝置通過x向?qū)к壐迸cx向?qū)к壔瑒优浜希瑇向驅(qū)動電機固定在x向溜板裝置上,其輸出端安裝x向驅(qū)動齒輪,x向驅(qū)動齒輪與x向齒條嚙合,所述滑臺座一端固定在x向溜板裝置上,另一端懸空,y向溜板裝置通過y向?qū)к壐焙蛓向?qū)к壔瑒优浜显诨_座上,在滑臺座上安裝y向齒條,y向驅(qū)動電機安裝在y向溜板裝置上,其輸出端安裝y向驅(qū)動齒輪,y向驅(qū)動齒輪與y向齒條嚙合,z向溜板裝置固定在y向溜板裝置上,滑臂通過z向?qū)к壐焙蛕向?qū)к壔瑒优浜显趜向溜板裝置上,在滑臂上安裝z向齒條,z向驅(qū)動電機安裝在z向溜板裝置上,其輸出端安裝z向驅(qū)動齒輪,z向驅(qū)動齒輪與z向齒條嚙合,在滑臂的底端安裝焊接機器人;所述可升降式雙回轉(zhuǎn)變位機包括頭座、尾座和翻轉(zhuǎn)架工裝夾具,所述頭座和尾座相對設置,頭座上設有主驅(qū)動變位機構(gòu),尾座上對應設有從動變位機構(gòu),翻轉(zhuǎn)架的一端通過萬向連接器與主驅(qū)動變位機構(gòu)連接,另一端通過萬向連接器與從動變位機構(gòu)連接,工裝夾具回轉(zhuǎn)式連接在翻轉(zhuǎn)架上,所述萬向連接器包括連接座、支撐座、旋轉(zhuǎn)軸和回轉(zhuǎn)軸,所述支撐座上設有開口,連接座的頂端配合在該開口中,并通過回轉(zhuǎn)軸與支撐座連接,連接座底端與翻轉(zhuǎn)架固定連接,旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動安裝在支撐座上,且旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動軸線與回轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動軸線垂直且不相交,所述主驅(qū)動變位機構(gòu)和從動變位機構(gòu)上有支座,旋轉(zhuǎn)軸兩端與支座活動連接。

進一步,所述支柱與橫梁通過調(diào)整螺栓和擰緊螺釘連接,調(diào)整螺栓與支柱螺紋連接,調(diào)整螺栓的頂端與橫梁底面緊密接觸,擰緊螺釘與橫梁螺紋連接,在調(diào)整螺栓的頂端開設螺紋孔,擰緊螺釘?shù)牡锥伺c該螺紋孔連接,在調(diào)整螺栓上配合有螺母和圓墊板。

進一步,所述橫梁上對應x向齒條的兩端設有x向擋座,滑臺座上對應y向齒條的兩端設有y向擋座,z向溜板裝置上對應z向齒條的兩端設有z向擋座。

進一步,所述y向溜板裝置上安裝有y向定位原點裝置和z向定位原點裝置。

進一步,所述x向溜板裝置上通過固定架安裝焊接電源系統(tǒng),在x向溜板裝置上設有焊絲筒和焊絲導向裝置,在滑臂上對應設有送絲機、焊絲盤和焊絲引導桿,在滑臂上設有平衡吊裝置。

進一步,所述x向溜板裝置、y向溜板裝置和z向溜板裝置上均通過三個擰緊螺釘和一個定位螺釘連接有安裝板,所述擰緊螺釘配套有固定套,定位螺釘配套有定位套,x向驅(qū)動電機、y向驅(qū)動電機和z向驅(qū)動電機安裝在對應的安裝板上,在x向溜板裝置、y向溜板裝置和z向溜板裝置上分別設置間隙補償裝置,該間隙補償裝置包括擋塊、彈簧、調(diào)整螺栓、調(diào)整座、調(diào)整螺母和壓套,所述調(diào)整螺栓與擋塊相互垂直,所述擋塊的一端連接在安裝板上,擋塊的另一端連接調(diào)整螺栓的一端,調(diào)整螺栓的另一端由外至內(nèi)依次設置調(diào)整座、調(diào)整螺母、壓套和彈簧,所述調(diào)整座、壓套和彈簧套置在調(diào)整螺栓上,調(diào)整螺母與調(diào)整螺栓螺紋配合,調(diào)整座通過螺栓緊固在溜板裝置上。

進一步,所述連接座和支撐座上均開設有安裝孔,安裝孔內(nèi)配合有襯套,所述旋轉(zhuǎn)軸和回轉(zhuǎn)軸分別與襯套間隙配合,所述旋轉(zhuǎn)軸和回轉(zhuǎn)軸內(nèi)設有注油通道,該注油通道從旋轉(zhuǎn)軸和回轉(zhuǎn)軸的端部通往旋轉(zhuǎn)軸、回轉(zhuǎn)軸與襯套的接觸面,在蓋板上對應注油通道設有注油嘴,注油嘴與注油通道配合。

