一种网架连杆自动焊接生产系统的钢管上下线单元技术方案

本发明专利技术公开了一种网架连杆自动焊接生产系统的钢管上下线单元，设置在自动焊接单元四周范围内的设定位置，包括钢管工件托架、钢管上下线抓取码放机械臂和钢管上下线电控装置。本发明专利技术对钢管工件进行抓取作业时，钢管上下线控制器根据模式识别传感器反馈的钢管工件的端面位置信息与内置的标准钢管工件的端面位置信息进行对比、并计算偏移量，然后钢管上下线控制器根据计算的偏移量对钢管上下线抓取码放机械手的位置进行调整，自动化程度较高，能够实现准确将未焊接封板或锥头工件的钢管工件抓取并码放在焊接工作平台上、准确将已焊接封板或锥头工件的钢管工件抓取并码放在钢管工件托架上，特别适用于网架连杆自动焊接生产系统。

A steel pipe up and down line unit for the automatic welding production system of grid frame connecting rod

The invention discloses a steel pipe up and down line unit of an automatic welding production system of grid frame connecting rod, which is arranged at a set position within the range around the automatic welding unit, including a steel pipe workpiece bracket, a steel pipe up and down line grabbing and stacking mechanical arm, and a steel pipe up and down line electric control device. When the steel pipe workpiece is grabbed by the invention, the steel pipe up and down line controller compares the end position information of the steel pipe workpiece fed back by the pattern recognition sensor with the end position information of the built-in standard steel pipe workpiece, and calculates the offset, and then the steel pipe up and down line controller adjusts the position of the steel pipe up and down line grabbing and stacking manipulator according to the calculated offset It has a high degree of mobility, which can accurately grab and stack the steel pipe workpieces without welding sealing plate or cone head workpieces on the welding working platform, and accurately grab and stack the steel pipe workpieces with welding sealing plate or cone head workpieces on the steel pipe workpieces bracket, especially suitable for the automatic welding production system of grid link.

【技术实现步骤摘要】
一种网架连杆自动焊接生产系统的钢管上下线单元
本专利技术涉及一种自动焊接系统的上下线单元，具体是一种适用于对网架连杆工件进行自动焊接的生产系统的钢管上下线单元，属于网架连杆制造

