CN108161633A - 一种高铁侧墙焊缝铣磨组合装置 - Google Patents

一种高铁侧墙焊缝铣磨组合装置 Download PDF

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Abstract

本发明创造提供了一种高铁侧墙焊缝铣磨组合装置，包括主箱组件、视觉系统组件，主箱组件外端设有安装法兰座，视觉系统组件设置在主箱组件上，视觉系统组件内设有激光三维扫描仪和点激光测距仪；主箱组件包括主箱体、铣削组件和打磨组件，在主箱体内还设有除尘罩，除尘罩的开口方向朝向设有铣刀的主箱体外侧。本发明创造保证了作业的清洁度，减少污染，减少人身伤害，减少对设备的损坏，降低劳动强，提高铣磨表面质量。

Description

一种高铁侧墙焊缝铣磨组合装置
技术领域
本发明创造属于高铁技术领域，尤其是涉及一种高铁侧墙焊缝铣磨组合装置。
背景技术
在高铁制造工业中，焊接技术应用广泛，分块构件焊接后形成的表面需要人工手持焊缝打磨机、角磨机、无齿锯等工具进行再处理，打磨光滑，传统的打磨作业方式效率低，环境污染大，对操作人员的身体伤害也大，难以满足安全生产作业要求，且人工手持工具打磨质量稳定性差。
发明内容
有鉴于此，本发明创造旨在提出一种高铁侧墙焊缝铣磨组合装置，以解决现有技术中存在的打磨效率低、劳动强度大、作业污染等问题，同时提高焊缝表面的打磨质量。
为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：
一种高铁侧墙焊缝铣磨组合装置，包括主箱组件、视觉系统组件，主箱组件外端设有安装法兰座，用于安装在机器人手臂上，视觉系统组件设置在主箱组件上，视觉系统组件内设有激光三维扫描仪和点激光测距仪，所述激光三维扫描仪和点激光测距仪构成视觉系统，实现工件摆放位置的寻找和定位，实现焊缝位置的寻找和作业过程中的实时位置纠正，使用该装置对工件的摆放定位要求大大降低，有效的降低了工件装夹定位工装的成本和装夹时间；主箱组件包括主箱体、铣削组件和打磨组件，铣削组件和打磨组件均为位置可调节的设置在主箱体内，铣削组件包括铣削电机和由铣削电机驱动的铣刀，打磨组件包括打磨电机和由打磨电机驱动的打磨盘，铣刀与打磨盘位于主箱体的同一端面处，激光三维扫描仪和点激光测距仪与铣刀、打磨盘位于同侧，且激光扫描仪和点激光测距仪位于铣刀的前端，打磨盘位于铣刀的后端，视觉系统进行监测，然后进行铣削，再进行磨削，在主箱体内还设有除尘罩，除尘罩的开口方向朝向设有铣刀的主箱体外侧，用于吸附铣磨下的铝粉尘等颗粒物质；
优选的，铣削组件还包括铣削组件调节杆、铣削电机支架、滑动座板，铣削电机安装在铣削电机支架上，铣削组件调节杆设置在铣削电机支架上，铣削电机支架可滑动的设置在滑动座板上，滑动座板固设在主箱体内侧壁上，铣削组件调节杆延伸到主箱体外，从主箱体外调节铣削组件调节杆从而调节铣削电机支架在滑动座板上的相对位置，进而调节了设置在铣削电机上的铣刀与待铣削工件表面的距离；
优选的，铣削组件还包括主动轮、铣刀轮和涨紧轮，主动轮设置在铣削电机的转动轴上，铣刀轮与铣刀同轴设置，涨紧轮安装在铣削电机支架上，且涨紧轮设置在主动轮和铣刀轮之间，在主动轮、铣刀轮和涨紧轮之间设有皮带；皮带用于铣削电机的动力传输；
优选的，铣削组件还包括铣刀架和限位轮，四个限位轮设置在铣刀架上且均布在铣刀的四个外方向上，且限位轮的中心转轴与铣刀的中心转轴互相平行；限位轮防止铣刀过切，伤害工件母材；
优选的，打磨组件还包括打磨组件调节装置，所述打磨组件调节装置包括打磨组件调节杆、活动架、固定板、打磨电机安装板和滑动架，固定板固定在主箱体内壁，在固定板上开有长条孔，活动架设置在长条孔内，打磨组件调节杆设置在活动架上，且打磨组件调节杆置于主箱体外部，活动架安装在打磨电机机身上，打磨电机安装板设置在打磨电机机身上，且打磨电机安装板可滑动的设置在滑动架上，滑动架固定在固定板上，通过打磨组件调节杆的长度调节，进而带动活动架的运动，从而实现打磨电机在滑动架上的滑动，实现打磨盘与工件的接触距离；打磨组件调节装置构成浮动打磨机构，对打磨盘施加恒定的浮动力，确保打磨质量的稳定性；
优选的，打磨组件调节杆为气动驱动机构；
优选的，打磨电机安装板与打磨电机机身的安装角度可调，即打磨电机的转动轴向与打磨电机安装板的相对滑动方向之间的夹角可调设置；打磨电机上的打磨盘与工件接触时角度可调，自由调节倾斜角度，通过螺钉锁紧，保证角度位置不变；
