本發明涉及自動化裝配領域，是一種用于風電設備裝配過程中大螺栓或大螺母的機器人自動把緊系統。

背景技術：

隨著大型風力發電行業發展迅速，產品規格越來越多，1.5M，2.0MW，2.5MW，3.0MW，5MW，6MW大型風機層出不窮，生產批量大，生產任務重，裝配人員技術能力、體能等各方面都面臨嚴峻考驗。

尤其在風電設備大螺栓，大螺母裝配工序，現有裝配工具對裝配工人體力要求特別高。目前，大型風電設備，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性工作，且危險性極高。一臺風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、產品質量不可控、生產效率低、安全系數低等問題解決。

技術實現要素：

為解決上述問題，本發明提出一種新的理念與結構，將六軸機器人、視覺系統、光電系統、液壓、氣動、伺服控制、自動化控制、網絡互連等先進技術相結合，形成一種大型風電設備大螺栓大螺母機器人自動把緊系統：

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4，伺服轉臺5，工件定位胎具6，控制系統，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、浮動導向桿16、激光測距儀17、液壓扳手18、工業相機19、扳手復位氣缸支架20、扳手復位氣缸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，用于調整和確定柔性浮動夾具1的距離位置；工業相機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，可沿浮動導向桿16伸縮運動；

所述六軸機器人2，為六軸關節機器人，用于安裝柔性浮動夾具1，協調工件與夾具之間的位置，把柔性浮動夾具1送到設定好的工作位置；

所述機器人行走機構4，包括導軌底座、直線導軌、齒輪齒條傳動系統、伺服電機及驅動器、滑動板、導軌防護等部件，用于安裝六軸關節機器人，并帶動機器人準確、快速移動，到達程序指定位置，擴大機器人操作范圍；

所述伺服轉臺5，主要包括轉臺支架、回轉支承、胎具安裝回轉臺面、伺服電機及驅動器、回轉臺鎖緊機構、回轉臺對位檢測機構、回轉臺回零機構等部件，用于安裝風電輪轂7的定位胎具，按照加工要求進行分度、鎖緊；

所述的輪轂7是風電的關鍵部件之一，是本系統的待處理工件；

所述工件定位胎具6，主要包括胎具體、定位機構、工件鎖緊機構、到位檢測機構等部件，用于風電輪轂7在伺服轉臺上的定位、夾緊；

所述控制系統，包括總控制系統9、機器人控制系統8、觸摸屏操作界面，用于控制各部組協調運轉，完成工藝要求指令，檢測設備各項參數，具有數據記錄，遠程監控與調試，網絡互連等功能；

所述安全護欄22，包括安全圍欄，安全光柵，圍欄門安全開關；設備周邊被安全圍欄所圍，斷開人員與設備間的直接接觸；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。

本發明優點：

1、代替人工，生產效率高，生產安全。

2、裝配質量可控，數據自動記錄，質量文件自動生成。

3、遠程監控與設備調試，控制系統配備網絡互連功能，管理人員，技術人員及系統設備調試人員不需在現場監控與調試。

附圖說明

圖1是本發明系統構成的三視效果圖。

圖2是本發明系統側視圖。

圖3是本發明系統俯視圖。

圖4是本發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4，伺服轉臺5，工件定位胎具6，控制系統，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、浮動導向桿16、激光測距儀17、液壓扳手18、工業相機19、扳手復位氣缸支架20、扳手復位氣缸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，用于調整和確定柔性浮動夾具1的距離位置；工業相機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，可沿浮動導向桿16伸縮運動；

所述六軸機器人2，為六軸關節機器人，用于安裝柔性浮動夾具1，協調工件與夾具之間的位置，把柔性浮動夾具1送到設定好的工作位置；

所述機器人行走機構4，包括導軌底座、直線導軌、齒輪齒條傳動系統、伺服電機及驅動器、滑動板、導軌防護等部件，用于安裝六軸關節機器人，并帶動機器人準確、快速移動，到達程序指定位置，擴大機器人操作范圍；

所述伺服轉臺5，主要包括轉臺支架、回轉支承、胎具安裝回轉臺面、伺服電機及驅動器、回轉臺鎖緊機構、回轉臺對位檢測機構、回轉臺回零機構等部件，用于安裝風電輪轂7的定位胎具，按照加工要求進行分度、鎖緊；

所述的輪轂7是風電的關鍵部件之一，是本系統的待處理工件；

所述工件定位胎具6，主要包括胎具體、定位機構、工件鎖緊機構、到位檢測機構等部件，用于風電輪轂7在伺服轉臺上的定位、夾緊；

所述控制系統，包括總控制系統9、機器人控制系統8、觸摸屏操作界面，用于控制各部組協調運轉，完成工藝要求指令，檢測設備各項參數，具有數據記錄，遠程監控與調試，網絡互連等功能；

所述安全護欄22，包括安全圍欄，安全光柵，圍欄門安全開關；設備周邊被安全圍欄所圍，斷開人員與設備間的直接接觸；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，機器人與伺服轉臺停止一切動作，保護操作者與工件安全。

系統工作過程如下：

工件準備：線下將回轉軸承安裝在輪轂7上，并裝入螺栓(不擰緊，但是基本到位)。設備開機，工件信息錄入。

人工上料：將輪轂7安裝到左側數控轉臺上。

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、按設定值擰緊螺栓、緩力抽出扳手、快進到下一個螺栓位置重復以上動作，兩六軸機器人對稱作業，螺栓擰緊三遍(可根據安裝工藝要求設定)，記錄螺栓點位及把合扭矩數據，生成檢查記錄文件。

數控轉臺動作：工件回轉對位，未把合螺栓面對準六軸機器人側，六軸機器人重復以上工作內容。

六軸機器人工位轉換：兩六軸機器人在機器人行走機構上移動到右側數控轉臺，配合數控轉臺完成同左側數控轉臺動作。同時左側數控轉臺可以人工下料。

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臺改為一個伺服轉臺，節約設備采購成本，便于生產量稍小的廠家選用。

實施方案四：在實施方案三的基礎上去掉一個六軸關節機器人，設備成本可進一步降低。

以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明披露的技術范圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。