CN105945500B - 一种机器人焊接吊环变位机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种机器人焊接吊环变位机，包括支架、旋转架、转板、马达和电控柜；旋转架通过轴承安装在支架上，在旋转架的圆周方向上等距安装有多个转板，转板上设有可供吊环工装连接用的螺纹孔；旋转架的转动轴一端固定安装有旋转架齿轮，马达安装在所述支架外侧，马达的输出轴固定安装有与旋转架齿轮相啮合的驱动齿轮；马达与所述电控柜电性连接，马达接收电控柜的控制信号，马达驱动旋转架带动转板做顺时针或逆时针转动，将紧固有吊环的吊环工装移动到合适位置后，吊环焊接机器人可对吊环的焊缝进行焊接作业。采用本发明，能满足机器人对吊环焊接的工位变换需求，结构简单、易于控制和维修，提高吊环焊接生产效率，保证焊接质量。
Description
技术领域
本发明涉及船舶建造领域，具体涉及用于机器人焊接船舶分段吊装的吊环的焊接固定装置。
背景技术
目前，随着国际国内船舶运输、海洋资源开发等领域快速发展，为船舶建造开拓了广阔的发展空间。在船舶建造中，现阶段主要采用先分段后总体的建造思路，分段建设完毕后需吊装组合为更大的分段，最终组合为整船，分段吊装需要强有力的吊环配合。现阶段吊环焊接常年采用多名高技术的焊接工人，以确保吊环焊接质量稳定可靠。船企用工成本逐年增加，同时焊接工人存在人为因素，使得吊环焊接质量易出现偏差。随着智能化技术日益普及，引入机器人对吊环进行焊接成为可行方案，但缺乏机器人对吊环焊接过程中所需要的吊环焊接平台。
发明内容
为了解决机器人在吊环焊接过程中无法固定吊环的不足，本发明提供一种用于机器人焊接吊环的变位机，该机器人焊接吊环变位机易于控制、结构简单、维修成本低、生产效率高，为机器人焊接吊环提供了便利性。
为了实现上述目的，本发明提供的一种机器人焊接吊环变位机，其包括支架、旋转架、转板、马达和电控柜；
所述旋转架通过轴承安装在所述支架上，在所述旋转架的圆周方向上等距安装有多个转板，所述转板上设有可供吊环工装连接用的螺纹孔；
所述旋转架的转动轴一端固定安装有旋转架齿轮，所述马达安装在所述支架外侧，所述马达的输出轴固定安装有与所述旋转架齿轮相啮合的驱动齿轮；
所述马达与所述电控柜电性连接，所述马达接收所述电控柜的控制信号，马达驱动旋转架带动转板做顺时针或逆时针转动，将紧固有吊环的吊环工装移动到合适位置后，吊环焊接机器人可对吊环的焊缝进行焊接作业。
作为优选的技术方案，所述吊环工装包括底座以及设置于所述底座上且用于紧固吊环的夹钳。
作为优选的技术方案，所述底座上设有与所述螺纹孔相对应的定位孔，螺栓穿过定位孔和螺纹孔可将吊环工装固定安装于所述转板的任一平面。
作为优选的技术方案，所述夹钳根据吊环的紧固要求可分为压面夹钳和压边夹钳。
作为优选的技术方案，所述压面夹钳包括夹钳底座、手柄、钳臂、第一连杆、第二连杆、压杆以及压杆支架，所述夹钳底座水平固定在所述底座上，所述钳臂为三叉摆臂结构，所述钳臂的第一摆臂与所述手柄固定连接，所述钳臂的第二摆臂与所述第一连杆转动连接，所述第一连杆的另一端与所述夹钳底座转动连接，所述钳臂的第三摆臂与所述第二连杆转动连接，所述第二连杆的另一端与所述夹钳底座转动连接，所述压杆通过所述压杆支架连接在所述第二连杆上，所述压杆随所述钳臂运动，所述压面夹钳处于紧锁状态时，所述压杆的下端压紧在吊环的吊环底板表面。
