CN117046992B - 一种移动式光伏钢铝结构铆接装配智能制造平台 - Google Patents

Abstract

本发明属于钢结构装配设备领域，尤其是一种移动式光伏钢铝结构铆接装配智能制造平台，针对现有的通常是焊接工艺或者螺栓连接的方式，但是焊接工艺可能会引起热变形、公差大、防腐等问题，螺栓连接可能会因为打孔、装配效率低或孔径对正等问题，现提出如下方案，其包括机器人自动锁铆设备、手动锁铆设备、工作台、悬臂吊系统、防护系统、产线底座、工装底座，钢结构采用锁铆工艺装配，与焊接工艺和传统螺栓连接相比较，具备工艺技术先进优势，提高装配质量和装配效率，通过智能制造平台，在线质量监控和和质量数据追溯管理系统与机器人铆接工作站结合，实现智能制造，通过远程运维系统，可将故障诊断与设备寿命管理数据存储到远端服务器上。

Description

一种移动式光伏钢铝结构铆接装配智能制造平台

技术领域

本发明涉及钢结构装配设备技术领域，尤其涉及一种移动式光伏钢铝结构铆接装配智能制造平台。

背景技术

钢结构强度高、塑性好、整体刚性好、且能比较好地承受动力荷载等特点，成为现代轻钢结构建筑还是新能源光伏钢结构支架的主要结构。不论是轻钢结构建筑还是新能源光伏钢结构支架因为受户外施工限制，即使现代钢结构装配可进行较高程度的机械化专业化生产，但从工厂运输到项目施工地会产生高额的运输费。

现有技术中存在以下问题：

目前用于钢结构的连接方式，通常是焊接工艺或者螺栓连接的方式，但是焊接工艺可能会引起热变形、公差大、防腐等问题，且螺栓连接可能会因为打孔、装配效率低或孔径对正等问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在目前用于钢结构的连接方式，通常是焊接工艺或者螺栓连接的方式，但是焊接工艺可能会引起热变形、公差大、防腐等问题，螺栓连接可能会因为打孔、装配效率低或孔径对正等问题缺点，而提出的一种移动式光伏钢铝结构铆接装配智能制造平台。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种移动式光伏钢铝结构铆接装配智能制造平台，包括机器人自动锁铆设备、手动锁铆设备、工作台、悬臂吊系统、防护系统、产线底座、工装底座、龙门架、机器人电柜、控制电柜和液压站，所述机器人自动锁铆设备固定设置在产线底座上，所述手动锁铆设备悬挂在龙门架上，所述悬臂吊系统固定设置于产线底座中心位置，所述工作台固定设置在工装底座上，所述工装底座固定于产线底座的两侧，所述产线底座包括锁紧机构和工装伸缩机构，所述工装底座与产线底座通过锁紧机构和工装伸缩机构螺栓连接。

在一种可能的设计中，所述机器人自动锁铆设备包括机器人、机器人底座、自动锁铆单元和第一动力装置，所述第一动力装置安装在自动锁铆单元上，所述自动锁铆单元通过连接法兰安装在机器人上，所述机器人固定设置在机器人底座上，所述机器人底座固定设置在产线底座上，所述工作台与机器人呈对称布置。

在一种可能的设计中，所述手动锁铆设备包括手动锁铆单元、第二动力装置和手柄启动开关，所述第二动力装置安装在手动锁铆单元上，所述手动锁铆设备通过平衡器吊挂在龙门架的横梁上。

在一种可能的设计中，所述工作台包括工位框架、夹紧装置、防错装置、电动转台和脚踏开关，所述夹紧装置包括夹紧气缸，所述防错装置包括接近传感器，所述夹紧装置安装在工位框架的横梁上、所述防错装置安装在工位框架的斜撑中，所述电动转台安装在工位框架的两端并与工装底座固定，所述脚踏开关与控制器信号连接，用于控制翻转工作台和钢结构工件。

在一种可能的设计中，所述悬臂吊系统包括悬臂吊、电动葫芦和推动气缸，所述悬臂吊固定设置于产线底座中心位置，所述电动葫芦安装在悬臂吊的两端，所述推动气缸安装在悬臂吊上端中心位置。

