本實(shí)用新型涉及自動(dòng)化裝配領(lǐng)域，是一種用于風(fēng)電設(shè)備裝配過(guò)程中大螺栓或大螺母的機(jī)器人自動(dòng)把緊系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著大型風(fēng)力發(fā)電行業(yè)發(fā)展迅速，產(chǎn)品規(guī)格越來(lái)越多，1.5M，2.0MW，2.5MW，3.0MW，5MW，6MW大型風(fēng)機(jī)層出不窮，生產(chǎn)批量大，生產(chǎn)任務(wù)重，裝配人員技術(shù)能力、體能等各方面都面臨嚴(yán)峻考驗(yàn)。

尤其在風(fēng)電設(shè)備大螺栓，大螺母裝配工序，現(xiàn)有裝配工具對(duì)裝配工人體力要求特別高。目前，大型風(fēng)電設(shè)備，如輪轂、下機(jī)架等安裝軸承時(shí)，大螺栓，大螺母的裝配把緊是通過(guò)人工使用液壓扳手或液壓拉伸器進(jìn)行操作，完成擰緊螺栓工序需進(jìn)行三遍重復(fù)性工作，且危險(xiǎn)性極高。一臺(tái)風(fēng)電輪轂螺栓打力矩需要4個(gè)人一天時(shí)間，超高壓、大扭矩力矩扳手對(duì)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(zhì)量不可控、生產(chǎn)效率低、安全系數(shù)低等問(wèn)題解決。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提出一種新的理念與結(jié)構(gòu)，將六軸機(jī)器人、視覺系統(tǒng)、光電系統(tǒng)、液壓、氣動(dòng)、伺服控制、自動(dòng)化控制、網(wǎng)絡(luò)互連等先進(jìn)技術(shù)相結(jié)合，形成一種大型風(fēng)電設(shè)備大螺栓大螺母機(jī)器人自動(dòng)把緊系統(tǒng)：

包括柔性浮動(dòng)夾具1，六軸機(jī)器人2，機(jī)器人底座3，機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)4，伺服轉(zhuǎn)臺(tái)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(hù)欄22；

所述柔性浮動(dòng)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(cè)距儀支架15、浮動(dòng)導(dǎo)向桿16、激光測(cè)距儀17、液壓扳手18、工業(yè)相機(jī)19、扳手復(fù)位氣缸支架20、扳手復(fù)位氣缸21；夾具體14通過(guò)夾具連接法蘭13和六軸機(jī)器人2固定連接，連接線路通過(guò)走線管路11連接；激光測(cè)距儀17測(cè)量柔性浮動(dòng)夾具1和待把合件的距離，傳輸給六軸機(jī)器人2，用于調(diào)整和確定柔性浮動(dòng)夾具1的距離位置；工業(yè)相機(jī)19測(cè)量柔性浮動(dòng)夾具1與待把合件的平面位置，傳輸給機(jī)器人2，用于調(diào)整和確定柔性浮動(dòng)夾具1的平面位置；液壓扳手18是柔性浮動(dòng)夾具1的直接工作部件，可沿浮動(dòng)導(dǎo)向桿16伸縮運(yùn)動(dòng)；

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

所述機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)4，包括導(dǎo)軌底座、直線導(dǎo)軌、齒輪齒條傳動(dòng)系統(tǒng)、伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器、滑動(dòng)板、導(dǎo)軌防護(hù)等部件，用于安裝六軸關(guān)節(jié)機(jī)器人，并帶動(dòng)機(jī)器人準(zhǔn)確、快速移動(dòng)，到達(dá)程序指定位置，擴(kuò)大機(jī)器人操作范圍；

所述伺服轉(zhuǎn)臺(tái)5，主要包括轉(zhuǎn)臺(tái)支架、回轉(zhuǎn)支承、胎具安裝回轉(zhuǎn)臺(tái)面、伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器、回轉(zhuǎn)臺(tái)鎖緊機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)臺(tái)對(duì)位檢測(cè)機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)臺(tái)回零機(jī)構(gòu)等部件，用于安裝風(fēng)電輪轂7的定位胎具，按照加工要求進(jìn)行分度、鎖緊；

所述的輪轂7是風(fēng)電的關(guān)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(jī)構(gòu)、工件鎖緊機(jī)構(gòu)、到位檢測(cè)機(jī)構(gòu)等部件，用于風(fēng)電輪轂7在伺服轉(zhuǎn)臺(tái)上的定位、夾緊；

所述控制系統(tǒng)，包括總控制系統(tǒng)9、機(jī)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(yùn)轉(zhuǎn)，完成工藝要求指令，檢測(cè)設(shè)備各項(xiàng)參數(shù)，具有數(shù)據(jù)記錄，遠(yuǎn)程監(jiān)控與調(diào)試，網(wǎng)絡(luò)互連等功能；

所述安全護(hù)欄22，包括安全圍欄，安全光柵，圍欄門安全開關(guān)；設(shè)備周邊被安全圍欄所圍，斷開人員與設(shè)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(shí)，圍欄門打開，機(jī)器人與伺服轉(zhuǎn)臺(tái)停止一切動(dòng)作，保護(hù)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。

本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn)：

1、代替人工，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)安全。

2、裝配質(zhì)量可控，數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄，質(zhì)量文件自動(dòng)生成。

3、遠(yuǎn)程監(jiān)控與設(shè)備調(diào)試，控制系統(tǒng)配備網(wǎng)絡(luò)互連功能，管理人員，技術(shù)人員及系統(tǒng)設(shè)備調(diào)試人員不需在現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控與調(diào)試。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型系統(tǒng)構(gòu)成的三視效果圖。