進一步,所述頭座包括機架、工作滑臺、雙排鏈輪機構(gòu)、升降油缸和主驅(qū)動變位機構(gòu),所述機架和工作滑臺通過多個連接板連接,所述主驅(qū)動變位機構(gòu)滑動配合在工作滑臺上,所述雙排鏈輪機構(gòu)包括鏈輪和鏈條,在機架和工作滑臺頂部對應轉(zhuǎn)動安裝鏈輪,鏈條的一端與主驅(qū)動變位機構(gòu)鉸接,另一端繞過鏈輪后與升降油缸的伸縮端鉸接,升降油缸的另一端鉸接在機架底部,所述主驅(qū)動變位機構(gòu)包括支座、滑座、翻轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置、回轉(zhuǎn)支承和翻轉(zhuǎn)齒輪,所述滑座通過直線導軌和滑軌副的配合與機架滑動連接,滑座上安裝回轉(zhuǎn)支承,回轉(zhuǎn)支承上連接端蓋,支座固定在端蓋上,翻轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置安裝在滑座背面,翻轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的輸出軸上安裝翻轉(zhuǎn)齒輪,翻轉(zhuǎn)齒輪與回轉(zhuǎn)支承嚙合。

進一步,所述尾座包括底座、機架、工作滑臺、雙排鏈輪機構(gòu)、升降油缸和從動變位機構(gòu),所述機架和工作滑臺通過多個連接板連接,且機架和工作滑臺的底部與底座滑動配合,所述從動變位機構(gòu)滑動配合在工作滑臺上,所述雙排鏈輪機構(gòu)包括鏈輪和鏈條,在機架和工作滑臺頂部對應轉(zhuǎn)動安裝鏈輪,鏈條的一端與從動變位機構(gòu)鉸接,另一端繞過鏈輪后與升降油缸的伸縮端鉸接,升降油缸的另一端鉸接在機架底部,所述從動變位機構(gòu)包括支座、滑座和回轉(zhuǎn)支承,所述滑座通過直線導軌和滑軌副的配合與工作滑臺滑動連接,滑座上安裝回轉(zhuǎn)支承,回轉(zhuǎn)支承上連接端蓋,支座固定在端蓋上。

進一步,所述翻轉(zhuǎn)架包括回轉(zhuǎn)支承架、回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置、回轉(zhuǎn)支承和小齒輪,所述回轉(zhuǎn)支承架的兩端通過萬向連接器與頭座和尾座連接,在回轉(zhuǎn)支承架的中部安裝回轉(zhuǎn)支承,回轉(zhuǎn)支承架背面對應安裝回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置,回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置的輸出軸上安裝小齒輪,小齒輪與回轉(zhuǎn)支承嚙合,工裝夾具與回轉(zhuǎn)支承連接,所述回轉(zhuǎn)支承架上安裝有導電裝置,該導電裝置包括座體、壓縮彈簧和導電銅軸,所述座體固定在回轉(zhuǎn)支承架上,座體上開孔,導電銅軸底端套接壓縮彈簧并安裝在孔中,頂端與工裝夾具底面接觸。

與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果在于:

1、焊接機器人替代人工,完成不同種類鍋爐轉(zhuǎn)換器的自動化焊接,工作效率高,減低生產(chǎn)成本,減輕工人勞動強度;

2、針對鍋爐轉(zhuǎn)化器設計通用的工裝夾具,可對工件實現(xiàn)快速的裝夾,夾具可適用于不同種類鍋爐轉(zhuǎn)化器的裝夾;

3、替代人工,實現(xiàn)了機器人能代替人工完成更為復雜的邏輯分析,且比人工更為精準的完成各類動作,自動化程度高;

4、設有間隙補償裝置可以補償齒輪與齒條的齒隙,達到提高傳動精度和重復定位精度的目的;

5、可升降式雙回轉(zhuǎn)變位機可將不同種類工件的待焊部位變位至合適位置,可配合焊接機器人對工件進行自動化焊接,自動化程度高,有利于保證焊接質(zhì)量,提高焊接生產(chǎn)率和生產(chǎn)過程的安全性;

6、萬向連接器允許輸入軸和輸出軸之間存在一定的夾角,可避免在升降、翻轉(zhuǎn)和回轉(zhuǎn)運動的過程中出現(xiàn)卡死現(xiàn)象;

7、使用萬向連接器減小傳動時的磨損,提高整個升降式雙回轉(zhuǎn)變位機的使用壽命。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一個角度的立體結(jié)構(gòu)示意圖;

圖2是本發(fā)明另一個角度的立體結(jié)構(gòu)示意圖;

圖3是本發(fā)明龍門架與行走裝置的位置關(guān)系圖;

圖4是龍門架的結(jié)構(gòu)示意圖一;

圖5是圖4中ⅰ處的局部放大圖;

圖6是龍門架的結(jié)構(gòu)示意圖二;

圖7是行走裝置的立體結(jié)構(gòu)示意一;

圖8是行走裝置的俯視圖;

圖9是圖8中ⅱ處的局部放大圖;

圖10是圖9中e-e剖面結(jié)構(gòu)示意圖;

圖11是圖9中f-f剖面結(jié)構(gòu)示意;

