CN218657322U - 一种大型风筒焊接工作站 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种大型风筒焊接工作站，其特征在于：包括变位机、焊接机器人、机器人运动平台、激光引导系统、电柜平台；所述焊接机器人包括所述焊枪系统和六轴机械臂，所述焊枪系统包括固定在所述六轴机械臂末端的焊枪；所述变位机可实现所述大型风筒在空间范围内任意合适的姿态，以满足焊接需求；所述机器人运动平台能够使所述焊接机器人沿X轴、Z轴方向移动；所述电柜平台集成了所述焊接工作站的控制系统；所述变位机和所述机器人运动平台可以辅助风筒与焊枪移动到预期位置开始焊接；本申请集成度高，焊缝质量优异，无需打磨，而且兼容性好。
Description
技术领域
本申请涉及视觉引导焊接技术领域，尤其涉及一种大型风筒焊接工作站。
背景技术
轴流风筒是通风机的重要组成部分，如图1所示，一般由卷圆机卷出的圆筒1、激光下料的支脚2、加强筋3、电机板4等碳钢板件焊接而成。作为工程机械和流体机械的重要组成部分，风筒的气密性、稳固性要求不低。
目前焊接的大型风筒，多为定制类产品，焊接大型风筒的专用设备难以购买；而且企业内主要还是依赖着人工手工操作，手工焊接的缺点：一是难以精准定位，二是焊接完成后的焊缝，还需要打磨等后续工序，不仅操作繁琐，而且手工焊接出来的风筒极其不美观，焊缝宽度高低不一致，产品焊接质量极度依赖工人的操作技术。
在风机制造企业中，目前风筒还是以人工焊接为主，少部分的企业想引入自动化焊接设备，市场上针对风筒常见的自动化焊接设备往往都是焊接筒身长直缝的，如：一种轴流风机风筒焊接装置(专利申请号：CN202111368472.9)，此设备针对的仅仅是风筒的长直缝进行焊接，只能将卷圆机的整圆焊接起来，由于加强筋和支脚的存在，根本无法焊接完整的风筒。
市场上还存在一类针对风筒的自动化焊接设备，可以焊接到纵环缝，如一种大直径液压管道纵环缝一体焊接系统(专利号：CN202020849257.5)，通过焊接设备的位置的调节，实现对大直径液压管道纵缝和环峰的焊接，但是纵环缝设备对不同直径的大型风筒的兼容性差。
对于上述公开的两种技术方案，支脚均需要在晚于上述工序后焊接，整个焊接过程需要更改焊接工艺。
发明内容
鉴于此，本申请的目的是提供了一种大型风筒焊接工作站，采用双轴回转机构代替纵环缝一体焊接系统中的卧式滚轮架结构，让支脚和加强筋不再成为干涉源，可以在客户不改变焊接工艺的情况下完成焊接，电机板可以一并焊接，工序集中；具体采用的技术方案如下：
一种大型风筒焊接工作站，其特征在于：包括变位机、焊接机器人、机器人运动平台、激光引导系统、电柜平台；
所述焊接机器人包括所述焊枪系统和六轴机械臂，所述焊枪系统包括电焊机、清枪器，以及固定在所述六轴机械臂末端的焊枪，所述电焊机为所述焊枪供电供气；
所述激光引导系统包括工业智能相机和激光发射器，所述激光引导系统固定在所述焊枪一侧；
所述变位机包括两组立柱和一凹型旋转横梁架，所述立柱均设有以第一伺服电机为动力源的第一齿轮机构，所述立柱通过第一回转支承带动所述横梁架绕Y轴旋转，所述第一回转支承由所述第一齿轮机构驱动；所述横梁架设有以第二伺服电机为动力源的第二齿轮机构，所述第二齿轮机构连接有第二回转支承，所述第二回转支承用于带动大型风筒绕Z轴旋转；所述变位机还设有用于将所述大型风筒进行固定的固定部件；
所述机器人运动平台能够使所述焊接机器人沿X轴、Z轴方向移动；
所述电柜平台集成了所述焊接工作站的控制系统，包括对所述焊接机器人、所述焊枪系统、所述激光引导系统、所述机器人运动平台、所述变位机的控制；所述电柜平台还可以控制焊枪系统的清枪功能。
将所述大型风筒固定在所述第二回转支承，所述变位机可实现所述大型风筒在空间范围内任意合适的姿态，以满足焊接需求。
在一些实施例中，所述焊接工作站还包括激光对位仪，所述激光对位仪设置在任一组立柱外侧。所述激光对位仪用于定位风筒安装时的位置，即标记焊接起始位置，通过观察激光线与风筒支脚处筋板的重合情况判断风筒是否调整至指定的初始位置，这样无需人工示教起始点，可以降低焊接准备工作的难度，提高焊接效率。
