CN110561020A - 一种建筑塔机主肢自动焊接工作站 - Google Patents

Abstract

一种建筑塔机主肢自动焊接工作站，包括输送机系统、机械手系统、变位机系统和焊接系统。输送机系统用于将塔机主肢和连接套向变位机系统处运输；机械手系统用于将输送机系统上运输的连接套放置于变位机系统上；变位机系统用于临时固定需要被焊接的塔机主肢和连接套，并根据焊接位置要求带动塔机主肢和连接套转动；焊接系统用于对变位机系统上的塔机主肢和连接套进行焊接固定。

Description

一种建筑塔机主肢自动焊接工作站

技术领域

本发明涉及焊接工作站技术领域，具体地说是一种建筑塔机主肢自动焊接工作站。

背景技术

目前，在塔机主肢焊接工作中，通常采用人工上料、手工点焊的方式实现连接套与主肢的固定，然后使用工装进行人工或者机器人流水线进行满焊，焊完后的主肢成品再由人工下料移走。现有技术中的这种焊接方式存在以下缺点：(1)电焊工劳动强度大，占用电焊工的数量多，焊接质量不稳定经常返修补焊；另外，由于电焊工的技术水平不同，而且受个人情绪和体力下降的影响较大，所以在连续工作中必然出现疲劳作业，导致焊接参数失稳从而出现质量问题以及工作效率降低；(2)由于点焊和满焊分开的作业方式，自动流水线占地面积大、线上设备数量多、动作衔接点多，所以故障率高；严重情况下，一旦出现故障，需要全线停止进行修复，生产节拍和任务达成没法保证；(3)连接套的偏心误差的存在，导致目前只能用人工上料和点焊；(4)连接套的焊接变形导致出现定位销抽拔不动的情况出现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种建筑塔机主肢自动焊接工作站，用于解决对塔机主肢焊接的技术问题。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种建筑塔机主肢自动焊接工作站，包括输送机系统、机械手系统、变位机系统和焊接系统，

输送机系统包括用于传输主肢和连接套的输送链；

机械手系统包括三维移动龙门架机构和机械手机构，用于抓取连接套的机械手机构安装在三维移动龙门架机构的竖向移动动力输出端上；

用于临时固定被焊接主肢和连接套的所述变位机系统设置在输送机系统的后部，包括变位旋转机构、变位夹持机构、变位卡持销机构和变位托举机构；变位夹持机构和变位卡持销机构，分别安装在变位旋转机构的变位旋转支撑架上，变位夹持机构包括用于夹持主肢的变位夹持上限位板、变位夹持气缸以及变位夹持架，变位卡持销机构包括用于放置连接套的卡持销体，卡持销体与所述机械手机构对应设置；用于向变位夹持机构托举主肢的变位托举机构，可上下移动的设置在变位夹持机构的下方；

用于将主肢和连接套焊接为一体的焊接系统，设置在所述变位机系统的后方。

优选的，所述输送机系统还包括对中驱动机构和对中支撑机构，对中驱动机构设置在两侧，包括对中驱动架和对中驱动气缸，用于向中间驱动主肢对齐的对中驱动气缸安装在对中驱动架上端；

所述对中支撑机构位于被输送主肢的下方，包括对中支撑架、对中支撑气缸、对中支撑滚轮和对中检测开关，对中支撑气缸竖向设置在对中支撑架上，用于托举主肢的对中支撑滚轮可转动的安装在对中支撑气缸的上端，检测主肢的对中检测开关安装在对中支撑架上。

优选的，所述三维移动龙门架机构包括纵向移动机构，横向移动机构和竖向移动机构，横向移动机构的横向移动架可前后移动的安装在纵向移动机构的动力输出端上，横向移动机构的横向移动滑块可左右移动的安装在横向移动机构的动力输出端上，竖向移动机构的竖向移动架可上下移动的安装在横向移动滑块上。

