CN114083194A - 一种曲面机器人焊接门架 - Google Patents

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胡志伟
杨帅
顾胜
缪逢吉
陈强
甘露
王正强
岑标
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Abstract

本发明提供了一种曲面机器人焊接门架，包括升降装置、横移装置、左行走端梁、右行走端梁，升降装置位于横移装置的侧面，升降装置相对横移装置上下移动，横移装置安装于左行走端梁和右行走端梁上，横移装置包括十字滑座，十字滑座在横移伺服电机和横移减速机的驱动下左右移动，左行走端梁和右行走端梁设置于纵轨道梁上，左行走端梁和右行走端梁在端梁伺服电机和端梁减速机的驱动下沿纵轨道梁纵向移动；本发明中纵向、横向、升降移动均由伺服电机驱动，且由精度较高的直线导轨导向，使焊接机器人匀速、精密、稳定地移动，提高了对船体分段曲面的焊接效率和质量。

Description

一种曲面机器人焊接门架
技术领域
本发明涉及机器人焊接领域，尤其涉及一种曲面机器人焊接门架。
背景技术
在船舶建造过程中，造船生产效率以及质量水平落后是行业内亟需解决的问题，相比其他领域，船舶建造在精益生产、智能制造、数字化/自动化/集成化方面，仍有很多短板需要补齐。
对船体分段曲面的焊接，常规的作业方式是操作人员手持焊枪，站在地上或站在搭建的操作平台上进行焊接作业。这种方式效率较低，焊接效果根据操作人员持枪的角度、距离和移动速度的变化而变得不均匀，精度较难保证。并且操作人员的安全存在一定的隐患，体力消耗很大，作业时焊接火星四处溅射，烟雾弥漫，对操作人员的健康极为有害。
发明内容
本发明的目的是提供一种曲面机器人焊接门架。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种曲面机器人焊接门架，其特征在于，包括升降装置、横移装置、左行走端梁、右行走端梁，所述升降装置位于横移装置的侧面，所述升降装置可相对于横移装置上下移动，所述横移装置安装于左行走端梁和右行走端梁上，所述横移装置包括十字滑座，所述十字滑座在横移伺服电机和横移减速机的驱动下左右移动，所述左行走端梁和右行走端梁设置于纵轨道梁上，所述左行走端梁和右行走端梁在端梁伺服电机和端梁减速机的驱动下沿纵轨道梁纵向移动。
进一步地，所述升降装置包括立柱，所述立柱安装升降伺服电机、升降减速机、丝杆、铜螺母、机器人连接座和升降导轨，所述升降导轨上设有十字滑座，所述十字滑座的两侧由升降导轨限位，所述铜螺母安装于十字滑座的底部，所述铜螺母套接于丝杆外侧，所述升降伺服电机和升降减速机驱动丝杆与铜螺母相对运动，使升降装置上下移动，所述升降装置的底部设有机器人连接座。
进一步地，所述横移装置包括横移导轨、横梁、横移伺服电机和横移减速机，所述横移导轨固定于横梁的侧面，所述十字滑座通过横移导轨与横梁连接，所述横移齿条固定于横梁的上部，所述横移伺服电机和横移减速机通过驱动横移齿轮轴带动横移齿条，使十字滑座相对于横梁左右横向移动。
进一步地，所述左行走端梁包括端梁主体，所述端梁主体上安装端梁伺服电机、端梁减速机、端梁齿轮轴和端梁齿条。
进一步地，所述纵轨道梁包括梁体，梁体侧面固定设有直线导轨，所述左行走端梁通过直线导轨与纵轨道梁连接，所述端梁齿条固定于纵轨道梁上，所述纵轨道梁支撑并导向左行走端梁和右行走端梁。。
进一步地，所述右行走端梁与左行走端梁的结构对称布置。
进一步地，所述纵轨道梁的下端设有若干轨座，所述轨座沿一条直线固定于纵梁的上端，所述纵梁的下端设有支腿。
进一步地，所述纵梁的侧面设有第一连接杆和第二连接杆，所述第一连接杆和第二连接杆的下部设有下拖链槽，所述下拖链槽容纳下拖链，所述纵梁的上端设有上拖链支架，所述上拖链支架固定上拖链，所述上拖链接至横移装置，所述横移装置一侧设有与上拖链相配合的拖链架。
