一種半門式起重機床的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種半門式起重機床，包括X軸大車運行機構、Y軸小車運行機構、Z軸滑枕運行機構、焊接機器人、主梁及門腿；Y軸小車運行機構包括小車、小車架、小車滑塊、小車滑軌；X軸大車運行機構位于門腿下方，門腿上方支撐主梁，主梁上設置Y軸小車運行機構，所述小車滑軌設置在主梁上，小車滑軌與小車滑塊配套連接，小車滑塊與小車固定連接，小車與小車架固定連接，Z軸滑枕運行機構與小車架連接，Z軸滑枕運行機構下方設置焊接機器人。本實用新型有三個自由度，X軸、Y軸、Z軸，可以準確定位，便于加工工件，完成度高，節(jié)省人力，節(jié)約成本。
【專利說明】
一種半門式起重機床
技術領域
[0001]本實用新型屬于加工機床技術領域，具體講是涉及一種半門式起重機床。
【背景技術】
[0002]我公司研發(fā)設計一臺特殊的半門式起重床身設備，擬利用大連船舶重工集團有限公司分段制造二部的BMG 20t/5t X 12.5m半門式起重機場地現(xiàn)有軌道基礎，設計并制造一臺半門式起重床身設備，使其滿足國家工信部“高檔數(shù)控機床及基礎制造裝備”科技重大專項2013年度立項課題“大型船舶曲面分段流水線關鍵工藝裝備(編號:2013ZX04003041)”所研發(fā)的各類自動化焊接機械手設備應用、安裝平臺之“床身”的相關要求。
[0003]目前，現(xiàn)有的半門式起重機多是利用三合一減速機驅動車輪組運行的行走方式，這種運行方式定位精度不高，此外，工序簡單，無法直接完成一系列加工，尤其是對于大型船舶曲面分段流水線無法實現(xiàn)自動焊接功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決現(xiàn)有技術存在的問題，本實用新型提供了一種半門式起重機床。該機床利用半門式起重機機身技術，設計一種具有精準定位功能的半門式起重機床，來對工件進行精確加工。
[0005]—種半門式起重機床，包括X軸大車運行機構、Y軸小車運行機構、Z軸滑枕運行機構、焊接機器人、主梁及門腿;Y軸小車運行機構包括小車、小車架、小車滑塊、小車滑軌;X軸大車運行機構位于門腿下方，門腿上方支撐主梁，主梁上設置Y軸小車運行機構，所述小車滑軌設置在主梁上，小車滑軌與小車滑塊配套連接，小車滑塊與小車固定連接，小車與小車架固定連接，Z軸滑枕運行機構與小車架連接，Z軸滑枕運行機構下方設置焊接機器人。
[0006]所述X軸大車運行機構上設置水平輪導向，防止設備跑偏。
[0007]所述小車的驅動機構采用兩套伺服電機和減速機驅動齒輪，齒輪與固定在主梁上的兩根齒條分別進行嚙合移動。
[0008]所述Z軸滑枕運行機構采用伺服電機、減速機及滾珠絲杠傳動。
[0009]所述Z軸滑枕運行機構中滑枕側面設置有HIWIN直線導軌，與導軌配套的滑塊設置在Y軸小車架上。
[0010]所述Z軸滑枕運行機構中有三套滑枕，焊接機器人為三個，焊接機器人分別為拼焊機器人、角焊機器人及劃線機器人，滑枕與焊接機器人一一對應連接。
[0011 ]為了實現(xiàn)半門式起重床身X軸方向高精度定位要求，我們?nèi)サ袅顺Ｒ?guī)半門式起重機利用三合一減速機驅運車輪組運行的行走方式。采用伺服電動機+減速機驅動齒輪，與固定在地面上的齒條進行嚙合來實現(xiàn)半門式起重床身的移動。同時采用水平輪導向防止設備跑偏，以及安裝條碼帶檢測等控制裝置。X軸方向運行采用4套驅動機構，4套水平擋輪組兩兩對稱安裝。
[0012]為了實現(xiàn)半門式起重床身Y軸方向高精度定位要求。我們在主梁上設置一個移動小車來實現(xiàn)Y軸方向的移動。該小車的軌道位于主梁上，軌道采用HIWIN直線導軌，與導軌配套的小車滑塊安裝在移動小車上?；瑝K數(shù)目不少于6個。該小車的驅動機構采用兩套伺服電機+減速機驅動齒輪，與固定在主梁上的兩根齒條分別進行嚙合來實現(xiàn)移動小車Y軸方向的快速移動或焊接工進移動。
