CN220444550U - 一种大型结构件清理和测量一体化生产装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种大型结构件清理和测量一体化生产装置，包括：第一龙门架、第二龙门架、X轴行走轨道、激光三维清理系统、激光三维测量系统和转运装置；第一龙门架和第二龙门架依次间隔设置在X轴行走轨道上，第一龙门架的中间通道和第二龙门架的中间通道的延伸方向与X轴行走轨道的延伸方向平行；激光三维清理系统设置在第一龙门架上；激光三维测量系统设置在第二龙门架上；转运装置沿X轴行走轨道的延伸方向运动。提高了大型结构件增材过程中的清理效率、测量精度和测量效率，以流水线的形式对大型结构件进行清理后再进行测量，降低了大型结构件的生产成本，提高了大型结构件的生产效率。

Description

一种大型结构件清理和测量一体化生产装置

技术领域

本实用新型属于电弧增材制造技术领域，具体涉及一种大型结构件清理和测量一体化生产装置。

背景技术

在电弧增材过程中，由于烟尘、飞溅较大，增材后构件表面会残留大量烟尘、飞溅、杂质等。对于增材后构件表面的焊接烟尘、飞溅、杂质等异物。

目前主要是通过人工打磨或机器人打磨进行清理，这种方法打磨片损耗较大，需经常更换打磨片，清理成本高，清理效率低，并且对于大型增材构件而言，构件表面难以做到完全清理干净。并且大型构件在增材过程中构件易发生翘曲变形，增材过程中存在增材精度难以控制，但是构件缺损部位尺寸难以测量，通过人工测量等测量方式，测量精度较差，且测量效率低。并且工件需要在清理区域和测量区域来回运输，大大降低了大型结构件的生产效率。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种大型结构件清理和测量一体化生产装置。本实用新型要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种大型结构件清理和测量一体化生产装置，包括：第一龙门架、第二龙门架、X轴行走轨道、激光三维清理系统、激光三维测量系统和转运装置；