优选的，所述的机械手机构包括机械手驱动气缸、机械手驱动连杆和机械手臂，机械手臂夹持移动的动力输入端通过机械手驱动连杆与机械手驱动气缸的动力输出端连接。

优选的，所述变位夹持机构还包括变位夹持固定架，变位夹持固定架安装在所述变位旋转支撑架上；用于顶压主肢上端的变位夹持上限位板对称倾斜设置在变位夹持固定架的上部，变位夹持气缸设置在变位夹持固定架的两侧，变位夹持架铰接在变位夹持固定架的下部，变位夹持架的动力输入端与变位夹持气缸的动力输出端连接。

优选的，所述变位卡持销机构还包括变位卡持销驱动气缸和卡持销导向架，卡持销导向架安装在变位旋转支撑架上，卡持销导向架上设有卡持销导向槽，卡持销体通过滑块可内外滑动的安装在卡持销导向槽上；变位卡持销驱动气缸的动力输出端与所述卡持销体连接。

优选的，所述变位卡持销驱动气缸的动力输出端通过软连接件与所述卡持销体连接。

优选的，所述变位托举机构包括变位托举座、变位托举气缸、变位托举轮和变位托举检测开关，变位托举气缸安装在变位托举座上，变位托举轮可转动的安装在变位托举气缸上端的动力输出端上；所述变位托举检测开关安装在变位托举座上。

发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：

1、本发明技术方案，可以实现对塔机主肢和连接套的传输、焊接一体化操作，焊接精度高。

2、输送机系统采用对中驱动机构和对中支撑机构配合，可以实现主肢的自动对齐，以满足焊接时的夹持位置要求。

3、桁架式移动机器人结构可带动机械手的三个维度移动，能够准确将连接套放置在变位机系统上。

4、变位机系统可以实现对被焊接主肢以及连接套的定位固定，保证焊接过程的可靠性。

5、采用焊接机器人，调整好焊接参数后，可以实现点焊和满焊，由焊接机器人自动稳定地执行。

附图说明

图1为本发明实施例的立体结构示意图；

图2为本发明实施例的另一角度立体结构示意图；

图3为本发明实施例的侧视示意图；

图4为本发明实施例的俯视示意图；

图5为本发明实施例中输送机系统的立体结构示意图；

图6为本发明实施例中输送机系统的另一角度立体结构示意图；

图7为图6中A处局部放大示意图；

图8为本发明实施例中输送机系统的侧视示意图；

图9为本发明实施例中输送机系统的俯视示意图；

图10为本发明实施例中机械手系统的立体结构示意图；

图11为本发明机械手系统中纵向移动机构处局部俯视示意图；

图12为本发明机械手系统中横向移动机构处局部侧视示意图；

图13为本发明机械手系统中竖向移动机构与机械手机构配合关系侧视示意图；

图14为本发明实施例中变位机系统的立体结构示意图；

图15为图14中B处局部放大示意图；

图16为图14中C处局部放大示意图；

图17为本发明实施例中变位机系统的另一角度立体结构示意图；

图18为本发明实施例中变位机系统的侧视示意图；

图中：1、输送机系统；101、输送滚筒；102、输送支撑架；103、主肢输送链；104、连接套输送链；105、主肢卡持支架；106、输送插销；107、对中驱动架；108、对中驱动气缸；109、对中支撑架；110、对中支撑气缸；111、对中支撑滚轮；112、对中检测开关；113、斜坡板；2、机械手系统；201、纵向移动支撑座；202、纵向移动电动推杆；203、横向移动架；204、横向移动电动推杆；205、横向移动滑块；206、竖向移动架；207、竖向移动驱动电杆；208、机械手驱动气缸；209、机械手驱动连杆；210、机械手臂；3、变位机系统；301、变位旋转支撑座；302、变位旋转盘；303、变位旋转支撑架；304、变位夹持固定架；305、变位夹持上限位板；306、变位夹持气缸；307、变位夹持架；308、变位卡持销驱动气缸；309、卡持软连接；310、卡持销导向架；311、卡持销体；312、变位托举座；313、变位托举气缸；314、变位托举轮；315、变位托举检测开关；316、微动气缸；317、微动驱动杆；318、卡持导向滑块；4、焊接系统。