技术介绍
网架结构是由多根网架连杆按一定的网格形式通过节点连接而构成大跨度覆盖的空间结构，网架结构具有整体性好、空间刚度大、结构稳定的优点，不仅自身重量轻、现场施工工作量小、建设速度快，而且网架结构高度小、可有效利用空间，因此广泛应用于建筑行业。用钢材制作的网架结构节点主要有十字板节点、焊接空心球节点及螺栓球节点三种形式。通过螺栓球节点和网架连杆构成的网架结构具有适应性强、不产生附加的节点偏心、可避免大量的现场焊接工作量、运输安装方便等优点，因此广泛应用于各类空间杆系结构。针对螺栓球节点的网架连杆通常包括钢管管体、对称焊接在钢管管体两端的封板(钢管管体直径＜76mm)或锥头(钢管管体直径≥76mm)、以及内置在钢管管体内部的螺栓。封板或锥头的中心位置均设有可以允许螺栓的螺纹段伸出的通孔，与螺栓球节点进行连接安装时，在伸出封板或锥头的螺栓螺纹段上套上长形六角套筒(或称长形六角无纹螺母)，并以销子或紧固螺钉将螺栓与长形六角套筒连在一起，直接拧动长形六角套筒，通过销钉或紧固螺钉带动螺栓转动，从而使螺栓旋入球体，直至螺栓的螺栓头与封板或锥头的内侧面贴紧即完成安装。现有的钢管管体与封板或锥头的焊接工序通常是采用人工焊接的方式，即，先将封板或锥头预点焊在钢管管体上、然后再进行环形焊缝的焊接。这种传统的人工焊接的方式存在以下缺陷：1.虽然预点焊可以采用工装定位的方式进行，但人工操作的方式依然会存在点焊偏差，无法准确保证封板或锥头的通孔与钢管管体的同轴，进而会影响产品质量，易造成安装偏心、网架连杆存在偏载受力等后续的安装问题；2.虽然在预点焊的基础上再进行焊接，但环形焊缝的焊接，即使采用工装辅助旋转进行焊接的方式，人工焊接也通常难以保证焊缝的均匀性，进而无法对焊接变形进行有效控制；3.人工操作的方式对人员的技能及熟练程度要求较高，环形焊缝焊接过程中难免会发生焊接间断，更加剧了发生焊接变形的程度，且操作人员的情绪等人为因素对焊接质量也存在影响。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供一种网架连杆自动焊接生产系统的钢管上下线单元，自动化程度较高，能够实现准确将未焊接封板或锥头工件的钢管工件抓取并码放在焊接工作平台上、准确将已焊接封板或锥头工件的钢管工件抓取并码放在钢管工件托架上，特别适用于网架连杆自动焊接生产系统。为了实现上述目的，本网架连杆自动焊接生产系统的钢管上下线单元设置在自动焊接单元四周范围内的设定位置，钢管上下线单元包括钢管工件托架、钢管上下线抓取码放机械臂和钢管上下线电控装置；数量设置为至少两件的钢管工件托架分别设置在钢管上下线抓取码放机械臂工作范围内的设定钢管上线工作区域和钢管下线工作区域内；钢管上下线抓取码放机械臂的末节上安装有钢管上下线抓取码放机械手，钢管上下线抓取码放机械臂至少包括可控制钢管上下线抓取码放机械手沿左右方向坐标移动的X坐标驱动总成、可控制钢管上下线抓取码放机械手沿前后方向坐标移动的Y坐标驱动总成和可控制钢管上下线抓取码放机械手沿竖直方向上下坐标移动的Z坐标驱动总成，钢管上下线抓取码放机械手对应钢管工件的两端对置设置为两件，钢管上下线抓取码放机械手底部设有沿左右方向伸出设置的托载机械指以及托载机械指控制机构，托载机械指上还设有定位夹持面，钢管上下线抓取码放机械手上还设有距离传感器和模式识别传感器；钢管上下线电控装置包括钢管上下线控制器，钢管上下线控制器分别与钢管上下线抓取码放机械臂的坐标驱动总成、钢管上下线抓取码放机械手的距离传感器、模式识别传感器、托载机械指控制机构电连接，钢管上下线控制器与网架连杆自动焊接生产系统集中电控单元的中央控制器电连接；对未焊接封板或锥头工件的钢管工件进行抓取作业时，钢管上下线控制器根据模式识别传感器反馈的钢管工件的端面位置信息与内置的标准钢管工件的端面位置信息进行对比、并计算偏移量，然后钢管上下线控制器根据计算的偏移量对钢管上下线抓取码放机械手的位置进行调整；对已焊接封板或锥头工件的钢管工件进行抓取作业时，钢管上下线控制器根据模式识别传感器反馈的钢管工件端部的封板或锥头工件的位置信息与内置的标准封板或锥头工件的位置信息进行对比、并计算偏移量，然后钢管上下线控制器根据计算的偏移量对钢管上下线抓取码放机械手的位置进行调整。作为本专利技术的进一步改进方案，托载机械指的定位夹持面对应钢管工件的端面上设有压力传感器，压力传感器与钢管上下线控制器电连接；对未焊接的钢管工件进行抓取作业时，两件钢管上下线抓取码放机械手的托载机械指同步动作对钢管工件进行夹持时，当压力传感器反馈夹实信号时，钢管上下线控制器将两件定位夹持面之间的间距尺寸与内置的标准钢管工件的长度尺寸进行对比并记录偏差值、然后输出至中央控制器，然后钢管上下线控制器控制钢管上下线抓取码放机械臂动作使抓取着钢管工件的钢管上下线抓取码放机械手坐标移动至焊接工作平台正上方的设定位置，使实际钢管工件的中分线与标准钢管工件的中分线共线设置。作为本专利技术的一种实施方式，托载机械指是直销结构，直销结构中部设有定位夹持大径段，定位夹持面是定位夹持大径段面向钢管工件的端面，托载机械指控制机构是可控制直销结构的托载机械指进行轴向伸缩的伸缩控制机构。作为本专利技术的另一种实施方式，托载机械指是顶部铰接连接于钢管上下线抓取码放机械臂末节的钩状摆臂结构，定位夹持面设置在钩状摆臂结构的弯钩中部，托载机械指控制机构是可控制钩状摆臂结构的托载机械指沿其铰接点进行摆动的摆动控制机构。作为本专利技术的优选方案，钢管上下线抓取码放机械臂是门架机械臂结构，且两件钢管上下线抓取码放机械手共用同一个门架机械臂。与现有技术相比，本网架连杆自动焊接生产系统的钢管上下线单元是采用微电脑控制的单元，可实现完全自动化操作；由于钢管上下线抓取码放机械手上设有距离传感器和模式识别传感器，因此抓取作业时，钢管上下线控制器可根据模式识别传感器的反馈计算偏移量，然后钢管上下线控制器根据计算的偏移量对钢管上下线抓取码放机械手的位置进行调整，从而可实现准确将未焊接封板或锥头工件的钢管工件抓取并码放在焊接工作平台上、准确将已焊接封板或锥头工件的钢管工件抓取并码放在钢管工件托架上；由于托载机械指的定位夹持面对应钢管工件的端面上设有压力传感器，因此对未焊接的钢管工件进行抓取作业时，两件钢管上下线抓取码放机械手的托载机械指同步动作对钢管工件进行夹持时，当压力传感器反馈夹实信号时，钢管上下线控制器将两件定位夹持面之间的间距尺寸与内置的标准钢管工件的长度尺寸进行对比并记录偏差值、然后输出至中央控制器，然后钢管上下线控制器控制钢管上下线抓取码放机械臂动作使抓取着钢管工件的钢管上下线抓取码放机械手坐标移动至焊接工作平台正上方的设定位置、使实际钢管工件的中分线与标准钢管工件的中分线共线设置，中央控制器即可在后续的焊接封板或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种网架连杆自动焊接生产系统的钢管上下线单元，其特征在于，钢管上下线单元(1)设置在自动焊接单元(2)四周范围内的设定位置，钢管上下线单元(1)包括钢管工件托架(11)、钢管上下线抓取码放机械臂(12)和钢管上下线电控装置；/n数量设置为至少两件的钢管工件托架(11)分别设置在钢管上下线抓取码放机械臂(12)工作范围内的设定钢管上线工作区域和钢管下线工作区域内；/n钢管上下线抓取码放机械臂(12)的末节上安装有钢管上下线抓取码放机械手(13)，钢管上下线抓取码放机械臂(12)至少包括可控制钢管上下线抓取码放机械手(13)沿左右方向坐标移动的X坐标驱动总成、可控制钢管上下线抓取码放机械手(13)沿前后方向坐标移动的Y坐标驱动总成和可控制钢管上下线抓取码放机械手(13)沿竖直方向上下坐标移动的Z坐标驱动总成，钢管上下线抓取码放机械手(13)对应钢管工件(6)的两端对置设置为两件，钢管上下线抓取码放机械手(13)底部设有沿左右方向伸出设置的托载机械指(131)以及托载机械指控制机构(132)，托载机械指(131)上还设有定位夹持面，钢管上下线抓取码放机械手(13)上还设有距离传感器和模式识别传感器；/n钢管上下线电控装置包括钢管上下线控制器，钢管上下线控制器分别与钢管上下线抓取码放机械臂(12)的坐标驱动总成、钢管上下线抓取码放机械手(13)的距离传感器、模式识别传感器、托载机械指控制机构(132)电连接，钢管上下线控制器与网架连杆自动焊接生产系统集中电控单元的中央控制器电连接；/n对未焊接封板或锥头工件(7)的钢管工件(6)进行抓取作业时，钢管上下线控制器根据模式识别传感器反馈的钢管工件(6)的端面位置信息与内置的标准钢管工件(6)的端面位置信息进行对比、并计算偏移量，然后钢管上下线控制器根据计算的偏移量对钢管上下线抓取码放机械手(13)的位置进行调整；对已焊接封板或锥头工件(7)的钢管工件(6)进行抓取作业时，钢管上下线控制器根据模式识别传感器反馈的钢管工件(6)端部的封板或锥头工件(7)的位置信息与内置的标准封板或锥头工件(7)的位置信息进行对比、并计算偏移量，然后钢管上下线控制器根据计算的偏移量对钢管上下线抓取码放机械手(13)的位置进行调整。/n...

