[发明专利]一种铝电解槽焊接机器人

说明书

技术领域

本发明涉及一种可以在铝电解槽槽大修作业中使用的焊接机器人及工艺配置方法，属于铝电解槽领域。

背景技术

在铝电解槽槽大修作业中，目前国内外绝大多数铝电解槽阴极钢棒与爆炸焊片间，均采用焊接方式实现连接。但是施焊处强大的磁场和狭小操作空间，使人工作业非常困难，不仅焊接工作效率低，而且焊接质量得不到保障，导致电解槽电流分布不均匀，并且生产运行存在较大的安全隐患。为解决在强磁场下的可靠焊接和工作效率，近年来贵阳铝镁设计研究院有限公司提出了采用焊接机器人代替人工进行焊接的技术。

铝电解槽焊接机器人的开发不仅要解决强磁场对机械部件和焊接材料的影响，还要尽量小型化设计以适应狭小操作空间要求。而在电解系列狭小操作空间和复杂的现场环境中，如何配置机器人，使焊接机器人能在电解槽周稳定自由行走，对阴极钢棒与爆炸焊片间连接钢板进行焊接，是焊接机器人开发最基本的难题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种铝电解槽焊接机器人，作业非常简单容易，不仅焊接工作效率高，而且焊接质量可靠，提高电解槽电流分布均匀性，降低生产运行中存在的安全隐患。

本发明的技术方案是：一种铝电解槽焊接机器人，包括由焊接机械臂和搬运机械臂组成的机器人组件，机器人组件与调试平台连接，调试平台一侧配置有与机器人组件联动的重心调节装置，调试平台下方为垂直升降机构，垂直升降机构与移动小车连接，移动小车行走于电解槽槽壳阴极表面，移动小车上配置有控制单元；所述焊接机械臂主要由依次相连的焊接装置、关节式连杆机构和第一螺旋行走机构构成，所述搬运机械臂主要由依次相连的吸盘装置、关节式连杆机构和第二螺旋行走机构构成。

所述焊接机械臂包含控制电机M1、M3、M5和M7，形成4个自由度。

所述搬运机械臂包含控制电机M2、M4、M6和M8，形成4个自由度。

调试平台上配置有可控制机器人组件在x方向移动的电机M9；垂直升降机构上配置有可控制机器人组件在y方向移动的电机M10；移动小车上配置有可控制机器人组件在z方向移动的电机M11。保证机器人组件在整个作业区域拥有三个平移自由度。

电解槽槽壳上设置有一对定位装置。移动小车追踪设置在槽内的定位线，定位线由上述一对定位装置产生，在槽内沿z方向行走至施焊点上方，不用配置轨道。

控制单元与铝电解系列不停电降磁装置控制系统连接。

本发明在铝电解槽有限的槽空间中使用的焊接机器人及工艺配置方法，能对阴极钢棒与爆炸焊片间连接钢板进行自动焊接，解决了在强磁场下的可靠焊接和工作效率问题，实现了作业简单，焊接工作效率高，焊接质量可靠，电解槽电流分布均匀化的目的，同时降低了生产运行中存在的安全隐患。

附图说明

图1为本发明结构示意图（z方向）；

图2为图1中A向结构示意图（x方向）；

图3为本发明的仰视图（y方向）。

具体实施方式

如图1～2所示，一种铝电解槽焊接机器人，由4、8、9组成焊接机械臂，4为第一螺旋行走机构，8为关节式连杆机构，9为焊接装置；由5、8、7组成搬运机械臂，5为第二螺旋行走机构，8为关节式连杆机构，7为吸盘装置；焊接机械臂与搬运机械臂共同形成机器人组件1，机器人组件1与调试平台2连接，可沿x向移动；3为重心调节装置，其与机器人组件1联动，保持整个机器人运动平衡；12为垂直升降机构，可使调试平台2沿y方向移动；垂直升降机构12与移动小车11连接；移动小车11行走于电解槽槽壳阴极表面，移动小车11上配置控制单元6。

如图2所示，焊接机械臂运动由电机M1、M3、M5、M7控制，形成4个自由度；搬运机械臂运动由电机M2、M4、M6、M8控制，形成4个自由度；M9可控制机器人组件1在x方向位置，M10可控制机器人组件1在y方向位置，M11可控制机器人组件1在z方向位置，保证机器人组件1在整个作业区域拥有三个平移自由度。

如图3所示，移动小车11追踪设置在槽内的定位线14，定位线由安装在第一定位装置10及第二定位装置13产生，在槽内沿z方向行走至施焊点上方，不用配置轨道。

控制单元6与铝电解系列不停电降磁装置控制系统联动，保证机器人运动和焊接不受强磁场影响，铝电解系列不停电降磁装置为市场可采购的定型产品，作业前安装于铝电解槽通流母线上。