用于焊接绞龙叶片的焊接机器人与焊接工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种焊接机器人能对所述螺旋状焊缝连续焊接，所述焊接机器人包括支架单元、行走动力单元、行走路径约束单元和焊接单元；所述行走动力单元、行走路径约束单元和焊接单元均固定安装在所述支架单元上；本发明专利技术的本发明专利技术能实现专门针对螺旋焊缝的螺旋连续焊接，相较于人工焊接，其焊接效率和一致性都要强。

【技术实现步骤摘要】
用于焊接绞龙叶片的焊接机器人与焊接工艺
本专利技术属于焊接领域。
技术介绍
绞龙叶片与绞龙叶片轴的焊缝是比较复杂的螺旋焊缝，而且螺旋焊缝的焊程比较长，一般都是人工焊接，容易造成焊接效果一致性不好的情形。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种能连续螺旋焊接的用于焊接绞龙叶片的焊接机器人与焊接工艺。技术方案：为实现上述目的，本专利技术的用于焊接绞龙叶片的焊接机器人，包括同轴心套在被水平固定的绞龙叶片轴外侧的螺旋绞龙叶片，所述螺旋绞龙叶片的螺旋内缘根部形成等待焊接的螺旋状焊缝；还包括焊接机器人，所述焊接机器人能对所述螺旋状焊缝连续焊接，所述焊接机器人包括支架单元、行走动力单元、行走路径约束单元和焊接单元；所述行走动力单元、行走路径约束单元和焊接单元均固定安装在所述支架单元上。进一步的，所述支架单元包括U形架，所述焊接单元安装在所述U形架的中部，所述行走动力单元、行走路径约束单元分别安装在所述U形架的两端；当行走动力单元在绞龙叶片轴下方时，行走路径约束单元刚好处于螺旋绞龙叶片上方，此时走动力单元对绞龙叶片轴形成向上的顶压力，行走路径约束单元对螺旋绞龙叶片有一个向下的顶压力。进一步的，所述行走动力单元包括动力电机，所述动力电机的输出端驱动连接有驱动轮，所述动力电机能带动所述驱动轮自转；所述驱动轮的轮轴线与所述绞龙叶片轴的轴线平行，且所述驱动轮的轮面与所述绞龙叶片轴的外壁滚动相切。进一步的，所述行走路径约束单元包括同轴心于螺旋绞龙叶片外侧的弧形支架，所述弧形支架固定在U形架的一端；所述弧形支架的弧体内侧沿所述螺旋绞龙叶片的螺旋外缘的螺旋路径依次安装有第一行走路径约束器、第二行走路径约束器和第三行走路径约束器；所述第一行走路径约束器、第二行走路径约束器和第三行走路径约束器均滚动抱合在螺旋绞龙叶片的螺旋外缘上；第一行走路径约束器、第二行走路径约束器和第三行走路径约束器均能沿所述螺旋绞龙叶片的螺旋外缘行走滚动。进一步的，所述第一行走路径约束器、第二行走路径约束器和第三行走路径约束器均包括固定在弧形支架上的电机座；所述电机座的下方固定安装有竖向的步进电机，所述步进电机的下方设置有中部导向块，所述中部导向块的左右两侧对称设置有向下倾斜的左导向块和右导向块，所述左导向块和右导向块通过支架与所述电机座固定连接；所述中部导向块上镂空设置有中部导向孔，所述中部导向孔内同轴心滑动设置有中部引导杆，所述中部引导杆内同轴心设置有上端开口的内螺纹通道，所述步进电机的输出端同步同轴心连接有螺纹杆，所述螺纹杆与所述内螺纹通道螺纹传动连接；所述中部引导杆的下端同轴心固定连接有弹簧挡盘；所述弹簧挡盘的下侧固定连接有行走轮支座，所述行走轮支座上转动安装有行走轮；所述行走轮的轮面与所述螺旋绞龙叶片的螺旋外缘滚动配合，所述行走轮支座的两侧左右对称固定连接有向左延伸的左滑杆和向右延伸的右滑杆；所述行走轮支座的两侧还对称设置有左联动块和右连动块，所述左联动块和右连动块上分别横向贯通设置左滑杆穿过孔和右滑杆穿过孔，所述左滑杆和右滑杆分别同轴心滑动穿过左滑杆穿过孔和右滑杆穿过孔；所述左联动块和右连动块的下侧分别固定连接有左固定轮轴和右固定轮轴，所述左固定轮轴和右固定轮轴的轴线均与所述中部引导杆平行；所述左固定轮轴上通过左轴承同轴心转动设置有左约束轮；所述右固定轮轴上通过右轴承同轴心转动设置有右约束轮，所述左约束轮和右约束轮分别滚动配合在螺旋绞龙叶片的螺旋外缘的两侧；所述左导向块和右导向块上分别镂空设置有左导向孔和右导向孔，所述左导向孔和右导向孔内分别同轴心滑动穿过有左导向杆和右导向杆，所述左导向杆的轴线和右导向杆的轴线均与中部引导杆的轴线成15°至30°的夹角；所述左导向杆的下端与所述左联动块固定连接，所述右导向杆的下端与所述右连动块固定连接；在左导向杆和右导向杆引导下，当中部引导杆做向上的运动时，会联动所述左联动块和右连动块跟着一同向上运动的同时还做相互远离的运动。