【技术特征摘要】
1.一种网架连杆自动焊接生产系统的钢管上下线单元，其特征在于，钢管上下线单元(1)设置在自动焊接单元(2)四周范围内的设定位置，钢管上下线单元(1)包括钢管工件托架(11)、钢管上下线抓取码放机械臂(12)和钢管上下线电控装置；
数量设置为至少两件的钢管工件托架(11)分别设置在钢管上下线抓取码放机械臂(12)工作范围内的设定钢管上线工作区域和钢管下线工作区域内；
钢管上下线抓取码放机械臂(12)的末节上安装有钢管上下线抓取码放机械手(13)，钢管上下线抓取码放机械臂(12)至少包括可控制钢管上下线抓取码放机械手(13)沿左右方向坐标移动的X坐标驱动总成、可控制钢管上下线抓取码放机械手(13)沿前后方向坐标移动的Y坐标驱动总成和可控制钢管上下线抓取码放机械手(13)沿竖直方向上下坐标移动的Z坐标驱动总成，钢管上下线抓取码放机械手(13)对应钢管工件(6)的两端对置设置为两件，钢管上下线抓取码放机械手(13)底部设有沿左右方向伸出设置的托载机械指(131)以及托载机械指控制机构(132)，托载机械指(131)上还设有定位夹持面，钢管上下线抓取码放机械手(13)上还设有距离传感器和模式识别传感器；
钢管上下线电控装置包括钢管上下线控制器，钢管上下线控制器分别与钢管上下线抓取码放机械臂(12)的坐标驱动总成、钢管上下线抓取码放机械手(13)的距离传感器、模式识别传感器、托载机械指控制机构(132)电连接，钢管上下线控制器与网架连杆自动焊接生产系统集中电控单元的中央控制器电连接；
对未焊接封板或锥头工件(7)的钢管工件(6)进行抓取作业时，钢管上下线控制器根据模式识别传感器反馈的钢管工件(6)的端面位置信息与内置的标准钢管工件(6)的端面位置信息进行对比、并计算偏移量，然后钢管上下线控制器根据计算的偏移量对钢管上下线抓取码放机械手(13)的位置进行调整；对已焊接封板或锥头工件(7)的钢管工件(6)进行抓取作业时，钢管上下线控制器根据模式识别传感器反馈的钢管工件(6)端部的封板或锥头工件(7)的位置信息与内置...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝新浦，
申请(专利权)人：徐州德坤电气科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32