所述第一龙门架和所述第二龙门架依次间隔设置在所述X轴行走轨道上，所述第一龙门架的中间通道和所述第二龙门架的中间通道的延伸方向与所述X轴行走轨道的延伸方向平行；

所述激光三维清理系统设置在所述第一龙门架上；

所述激光三维测量系统设置在所述第二龙门架上；

所述转运装置沿所述X轴行走轨道的延伸方向运动。

在一个具体的实施例中，所述激光三维清理系统包括：激光清理装置、第一机械臂、第一Z轴运动柱和第一Y轴行走机构；

所述第一Y轴行走机构，设置在所述第一龙门架上，并且位于所述X轴行走轨道的上方；

所述第一Z轴运动柱设置在所述第一Y轴行走机构上；

所述第一机械臂，一端设置在所述第一Z轴运动柱上，另一端固定连接所述激光清理装置。

在一个具体的实施例中，所述激光三维测量系统包括：激光测量装置、第二机械臂、第二Z轴运动柱和第二Y轴行走机构；

所述第二Y轴行走机构，设置在所述第二龙门架上，并且位于所述X轴行走轨道的上方；

所述第二Z轴运动柱设置在所述第二Y轴行走机构上；

所述第二机械臂，一端设置在所述第二Z轴运动柱上，另一端固定连接所述激光测量装置。

在一个具体的实施例中，所述激光三维清理系统还包括：第一控制装置；

所述第一控制装置，固定在所述第一龙门架上，电连接所述激光清理装置。

在一个具体的实施例中，所述激光三维测量系统还包括：第二控制装置；

所述第二控制装置，固定在所述第二龙门架上，电连接所述激光测量装置。

在一个具体的实施例中，所述第一Z轴运动柱的数量为两个，两个所述第一Z轴运动柱互相平行的设置在所述第一Y轴行走机构上。

在一个具体的实施例中，所述第二Z轴运动柱的数量为两个，两个所述第二Z轴运动柱互相平行的设置在所述第二Y轴行走机构上。

在一个具体的实施例中，所述X轴行走轨道的数量为两个，两个X轴行走轨道互相平行设置；

所述第一龙门架的立柱设置在所述两个X轴行走轨道上；

所述第二龙门架的立柱设置在所述两个X轴行走轨道上。

在一个具体的实施例中，所述第一Y轴行走机构设置在所述第一龙门架的横梁上。

在一个具体的实施例中，所述第二Y轴行走机构设置在所述第二龙门架的横梁上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：本发明提供一种大型结构件清理和测量一体化生产装置，使用激光三维清理系统和激光三维测量系统对大型结构件进行全方位无死角的清理和测量，降低了清理和测量过程中的成本，提高了结构件增材过程中的清理效率、测量精度和测量效率。将激光三维测量系统和激光三维清理系统分别通过第一龙门架和第二龙门架固定在X轴行走轨道上，转运装置沿X轴行走轨道延伸的方向运动，以流水线的形式对大型结构件进行清理后再进行测量，降低了大型结构件的生产成本，提高了大型结构件的生产效率。

附图说明

图1是本实用新型实施例中的一种大型结构件清理和测量一体化生产装置的结构示意图。

附图标记：

201：第一龙门架；202：第二龙门架；301：激光清理装置；302：激光测量装置；401：第一机械臂；402：第二机械臂；501：第一Z轴运动柱；502：第二Z轴运动柱；601：第一Y轴行走机构；602：第二Y轴行走机构；701：第一控制装置；702：第二控制装置；8：转运装置。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型做进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例一

请参见图1，一种大型结构件清理和测量一体化生产装置，包括：第一龙门架201、第二龙门架202、X轴行走轨道、激光三维清理系统、激光三维测量系统和转运装置8。其中，第一龙门架201和第二龙门架202依次间隔设置在X轴行走轨道上，第一龙门架201的中间通道和第二龙门架202的中间通道的延伸方向与X轴行走轨道的延伸方向平行，激光三维清理系统设置在第一龙门架201上，激光三维测量系统设置在第二龙门架202上，转运装置8沿X轴行走轨道的延伸方向运动。第一龙门架201的中间通道为第一龙门架201的横梁和立柱之间形成的通道，第二龙门架202的中间通道为第二龙门架202的横梁和立柱之间形成的通道。

具体地，X轴行走轨道沿水平方向延伸，大型结构件放置在转运装置8上，转运装置8沿X轴行走轨道的延伸方向运动，依次经过设置在第一龙门架201上的激光三维清理系统和设置在第二龙门架202上的激光三维测量系统。激光三维清理系统和激光三维测量系统依次对大型结构件进行清理和测量，降低了清理和测量过程中的成本，提高了大型结构件增材过程中的清理效率、测量精度和测量效率。将激光三维测量系统和激光三维清理系统分别通过第一龙门架201和第二龙门架202固定在X轴行走轨道上，转运装置8沿X轴行走轨道延伸的方向运动，以流水线的形式对大型结构件进行清理后再进行测量，降低了大型结构件的生产成本，提高了大型结构件的生产效率。

进一步地，激光三维清理系统包括：激光清理装置301、第一控制装置701、第一机械臂401、第一Z轴运动柱501和第一Y轴行走机构601。其中，第一Y轴行走机构601设置在第一龙门架201上，并且位于X轴行走轨道的上方，平行且垂直于X轴行走轨道，第一Z轴运动柱501竖直设置在第一Y轴行走机构601，第一Z轴运动柱501垂直于第一Y轴行走机构601，第一机械臂401的一端设置在第一Z轴运动柱501上，第一机械臂401的另一端固定连接激光清理装置301，第一控制装置701固定在第一龙门架201上，第一控制装置701电连接激光清理装置301。

具体地，当转运装置8沿X轴行走轨道的延伸方向运动至靠近第一龙门架201的中间通道的激光清理工位后，第一龙门架201可以在X轴行走轨道上沿X轴运动至激光清理工位处，或者第一龙门架201固定设置在X轴行走轨道的激光清理工位处。第一Y轴行走机构601带动第一Z轴运动柱501在第一Y轴行走机构601上沿Y轴方向水平运动，第一Z轴运动柱501带动第一机械臂401沿Z轴方向上下运动，使激光清理装置301运动到合适的位置，第一机械臂401工作带动激光清理装置301的方向转动，激光清理装置301对大型结构件进行激光清理。

