舰船用移动式激光熔覆与精密加工一体化机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种舰船用移动式激光熔覆与精密加工一体化机器人，包括机器人，机器人的机身底部设有移动支撑装置，机器人的机械手端部设有快换装置；快换装置包括安装底板和固定于其上的作业头夹持部件，作业头夹持部件包括弧形底座和与其扣合且可拆式固定连接的弧形压盖，两者扣合出容纳激光头或电主轴的环形空腔；移动支撑装置包括支撑座，支撑座底部设有滚轮机构，支撑座外周设有支撑调节机构，支撑调节机构包括展臂，展臂一端与支撑座铰接，展臂另一端连接有水平调节脚。本发明专利技术的机器人，实现了对舰船零部件的激光熔覆与精密加工，设备集成度高，移动灵活；满足了舰船的随舰保障、离岸保障和应急维修需要，提高了海军舰船保障能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及激光熔覆设备
，具体地说，涉及一种舰船用移动式激光熔覆与精密加工一体化机器人。
技术介绍
近几年来，能源问题越来越成为世界关注的重点和焦点，以充分利用资源、减少对环境污染为目标的绿色再制造技术得到大力推广应用。作为综合工业之冠的船舶工业，鉴于其对众多产业的关联和构成的复杂性，其绿色制造的发展进程明显迟缓于其他行业，军用舰船更是如此，绿色再制造技术在舰船设计建造、使用保障过程中推行刻不容缓，特别是在舰船服役期间的维修中更应全面关注，着力施行。激光熔覆技术是一种新型的表面涂层技术，该技术是将合金材料、粉末预置于再制造零部件表面，或者采用自动送料装置(送粉器或者送丝机)将待熔覆材料输送到再制造零部件表面，经高能量激光束熔化，使之和基体表面熔合，形成低稀释度的、与基体呈冶金结合的熔覆层。此种方法可在零部件表面获得具有优良的耐腐蚀、耐磨损和抗冲击性能，结合力强及适合后续机械加工性能的无裂纹高性能涂层。零部件使用寿命显著延长，而且不存在环境污染问题，并能提高或改善基体材料表面的特性，具有耐磨、耐蚀、耐热、畸变小、热熔区小、涂覆范围大、自动化效率高等特点，是—种集成光、机、电、计算机、材料、物理、化学等多门学科的高新技术。精密加工是将经激光熔覆后的零部件表面进行精密机械加工，使其恢复其原尺寸精度的要求。由于我国海外军事基地数量很少，且舰船损坏部件和部件损坏方式存在不确定的特点，因此对舰船的随舰保障和离岸保障将有更高的要求，特别是舰船航行过程中的应急维修；另，鉴于舰船上的空间宝贵以及减少海洋环境污染方面的需求，因此，研究如何将激光熔覆绿色再制造技术应用于舰船的随舰保障、离岸保障和应急维修，研制并列装移动灵活、小型轻便、将激光熔覆与精密加工于一体的高性能综合装备，成为本领域技术人员亟待解决的重要课题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种舰船用移动式激光熔覆与精密加工一体化机器人，实现激光熔覆与精密加工不同工作方式的集成，减少占用空间，实现绿色再制造，且机器人的移动灵活方便，满足舰船的随舰保障、离岸保障和应急维修需要，提高海军舰船保障能力。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：舰船用移动式激光熔覆与精密加工一体化机器人，包括机器人，在所述机器人的机身底部设置有移动支撑装置，在所述机器人的机械手端部设置有快换装置，所述快换装置包括：安装底板，所述安装底板固定安装在所述机器人的机械手端部；作业头夹持部件，所述作业头夹持部件包括弧形底座和弧形压盖，所述弧形底座的背面与所述安装底板固定连接，所述弧形底座的前面与所述弧形压盖可拆式固定连接，所述弧形底座与所述弧形压盖扣合出用于容纳作业头的环形空腔，所述作业头为激光头或电主轴。