风机叶轮回转式双工位八轴联动机器人焊接装备及方法技术

本发明专利技术公开了风机叶轮回转式双工位八轴联动机器人焊接装备及方法。对于具有环缝或其他结构形式空间焊缝的工件，联动变位机配合焊接机器人联动可以更加准确、方便地施焊。本发明专利技术的回转机构同时驱动两个翻转机构绕回转板中心旋转；每个翻转机构驱动对应一个旋转机构翻转；每个旋转机构驱动一个焊接平台旋转；每个焊接平台上固定一个风机叶轮夹具；PLC控制器控制回转机构、翻转机构、旋转机构和六轴关节型焊接机器人，翻转机构和旋转机构的两轴以及六轴关节型焊接机器人的六轴形成八轴联动，从而实现船形焊或平焊，保证狭窄复杂空间轨迹的连续焊接。本发明专利技术省去了人工调整焊缝位置，提高了焊接的质量；双工位设计提高焊接效率。

Welding Equipment and Method of Rotary Dual-station 8-axis Linkage Robot for Fan Impeller

The invention discloses a rotary dual-station eight-axis linkage robot welding equipment and method for fan impeller. For the workpiece with circumferential or other structural space weld, the joint positioner and welding robot can be more accurate and convenient to weld. The rotary mechanism of the invention simultaneously drives two turning mechanisms to rotate around the center of the rotary plate; each turning mechanism drives a corresponding turning mechanism; each turning mechanism drives a welding platform to rotate; each welding platform is fixed with a fan impeller fixture; the PLC controller controls the rotary mechanism, the turning mechanism, the rotating mechanism and the six-axis joint welding robot, and the turning machine. The two axes of the structure and the rotating mechanism and the six axes of the six axes joint welding robot form eight axes linkage, so as to realize ship welding or flat welding and ensure the continuous welding of narrow and complex space trajectory. The invention saves manual adjustment of welding seam position, improves welding quality, and improves welding efficiency by dual-station design.

【技术实现步骤摘要】
风机叶轮回转式双工位八轴联动机器人焊接装备及方法
本专利技术涉及风机叶轮的焊接加工，具体涉及一种风机叶轮回转式双工位八轴联动机器人焊接装备及方法，可以与国内外各种六轴关节型焊接机器人配合使用实现八轴联动焊接，不仅仅可以用于风机叶轮的焊接，还可以用于大型工件和空间结构件焊接。
技术介绍