进一步地，第一Y轴行走机构601设置在第一龙门架201的横梁上，第一Z轴运动柱501的数量为两个，两个第一Z轴运动柱501互相平行的竖直设置在第一Y轴行走机构601上。

具体地，第一Y轴行走机构601设置在第一龙门架201的横梁的侧面上，两个第一Z轴运动柱501互相平行的竖直设置在第一Y轴行走机构601上，第一机械臂401的一端设置在第一Z轴运动柱501上，第一机械臂401的另一端固定连接激光清理装置301，第一机械臂401带动激光清理装置301运动。即激光三维清理系统包括两个激光清理装置301，相应的，第一控制装置701的数量为两个，两个第一控制装置701设置在第一龙门架201的横梁顶端，两个第一控制装置701分别控制两个激光清理装置301发射激光，对大型结构件进行清理。

本实施例的激光三维清理系统，通过第一控制装置701控制激光清理装置301发射激光，通过第一龙门架201在X轴行走轨道上沿X轴方向水平运动，第一Y轴行走机构601带动第一Z轴运动柱501在第一Y轴行走机构601上沿Y轴方向水平运动，第一Z轴运动柱501带动第一机械臂401沿Z轴方向上下运动，实现X、Y、Z三个方向的运动，并通过第一机械臂401带动激光清理装置301运动，使激光清理装置301对大型结构件进行激光三维清理，能够全角度、无死角、高效率的对大型结构件进行清理。

进一步地，激光三维测量系统包括：激光测量装置302、第二控制装置702、第二机械臂402、第二Z轴运动柱502和第二Y轴行走机构602。其中，第二Y轴行走机构602设置在第二龙门架202上，并且位于X轴行走轨道的上方，垂直且平行于X轴行走轨道，第二Z轴运动柱502竖直设置在第二Y轴行走机构602上，第二Z轴运动柱502垂直于第二Y轴行走机构602和X轴行走轨道，第二机械臂402的一端设置在第二Z轴运动柱502上，第二机械臂402的另一端固定连接激光测量装置302，第二控制装置702固定在第二龙门架202上，第二控制装置702电连接激光测量装置302。

具体地，当转运装置8沿X轴行走轨道的延伸方向运动至靠近第一龙门架201的中间通道的激光清理工位，并完成清理工序后，转运装置8沿X轴行走轨道的延伸方向继续运动至靠近第二龙门架202的中间通道的激光测量工位，第二龙门架202在X轴行走轨道上沿X轴运动至激光清理工位处，或者第二龙门架202固定设置在X轴行走轨道的激光清理工位处。第二Y轴行走机构602带动第二Z轴运动柱502在第二Y轴行走机构602上沿Y轴方向水平运动，第二Z轴运动柱502带动第二机械臂402沿Z轴方向上下运动，使激光测量装置302运动到合适的位置后，第二机械臂402工作带动激光测量装置302的方向转动，激光测量装置302对大型结构件进行激光测量。

在本实施例中，第二Y轴行走机构602设置在第二龙门架202的横梁上，第二Z轴运动柱502的数量为两个，两个第二Z轴运动柱502互相平行的竖直设置在第二Y轴行走机构602上。

具体地，第二Y轴行走机构602设置在第二龙门架202的横梁的侧面上，第二Y轴行走机构602平行于第一Y轴行走机构601，且朝向同一侧。两个第二Z轴运动柱502互相平行的竖直设置在第二Y轴行走机构602上，第二机械臂402的一端设置在第二Z轴运动柱502上，第二机械臂402的另一端固定连接激光测量装置302，第二机械臂402带动激光测量装置302运动。即激光三维测量系统包括两个激光测量装置302，相应的，第二控制装置702的数量为两个，两个第二控制装置702设置在第二龙门架202的横梁顶端，两个第二控制装置702分别控制两个激光测量装置302发射激光，并获得大型结构件的测量数据，对大型结构件进行测量。

