一种用于不锈钢罐体的切割及焊接机器人系统技术方案

本发明专利技术为一种用于不锈钢罐体的切割及焊接机器人系统，包括设置于旋转平台上并由控制系统控制的工业机器人，设置于所述工业机器人的机械臂端部的夹持用快换接头，设置于旋转平台上的等离子切割头、电动打磨头和焊枪，设置于旋转平台上中心位置处的升降台和设于升降台上用于夹持不锈钢罐体下端盖的夹持装置及激光测距传感器，所述的等离子切割头、电动打磨头和焊枪均分别与控制系统电路连接，并分步由快换接头夹持后工作，所述的旋转平台和升降台分别与控制系统电路连接，由控制系统分别相应控制进行移动定位、旋转、升降及夹持工作，所述的工业机器人由控制系统控制的旋转平台带动绕不锈钢罐体旋转工作，自动化程度高，性能可靠。可靠。可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种用于不锈钢罐体的切割及焊接机器人系统


[0001]本专利技术涉及一种自动控制的切割及焊接设备，特别是公开一种用于不锈钢罐体的切割及焊接机器人系统，尤其适用于海绵钛生产中对海绵钛反应罐的切割及焊机工作。

技术介绍

[0002]目前海绵钛生产过程中，在不锈钢反应罐中的海绵钛冷却后，需通过行车吊运并调整至操作工位，将反应罐底部的下端盖通过人工切割与上部的罐体分离，再由顶出机的推杆从此切割的罐体底部开口处伸入反应罐内，将罐内的海绵钛锭顶出反应罐，结束后还需再将下端盖及罐体底部开口部位重新对准并人工进行焊接，以便反应罐的下一次使用。如此反复，在海绵钛生产过程中，不锈钢反应罐需周期性的进行人工切割和焊接，而人工切割和焊接操作工艺要求较高，既要避免切割时的火花点燃钛粉而发生爆炸，又要防止因手动切割使钛锭混入铁元素等杂质，不仅严重影响了海绵钛生产线的产品质量和设备安全，而且现场工人工作强度极大，生产效率又低。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是解决现有技术的缺陷，设计一种用于不锈钢罐体的切割及焊接机器人系统，采用工业机器人通过快换接头夹持等离子切割头来进行切割、夹持电动打磨头来进行打磨并配合负压吸尘器的吸尘管道同步进行除尘、夹持焊枪来进行焊接，实现在海绵钛生产过程中对反应罐的不锈钢罐体自动进行等离子切割、打磨和焊接操作，加工精度高、性能安全可靠，提高海绵钛生产效率。
[0004]本专利技术是这样实现的：一种用于不锈钢罐体的切割及焊接机器人系统，其特征在于：包括设置于旋转平台上并由控制系统控制的工业机器人，设置于所述工业机器人的机械臂端部的夹持用快换接头，设置于旋转平台上的等离子切割头、电动打磨头和焊枪，设置于旋转平台上中心位置处的升降台和设于升降台上的夹持装置及激光测距传感器，所述的等离子切割头、电动打磨头和焊枪均分别与控制系统电路连接，并分步由工业机器人的机械臂端部的快换接头夹持后工作，所述的旋转平台和升降台分别与控制系统电路连接，由控制系统分别相应控制进行移动定位、旋转、升降及夹持工作，所述的工业机器人由控制系统控制的旋转平台带动绕不锈钢罐体旋转工作。
[0005]所述的等离子切割头、电动打磨头和焊枪均放置于安装在旋转平台上的快换架的设定位置处，所述工业机器人的机械臂端部还设置有负压吸尘器的吸尘管道，所述的负压吸尘器安装在旋转平台上，并与控制系统电路连接，所述吸尘管道的吸尘口与快换接头夹持打磨头后的打磨头端部贴近，但不能接触，用于从吸尘口将打磨下的粉尘吸走。
[0006]所述的工业机器人设置于旋转平台的旋转盘上，所述的旋转平台下方的固定盘底面设置有滑块，所述的滑块设置于滑轨上，与滑轨滑动连接，由所述的旋转平台带动工业机器人沿滑轨滑动至相应工位，所述的旋转盘由控制系统控制电机驱动带动，在旋转平台的转动轨道内转动活动，所述的旋转平台还设有通过控制系统控制旋转平台移动的牵引机
构。
[0007]所述的升降台采用液压升降台，所述升降台顶面用于夹持不锈钢罐体下端盖的夹持装置采用弹性定心夹紧机构。海绵钛生产用不锈钢罐体固定在罐体支架上，需要进行切割工作时，由控制系统控制旋转平台牵引机构，旋转平台的滑块在滑轨上移动，直至带动工业机器人移动定位至相应工位的不锈钢罐体底部，然后控制系统继续控制升降台升高，通过升降台顶面上设置的夹持装置夹紧不锈钢罐体的下端盖，避免在自动化切割过程中反应罐底部发生移动而影响切割质量。所述升降台底部还分层设置横向滑动轨道层和纵向滑动轨道层，用于焊接时不锈钢罐体上下两部分的位置对准调节。
[0008]所述的控制系统设有报警模块，从夹持装置向上到罐体本体下底外表面的距离不符合安全切割区域高度范围要求时自动报警。根据目前的海绵钛生产中不锈钢罐体尺寸大小，需要先设定切割过程中的切口宽度为5mm，安全切割区域高度l为250mm，控制系统根据激光测距传感器测量获得的夹持装置顶表面至罐体本体下底外表面的距离L，确定安全切割距离为L
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250mm，L
