CN111716073A - 一种自适应高精度五轴伺服滚轮架 - Google Patents

一种自适应高精度五轴伺服滚轮架 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种自适应高精度五轴伺服滚轮架，属于滚轮架技术领域。包括主动轮移动地轨、从动轮移动地轨、伺服对中滑架、双驱主动轮组件和从动轮组件，所述的主动轮移动地轨上固定伺服对中滑架和双驱主动轮组件，从动轮移动地轨上固定从动轮组件，主动轮移动地轨和从动轮移动地轨结构相同，伺服对中滑架能带动双驱主动轮组件在主动轮移动地轨上前后移动，双驱主动轮组件与焊接筒体的主动滚轮接触面相连，从动轮组件与焊接筒体的从动轮接触面相连，双驱主动轮组件支撑在主动滚轮接触面筒体滚道上，双驱主动轮组件由电机带动主动轮旋转焊接筒体相应旋转变位。本发明的有益效果是：可自适应不同长度筒体工件，无需人工参与，提高生产效率。

Description

一种自适应高精度五轴伺服滚轮架
技术领域
本发明涉及一种自适应高精度五轴伺服滚轮架，属于滚轮架技术领域。
背景技术
滚轮架常用于筒体类产品的外环缝的焊接变位。筒体类产品广泛应用于工程机械中，如搅拌车筒体、压路机筒体、粉罐车筒体、压力容器筒体等。由于该类产品焊接工作量大，多用外环缝专机进行焊接。该类专机需要人工参与，自动化程度低，产品换型时，准备时间过长，运转精度低，不利于设备自动化扩展需求。为此设计一款自适应产品的高精度滚轮架，提高其自动化程度和运转精度，用于配合机器人自动化焊接。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足之处，本发明提供一种自适应高精度五轴伺服滚轮架，采用尾部固定的方式，通过调整双驱主动轮之间的尺寸，使筒体中轴线保持水平，用以适应不同工件的直径。
本发明是通过如下技术方案实现的：一种自适应高精度五轴伺服滚轮架，其特征在于：包括主动轮移动地轨、从动轮移动地轨、伺服对中滑架、双驱主动轮组件和从动轮组件，所述的主动轮移动地轨上固定伺服对中滑架和双驱主动轮组件，从动轮移动地轨上固定从动轮组件，主动轮移动地轨和从动轮移动地轨结构相同，伺服对中滑架能带动双驱主动轮组件在伺服对中滑架上对中移动，双驱主动轮组件与焊接筒体的主动滚轮接触面相连，从动轮组件与焊接筒体的从动轮接触面相连，双驱主动轮组件支撑在主动滚轮接触面筒体滚道上，从动轮组件支撑在从动轮接触面的法兰盘上，双驱主动轮组件由电机带动主动轮旋转焊接筒体相应旋转变位。
所述的主动轮移动地轨包括地轨底座、调节螺栓、限位挡块、拖链线槽、地轨防护罩、直线导轨、齿条、风琴护罩Ⅰ、地轨溜板、驱动防护罩Ⅰ、伺服电机Ⅰ、减速机Ⅰ、齿轮和手动润滑组件，所述的地轨底座通过调节螺栓固定，地轨底座的端部设置限位挡块，所述的拖链线槽、地轨防护罩、直线导轨、齿条和风琴护罩设置地轨底座内，地轨溜板设置在地轨底座顶部，驱动防护罩、伺服电机、减速机、齿轮和手动润滑组件设置在地轨溜板上，主动轮移动地轨通过直线导轨和齿轮用伺服电机驱动。
所述的伺服对中滑架包括滑架加高座、滑架底座、中防护罩、溜板、定位销、风琴护罩Ⅱ、气动碳刷组件、左旋丝杠、螺母座、左旋螺母、联轴器、右旋丝杠、右旋螺母、减速机Ⅱ、伺服电机Ⅱ、圆柱滚子轴承、轴承座和驱动防护罩Ⅱ，滑架加高座安装在滑架底座用于与主动轮移动地轨的地轨溜板固定，滑架底座上安装中防护罩、溜板、定位销、风琴护罩Ⅱ和气动碳刷组件，滑架底座内固定左旋丝杠、螺母座、左旋螺母、联轴器、右旋丝杠和右旋螺母，减速机Ⅱ和伺服电机Ⅱ设置在滑架底座的一侧，伺服电机Ⅱ驱动减速机Ⅱ带动左旋丝杠、联轴器和右旋丝杠控制溜板，溜板上固定双驱主动轮组件，伺服电机Ⅱ驱动双驱主动轮组件移动到焊接筒体的对应位置。