进一步的，所述中部引导杆上同轴心套有预紧弹簧，所述预紧弹簧的下端顶压所述弹簧挡盘，上端顶压所述中部导向块的下侧面；进一步的，所述焊接单元包括焊接器主体和可伸缩的焊枪，所述焊枪末端的焊液喷口与所述螺旋状焊缝对应，从焊液喷口能向螺旋状焊缝喷出焊液。进一步的，用于焊接绞龙叶片的焊接机器人的焊接方法：预连接过程：将螺旋绞龙叶片同轴心套在被水平固定的绞龙叶片轴外侧，然后通过工装夹具将水平的绞龙叶片轴的两端固定；此时螺旋绞龙叶片的螺旋内缘根部形成等待焊接的螺旋状焊缝；然后人工将螺旋状焊缝的首端和尾端分别进行点焊，使螺旋状焊缝与绞龙叶片轴的初步一体化，从而实现了预连接的过程；机器人工装准备过程：让行走动力单元处在行走路径约束单元的下方，为了让工装过程中不会发生干涉，并顺利装在螺旋绞龙叶片上，需要在工装之前将行走动力单元与走路径约束单元之间的间距变大，具体的做法是控制第一行走路径约束器、第二行走路径约束器和第三行走路径约束器的步进电机，使各螺纹杆顺向旋转，从而在螺纹传动配合的作用下使各中部引导杆向上位移，而各中部引导杆的向上位移会使各行走轮支座和行走轮逐渐向上位移至足够高的位置，从而实现增大行走动力单元与走路径约束单元之间的间距；与此同时行走轮支座通过左滑杆和右滑杆同步带动左联动块与右连动块同步逐渐向上位移，由于左导向杆的轴线和右导向杆的轴线均与中部引导杆的轴线成15°至30°的夹角，从而使左导向杆和右导向杆对左联动块与右连动块的运动引导方向也是与中部引导杆的轴线成15°至30°的夹角的，从而使左联动块与右连动块同步逐渐向上位移的过程中，左联动块与右连动块还会会做相互远离的运动，从而使左约束轮和右约束轮做逐渐向上位移的过程中，左约束轮和右约束轮之间的间距也逐渐变大，从而使左约束轮和右约束轮之间的间距大于螺旋绞龙叶片的壁厚；至此完成了机器人工装准备过程：机器人工装过程：先让行走动力单元的到达绞龙叶片轴下侧，然后让行走动力单元的驱动轮的轮面与绞龙叶片轴的外壁滚动相切，此时行走路径约束单元处于螺旋绞龙叶片上方，此时同时控制第一行走路径约束器、第二行走路径约束器和第三行走路径约束器的步进电机，使各螺纹杆反向旋转，从而在螺纹传动配合的作用下使各中部引导杆向下位移，中部引导杆的向下运动会使各行走轮支座和行走轮逐渐做靠近螺旋绞龙叶片的向下运动，直至第一行走路径约束器、第二行走路径约束器和第三行走路径约束器上的行走轮的轮面均顶压在螺旋绞龙叶片的螺旋外缘，从而实现第一行走路径约束器、第二行走路径约束器和第三行走路径约束器上的行走轮均与螺旋绞龙叶片的螺旋外缘滚动配合；与此同时左约束轮和右约束轮会在左导向杆和右导向杆的引导下做逐渐向下运动的同时，还使左约束轮和右约束轮做相互靠近的夹持运动，进而左约束轮和右约束轮之间的间距也逐渐变小；当行走轮刚好与螺旋绞龙叶片的螺旋外缘滚动配合时，左约束轮和右约束轮刚好运动到夹持在螺旋绞龙叶片的螺旋外缘的两侧，并且此时左约束轮和右约束轮分别滚动配合在螺旋绞龙叶片的螺旋外缘的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于焊接绞龙叶片的焊接机器人，其特征在于：包括同轴心套在被水平固定的绞龙叶片轴(32)外侧的螺旋绞龙叶片(34)，所述螺旋绞龙叶片(34)的螺旋内缘根部形成等待焊接的螺旋状焊缝(33)；/n其特征在于：还包括焊接机器人，所述焊接机器人能对所述螺旋状焊缝(33)连续焊接，所述焊接机器人包括支架单元、行走动力单元(101)、行走路径约束单元(100)和焊接单元；所述行走动力单元、行走路径约束单元和焊接单元均固定安装在所述支架单元上。/n