在一种可能的设计中，所述龙门架包括龙门伸缩油缸，所述龙门伸缩油缸安装在龙门架两侧主体架上，所述龙门架两侧的主体架固定设置在产线底座的两端。

在一种可能的设计中，所述防护系统包括安全光栅和安全防护网，所述安全防护网滑动安装在产线底座的两端并与龙门架并齐，所述安全光栅垂直安装在安全防护网的两侧边框。

在一种可能的设计中，所述控制电柜与机器人电柜相邻设置，所述控制电柜设有人机交互操作屏，所述液压站和控制电柜分别固定设置于产线底座的两端，并位于龙门架的外侧。

在一种可能的设计中，还包括货柜箱罩及可移动平台，所述产线底座(6)设置在可移动平台上，所述货柜箱罩覆盖在所述移动式光伏钢铝结构铆接装配智能制造平台上方。具体的，所述可移动平台为运输车。

本申请中，首先移动式钢结构锁铆装配智能制造平台安装就位，在人机交互界面点击“安装模式”，在自动“安装模式”下工作台、产线底座、工装底座、悬臂吊系统，自动展开并固定；然后在产线外，人工预组装钢结构框架；在电动葫芦辅助下，人工将组装好的钢结构框架和工件预装入工作台左侧的工位框架上，通过人工锁紧钢结构框架法兰螺栓，夹紧装置自动夹紧钢结构工件，工人离开工作台左侧区域，转身来到工作台右侧区域进行相同作业；机器人自动锁铆设备左侧、右侧区域对工作台左侧的钢结构工件进行自动铆接，单面铆接完毕后，启动脚踏开关，自动翻转工作台左侧和钢结构工件180°，机器人自动锁铆设备左侧、右侧区域对钢结构工件的另外一个面进行自动铆接；同时，工人在工作台右侧进行法兰螺栓锁紧，工作台右侧自动夹紧钢结构工件；机器人自动锁铆设备左侧、右侧区域在工作台右侧进行自动铆接作业时，人工启动夹紧装置的所有气缸松开，并在电动葫芦辅助下对工作台左侧的钢结构工件进行下料并装上新的待铆接工件或者人工将手动叉车或者汽油叉车将置于工装框架下方，工件落在叉车上并移开，然后工作台左侧复位原始状态；工人在工作台左侧、右侧区域之间来回进行人工作业，左侧、右侧区域的机器人自动锁铆设备也对工作台左侧、右侧区域预装的钢结构工件循环铆接工作，生产结束后在人机交互操作屏的界面点击“装车模式”在“装车模式”下工作台、产线底座、工装底座、悬臂吊系统，自动收缩后装车，紧固产线底座和货柜箱罩及运输车。

手动人工模式展开和收缩移动式钢结构锁铆装配智能制造平台，安装步骤为：

S1、人工拆卸锁紧产线底座和工装底座的锁紧机构的销轴，利用拉链葫芦勾住两侧工作台和工装底座，及悬臂吊立柱上面的挂点，叉车辅助下工作台和工装底座复位生产状态，重新紧固锁紧机构的销轴，锁紧产线底座和工装底座；将安全防护网人工拉开到位并固定，人工在航吊辅助下将悬臂吊旋转90°与产线底座垂直并安装固定，完成人工模式下移动式钢结构锁铆装配智能制造平台展开安装状态。

S2、人工将安全防护网人工推回并固定，人工拆卸锁紧产线底座和工装底座的锁紧机构的销轴，利用拉链葫芦勾住两侧工作台和工装底座，及悬臂吊立柱上面的挂点，叉车辅助下工作台和工装底座垂直向内侧90°翻转；在航吊辅助下将悬臂吊旋转90°与产线底座平行并固定。完成人工模式下移动式钢结构锁铆装配智能制造平台收缩状态。

本发明中，所述一种移动式光伏钢铝结构铆接装配智能制造平台，通过可移动式、柔性化加工平台，车载灵活机动，适用于装配式轻钢结构建筑、新能源光伏钢结构支架等项目式工作场景，减少了工厂生产运输成本和运输时间。

本发明中，所述一种移动式光伏钢铝结构铆接装配智能制造平台，通过钢结构采用锁铆工艺装配，与焊接工艺和传统螺栓连接相比较，具备工艺技术先进优势，可以避免热变形、公差大、防腐等问题，且铆接装配有效防止打孔、装配效率低或孔径对正等问题，提高装配质量和装配效率。

