專利名稱：機(jī)器人型鋼切割與劃線生產(chǎn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種型鋼切割與劃線生產(chǎn)系統(tǒng)，特別是一種機(jī)器人型鋼切割與劃線生產(chǎn)系統(tǒng)，屬于機(jī)器人工程領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
型鋼在很多的鋼結(jié)構(gòu)制造中大量使用，特別是造船工業(yè)中，各種種類的型鋼，如扁鋼、角鋼、等邊角鋼、球扁鋼等，是船舶結(jié)構(gòu)中的主要材料之一。在構(gòu)成船舶結(jié)構(gòu)時(shí)，型鋼都要留有按設(shè)計(jì)位置所規(guī)定的各種類型孔道，以便與其他相應(yīng)結(jié)構(gòu)連接，構(gòu)成一定的功能作用。另外，型鋼在船舶結(jié)構(gòu)中不僅起著支撐作用，還必須與相鄰構(gòu)件組合在一起，這就需要型鋼在安裝前，必須要在其表面劃出按設(shè)計(jì)所需的工作線作為標(biāo)志線，以便相鄰構(gòu)件與之組合。眾所周知，船舶結(jié)構(gòu)有大有小，船形千變?nèi)f化。因此，型鋼的長(zhǎng)短、大小、坡口形式、孔道種類以及位置布置、工作線位置布置等都是不同的設(shè)計(jì)。以往生產(chǎn)過程是，設(shè)計(jì)人員按設(shè)計(jì)劃好作業(yè)圖，由技術(shù)人員按1∶1比例放樣，再由操作人員人工在型鋼上按照放樣依次作切割與劃線工作。這種方式缺點(diǎn)很明顯，生產(chǎn)效率低，放樣精度低，孔道之間位置精度差，操作人員的勞動(dòng)衛(wèi)生條件惡劣。因此，這種生產(chǎn)過程已不適應(yīng)目前的精度造船與快節(jié)奏造船的國(guó)際化制造趨勢(shì)。機(jī)器人或多軸機(jī)械手用于型鋼切割與劃線技術(shù)已經(jīng)是該領(lǐng)域發(fā)展應(yīng)用的主要技術(shù)。
《中外船舶科技》1996年第1期P1-5頁“型鋼自動(dòng)加工系統(tǒng)的開發(fā)”一文中介紹了一種國(guó)外典型的機(jī)器人型鋼加工生產(chǎn)線。該系統(tǒng)配置有一臺(tái)型鋼輸送鏈和兩條機(jī)器人加工生產(chǎn)線。每條線上配有火焰切割機(jī)器人、等離子弧切割機(jī)器人以及劃線印字機(jī)器人。機(jī)器人固定不動(dòng)，只能在機(jī)器人的回轉(zhuǎn)工作半徑內(nèi)完成型鋼上所需的切割與劃線工作。型鋼從輸送鏈上以電動(dòng)傳輸方式輸送到機(jī)器人工作位置，為了不使加工中的熱變形以及型鋼原料固有的變形影響切割精度，在機(jī)器人工位的前后各配有一套夾持裝置夾住型鋼。該系統(tǒng)夾持型鋼的有效距離為600毫米，待該600毫米段的切割與劃線工作完成后，夾持裝置松開，恢復(fù)原位，型鋼被向前送進(jìn)600mm，夾持裝置再夾持住型鋼，如此周而復(fù)始，直至整根型鋼所有切割與劃線工作完成。如果一根型鋼長(zhǎng)12米，則上述操作(夾持、前送、切割與劃線)過程需間斷進(jìn)行20次。這種技術(shù)需大量非切割與劃線的預(yù)準(zhǔn)備工作與時(shí)間并且型鋼機(jī)器人加工系統(tǒng)必須有型鋼搬運(yùn)、夾持、定位以及移動(dòng)距離的精密測(cè)量等裝置，因?yàn)樾弯摌?biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度在12M以上，所以該系統(tǒng)的輔助工裝多、占地面積大，資金一次性投入高。采用夾持型鋼，逐段劃線切割加工方式，機(jī)器人工位加工輔助時(shí)間長(zhǎng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種機(jī)器人型鋼切割與劃線生產(chǎn)系統(tǒng)，以克服輔助時(shí)間長(zhǎng)，占地面積大等缺點(diǎn)。