圖12是過油軸的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖13是行走裝置的立體結(jié)構(gòu)示意二;

圖14是行走裝置的立體結(jié)構(gòu)示意三;

圖15是可升降式雙回轉(zhuǎn)變位機的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖16是萬向連接器的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖17是萬向連接器的分解結(jié)構(gòu)示意圖;

圖18是萬向連接器的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖;

圖19是圖18中的a-a剖視圖;

圖20是頭座的一個立體結(jié)構(gòu)示意圖;

圖21是頭座的另一個立體結(jié)構(gòu)示意圖;

圖22是主驅(qū)動變位機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖一;

圖23是主驅(qū)動變位機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖二;

圖24是主驅(qū)動變位機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖三;

圖25是圖24中的d-d剖視圖;

圖26是尾座的結(jié)構(gòu)示意圖一;

圖27是尾座的結(jié)構(gòu)示意圖二;

圖28是圖27中的b-b剖面結(jié)構(gòu)示意圖;

圖29是從動變位機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖一;

圖30是從動變位機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖二;

圖31是圖30中的c-c剖面結(jié)構(gòu)示意圖;

圖32是翻轉(zhuǎn)架的一個角度的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖33是翻轉(zhuǎn)架的另一個角度的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖34是工裝夾具的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例和附圖對本發(fā)明作進一步的說明。

一種鍋爐換熱器焊接機器人工作站,包括焊接機器人1、龍門架2、可升降式雙回轉(zhuǎn)變位機3、工裝夾具7和行走裝置;所述龍門架2為并排連接的2個,在其中一個龍門架2前方設置可升降式雙回轉(zhuǎn)變位機3,工裝夾具7安裝在可升降式雙回轉(zhuǎn)變位機3上,行走裝置活動安裝在龍門架2上,焊接機器人1安裝在行走裝置上;所述龍門架2包括支柱14和橫梁15,橫梁15兩端底部連接支柱14,橫梁15頂面設置x向?qū)к?3和x向齒條18;所述行走裝置包括x向溜板裝置31、y向溜板裝置70、z向溜板裝置69、x向驅(qū)動電機45、y向驅(qū)動電機68、z向驅(qū)動電機67、滑臺座32和滑臂29,所述x向溜板31裝置通過x向?qū)к壐?2與x向?qū)к?3滑動配合,x向驅(qū)動電機45固定在x向溜板裝置31上,其輸出端安裝x向驅(qū)動齒輪73,x向驅(qū)動齒輪73與x向齒條18嚙合,所述滑臺座32一端固定在x向溜板裝置31上,另一端懸空,y向溜板裝置70通過y向?qū)к壐?6和y向?qū)к?3滑動配合在滑臺座32上,在滑臺座32上安裝y向齒條34,y向驅(qū)動電機68安裝在y向溜板裝置70上,其輸出端安裝y向驅(qū)動齒輪75,y向驅(qū)動齒輪75與y向齒條34嚙合,z向溜板裝置69固定在y向溜板裝置70上,滑臂29通過z向?qū)к壐?5和z向?qū)к?0滑動配合在z向溜板裝置69上,在滑臂29上安裝z向齒條39,z向驅(qū)動電機67安裝在z向溜板裝置69上,其輸出端安裝z向驅(qū)動齒輪62,z向驅(qū)動齒輪62與z向齒條39嚙合,在滑臂29的底端安裝焊接機器人1。

所述可升降式雙回轉(zhuǎn)變位機3包括頭座77、尾座79、翻轉(zhuǎn)架78和工裝夾具7,所述頭座77和尾座79相對設置,頭座77上設有主驅(qū)動變位機構(gòu)1-1,尾座79上對應設有從動變位機構(gòu),翻轉(zhuǎn)架78的一端通過萬向連接器83與主驅(qū)動變位機構(gòu)1-1連接,另一端通過萬向連接器83與從動變位機構(gòu)連接,工裝夾具7回轉(zhuǎn)式連接在翻轉(zhuǎn)架78上,所述萬向連接器83包括連接座、支撐座、旋轉(zhuǎn)軸和回轉(zhuǎn)軸,所述支撐座上設有開口,連接座的頂端配合在該開口中,并通過回轉(zhuǎn)軸與支撐座連接,連接座底端與翻轉(zhuǎn)架固定連接,旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動安裝在支撐座上,且旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動軸線與回轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動軸線垂直且不相交,所述主驅(qū)動變位機構(gòu)和從動變位機構(gòu)上有支座,旋轉(zhuǎn)軸兩端與支座活動連接。

實施例

如圖1至圖34所示,一種鍋爐換熱器焊接機器人工作站,包括焊接機器人1、龍門架2、可升降式雙回轉(zhuǎn)變位機3、工裝夾具7、焊接電源4、焊槍套件5、激光跟綜系統(tǒng)6,清槍站8、機器人控制柜、總控制柜等電氣控件系統(tǒng)及安全防護系統(tǒng)。