本发明中，所述一种移动式光伏钢铝结构铆接装配智能制造平台，通过智能制造平台，在线质量监控和和质量数据追溯管理系统与机器人铆接工作站结合，实现智能制造。

本发明中，所述一种移动式光伏钢铝结构铆接装配智能制造平台，通过远程运维系统，可将故障诊断与设备寿命管理数据存储到远端服务器上。

本发明中，结构合理，钢结构采用锁铆工艺装配，与焊接工艺和传统螺栓连接相比较，具备工艺技术先进优势，提高装配质量和装配效率，通过智能制造平台，在线质量监控和和质量数据追溯管理系统与机器人铆接工作站结合，实现智能制造，通过远程运维系统，可将故障诊断与设备寿命管理数据存储到远端服务器上。

附图说明

图1为本发明提出的一种移动式光伏钢铝结构铆接装配智能制造平台的展开状态正视结构示意图；

图2为本发明提出的一种移动式光伏钢铝结构铆接装配智能制造平台的展开状态俯视结构示意图；

图3为本发明提出的一种移动式光伏钢铝结构铆接装配智能制造平台的展开状态左视结构示意图；

图4为本发明提出的一种移动式光伏钢铝结构铆接装配智能制造平台的收缩状态结构示意图；

图5为本发明提出的一种移动式光伏钢铝结构铆接装配智能制造平台的工作台正视结构示意图；

图6为本发明提出的一种移动式光伏钢铝结构铆接装配智能制造平台的工作台俯视结构示意图。

图中：1、机器人自动锁铆设备；101、机器人；102、机器人底座；13、自动锁铆单元；14、第一动力装置；2、手动锁铆设备；21、手动锁铆单元；22、第二动力装置；23、手柄启动开关；3、工作台；31、工位框架；32、夹紧装置；33、防错装置；34、电动转台；35、脚踏开关；321、夹紧气缸；331、接近传感器；4、悬臂吊系统；41、悬臂吊；42、电动葫芦；43、推动气缸；5、防护系统；51、安全光栅；52、安全防护网；6、产线底座；61、锁紧机构；62、工装伸缩机构；7、工装底座；8、龙门架；81、龙门伸缩油缸；9、货柜箱罩；10、机器人电柜；11、控制电柜；111、人机交互；12、液压站。

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。

实施例一

参照图1-6，一种移动式光伏钢铝结构铆接装配智能制造平台，其运用在钢结构装配设备领域内，包括：机器人自动锁铆设备1、手动锁铆设备2、工作台3、悬臂吊系统4、防护系统5、产线底座6、工装底座7、龙门架8、机器人电柜10、控制电柜11和液压站12，机器人自动锁铆设备1固定设置在产线底座6上，手动锁铆设备2悬挂在龙门架8上，悬臂吊系统4固定设置于产线底座6中心位置，工作台3固定设置在工装底座7上，工装底座7固定于产线底座6的两侧，产线底座6包括锁紧机构61和工装伸缩机构62，工装底座7与产线底座6通过锁紧机构61和工装伸缩机构62螺栓连接。

上述技术方案钢结构采用锁铆工艺装配，与焊接工艺和传统螺栓连接相比较，具备工艺技术先进优势，提高装配质量和装配效率，通过智能制造平台，在线质量监控和和质量数据追溯管理系统与机器人铆接工作站结合，实现智能制造，通过远程运维系统，可将故障诊断与设备寿命管理数据存储到远端服务器上，其中机器人自动锁铆设备1和手动锁铆设备2均可安装在线铆接质量监控与质量追溯管理系统，用于钢结构工件连接点质量检测。

参照图1，机器人自动锁铆设备1包括机器人101、机器人底座102、自动锁铆单元13和第一动力装置14，第一动力装置14安装在自动锁铆单元13上，自动锁铆单元13通过连接法兰安装在机器人101上，机器人101固定设置在机器人底座102上，机器人底座102固定设置在产线底座6上，工作台3与机器人101呈对称布置。

上述技术方案通过机器人自动锁铆设备1可以对工作台3的钢结构工件进行自动铆接。

参照图1，手动锁铆设备2包括手动锁铆单元21、第二动力装置22和手柄启动开关23，第二动力装置22安装在手动锁铆单元21上，手动锁铆设备2通过平衡器吊挂在龙门架8的横梁上。通过上述结构，锁铆设备可以移动式铆接装配。

