本發(fā)明涉及自動化裝配領域，是一種用于風電設備裝配過程中風電輪轂螺栓機器人自動把緊系統(tǒng)。

背景技術：

隨著大型風力發(fā)電行業(yè)發(fā)展迅速，產(chǎn)品規(guī)格越來越多，1.5M，2.0MW，2.5MW，3.0MW，5MW，6MW大型風機層出不窮，生產(chǎn)批量大，生產(chǎn)任務重，裝配人員技術能力、體能等各方面都面臨嚴峻考驗。

尤其在風電設備大螺栓，大螺母裝配工序，現(xiàn)有裝配工具對裝配工人體力要求特別高。目前，大型風電設備，如輪轂、下機架等安裝軸承時，大螺栓，大螺母的裝配把緊是通過人工使用液壓扳手或液壓拉伸器進行操作，完成擰緊螺栓工序需進行三遍重復性工作，且危險性極高。一臺風電輪轂螺栓打力矩需要4個人一天時間，超高壓、大扭矩力矩扳手對操作人員安全威脅特別大，所以急需將工作繁瑣、人工能耗高、產(chǎn)品質量不可控、生產(chǎn)效率低、安全系數(shù)低等問題解決。

技術實現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本發(fā)明提出一種新的理念與結構，將六軸機器人、視覺系統(tǒng)、光電系統(tǒng)、液壓、氣動、伺服控制、自動化控制、網(wǎng)絡互連等先進技術相結合，形成一種風電輪轂螺栓機器人自動把緊系統(tǒng)：

包括柔性浮動夾具1，六軸機器人2，機器人底座3，伺服轉臺5，工件定位胎具6，控制系統(tǒng)，智能液壓泵站10以及安全護欄22；

所述柔性浮動夾具1，包括走線管路11、走線管路支架12、夾具連接法蘭13、夾具體14、激光測距儀支架15、浮動導向桿16、激光測距儀17、液壓扳手18、工業(yè)相機19、扳手復位氣缸支架20、扳手復位氣缸21；夾具體14通過夾具連接法蘭13和六軸機器人2固定連接，連接線路通過走線管路11連接；激光測距儀17測量柔性浮動夾具1和待把合件的距離，傳輸給六軸機器人2，用于調(diào)整和確定柔性浮動夾具1的距離位置；工業(yè)相機19測量柔性浮動夾具1與待把合件的平面位置，傳輸給機器人2，用于調(diào)整和確定柔性浮動夾具1的平面位置；液壓扳手18是柔性浮動夾具1的直接工作部件，可沿浮動導向桿16伸縮運動；

所述六軸機器人2，為六軸關節(jié)機器人，用于安裝柔性浮動夾具1，協(xié)調(diào)工件與夾具之間的位置，把柔性浮動夾具1送到設定好的工作位置；

所述伺服轉臺5，主要包括轉臺支架、回轉支承、胎具安裝回轉臺面、伺服電機及驅動器、回轉臺鎖緊機構、回轉臺對位檢測機構、回轉臺回零機構等部件，用于安裝風電輪轂7的定位胎具，按照加工要求進行分度、鎖緊；

所述的輪轂7是風電的關鍵部件之一，是本系統(tǒng)的待處理工件；

所述工件定位胎具6，主要包括胎具體、定位機構、工件鎖緊機構、到位檢測機構等部件，用于風電輪轂7在伺服轉臺上的定位、夾緊；

所述控制系統(tǒng)，包括總控制系統(tǒng)9、機器人控制系統(tǒng)8、觸摸屏操作界面，用于控制各部組協(xié)調(diào)運轉，完成工藝要求指令，檢測設備各項參數(shù)，具有數(shù)據(jù)記錄，遠程監(jiān)控與調(diào)試，網(wǎng)絡互連等功能；

所述安全護欄22，包括安全圍欄，安全光柵，圍欄門安全開關；設備周邊被安全圍欄所圍，斷開人員與設備間的直接接觸；在人工上料工位布由圍欄門及安全門鎖，人工上料操作時，圍欄門打開，機器人與伺服轉臺停止一切動作，保護操作者與工件安全。

所述的液壓扳手18也可以由液壓拉伸器代替。

本發(fā)明優(yōu)點：

1、代替人工，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)安全。

2、裝配質量可控，數(shù)據(jù)自動記錄，質量文件自動生成。

3、遠程監(jiān)控與設備調(diào)試，控制系統(tǒng)配備網(wǎng)絡互連功能，管理人員，技術人員及系統(tǒng)設備調(diào)試人員不需在現(xiàn)場監(jiān)控與調(diào)試。