具体实施方式

为了能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和技术描述以避免不必要地限制本发明。

如图1至18所示，一种建筑塔机主肢自动焊接工作站，包括输送机系统1、机械手系统2、变位机系统3和焊接系统4。输送机系统1用于将塔机主肢和连接套向变位机系统3处运输；机械手系统2用于将输送机系统1上运输的连接套放置于变位机系统3上；变位机系统3用于临时固定需要被焊接的塔机主肢和连接套，并根据焊接位置要求带动塔机主肢和连接套转动；焊接系统4用于对变位机系统3上的塔机主肢和连接套进行焊接固定。

所述输送机系统1包括输送驱动机构、输送链机构、对中驱动机构和对中支撑机构。输送驱动机构包括输送驱动电机、输送滚筒101和输送支撑架102，输送支撑架102设置在两侧，输送滚筒101可转动的安装在输送支撑架102的前后两端，左右两侧的输送滚筒101之间通过传动轴连接，输送驱动电机的旋转动力输出端与输送滚筒101的旋转动力输入端连接。输送链机构包括主肢输送链103和连接套输送链104；主肢输送链103安装在输送滚筒101的内侧，主肢输送链103上设有多个主肢卡持支架105；连接套输送链104安装在输送滚筒101的外侧，连接套输送链104的横向上设有多个用于插接固定连接套的输送插销106；所述输送插销106的高度低于所述主肢卡持支架105的高度。所述对中驱动机构设置在所述输送支撑架102的纵向中部两侧，包括对中驱动架107和对中驱动气缸108。所述对中驱动气缸108安装在对中驱动架107上端，用于在两侧横向上向中部驱动主肢，以实现主肢处于中间位置。所述对中支撑机构对称的设置在两侧的所述输送支撑架102之间，并位于被输送主肢的下方，包括对中支撑架109、对中支撑气缸110、对中支撑滚轮111和对中检测开关112(如接近开关、光电检测开关等)。所述对中支撑气缸110竖向设置在对中支撑架109上，对中支撑滚轮111可转动的安装在对中支撑气缸110的上端，对中检测开关112通过支架竖向安装在对中支撑架109的上端。当对中检测开关112检测到有主肢通过时，输送驱动电机暂停运转，对中支撑气缸110通过对中支撑滚轮111将主肢顶起；然后，两侧的对中驱动气缸108向中间推动主肢的两端，使主肢处于中间位置；最后，两侧的对中驱动气缸108远离，对中支撑气缸110下移，主肢重新落在主肢输送链103上，输送驱动电机启动继续带动主肢向后移动。所述输送支撑架102的后方设有斜坡板113，在主肢与连接套焊接完毕后，焊接整体送至斜坡板113上滑落至底端。

所述的机械手系统2包括纵向移动机构，横向移动机构，竖向移动机构和机械手机构。纵向移动机构包括纵向移动支撑座201，纵向移动电动推杆202和纵向移动滑块。纵向移动支撑座201设置在所述输送支撑架102的后部两侧，其上端设有纵向移动滑槽，纵向移动滑块可滑动的安装在纵向移动滑槽上。所述纵向移动电动推杆202纵向设在纵向移动支撑座201上端，纵向移动电动推杆202的移动动力输出端与所述纵向移动滑块连接。所述横向移动机构包括横向移动架203，横向移动电动推杆204和横向移动滑块205。横向移动架203的纵向延伸方向上设有横向移动滑槽，横向移动滑块205可横向滑动的安装在横向移动滑槽内。横向移动电动推杆204横向设置在横向移动架203上，横向移动电动推杆204的动力输出端与所述横向移动滑块205连接。所述竖向移动机构包括竖向移动架206和竖向移动驱动电杆207，竖向移动驱动电杆207通过支撑座竖向安装在所述竖向移动架206上，竖向移动架206的后侧设有竖向滑槽，竖向滑槽匹配安装在所述横向移动滑块205上，所述竖向移动驱动电杆207的竖向驱动动力输出端与所述横向移动滑块205连接。所述的机械手机构安装在所述竖向移动架206的下端部，包括机械手驱动气缸208、机械手驱动连杆209和机械手臂210。机械手臂210的中部交叉后与所述竖向移动架206铰接，机械手臂210的上端分别通过机械手驱动连杆209与机械手驱动气缸208下端的动力输出端连接，机械手驱动气缸208竖向安装在竖向移动架206上。