上述技术方案当机器人自动锁铆设备1出现故障不能动作时，手动锁铆设备2可以进行人工铆接作业，不影响正常生产，其中手动锁铆设备2中的手柄启动开关23也可以是采用脚踏开关方式控制，手动锁铆设备2作为备用，吊挂在龙门架8上，当机器人自动锁铆设备1出现故障不能动作时，手动锁铆设备2可以进行人工铆接作业，不影响正常生产，第一动力装置14和第二动力装置22均为油压缸，也可以是伺服电缸，也可以是气液增力缸。

参照图5和图6，工作台3包括工位框架31、夹紧装置32、防错装置33、电动转台34和脚踏开关35，夹紧装置32包括夹紧气缸321，防错装置33包括接近传感器331，夹紧装置32安装在工位框架31的横梁上、防错装置33安装在工位框架31的斜撑中，电动转台34安装在工位框架31的两端并与工装底座7固定，脚踏开关35与控制器信号连接，用于控制翻转工作台3和钢结构工件。

上述技术方案启动脚踏开关35，自动翻转工作台3左侧和钢结构工件180°，左侧、右侧区域的机器人自动锁铆设备1对钢结构工件的另外一个面进行自动铆接；同时，工人在工作台3右侧进行法兰螺栓锁紧，工作台3右侧自动夹紧钢结构工件，其中电动转台34由伺服电机作为驱动，也可以是液压驱动，气缸驱动。

参照图1和图3，悬臂吊系统4包括悬臂吊41、电动葫芦42和推动气缸43，悬臂吊41固定设置于产线底座6中心位置，电动葫芦42安装在悬臂吊41的两端，推动气缸43安装在悬臂吊41上端中心位置。

上述技术方案通过人工拆卸锁紧产线底座6和工装底座7的锁紧机构61的销轴，利用拉链葫芦勾住两侧工作台3和工装底座7，及悬臂吊41立柱上面的挂点，叉车辅助下工作台3和工装底座7复位生产状态，重新紧固锁紧机构61的销轴、锁紧产线底座6和工装底座7；将安全防护网52人工拉开到位并进行固定，人工在航吊辅助下将悬臂吊41进行旋转90°与产线底座6垂直并安装固定，完成人工模式下移动式钢结构锁铆装配智能制造平台展开安装状态，其中推动气缸43在收缩移动式钢结构锁铆装配智能制造平台时方便辅助人工旋转悬臂吊90°，节约人力，悬臂吊系统4也可以人工完成90°旋转。

参照图1和图2，龙门架8包括龙门伸缩油缸81，龙门伸缩油缸81安装在龙门架8两侧主体架上，龙门架8两侧的主体架固定设置在产线底座6的两端。

上述技术方案通过龙门架8和龙门伸缩油缸81可以便于机械设备的安装和对工件的制造。

参照图3，防护系统5包括安全光栅51和安全防护网52，安全防护网52滑动安装在产线底座6的两端并与龙门架8并齐，安全光栅51垂直安装在安全防护网52的两侧边框。

上述技术方案通过设置的防护系统5进行防护，提高安全性。

实施例二

参考图1-6，在实施例一的基础上改进：

参照图1，所述控制电柜11与机器人电柜10相邻设置，所述控制电柜11设有人机交互操作屏111，液压站12和控制电柜11分别固定设置于产线底座6的两端，并位于龙门架8的外侧。

上述技术方案通过设置的控制电柜11可以对装置整体进行控制，人机交互111的界面点击确认“安装模式”，工装伸缩机构62自动工作，两侧工作台3自动驱动伸展，锁紧机构61锁紧工装底座7和产线底座6，人机交互111的界面点击确认“装车模式”，工装伸缩机构62自动工作，两侧工作台3折叠收缩，工装伸缩机构62内部安全销自动锁紧，利用航吊或起重机将设备吊装到平板拖车上，将货柜箱罩9吊装到产线底座6配合固定，“装车模式”和“安装模式”可以更换为手动人工安装或拆卸收缩，人机交互111能够实现远程运维系统，可将故障诊断与设备寿命管理数据存储到远端服务器上，移动式光伏钢铝结构铆接装配智能制造平台适用于装配式轻钢结构建筑、光伏/光热电站支架/钢铝结构应用及拓展等项目式工作场景。