圖2是本實(shí)用新型系統(tǒng)側(cè)視圖。

圖3是本實(shí)用新型系統(tǒng)俯視圖。

圖4是本實(shí)用新型柔性浮動(dòng)夾具裝配示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施方案一：

包括柔性浮動(dòng)夾具1，六軸機(jī)器人2，機(jī)器人底座3，機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)4，伺服轉(zhuǎn)臺(tái)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(hù)欄22；

所述柔性浮動(dòng)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(cè)距儀支架15、浮動(dòng)導(dǎo)向桿16、激光測(cè)距儀17、液壓扳手18、工業(yè)相機(jī)19、扳手復(fù)位氣缸支架20、扳手復(fù)位氣缸21；夾具體14通過(guò)夾具連接法蘭13和六軸機(jī)器人2固定連接，連接線路通過(guò)走線管路11連接；激光測(cè)距儀17測(cè)量柔性浮動(dòng)夾具1和待把合件的距離，傳輸給六軸機(jī)器人2，用于調(diào)整和確定柔性浮動(dòng)夾具1的距離位置；工業(yè)相機(jī)19測(cè)量柔性浮動(dòng)夾具1與待把合件的平面位置，傳輸給機(jī)器人2，用于調(diào)整和確定柔性浮動(dòng)夾具1的平面位置；液壓扳手18是柔性浮動(dòng)夾具1的直接工作部件，可沿浮動(dòng)導(dǎo)向桿16伸縮運(yùn)動(dòng)；

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

所述機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)4，包括導(dǎo)軌底座、直線導(dǎo)軌、齒輪齒條傳動(dòng)系統(tǒng)、伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器、滑動(dòng)板、導(dǎo)軌防護(hù)等部件，用于安裝六軸關(guān)節(jié)機(jī)器人，并帶動(dòng)機(jī)器人準(zhǔn)確、快速移動(dòng)，到達(dá)程序指定位置，擴(kuò)大機(jī)器人操作范圍；

所述伺服轉(zhuǎn)臺(tái)5，主要包括轉(zhuǎn)臺(tái)支架、回轉(zhuǎn)支承、胎具安裝回轉(zhuǎn)臺(tái)面、伺服電機(jī)及驅(qū)動(dòng)器、回轉(zhuǎn)臺(tái)鎖緊機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)臺(tái)對(duì)位檢測(cè)機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)臺(tái)回零機(jī)構(gòu)等部件，用于安裝風(fēng)電輪轂7的定位胎具，按照加工要求進(jìn)行分度、鎖緊；

所述的輪轂7是風(fēng)電的關(guān)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(jī)構(gòu)、工件鎖緊機(jī)構(gòu)、到位檢測(cè)機(jī)構(gòu)等部件，用于風(fēng)電輪轂7在伺服轉(zhuǎn)臺(tái)上的定位、夾緊；

所述控制系統(tǒng)，包括總控制系統(tǒng)9、機(jī)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(yùn)轉(zhuǎn)，完成工藝要求指令，檢測(cè)設(shè)備各項(xiàng)參數(shù)，具有數(shù)據(jù)記錄，遠(yuǎn)程監(jiān)控與調(diào)試，網(wǎng)絡(luò)互連等功能；

所述安全護(hù)欄22，包括安全圍欄，安全光柵，圍欄門安全開關(guān)；設(shè)備周邊被安全圍欄所圍，斷開人員與設(shè)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(shí)，圍欄門打開，機(jī)器人與伺服轉(zhuǎn)臺(tái)停止一切動(dòng)作，保護(hù)操作者與工件安全。

系統(tǒng)工作過(guò)程如下：

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

人工上料：將輪轂7安裝到左側(cè)數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)上。

六軸機(jī)器人動(dòng)作：六軸機(jī)器人快進(jìn)、清理工件、視覺及光電檢測(cè)、裝入液壓扳手、按設(shè)定值擰緊螺栓、緩力抽出扳手、快進(jìn)到下一個(gè)螺栓位置重復(fù)以上動(dòng)作，兩六軸機(jī)器人對(duì)稱作業(yè)，螺栓擰緊三遍(可根據(jù)安裝工藝要求設(shè)定)，記錄螺栓點(diǎn)位及把合扭矩?cái)?shù)據(jù)，生成檢查記錄文件。

數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)動(dòng)作：工件回轉(zhuǎn)對(duì)位，未把合螺栓面對(duì)準(zhǔn)六軸機(jī)器人側(cè)，六軸機(jī)器人重復(fù)以上工作內(nèi)容。

六軸機(jī)器人工位轉(zhuǎn)換：兩六軸機(jī)器人在機(jī)器人行走機(jī)構(gòu)上移動(dòng)到右側(cè)數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)，配合數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)完成同左側(cè)數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)動(dòng)作。同時(shí)左側(cè)數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)可以人工下料。

實(shí)施方案二：將實(shí)施方案一中液壓拉伸器替換為液壓扳手，其余同實(shí)施方案一，此方案可對(duì)風(fēng)電輪轂7螺栓進(jìn)行擰緊。

實(shí)施方案三：將實(shí)施方案一中兩個(gè)伺服轉(zhuǎn)臺(tái)改為一個(gè)伺服轉(zhuǎn)臺(tái)，節(jié)約設(shè)備采購(gòu)成本，便于生產(chǎn)量稍小的廠家選用。

實(shí)施方案四：在實(shí)施方案三的基礎(chǔ)上去掉一個(gè)六軸關(guān)節(jié)機(jī)器人，設(shè)備成本可進(jìn)一步降低。

以上所述，僅為本實(shí)用新型較佳的具體實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型披露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)方案及其實(shí)用新型構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。