一种多功能机械手及回转平台制造技术

技术编号:20145045 阅读:18 留言:0更新日期:2019-01-19 00:01
本发明专利技术涉及自动化装配设备领域,具体是一种多功能机械手及回转平台,包括对孔检测装置及C轴回转消隙装置,对孔检测装置包括四个环形均匀阵列在工件上端轴部的测距传感器,C轴回转消隙装置上安装有X轴进给装置,X轴进给装置上安装有Y轴进给装置,Y轴进给装置上安装有Z轴升降装置,Z轴升降装置安装有夹持装置,夹持装置与Z轴升降装置连接处设有偏摆调节装置、倾角调节装置及回转调节装置。本发明专利技术采用四个维度的进给及三个维度的微调能够完全实现蒸汽发生器管接头的高精度自动化装配,装配耗时短,精度高,避免因管壁的摩擦、撞伤等不可修复的缺陷使得工件报废的情况,减少因装配过程而带来的经济损失。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能机械手及回转平台
本专利技术涉及自动化装配设备领域,进一步涉及蒸汽发生器自动装配设备领域,具体是指一种多功能机械手及回转平台。
技术介绍
蒸汽发生器管接头的精密装配机器人是核领域的关键自动化装备,目前我国相关单位在进行蒸汽发生器管接头装配时,完全通过人工完成,不仅耗时费力,而且装配精度差,容易造成管壁的摩擦、撞伤等不可修复的缺陷,使得工件报废,造成巨大经济损失。再者,此类重型工件通过人工装配,孔轴配合间隙不均匀,无法达到后续焊接工艺的要求,研制专用的蒸汽发生器管接头的精密装配机器人成为必需。管接头是蒸汽发生器单元中安装对象,其上端为台阶轴,底部是一个托盘和四个弹簧。当托盘两个支耳受到向上的力后,压缩弹簧,沿着导向杆向上运动。管接头的上表面、侧面、支耳、背板为可受力面,托盘只能用来承受弹簧力而不能承受工件自身的重力。压力容器是蒸汽发生器单元中被安装对象,上端有法兰,法兰面上有48个螺纹。压力容器周向均匀分布16个台阶孔,靠内壁位置孔为管接头的被安装孔,末端有焊接坡口。压力容器内部有一个法兰,法兰上均匀分布16个台阶孔,与工件下端托盘配合。因此,周向孔轴线和对应下端法兰上台阶孔的轴线在同一平面上。工件上部台阶轴与压力容器周向孔存在孔轴配合。其他位置无配合要求,只是作为安装过程引导作用。工件底部托盘要安装到容器底座的沉孔内,并与沉孔对中,在弹簧的压紧力作用下与沉孔面压紧。从蒸汽发生器单元装配要求可知,管接头与压力容器的装配实际是孔轴配合。孔轴最理想状态是孔轴同轴,配合后间隙均匀。当是,实际中由于装配系统加工、装配误差、检测系统的检测误差、运动的定位精度等,都会造成孔轴不能完全同轴。对于蒸汽发生器单元装配时存在以下三种偏差情况。安装偏差情况示意图参见图1。(1)孔轴的轴线平行,但不重合,存在偏移X;(2)孔轴的轴线不平行,存在夹角θ;(3)轴插入到孔中时,由于加工误差造成在某一段轴线偏差β或者由于插入运动方向与轴的轴线不平行造成运动角度偏差β。角度偏差β相对与角度偏差θ和偏移X是可以忽略的,不作为重点考虑。要能够消除轴线偏差θ和偏移X,修正轴的姿态,需要装配系统具有:足够高的灵敏度检测出孔轴偏差量,很高的定位精度使偏差尽可能小,足够的刚度确保系统变形足够小,足够的调整自由度来调整工件的姿态。基于以上问题及解决技术问题的方向,申请人研制得该多功能机械手及回转平台。
技术实现思路