目前，与焊接机器人配合使用的焊接变位机设备多采用机械或者半自动化的设备，无论是采用机械化或者半自动化的焊接变位机设备，在与焊接机器人焊接过程中都是非联动的，都无法实现联动。所谓非联动就是利用焊接变位机装夹工件调整一个焊接位置，然后焊接机器人再过来进行焊接；所谓联动就是焊接变位机装夹工件与焊接机器人形成一个统一的系统，相互之间匹配运动。虽然目前非联动的变位机设备已经可以满足某些工件的焊接，可以使某些工件在焊接的过程中焊接位置达到船形焊位置或平焊位置，但是有些工件由于其具有环缝或其他结构形式的焊缝(比如：螺旋缝)，采用目前这种非联动的变位机设备在与焊接机器人匹配焊接的过程中显得十分困难，这种非联动的变位机设备在进行焊接的过程中一定程度上是依靠肉眼观察机器人与焊缝的位置关系来进行操作，难免有出错的时候，而且在装卸或者调整工件位置时焊接机器人要停止工作，所以焊接质量不好、效率不高。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决工件在进行焊接时所遇到的问题，提供一种风机叶轮回转式双工位八轴联动机器人焊接装备及方法，实现八轴联动进行焊接，提高焊接质量和焊接效率。为了实现上述目的，本专利技术采用如下的技术方案：本专利技术风机叶轮回转式双工位八轴联动机器人焊接装备，包括六轴关节型焊接机器人和回转式双工位五轴焊接变位机；所述的回转式双工位五轴焊接变位机包括基座、回转机构、翻转机构、旋转机构和焊接平台。两个翻转机构关于回转机构的回转板中心对称设置；每个翻转机构的翻转架上设置一个旋转机构；每个旋转机构上设置一个焊接平台；每个焊接平台上固定一个风机叶轮夹具；所述的基座包括变位机底架和变位机底板；变位机底板焊接在变位机底架顶部。所述的回转机构包括回转支承、回转板、减速机安装板、回转减速机、伺服电机一和主动齿轮；所述回转减速机的座体固定在减速机安装板上；伺服电机一的座体与回转减速机的座体固定；减速机安装板固定在回转板上；伺服电机一的输出轴与回转减速机的输入端固定连接，回转减速机的输出端与主动齿轮固定连接；回转支承的外圈与基座的变位机底板固定，且回转支承外圈上的从动轮齿与主动齿轮啮合；回转支承的内圈与外圈构成转动副；回转支承的内圈与回转板固定。所述的翻转机构包括固定架、翻转架、伺服电机二、关节减速机一和过渡法兰盘一；所述伺服电机二的输出轴与关节减速机一的输入端固定连接，关节减速机一的输出端与过渡法兰盘一固定连接；翻转架与过渡法兰盘一通过螺钉固定连接；关节减速机一的座体固定在固定架上；伺服电机二的座体与关节减速机一的座体固定。固定架与翻转机构的回转板通过螺钉固定连接。所述的旋转机构包括伺服电机三、关节减速机二和过渡法兰盘二；所述伺服电机三的座体与关节减速机二的座体固定；伺服电机三的输出轴与关节减速机二的输入端固定连接，关节减速机二的输出端与过渡法兰盘二固定连接；过渡法兰盘二通过螺钉固定连接有焊接平台；焊接平台开设有螺栓孔。两个旋转机构中，每个旋转机构的关节减速机二座体与一个翻转机构的翻转架通过螺钉固定连接。PLC控制器控制回转机构的伺服电机一、翻转机构的伺服电机二和旋转机构的伺服电机三。所述的PLC控制器置于控制柜内。所述的回转机构外罩有回转机构防护罩，且回转机构防护罩与回转机构的回转板通过螺钉固定连接。所述的回转机构防护罩顶部通过螺钉固定有挡光板。所述回转减速机的输出端与主动齿轮通过键连接，主动齿轮的两端分别由回转减速机的输出端轴肩和主动齿轮挡片轴向定位；主动齿轮挡片与回转减速机的输出端固定。齿轮防护罩与回转板通过螺钉固定连接，并罩在主动齿轮和回转支承外。所述回转板的底面固定有沿周向间距180°的两个接近开关感应块一，变位机底板顶面固定有接近开关一；固定架上固定有接近开关二，翻转架上固定有接近开关感应块二和接近开关三；焊接平台底面固定有接近开关感应块三；接近开关一、接近开关二和接近开关三的输出端均与PLC控制器连接。该风机叶轮回转式双工位八轴联动机器人焊接装备的焊接方法，具体如下：步骤一、先将回转机构、翻转机构、旋转机构和六轴关节型焊接机器人复位，然后在远离六轴关节型焊接机器人的风机叶轮夹具上装夹好待焊接风机叶轮。