本發(fā)明涉及自動化裝配領(lǐng)域，是一種用于風(fēng)電設(shè)備裝配過程中大螺栓或大螺母的機器人自動把緊系統(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)格越來越多，1.5M，2.0MW，2.5MW，3.0MW，5MW，6MW大型風(fēng)機層出不窮，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。

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、下機架等安裝軸承時，大螺栓，大螺母的裝配把緊是通過人工使用液壓扳手或液壓拉伸器進行操作，完成擰緊螺栓工序需進行三遍重復(fù)性工作，且危險性極高。一臺風(fēng)電輪轂螺栓打力矩需要4個人一天時間，超高壓、大扭矩力矩扳手對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)低等問題解決。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本發(fā)明提出一種新的理念與結(jié)構(gòu)，將六軸機器人、視覺系統(tǒng)、光電系統(tǒng)、液壓、氣動、伺服控制、自動化控制、網(wǎng)絡(luò)互連等先進技術(shù)相結(jié)合，形成一種大型風(fēng)電設(shè)備大螺栓大螺母機器人自動把緊系統(tǒng)：

包括柔性浮動夾具1，六軸機器人2，機器人底座3，機器人行走機構(gòu)4，伺服轉(zhuǎn)臺5，工件定位胎具6，控制系統(tǒng)，智能液壓泵站10以及安全護欄22；

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

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

所述機器人行走機構(gòu)4，包括導(dǎo)軌底座、直線導(dǎo)軌、齒輪齒條傳動系統(tǒng)、伺服電機及驅(qū)動器、滑動板、導(dǎo)軌防護等部件，用于安裝六軸關(guān)節(jié)機器人，并帶動機器人準(zhǔn)確、快速移動，到達程序指定位置，擴大機器人操作范圍；

所述伺服轉(zhuǎn)臺5，主要包括轉(zhuǎn)臺支架、回轉(zhuǎn)支承、胎具安裝回轉(zhuǎn)臺面、伺服電機及驅(qū)動器、回轉(zhuǎn)臺鎖緊機構(gòu)、回轉(zhuǎn)臺對位檢測機構(gòu)、回轉(zhuǎn)臺回零機構(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、定位機構(gòu)、工件鎖緊機構(gòu)、到位檢測機構(gòu)等部件，用于風(fēng)電輪轂7在伺服轉(zhuǎn)臺上的定位、夾緊；

所述控制系統(tǒng)，包括總控制系統(tǒng)9、機器人控制系統(tǒng)8、觸摸屏操作界面，用于控制各部組協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn)，完成工藝要求指令，檢測設(shè)備各項參數(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，圍欄門打開，機器人與伺服轉(zhuǎn)臺停止一切動作，保護操作者與工件安全。

所述的液壓扳手18也可以由液壓拉伸器代替。

本發(fā)明優(yōu)點：

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)自動記錄，質(zhì)量文件自動生成。

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)場監(jiān)控與調(diào)試。

附圖說明

圖1是本發(fā)明系統(tǒng)構(gòu)成的三視效果圖。

圖2是本發(fā)明系統(tǒng)側(cè)視圖。

圖3是本發(fā)明系統(tǒng)俯視圖。

圖4是本發(fā)明柔性浮動夾具裝配示意圖。

具體實施方式

實施方案一：

包括柔性浮動夾具1，六軸機器人2，機器人底座3，機器人行走機構(gòu)4，伺服轉(zhuǎn)臺5，工件定位胎具6，控制系統(tǒng)，智能液壓泵站10以及安全護欄22；

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

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

所述機器人行走機構(gòu)4，包括導(dǎo)軌底座、直線導(dǎo)軌、齒輪齒條傳動系統(tǒng)、伺服電機及驅(qū)動器、滑動板、導(dǎo)軌防護等部件，用于安裝六軸關(guān)節(jié)機器人，并帶動機器人準(zhǔn)確、快速移動，到達程序指定位置，擴大機器人操作范圍；

所述伺服轉(zhuǎn)臺5，主要包括轉(zhuǎn)臺支架、回轉(zhuǎn)支承、胎具安裝回轉(zhuǎn)臺面、伺服電機及驅(qū)動器、回轉(zhuǎn)臺鎖緊機構(gòu)、回轉(zhuǎn)臺對位檢測機構(gòu)、回轉(zhuǎn)臺回零機構(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、定位機構(gòu)、工件鎖緊機構(gòu)、到位檢測機構(gòu)等部件，用于風(fēng)電輪轂7在伺服轉(zhuǎn)臺上的定位、夾緊；

所述控制系統(tǒng)，包括總控制系統(tǒng)9、機器人控制系統(tǒng)8、觸摸屏操作界面，用于控制各部組協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn)，完成工藝要求指令，檢測設(shè)備各項參數(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，圍欄門打開，機器人與伺服轉(zhuǎn)臺停止一切動作，保護操作者與工件安全。

系統(tǒng)工作過程如下：

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，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)臺上。

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

數(shù)控轉(zhuǎn)臺動作：工件回轉(zhuǎn)對位，未把合螺栓面對準(zhǔn)六軸機器人側(cè)，六軸機器人重復(fù)以上工作內(nèi)容。

六軸機器人工位轉(zhuǎn)換：兩六軸機器人在機器人行走機構(gòu)上移動到右側(cè)數(shù)控轉(zhuǎn)臺，配合數(shù)控轉(zhuǎn)臺完成同左側(cè)數(shù)控轉(zhuǎn)臺動作。同時左側(cè)數(shù)控轉(zhuǎn)臺可以人工下料。

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

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

實施方案四：在實施方案三的基礎(chǔ)上去掉一個六軸關(guān)節(jié)機器人，設(shè)備成本可進一步降低。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。