所述变位机系统3包括变位旋转机构、变位夹持机构、变位卡持销机构和变位托举机构；变位卡持销机构用于临时插接并固定来自所述机械手系统2的连接套，变位托举机构用于向上托举需要被焊接的主肢，并通过变位夹持机构将主肢夹持固定；通过变位卡持销机构和变位夹持机构的作用，连接套和主肢相对位置固定；所述变位旋转机构用于带动变位夹持机构和变位卡持销机构的转动，以满足多个焊接点的焊位要求。

所述变位旋转机构包括变位旋转支撑座301，变位旋转电机，变位旋转盘302和变位旋转支撑架303。变位旋转支撑座301设置在所述输送支撑架102的后端两侧，变位旋转盘302可转动的安装在变位旋转支撑座301的内侧，变位旋转电机安装在变位旋转支撑座301上，变位旋转电机的旋转动力输出端与变位旋转盘302的旋转动力输出端连接。所述变位旋转支撑架303连接在两侧的变位旋转盘302之间，变位旋转支撑架303采用三角支撑架结构。所述变位夹持机构安装在变位旋转支撑架303上的两侧，它包括变位夹持固定架304、变位夹持上限位板305、变位夹持气缸306和变位夹持架307。变位夹持上限位板305对称倾斜设置在变位夹持固定架304的上部，在夹持主肢时，用于顶压主肢的上端。所述变位夹持气缸306竖向设置在变位夹持固定架304的两侧，变位夹持架307铰接在所述变位夹持固定架304的下部并位于所述变位夹持上限位板305的下方，变位夹持架307的外侧端与所述变位夹持气缸306的动力输出端连接。所述变位卡持销机构安装在所述变位旋转支撑架303上，并位于所述变位夹持机构的外侧，它包括变位卡持销驱动气缸308、卡持软连接309(弹性件，如钢丝软轴、弹力杆)、卡持销导向架310、卡持销体311、微动气缸316和微动驱动杆317。所述卡持销导向架310安装在变位旋转支撑架303上，卡持销导向架310上设有卡持销导向槽，卡持销体311通过卡持导向滑块318可内外滑动的安装在卡持销导向槽上；所述变位卡持销驱动气缸308的后端安装在所述变位旋转盘302上，变位卡持销驱动气缸308的动力输出端通过卡持软连接309与所述卡持销体311连接，卡持软连接309的两端设有隔热联轴器。所述微动气缸316通过支座安装在卡持销导向架310上，微动气缸316的动力输出端分别通过微动驱动杆317与所述卡持导向滑块318径向连接。变位托举机构设置在所述变位旋转支撑架303的下方，包括变位托举座312、变位托举气缸313、变位托举轮314和变位托举检测开关315。变位托举气缸313竖向安装在变位托举座312上，变位托举轮314可转动的安装在变位托举气缸313上端的动力输出端上。所述变位托举检测开关315通过支架安装在变位托举座312的上方，用于检测主肢是否移动至变位旋转支撑架303的下方。

所述焊接系统4(可采用现有技术中的焊接机器人)，通过支撑座安装在所述变位机系统3的前方，用于实现连接套和主肢的焊接固定。当连接套和主肢焊接完毕后，从变位机系统3上卸载，然后通过输送机系统1卸料。