[0013]為了實現(xiàn)半門式起重床身Z軸方向高精度定位要求。Z軸方向升降機構采用可靠的、剛性好的滑枕，使其運行平穩(wěn)。滑枕安裝在主梁上的Y軸小車上。Z軸滑枕升降采用伺服電機、減速機及滾珠絲杠傳動，Z軸滑枕側面安裝用HIWIN直線導軌，配套的滑塊安裝在Y軸小車架上，Y軸小車架與小車固定連接。這樣Z軸滑枕就可以沿著預定的軌跡自由升降，精確起停。Z軸方向共有三套滑枕，分安裝拼焊機器人和角焊機器人、劃線機器人。三套滑枕不同時工作，只有一套工作。當一套滑枕工作時，另外兩套滑枕要運行到滑枕的上極限位置，并收回機械手臂，使其保持最小外形尺寸，靜止不動，以防Y軸小車運行時與下面的焊接件發(fā)生干涉。
[0014]半門式起重機床的主要任務是根據(jù)總控系統(tǒng)提供的軌跡數(shù)據(jù)，由半門子控系統(tǒng)接收并實現(xiàn)運動軌跡的執(zhí)行。子控系統(tǒng)接收總控系統(tǒng)標定好的軌跡分別完成半門式起重床身的X軸、Y、Z軸的任意軸定位后，由總控系統(tǒng)根據(jù)半門式起重床身各種執(zhí)行情況分別確定拼焊機器人、角焊機器人、劃線機器人的啟動指令，以間斷式地擴大它們的作業(yè)范圍。子控制器具備接收上位機通過網(wǎng)絡通信發(fā)出的間斷式定位指令，同時上位機接收子控制器的實時位置反饋指令。而半門式床身Z軸分別由拼焊機器人和角焊機器人、劃線機器人通過外部軸功能直接控制，以實現(xiàn)連續(xù)作業(yè)。
[0015]本實用新型的有益效果是:有三個自由度，X軸(大車運行方向)、Υ軸(小車運行方向)、Z軸(滑枕升降)，可以準確定位，便于加工工件，完成度高，節(jié)省人力，節(jié)約成本。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型主視示意圖；
[0017]圖2為本實用新型側視示意圖；
[0018]圖3為本實用新型俯視示意圖；
[0019]圖中:1、Χ軸大車運行機構，2、門腿，3、主梁，4、小車，5、小車滑塊，6、小車滑軌，7、Z軸滑塊，8、Z軸滑軌，9、Z軸滑枕，1、小車架。
【具體實施方式】
[0020]一種半門式起重機床，包括X軸大車運行機構1、Y軸小車運行機構、Z軸滑枕運行機構、焊接機器人、主梁3及門腿2; Y軸小車運行機構包括小車4、小車架10、小車滑塊5、小車滑軌6;Χ軸大車運行機構I位于門腿2下方，門腿2上方支撐主梁3，主梁3上設置Y軸小車運行機構，所述小車滑軌6設置在主梁3上，小車滑軌6與小車滑塊5配套連接，小車滑塊5與小車4固定連接，小車4與小車架10固定連接，Z軸滑枕運行機構與小車架10連接，Z軸滑枕運行機構下方設置焊接機器人。X軸大車運行機構I上設置水平輪導向，防止設備跑偏。小車4的驅動機構采用兩套伺服電機和減速機驅動齒輪，齒輪與固定在主梁上的兩根齒條分別進行嚙合移動。Z軸滑枕運行機構采用伺服電機、減速機及滾珠絲杠傳動。Z軸滑枕運行機構中滑枕側面設置有HIWIN直線導軌，與導軌配套的滑塊設置在Y軸小車架上。Z軸滑枕運行機構中有三套滑枕，所述焊接機器人為三個，三個焊接機器人分別為拼焊機器人、角焊機器人及劃線機器人，滑枕與焊接機器人一一對應連接。
[0021 ]為了實現(xiàn)半門式起重床身X軸方向高精度定位要求，我們?nèi)サ袅顺Ｒ?guī)半門式起重機利用三合一減速機驅運車輪組運行的行走方式。采用伺服電動機+減速機驅動齒輪，與固定在地面上的齒條進行嚙合來實現(xiàn)半門式起重床身的移動。同時采用水平輪導向防止設備跑偏，以及安裝條碼帶檢測等控制裝置。X軸方向運行采用4套驅動機構，4套水平擋輪組兩兩對稱安裝。
[0022]為了實現(xiàn)半門式起重床身Y軸方向高精度定位要求。我們在主梁上設置一個移動小車來實現(xiàn)Y軸方向的移動。該小車的軌道位于主梁上，軌道采用HIWIN直線導軌，與導軌配套的滑塊安裝在移動小車上?；瑝K數(shù)目不少于6個。該小車的驅動機構采用兩套伺服電機+減速機驅動齒輪，與固定在主梁上的兩根齒條分別進行嚙合來實現(xiàn)移動小車Y軸方向的快速移動或焊接工進移動。