步骤二、PLC控制器控制回转机构的伺服电机一旋转180°，伺服电机一的动力经回转减速机传给主动齿轮，继而主动齿轮与回转支承外圈的从动轮齿啮合转动180°，将装夹好的待焊接风机叶轮旋转到靠近六轴关节型焊接机器人工位，同时将原本靠近六轴关节型焊接机器人工位的风机叶轮夹具旋转到远离六轴关节型焊接机器人工位，且将原本靠近六轴关节型焊接机器人工位的翻转机构和旋转机构复位；PLC控制器控制靠近六轴关节型焊接机器人工位的伺服电机二和伺服电机三旋转；伺服电机二的动力经关节减速机一和过渡法兰盘一传给翻转架；翻转架带动旋转机构翻转；伺服电机三的动力经关节减速机二和过渡法兰盘二传给焊接平台，焊接平台对风机叶轮夹具和待焊接风机叶轮进行旋转；靠近六轴关节型焊接机器人工位的伺服电机二和伺服电机三配合六轴关节型焊接机器人形成八轴联动进行焊接。靠近六轴关节型焊接机器人工位的待焊接风机叶轮在焊接过程中，远离六轴关节型焊接机器人的风机叶轮夹具上若装有焊接好的风机叶轮，则卸载焊接好的风机叶轮，然后装夹待焊接风机叶轮，若未装焊接好的风机叶轮，则直接装夹待焊接风机叶轮。当靠近六轴关节型焊接机器人的风机叶轮焊接完成后，六轴关节型焊接机器人复位。步骤三、重复步骤二，直到焊接好所有待焊接风机叶轮时，将回转机构、翻转机构、旋转机构和六轴关节型焊接机器人复位。所述回转机构、翻转机构和旋转机构的复位过程，具体如下：接近开关一与接近开关感应块一对齐时输出信号给PLC控制器，PLC控制器控制伺服电机一停转，实现复位；接近开关二与接近开关感应块二对齐时输出信号给PLC控制器，PLC控制器控制伺服电机二停转，实现复位；接近开关三与接近开关感应块三对齐时输出信号给PLC控制器，PLC控制器控制伺服电机三停转，实现复位。由于采用了上述技术方案，本专利技术有以下优点及有益效果：1.翻转机构和旋转机构共同驱动使得待焊接风机叶轮的焊接位置达到船形焊位置或平焊位置，旋转机构还可以实现环缝焊接位置的调整；翻转机构和旋转机构配合六轴关节型焊接机器人形成八轴联动进行焊接。由于采用自动化的控制省去了人工调整焊缝位置，提高了焊接的质量，减少了操作人员的数量。2.由于采用双工位的设计，靠近六轴关节型焊接机器人工位的待焊接风机叶轮在焊接过程中，不影响远离六轴关节型焊接机器人工位装载风机叶轮，使得六轴关节型焊接机器人不必要因为装卸和翻转工件而闲置下来，从而提高焊接效率；还可采用人工或自动化装置对风机叶轮进行装卸，由此实现从装卸工件到焊接工件的全自动化。此外，由于采用了挡光板设计，操作人员在工作时不会受到焊光和残渣的伤害，极大改善了工人的工作环境。附图说明图1是本专利技术的结构立体图；图2是本专利技术中回转式双工位五轴焊接变位机的结构立体图；图3是本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.风机叶轮回转式双工位八轴联动机器人焊接装备，包括六轴关节型焊接机器人和回转式双工位五轴焊接变位机，其特征在于：所述的回转式双工位五轴焊接变位机包括基座、回转机构、翻转机构、旋转机构和焊接平台；两个翻转机构关于回转机构的回转板中心对称设置；每个翻转机构的翻转架上设置一个旋转机构；每个旋转机构上设置一个焊接平台；每个焊接平台上固定一个风机叶轮夹具；所述的基座包括变位机底架和变位机底板；变位机底板焊接在变位机底架顶部；所述的回转机构包括回转支承、回转板、减速机安装板、回转减速机、伺服电机一和主动齿轮；所述回转减速机的座体固定在减速机安装板上；伺服电机一的座体与回转减速机的座体固定；减速机安装板固定在回转板上；伺服电机一的输出轴与回转减速机的输入端固定连接，回转减速机的输出端与主动齿轮固定连接；回转支承的外圈与基座的变位机底板固定，且回转支承外圈上的从动轮齿与主动齿轮啮合；回转支承的内圈与外圈构成转动副；回转支承的内圈与回转板固定；所述的翻转机构包括固定架、翻转架、伺服电机二、关节减速机一和过渡法兰盘一；所述伺服电机二的输出轴与关节减速机一的输入端固定连接，关节减速机一的输出端与过渡法兰盘一固定连接；翻转架与过渡法兰盘一通过螺钉固定连接；关节减速机一的座体固定在固定架上；伺服电机二的座体与关节减速机一的座体固定；固定架与翻转机构的回转板通过螺钉固定连接；所述的旋转机构包括伺服电机三、关节减速机二和过渡法兰盘二；所述伺服电机三的座体与关节减速机二的座体固定；伺服电机三的输出轴与关节减速机二的输入端固定连接，关节减速机二的输出端与过渡法兰盘二固定连接；过渡法兰盘二通过螺钉固定连接有焊接平台；焊接平台开设有螺栓孔；两个旋转机构中，每个旋转机构的关节减速机二座体与一个翻转机构的翻转架通过螺钉固定连接；PLC控制器控制回转机构的伺服电机一、翻转机构的伺服电机二和旋转机构的伺服电机三。...