本实施例的激光三维测量系统，通过第二控制装置702控制激光测量装置302发射激光，通过第二龙门架202在X轴行走轨道上沿X轴方向水平运动，第二Y轴行走机构602带动第二Z轴运动柱502在第二Y轴行走机构602上沿Y轴方向水平运动，第二Z轴运动柱502带动第二机械臂402沿Z轴方向上下运动，实现X、Y、Z三个方向的运动，并通过第二机械臂402带动激光测量装置302运动，使激光测量装置302对大型结构件进行激光三维测量，能够全角度、无死角、高效率的对大型结构件进行测量。

在本实施例中，X轴行走轨道的数量为两个，两个X轴行走轨道互相平行设置，第一龙门架201的立柱设置在两个X轴行走轨道上，第二龙门架202的立柱与第一龙门架201的立柱互相平行的设置在两个X轴行走轨道上。

优选地，第一龙门架201与第二龙门架202结构相同，且互相平行、朝向相同的设置在X轴行走轨道上。第一机械臂401与第二机械臂402结构相同，且分别设置在第一Z轴运动柱501和第二Z轴运动柱502的相应位置上。第一Z轴运动柱501与第二Z轴运动柱502结构相同，且互相平行的分别设置在第一Y轴行走机构601和第二Y轴行走机构602的相应位置上。第一Y轴行走机构601与第二Y轴行走机构602结构相同，且互相平行的分别设置在第一龙门架201和第二龙门架202的相应位置上。激光清理装置301与激光测量装置302分别设置在第一机械臂401和第二机械臂402的相应位置上。第一控制装置701与第二控制装置702分别设置在第一龙门架201和第二龙门架202的相应位置上。转运装置8为可移动式增材平台。

优选地，X轴行走轨道、第一Z轴运动柱501、第二Z轴运动柱502、第一Y轴行走机构601和第二Y轴行走机构602均可以为通过滚珠丝杠、滑块和轨道、驱动电机等结构构成的直线运动机构。

具体地，使用本实施例中的一种大型结构件清理和测量一体化生产装置进行生产加工的工作步骤如下：

步骤一：可移动式增材平台运行至增材区域，将增材基板安装在可移动式增材平台上，增材机器人按增材轨迹在增材基板上进行增材。

步骤二：增材若干层或样件增材完成后，可移动式增材平台沿X轴行走轨道将增材样件运送至激光清理工位。

步骤三：激光三维清理系统对增材构件表面的焊接烟尘、飞溅、杂质等异物进行清理，达到表面光洁的目的。

步骤四：在激光清理工位完成增材样件的表面清洁之后，由可移动式增材平台沿X轴行走轨道将增材样件运输至激光测量工位。

步骤五：激光三维测量系统对增材构件同步进行三维扫描，获取扫描区域的测量数据文件，通过软件处理测量数据，实现增材构件实时三维模型的逆向重构，并将缺损部位数据反馈至增材机器人。

步骤六：可移动式增材平台回到增材区域，增材机器人根据激光三维测量系统反馈的缺损部位数据规划修补路径，并对缺损部位进行修补，修补完成后按设定增材路径开始下一层增材。重复步骤2～6，直至增材完成。

本实施例中的一种大型结构件清理和测量一体化生产装置，使用激光对大型结构件进行清理和测量，激光清理装置301和激光测量装置302能够实现X、Y、Z三个方向的运动和多角度转动，对大型结构件进行激光三维清理和激光三维测量，能够全角度、无死角、高效率的对大型结构件进行清理和测量。通过转运装置8沿X轴行走轨道的延伸方向运动，依次经过设置在第一龙门架201上的激光三维清理系统和设置在第二龙门架202上的激光三维测量系统。激光三维清理系统和激光三维测量系统依次对大型结构件进行清理和测量，降低了清理和测量过程中的成本，提高了大型结构件增材过程中的清理效率、测量精度和测量效率。激光三维测量系统和激光三维清理系统分别通过第一龙门架201和第二龙门架202固定在X轴行走轨道上，转运装置8沿X轴行走轨道延伸的方向运动，以流水线的形式对大型结构件进行清理后再进行测量，降低了大型结构件的生产成本，提高了大型结构件的生产效率。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种大型结构件清理和测量一体化生产装置，其特征在于，包括：第一龙门架(201)、第二龙门架(202)、X轴行走轨道、激光三维清理系统、激光三维测量系统和转运装置(8)；