[0023]為了實現(xiàn)半門式起重床身Z軸方向高精度定位要求。Z軸方向升降機構采用可靠的、剛性好的滑枕，使其運行平穩(wěn)?；戆惭b在主梁上的移動小車上(Y軸XZ軸滑枕升降采用伺服電機、減速機及滾珠絲杠傳動，Z軸滑枕側面安裝用HIWIN直線導軌，配套的小車滑塊安裝在Y軸小車架上。這樣Z軸滑枕就可以沿著預定的軌跡自由升降，精確起停。Z軸方向共有三套滑枕，分安裝拼焊機器人和角焊機器人、劃線機器人。三套滑枕不同時工作，只有一套工作。當一套滑枕工作時，另外兩套滑枕要運行到滑枕的上極限位置，并收回機械手臂，使其保持最小外形尺寸，靜止不動，以防Y軸小車運行時與下面的焊接件發(fā)生干涉。
[0024]將焊接分段固定在地面上的柔性平臺上后，由焊接機器人將其所停位置信息以及將要執(zhí)行的位置信息反饋給半門式起重機床的中控系統(tǒng)，半門式起重床身的中控系統(tǒng)再將具體的操作信息傳達到X軸、Y軸、Z軸。使X軸、Y軸、Z軸可以根據(jù)焊接機械手的意愿任意運行，將焊接機器人精確的運到它需要的位置。實現(xiàn)大型船舶曲面分段流水線自動焊接功能。
[0025]自由度:三自由度X軸(大車運行方向)、Y軸(小車運行方向)、Z軸(滑枕升降)οZ軸滑枕下安裝自動化焊接機器人重量1000 kg /個(共3個)，分別為角焊機器人，拼焊機器人，自動化焊接機器人。行程:X軸:25000 mm，Y軸:10000 mm，Z軸:約4000 mm(三個Z軸行程不一樣，根據(jù)各自的機械手確定)。工作速度:非工作狀態(tài)，僅用于快速定位的快移速度:X軸:3 m/min, Y軸:3 m/min，Z軸:3 m/min;工作(焊接)狀態(tài)下的工進速度:X軸:0.3?3m/min，Y軸:0.3~3 m/min，Z軸:0.3~3 m/min。定位精度:X軸:±1 mm ’Y軸:±1 mm,Z軸:±1 mm η
[0026]本實用新型有三個自由度，X軸(大車運行方向)、Υ軸(小車運行方向)、Ζ軸(滑枕升降)。定位精度可達±1 mm，工作速度可達0.3?3 m/min，快速定位的快移速度可達3 m/min。本實用新型定位精度高，不同的加工機器人可以進行不同的工序加工，完成度高，節(jié)省人力，節(jié)約成本。
【主權項】
1.一種半門式起重機床，包括X軸大車運行機構、Y軸小車運行機構、Z軸滑枕運行機構、焊接機器人、主梁及門腿;Y軸小車運行機構包括小車、小車架、小車滑塊、小車滑軌;X軸大車運行機構位于門腿下方，門腿上方支撐主梁，主梁上設置Y軸小車運行機構，所述小車滑軌設置在主梁上，小車滑軌與小車滑塊配套連接，小車滑塊與小車固定連接，小車與小車架固定連接，Z軸滑枕運行機構與小車架連接，Z軸滑枕運行機構下方設置焊接機器人。2.根據(jù)權利要求1所述的一種半門式起重機床，其特征在于:所述X軸大車運行機構上設置水平輪導向，防止設備跑偏。3.根據(jù)權利要求1所述的一種半門式起重機床，其特征在于:所述小車的驅動機構采用兩套伺服電機和減速機驅動齒輪，與固定在主梁上的兩根齒條分別進行嚙合移動。4.根據(jù)權利要求1所述的一種半門式起重機床，其特征在于:所述Z軸滑枕運行機構采用伺服電機、減速機及滾珠絲杠傳動。5.根據(jù)權利要求1所述的一種半門式起重機床，其特征在于:所述Z軸滑枕運行機構中滑枕側面設置有HIWIN直線導軌，與導軌配套的滑塊設置在Y軸小車架上。6.根據(jù)權利要求1所述的一種半門式起重機床，其特征在于:所述Z軸滑枕運行機構中有三套滑枕，所述焊接機器人為三個，三個焊接機器人分別為拼焊機器人、角焊機器人及劃線機器人，滑枕與焊接機器人一一對應連接。
【文檔編號】B66C19/00GK205555906SQ201620234553
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年3月25日
【發(fā)明人】張玉蓮, 柏松, 于威, 田大微, 杜艦
【申請人】大連船舶重工集團裝備制造有限公司