【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种金属板片的自动焊接工装，尤其是一种自动焊接柴油机的机架单片的机器人及方法，属于焊接自动化。
技术介绍
1、船用柴油机是船舶最主要的配套设备，应用于船舶推进动力装置和船舶电站，船用柴油机的机架单片是船用柴油机机架的重要钢板焊接结构件，其强度和精度直接影响船用柴油机的整体质量。现有的船用柴油机的机架单片拼装点焊完成后，需经吊运至焊接场地进行手工打底焊，后再吊运至焊接专机进行填充和盖面完成最终焊接。在此过程中需多次起吊和翻身，才能完成全部的焊接作业。上述机架单片焊件焊接方法存在生产效率低、劳动强度大、自动化程度不高等问题。使用焊接机器人可以提高生产效率、降低劳动强度、稳定产品质量，然而使用常规焊接机器人机架单片存在以下难题：1)机架单片整体尺寸较大，起吊翻身都比较困难。2)焊缝填充量高达几十公斤，常规焊接机器人焊接耗时长，生产效率低。3)部分焊缝需全熔透，探伤要求高，焊接时需要一侧打底，另一侧清根的工艺，虽焊接质量可保证，但生产效率低。4)多层多道焊接造成机架单片整体变形超差，需要火工矫正，且有时变形较大造成火攻矫正困难。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种高效焊接的船用柴油机机架单片焊接机器人工作站及焊接方法。
2、本专利技术通过以下技术方案予以实现：
3、一种船用柴油机机架单片焊接机器人工作站，包括两套焊接机器人、两台变位机及变位夹具、两套除尘单元和焊接机器人驱动单元，两台变位机纵向排列，两套焊接机器人分别设置在一台变位机的一侧和另
4、所述焊接机器人包括焊接机器人本体、送丝机、焊枪、枪缆支架、行走驱动电机、注油机、焊丝桶、清枪剪丝站、地轨和溜板，送丝机位于焊接机器人本体顶部上，焊接机器人本体底部固定在溜板上，用于悬挂电缆的倒l形的枪缆支架下端固定在焊接机器人本体下部一侧上，焊丝桶底部固定在溜板一角上，行走驱动电机垂直支撑在溜板另一角上，注油机垂直支撑在与焊丝桶成对角位置的溜板角部上，清枪剪丝站底部通过直角支架支撑在焊接机器人本体一侧中部上，焊丝桶输出的焊丝穿过送丝套管输入送丝机中，行走驱动电机通过其下侧的减速机的驱动齿轮与地轨一侧的齿条啮合；
5、焊接机器人驱动单元位于一台变位机的一端外，包括与两台焊接机器人相连的焊接电源和冷水机，以及为每台焊接机器人配备的稳压器。
6、本专利技术的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现。
7、进一步地，一台变位机包括两端并排且直立的驱动头架和从动尾架，驱动头架内和从动尾架内分别安装了结构相同的驱动托板升降单元和从动托板升降单元，驱动托板升降单元包括头架电机减速机组合、头架滚珠丝杆和头架螺母，从动托板升降单元包括尾架电机减速机组合、尾架滚珠丝杆和尾架螺母，头架电机减速机组合和尾架电机减速机组合分别位于驱动头架顶部上侧和从动尾架顶部上侧，头架电机减速机组合下端与伸出驱动头架顶部的头架滚珠丝杆上端通过联轴器相连，头架螺母旋合在头架滚珠丝杆的中部上，驱动托板后侧的头架升降板与头架螺母一侧相连；尾架电机减速机组合下端与伸出从动头架顶端的尾架滚珠丝杆上端通过联轴器相连，尾架螺母旋合在尾架滚珠丝杆的中部上，从动托板后侧的尾架升降板与尾架螺母一侧相连；翻转驱动单元包括翻转伺服电机、齿轮、头架回转支承和尾架回转支承，翻转伺服电机一端固定在头架升降板内侧上，翻转伺服电机输出轴伸出驱动托板后与齿轮固定连接，齿轮和头架回转支承的外齿圈啮合，所述外齿圈固定在头架翻转盘内侧上，且支撑在头架回转支承内圈上，所述头架回转支承内圈固定在驱动托板上；尾架翻转盘通过其内侧的尾架回转支承支撑在从动托板上；翻转伺服电机与焊接机器人控制系统电连接，随焊接机器人其他轴联动。
