CN111112863A - 一种风轮快速焊接工作站 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种风轮快速焊接工作站，涉及焊接作业辅助装置技术领域。该风轮快速焊接工作站，包括机器人控制系统、机器人焊接系统、焊机系统、变位机系统以及定位工装系统，所述机器人控制系统的一侧设置有机器人焊接系统，所述机器人焊接系统的一侧设置有焊机系统，所述机器人焊接系统的前端设置有变位机系统，所述变位机系统顶部的中心设置有定位工装系统，所述定位工装系统的中心设置有后盘以及多个叶片。通过设计新型焊接夹具，保证了叶片与后盘之间的位置精确性，同时，使用了此焊接夹具，简化了对叶片位置定位机构，工人只需要把叶片放置在叶片的定位装置上即可，不需要以往的划线工作、预点焊工作，大大提高了工人的生产效率。

Description

一种风轮快速焊接工作站
技术领域
本发明涉及焊接作业辅助装置技术领域，具体为一种风轮快速焊接工作站。
背景技术
风轮是鼓风机或者抽风机里边的直接动力机构，风机主要应用于冶金、石化、电力、城市轨道交通、纺织、船舶等国民经济各领域以及各种场所的通风换气，除传统应用领域外，在煤矸石综合利用、新型干法熟料技改、冶金工业的节能及资源综合利用等20多个潜在的市场领域仍将有较大的发展前景，随着风机制造行业竞争的不断加剧，大型风机制造企业间并购整合与资本运作日趋频繁，国内优秀的风机制造企业愈来愈重视对行业市场的研究，特别是对产业发展环境和产品购买者的深入研究，正因为如此，一大批国内优秀的风机品牌迅速崛起，逐渐成为风机制造行业中的翘楚。
从风机需求特点预测对于使用量大面广的中小型风机，产品结构及制造工艺比较简单，成本也较低，用户主要追求的是高效率、低噪声、长寿命，且价格便宜。另一种是资金、技术密集型，产品结构复杂，制造周期长，成套性和系统性也强，而且在高压、高温及高速条件下运行，有的甚至在恶劣工况下运行，用户对该类风机各有不同要求，风机机壳、底座千变万化，但是风轮作为其中主要动力机构，为保证风力输出，其形状基本定型，目前主要工艺是人工焊接，焊接质量不稳定，而且焊接效率较低，无法保证加工进度和加工精度。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种风轮快速焊接工作站，解决了目前风机主要加工工艺是人工焊接，焊接质量不稳定，而且焊接效率较低，无法保证加工进度和加工精度的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种风轮快速焊接工作站，包括机器人控制系统、机器人焊接系统、焊机系统、变位机系统以及定位工装系统，所述机器人控制系统的一侧设置有机器人焊接系统，所述机器人焊接系统的一侧设置有焊机系统，所述机器人焊接系统的前端设置有变位机系统，所述变位机系统顶部的中心设置有定位工装系统，所述定位工装系统的中心设置有后盘以及多个叶片。
优选的，所述机器人焊接系统包括支撑座，所述支撑座的顶部安装有旋转台，所述旋转台的顶部转动连接有第一机械臂，所述旋转台顶部的一侧安装有与第一机械臂相对应的第一驱动电机，所述第一机械臂远离旋转台的一端转动连接有第二机械臂，所述第一机械臂外壁的一侧安装有与第二机械臂相对应的第二驱动电机，所述第二机械臂远离第一机械臂的一端固定连接有焊接头，所述焊接头的底部安装有焊枪。
优选的，所述支撑座的中心安装有与旋转台相对应的低速电机。
优选的，所述焊机系统包括底盘，所述底盘的两侧均安装有滚轮，所述底盘顶部的中心设置有与机器人焊接系统相对应的焊机箱，所述焊机箱的顶部安装有控制箱，所述控制箱顶部的一侧安装有防护罩。
优选的，所述变位机系统包括底座，所述底座的顶部固定连接有固定架，所述固定架的中心设置有工作转台，所述工作转台底部的中心安装有第一伺服电机，所述固定架外壁的一侧安装有与工作转台相对应的第二伺服电机，所述工作转台的顶部安装有与第一伺服电机相对应的旋转平台。