优选的，除尘罩尾端设有除尘罩尾管，主箱体上设有除尘孔，除尘罩尾管与除尘孔联通，除尘孔与外置的吸尘器联通，用于吸附铣磨的粉尘；可有效的降低空间铝粉含量，避免铝粉爆炸；
优选的，主箱体上设有用于管线穿过的引线孔；
优选的，视觉系统组件还包括用于保护激光三维扫描仪和点激光测距仪的保护箱，保护箱内设有用于支撑固定激光三维扫描仪的U型第一机架和用于支撑固定点激光测距仪的L型第二机架；
优选的，为了使主箱体与工件接触后形成相对密闭空间，在主箱体与工件相对的一面四周设有软质材料，如橡胶垫或密实型毛刷；为了便于监控观察主箱体内各个部件的作业状态，主箱体的一侧面为透明材质，保证箱体的相对密闭性同时保证可观察性；
相对于现有技术，本发明创造所述的焊缝铣磨组合装置具有以下优势：
本发明创造极大的降低了对工件的摆放定位要求，有效的降低了工件装夹定位工装的成本和装夹时间，铣削调节杆等构成的调节模块及打磨组件调节杆等构成的调节模块以及限位轮结构，使用使整个铣削模块能够适应工件的高低变化，弥补视觉系统寻位的误差，从而保证铣削焊缝的一致性；将铣磨后的铝屑、铝粉通过除尘罩回收，使用该装置打磨后的的焊缝周围干净整洁，没有残留的铝屑铝粉，保证了作业的清洁度，减少污染，减少人身伤害，减少对设备的损坏，降低劳动强。
附图说明
构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中：
图1为本发明创造实施例所述的铣磨组合装置部分结构示意图；
图2为本发明创造实施例所述的铣磨组合装置部分结构另一视角图；
图3为本发明创造实施例所述的铣磨组合装置部分结构第三视角图；
图4为本发明创造实施例所述的铣磨组合装置部分结构主视图；
图5为本发明创造实施例所述的视觉系统部分示意图；
图6为本发明创造实施例所述的铣削组件示意图；
图7为本发明创造实施例所述的除尘罩示意图；
图8为本发明创造实施例所述的打磨组件示意图；
图9为本发明创造实施例所述的打磨组件调节装置示意图；
附图标记说明：
1、主箱组件；2、视觉系统组件；3、安装法兰座；10、主箱体；11、铣削组件；110、铣削组件调节杆；111、铣削电机；12、打磨组件；120、打磨组件调节杆；121、打磨电机；122、打磨盘；123、打磨组件调节装置；124、活动架；125、固定板；1250、滑动架；13、除尘孔；130、除尘罩；1300、除尘罩尾管；20、保护箱；21、激光三维扫描仪；22、点激光测距仪；220、第二机架；210、第一机架；14、引线孔；1210、打磨电机安装板；1110、铣削电机支架；11101、主动轮；11102、铣刀轮；11103、涨紧轮；11100、皮带；1111、滑动座板；113、限位轮；1112、铣刀架；112、铣刀；1120、限位装置。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。
结合图1-4所示，一种高铁侧墙焊缝铣磨组合装置，包括主箱组件1、视觉系统组件2，主箱组件1外端设有安装法兰座3，用于安装在机器人手臂上，视觉系统组件2设置在主箱组件1上，视觉系统组件2内设有激光三维扫描仪21和点激光测距仪22，所述激光三维扫描仪21和点激光测距仪22构成视觉系统，实现工件摆放位置的寻找和定位，实现焊缝位置的寻找和作业过程中的实时位置纠正，使用该装置对工件的摆放定位要求大大降低，有效的降低了工件装夹定位工装的成本和装夹时间；主箱组件1包括主箱体10、铣削组件11和打磨组件12，铣削组件11和打磨组件12均为位置可调节的设置在主箱体10内，铣削组件11包括铣削电机111和由铣削电机111驱动的铣刀112，打磨组件12包括打磨电机121和由打磨电机121驱动的打磨盘122，铣刀112与打磨盘122位于主箱体10的同一端面处，激光三维扫描仪21和点激光测距仪22与铣刀112、打磨盘122位于同侧，且激光扫描仪21和点激光测距仪22位于铣刀112的前端，打磨盘122位于铣刀112的后端，视觉系统进行监测，然后进行铣削，再进行磨削，在主箱体10内还设有除尘罩130，除尘罩130的开口方向朝向设有铣刀112的主箱体10外侧，用于吸附铣磨下的铝粉尘等颗粒物质；