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明的生產(chǎn)系統(tǒng)包括型鋼、平臺(tái)，六軸機(jī)器人、軌道、工作臺(tái)，在工作臺(tái)的一側(cè)，安裝一個(gè)沿工作臺(tái)縱向的軌道，在軌道上設(shè)置一個(gè)可移動(dòng)平臺(tái)，在平臺(tái)上設(shè)置六軸機(jī)器人，六軸機(jī)器人在其運(yùn)行軌道上沿放置在工作臺(tái)上的型鋼的縱向方向可往復(fù)移動(dòng)工作。
平臺(tái)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由交流伺服電機(jī)加精密傳動(dòng)部件構(gòu)成。六軸機(jī)器人可在工作臺(tái)的一側(cè)移動(dòng)進(jìn)行工作。工作臺(tái)布置為縱向兩個(gè)工位，當(dāng)一個(gè)工位處于切割與劃線工作時(shí)，另一個(gè)工位可進(jìn)行型鋼輸入和輸出操作過程。
機(jī)器人型鋼切割與劃線生產(chǎn)系統(tǒng)的工作過程如下用起重設(shè)備將一根型鋼吊裝至本發(fā)明生產(chǎn)系統(tǒng)的工作臺(tái)的一個(gè)工位上，自由地放置在工作臺(tái)上。六軸機(jī)器人按人工鍵入的命令，或網(wǎng)絡(luò)傳輸，或軟盤輸入的命令，隨可移動(dòng)平臺(tái)移至型鋼起始端，開始按指令的順序和參數(shù)進(jìn)行該型鋼的切割與劃線工作。在六軸機(jī)器人進(jìn)行切割與劃線工作的同時(shí)，用起重設(shè)備將另一根型鋼吊至工作臺(tái)的另一個(gè)工位上，機(jī)器人完成當(dāng)前型鋼的切割與劃線工作后，自動(dòng)移至另一工位進(jìn)行另一個(gè)工位上的型鋼切割與劃線工作。如此循環(huán)往復(fù)地工作下去。
本發(fā)明具有實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著進(jìn)步，六軸機(jī)器人可以保證全空間軌跡的運(yùn)動(dòng)，適合型鋼各種端頭、坡口、孔道的切割以及各種圖形的劃線。六軸機(jī)器人是可移動(dòng)的，這樣可保證在布置時(shí)呈單側(cè)布置，節(jié)省占地面積并減少工件切割與劃線的預(yù)備時(shí)間。這種生產(chǎn)系統(tǒng)最大限度地利用了六軸機(jī)器人的柔性控制特點(diǎn)，又避免了復(fù)雜的非標(biāo)準(zhǔn)輔助裝置的設(shè)計(jì)與制造，所以，達(dá)到了低投資情況下的精度造船型鋼的生產(chǎn)問題。


圖1機(jī)器人型鋼切割與劃線生產(chǎn)系統(tǒng)俯視2機(jī)器人型鋼切割與劃線生產(chǎn)系統(tǒng)右視圖具體實(shí)施方式
如圖所示，本發(fā)明的生產(chǎn)系統(tǒng)包括六軸機(jī)器人1、工作臺(tái)3，在切割與劃線過程中，六軸機(jī)器人1在其運(yùn)行軌道2上沿放在工作臺(tái)上的型鋼4縱向方向可移動(dòng)往復(fù)工作。六軸機(jī)器人1在工作臺(tái)的一側(cè)移動(dòng)進(jìn)行工作。生產(chǎn)系統(tǒng)中的工作臺(tái)3布置為縱向兩個(gè)工位，一個(gè)工位處于切割與劃線工作時(shí)，另一個(gè)工位可進(jìn)行型鋼4輸入和輸出操作過程。