所述的双驱主动轮组件包括滚轮座、滚轮轴、轴承Ⅰ、端盖、主动轮、减速机座、减速机Ⅲ、伺服电机Ⅲ和驱动防护罩Ⅲ，滚轮座固定在伺服对中滑架的溜板上，滚轮座上固定轴承Ⅰ和减速机座，滚轮轴安装在轴承上，轴承Ⅰ的端部设有端盖，滚轮轴连接主动轮，减速机座上安装减速机Ⅲ、伺服电机Ⅲ和驱动防护罩Ⅲ，减速机Ⅲ带动主动轮旋转后焊接筒体相应旋转变位。
所述的从动轮组件包括从动加高座、气动电刷组件、从动轮座、从动轮轴、从动轮和轴承Ⅱ，从动加高座固定在从动轮移动地轨的地轨溜板上，气动电刷组件和从动轮座固定在从动加高座上，从动轮轴、从动轮和轴承Ⅱ固定在从动轮座上。
本发明的有益效果是：可自适应不同长度筒体工件、不同直径的筒体工件，移动精度高，回转精度高，外环缝焊接位置准确，工件不出现打滑现象，无需人工参与，提高生产效率。
附图说明
下面根据附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的主动轮移动地轨结构的示意图；
图3是本发明的主动轮移动地轨的剖视图；
图4是本发明的伺服对中滑架的结构示意图；
图5是本发明的伺服对中滑架的剖视图；
图6是本发明的双驱主动轮组件的结构示意图；
图7是本发明的从动轮组件的结构示意图；
图8是本发明的从动轮组件的侧视图；
图9是本发明的使用状态参考图。
具体实施方式
如图1所示的一种自适应高精度五轴伺服滚轮架，其特征在于：包括主动轮移动地轨1、从动轮移动地轨2、伺服对中滑架3、双驱主动轮组件4和从动轮组件5，所述的主动轮移动地轨1上固定伺服对中滑架3和双驱主动轮组件4，从动轮移动地轨2上固定从动轮组件5，主动轮移动地轨1和从动轮移动地轨2结构相同，伺服对中滑架3能带动双驱主动轮组件4在伺服对中滑架3上对中移动，双驱主动轮组件4与焊接筒体6的主动滚轮接触面7相连，从动轮组件5与焊接筒体6的从动轮接触面8相连，双驱主动轮组件4支撑在主动滚轮接触面7筒体滚道上，从动轮组件5支撑在从动轮接触面8的法兰盘上，双驱主动轮组件4由电机带动主动轮旋转焊接筒体6相应旋转变位。
所述的主动轮移动地轨1包括地轨底座1-1、调节螺栓1-2、限位挡块1-3、拖链线槽1-4、地轨防护罩1-5、直线导轨1-6、齿条1-7、风琴护罩Ⅰ1-8、地轨溜板1-9、驱动防护罩Ⅰ1-10、伺服电机Ⅰ1-11、减速机Ⅰ1-12、齿轮1-13和手动润滑组件1-14，所述的地轨底座1-1通过调节螺栓1-2固定，地轨底座1-1的端部设置限位挡块1-3，所述的拖链线槽1-4、地轨防护罩1-5、直线导轨1-6、齿条1-7和风琴护罩1-8设置地轨底座1-1内，地轨溜板1-9设置在地轨底座1-1顶部，驱动防护罩1-10、伺服电机1-11、减速机1-12、齿轮1-13和手动润滑组件1-14设置在地轨溜板1-9上，主动轮移动地轨1通过直线导轨1-6和齿轮1-13用伺服电机1-11驱动。
所述的伺服对中滑架3包括滑架加高座3-1、滑架底座3-2、中防护罩3-3、溜板3-4、定位销3-5、风琴护罩Ⅱ3-6、气动碳刷组件3-7、左旋丝杠3-8、螺母座3-9、左旋螺母3-10、联轴器3-11、右旋丝杠3-12、右旋螺母3-13、减速机Ⅱ3-14、伺服电机Ⅱ3-15、圆柱滚子轴承3-16、轴承座3-17和驱动防护罩Ⅱ3-18，滑架加高座3-1安装在滑架底座3-2用于与主动轮移动地轨1的地轨溜板1-9固定，滑架底座3-2上安装中防护罩3-3、溜板3-4、定位销3-5、风琴护罩Ⅱ3-6和气动碳刷组件3-7，滑架底座3-2内固定左旋丝杠3-8、螺母座3-9、左旋螺母3-10、联轴器3-11、右旋丝杠3-12和右旋螺母3-13，减速机Ⅱ3-14和伺服电机Ⅱ3-15设置在滑架底座3-2的一侧，伺服电机Ⅱ3-15驱动减速机Ⅱ3-14带动左旋丝杠3-8、联轴器3-11和右旋丝杠3-12控制溜板3-4，溜板3-4上固定双驱主动轮组件4，伺服电机Ⅱ3-15驱动双驱主动轮组件4移动到焊接筒体6的对应位置。