作为优选的技术方案，所述压边夹钳包括夹钳底板、手柄、卡臂、连杆和U形杆，所述夹钳底板垂直固定在所述底座上，所述卡臂的前侧两端设有U形斜槽，所述U形斜槽可卡放于吊环加强板的斜边上，所述卡臂的后侧中部伸出有水平挂钩，所述连杆的一端与所述手柄固定连接，所述连杆的另一端与所述夹钳底板转动连接，所述U形杆的开口端与所述连杆靠近所述手柄一侧的部位转动连接，所述压边夹钳处于锁紧状态时，所述U形杆的U形端与所述水平挂钩扣接，所述卡臂的U形斜槽卡紧在吊环加强板的斜边上。
作为优选的技术方案，所述压边夹钳包括夹钳底座、手柄、钳臂、第一连杆、第二连杆、压杆、压杆支架以及U形卡臂，所述夹钳底座水平固定在所述底座上，所述钳臂为三叉摆臂结构，所述钳臂的第一摆臂与所述手柄固定连接，所述钳臂的第二摆臂与所述第一连杆转动连接，所述第一连杆的另一端与所述夹钳底座转动连接，所述钳臂的第三摆臂与所述第二连杆转动连接，所述第二连杆的另一端与所述夹钳底座转动连接，所述压杆通过所述压杆支架连接在所述第二连杆上，所述U形卡臂的U形两个上端设有与吊环加强板的斜边配合的U形斜槽，所述U形卡臂的U形底一侧设有压片，所述压杆随所述钳臂运动，所述压边夹钳处于紧锁状态时，所述压杆的下端压紧在所述压片上并带动所述U形斜槽压紧在吊环加强板的斜边上。
作为优选的技术方案，所述压边夹钳包括夹钳底座、手柄、钳臂、第一连杆、第二连杆、U形压块以及压块支架，所述夹钳底座水平固定在所述底座上，所述钳臂为三叉摆臂结构，所述钳臂的第一摆臂与所述手柄固定连接，所述钳臂的第二摆臂与所述第一连杆转动连接，所述第一连杆的另一端与所述夹钳底座转动连接，所述钳臂的第三摆臂与所述第二连杆转动连接，所述第二连杆的另一端与所述夹钳底座转动连接，所述U形压块通过所述压块支架连接在所述第二连杆上，所述U形压块设有弧形凹槽，所述U形压块随所述钳臂运动，所述压边夹钳处于紧锁状态时，所述U形压块通过所述弧形凹槽压紧在吊环竖板的弧形边部上。
作为优选的技术方案，所述电控柜上设有显示面板和按键。
实施本发明的一种机器人焊接吊环变位机，与现有技术相比较，本发明能够满足多种不同外型多规格吊环的紧固与变位，从而满足机器人焊接吊环焊缝的需求，提高吊环焊接生产效率，保证焊接质量；且其结构简单、易于控制和维修。
附图说明
图1是本发明的机器人焊接吊环变位机的示意图；
图2是本发明的机器人焊接吊环变位机涉及的B型吊环的示意图；
图3是本发明的机器人焊接吊环变位机涉及的B型吊环工装的示意图；
图4是本发明的机器人焊接吊环变位机涉及的D型吊环的示意图；
图5是本发明的机器人焊接吊环变位机涉及的D型吊环工装的示意图；
图6是本发明的机器人焊接吊环变位机涉及的T型吊环的示意图；
图7是本发明的机器人焊接吊环变位机涉及的T型吊环工装的示意图；
图8是本发明的机器人焊接吊环变位机装配吊环工装与吊环的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1所示，本发明的机器人焊接吊环变位机，包括支架11、旋转架12、转板13、螺纹孔14、旋转架齿轮15、电控柜16、马达17、马达底座18。