结合图6所示，其中，铣削组件11还包括铣削组件调节杆110、铣削电机支架1110、滑动座板1111，铣削电机111安装在铣削电机支架1110上，铣削组件调节杆110设置在铣削电机支架1110上，铣削电机支架1110可滑动的设置在滑动座板1111上，滑动座板1111固设在主箱体10内侧壁上，铣削组件调节杆110延伸到主箱体10外，从主箱体10外调节铣削组件调节杆110从而调节铣削电机支架1110在滑动座板1111上的相对位置，进而调节了设置在铣削电机111上的铣刀112与待铣削工件表面的距离；其中，铣削组件11还包括主动轮11101、铣刀轮11102和涨紧轮11103，主动轮11101设置在铣削电机111的转动轴上，铣刀轮11102与铣刀112同轴设置，涨紧轮11103安装在铣削电机支架1110上，且涨紧轮11103设置在主动轮11101和铣刀轮11102之间，在主动轮11101、铣刀轮11102和涨紧轮11103之间设有皮带11100；皮带11100用于铣削电机111的动力传输；其中，铣削组件11还包括铣刀架1112和限位轮113，铣刀112设置在铣刀架1112上，四个限位轮113设置在铣刀架1112上且均布在铣刀112的四个外方向上，且限位轮113的中心转轴与铣刀112的中心转轴互相平行；限位轮防止铣刀过切，伤害工件母材；
结合图8、9所示，其中，打磨组件12还包括打磨组件调节装置123，所述打磨组件调节装置123包括打磨组件调节杆120、活动架124、固定板125、打磨电机安装板1210和滑动架1250，固定板125固定在主箱体10内壁，在固定板125上开有长条孔，活动架124设置在长条孔内，打磨组件调节杆120设置在活动架124上，且打磨组件调节杆120置于主箱体10外部，活动架124安装在打磨电机121机身上，打磨电机安装板1210设置在打磨电机121机身上，且打磨电机安装板1210可滑动的设置在滑动架1250上，滑动架1250固定在固定板125上，通过打磨组件调节杆120的长度调节，进而带动活动架124的运动，从而实现打磨电机121在滑动架上的滑动，实现打磨盘122与工件的接触距离；打磨组件调节装置构成浮动打磨机构，对打磨盘施加恒定的浮动力，确保打磨质量的稳定性；其中，打磨组件调节杆120为气动驱动机构；其中，打磨电机安装板1210与打磨电机121机身的安装角度可调，即打磨电机121的转动轴向与打磨电机安装板1210的相对滑动方向之间的夹角可调设置；打磨电机121上的打磨盘122与工件接触时角度可调，自由调节倾斜角度，通过螺钉锁紧，保证角度位置不变；
结合图2、7所示，其中，除尘罩130尾端设有除尘罩尾管1300，主箱体10上设有除尘孔13，除尘罩尾管1300与除尘孔13联通，除尘孔13与外置的吸尘器联通，用于吸附铣磨的粉尘；可有效的降低空间铝粉含量，避免铝粉爆炸；其中，主箱体10上设有用于管线穿过的引线孔14；
结合图1和5所示，其中，视觉系统组件2还包括用于保护激光三维扫描仪21和点激光测距仪22的保护箱20，保护箱20内设有用于支撑固定激光三维扫描仪21的U型第一机架210和用于支撑固定点激光测距仪22的L型第二机架220；其中，为了使主箱体10与工件接触后形成相对密闭空间，在主箱体10与工件相对的一面四周设有软质材料，如橡胶垫或密实型毛刷；其中，为了便于监控观察主箱体10内各个部件的作业状态，主箱体10的一侧面为透明材质，保证箱体的相对密闭性同时保证可观察性；
本发明创造极大的降低了对工件的摆放定位要求，有效的降低了工件装夹定位工装的成本和装夹时间，铣削调节杆等构成的调节模块及打磨组件调节杆等构成的调节模块以及限位轮结构的使用,使整个铣削模块能够适应工件的高低变化，弥补视觉系统寻位的误差，从而保证铣削焊缝的一致性；将铣磨后的铝屑、铝粉通过除尘罩回收，使用该装置打磨后的的焊缝周围干净整洁，没有残留的铝屑铝粉，保证了作业的清洁度，减少污染，减少对设备的损坏；
本发明创造广泛用于对高铁铝合金车体侧墙焊缝的打磨，代替了人工作业的繁重劳动，避免了铝粉尘对人体的伤害，是一种全新的用于机器人自动化作业工具；同时也适用于其他领域的铣磨作业工艺。