本焊接機器人工作站分為兩個工位,一工位用于上鍋蓋總成的焊接,二工位用于上鍋蓋總成與鍋爐筒體的對接的四條焊縫。上鍋蓋總成的焊接采用所述三軸龍門架2與可升降式雙回轉(zhuǎn)變位機3,能夠焊接不同類型的上鍋蓋總成。上蓋與鍋爐筒體焊接采用所述三軸龍門架2焊接,工件直接平放于在地面上。所述三軸龍門架2可在三個方向上行走,完全適應工件的焊接。兩個工位共用一個所述三軸龍門架2。針對工件組焊與裝夾偏差,集成接觸尋位,激光跟綜系統(tǒng)與電弧跟蹤,大大增強了工作站的適應性。

所述焊接機器人1倒掛于所述三軸龍門架2上,可沿著所述三軸龍門架2左右(x方向)可移動10m,前后y方向可移動2.5m,上下z方向可移動2m。所述可升降式雙回轉(zhuǎn)變位機3由翻轉(zhuǎn)架78連接在一起,工件裝夾在所述工裝夾具7上,外加所述焊接機器人1的臂展,能滿足不同產(chǎn)品的焊接。

集成了所述焊接電源系統(tǒng)系統(tǒng)4,可以很好的實現(xiàn)電弧跟蹤,采用500mm的所述長槍5,可以深入到狹窄空間進行焊接。

所述三軸龍門架2采用x、y、z方向移動的形式,可以很好的將機器人調(diào)整到適合焊接的位置,有效的擴大機器人本體的行動范圍,也大大提高了可達性。所述三軸龍門架2包括龍門架裝置11和行走裝置12。

所述焊接機器人1在所述三軸龍門架2上的3軸均為機器人外部軸,可自由編程,與機器人系統(tǒng)聯(lián)合進行軌跡插補。所述焊接機器人行走裝置12主要采用交流伺服電機驅(qū)動高精度行星減速器或rv減速機,通過齒輪齒條無間隙傳動技術(shù),齒輪在轉(zhuǎn)動過程中始終與齒條嚙合,驅(qū)動溜板裝置在直線滑軌上滑行,交流伺服電機采用機器人公司的產(chǎn)品,受機器人控制,因此可以與機器人的聯(lián)動。

進一步的,高度集成的系統(tǒng)聯(lián)線總成包含機器人的動力電纜及信號電纜,外部軸的動力電纜及信號電纜,焊接電源的水、電、氣管線等等,穿入坦克鏈的部分均采用高柔性電纜,在所述行走機構(gòu)12設有系統(tǒng)聯(lián)線總成轉(zhuǎn)接,在行走機構(gòu)安裝、運輸時只需要拔插若干航空插頭。

所述焊接電源系統(tǒng)4布置于所述三軸龍門架2上,進一步地,所述三軸龍門架2連接到中心潤滑系統(tǒng),潤滑油直接泵入滑軌副,保證直線滑軌的精度和長壽命使用。

所述龍門架裝置11主要由支柱14、橫梁15、x向擋座16、x向?qū)к?7、x向齒條18、行梯19、托架20、托鏈21等組成。兩個所述橫梁15通過螺栓連接成10米長的x向行走軌道,每個所述橫梁15下有兩個所述支柱14做支撐;所述行梯19通過所述托架20與所述橫梁15連接在一起,所述行梯19起到安裝和維修設備方便的作用,所述托鏈20一端固定在所述托架20上,一端固定在所述行走裝置12上,所述托鏈21內(nèi)穿有焊接電源的水、電、氣管線等,方便所述行走裝置12行走;所述x向?qū)к?7、x向齒條18通過內(nèi)六角螺釘緊固在所述橫梁15上,所述行走裝置12通過緊固在減速機輸出軸上x向齒輪74的作用,所述x向齒輪74與所述x向齒條18嚙合傳動,沿著所述導軌17x向移動。所述x向齒條18的兩端各設有用于與所述滑臺座32抵頂以防止所述滑臺座32滑出所述x向?qū)к?7的x向擋座16。

進一步地,所述支柱14與橫梁15都是通過調(diào)整螺栓22和擰緊螺釘25連接在一起,先是所述調(diào)整螺栓22對所述橫梁15進行調(diào)平,調(diào)平以后,兩個所述螺母23對所述調(diào)整螺栓22進行旋緊,再通過所述擰緊螺釘25與所述調(diào)整螺栓22連接緊固,所述圓墊板24起到所述螺母22防松的作用。

所述行走裝置12主要是由焊接機器人1、焊接電源系統(tǒng)4、焊槍套件5、激光跟蹤系統(tǒng)6、清槍站8、y向擋座25、冷水箱26、焊絲筒27、滑臂29、z向托鏈30、x向溜板裝置31、滑臺座32、y向?qū)к?3、y向齒條34、y向托鏈35、送絲機36、焊絲盤37、平衡吊裝置38、z向齒條39、z向?qū)к?0、手動潤滑系統(tǒng)141、x向伺服電機+減速機45、x向潤滑齒輪55、手動潤滑系統(tǒng)261、z向驅(qū)動齒輪62、z向潤滑齒輪63、z向?qū)к壐?5、z向伺服電機+減速機67、y向伺服電機+減速機68、z向溜板裝置69、y向溜板裝置70、x向?qū)к壐?2,x向驅(qū)動齒輪73,y向潤滑齒輪74,y向驅(qū)動齒輪75,y向?qū)к壐?6等主要結(jié)構(gòu)件組成。

