專利名稱：機器人型鋼切割與劃線生產系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種型鋼切割與劃線生產系統，特別是一種機器人型鋼切割與劃線生產系統，屬于機器人工程領域。
背景技術：
型鋼在很多的鋼結構制造中大量使用，特別是造船工業中，各種種類的型鋼，如扁鋼、角鋼、等邊角鋼、球扁鋼等，是船舶結構中的主要材料之一。在構成船舶結構時，型鋼都要留有按設計位置所規定的各種類型孔道，以便與其他相應結構連接，構成一定的功能作用。另外，型鋼在船舶結構中不僅起著支撐作用，還必須與相鄰構件組合在一起，這就需要型鋼在安裝前，必須要在其表面劃出按設計所需的工作線作為標志線，以便相鄰構件與之組合。眾所周知，船舶結構有大有小，船形千變萬化。因此，型鋼的長短、大小、坡口形式、孔道種類以及位置布置、工作線位置布置等都是不同的設計。以往生產過程是，設計人員按設計劃好作業圖，由技術人員按1∶1比例放樣，再由操作人員人工在型鋼上按照放樣依次作切割與劃線工作。這種方式缺點很明顯，生產效率低，放樣精度低，孔道之間位置精度差，操作人員的勞動衛生條件惡劣。因此，這種生產過程已不適應目前的精度造船與快節奏造船的國際化制造趨勢。機器人或多軸機械手用于型鋼切割與劃線技術已經是該領域發展應用的主要技術。
《中外船舶科技》1996年第1期P1-5頁“型鋼自動加工系統的開發”一文中介紹了一種國外典型的機器人型鋼加工生產線。該系統配置有一臺型鋼輸送鏈和兩條機器人加工生產線。每條線上配有火焰切割機器人、等離子弧切割機器人以及劃線印字機器人。機器人固定不動，只能在機器人的回轉工作半徑內完成型鋼上所需的切割與劃線工作。型鋼從輸送鏈上以電動傳輸方式輸送到機器人工作位置，為了不使加工中的熱變形以及型鋼原料固有的變形影響切割精度，在機器人工位的前后各配有一套夾持裝置夾住型鋼。該系統夾持型鋼的有效距離為600毫米，待該600毫米段的切割與劃線工作完成后，夾持裝置松開，恢復原位，型鋼被向前送進600mm，夾持裝置再夾持住型鋼，如此周而復始，直至整根型鋼所有切割與劃線工作完成。如果一根型鋼長12米，則上述操作(夾持、前送、切割與劃線)過程需間斷進行20次。這種技術需大量非切割與劃線的預準備工作與時間并且型鋼機器人加工系統必須有型鋼搬運、夾持、定位以及移動距離的精密測量等裝置，因為型鋼標準長度在12M以上，所以該系統的輔助工裝多、占地面積大，資金一次性投入高。采用夾持型鋼，逐段劃線切割加工方式，機器人工位加工輔助時間長。

發明內容
本發明的目的在于克服現有技術中的不足，提供一種機器人型鋼切割與劃線生產系統，以克服輔助時間長，占地面積大等缺點。
本發明是通過以下技術方案實現的，本發明的生產系統包括型鋼、平臺，六軸機器人、軌道、工作臺，在工作臺的一側，安裝一個沿工作臺縱向的軌道，在軌道上設置一個可移動平臺，在平臺上設置六軸機器人，六軸機器人在其運行軌道上沿放置在工作臺上的型鋼的縱向方向可往復移動工作。
平臺的傳動機構由交流伺服電機加精密傳動部件構成。六軸機器人可在工作臺的一側移動進行工作。工作臺布置為縱向兩個工位，當一個工位處于切割與劃線工作時，另一個工位可進行型鋼輸入和輸出操作過程。