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高铁侧墙焊缝铣磨组合装置，其特征在于：包括主箱组件(1)、视觉系统组件(2)，主箱组件(1)外端设有安装法兰座(3)，视觉系统组件(2)设置在主箱组件(1)上，视觉系统组件(2)内设有激光三维扫描仪(21)和点激光测距仪(22)；主箱组件(1)包括主箱体(10)、铣削组件(11)和打磨组件(12)，铣削组件(11)和打磨组件(12)均为位置可调节的设置在主箱体(10)内，铣削组件(11)包括铣削电机(111)和由铣削电机(111)驱动的铣刀(112)，打磨组件(12)包括打磨电机(121)和由打磨电机(121)驱动的打磨盘(122)，铣刀(112)与打磨盘(122)位于主箱体(10)的同一端面处，激光三维扫描仪(21)和点激光测距仪(22)与铣刀(112)、打磨盘(122)位于同侧，且激光扫描仪和点激光测距仪(22)位于铣刀(112)的前端，打磨盘(122)位于铣刀(112)的后端，在主箱体(10)内还设有除尘罩(130)，除尘罩(130)的开口方向朝向设有铣刀(112)的主箱体(10)外侧。
2.根据权利要求1所述的一种高铁侧墙焊缝铣磨组合装置，其特征在于：铣削组件(11)还包括铣削组件调节杆(110)、铣削电机支架(1110)、滑动座板(1111)，铣削电机(111)安装在铣削电机支架(1110)上，铣削组件调节杆(110)设置在铣削电机支架(1110)上，铣削电机支架(1110)可滑动的设置在滑动座板(1111)上，滑动座板(1111)固设在主箱体(10)内侧壁上，铣削组件(11)调节杆延伸到主箱体(10)外。
3.根据权利要求2所述的一种高铁侧墙焊缝铣磨组合装置，其特征在于：铣削组件(11)还包括主动轮(11101)、铣刀轮(11102)和涨紧轮(11103)，主动轮(11101)设置在铣削电机(111)的转动轴上，铣刀轮(11102)与铣刀(112)同轴设置，涨紧轮(11103)安装在铣削电机支架(1110)上，且涨紧轮(11103)设置在主动轮(11101)和铣刀轮(11102)之间，在主动轮(11101)、铣刀轮(11102)和涨紧轮(11103)之间设有皮带(11100)。
4.根据权利要求3所述的一种高铁侧墙焊缝铣磨组合装置，其特征在于：铣削组件(11)还包括铣刀架(1112)和限位轮(113)，四个限位轮(113)设置在铣刀架(1112)上且均布在铣刀(112)的四个外方向上，且限位轮(113)的中心转轴与铣刀(112)的中心转轴互相平行。
5.根据权利要求1所述的一种高铁侧墙焊缝铣磨组合装置，其特征在于：打磨组件(12)还包括打磨组件调节装置(123)，所述打磨组件调节装置(123)包括打磨组件调节杆(120)、活动架(124)、固定板(125)、打磨电机安装板(1210)和滑动架(1250)，固定板(125)固定在主箱体(10)内壁，在固定板(125)上开有长条孔，活动架(124)设置在长条孔内，打磨组件调节杆(120)设置在活动架(124)上，且打磨组件调节杆(120)置于主箱体(10)外部，活动架(124)安装在打磨电机(121)机身上，打磨电机安装板(1210)设置在打磨电机(121)机身上，且打磨电机安装板(1210)可滑动的设置在滑动架(1250)上，滑动架(1250)固定在固定板(125)上。
6.根据权利要求5所述的一种高铁侧墙焊缝铣磨组合装置，其特征在于：打磨组件调节杆(120)为气动驱动机构。
7.根据权利要求5所述的一种高铁侧墙焊缝铣磨组合装置，其特征在于：打磨电机安装板(1210)与打磨电机(121)机身的安装角度可调。
8.根据权利要求1所述的一种高铁侧墙焊缝铣磨组合装置，其特征在于：除尘罩(130)尾端设有除尘罩尾管(1300)，主箱体(10)上设有除尘孔(13)，除尘罩尾管(1300)与除尘孔(13)联通，除尘孔(13)与外置的吸尘器联通；主箱体(10)上设有用于管线穿过的引线孔(14)。
9.根据权利要求1所述的一种高铁侧墙焊缝铣磨组合装置，其特征在于：视觉系统组件(2)还包括用于保护激光三维扫描仪(21)和点激光测距仪(22)的保护箱(20)，保护箱(20)内设有用于支撑固定激光三维扫描仪(21)的U型第一机架(210)和用于支撑固定点激光测距仪(22)的L型第二机架(220)。
10.根据权利要求1所述的一种高铁侧墙焊缝铣磨组合装置，其特征在于：在主箱体(10)与工件相对的一面四周设有软质材料；主箱体(10)的一侧面为透明材质。
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