附圖說明

圖1是本發(fā)明系統(tǒng)構成的三視效果圖。

圖2是本發(fā)明系統(tǒng)側視圖。

圖3是本發(fā)明系統(tǒng)俯視圖。

圖4是本發(fā)明柔性浮動夾具裝配示意圖。

具體實施方式

實施方案一：

包括柔性浮動夾具1，六軸機器人2，機器人底座3，伺服轉臺5，工件定位胎具6，控制系統(tǒng)，智能液壓泵站10以及安全護欄22；

所述柔性浮動夾具1，包括走線管路11、走線管路支架12、夾具連接法蘭13、夾具體14、激光測距儀支架15、浮動導向桿16、激光測距儀17、液壓扳手18、工業(yè)相機19、扳手復位氣缸支架20、扳手復位氣缸21；夾具體14通過夾具連接法蘭13和六軸機器人2固定連接，連接線路通過走線管路11連接；激光測距儀17測量柔性浮動夾具1和待把合件的距離，傳輸給六軸機器人2，用于調(diào)整和確定柔性浮動夾具1的距離位置；工業(yè)相機19測量柔性浮動夾具1與待把合件的平面位置，傳輸給機器人2，用于調(diào)整和確定柔性浮動夾具1的平面位置；液壓扳手18是柔性浮動夾具1的直接工作部件，可沿浮動導向桿16伸縮運動；

所述六軸機器人2，為六軸關節(jié)機器人，用于安裝柔性浮動夾具1，協(xié)調(diào)工件與夾具之間的位置，把柔性浮動夾具1送到設定好的工作位置；

所述伺服轉臺5，主要包括轉臺支架、回轉支承、胎具安裝回轉臺面、伺服電機及驅動器、回轉臺鎖緊機構、回轉臺對位檢測機構、回轉臺回零機構等部件，用于安裝風電輪轂7的定位胎具，按照加工要求進行分度、鎖緊；

所述的輪轂7是風電的關鍵部件之一，是本系統(tǒng)的待處理工件；

所述工件定位胎具6，主要包括胎具體、定位機構、工件鎖緊機構、到位檢測機構等部件，用于風電輪轂7在伺服轉臺上的定位、夾緊；

所述控制系統(tǒng)，包括總控制系統(tǒng)9、機器人控制系統(tǒng)8、觸摸屏操作界面，用于控制各部組協(xié)調(diào)運轉，完成工藝要求指令，檢測設備各項參數(shù)，具有數(shù)據(jù)記錄，遠程監(jiān)控與調(diào)試，網(wǎng)絡互連等功能；

所述安全護欄22，包括安全圍欄，安全光柵，圍欄門安全開關；設備周邊被安全圍欄所圍，斷開人員與設備間的直接接觸；在人工上料工位布由圍欄門及安全門鎖，人工上料操作時，圍欄門打開，機器人與伺服轉臺停止一切動作，保護操作者與工件安全。

系統(tǒng)工作過程如下：

工件準備：線下將回轉軸承安裝在輪轂7上，并裝入螺栓(不擰緊，但是基本到位)。設備開機，工件信息錄入。

人工上料：將輪轂7安裝到左側數(shù)控轉臺上。

六軸機器人動作：六軸機器人快進、清理工件、視覺及光電檢測、裝入液壓扳手、按設定值擰緊螺栓、緩力抽出扳手、快進到下一個螺栓位置重復以上動作，兩六軸機器人對稱作業(yè)，螺栓擰緊三遍(可根據(jù)安裝工藝要求設定)，記錄螺栓點位及把合扭矩數(shù)據(jù)，生成檢查記錄文件。

數(shù)控轉臺動作：工件回轉對位，未把合螺栓面對準六軸機器人側，六軸機器人重復以上工作內(nèi)容。

實施方案二：將實施方案一中液壓拉伸器替換為液壓扳手，其余同實施方案一，此方案可對風電輪轂7螺栓進行擰緊。

實施方案三：將實施方案一中兩個伺服轉臺改為一個伺服轉臺，節(jié)約設備采購成本，便于生產(chǎn)量稍小的廠家選用。

實施方案四：在實施方案三的基礎上去掉一個六軸關節(jié)機器人，設備成本可進一步降低。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明披露的技術范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術方案及其發(fā)明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。