还包括货柜箱罩9及可移动平台，所述产线底座6设置在可移动平台上，所述货柜箱罩9覆盖在所述移动式光伏钢铝结构铆接装配智能制造平台上方，具体的，所述可移动平台为运输车。本实施例中，在需要移动更换场所时，所述产线底座6设置在可移动平台上，例如整体制造平台放在半挂车上移动，当一个项目场所需要移动到另一个项目场所时，通过将整个平台采用上述方式收缩进入“装车模式”，即件工装底座7向内90°翻转收起后装入运输车的货柜内，覆盖上货柜箱罩9即可进入移动式整体更换场所。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种移动式光伏钢铝结构铆接装配智能制造平台，其特征在于，包括机器人自动锁铆设备（1）、手动锁铆设备（2）、工作台（3）、悬臂吊系统（4）、防护系统（5）、产线底座（6）、工装底座（7）、龙门架（8）、机器人电柜（10）、控制电柜（11）和液压站（12），所述机器人自动锁铆设备（1）固定设置在产线底座（6）上，所述手动锁铆设备（2）悬挂在龙门架（8）上，所述悬臂吊系统（4）固定设置于产线底座（6）中心位置，所述工作台（3）固定设置在工装底座（7）上，所述工装底座（7）固定于产线底座（6）的两侧，所述产线底座（6）包括锁紧机构（61）和工装伸缩机构（62），所述工装底座（7）与产线底座（6）通过锁紧机构（61）和工装伸缩机构（62）螺栓连接；

所述机器人自动锁铆设备（1）包括机器人（101）、机器人底座（102）、自动锁铆单元（13）和第一动力装置（14），所述第一动力装置（14）安装在自动锁铆单元（13）上，所述自动锁铆单元（13）通过连接法兰安装在机器人（101）上，所述机器人（101）固定设置在机器人底座（102）上，所述机器人底座（102）固定设置在产线底座（6）上，所述工作台（3）与机器人（101）呈对称布置；

所述工作台（3）包括工位框架（31）、夹紧装置（32）、防错装置（33）、电动转台（34）和脚踏开关（35），所述夹紧装置（32）包括夹紧气缸（321），所述防错装置（33）包括接近传感器（331），所述夹紧装置（32）安装在工位框架（31）的横梁上、所述防错装置（33）安装在工位框架（31）的斜撑中，所述电动转台（34）安装在工位框架（31）的两端并与工装底座（7）固定，所述脚踏开关（35）与控制器信号连接，用于控制翻转工作台（3）和钢结构工件；

所述悬臂吊系统（4）包括悬臂吊（41）、电动葫芦（42）和推动气缸（43），所述悬臂吊（41）固定设置于产线底座（6）中心位置，所述电动葫芦（42）安装在悬臂吊（41）的两端，所述推动气缸（43）安装在悬臂吊（41）上端中心位置。

2.根据权利要求1所述的一种移动式光伏钢铝结构铆接装配智能制造平台，其特征在于，所述手动锁铆设备（2）包括手动锁铆单元（21）、第二动力装置（22）和手柄启动开关（23），所述第二动力装置（22）安装在手动锁铆单元（21）上，所述手动锁铆设备（2）通过平衡器吊挂在龙门架（8）的横梁上。

3.根据权利要求1所述的一种移动式光伏钢铝结构铆接装配智能制造平台，其特征在于，所述龙门架（8）包括龙门伸缩油缸（81），所述龙门伸缩油缸（81）安装在龙门架（8）两侧主体架上，所述龙门架（8）两侧的主体架固定设置在产线底座（6）的两端。

4.根据权利要求1所述的一种移动式光伏钢铝结构铆接装配智能制造平台，其特征在于，所述防护系统（5）包括安全光栅（51）和安全防护网（52），所述安全防护网（52）滑动安装在产线底座（6）的两端并与龙门架（8）并齐，所述安全光栅（51）垂直安装在安全防护网（52）的两侧边框。

5.根据权利要求1所述的一种移动式光伏钢铝结构铆接装配智能制造平台，其特征在于，所述控制电柜（11）与机器人电柜（10）相邻设置，所述控制电柜（11）设有人机交互操作屏（111），所述液压站（12）和控制电柜（11）分别固定设置于产线底座（6）的两端，并位于龙门架（8）的外侧。

6.根据权利要求1所述的一种移动式光伏钢铝结构铆接装配智能制造平台，其特征在于，还包括货柜箱罩（9）及可移动平台，所述产线底座（6）设置在可移动平台上，所述货柜箱罩（9）覆盖在所述移动式光伏钢铝结构铆接装配智能制造平台上方。

7.根据权利要求6所述的一种移动式光伏钢铝结构铆接装配智能制造平台，其特征在于，所述可移动平台为运输车。