8、进一步地，一台变位机包括间隔排列的驱动头架和从动尾架，驱动头架内和从动尾架内分别安装了结构相同的驱动托板升降单元和从动托板升降单元，驱动托板升降单元包括头架电机减速机组合、头架滚珠丝杆和头架螺母，从动托板升降单元包括尾架电机减速机组合、尾架滚珠丝杆和尾架螺母，头架电机减速机组合和尾架电机减速机组合分别位于驱动头架顶部上侧和从动尾架顶部上侧，头架电机减速机组合下端与伸出驱动头架顶部的头架滚珠丝杆上端相连，头架螺母旋合在头架滚珠丝杆的中部上，驱动托板后侧的头架升降板与头架螺母一侧相连；尾架电机减速机组合下端与伸出从动头架顶端的尾架滚珠丝杆上端相连，尾架螺母旋合在尾架滚珠丝杆的中部上，从动托板后侧的尾架升降板与尾架螺母一侧相连；翻转驱动单元包括翻转伺服电机、齿轮、头架回转支承和尾架回转支承，翻转伺服电机一端固定在头架升降板内侧上，翻转伺服电机输出轴伸出驱动托板后与齿轮固定连接，齿轮和头架回转支承的外齿圈啮合，所述外齿圈固定在头架翻转盘内侧上，且支撑在头架回转支承内圈上，所述头架回转支承内圈固定在驱动托板上；尾架翻转盘通过其内侧的尾架回转支承支撑在从动托板上；翻转伺服电机与焊接机器人控制系统电连接，受焊接机器人控制系统控制而随焊接机器人其他轴联动。
9、进一步地，所述变位夹具包括变位架、数个压紧机构、一对定位压紧组件、一对兼容定位组件、中置支撑板和推压组件，所述变位架为型钢焊成的矩形框架，变位架两端端面中央分别焊有垂直连接板；一个压紧机构设置在变位架的一端中心，余下数个压紧机构对称设置在变位架的另一端两侧，压紧机构包括t型槽板和压紧组件，所述t型槽板分别固定在变位架纵向一端和另一端两侧上，一对定位压紧组件对称设置在变位架的一端两侧上；定位压紧组件包括t型槽固定板、回转定位柱和压紧组件，t型槽固定板对称固定在变位架的中部两侧上，回转定位柱安装在t型槽固定板一端上；压紧组件包括t型螺栓、弓形压板和螺母，t型螺栓上端分别穿过弓形压板上端，下端分别嵌入在t型槽板或t型槽固定板的t型槽中；一对兼容定位组件对称设置在变位架另一端两侧上，兼容定位组件包括固定板和回转定位柱，横置的固定板对称固定在变位架另一端两侧上，固定板外端设有两个安装孔，回转定位柱安装在所需位置的安装孔中；推压组件设置在变位架另一端中心上，中置支撑板固定在变位架一端的压紧机构和另一端的推压组件之间。
10、进一步地，所述推压组件包括推压气缸、铰接座、连接杆、铰接推块和滑道，推压气缸输出端通过连接杆与铰接推块一端下侧连接，铰接推块中部与铰接座铰接，铰接座底部可移动地嵌在滑道中，所述滑道固定在变位架另一端上。
11、进一步地，所述除尘单元包括2个门形支架、2根伸缩气缸、2个除尘罩、2套除尘软管、矩形滑架和除尘主机，所述门形支架间隔直立在2台变位机的首尾两端外，矩形滑架四角下的滚轮两个一组分别支撑在对应的门形支架顶部的轨道上，除尘罩顶部固定在矩形滑架中部下，两个门形支架顶部一角通过纵杆固定连接成一侧敞开的框架，垂直杆下端固定在纵杆中部上，伸缩气缸固定端水平固定在垂直杆上部，伸缩气缸活动端与除尘罩一侧中部固定连接，除尘软管一端分别固定在除尘罩顶部中央，两个除尘本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种船用柴油机机架单片焊接机器人工作站，其特征在于，包括两套焊接机器人、两台变位机及变位夹具、两套除尘单元和焊接机器人驱动单元，两台变位机纵向排列，两套焊接机器人分别设置在一台变位机的一侧和另一台变位机的另一侧；定位固定机架单片焊件的变位夹具两端分别与变位机两端内侧固定连接，除尘单元分别设置在焊接机器人上方；
2.如权利要求1所述的船用柴油机机架单片焊接机器人工作站，其特征在于，一台变位机包括间隔排列的驱动头架和从动尾架，驱动头架内和从动尾架内分别安装了结构相同的驱动托板升降单元和从动托板升降单元，驱动托板升降单元包括头架电机减速机组合、头架滚珠丝杆和头架螺母，从动托板升降单元包括尾架电机减速机组合、尾架滚珠丝杆和尾架螺母，头架电机减速机组合和尾架电机减速机组合分别位于驱动头架顶部上侧和从动尾架顶部上侧，头架电机减速机组合下端与伸出驱动头架顶部的头架滚珠丝杆上端相连，头架螺母旋合在头架滚珠丝杆的中部上，驱动托板后侧的头架升降板与头架螺母一侧相连；尾架电机减速机组合下端与伸出从动头架顶端的尾架滚珠丝杆上端相连，尾架螺母旋合在尾架滚珠丝杆的中部上，从动托板后侧的尾架升