所述的双驱主动轮组件4包括滚轮座4-1、滚轮轴4-2、轴承Ⅰ4-3、端盖4-4、主动轮4-5、减速机座4-6、减速机Ⅲ4-7、伺服电机Ⅲ4-8和驱动防护罩Ⅲ4-9，滚轮座4-1固定在伺服对中滑架3的溜板3-4上，滚轮座4-1上固定轴承Ⅰ4-3和减速机座4-6，滚轮轴4-2安装在轴承4-3上，轴承Ⅰ4-3的端部设有端盖4-4，滚轮轴4-2连接主动轮4-5，减速机座4-6上安装减速机Ⅲ4-7、伺服电机Ⅲ4-8和驱动防护罩Ⅲ4-9，减速机Ⅲ4-7带动主动轮4-5旋转后焊接筒体6相应旋转变位。
所述的从动轮组件5包括从动加高座5-1、气动电刷组件5-2、从动轮座5-3、从动轮轴5-4、从动轮5-5和轴承Ⅱ5-6，从动加高座5-1固定在从动轮移动地轨2的地轨溜板上，气动电刷组件5-2和从动轮座5-3固定在从动加高座5-1上，从动轮轴5-4、从动轮5-5和轴承Ⅱ5-6固定在从动轮座5-3上。
通过主动轮移动地轨1和从动轮移动地轨2伺服电机能调整主动轮4-5和从动轮5-5之间的间距，自适应不同长度的焊接筒体6。
从动轮组件5采用固定式方式，使焊接筒体6旋转中心保持不变。
双驱主动轮组件4采用RV减速机+伺服电机直连的方式，回转精度高，所有运动位置可通过电机抱闸的方式实现自锁，在焊接过程中保证工件不窜动，保证外环缝焊接位置准确，变位机配置气动碳刷组件5-2，工件焊接时，通过气缸使碳刷与工件接触，用以焊接导电，通过优化滑架加高座3-1和从动加高座5-1的高度尺寸，可以便捷更改尺寸，从而使所有焊接筒体6拥有合适的角度，主动轮4-5旋转时使其拥有合适的驱动力，保证滚动时，焊接筒体6不出现打滑现象。
所有焊接筒体6对应滚轮架位置均可存储到PLC存储器中，工件换型时可自动切换对应位置，无需人工参与，提高生产效率。于采用伺服+齿轮齿条，伺服+丝杠的传动方式，重复定位精度高，适合扩展为机器人焊接。
具体操作步骤如下：
选择当前焊接筒体6型号，变位机调用对应程序，主动轮移动地轨1和从动轮移动地轨2通过伺服电机精确移动到该焊接筒体6对应位置，伺服对中滑架3由伺服电机带动双驱主动轮组件4移动到该焊接筒体6对应位置，上件，.气动碳刷组件5-2由气缸将碳刷块推动至接触焊接筒体6，双驱主动轮组件4由电机带动主动轮4-5旋转，焊接筒体6相应旋转变位，完成变位焊接后，下件，等待下一个焊接筒体6。

Claims (5)

1.一种自适应高精度五轴伺服滚轮架，其特征在于：包括主动轮移动地轨（1）、从动轮移动地轨（2）、伺服对中滑架（3）、双驱主动轮组件（4）和从动轮组件（5），所述的主动轮移动地轨（1）上固定伺服对中滑架（3）和双驱主动轮组件（4），从动轮移动地轨（2）上固定从动轮组件（5），主动轮移动地轨（1）和从动轮移动地轨（2）结构相同，伺服对中滑架（3）能带动双驱主动轮组件（4）在伺服对中滑架（3）上对中移动，双驱主动轮组件（4）与焊接筒体（6）的主动滚轮接触面（7）相连，从动轮组件（5）与焊接筒体（6）的从动轮接触面（8）相连，双驱主动轮组件（4）支撑在主动滚轮接触面（7）筒体滚道上，从动轮组件（5）支撑在从动轮接触面（8）的法兰盘上，双驱主动轮组件（4）由电机带动主动轮旋转焊接筒体（6）相应旋转变位。