支架11固定安装于固定平台，旋转架12的转动轴的两端通过轴承安装于两个支架11，旋转架12可安装四个转板13，四个转板13具有孔径、孔间距相同的螺纹孔14，转板13的任一平面上可以通过螺栓固定安装具有与螺纹孔14相对应的定位孔的吊环工装，旋转架12的转动轴一端固定安装有旋转架齿轮15，旋转架齿轮15与固定安装在马达17的输出轴上的驱动齿轮相啮合，马达17固定安装于支架11外侧的马达底座18，马达17与电控柜16电性连接，马达17接收电控柜16的控制信号，控制马达17的转动与停止，马达17可以驱动旋转架12带动转板13做顺时针或逆时针转动，使旋转架12带动转板13旋转至任意要求角度，将紧固有吊环的吊环工装移动到合适位置后，吊环焊接机器人可对吊环的焊缝进行焊接作业，从而满足机器人焊接吊环对吊环焊缝角焊、平焊要求。
另外，所述电控柜上设有显示面板和按键，便于实现控制和监控。
如图2所示，本发明的机器人焊接吊环变位机涉及的B型吊环包括B型吊环底板21、B型吊环立板22；B型吊环立板22通过点焊垂直预固定于B型吊环底板21的中部，B型吊环的点焊位置为图2中“23”所指示的位置。
如图3所示，本发明的机器人焊接吊环变位机涉及的B型吊环工装包括B型吊环工装底座31、B型吊环工装定位孔32、B型吊环工装夹钳33。通过螺栓穿过B型吊环工装定位孔32将B型吊环工装固定安装于转板13，移动B型吊环工装夹钳33的手柄可使B型吊环工装夹钳处于紧锁状态，B型吊环被固定在B型吊环工装底座31上。具体的，B型吊环工装夹钳33为压面夹钳，共设有四个，四个压面夹钳对称地固定设置于B型吊环工装底座31两侧，该压面夹钳包括夹钳底座331、手柄332、钳臂333、第一连杆334、第二连杆335、压杆336以及压杆支架337，所述夹钳底座331水平固定在所述底座31上，所述钳臂333为三叉摆臂结构，所述钳臂333的第一摆臂与所述手柄332固定连接，所述钳臂333的第二摆臂与所述第一连杆334转动连接，所述第一连杆334的另一端与所述夹钳底座331转动连接，所述钳臂333的第三摆臂与所述第二连杆335转动连接，所述第二连杆335的另一端与所述夹钳底座331转动连接，所述压杆336通过所述压杆支架337连接在所述第二连杆335上，所述压杆336随所述钳臂333运动，B型吊环工装夹钳33处于紧锁状态时，所述压杆336的下端压紧在吊环的吊环底板21表面。
如图4所示，本发明的机器人焊接吊环变位机涉及的D型吊环包括D型吊环加强板41、D型吊环立板42、D型吊环加强环43；两个D型吊环加强板41通过点焊对称且垂直地预固定于D型吊环立板42的两侧边，两个D型吊环加强环43通过点焊预固定于D型吊环立板42的两侧面，D型吊环加强板41为等腰三角形结构，D型吊环的点焊位置为图4中“44”所指示的位置。
如图5所示，本发明的机器人焊接吊环变位机涉及的D型吊环工装包括D型吊环工装底座51、D型吊环工装定位孔52、D型吊环工装夹钳53。通过螺栓穿过D型吊环工装定位孔52将D型吊环工装安装于转板13，移动手柄使D型吊环工装夹钳53处于紧锁状态，D型吊环工装夹钳紧固在D型吊环加强板41上，D型吊环被紧固于D型吊环工装。具体的，D型吊环工装夹钳53为压边夹钳，设有两个，两个压边夹钳对称地固定设置于D型吊环工装底座51两侧，该压边夹钳包括夹钳底板531、手柄532、卡臂533、连杆534和U形杆535，所述夹钳底板531垂直固定在所述底座51上，所述卡臂533的前侧两端设有U形斜槽536，所述U形斜槽536可卡放于吊环加强板41的斜边上，所述卡臂533的后侧中部伸出有水平挂钩，所述连杆534的一端与所述手柄532固定连接，所述连杆534的另一端与所述夹钳底板531转动连接，所述U形杆535的开口端与所述连杆534靠近所述手柄532一侧的部位转动连接，D型吊环工装夹钳53处于锁紧状态时，所述U形杆535的U形端与所述水平挂钩扣接，所述卡臂533的U形斜槽536卡紧在吊环加强板41的斜边上。