除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，在本发明技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性的劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种建筑塔机主肢自动焊接工作站，其特征是，包括输送机系统、机械手系统、变位机系统和焊接系统，

输送机系统包括用于传输主肢和连接套的输送链；

机械手系统包括三维移动龙门架机构和机械手机构，用于抓取连接套的机械手机构安装在三维移动龙门架机构的竖向移动动力输出端上；

用于临时固定被焊接主肢和连接套的所述变位机系统设置在输送机系统的后部，包括变位旋转机构、变位夹持机构、变位卡持销机构和变位托举机构；变位夹持机构和变位卡持销机构，分别安装在变位旋转机构的变位旋转支撑架上，变位夹持机构包括用于夹持主肢的变位夹持上限位板、变位夹持气缸以及变位夹持架，变位卡持销机构包括用于放置连接套的卡持销体，卡持销体与所述机械手机构对应设置；用于向变位夹持机构托举主肢的变位托举机构，可上下移动的设置在变位夹持机构的下方；

用于将主肢和连接套焊接为一体的焊接系统，设置在所述变位机系统的后方。

2.根据权利要求1所述的一种建筑塔机主肢自动焊接工作站，其特征是，所述输送机系统还包括对中驱动机构和对中支撑机构，对中驱动机构设置在两侧，包括对中驱动架和对中驱动气缸，用于向中间驱动主肢对齐的对中驱动气缸安装在对中驱动架上端；

所述对中支撑机构位于被输送主肢的下方，包括对中支撑架、对中支撑气缸、对中支撑滚轮和对中检测开关，对中支撑气缸竖向设置在对中支撑架上，用于托举主肢的对中支撑滚轮可转动的安装在对中支撑气缸的上端，检测主肢的对中检测开关安装在对中支撑架上。

3.根据权利要求1所述的一种建筑塔机主肢自动焊接工作站，其特征是，所述三维移动龙门架机构包括纵向移动机构，横向移动机构和竖向移动机构，横向移动机构的横向移动架可前后移动的安装在纵向移动机构的动力输出端上，横向移动机构的横向移动滑块可左右移动的安装在横向移动机构的动力输出端上，竖向移动机构的竖向移动架可上下移动的安装在横向移动滑块上。

4.根据权利要求1所述的一种建筑塔机主肢自动焊接工作站，其特征是，所述的机械手机构包括机械手驱动气缸、机械手驱动连杆和机械手臂，机械手臂夹持移动的动力输入端通过机械手驱动连杆与机械手驱动气缸的动力输出端连接。

5.根据权利要求1所述的一种建筑塔机主肢自动焊接工作站，其特征是，所述变位夹持机构还包括变位夹持固定架，变位夹持固定架安装在所述变位旋转支撑架上；用于顶压主肢上端的变位夹持上限位板对称倾斜设置在变位夹持固定架的上部，变位夹持气缸设置在变位夹持固定架的两侧，变位夹持架铰接在变位夹持固定架的下部，变位夹持架的动力输入端与变位夹持气缸的动力输出端连接。

6.根据权利要求1所述的一种建筑塔机主肢自动焊接工作站，其特征是，所述变位卡持销机构还包括变位卡持销驱动气缸和卡持销导向架，卡持销导向架安装在变位旋转支撑架上，卡持销导向架上设有卡持销导向槽，卡持销体通过滑块可内外滑动的安装在卡持销导向槽上；变位卡持销驱动气缸的动力输出端与所述卡持销体连接。

7.根据权利要求6所述的一种建筑塔机主肢自动焊接工作站，其特征是，所述变位卡持销驱动气缸的动力输出端通过软连接件与所述卡持销体连接。

8.根据权利要求1所述的一种建筑塔机主肢自动焊接工作站，其特征是，所述变位托举机构包括变位托举座、变位托举气缸、变位托举轮和变位托举检测开关，变位托举气缸安装在变位托举座上，变位托举轮可转动的安装在变位托举气缸上端的动力输出端上；所述变位托举检测开关安装在变位托举座上。