基于以上问题,本专利技术提供了一种多功能机械手及回转平台。本专利技术采用四个维度的进给及三个维度的微调能够完全实现蒸汽发生器管接头的高精度自动化装配,装配耗时短,精度高,避免因管壁的摩擦、撞伤等不可修复的缺陷使得工件报废的情况,减少因装配过程而带来的经济损失。为解决以上技术问题,本专利技术采用的技术方案如下:一种多功能机械手及回转平台,包括对孔检测装置及C轴回转消隙装置,对孔检测装置包括四个环形均匀阵列在工件上端轴部的测距传感器,C轴回转消隙装置上安装有X轴进给装置,X轴进给装置上安装有Y轴进给装置,Y轴进给装置上安装有Z轴升降装置,Z轴升降装置安装有夹持装置,夹持装置与Z轴升降装置连接处设有偏摆调节装置、倾角调节装置及回转调节装置。在本专利技术中,管接头通过夹持装置夹紧后,Z轴升降装置将管接头降下探入压力容器内部,随后C轴回转消隙装置带动管接头绕压力容器轴线转动,使管接头正对其需装配的压力容器轴孔处,然后X轴进给装置动作使管接头靠拢装配的压力容器轴孔处,C轴回转消隙装置及Y轴进给装置配合使管接头上端轴部的轴线与压力容器轴孔在同一直线上,完成初步对准。X轴进给装置继续动作,使管接头上端轴部处的对孔检测装置伸入轴孔内,对孔检测装置通过4个测距传感器检测轴孔内部的距离,根据测量距离的偏差判断工件姿态的偏差,进而驱动偏摆调节装置、倾角调节装置及回转调节装置对工件进行姿态调整,实现管接头高精度自动化装配的目的。本专利技术采用四个维度的进给及三个维度的微调能够完全实现蒸汽发生器管接头的高精度自动化装配,装配耗时短,精度高,避免因管壁的摩擦、撞伤等不可修复的缺陷使得工件报废的情况,减少因装配过程而带来的经济损失。作为一种优选的方式,C轴回转消隙装置包括回转支撑装置,回转支撑装置包括固定外圈及转动内圈,固定外圈固定安装在压力容器上端的法兰上,其外周上设有一圈外齿,转动内圈上安装有减速器安装板,减速器安装板上安装有主动齿轮,主动齿轮与固定外圈的外齿相啮合。X轴进给装置包括至少一个下横梁,下横梁上安装有X轴轴承座,X轴轴承座上安装有X轴进给螺杆,下横梁上还安装有X轴直线滑轨,X轴直线滑轨与X轴进给螺杆相平行。Y轴进给装置包括一根长纵梁及两根短纵梁,一根长纵梁与两根短纵梁互相平行并连接组成一C字形构件,长纵梁及短纵梁上安装有X轴进给螺套,X轴进给螺套内设有与X轴进行螺杆相匹配的螺纹,长纵梁及短纵梁通过X轴进给螺套安装在X轴进给螺杆上,两者下表面均设有X轴直线滑轨座,X轴直线滑轨座通过下横梁上的X轴直线滑轨进行支撑,长纵梁上还设有Y轴进给螺套及与Y轴进给螺套轴线相平行的Y轴直线滑轨,短纵梁上设有与Y轴进给螺套轴线相平行的Y轴直线滑轨。Z轴升降装置包括两根主立柱,两根主立柱与压力容器轴线相平行,其两端通过过梁固定,主立柱两端的过梁上安装有Z轴升降螺杆,两根主立柱的侧面安装有支座,主立柱两侧支座上安装有Y轴进给螺杆,支座下表面安装有Y轴直线滑轨座,Y轴直线滑轨座安装在Y轴直线滑轨上,Y轴进给螺杆安装在Y轴进给螺套内,两根主立柱相对的内侧面安装有Z轴直线滑轨。Z轴升降装置上安装有滑板机构,滑板机构包括两根互相平行的支撑钢架,两根支撑钢架下端通过下钢架固定,上端通过上钢架固定,且三者组成一方形钢架,上钢架上安装有Z轴升降螺套,Z轴升降螺套旋合在Z轴升降螺杆上,上钢架及下钢架的侧面上安装有与Z轴升降螺套轴线相平行的Z轴升降直线滑轨座,Z轴升降直线滑轨座与Z轴直线滑轨座契合,上钢架上安装有倾角调节转动铰接座,下钢架上安装有倾角调节推动铰接座。