如图6所示，本发明的机器人焊接吊环变位机涉及的T型吊环包括T型吊环加强板61、T型吊环立板62、T型吊环加强环63；两个T型吊环加强板61通过点焊对称且垂直地预固定于T型吊环立板62的垂直边部的两侧，两个T型吊环加强环63通过点焊预固定于T型吊环立板62的两侧面，T型吊环立板62设有弧形边部，T型吊环加强板61为直角梯形结构，T型吊环的点焊位置为图6中“64”所指示的位置。
如图7所示，本发明的机器人焊接吊环变位机涉及的T型吊环工装包括T型吊环工装底座71、T型吊环工装定位孔72、T型吊环工装夹钳A73、T型吊环工装夹钳B74。通过螺栓穿过T型吊环工装定位孔72将T型吊环工装安装于转板13；移动T型吊环工装夹钳手柄使夹钳A73和夹钳B74处于紧锁状态，T型吊环工装夹钳A73紧固在T型吊环加强板61上，T型吊环工装夹钳B74紧固在T型吊环立板62上，T型吊环被紧固于T型吊环工装。具体的，T型吊环工装夹钳B73为压边夹钳，包括夹钳底座731、手柄732、钳臂733、第一连杆734、第二连杆735、压杆736、压杆支架737以及U形卡臂738，所述夹钳底座731水平固定在所述底座71上，所述钳臂733为三叉摆臂结构，所述钳臂733的第一摆臂与所述手柄732固定连接，所述钳臂733的第二摆臂与所述第一连杆734转动连接，所述第一连杆734的另一端与所述夹钳底座731转动连接，所述钳臂733的第三摆臂与所述第二连杆735转动连接，所述第二连杆735的另一端与所述夹钳底座731转动连接，所述压杆736通过所述压杆支架737连接在所述第二连杆735上，所述U形卡臂738的U形两个上端设有与吊环加强板61的斜边配合的U形斜槽739，所述U形卡臂738的U形底一侧设有压片730，所述压杆736随所述钳臂733运动，所述压边夹钳处于紧锁状态时，所述压杆736的下端压紧在所述压片730上并带动所述U形斜槽739压紧在吊环加强板61的斜边上。T型吊环工装夹钳B74为压边夹钳，包括夹钳底座741、手柄742、钳臂743、第一连杆744、第二连杆745、U形压块746以及压块支架747，所述夹钳底座741水平固定在所述底座71上，所述钳臂743为三叉摆臂结构，所述钳臂743的第一摆臂与所述手柄742固定连接，所述钳臂743的第二摆臂与所述第一连杆744转动连接，所述第一连杆744的另一端与所述夹钳底座741转动连接，所述钳臂743的第三摆臂与所述第二连杆745转动连接，所述第二连杆745的另一端与所述夹钳底座741转动连接，所述U形压块746通过所述压块支架747连接在所述第二连杆745上，所述U形压块746设有弧形凹槽748，所述U形压块746随所述钳臂743运动，T型吊环工装夹钳B74处于紧锁状态时，所述U形压块746通过所述弧形凹槽748压紧在吊环立板62的弧形边部上。
如图8所示，本发明的机器人焊接吊环变位机装配吊环工装与吊环的结构包括变位机81、B型吊环工装82、B型吊环83、D型吊环工装84、D型吊环85、T型吊环工装86、T型吊环87。