所述焊接機器人1通過固連在z向伺服電機+減速機67輸出軸上所述z向驅(qū)動齒輪62的作用沿z方向上往復直線運動,進一步地,所述z向驅(qū)動齒輪62與所述z向齒條齒39嚙合傳動,以驅(qū)動所述滑臂29沿z向?qū)к?0的方向上平移;進一步地,所述焊接機器人1通過螺栓緊固在所述滑臂29上,隨同所述滑臂29做上下運動;進一步地,所述z向溜板裝置69通過螺栓緊固在所述y向溜板裝置70上,所述z向伺服電機+減速機67通過螺栓緊固在所述z向溜板裝置69上。所述z向齒條39的兩端各設有用于與所述滑臂29抵頂以防止滑臂29滑出z向?qū)к?0的所述z向擋座60,所述z向?qū)к?0匹配兩列所述z向?qū)к壐?5,并在所述z向?qū)к?0上滑動;進一步地,z向定位原點裝置71可以確定所述焊接機器人1z方向上運動的起始位置。

所述y向溜板裝置70通過固連在y向伺服電機+減速機68輸出軸上所述y向驅(qū)動齒輪75的作用沿y方向上往復直線運動,進一步地,所述y向驅(qū)動齒輪75與所述y向齒條34嚙合傳動,以驅(qū)動所述y向溜板裝置70沿y向?qū)к?3方向上做直線運動;進一步地,所述y向伺服電機+減速機68通過螺栓緊固在所述y向溜板裝置70上。所述y向齒條34的兩端各設有用于與所述y向溜板裝置70抵頂以防止y向溜板裝置70滑出y向?qū)к?3的y向擋座25,所述y向?qū)к?3匹配兩列所述y向?qū)к壐?6,并在所述y向?qū)к?3上滑動。進一步地,所述焊接機器人1在所述y向溜板裝置70的帶動下沿y方向做往復直線運動。y向定位原點裝置66可以確定所述焊接機器人1y方向上運動的起始位置。

所述x向溜板裝置31通過固連在x向伺服電機+減速機45輸出軸上所述x向驅(qū)動齒輪73的作用沿x方向上往復直線運動,進一步地,所述x向驅(qū)動齒輪73與所述x向齒條18嚙合傳動,以驅(qū)動所述x向溜板裝置31沿x向?qū)к?7的方向上直線運動;進一步地,所述滑臺座32通過螺栓緊固在所述x向溜板裝置31上,并隨所述x向溜板裝置31沿x方向上運動。所述x向齒條18的兩端各設有用于與所述滑臺座32抵頂以防止滑臺座32滑出x向?qū)к?7的x向擋座16,所述x向?qū)к?7匹配兩列所述x向?qū)к壐?2,并在所述x向?qū)к?7上滑動。

進一步地,所述固定架50通過螺栓緊固在所述x向溜板裝置31上,所述焊接電源系統(tǒng)4通過所述固定架50固定,并隨所述x向溜板裝置31一起直線運動。

進一步地,所述焊絲筒27和焊絲導向裝置28固定在所述x向溜板裝置31上,并隨所述x向溜板裝置31一起直線運動。

進一步地,所述冷水箱26固定在所述滑臺座32上,并隨滑臺座32一起運動。

進一步地,所述送絲機36、焊絲盤37和焊絲引導桿64固定在所述滑臂29上,位于所述焊接機器人1的上方,方便給所述焊接機器人1送絲。

進一步地,所述平衡吊裝置38固定在所述滑臂29上,平衡吊可在一定的角度范圍內(nèi)擺動,也可前后滑動,平衡吊吊起的電纜達到自動協(xié)調(diào)的作用,可滿足所述焊接機器人1擺出的各種焊接位置,電纜不會干涉所述焊接機器人1的運動。

進一步地,所述手動潤滑系統(tǒng)141分兩路供油,一路是對所述四個x向?qū)к壐?2提供潤滑,另一路是對所述x向驅(qū)動齒輪73進行潤滑,進一步地,所述過油軸56通過緊定螺釘57緊固在安裝板44上,所述x向潤滑齒輪55安裝在所述過油軸56上,可繞所述過油軸56軸線轉(zhuǎn)動,擋板58可防止所述x向潤滑齒輪55脫落的作用;所述油嘴接頭59安裝在所述過油軸56上,所述過油軸56鉆有油孔,潤滑油通過所述油嘴接頭59進入所述過油軸56內(nèi)油孔,再進入所述x向潤滑齒輪55內(nèi)的油孔,通過所述x向驅(qū)動齒輪73和所述x向潤滑齒輪55的嚙合傳動,油孔內(nèi)的潤滑油對所述x向驅(qū)動齒輪73進行潤滑。同理,所述手動潤滑系統(tǒng)2對所述四個z向?qū)к壐?5、四個y向?qū)к壐?6、z向驅(qū)動齒輪62、z向潤滑齒輪63、y向潤滑齒輪74,y向驅(qū)動齒輪75起到潤滑的作用。