工作臺(tái)3布置為左右工位，成直線形布置。在工作臺(tái)3的一側(cè)，通常在非人流或物流的一側(cè)，安裝一個(gè)沿工作臺(tái)3縱向的軌道2，軌道2上安裝一個(gè)可移動(dòng)平臺(tái)5，一臺(tái)六軸機(jī)器人1放在平臺(tái)5上。這樣，驅(qū)動(dòng)可移動(dòng)平臺(tái)5，六軸機(jī)器人1就可沿工作臺(tái)3縱向往復(fù)移動(dòng)。通常為保證六軸機(jī)器人1縱向移動(dòng)的位置精度與重復(fù)精度，平臺(tái)5的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由交流伺服電機(jī)加精密傳動(dòng)部件構(gòu)成。六軸機(jī)器人1是可移動(dòng)的。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)器人型鋼切割與劃線生產(chǎn)系統(tǒng)，主要包括機(jī)器人(1)、軌道(2)、工作臺(tái)(3)、型鋼(4)、平臺(tái)(5)，其特征在于，所述機(jī)器人(1)是六軸機(jī)器人(1)，在工作臺(tái)(3)的一側(cè)，安裝一個(gè)沿工作臺(tái)(3)縱向的軌道(2)，在軌道(2)上設(shè)置一個(gè)可移動(dòng)平臺(tái)(5)，在平臺(tái)(5)上設(shè)置六軸機(jī)器人(1)，六軸機(jī)器人(1)在其運(yùn)行軌道(2)上沿放置在工作臺(tái)(3)上的型鋼(4)的縱向方向可往復(fù)移動(dòng)工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的這種機(jī)器人型鋼切割與劃線生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征是，平臺(tái)(5)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由交流伺服電機(jī)加精密傳動(dòng)部件構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的這種機(jī)器人型鋼切割與劃線生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征是，六軸機(jī)器人(1)可在工作臺(tái)(3)的一側(cè)移動(dòng)進(jìn)行工作。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的這種機(jī)器人型鋼切割與劃線生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征是，工作臺(tái)(3)布置為縱向兩個(gè)工位，當(dāng)一個(gè)工位處于切割與劃線工作時(shí)，另一個(gè)工位可進(jìn)行型鋼輸入和輸出操作過程。
全文摘要
一種機(jī)器人型鋼切割與劃線生產(chǎn)系統(tǒng)屬于機(jī)器人工程領(lǐng)域，主要包括切割電源、劃線電源、型鋼、平臺(tái)、六軸機(jī)器人、軌道、工作臺(tái)，在工作臺(tái)的一側(cè)，安裝一個(gè)沿工作臺(tái)縱向的軌道，在軌道上設(shè)置一個(gè)可移動(dòng)平臺(tái)，在平臺(tái)上設(shè)置六軸機(jī)器人，六軸機(jī)器人在其運(yùn)行軌道上沿放置在工作臺(tái)上的型鋼的縱向方向可往復(fù)移動(dòng)工作。這種生產(chǎn)系統(tǒng)最大限度地利用了六軸機(jī)器人的柔性控制特點(diǎn)，又避免了復(fù)雜的非標(biāo)準(zhǔn)輔助裝置的設(shè)計(jì)與制造，所以，達(dá)到了低投資情況下的精度造船型鋼的生產(chǎn)問題。
文檔編號(hào)B25J9/00GK1415458SQ0215107
公開日2003年5月7日 申請(qǐng)日期2002年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月5日
發(fā)明者姚舜, 高雪官, 楊君仁, 吳毅雄, 王海谷, 閔觀榮 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué), 江南造船(集團(tuán))有限責(zé)任公司