本专利技术的舰船用移动式激光熔覆与精密加工一体化机器人，由于在机械手端部设置有快换装置，将激光头夹持并固定于弧形底座与弧形压盖扣合出的环形空腔内，启动机器人，激光头发射高能量激光束，将待熔覆材料融化，对舰船零部件表面进行激光熔覆；激光熔覆完成后，将整个作业头夹持部件拆下，将激光头更换为电主轴后，重新将作业头夹持部件安装到安装底板上，或者仅拆卸弧形压盖，将激光头更换为电主轴后再上紧弧形压盖，即可对激光熔覆后的零部件表面进行精密机械加工，使其恢复原尺寸精度的要求；由于在机器人的机身底部设置有移动支撑装置，可以方便、灵活地将机器人移动至舰船上需要加工或者维修的作业现场，并提供稳定支撑。以下为对本专利技术的舰船用移动式激光熔覆与精密加工一体化机器人所作的多项进一步优化设计：其中，所述安装底板和所述弧形底座上设置有定位结构，所述定位结构包括设置于所述安装底板的前面上的底板十字型键槽，和对应设置于所述弧形底座的背面上的底座十字型键槽，所述底板十字型键槽与所述底座十字型键槽之间连接有平键。由于设置有定位结构，可以提高作业头夹持部件中的弧形底座与安装底板的定位精度，装夹方便。其中，进一步地，所述底板十字型键槽、所述底座十字型键槽皆包括相交叉的横向槽和纵向槽，所述横向槽的宽度与所述纵向槽的宽度不相等。横向槽的宽度与纵向槽的宽度不相等，可以保证装夹方向的准确性，避免误装夹，提高装夹效率。其中，所述环形空腔的内壁面上设有三处凸起部，三处所述凸起部使所述环形空腔的内壁面与所述作业头之间呈三条线接触。所述弧形底座的内壁面上设有两处所述凸起部，所述弧形压盖的内壁面上设有一处所述凸起部。作业头与夹持部件三线定位接触，使得夹持部件对作业头的夹持更稳定、牢固、可靠。其中，所述弧形底座的两外侧分别设有通槽，所述通槽位于所述弧形底座的背面与所述弧形底座的前面之间。弧形底座的两外侧分别设有通槽，既可以减重，又方便弧形底座与安装底板、弧形压盖的安装。其中，所述安装底板上设有定位孔。进一步地，所述定位孔位于所述底板十字型键槽内。便于安装底板与机器人的机械手端部准确定位、安装。其中，所述移动支撑装置包括：支撑座；所述支撑座的底部设有滚轮机构；所述支撑座的外周设有多个支撑调节机构，所述支撑调节机构包括展臂，所述展臂的一端通过铰轴与所述支撑座铰接，所述展臂的另一端连接有水平调节脚。通过支撑座底部的滚轮机构可以方便、灵活地将机器人移动至舰船上需要加工或者维修的作业现场；由于展臂与支撑座铰接连接，移动机器人设备过程中，向内转动展臂使其靠向支撑座，从而减小占用空间，提高机器人设备在舰船上的通过性；到达作业现场，向外转动展臂，调节水平调节脚，使机器人设备处于水平状态，展臂及水平调节脚为机器人设备提供较大的支撑面积，从而提高机器人设备工作的稳定性。其中，所述支撑座的上部设有定位台。定位台的设置，便于对机器人的机身底部准确、快速定位，实现与机器人的快捷安装。其中，所述支撑座的外周设有向外伸出的若干对耳板，每对所述耳板上下设置，每相邻的两对所述耳板之间设有用于所述展臂贴靠的贴靠面，所述耳板上设有用于所述铰轴穿过的耳板通孔。耳板的设置，便于实现展臂与支撑座的铰接连接；由于支撑座上设有贴靠面，移动机器人设备过程中，展臂可以靠向贴靠面，减小占用空间，提高机器人设备在舰船上的通过性。其中，所述展臂的一种结构是，为一刚性杆件。该种结构的展臂，结构简单，易于制造。