進一步地,所述x向伺服電機+減速機45通過螺栓安裝在所述安裝板44上,所述安裝板44通過三個擰緊螺釘52和一個定位螺釘54緊固在所述x向溜板裝置31上。進一步地,所述三個擰緊螺釘52分別配套有固定套(51),所述定位螺釘54配套有定位套53,所述固定套51和定位套53安裝完成后需保證所述安裝板44處于活動狀態(tài)。進一步地,間隙補償裝置由擋塊42、彈簧43、調(diào)整螺栓46、調(diào)整座47、調(diào)整螺母48和壓套49組成,所述擋塊42通過內(nèi)六角螺釘緊固在所述安裝板44上,所述調(diào)整座47通過螺栓緊固在所述x向溜板裝置31上,在所述x向驅(qū)動齒輪73與所述x向齒條18嚙合傳動的過程中,所述安裝板44繞所述定位套53的軸線微量轉(zhuǎn)動,和擋塊42與彈簧43往復壓縮的作用,可以補償所述x向驅(qū)動齒輪73與所述x向齒條18齒隙的作用,達到高精度傳動的目的,也提高了重復定位精度。同理,y向驅(qū)動齒輪75與所述y向齒條齒34嚙合傳動、z向驅(qū)動齒輪62與所述z向齒條齒39嚙合傳動采取同樣的原理設計。

所述可升降式雙回轉(zhuǎn)變位機主要由頭座77、翻轉(zhuǎn)架78、工裝夾具7、尾座79組成,可實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)、回轉(zhuǎn)和升降的作用,所述升降式雙回轉(zhuǎn)變位機可將工件焊縫變位至合適位置,配合所述焊接機器人1完成不同種類工件的焊接。

所述頭座77和尾座78相對設置,頭座77上設有主驅(qū)動變位機構(gòu)1-1,主驅(qū)動變位機構(gòu)1-1能在頭座77高度方向上下移動,尾座78上對應設有從動變位機構(gòu)2-1,從動變位機構(gòu)2-1能在尾座78高度方向上下移動。翻轉(zhuǎn)架78的一端通過萬向連接器83與主驅(qū)動變位機構(gòu)1-1連接,另一端通過萬向連接器83與從動變位機構(gòu)2-1連接,工裝夾具4回轉(zhuǎn)式連接在翻轉(zhuǎn)架78上。

所述萬向連接器83包括連接座5-1、支撐座5-2、旋轉(zhuǎn)軸5-3和回轉(zhuǎn)軸5-4,所述支撐座5-2上設有開口5-5,連接座5-1的頂端配合在該開口5-5中,并通過回轉(zhuǎn)軸5-4與支撐座5-2連接,連接座5-1底端與翻轉(zhuǎn)架78固定連接,旋轉(zhuǎn)軸5-3轉(zhuǎn)動安裝在支撐座5-2上,且旋轉(zhuǎn)軸5-3的轉(zhuǎn)動軸線與回轉(zhuǎn)軸5-4的轉(zhuǎn)動軸線垂直且不相交,所述主驅(qū)動變位機構(gòu)1-1和從動變位機構(gòu)2-1上有支座,旋轉(zhuǎn)軸5-3兩端與支座活動連接。

所述連接座5-1包括底板5-101和連接部5-102,連接部5-102固定在底板5-101上,且連接部5-102與底板5-101之間存在60°的夾角。底板5-101上開設多個螺孔。連接部5-102的頂部開設有安裝孔,安裝孔外側(cè)設有第三限位臺5-10,安裝孔內(nèi)配合有襯套5-6,回轉(zhuǎn)軸5-4與襯套5-6間隙配合,在支撐座5-2的開口5-5兩側(cè)對應連接座5-1上的安裝孔設有連接孔5-7,連接孔5-7外側(cè)設有第一限位臺5-8,回轉(zhuǎn)軸5-4的兩端對應穿出連接孔5-7,并通過螺釘連接蓋板5-9,蓋板5-9與第一限位臺5-8接觸。

所述支撐座5-2上開設有安裝孔,安裝孔外側(cè)設有第二限位臺5-11,安裝孔內(nèi)配合有襯套5-6,所述旋轉(zhuǎn)軸5-3與襯套5-6間隙配合,旋轉(zhuǎn)軸5-3的兩端通過螺釘連接蓋板5-9。所述第一限位臺5-8、第二限位臺5-11和第三限位臺5-10均為圓環(huán)形。

所述旋轉(zhuǎn)軸5-3和回轉(zhuǎn)軸5-4內(nèi)設有注油通道5-12,該注油通道5-12從旋轉(zhuǎn)軸5-3和回轉(zhuǎn)軸5-4的端部通往旋轉(zhuǎn)軸5-3、回轉(zhuǎn)軸5-4與襯套5-6的接觸面,在蓋板5-9上對應注油通道5-12設有注油嘴5-13,注油嘴5-13與注油通道5-12配合。