进一步地，所述纵梁的两端分别设有一止挡座。
本发明中纵向、横向、升降移动均由伺服电机驱动，且由精度较高的直线导轨导向，使焊接机器人匀速、精密、稳定地移动，提高了对船体分段曲面的焊接效率和质量；
焊接作业由系统自动处理，操作人员只需预先设置好船体分段曲面参数和运行参数，进行远程控制，操作人员远离作业点，远离四处溅射的火星、弥漫的烟雾，保证了操作人员的安全，降低了恶劣的工作环境对操作人员健康的危害。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为图1的A-A侧向视图；
图3为本发明升降装置的正面示意图；
图4为本发明升降装置的剖视示意图；
图5为本发明横移装置的正面示意图；
图6为本发明横移装置的俯视示意图；
图7为本发明左行走端梁的正面示意图；
图8为本发明左行走端梁的俯视示意图；
图9为本发明纵轨道梁的正面示意图；
图10为本发明纵轨道梁的俯视示意图。
附图标记：
1升降装置、2横移装置、3左行走端梁、4右行走端梁、5止挡座、
6轨座、7纵轨道梁、8纵梁、9支腿、10拖链架、11上拖链、
12上拖链槽、13钢板、14下拖链槽、15下拖链、16第一连接杆、
17第二连接杆、18立柱、19升降伺服电机、20升降减速机、21丝杆、
22铜螺母、23机器人连接座、24升降导轨、25十字滑座、
26横移导轨、27横梁、28横移伺服电机、29横移减速机、30横移齿轮轴
31横移齿条、32端梁主体、33端梁伺服电机、34端梁减速机、
35端梁齿轮轴、36梁体、37直线导轨、38端梁齿条。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
本发明公开了一种曲面机器人焊接门架，如图1和图2所示，包括升降装置1、横移装置2、左行走端梁3、右行走端梁4，升降装置1位于横移装置2的侧面，升降装置1可相对于横移装置2上下移动，横移装置2安装于左行走端梁3和右行走端梁4上，横移装置2包括十字滑座25，十字滑座25在横移伺服电机28和横移减速机29的驱动下左右移动，左行走端梁3和右行走端梁4设置于纵轨道梁7上，左行走端梁3和右行走端梁4在端梁伺服电机33和端梁减速机34的驱动下沿纵轨道梁7纵向移动。
如图3和图4所示，升降装置1包括立柱18，立柱18安装升降伺服电机19、升降减速机20、丝杆21、铜螺母22、机器人连接座23和升降导轨24，升降导轨24上设有十字滑座25，十字滑座25的两侧由升降导轨24限位，铜螺母22安装于十字滑座25的底部，铜螺母22套接于套接于丝杆21外侧，升降伺服电机19和升降减速机20驱动丝杆21与铜螺母22相对运动，使升降装置1上下移动，升降装置1的底部设有机器人连接座23。
如图5和图6所示，横移装置2包括横移导轨26、横梁27、横移伺服电机28和横移减速机29，横移导轨26固定于横梁27的侧面，十字滑座25通过横移导轨26与横梁27连接，横移齿条31固定于横梁27的上部，横移伺服电机28和横移减速机29通过驱动横移齿轮轴30带动横移齿条31，使十字滑座25相对于横梁27左右横向移动。
如图7和图8所示，左行走端梁3包括端梁主体32，端梁主体32上安装端梁伺服电机33、端梁减速机34、端梁齿轮轴35和端梁齿条38，纵轨道梁7包括梁体36，梁体36侧面固定设有直线导轨37，左行走端梁3通过直线导轨37与纵轨道梁7连接，端梁齿条38固定于纵轨道梁7上；右行走端梁4与左行走端梁3的结构对称布置。
如图9和图10所示，纵轨道梁7支撑并导向左行走端梁3和右行走端梁4，纵轨道梁7的下端设有若干轨座6，轨座6沿一条直线固定于纵梁8的上端，轨座6安装于纵轨道梁7和纵梁8之间，用于调整纵轨道梁7的平直度。