3.如权利要求1所述的船用柴油机机架单片焊接机器人工作站，其特征在于，所述变位夹具包括变位架、数个压紧机构、一对定位压紧组件、一对兼容定位组件、中置支撑板和推压组件，所述变位架为型钢焊成的矩形框架，变位架两端端面中央分别焊有垂直连接板；一个压紧机构设置在变位架的一端中心，余下数个压紧机构对称设置在变位架的另一端两侧，压紧机构包括T型槽板和压紧组件，所述T型槽板分别固定在变位架纵向一端和另一端两侧上，一对定位压紧组件对称设置在变位架的一端两侧上；定位压紧组件包括T型槽固定板、回转定位柱和压紧组件，T型槽固定板对称固定在变位架的中部两侧上，回转定位柱安装在T型槽固定板一端上；压紧组件包括T型螺栓、弓形压板和螺母，T型螺栓上端分别穿过弓形压板上端，下端分别嵌入在T型槽板或T型槽固定板的T型槽中；一对兼容定位组件对称设置在变位架另一端两侧上，兼容定位组件包括固定板和回转定位柱，横置的固定板对称固定在变位架另一端两侧上，固定板外端设有两个安装孔，回转定位柱安装在所需位置的安装孔中；推压组件设置在变位架另一端中心上，中置支撑板固定在变位架一端的T型槽板压紧机构和另一端的推压组件之间。
4.如权利要求3所述的船用柴油机机架单片焊接机器人工作站，其特征在于，所述推压组件包括推压气缸、铰接座、连接杆、铰接推块和滑道，推压气缸输出端通过连接杆与铰接推块一端下侧连接，铰接推块中部与铰接座铰接，铰接座底部可移动地嵌在滑道中，所述滑道固定在变位架另一端上。
5.如权利要求1所述的船用柴油机机架单片焊接机器人工作站，其特征在于，所述除尘单元包括2个门形支架、2根伸缩气缸、2个除尘罩、2套除尘软管、矩形滑架和除尘主机，所述门形支架间隔直立在2台变位机的首尾两端外，矩形滑架四角下的滚轮两个一组分别支撑在对应的门形支架顶部的轨道上，除尘罩顶部固定在矩形滑架中部下，两个门形支架顶部一角通过纵杆固定连接成一侧敞开的框架，垂直杆下端固定在纵杆中部上，伸缩气缸固定端水平固定在垂直杆上部，伸缩气缸活动端与除尘罩一侧中部固定连接，除尘软管一端分别固定在除尘罩顶部中央，两个除尘单元的除尘软管合并成一路后与除尘主机相连。
6.一种如权利要求1～5任一项所述的船用柴油机机架单片焊接机器人工作站的焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种船用柴油机机架单片焊接机器人工作站，其特征在于，包括两套焊接机器人、两台变位机及变位夹具、两套除尘单元和焊接机器人驱动单元，两台变位机纵向排列，两套焊接机器人分别设置在一台变位机的一侧和另一台变位机的另一侧；定位固定机架单片焊件的变位夹具两端分别与变位机两端内侧固定连接，除尘单元分别设置在焊接机器人上方；
2.如权利要求1所述的船用柴油机机架单片焊接机器人工作站，其特征在于，一台变位机包括间隔排列的驱动头架和从动尾架，驱动头架内和从动尾架内分别安装了结构相同的驱动托板升降单元和从动托板升降单元，驱动托板升降单元包括头架电机减速机组合、头架滚珠丝杆和头架螺母，从动托板升降单元包括尾架电机减速机组合、尾架滚珠丝杆和尾架螺母，头架电机减速机组合和尾架电机减速机组合分别位于驱动头架顶部上侧和从动尾架顶部上侧，头架电机减速机组合下端与伸出驱动头架顶部的头架滚珠丝杆上端相连，头架螺母旋合在头架滚珠丝杆的中部上，驱动托板后侧的头架升降板与头架螺母一侧相连；尾架电机减速机组合下端与伸出从动头架顶端的尾架滚珠丝杆上端相连，尾架螺母旋合在尾架滚珠丝杆的中部上，从动托板后侧的尾架升降板与尾架螺母一侧相连；翻转驱动单元包括翻转伺服电机、齿轮、头架回转支承和尾架回转支承，翻转伺服电机一端固定在头架升降板内侧上，翻转伺服电机输出轴伸出驱动托板后与齿轮固定连接，齿轮和头架回转支承的外齿圈啮合，所述外齿圈固定在头架翻转盘内侧上，且支撑在头架回转支承内圈上，所述头架回转支承内圈固定在驱动托板上；尾架翻转盘通过其内侧的尾架回转支承支撑在从动托板上；翻转伺服电机与焊接机器人控制系统电连接，受焊接机器人控制系统控制而随焊接机器人其他轴联动。
3.如权利要求1所述的船用柴油机机架单片焊接机器人工作站，其特征在于，所述变位夹具包括变位架、数个压紧机构、一对定位压紧组件、一对兼容定位组件、中置支撑板和推压组件，所述变位架为型钢焊成的矩形框架，变位架两端端面中央分别焊有垂直连接板；一个压紧机...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘春霞，杨雪冰，张建萍，许祥平，施志强，叶友利，黄晓龙，
申请(专利权)人：镇江中船日立造船机械有限公司，
类型：发明
国别省市：
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