本发明一种机器人焊接吊环变位机的工作过程如下：
a、将吊环工装通过螺栓固定安装于变位机转板一侧；
b、将相应的吊环紧固于相应吊环工装；
c、电控柜控制马达转动，驱动吊环转动到合适的位置，焊接机器人根据焊接工艺对吊环一侧的焊缝进行焊接；
d、电控柜控制马达再次转动，驱动吊环转动到另一合适的位置，焊接机器人根据焊接工艺对吊环另一侧的焊缝进行焊接；
e、焊接完毕后，松开吊环工装移去吊环，进行其它吊环焊接作业；
上述工作过程中的吊环工装为B型吊环工装、D型吊环工装、T型吊环工装，相应的吊环分别为B型吊环、D型吊环、T型吊环。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种机器人焊接吊环变位机，用于固定B型吊环、D型吊环和T型吊环；其中，所述B型吊环包括B型吊环底板和B型吊环立板，B型吊环立板通过点焊垂直预固定于B型吊环底板的中部；所述D型吊环包括D型吊环加强板和D型吊环立板，两个D型吊环加强板通过点焊对称且垂直地预固定于D型吊环立板的两侧边，D型吊环加强板为等腰三角形结构；所述T型吊环包括T型吊环加强板和T型吊环立板，两个T型吊环加强板通过点焊对称且垂直地预固定于T型吊环立板的垂直边部的两侧，T型吊环立板设有弧形边部，T型吊环加强板为直角梯形结构；其特征在于，所述变位机包括支架、旋转架、转板、马达和电控柜；
所述旋转架通过轴承安装在所述支架上，在所述旋转架的圆周方向上等距安装有多个转板，所述转板上设有可供吊环工装连接用的螺纹孔；
所述旋转架的转动轴一端固定安装有旋转架齿轮，所述马达安装在所述支架外侧，所述马达的输出轴固定安装有与所述旋转架齿轮相啮合的驱动齿轮；
所述马达与所述电控柜电性连接，所述马达接收所述电控柜的控制信号，马达驱动旋转架带动转板做顺时针或逆时针转动，将紧固有吊环的吊环工装移动到合适位置后，吊环焊接机器人可对吊环的焊缝进行焊接作业；
所述吊环工装根据吊环的型号可分为B型吊环工装、D型吊环工装和T型吊环工装；
所述B型吊环工装包括B型吊环工装底座和B型吊环工装夹钳，所述B型吊环工装底座上设有与所述转板上的螺纹孔相对应的定位孔，螺栓穿过定位孔和螺纹孔可将B型吊环工装固定安装于所述转板中的第一转板上，所述B型吊环工装夹钳设有4个，且对称地设置于所述B型吊环工装底座的两侧，移动所述B型吊环工装夹钳的手柄可使所述B型吊环工装夹钳的压杆压紧在所述B型吊环底板的表面上，由此所述B型吊环被固定在所述B型吊环工装底座上；
所述D型吊环工装包括D型吊环工装底座和D型吊环工装夹钳，所述D型吊环工装底座上设有与所述转板上的螺纹孔相对应的定位孔，螺栓穿过定位孔和螺纹孔可将D型吊环工装固定安装于所述转板中的第二转板上，所述D型吊环工装夹钳设有2个，且对称地设置于所述D型吊环工装底座的两侧，移动所述D型吊环工装夹钳的手柄可使所述D型吊环工装夹钳的U形斜槽压紧在所述D型吊环加强板的斜边上，由此所述D型吊环被固定在所述D型吊环工装底座上；
所述T型吊环工装包括T型吊环工装底座、T型吊环工装夹钳A和T型吊环工装夹钳B，所述T型吊环工装底座上设有与所述转板上的螺纹孔相对应的定位孔，螺栓穿过定位孔和螺纹孔可将T型吊环工装固定安装于所述转板中的第三转板上，所述T型吊环工装夹钳A和T型吊环工装夹钳B相对地设置于所述T型吊环工装底座的两侧，移动所述T型吊环工装夹钳A的手柄可使所述T型吊环工装夹钳A的U形斜槽压紧在所述T型吊环加强板的斜边上，移动所述T型吊环工装夹钳B的手柄可使所述T型吊环工装夹钳B的弧形凹槽压紧在所述T型吊环立板的弧形边部上的弧形边部上，由此所述T型吊环被固定在所述T型吊环工装底座上。