相邻的纵梁8之间通过螺栓、垫圈和螺母的组合连接，纵梁8的下端设有若干支腿9，支腿9的下端设有钢板13，钢板13铺设于地坪上，钢板13与支腿9焊接用于支撑支腿9。
纵梁8的侧面设有第一连接杆16和第二连接杆17，第一连接杆16和第二连接杆17的下部设有下拖链槽14，下拖链槽14容纳下拖链15，纵梁8的上端设有上拖链槽12，上拖链槽12容纳上拖链11，上拖链11接至横移装置2，横移装置2一侧设有与上拖链11相配合的拖链架10，纵梁8的两端分别设有一止挡座5，止挡座5起安全保护作用。
实施时，本发明的门架包括升降装置1、横移装置2、左行走端梁3、右行走端梁4各二套；升降装置1的底部的机器人连接座23安装焊接机器人，升降装置1安装于横移装置2侧面，可相对横移装置2上下移动，横移装置2安装于左行走端梁3和右行走端梁4上，横移装置2上的十字滑座25可在横移伺服电机28及横移减速机29、横移齿轮轴30、横移齿条31驱动下左右移动，左行走端梁3和右行走端梁4安装于纵轨道梁7上，在端梁伺服电机33及端梁减速机34、端梁齿轮轴35、端梁齿条38的驱动下，纵向移动。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种曲面机器人焊接门架，其特征在于，包括升降装置、横移装置、左行走端梁、右行走端梁，所述升降装置位于横移装置的侧面，所述升降装置可相对于横移装置上下移动，所述横移装置安装于左行走端梁和右行走端梁上，所述横移装置包括十字滑座，所述十字滑座在横移伺服电机和横移减速机的驱动下左右移动，所述左行走端梁和右行走端梁设置于纵轨道梁上，所述左行走端梁和右行走端梁在端梁伺服电机和端梁减速机的驱动下沿纵轨道梁纵向移动。
2.根据权利要求1所述的一种曲面机器人焊接门架，其特征在于，所述升降装置包括立柱，所述立柱安装升降伺服电机、升降减速机、丝杆、铜螺母、机器人连接座和升降导轨，所述升降导轨上设有十字滑座，所述十字滑座的两侧由升降导轨限位，所述铜螺母安装于十字滑座的底部，所述铜螺母套接于丝杆外侧，所述升降伺服电机和升降减速机驱动丝杆与铜螺母相对运动，使升降装置上下移动，所述升降装置的底部设有机器人连接座。
3.根据权利要求1所述的一种曲面机器人焊接门架，其特征在于，所述横移装置包括横移导轨、横梁、横移伺服电机和横移减速机，所述横移导轨固定于横梁的侧面，所述十字滑座通过横移导轨与横梁连接，所述横移齿条固定于横梁的上部，所述横移伺服电机和横移减速机通过驱动横移齿轮轴带动横移齿条，使十字滑座相对于横梁左右横向移动。
4.根据权利要求1所述的一种曲面机器人焊接门架，其特征在于，所述左行走端梁包括端梁主体，所述端梁主体上安装端梁伺服电机、端梁减速机、端梁齿轮轴和端梁齿条。
5.根据权利要求4所述的一种曲面机器人焊接门架，其特征在于，所述纵轨道梁包括梁体，所述梁体侧面固定设有直线导轨，所述左行走端梁通过直线导轨与纵轨道梁连接，所述端梁齿条固定于纵轨道梁上，所述纵轨道梁支撑并导向左行走端梁和右行走端梁。
6.根据权利要求5所述的一种曲面机器人焊接门架，其特征在于，所述右行走端梁与左行走端梁的结构对称布置。
7.根据权利要求1所述的一种曲面机器人焊接门架，其特征在于，所述纵轨道梁的下端设有若干轨座，所述轨座沿一条直线固定于纵梁的上端，所述纵梁的下端设有支腿。
8.根据权利要求1所述的一种曲面机器人焊接门架，其特征在于，所述纵梁的侧面设有第一连接杆和第二连接杆，所述第一连接杆和第二连接杆的下部设有下拖链槽，所述下拖链槽容纳下拖链，所述纵梁的上端设有上拖链支架，所述上拖链支架固定上拖链，所述上拖链接至横移装置，所述横移装置一侧设有与上拖链相配合的拖链架。
9.根据权利要求8所述的一种曲面机器人焊接门架，其特征在于，所述纵梁的两端分别设有一止挡座。
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