优选的，所述定位工装系统包括支撑平台，所述支撑平台的顶部固定连接有支撑架，所述支撑架顶部的中心安装有气缸，所述支撑架的中心安装有与气缸相对应的定位夹紧盘，所述支撑架顶部的两侧均安装有与定位夹紧盘相对应的定位柱，所述支撑平台外壁的一侧安装有控制阀，所述定位夹紧盘底部内表面的周侧固定连接有多组定位板，多个所述定位板前端外表面的两侧分别设置有定位边和定位块，多个所述定位块的外壁均安装有弹簧，所述定位板前端外表面的中心转动连接有手动钳夹，所述手动钳夹的顶部安装有转动把手。
优选的，所述支撑平台顶部的中心安装有定位销，且所述后盘底部的中心开设有与定位销相对应的平键槽位。
优选的，多个所述叶片分别与多组定位边和定位块相互卡合。
工作原理：在使用该风轮快速焊接工作站时，我们可以利用机器人控制系统1对机器人焊接系统2、焊机系统3以及变位机系统4进行焊接程序编程，待编程完毕后，支撑平台501顶部的中心安装有定位销，且后盘6底部的中心开设有与定位销相对应的平键槽位，工人先将后盘6套在定位销的外壁，后盘6的定位主要依靠定位销进行定位，平键槽位限制住后盘6的旋转，通过定位销与平键槽位相互配合，从而使整个后盘6以及多个叶片7可以跟随定位工装系统5进行同步变位，再将叶片7一片一片的放到定位结构上，利用定位边507和定位块508对叶片7的两侧进行夹紧，多个叶片7分别与多组定位边507和定位块508相互卡合，从而对其进行夹紧定位，防止在焊接的过程中位置发生偏移，再通过向下压紧转动把手511，从而利用手动钳夹510进行另外一侧的压紧，根据六点定位原理，叶片7和后盘6都还需要一个方向的压紧才能够保证工件的完全夹紧，最后扳动手动控制阀506，使气缸503推动定位夹紧盘504移动，向着后盘6定位机构推紧时，即可完成工件的完全定位夹紧，待定位工装系统5将多个叶片7定位好在后盘6上之后，然后即可进行焊接，从而达到了提高生产效率和质量统一性的目的。
(三)有益效果
本发明提供了一种风轮快速焊接工作站。具备以下有益效果：
1、该风轮快速焊接工作站，通过设计新型焊接夹具，保证了叶片与后盘之间的位置精确性，同时，使用了此焊接夹具，简化了对叶片位置定位机构，工人只需要把叶片放置在叶片的定位装置上即可，不需要以往的划线工作、预点焊工作，大大提高了工人的生产效率。
2、该风轮快速焊接工作站，通过利用机器人控制系统进行计算机编程，可以为机器人焊接系统、焊机系统以及变位机系统设定好固定的焊接程序和焊接路线，从而达到了提高生产效率和质量统一性的目的，工作效率大大提高。
附图说明
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明的主视结构图；
图3为本发明的侧视结构图；
图4为本发明的变位机系统以及定位工装系统结构示意图；
图5为本发明的变位机系统以及定位工装系统的俯视结构图；
图6为图4中A处的局部放大图。
其中，1、机器人控制系统；2、机器人焊接系统；201、支撑座；202、旋转台；203、第一机械臂；204、第一驱动电机；205、第二机械臂；206、第二驱动电机；207、焊接头；208、焊枪；3、焊机系统；301、底盘；302、滚轮；303、焊机箱；304、控制箱；305、防护罩；4、变位机系统；401、底座；402、固定架；403、工作转台；404、第一伺服电机；405、第二伺服电机；406、旋转平台；5、定位工装系统；501、支撑平台；502、支撑架；503、气缸；504、定位夹紧盘；505、定位柱；506、控制阀；507、定位边；508、定位块；509、弹簧；510、手动钳夹；511、转动把手；512、定位板；6、后盘；7、叶片。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：
