[发明专利]基于管道加工的切割、焊接、搬运机器人的一体式工作站

说明书

技术领域

本发明涉及管道加工领域，尤其涉及一种主要针对管道加工的机器人工作站。

背景技术

目前，针对管道开孔、焊接等加工，国内大多采用专机完成。主要有两种工作方式：一种是将管道完全固定，专机沿管道上周向布置的导轨调整工位，完成切削和焊接加工。另一种是采用变位机等装置改变管道工位，这种方式优于前一种，能够完成工件轴向上多个周向位置的加工。

但无论哪种工作方式的专机，由于其针对性较强，虽然单纯切割或单纯焊接的效果不错，但由于工件整体加工中切削、搬运和焊接是分段完成的，更换加工方式的时候需要重新定位，这样管道工件整体的加工质量，加工精度均得不到保证，产品一致性较差。且针对不同规格的管道需要的专机数量较多，占地面积相对也会较大。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于管道加工的切割、焊接、搬运机器人的一体式工作站，保证了管道加工良好的一致性，提高了管道工件整体的加工质量和精度，且结构简单，设备少，占地面积小。

技术方案：为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

基于管道加工的切割、焊接、搬运机器人的一体式工作站，包括头尾架变位机、可移动支架、焊接机器人、切割机器人、中间滑轨和两侧滑轨；所述头尾架变位机包括头架底座、尾架底座和夹紧固定装置，所述头架底座固定在中间滑轨端部的地板上，所述尾架底座滑动式安装在中间滑轨上，管道工件装夹在头架底座和尾架底座上的夹紧固定装置之间；所述位于管道工件下方的可移动支架，包括滑动底座、升降驱动装置和滚轮，所述滑动底座滑动式安装在中间滑轨上，所述升降驱动装置安装在滑动底座上，所述滚轮安装在升降驱动装置上，且与管道工件相切；所述焊接机器人和切割机器人分别滑动式安装在管道工件两侧的两侧滑轨，所述焊接机器人末尾轴的输出端通过两个法兰分别连有焊枪和搬运机械手，所述切割机器人末尾轴的输出端通过另外两个法兰分别连有割枪和搬运机械手。

通过所述的焊接机器人和切割机器人将管道工件搬运到头尾架变位机附近时，此时头尾架变位机一端固定管道工件，处于管道工件下方的可移动支架调节好适当高度后，支撑住管道工件，以方便管道工件另一端顺利地装夹在头尾架变位机上，接着位于管道工件两侧的焊接机器人和切割机器人进行一体式的切割与焊接加工。

更进一步的，分别从所述焊接机器人的底座到焊枪、所述切割机器人的底座到割枪，依次通过第一轴、第二轴、第三轴、第四轴、第五轴和末尾轴连接，其中第一轴、第四轴和末尾轴带动旋臂实施旋转动作，另外三根轴带动旋臂实施摆动动作。

更进一步的，所述每个机器人上各有两个法兰盘，分别为一号法兰盘和二号法兰盘，所述一号法兰盘分别用于带动焊枪或割枪旋转动作，所述二号法兰盘通过L型的角铁带动搬运机械手旋转动作。

更进一步的，所述焊接机器人和切割机器人的末尾轴的输出端部分还安装有防碰撞器。遇到意外时可快速反应，停止冲击。

更进一步的，所述升降驱动装置为液压升降装置或者丝杆升降装置。可以支撑管道工件，以便装夹，同时减小由于管道工件的自重而引起的弯曲和变形。

更进一步的，所述夹紧固定装置采用的是气动自定心三爪卡盘，可以固定夹紧各种规格大小的管道工件。

更进一步的，在工作站的竖直方向上安装有光栅，用于检测和定位整个加工过程。

有益效果：（1）本发明的整个管道工件的加工工作站中，结构简单，占地面积小，机器人用量少，机械化程度高，操作方便。另外，管道工件装夹好后，在切割完毕时能够立即实施焊接加工，不需要搬运到其他位置重新定位，这样加工的管道工件相对于由一般的切割焊接专机加工的工件一致性较好，提高了管道工件整体的加工质量和精度。在焊接加工时，由于焊接过程相对于切削过程时间较长，此时切割机器人可以主要实行搬运工能，提高了机器人的使用效率。

（2）另外本发明中的采用的连接轴分别可以旋转动作和摆动动作的，可以灵活地完成焊接、切割、搬运和固定等工作，可以适应各种规格的零部件的加工。

附图说明

附图1为本发明的工作站的结构示意图。

附图2为本发明的机器人的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。