【技术特征摘要】
1.用于焊接绞龙叶片的焊接机器人，其特征在于：包括同轴心套在被水平固定的绞龙叶片轴(32)外侧的螺旋绞龙叶片(34)，所述螺旋绞龙叶片(34)的螺旋内缘根部形成等待焊接的螺旋状焊缝(33)；
其特征在于：还包括焊接机器人，所述焊接机器人能对所述螺旋状焊缝(33)连续焊接，所述焊接机器人包括支架单元、行走动力单元(101)、行走路径约束单元(100)和焊接单元；所述行走动力单元、行走路径约束单元和焊接单元均固定安装在所述支架单元上。


2.根据权利要求1所述的用于焊接绞龙叶片的焊接机器人，其特征在于：所述支架单元包括U形架(38)，所述焊接单元安装在所述U形架(38)的中部，所述行走动力单元(101)、行走路径约束单元(100)分别安装在所述U形架(38)的两端；
当行走动力单元(101)在绞龙叶片轴(32)下方时，行走路径约束单元(100)刚好处于螺旋绞龙叶片(34)上方，此时走动力单元(101)对绞龙叶片轴(32)形成向上的顶压力，行走路径约束单元(100)对螺旋绞龙叶片(34)有一个向下的顶压力。


3.根据权利要求2所述的用于焊接绞龙叶片的焊接机器人，其特征在于：所述行走动力单元(101)包括动力电机(36)，所述动力电机(36)的输出端驱动连接有驱动轮(37)，所述动力电机(36)能带动所述驱动轮(37)自转；所述驱动轮(37)的轮轴线与所述绞龙叶片轴(32)的轴线平行，且所述驱动轮(37)的轮面与所述绞龙叶片轴(32)的外壁滚动相切。


4.根据权利要求2所述的用于焊接绞龙叶片的焊接机器人，其特征在于：所述行走路径约束单元(100)包括同轴心于螺旋绞龙叶片(34)外侧的弧形支架(60)，所述弧形支架固定在U形架(38)的一端；所述弧形支架(60)的弧体内侧沿所述螺旋绞龙叶片(34)的螺旋外缘(35)的螺旋路径依次安装有第一行走路径约束器(43)、第二行走路径约束器(44)和第三行走路径约束器(45)；所述第一行走路径约束器(43)、第二行走路径约束器(44)和第三行走路径约束器(45)均滚动抱合在螺旋绞龙叶片(34)的螺旋外缘(35)上；第一行走路径约束器(43)、第二行走路径约束器(44)和第三行走路径约束器(45)均能沿所述螺旋绞龙叶片(34)的螺旋外缘(35)行走滚动。