如图1-6所示，本发明实施例提供一种风轮快速焊接工作站，包括机器人控制系统1、机器人焊接系统2、焊机系统3、变位机系统4以及定位工装系统5，机器人控制系统1的一侧设置有机器人焊接系统2，机器人焊接系统2的一侧设置有焊机系统3，机器人焊接系统2的前端设置有变位机系统4，变位机系统4顶部的中心设置有定位工装系统5，定位工装系统5的中心设置有后盘6以及多个叶片7。
机器人焊接系统2包括支撑座201，支撑座201的顶部安装有旋转台202，旋转台202的顶部转动连接有第一机械臂203，旋转台202顶部的一侧安装有与第一机械臂203相对应的第一驱动电机204，第一机械臂203远离旋转台202的一端转动连接有第二机械臂205，第一机械臂203外壁的一侧安装有与第二机械臂205相对应的第二驱动电机206，第二机械臂205远离第一机械臂203的一端固定连接有焊接头207，焊接头207的底部安装有焊枪208，机器人焊接系统2可采用型号MA2010机器人，负载10kg，重复定位精度+-0.08mm，行程半径2010mm,具有6自由度关节，可以实现直线定位插补、圆弧定位插补功能，可以对风轮进行精准的焊接。
支撑座201的中心安装有与旋转台202相对应的低速电机，通过设计低速电机，从而利用低速电机带动旋转台202进行旋转。
焊机系统3包括底盘301，底盘301的两侧均安装有滚轮302，底盘301顶部的中心设置有与机器人焊接系统2相对应的焊机箱303，焊机箱303的顶部安装有控制箱304，控制箱304顶部的一侧安装有防护罩305，焊机系统3可采用现有的TPS 2700 CMT型号品牌焊机，主要技术参数为最小电流3安培，最大电流270安培，功率78％，具有TIG、MIG、MAG、MMA等多功能焊接工艺，自身保护等级IP23。
变位机系统4包括底座401，底座401的顶部固定连接有固定架402，固定架402的中心设置有工作转台403，工作转台403底部的中心安装有第一伺服电机404，固定架402外壁的一侧安装有与工作转台403相对应的第二伺服电机405，工作转台403的顶部安装有与第一伺服电机404相对应的旋转平台406，变位机系统4为双轴变位机，其控制系统接入机器人控制系统1，根据机器人控制系统1已经计算好的编程，可以控制变位机系统4进行自动定点变为，更加能满足多种工件的焊接，多种角度的作业。
定位工装系统5包括支撑平台501，支撑平台501的顶部固定连接有支撑架502，支撑架502顶部的中心安装有气缸503，支撑架502的中心安装有与气缸503相对应的定位夹紧盘504，支撑架502顶部的两侧均安装有与定位夹紧盘504相对应的定位柱505，支撑平台501外壁的一侧安装有控制阀506，定位夹紧盘504底部内表面的周侧固定连接有多组定位板512，多个定位板512前端外表面的两侧分别设置有定位边507和定位块508，多个定位块508的外壁均安装有弹簧509，定位板512前端外表面的中心转动连接有手动钳夹510，手动钳夹510的顶部安装有转动把手511，工人先将后盘6对准定位销放入后盘6定位结构上，再将叶片7一片一片的放到定位结构上，利用定位边507和定位块508对叶片7的两侧进行夹紧，再通过向下压紧转动把手511，从而利用手动钳夹510进行另外一侧的压紧，根据六点定位原理，叶片7和后盘6都还需要一个方向的压紧才能够保证工件的完全夹紧，最后搬动手动控制阀506，使气缸503推动定位夹紧盘504移动，向着后盘6定位机构推紧时，即可完成工件的完全定位夹紧。
支撑平台501顶部的中心安装有定位销，且后盘6底部的中心开设有与定位销相对应的平键槽位，后盘6的定位主要依靠定位销进行定位，平键槽位限制住后盘的旋转，通过定位销与平键槽位相互配合，从而使整个后盘6以及多个叶片7可以跟随定位工装系统5进行同步变位。