在一些实施例中，所述固定部件包括与所述第二回转支承固定连接的圆盘，所述圆盘上均布有用于锁紧所述风筒圆筒处翻边的压块，以保证所述风筒的中心与所述圆盘的中心在同一轴线上，所述圆盘的中心与所述第二回转支承的中心在同一轴线上。通过所述压块将所述风筒固定在所述圆盘上，在所述第二回转支承转动时，所述风筒的中心与所述第二回转支承的中心在同一轴线上，以便所述焊接机器人对所述风筒进行精准分区，智能焊接。
在一些实施例中，所述电柜平台包括工控机。
在一些实施例中，所述焊接工作站还包括示教器，所述电柜平台还集成了对所述焊枪系统的自动示教、运行、存储、调用的控制功能。
本申请的有益效果：通过激光引导系统扫描焊缝，将焊缝信息反馈到所述工控机，所述工控机对信号进行处理后引导所述焊接机器人进行焊接。所述变位机和所述机器人运动平台可以辅助工件与焊枪移动到预期位置开始焊接。本申请集成度高，焊缝质量优异，无需打磨，保证焊接质量，而且兼容性好，满足柔性制造。
附图说明
图1是轴流风筒的结构示意图；
图2是本申请所述的大型风筒焊接工作站的结构示意图一；
图3是本申请所述的大型风筒焊接工作站的结构示意图二；
图4是本申请所述的变位机的结构示意图；
图5是本申请所述的变位机的剖视图的结构示意图；
图6是本申请所述的机器人运动平台的结构示意图；
图7是本申请所述的电柜平台的结构示意图。
图中：1、圆筒，2、支脚，3、加强筋，4、电机板，5、变位机，501、立柱，50101、第一伺服电机，50102、第一减速机，50103、第一齿轮，50104、第一回转支承，502、横梁架，50201、第二伺服电机，50202、第二减速机，50203、第二齿轮，50204、第二回转支承，503、激光对位仪，6、机器人运动平台，601、第三伺服电机，602、第三减速机，603、齿条，604、机架，7、电柜平台，701、工控机，8、焊接机器人，801、六轴机械臂，802、焊枪系统，80201、清枪器，9、激光引导系统。
具体实施方式
下面将结合本申请的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，本申请描述的实施例仅仅是本申请的部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获的的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
结合参阅图2和图3，对本申请作进一步说明，一种大型风筒焊接工作站，其特征在于：包括变位机5、焊接机器人8、机器人运动平台6、激光引导系统9、电柜平台7。
参阅图6，所述焊接机器人8包括所述焊枪系统802和六轴机械臂801，所述焊枪系统802包括固定在所述六轴机械臂末端的焊枪80202。
参阅图6，所述激光引导系统9包括工业智能相机和激光发射器，所述工业智能相机和所述激光发射器集成设置，所述激光引导系统9固定在所述焊枪80208一侧。
结合参阅图4和图5，所述变位机5包括两组立柱501和一凹型旋转横梁架502，所述立柱501均设有以第一伺服电机50101为动力源的第一齿轮机构50103，所述第一伺服电机50101经过所述第一减速机50102带动所述第一齿轮机构50103旋转，所述立柱501通过第一回转支承50104带动所述横梁架502绕Y轴旋转，所述第一回转支承50104由所述第一齿轮机构50103驱动；所述横梁架502设有以第二伺服电机50201为动力源的第二齿轮机构50203，所述第二伺服电机50201经过所述第二减速机50202带动所述第二齿轮机构50203旋转，所述第二齿轮机构连接有第二回转支承50204，所述第二回转支承用于带动大型风筒绕Z轴旋转；所述变位机还设有用于将所述大型风筒进行固定的固定部件。
