[发明专利]一种管道相贯线焊接系统

说明书

一种管道相贯线焊接系统，属于管道焊接技术领域。其特征在于：包括并联机器人（A1）、电动滑轨组件（B1）和门型支架，门型支架的上部设有电动滑轨组件（B1），并联机器人（A1）上部通过电动滑轨组件（B1）安装在门型支架上，并联机器人（A1）下部输出端安装焊枪（5）；并联机器人（A1）包括固定平台（1）、运动支链（2）、中心伸缩支链（3）和运动工作台（4），固定平台（1）与运动工作台（4）之间设有多组运动支链（2）和一组中心伸缩支链（3）。本发明采用运动支链与中心伸缩支链，实现驱动焊枪整体三移动一转动的运动效果。不仅增大了机构的工作空间，同时解决了并联机构存在的因不对称支链导致的自锁及冗余约束的问题。

技术领域

一种管道相贯线焊接系统，属于管道焊接技术领域。

背景技术

机械产品的焊接工艺目前最常采用的是手工焊接和机械手焊接两种方式。在焊接的工艺过程中，一方面释放的热光比较刺眼，另一方面释放的有害物质还会危害到人身健康。手工焊接虽然操作灵活，适用面广，但是焊接质量的均一性无法保证，且焊接效率极低、工作环境差，对工人的焊接技术要求极高，劳动强度大，尤其是不适合焊接铝、钛等活泼金属，及低熔点金属以及难溶金属。而机械手焊接，价格昂贵，一次性投入大，因涉及到机器人运动控制系统、焊接系统、变位机系统等多个系统的协调运作，导致系统结构复杂且维修难度极高，只能满足直焊缝、环状弧形焊等平焊位，不适用批量复杂结构的焊接。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种系统结构简化、能满足直焊缝、环状弧形焊等平焊位，适用批量复杂结构的管道相贯线焊接系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种管道相贯线焊接系统，其特征在于：包括并联机器人、电动滑轨组件和门型支架，门型支架的上部设有电动滑轨组件，并联机器人上部通过电动滑轨组件安装在门型支架上，并联机器人下部输出端安装焊枪；并联机器人包括固定平台、运动支链、中心伸缩支链和运动工作台，固定平台与运动工作台上下平行设置，固定平台与运动工作台之间设有多组运动支链和一组中心伸缩支链。

本发明的焊接系统，可操作性强，灵活性高，不仅增大了机构的工作空间，可以焊接不同复杂程度的工装件，而且实现了焊缝精确定位、全封闭环焊接，同时解决了并联机构存在的因不对称支链导致的自锁及冗余约束的问题。通过设置所述焊接并联机器人，结构简单便于保养维修，性价比高，强度及刚度大、承载能力强。一方面可缩短产品改型换代的周期，减小相应的设备投资，另一方面可以焊接不同路径、结构复杂的产品。通过设置电动滑轨组件，可以实现通过伺服电机驱动后把丝杠组件的螺旋运动转化为直线运动，从而可以根据焊接需要调节并联机器人的位置。

运动支链与中心伸缩支链，进而驱动运动工作台运转，所述运动平台与焊枪连接在一起，从而实现驱动焊枪整体三移动一转动的运动效果。弹性移动副连接着微位移驱动器，这样的系统设计，不仅增大了机构的工作空间，可以焊接不同复杂程度的工装件，而且实现了焊缝精确定位、全封闭环焊接，同时解决了并联机构存在的因不对称支链导致的自锁及冗余约束的问题。

所述的多组运动支链对称布设在固定平台与运动工作台外侧，运动支链上部连接固定平台上部，运动支链下部连接运动工作台外侧；中心伸缩支链上部连接固定平台中部，中心伸缩支链下部连接运动工作台中部。

所述的运动支链包括驱动杆、上球铰链、直线光杆轴和下球铰链，驱动杆上部连接安装在固定平台上的驱动装置，下部通过上球铰链连接直线光杆轴上部，直线光杆轴下部通过下球铰链垂直连接在运动工作台外圈；多组运动支链分别通过多组下球铰链连接在运动工作台三个互相垂直平面上，多组运动支链通过多组上球铰链与固定平台三个互相垂直平面上的弹性移动副连接。

在电机驱动下可以实现绕中心Z轴的旋转与空间三坐标轴的平移，可以焊接半封闭全封闭的弧形、圆形以及不规则线路的产品焊接，增大了机构的工作空间，从而可以实现通过修改与更新编程以适应不同复杂工件的批量焊接与生产。