所述第一龙门架(201)和所述第二龙门架(202)依次间隔设置在所述X轴行走轨道上，所述第一龙门架(201)的中间通道和所述第二龙门架(202)的中间通道的延伸方向与所述X轴行走轨道的延伸方向平行；

所述激光三维清理系统设置在所述第一龙门架(201)上；

所述激光三维测量系统设置在所述第二龙门架(202)上；

所述转运装置(8)沿所述X轴行走轨道的延伸方向运动。

2.根据权利要求1所述的一种大型结构件清理和测量一体化生产装置，其特征在于，所述激光三维清理系统包括：激光清理装置(301)、第一机械臂(401)、第一Z轴运动柱(501)和第一Y轴行走机构(601)；

所述第一Y轴行走机构(601)，设置在所述第一龙门架(201)上，并且位于所述X轴行走轨道的上方；

所述第一Z轴运动柱(501)设置在所述第一Y轴行走机构(601)上；

所述第一机械臂(401)，一端设置在所述第一Z轴运动柱(501)上，另一端固定连接所述激光清理装置(301)_。

3.根据权利要求1所述的一种大型结构件清理和测量一体化生产装置，其特征在于，所述激光三维测量系统包括：激光测量装置(302)、第二机械臂(402)、第二Z轴运动柱(502)和第二Y轴行走机构(602)；

所述第二Y轴行走机构(602)，设置在所述第二龙门架(202)上，并且位于所述X轴行走轨道的上方；

所述第二Z轴运动柱(502)设置在所述第二Y轴行走机构(602)上；

所述第二机械臂(402)，一端设置在所述第二Z轴运动柱(502)上，另一端固定连接所述激光测量装置(302)_。

4.根据权利要求2所述的一种大型结构件清理和测量一体化生产装置，其特征在于，所述激光三维清理系统还包括：第一控制装置(701)；

所述第一控制装置(701)，固定在所述第一龙门架(201)上，电连接所述激光清理装置(301)。

5.根据权利要求3所述的一种大型结构件清理和测量一体化生产装置，其特征在于，所述激光三维测量系统还包括：第二控制装置(702)；

所述第二控制装置(702)，固定在所述第二龙门架(202)上，电连接所述激光测量装置(302)。

6.根据权利要求2所述的一种大型结构件清理和测量一体化生产装置，其特征在于，所述第一Z轴运动柱(501)的数量为两个，两个所述第一Z轴运动柱(501)互相平行的设置在所述第一Y轴行走机构(601)上。

7.根据权利要求3所述的一种大型结构件清理和测量一体化生产装置，其特征在于，所述第二Z轴运动柱(502)的数量为两个，两个所述第二Z轴运动柱(502)互相平行的设置在所述第二Y轴行走机构(602)上。

8.根据权利要求1所述的一种大型结构件清理和测量一体化生产装置，其特征在于，所述X轴行走轨道的数量为两个，两个X轴行走轨道互相平行设置；

所述第一龙门架(201)的立柱设置在所述两个X轴行走轨道上；

所述第二龙门架(202)的立柱设置在所述两个X轴行走轨道上。

9.根据权利要求2所述的一种大型结构件清理和测量一体化生产装置，其特征在于，所述第一Y轴行走机构(601)设置在所述第一龙门架(201)的横梁上。

10.根据权利要求3所述的一种大型结构件清理和测量一体化生产装置，其特征在于，所述第二Y轴行走机构(602)设置在所述第二龙门架(202)的横梁上。