2.根据权利要求1所述的一种自适应高精度五轴伺服滚轮架，其特征在于：所述的主动轮移动地轨（1）包括地轨底座（1-1）、调节螺栓（1-2）、限位挡块（1-3）、拖链线槽（1-4）、地轨防护罩（1-5）、直线导轨（1-6）、齿条（1-7）、风琴护罩Ⅰ（1-8）、地轨溜板（1-9）、驱动防护罩Ⅰ（1-10）、伺服电机Ⅰ（1-11）、减速机Ⅰ（1-12）、齿轮（1-13）和手动润滑组件（1-14），所述的地轨底座（1-1）通过调节螺栓（1-2）固定，地轨底座（1-1）的端部设置限位挡块（1-3），所述的拖链线槽（1-4）、地轨防护罩（1-5）、直线导轨（1-6）、齿条（1-7）和风琴护罩（1-8）设置地轨底座（1-1）内，地轨溜板（1-9）设置在地轨底座（1-1）顶部，驱动防护罩（1-10）、伺服电机（1-11）、减速机（1-12）、齿轮（1-13）和手动润滑组件（1-14）设置在地轨溜板（1-9）上，主动轮移动地轨（1）通过直线导轨（1-6）和齿轮（1-13）用伺服电机（1-11）驱动。
3.根据权利要求1所述的一种自适应高精度五轴伺服滚轮架，其特征在于：所述的伺服对中滑架（3）包括滑架加高座（3-1）、滑架底座（3-2）、中防护罩（3-3）、溜板（3-4）、定位销（3-5）、风琴护罩Ⅱ（3-6）、气动碳刷组件（3-7）、左旋丝杠（3-8）、螺母座（3-9）、左旋螺母（3-10）、联轴器（3-11）、右旋丝杠（3-12）、右旋螺母（3-13）、减速机Ⅱ（3-14）、伺服电机Ⅱ（3-15）、圆柱滚子轴承（3-16）、轴承座（3-17）和驱动防护罩Ⅱ（3-18），滑架加高座（3-1）安装在滑架底座（3-2）用于与主动轮移动地轨（1）的地轨溜板（1-9）固定，滑架底座（3-2）上安装中防护罩（3-3）、溜板（3-4）、定位销（3-5）、风琴护罩Ⅱ（3-6）和气动碳刷组件（3-7），滑架底座（3-2）内固定左旋丝杠（3-8）、螺母座（3-9）、左旋螺母（3-10）、联轴器（3-11）、右旋丝杠（3-12）和右旋螺母（3-13），减速机Ⅱ（3-14）和伺服电机Ⅱ（3-15）设置在滑架底座（3-2）的一侧，伺服电机Ⅱ（3-15）驱动减速机Ⅱ（3-14）带动左旋丝杠（3-8）、联轴器（3-11）和右旋丝杠（3-12）控制溜板（3-4），溜板（3-4）上固定双驱主动轮组件（4），伺服电机Ⅱ（3-15）驱动双驱主动轮组件（4）移动到焊接筒体（6）的对应位置。
4.根据权利要求1所述的一种自适应高精度五轴伺服滚轮架，其特征在于：所述的双驱主动轮组件（4）包括滚轮座（4-1）、滚轮轴（4-2）、轴承Ⅰ（4-3）、端盖（4-4）、主动轮（4-5）、减速机座（4-6）、减速机Ⅲ（4-7）、伺服电机Ⅲ（4-8）和驱动防护罩Ⅲ（4-9），滚轮座（4-1）固定在伺服对中滑架（3）的溜板（3-4）上，滚轮座（4-1）上固定轴承Ⅰ（4-3）和减速机座（4-6），滚轮轴（4-2）安装在轴承（4-3）上，轴承Ⅰ（4-3）的端部设有端盖（4-4），滚轮轴（4-2）连接主动轮（4-5），减速机座（4-6）上安装减速机Ⅲ（4-7）、伺服电机Ⅲ（4-8）和驱动防护罩Ⅲ（4-9），减速机Ⅲ（4-7）带动主动轮（4-5）旋转后焊接筒体（6）相应旋转变位。
5.根据权利要求1所述的一种自适应高精度五轴伺服滚轮架，其特征在于：所述的从动轮组件（5）包括从动加高座（5-1）、气动电刷组件（5-2）、从动轮座（5-3）、从动轮轴（5-4）、从动轮（5-5）和轴承Ⅱ（5-6），从动加高座（5-1）固定在从动轮移动地轨（2）的地轨溜板上，气动电刷组件（5-2）和从动轮座（5-3）固定在从动加高座（5-1）上，从动轮轴（5-4）、从动轮（5-5）和轴承Ⅱ（5-6）固定在从动轮座（5-3）上。
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