在安裝時,變位機中的翻轉(zhuǎn)架78的兩端通過該萬向連接器83與頭座77上的主驅(qū)動變位機構(gòu)1-1和尾座78上的從動變位機構(gòu)2-1進行連接,連接座5-1通過底板5-101連接固定在翻轉(zhuǎn)架78上,主驅(qū)動變位機構(gòu)1-1和從動變位機構(gòu)2-1上對應安裝由支座,支撐座5-2通過旋轉(zhuǎn)軸5-3與支座活動連接,由于該萬向連接器83具有2個相互垂直的旋轉(zhuǎn)自由度,因此即使對應翻轉(zhuǎn)架78的輸入軸和輸出軸在有一定夾角的情況下,也不會使輸出軸及與之相連的部件在工作中產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動而導致卡死,同時也減小傳動部件之間的磨損,提高整個設備的使用壽命。也就是說此萬向連接器允許輸入軸和輸出軸之間存在一定的夾角而不影響傳動。

所述頭座77包括機架1-2、工作滑臺1-3、雙排鏈輪機構(gòu)1-4、升降油缸1-5和主驅(qū)動變位機構(gòu)1-1,所述機架1-2和工作滑臺1-3通過多個連接板1-6連接,所述主驅(qū)動變位機構(gòu)1-1滑動配合在工作滑臺1-3上,所述雙排鏈輪機構(gòu)1-4包括鏈輪和鏈條,在機架1-2和工作滑臺1-3頂部對應轉(zhuǎn)動安裝鏈輪,鏈條的一端與主驅(qū)動變位機構(gòu)1-1鉸接,另一端繞過鏈輪后與升降油缸1-5的伸縮端鉸接,升降油缸1-5的另一端鉸接在機架1-2底部。

所述主驅(qū)動變位機構(gòu)1-1包括支座1-101、滑座1-102、翻轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置1-103、回轉(zhuǎn)支承1-104和翻轉(zhuǎn)齒輪1-105,所述滑座1-102通過直線導軌1-106和滑軌副1-107的配合與機架1-2滑動連接,滑座1-102上安裝回轉(zhuǎn)支承1-104,回轉(zhuǎn)支承1-104上連接端蓋1-108,支座1-101固定在端蓋1-108上,翻轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置1-103安裝在滑座1-102背面,翻轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置1-103的輸出軸上安裝翻轉(zhuǎn)齒輪1-105,翻轉(zhuǎn)齒輪1-105與回轉(zhuǎn)支承1-104嚙合。

所述翻轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置1-103由翻轉(zhuǎn)伺服電機和減速機構(gòu)成。減速機帶動翻轉(zhuǎn)齒輪1-105轉(zhuǎn)動,進而帶動回轉(zhuǎn)支承1-104旋轉(zhuǎn),從而通過支座1-101帶動翻轉(zhuǎn)架78實現(xiàn)±185°范圍內(nèi)的翻轉(zhuǎn),實現(xiàn)工件往復翻轉(zhuǎn)。

所述機架1-2和工作滑臺1-3是由優(yōu)質(zhì)板材焊接而成,焊后去應力退火再精加工而成。所述升降油缸1-5驅(qū)動雙排鏈輪機構(gòu)1-4,帶動所述主驅(qū)動變位機構(gòu)1-1沿直線導軌1-106做上下往復直線運動。進一步地,運用升降油缸1-5能保證在額定行程的高度升降平穩(wěn),噪音小,經(jīng)濟實用。進一步地,所述雙排鏈輪機構(gòu)1-4采用雙排鏈承力大,無彈性滑動和打滑現(xiàn)象,平均傳動比準確,工作可靠效率高;傳遞功率大,過載能力強,相同工況下的傳動尺寸小;所需張緊力小,作用于軸上的壓力小。

所述頭座77上還設有潤滑系統(tǒng)1-7,潤滑油直接泵入滑軌副1-107,保證直線導軌1-106的精度和長壽命使用,同時也對翻轉(zhuǎn)齒輪1-105起到潤滑的作用。

參見圖12至圖17,所述尾座78包括底座2-2、機架2-3、工作滑臺2-4、雙排鏈輪機構(gòu)2-5、升降油缸2-6和從動變位機構(gòu)2-1,所述機架2-3和工作滑臺2-4通過多個連接板2-7連接,且機架2-3和工作滑臺2-4的底部與底座2-2滑動配合,所述從動變位機構(gòu)2-1滑動配合在工作滑臺2-4上,所述雙排鏈輪機構(gòu)2-5包括鏈輪和鏈條,在機架2-3和工作滑臺2-4頂部對應轉(zhuǎn)動安裝鏈輪,鏈條的一端與從動變位機構(gòu)2-1鉸接,另一端繞過鏈輪后與升降油缸2-6的伸縮端鉸接,升降油缸2-6的另一端鉸接在機架2-3底部。所述底座2-2四角處設有調(diào)整螺栓組件2-8,可對機架和底座進行調(diào)平,保證水平位置。