機器人型鋼切割與劃線生產系統的工作過程如下用起重設備將一根型鋼吊裝至本發明生產系統的工作臺的一個工位上，自由地放置在工作臺上。六軸機器人按人工鍵入的命令，或網絡傳輸，或軟盤輸入的命令，隨可移動平臺移至型鋼起始端，開始按指令的順序和參數進行該型鋼的切割與劃線工作。在六軸機器人進行切割與劃線工作的同時，用起重設備將另一根型鋼吊至工作臺的另一個工位上，機器人完成當前型鋼的切割與劃線工作后，自動移至另一工位進行另一個工位上的型鋼切割與劃線工作。如此循環往復地工作下去。
本發明具有實質性特點和顯著進步，六軸機器人可以保證全空間軌跡的運動，適合型鋼各種端頭、坡口、孔道的切割以及各種圖形的劃線。六軸機器人是可移動的，這樣可保證在布置時呈單側布置，節省占地面積并減少工件切割與劃線的預備時間。這種生產系統最大限度地利用了六軸機器人的柔性控制特點，又避免了復雜的非標準輔助裝置的設計與制造，所以，達到了低投資情況下的精度造船型鋼的生產問題。


圖1機器人型鋼切割與劃線生產系統俯視2機器人型鋼切割與劃線生產系統右視圖具體實施方式
如圖所示，本發明的生產系統包括六軸機器人1、工作臺3，在切割與劃線過程中，六軸機器人1在其運行軌道2上沿放在工作臺上的型鋼4縱向方向可移動往復工作。六軸機器人1在工作臺的一側移動進行工作。生產系統中的工作臺3布置為縱向兩個工位，一個工位處于切割與劃線工作時，另一個工位可進行型鋼4輸入和輸出操作過程。
工作臺3布置為左右工位，成直線形布置。在工作臺3的一側，通常在非人流或物流的一側，安裝一個沿工作臺3縱向的軌道2，軌道2上安裝一個可移動平臺5，一臺六軸機器人1放在平臺5上。這樣，驅動可移動平臺5，六軸機器人1就可沿工作臺3縱向往復移動。通常為保證六軸機器人1縱向移動的位置精度與重復精度，平臺5的傳動機構由交流伺服電機加精密傳動部件構成。六軸機器人1是可移動的。
權利要求
1.一種機器人型鋼切割與劃線生產系統，主要包括機器人(1)、軌道(2)、工作臺(3)、型鋼(4)、平臺(5)，其特征在于，所述機器人(1)是六軸機器人(1)，在工作臺(3)的一側，安裝一個沿工作臺(3)縱向的軌道(2)，在軌道(2)上設置一個可移動平臺(5)，在平臺(5)上設置六軸機器人(1)，六軸機器人(1)在其運行軌道(2)上沿放置在工作臺(3)上的型鋼(4)的縱向方向可往復移動工作。
2.根據權利要求1所述的這種機器人型鋼切割與劃線生產系統，其特征是，平臺(5)的傳動機構由交流伺服電機加精密傳動部件構成。
3.根據權利要求1所述的這種機器人型鋼切割與劃線生產系統，其特征是，六軸機器人(1)可在工作臺(3)的一側移動進行工作。
4.根據權利要求1所述的這種機器人型鋼切割與劃線生產系統，其特征是，工作臺(3)布置為縱向兩個工位，當一個工位處于切割與劃線工作時，另一個工位可進行型鋼輸入和輸出操作過程。
全文摘要
一種機器人型鋼切割與劃線生產系統屬于機器人工程領域，主要包括切割電源、劃線電源、型鋼、平臺、六軸機器人、軌道、工作臺，在工作臺的一側，安裝一個沿工作臺縱向的軌道，在軌道上設置一個可移動平臺，在平臺上設置六軸機器人，六軸機器人在其運行軌道上沿放置在工作臺上的型鋼的縱向方向可往復移動工作。這種生產系統最大限度地利用了六軸機器人的柔性控制特點，又避免了復雜的非標準輔助裝置的設計與制造，所以，達到了低投資情況下的精度造船型鋼的生產問題。
文檔編號B25J9/00GK1415458SQ0215107
公開日2003年5月7日 申請日期2002年12月5日 優先權日2002年12月5日
發明者姚舜, 高雪官, 楊君仁, 吳毅雄, 王海谷, 閔觀榮 申請人:上海交通大學, 江南造船(集團)有限責任公司