2.如权利要求1所述的机器人焊接吊环变位机，其特征在于，所述B型吊环工装夹钳包括夹钳底座、手柄、钳臂、第一连杆、第二连杆、压杆以及压杆支架，所述夹钳底座水平固定在所述B型吊环工装底座上，所述钳臂为三叉摆臂结构，所述钳臂的第一摆臂与所述手柄固定连接，所述钳臂的第二摆臂与所述第一连杆转动连接，所述第一连杆的另一端与所述夹钳底座转动连接，所述钳臂的第三摆臂与所述第二连杆转动连接，所述第二连杆的另一端与所述夹钳底座转动连接，所述压杆通过所述压杆支架连接在所述第二连杆上，所述压杆随所述钳臂运动，所述B型吊环工装夹钳处于紧锁状态时，所述压杆的下端压紧在B型吊环底板的表面上。
3.如权利要求1所述的机器人焊接吊环变位机，其特征在于，所述D型吊环工装夹钳包括夹钳底板、手柄、卡臂、连杆和U形杆，所述夹钳底板垂直固定在所述D型吊环工装底座上，所述卡臂的前侧两端设有U形斜槽，所述U形斜槽可卡放于D型吊环加强板的斜边上，所述卡臂的后侧中部伸出有水平挂钩，所述连杆的一端与所述手柄固定连接，所述连杆的另一端与所述夹钳底板转动连接，所述U形杆的开口端与所述连杆靠近所述手柄一侧的部位转动连接，所述D型吊环工装夹钳处于锁紧状态时，所述U形杆的U形端与所述水平挂钩扣接，所述卡臂的U形斜槽压紧在D型吊环加强板的斜边上。
4.如权利要求1所述的机器人焊接吊环变位机，其特征在于，所述T型吊环工装夹钳A包括夹钳底座、手柄、钳臂、第一连杆、第二连杆、压杆、压杆支架以及U形卡臂，所述夹钳底座水平固定在所述T型吊环工装底座上，所述钳臂为三叉摆臂结构，所述钳臂的第一摆臂与所述手柄固定连接，所述钳臂的第二摆臂与所述第一连杆转动连接，所述第一连杆的另一端与所述夹钳底座转动连接，所述钳臂的第三摆臂与所述第二连杆转动连接，所述第二连杆的另一端与所述夹钳底座转动连接，所述压杆通过所述压杆支架连接在所述第二连杆上，所述U形卡臂的U形两个上端设有与T型吊环加强板的斜边配合的U形斜槽，所述U形卡臂的U形底一侧设有压片，所述压杆随所述钳臂运动，所述T型吊环工装夹钳A处于紧锁状态时，所述压杆的下端压紧在所述压片上并带动所述U形斜槽压紧在T型吊环加强板的斜边上。
5.如权利要求1所述的机器人焊接吊环变位机，其特征在于，所述T型吊环工装夹钳B包括夹钳底座、手柄、钳臂、第一连杆、第二连杆、U形压块以及压块支架，所述夹钳底座水平固定在所述T型吊环工装底座上，所述钳臂为三叉摆臂结构，所述钳臂的第一摆臂与所述手柄固定连接，所述钳臂的第二摆臂与所述第一连杆转动连接，所述第一连杆的另一端与所述夹钳底座转动连接，所述钳臂的第三摆臂与所述第二连杆转动连接，所述第二连杆的另一端与所述夹钳底座转动连接，所述U形压块通过所述压块支架连接在所述第二连杆上，所述U形压块设有弧形凹槽，所述U形压块随所述钳臂运动，所述T型吊环工装夹钳B处于紧锁状态时，所述U形压块通过所述弧形凹槽压紧在T型吊环立板的弧形边部上。
6.如权利要求1至5任一项所述的机器人焊接吊环变位机，其特征在于，所述电控柜上设有显示面板和按键。
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