倾角调节装置包括倾角调节臂,倾角调节臂上端设有倾角调节轴,倾角调节轴铰接在倾角调节转动铰接座上,倾角调节臂朝向滑板机构的一面设有倾角调节滑轨,倾角调节滑轨上安装有滑块连接板,滑块连接板与滑板间设有连臂,连臂一端与滑块连接板铰接,另外一端铰接在倾角调节推动铰接座上,倾角调节臂上端还设有偏摆调节转轴。偏摆调节装置包括中套,中套上端设有与偏摆调节转轴相匹配的偏摆轴套,中套通过偏摆轴套套接在偏摆调节转轴的方式安装在倾角调节臂上,中套下端安装有偏摆推动轴,倾角调节臂上安装有偏摆推动装置,偏摆推动装置与偏摆推动轴连接。回转调节装置包括回转中轴,回转中轴安装在中套内,回转中轴上端设有回转动轴,中套上端设有回转定轴,回转动轴与回转定轴间设有回转伸缩推动装置,回转伸缩推动装置两端分别与回转定轴及回转动轴铰接。夹持装置包括连接在回转中轴上端的上横梁,上横梁左侧面设有滑槽,滑槽内安装有滑条,上横梁右侧面及滑条均安装有上夹耳,夹持装置还包括连接在回转中轴下端的提升螺杆,提升螺杆与回转中轴为转动连接,中套与回转中轴配合的下端还安装有提升滑套,提升滑套上端套接在回转中轴上并通过键连接防止两者相对转动,键连接的键槽长度大于键的长度,提升滑套下端伸出中套外与下横梁连接本文档来自技高网
...

【技术保护点】
1.一种多功能机械手及回转平台,其特征在于:包括对孔检测装置(1)及C轴回转消隙装置(2),所述对孔检测装置(1)包括四个环形均匀环形阵列在工件上端轴部的测距传感器,所述C轴回转消隙装置(2)上安装有X轴进给装置(3),所述X轴进给装置(3)上安装有Y轴进给装置(4),所述Y轴进给装置(4)上安装有Z轴升降装置(5),所述Z轴升降装置(5)安装有夹持装置(9),所述夹持装置(9)与Z轴升降装置(5)连接处设有偏摆调节装置(7)、倾角调节装置(6)及回转调节装置(8);

【技术特征摘要】
1.一种多功能机械手及回转平台,其特征在于:包括对孔检测装置(1)及C轴回转消隙装置(2),所述对孔检测装置(1)包括四个环形均匀环形阵列在工件上端轴部的测距传感器,所述C轴回转消隙装置(2)上安装有X轴进给装置(3),所述X轴进给装置(3)上安装有Y轴进给装置(4),所述Y轴进给装置(4)上安装有Z轴升降装置(5),所述Z轴升降装置(5)安装有夹持装置(9),所述夹持装置(9)与Z轴升降装置(5)连接处设有偏摆调节装置(7)、倾角调节装置(6)及回转调节装置(8);2.根据权利要求1所述的一种多功能机械手及回转平台,其特征在于:所述C轴回转消隙装置(2)包括回转支撑装置(201),所述回转支撑装置(201)包括固定外圈(2012)及转动内圈(2011),所述固定外圈(2012)固定安装在压力容器上端的法兰上,其外周上设有一圈外齿,所述转动内圈(2011)上安装有减速器安装板(205),所述减速器安装板(205)上安装有主动齿轮(202),所述主动齿轮(202)与固定外圈(2012)的外齿相啮合;所述X轴进给装置(3)包括至少一个下横梁(903),所述下横梁(903)上安装有X轴轴承座(302),所述X轴轴承座(302)上安装有X轴进给螺杆(303),所述下横梁(903)上还安装有X轴直线滑轨(306),所述X轴直线滑轨(306)与X轴进给螺杆(303)相平行;所述Y轴进给装置(4)包括一根长纵梁(401)及两根短纵梁(405),一根所述长纵梁(401)与两根短纵梁(405)互相平行并连接组成一C字形构件