结合参阅图2和图6，所述机器人运动平台能够使所述焊接机器人沿X轴、Z轴方向移动；所述机器人运动平台包括机架604、固定在所述机架604下方的第三伺服电机601、第三减速机602，所述第三伺服电机601经所述第三减速机602带动第三齿轮在竖直齿条603滚动，从而带动所述机架604上下移动；所述第三伺服电机经所述第三减速机带动第三齿轮在水平齿条上滚动，从而带动所述机架水平移动；六轴机械臂801固定在所述机架604上方。
所述电柜平台7集成了所述焊接工作站的控制系统，包括对所述焊接机器人、所述焊枪系统、所述激光引导系统、所述机器人运动平台、所述变位机的控制。
将所述大型风筒固定在所述第二回转支承50204上，所述变位机5可实现所述大型风筒在空间范围内任意合适的姿态，以满足焊接需求。
参阅图2，所述焊接工作站还包括激光对位仪503，所述激光对位仪503设置在任一组立柱501外侧。
参阅图7，所述焊枪系统还包括电焊机与清枪器80201，所述电焊机为所述焊枪供电供气；所述电柜平台包括工控机701。
所述固定部件包括与所述第二回转支承固定连接的圆盘，所述圆盘上均布有用于锁紧所述风筒圆筒处翻边的压块，以保证所述风筒的中心与所述圆盘的中心在同一轴线上，所述圆盘的中心与所述第二回转支承的中心在同一轴线上。通过所述压块将所述风筒固定在所述圆盘上，在所述第二回转支承转动时，所述风筒的中心与所述第二回转支承的中心在同一轴线上，以便所述焊接机器人对所述风筒进行精准分区，智能焊接。
所述焊接工作站还包括示教器，所述电柜平台还集成了对所述焊枪系统的自动示教、运行、存储、调用的控制功能。
工作过程：
1、电柜平台的控制系统发出指令，控制机器人运动平台将焊接机器人移动到预定位置，大型风筒固定在变位机上，变位机通过旋转、翻转将风筒移动到指定姿态；
2、激光引导系统的相机盒打开，焊接机器人控制相机盒对焊缝进行扫描；
3、相机盒关闭，焊接机器人移动焊枪到预定位置开始焊接；
4、焊接结束，焊接机器人运动到保护点；
5、变位机使风筒旋转或翻转至另一角度，重复上述过程；
6、焊接完成之后变位机复位，机器人平台同步运行到原点，至此焊接结束。
本申请通过激光引导系统扫描焊缝，将焊缝信息反馈到所述工控机，所述工控机对信号进行处理后引导所述焊接机器人进行焊接。所述变位机和所述机器人运动平台可以辅助工件与焊枪移动到预期位置开始焊接。
Claims (5)
1.一种大型风筒焊接工作站，其特征在于：包括变位机、焊接机器人、机器人运动平台、激光引导系统、电柜平台；
所述焊接机器人包括焊枪系统和六轴机械臂，所述焊枪系统包括电焊机、清枪器，以及固定在六轴机械臂末端的焊枪，所述电焊机为所述焊枪供电供气；
所述激光引导系统包括工业智能相机和激光发射器，所述激光引导系统固定在所述焊枪一侧；
所述变位机包括两组立柱和一凹型旋转横梁架，所述每组立柱均设有以第一伺服电机为动力源的第一齿轮机构，所述立柱通过第一回转支承带动所述横梁架绕Y轴旋转，所述第一回转支承由所述第一齿轮机构驱动；所述横梁架设有以第二伺服电机为动力源的第二齿轮机构，所述第二齿轮机构连接有第二回转支承，所述第二回转支承用于带动大型风筒绕Z轴旋转；所述变位机还设有用于将所述大型风筒进行固定的固定部件；
所述机器人运动平台能够使所述焊接机器人沿X轴、Z轴方向移动；
所述电柜平台集成了所述焊接工作站的控制系统，包括对所述焊接机器人、所述焊枪系统、所述激光引导系统、所述机器人运动平台、所述变位机的控制。
2.根据权利要求1所述的大型风筒焊接工作站，其特征在于：所述焊接工作站还包括激光对位仪，所述激光对位仪设置在任一组立柱外侧。
3.根据权利要求1所述的大型风筒焊接工作站，其特征在于：所述固定部件包括与所述第二回转支承固定连接的圆盘，所述圆盘上均布有用于锁紧所述风筒圆筒处翻边的压块，所述圆盘的中心与所述第二回转支承的中心在同一轴线上。
4.根据权利要求1所述的大型风筒焊接工作站，其特征在于：所述电柜平台包括工控机。
5.根据权利要求4所述的大型风筒焊接工作站，其特征在于：还包括示教器，所述电柜平台还集成了对所述焊枪系统的自动示教、运行、存储、调用的控制功能。
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