5.根据权利要求4所述的用于焊接绞龙叶片的焊接机器人，其特征在于：所述第一行走路径约束器(43)、第二行走路径约束器(44)和第三行走路径约束器(45)均包括固定在弧形支架(60)上的电机座(10)；所述电机座(10)的下方固定安装有竖向的步进电机(9)，所述步进电机(9)的下方设置有中部导向块(8)，所述中部导向块(8)的左右两侧对称设置有向下倾斜的左导向块(4)和右导向块(15)，所述左导向块(4)和右导向块(15)通过支架(7)与所述电机座(10)固定连接；所述中部导向块(8)上镂空设置有中部导向孔(13)，所述中部导向孔(13)内同轴心滑动设置有中部引导杆(19)，所述中部引导杆(19)内同轴心设置有上端开口的内螺纹通道(12)，所述步进电机(9)的输出端同步同轴心连接有螺纹杆(11)，所述螺纹杆(11)与所述内螺纹通道(12)螺纹传动连接；所述中部引导杆(19)的下端同轴心固定连接有弹簧挡盘(16)；
所述弹簧挡盘(16)的下侧固定连接有行走轮支座(25)，所述行走轮支座(25)上转动安装有行走轮(26)；所述行走轮(26)的轮面与所述螺旋绞龙叶片(34)的螺旋外缘(35)滚动配合，所述行走轮支座(25)的两侧左右对称固定连接有向左延伸的左滑杆(1)和向右延伸的右滑杆(20)；所述行走轮支座(25)的两侧还对称设置有左联动块(30)和右连动块(20)，所述左联动块(30)和右连动块(20)上分别横向贯通设置左滑杆穿过孔(2)和右滑杆穿过孔(23)，所述左滑杆(1)和右滑杆(20)分别同轴心滑动穿过左滑杆穿过孔(2)和右滑杆穿过孔(23)；所述左联动块(30)和右连动块(20)的下侧分别固定连接有左固定轮轴(27)和右固定轮轴(24)，所述左固定轮轴(27)和右固定轮轴(24)的轴线均与所述中部引导杆(19)平行；所述左固定轮轴(27)上通过左轴承(29)同轴心转动设置有左约束轮(28)；所述右固定轮轴(24)上通过右轴承(21)同轴心转动设置有右约束轮(22)，所述左约束轮(28)和右约束轮(22)分别滚动配合在螺旋绞龙叶片(34)的螺旋外缘(35)的两侧；所述左导向块(4)和右导向块(15)上分别镂空设置有左导向孔(5)和右导向孔(14)，所述左导向孔(5)和右导向孔(14)内分别同轴心滑动穿过有左导向杆(3)和右导向杆(17)，所述左导向杆(3)的轴线和右导向杆(17)的轴线均与中部引导杆(19)的轴线成15°至30°的夹角；所述左导向杆(3)的下端与所述左联动块(30)固定连接，所述右导向杆(17)的下端与所述右连动块(20)固定连接；在左导向杆(3)和右导向杆(17)引导下，当中部引导杆(19)做向上的运动时，会联动所述左联动块(30)和右连动块(20)跟着一同向上运动的同时还做相互远离的运动。


6.根据权利要求5所述的用于焊接绞龙叶片的焊接机器人，其特征在于：所述中部引导杆(19)上同轴心套有预紧弹簧(18)，所述预紧弹簧(18)的下端顶压所述弹簧挡盘(16)，上端顶...

【专利技术属性】
技术研发人员：杭涛，
申请(专利权)人：杭涛，
类型：发明
国别省市：江苏;32