,所述长纵梁(401)及短纵梁(405)上安装有X轴进给螺套(403),所述X轴进给螺套(403)内设有与X轴进行螺杆(303)相匹配的螺纹,所述长纵梁(401)及短纵梁(405)通过X轴进给螺套(403)安装在X轴进给螺杆(303)上,两者下表面均设有X轴直线滑轨座(406),所述X轴直线滑轨座(406)通过下横梁(903)上的X轴直线滑轨(306)进行支撑,所述长纵梁(401)上还设有Y轴进给螺套(402)及与Y轴进给螺套(402)轴线相平行的Y轴直线滑轨(404),所述短纵梁(405)上设有与Y轴进给螺套(402)轴线相平行的Y轴直线滑轨(404);所述Z轴升降装置(5)包括两根主立柱(501),两根所述主立柱(501)与压力容器轴线相平行,其两端通过过梁(502)固定,所述主立柱(501)两端的过梁(502)上安装有Z轴升降螺杆(503),两根所述主立柱(501)的侧面安装有支座(506),所述主立柱(501)两侧支座(506)上安装有Y轴进给螺杆(504),所述支座(506)下表面安装有Y轴直线滑轨座(505),所述Y轴直线滑轨座(505)安装在Y轴直线滑轨(404)上,所述Y轴进给螺杆(504)安装在Y轴进给螺套(402)内,两根所述主立柱(501)相对的内侧面安装有Z轴直线滑轨(508);所述Z轴升降装置(5)上安装有滑板机构(20),所述滑板机构(20)包括两根互相平行的支撑钢架(2001),两根所述支撑钢架(2001)下端通过下钢架(2002)固定,上端通过上钢架(2004)固定,且三者组成一方形钢架,所述上钢架(2004)上安装有Z轴升降螺套(2007),所述Z轴升降螺套(2007)旋合在Z轴升降螺杆(503)上,所述上钢架(2004)及下钢架(2002)的侧面上安装有与Z轴升降螺套(2007)轴线相平行的Z轴升降直线滑轨座(2006),所述Z轴升降直线滑轨座(2006)与Z轴直线滑轨(508)座契合,所述上钢架(2004)上安装有倾角调节转动铰接座(2005),所述下钢架(2002)上安装有倾角调节推动铰接座(2003);所述倾角调节装置(6)包括倾角调节臂(601),所述倾角调节臂(601)上端设有倾角调节轴(602),所述倾角调节轴(602)铰接在倾角调节转动铰接座上(2005)上,所述倾角调节臂(601)朝向滑板机构(20)的一面设有倾角调节滑轨(606),所述倾角调节滑轨(606)上安装有滑块连接板(605),所述滑块连接板(605)与滑板间设有连臂(604),所述连臂(604)一端与滑块连接板(605)铰接,另外一端铰接在倾角调节推动铰接座(2003)上,所述倾角调节臂(601)上端还设有偏摆调节转轴(603);所述偏摆调节装置(7)包括中套(701),所述中套(701)上端设有与偏摆调节转轴(603)相匹配的偏摆轴套(702),所述中套(701)通过偏摆轴套(702)套接在偏摆调节转轴(603)的方式安装在倾角调节臂(601)上,所述中套(701)下端安装有偏摆推动轴(703),所述倾角调节臂(601)上安装有偏摆推动装置,所述偏摆...

【专利技术属性】
技术研发人员:罗飞王旭东秦东兴严寒冰杨彬陈坤蒋忠霖刘阳肖爱练肖杨王育玲
申请(专利权)人:成都南方电子仪表有限公司
类型:发明
国别省市:四川,51

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1