多个叶片7分别与多组定位边507和定位块508相互卡合，通过利用定位边507和定位块508对叶片7的两侧进行夹紧，从而对其进行夹紧定位，防止在焊接的过程中位置发生偏移。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种风轮快速焊接工作站，包括机器人控制系统(1)、机器人焊接系统(2)、焊机系统(3)、变位机系统(4)以及定位工装系统(5)，其特征在于：所述机器人控制系统(1)的一侧设置有机器人焊接系统(2)，所述机器人焊接系统(2)的一侧设置有焊机系统(3)，所述机器人焊接系统(2)的前端设置有变位机系统(4)，所述变位机系统(4)顶部的中心设置有定位工装系统(5)，所述定位工装系统(5)的中心设置有后盘(6)以及多个叶片(7)。
2.根据权利要求1所述的一种风轮快速焊接工作站，其特征在于：所述机器人焊接系统(2)包括支撑座(201)，所述支撑座(201)的顶部安装有旋转台(202)，所述旋转台(202)的顶部转动连接有第一机械臂(203)，所述旋转台(202)顶部的一侧安装有与第一机械臂(203)相对应的第一驱动电机(204)，所述第一机械臂(203)远离旋转台(202)的一端转动连接有第二机械臂(205)，所述第一机械臂(203)外壁的一侧安装有与第二机械臂(205)相对应的第二驱动电机(206)，所述第二机械臂(205)远离第一机械臂(203)的一端固定连接有焊接头(207)，所述焊接头(207)的底部安装有焊枪(208)。
3.根据权利要求2所述的一种风轮快速焊接工作站，其特征在于：所述支撑座(201)的中心安装有与旋转台(202)相对应的低速电机。
4.根据权利要求1所述的一种风轮快速焊接工作站，其特征在于：所述焊机系统(3)包括底盘(301)，所述底盘(301)的两侧均安装有滚轮(302)，所述底盘(301)顶部的中心设置有与机器人焊接系统(2)相对应的焊机箱(303)，所述焊机箱(303)的顶部安装有控制箱(304)，所述控制箱(304)顶部的一侧安装有防护罩(305)。
5.根据权利要求1所述的一种风轮快速焊接工作站，其特征在于：所述变位机系统(4)包括底座(401)，所述底座(401)的顶部固定连接有固定架(402)，所述固定架(402)的中心设置有工作转台(403)，所述工作转台(403)底部的中心安装有第一伺服电机(404)，所述固定架(402)外壁的一侧安装有与工作转台(403)相对应的第二伺服电机(405)，所述工作转台(403)的顶部安装有与第一伺服电机(404)相对应的旋转平台(406)。
6.根据权利要求1所述的一种风轮快速焊接工作站，其特征在于：所述定位工装系统(5)包括支撑平台(501)，所述支撑平台(501)的顶部固定连接有支撑架(502)，所述支撑架(502)顶部的中心安装有气缸(503)，所述支撑架(502)的中心安装有与气缸(503)相对应的定位夹紧盘(504)，所述支撑架(502)顶部的两侧均安装有与定位夹紧盘(504)相对应的定位柱(505)，所述支撑平台(501)外壁的一侧安装有控制阀(506)，所述定位夹紧盘(504)底部内表面的周侧固定连接有多组定位板(512)，多个所述定位板(512)前端外表面的两侧分别设置有定位边(507)和定位块(508)，多个所述定位块(508)的外壁均安装有弹簧(509)，所述定位板(512)前端外表面的中心转动连接有手动钳夹(510)，所述手动钳夹(510)的顶部安装有转动把手(511)。
7.根据权利要求1所述的一种风轮快速焊接工作站，其特征在于：所述支撑平台(501)顶部的中心安装有定位销，且所述后盘(6)底部的中心开设有与定位销相对应的平键槽位。
8.根据权利要求1所述的一种风轮快速焊接工作站，其特征在于：多个所述叶片(7)分别与多组定位边(507)和定位块(508)相互卡合。
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