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250≥0，即符合安全切割区域高度范围要求，由控制系统控制工业机器人夹持等离子切割头进行自动切割，如激光测距传感器测量获得的数值L
‑
250＜0，即不满足安全切割区域高度范围要求。
[0009]所述的工业机器人采用ABB（中国）有限公司IRB4600模块工业机器人，控制系统采用ABB（中国）有限公司IRC5控制器，所述的等离子切割头采用美国维克多科技集团旗下VictorUC200型等离子切割头，所述的电动打磨头采用得力集团有限公司旗下的DL681002B打磨头，所述的焊枪采用奥地利福尼斯焊接技术国际有限公司旗下的FroniusTPS5000焊枪。
[0010]为方便焊接时罐体主体和下端盖的位置对准，在开始切割前，先采用人工方式在罐体主体和下端盖的对应位置设置定位块标记，后续罐体主体在取出海绵钛锭后复位焊接时，可以进行快速对准定位。
[0011]本专利技术的有益效果是：本专利技术用于不锈钢罐体的自动切割与自动焊接工作，尤其适用于海绵钛生产过程中对反应罐的反复切割和焊接工作，每批次生产周期结束后，工业机器人自动将下端盖从不锈钢罐体上切割下来，海绵钛锭从反应罐中顶出后再将下底盖自动焊接到不锈钢罐体上，切割和焊接过程通过视觉图像识别自主进行，自动化程度高，实现海绵钛生产过程高效率、高精度、高可靠性，提升海绵钛产品质量，降低工人劳动强度。
附图说明
[0012]图1是本专利技术机器人系统主要部件整体布局示意简图。
[0013]图2是本专利技术所述安全切割区域高度范围的确定方式示意简图。
[0014]图中：1、工业机器人；2、旋转平台；3、升降台；4、夹持装置；5、罐体主体；6、快换接头；7、滑块；8、轨道；9、激光测距传感器；l、安全切割区域高度；L、夹持装置顶表面至罐体本体下底外表面的距离。
具体实施方式
[0015]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明。
[0016]根据附图1，本专利技术为一种用于不锈钢罐体的切割及焊接机器人系统，包括设置于
旋转平台2上并由控制系统控制的工业机器人1，设置于所述工业机器人1的机械臂端部的夹持用快换接头6，设置于旋转平台2上的等离子切割头、电动打磨头和焊枪，设置于旋转平台2上中心位置处的升降台3和设于升降台3上的夹持装置4及激光测距传感器9，所述的等离子切割头、电动打磨头、焊枪和激光测距传感器9均分别与控制系统电路连接，所述的旋转平台2和升降台3分别与控制系统电路连接，由控制系统分别相应控制进行移动定位、旋转、升降及夹持工作。
[0017]为便于工业机器人1的机械臂通过快换接头6实现快速夹持，等离子切割头、电动打磨头和焊枪均放置于快换架的设定位置处，所述的快换架安装在旋转平台2上。所述工业机器人1的机械臂端部还设置有负压吸尘器的吸尘管道，所述的负压吸尘器安装在旋转平台2上，并与控制系统电路连接，为进行有效的吸尘工作，所述吸尘管道的吸尘口与快换接头夹持打磨头后的打磨头端部尽量贴近，但不能接触本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于不锈钢罐体的切割及焊接机器人系统，其特征在于：包括设置于旋转平台上并由控制系统控制的工业机器人，设置于所述工业机器人的机械臂端部的夹持用快换接头，设置于旋转平台上的等离子切割头、电动打磨头和焊枪，设置于旋转平台上中心位置处的升降台和设于升降台上的夹持装置及激光测距传感器，所述的等离子切割头、电动打磨头和焊枪均分别与控制系统电路连接，并分步由工业机器人的机械臂端部的快换接头夹持后工作，所述的旋转平台和升降台分别与控制系统电路连接，由控制系统分别相应控制进行移动定位、旋转、升降及夹持工作，所述的工业机器人由控制系统控制的旋转平台带动绕不锈钢罐体旋转工作。2.根据权利要求 1 所述的一种用于不锈钢罐体的切割及焊接机器人系统，其特征在于：所述的等离子切割头、电动打磨头和焊枪均放置于安装在旋转平台上的快换架的设定位置处，所述工业机器人的机械臂端部还设置有负压吸尘器的吸尘管道，所述的负压吸尘器安装在旋转平台上，并与控制系统电路连接，所述吸尘管道的吸尘口与快换接头夹持打磨头后的打磨头端部贴近，用于从吸尘口将打磨下的粉尘吸走。3.根据权利要求 1 所述的一种用于不锈钢罐体的切割及焊接机器人系统，其特征在于：所述的工业机器人设置于旋转平台的旋转盘上，所述的旋转平台下方的固定盘底面设置有滑块，所述的滑块设置于滑轨上，与滑轨滑动连接，由所述的旋转平台带动工业机器人沿滑轨滑动至相应工位，所述的旋转...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙存山，高海洲，谢霄鹏，王媛，高金刚，
申请(专利权)人：上海昂恒航空自动化装备有限公司，
类型：发明
国别省市：