【技术特征摘要】
1.风机叶轮回转式双工位八轴联动机器人焊接装备，包括六轴关节型焊接机器人和回转式双工位五轴焊接变位机，其特征在于：所述的回转式双工位五轴焊接变位机包括基座、回转机构、翻转机构、旋转机构和焊接平台；两个翻转机构关于回转机构的回转板中心对称设置；每个翻转机构的翻转架上设置一个旋转机构；每个旋转机构上设置一个焊接平台；每个焊接平台上固定一个风机叶轮夹具；所述的基座包括变位机底架和变位机底板；变位机底板焊接在变位机底架顶部；所述的回转机构包括回转支承、回转板、减速机安装板、回转减速机、伺服电机一和主动齿轮；所述回转减速机的座体固定在减速机安装板上；伺服电机一的座体与回转减速机的座体固定；减速机安装板固定在回转板上；伺服电机一的输出轴与回转减速机的输入端固定连接，回转减速机的输出端与主动齿轮固定连接；回转支承的外圈与基座的变位机底板固定，且回转支承外圈上的从动轮齿与主动齿轮啮合；回转支承的内圈与外圈构成转动副；回转支承的内圈与回转板固定；所述的翻转机构包括固定架、翻转架、伺服电机二、关节减速机一和过渡法兰盘一；所述伺服电机二的输出轴与关节减速机一的输入端固定连接，关节减速机一的输出端与过渡法兰盘一固定连接；翻转架与过渡法兰盘一通过螺钉固定连接；关节减速机一的座体固定在固定架上；伺服电机二的座体与关节减速机一的座体固定；固定架与翻转机构的回转板通过螺钉固定连接；所述的旋转机构包括伺服电机三、关节减速机二和过渡法兰盘二；所述伺服电机三的座体与关节减速机二的座体固定；伺服电机三的输出轴与关节减速机二的输入端固定连接，关节减速机二的输出端与过渡法兰盘二固定连接；过渡法兰盘二通过螺钉固定连接有焊接平台；焊接平台开设有螺栓孔；两个旋转机构中，每个旋转机构的关节减速机二座体与一个翻转机构的翻转架通过螺钉固定连接；PLC控制器控制回转机构的伺服电机一、翻转机构的伺服电机二和旋转机构的伺服电机三。2.根据权利要求1所述的风机叶轮回转式双工位八轴联动机器人焊接装备，其特征在于：所述的PLC控制器置于控制柜内。3.根据权利要求1所述的风机叶轮回转式双工位八轴联动机器人焊接装备，其特征在于：所述的回转机构外罩有回转机构防护罩，且回转机构防护罩与回转机构的回转板通过螺钉固定连接。4.根据权利要求3所述的风机叶轮回转式双工位八轴联动机器人焊接装备，其特征在于：所述的回转机构防护罩顶部通过螺钉固定有挡光板。5.根据权利要求1所述的风机叶轮回转式双工位八轴联动机器人焊接装备，其特征在于：所述回转减速机的输出端与主动齿轮通过键连接，主动齿轮的两端分别由回转减速机的输出端轴肩和主动齿轮挡片轴向定位；主动齿轮挡片与回转减速机的输出端固定。6.根据权利要求1所述的风机叶轮回...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘骏，王林，赵德明，丁炜，任锟，顾君丰，陈文华，
申请(专利权)人：浙江理工大学上虞工业技术研究院有限公司，浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33