[发明专利]截割滚筒集成化制造系统

说明书

本发明涉及一种截割滚筒集成化制造系统。本发明主要解决现有截割滚筒制造技术存在的工装复杂和制造精度达不到设计要求的技术问题。本发明的技术方案是：一种截割滚筒集成化制造系统，其由设计系统、电控系统和齿座定位机器人系统组成，所述设计系统用于截割滚筒设计特征参数的计算，并将计算所得的截割滚筒特征参数输送给电控系统；所述电控系统依据设计系统提供的截割滚筒特征参数精确控制齿座定位机器人系统各伺服驱动电机的运动，所述齿座定位机器人系统根据电控系统的指令执行设计系统设计的齿座定位参数，通过齿座定位机器人系统中的齿座定位机器人实现将待定位齿座自动放置于截割滚筒的齿座目标位置上。

技术领域

本发明涉及一种截割滚筒集成化制造系统，它属于截割滚筒制造技术领域。

背景技术

截割滚筒安装在煤矿采掘装备前端，用于煤矿巷道或工程隧道的机械化开掘工作，其主要工作是破碎岩石和煤体，建设符合规范的标准巷道或隧洞，是采掘机械的核心工作部件。截割滚筒通常由若干齿座按照一定的空间姿态，沿特殊设计的螺旋线焊接在其表面。截齿安装在齿座的孔中，并直接与煤体或岩体接触，实现破碎煤岩。传统截割滚筒制造技术中通常采用焊接工装对齿座进行空间定位和定向，但使用统计结果显示，这种方式制造的截割滚筒齿座定位精度偏低，以致截齿安装后无法确保空间姿态及齿尖空间位置与设计参数一致，进而最终导致不符合设计参数的截割滚筒寿命严重降低；另外由于不同地质条件对截割滚筒的工作性能要求不同，针对不同煤岩的采掘条件，需要设计和制造相应的截割滚筒移适应高效生产的需求，因此，同一台采掘设备会配置不同类型的多种截割滚筒，不同类型截割滚筒对应不同的焊接工装，而且根据使用结果，可能针对某种特殊的地质条件，对截割滚筒上的个别齿座姿态进行调整，又需要制作新的焊接工装，繁多且结构变化不大的焊接工装对生产管理造成一定的影响。

发明内容

本发明的目的是解决现有截割滚筒制造技术存在的工装复杂和制造精度达不到设计要求的技术问题，提供一种实现齿座高精度定位的截割滚筒集成化制造系统。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种截割滚筒集成化制造系统，其由设计系统、电控系统和齿座定位机器人系统组成，所述设计系统用于截割滚筒设计特征参数的计算，并将计算所得的截割滚筒特征参数输送给电控系统；所述电控系统依据设计系统提供的截割滚筒特征参数精确控制齿座定位机器人系统各伺服驱动电机的运动，所述电控系统的控制柜上装有显示面板，实现齿座定位过程参数及偏差的显示；所述齿座定位机器人系统根据电控系统的指令执行设计系统设计的齿座定位参数，通过齿座定位机器人系统中的齿座定位机器人实现将待定位齿座自动放置于截割滚筒的齿座目标位置上。

进一步地，所述设计系统由计算机和装在计算机中的三维设计软件和性能模拟软件组成，所述计算机通过三维设计软件及输入截割滚筒的几何设计参数，从数据库中选取合适的截齿和齿座型号，按照截齿之间的轴向距离或截齿之间对应的圆心角依照设计的螺旋线进行截齿排布设计，获得用于确定截齿和齿座组合体齿尖位置的圆柱坐标系的高度、半径和圆心角3个空间定位参数，以及用于确定截齿空间姿态的倒角、转角和仰角3个定向参数；为避免截齿排布密度较大的截割头小端区域中齿座相互干涉，影响机器人自动定位过程的实现，截齿的3个空间定位参数和3个空间定向参数均依螺旋线进行参数化关联调整或无关联性的相对独立调整；最后根据所选取的截齿和齿座型号计算出齿座定位机器人各执行部件的最终状态参数，为齿座定位机器人自动定位齿座提供执行参数；所述计算机通过性能模拟软件及输入截割滚筒转动速度、移动速度、被截割煤岩的物理机械性能参数的基本参数，依据单个截齿截割破岩的试验数据，实现对整个截割滚筒破岩过程中，参与截割的截齿总数量、产生的扭矩、消耗的功率、在不同方向上产生的反作用力进行分析计算，获得在由煤岩的物理机械性能特征确定的地质条件下的工作性能模拟。

进一步地，所述电控系统为PLC控制器，PLC控制器与齿座定位机器人系统中的竖直运动驱动电机、水平运动驱动电机、左右旋转驱动电机、上下翻转驱动电机、转角驱动电机和仰角驱动电机电气连接。