所述從動變位機構(gòu)2-1包括支座2-101、滑座2-102和回轉(zhuǎn)支承2-103,所述滑座2-102通過直線導軌2-104和滑軌副2-105的配合與工作滑臺2-4滑動連接,滑座2-102上安裝回轉(zhuǎn)支承2-103,回轉(zhuǎn)支承2-103上連接端蓋2-106,支座2-101固定在端蓋2-106上。所述從動變位機構(gòu)2-1由所述主驅(qū)動變位機構(gòu)1-1控制翻轉(zhuǎn)。

所述機架2-3、工作滑臺2-4和底座2-2是由優(yōu)質(zhì)板材焊接而成,焊后去應力退火再精加工而成。所述升降油缸2-6驅(qū)動雙排鏈輪機構(gòu)2-5,帶動所述從動變位機構(gòu)2-1沿直線導軌2-104做往復直線運動。所述機架2-3和工作滑臺2-4通過滑軌副2-8連接所述底座2-2,并沿直線導軌2-9方向上做往復直線運動。

所述尾座78上還設有潤滑系統(tǒng),所述潤滑系統(tǒng)將潤滑油直接泵入滑軌副2-105和滑軌副2-8,保證直線導軌2-104和導軌2-9的精度和長壽命使用。

參見圖18和圖19,所述翻轉(zhuǎn)架78包括回轉(zhuǎn)支承架3-1、回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置3-2、回轉(zhuǎn)支承3-3和小齒輪3-4,所述回轉(zhuǎn)支承架3-1的兩端通過萬向連接器83與頭座77和尾座78用高強度螺栓連接,連接可靠,拆裝方便。在回轉(zhuǎn)支承架3-1的中部安裝回轉(zhuǎn)支承3-3,回轉(zhuǎn)支承架3-1背面對應安裝回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置3-2,回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置3-2的輸出軸上安裝小齒輪3-4,小齒輪3-4與回轉(zhuǎn)支承3-3嚙合,工裝夾具4與回轉(zhuǎn)支承3-3連接。所述小齒輪3-4外設置齒輪防護罩3-7。

所述回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置3-2是由回轉(zhuǎn)伺服電機和減速機構(gòu)成,在回轉(zhuǎn)伺服電機外設置電機防護罩3-6?;剞D(zhuǎn)支承架3-1由優(yōu)質(zhì)板材和型材焊接,經(jīng)精加工而成,具有結(jié)構(gòu)緊湊、剛性好?;剞D(zhuǎn)伺服電機經(jīng)減速機減速,通過固連在減速機輸出軸上的小齒輪3-4的作用,帶動回轉(zhuǎn)支承3-3回轉(zhuǎn),進而帶動所述工裝夾具4在±360°范圍內(nèi)回轉(zhuǎn),從而實現(xiàn)工件往復回轉(zhuǎn)。

在回轉(zhuǎn)支承3-3上設置有導電裝置3-5和原點定位裝置3-6。原點定位裝置3-6是工裝夾具4回轉(zhuǎn)位置的定位零點,是用于工裝夾具4回轉(zhuǎn)至初始位置的基準點。導電裝置3-5包括座體、壓縮彈簧和導電銅軸,所述座體固定在回轉(zhuǎn)支承架3-1上,座體上開孔,導電銅軸底端套接壓縮彈簧并安裝在孔中,壓縮彈簧推動導電銅軸與所述工裝夾具4底平面始終緊密接觸,焊接時接地用。

參見圖20,所述工裝夾具4包括夾具本體4-1,在夾具本體4-1上設有壓緊裝置14-2、壓緊裝置24-3、頂緊裝置4-4、壓緊裝置34-5和限位塊4-6,可實現(xiàn)對不同種類工件的定位和壓緊。

所述壓緊裝置14-2可滿足特定工件位置處的壓緊作用。所述壓緊裝置24-3可在所述夾具本體的開口槽內(nèi)移動位置,以滿足不同種類工件的壓緊需要。所述頂緊裝置4-4是可以手動調(diào)節(jié)擰緊軸實現(xiàn)不同種類工件的壓緊。所述壓緊裝置34-5可在所述夾具本體的t型槽內(nèi)調(diào)整位置,以滿足不同種類工件的壓緊需要。所述限位塊4-6起到限制不同種類工件放置的初始位置。所述夾具本體4-1由優(yōu)質(zhì)板材精加工而成,所述夾具本體4-1通過內(nèi)六角螺釘緊固在回轉(zhuǎn)支承3-3上。

本系統(tǒng)是一種鍋爐轉(zhuǎn)化器焊接的機器人工作站,本套解決方案目前主要運用于鍋爐轉(zhuǎn)化器的焊接。本系統(tǒng)進一步推動了機器人自動化向智能化的進程,機器人運用于單件或批量的自動化生產(chǎn)作業(yè),解決了機器人替代人工生產(chǎn)作業(yè)問題。機器人自動化焊接系統(tǒng)的運用,使機器人具備了更多識別、分析、判斷能力,智能化的大幅提升,使機器人能代替人工完成更為復雜的邏輯分析,且比人工更為精準的完成各類動作。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已,并不用以限制本發(fā)明,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等,均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。

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