其中，所述展臂的另一种结构是，采用组件结构，所述组件结构包括连接套和连接杆，所述连接杆的一端插入所述连接套的内腔中，所述连接套和所述连接杆通过紧定螺钉连接。该种结构的展臂，其长度可调，能满足不同作业现场的需要，适应性好。其中，所述水平调节脚的一种结构是：包括螺杆和设置于所述螺杆下端的脚座。该种结构的水平调节脚，结构简单，易于制造。其中，所述水平调节脚的另一种结构是：包括丝套，所述丝套的下端设置有脚座，所述丝套的内腔与螺杆螺纹连接，所述螺杆的上端连接有手柄；所述丝套的外侧套设有套筒，所述套筒与所述丝套通过防转螺钉连接；所述丝套的外侧壁上设有沿其轴向延伸的限位槽，所述防转螺钉位于所述限位槽内；所述套筒的上端固定有限位端盖，所述套筒内位于所述限位端盖的下方设有限位挡环；所述螺杆的上端设有限位挡头，所述限位挡头位于所述限位端盖与所述限位挡环之间。该种结构的水平调节脚，其整体高度可调，能满足不同作业现场的需要，适应性好。在作业现场调节水平调节脚，使滚轮机构脱离地面，通过水平调节脚提供更大的支撑面积。本文档来自技高网...

【技术保护点】
舰船用移动式激光熔覆与精密加工一体化机器人，包括机器人，其特征在于，在所述机器人的机身底部设置有移动支撑装置，在所述机器人的机械手端部设置有快换装置，所述快换装置包括：安装底板，所述安装底板固定安装在所述机器人的机械手端部；作业头夹持部件，所述作业头夹持部件包括弧形底座和弧形压盖，所述弧形底座的背面与所述安装底板固定连接，所述弧形底座的前面与所述弧形压盖可拆式固定连接，所述弧形底座与所述弧形压盖扣合出用于容纳作业头的环形空腔，所述作业头为激光头或电主轴。

【技术特征摘要】
1.舰船用移动式激光熔覆与精密加工一体化机器人，包括机器人，其特征在于，在所述机器人的机身底部设置有移动支撑装置，在所述机器人的机械手端部设置有快换装置，所述快换装置包括：安装底板，所述安装底板固定安装在所述机器人的机械手端部；作业头夹持部件，所述作业头夹持部件包括弧形底座和弧形压盖，所述弧形底座的背面与所述安装底板固定连接，所述弧形底座的前面与所述弧形压盖可拆式固定连接，所述弧形底座与所述弧形压盖扣合出用于容纳作业头的环形空腔，所述作业头为激光头或电主轴。2.如权利要求1所述的舰船用移动式激光熔覆与精密加工一体化机器人，其特征在于，所述安装底板和所述弧形底座上设置有定位结构，所述定位结构包括设置于所述安装底板的前面上的底板十字型键槽，和对应设置于所述弧形底座的背面上的底座十字型键槽，所述底板十字型键槽与所述底座十字型键槽之间连接有平键。3.如权利要求2所述的舰船用移动式激光熔覆与精密加工一体化机器人，其特征在于，所述底板十字型键槽、所述底座十字型键槽皆包括相交叉的横向槽和纵向槽，所述横向槽的宽度与所述纵向槽的宽度不相等。4.如权利要求1所述的舰船用移动式激光熔覆与精密加工一体化机器人，其特征在于，所述环形空腔的内壁面上设有三处凸起部，三处所述凸起部使所述环形空腔的内壁面与所述作业头之间呈三条线接触；其中，所述弧形底座的内壁面上设有两处所述凸起部，所述弧形压盖的内壁面上设有一处所述凸起部。5.如权利要求1至4任一项所述的舰船用移动式激光熔覆与精密加工一体化机器人，其特征在于，所述移动支撑装置包括：支撑座；所述支撑座的底部设有滚轮机构；所述支撑座的外周设...

【专利技术属性】
技术研发人员：田立辉，王源升，余红伟，王艾泉，张海军，王东波，李勇，庞丽丽，
申请(专利权)人：山东立辉重工有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37