专利名称：机器人型钢切割与划线生产系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种型钢切割与划线生产系统，特别是一种机器人型钢切割与划线生产系统，属于机器人工程领域。
背景技术：
型钢在很多的钢结构制造中大量使用，特别是造船工业中，各种种类的型钢，如扁钢、角钢、等边角钢、球扁钢等，是船舶结构中的主要材料之一。在构成船舶结构时，型钢都要留有按设计位置所规定的各种类型孔道，以便与其他相应结构连接，构成一定的功能作用。另外，型钢在船舶结构中不仅起着支撑作用，还必须与相邻构件组合在一起，这就需要型钢在安装前，必须要在其表面划出按设计所需的工作线作为标志线，以便相邻构件与之组合。众所周知，船舶结构有大有小，船形千变万化。因此，型钢的长短、大小、坡口形式、孔道种类以及位置布置、工作线位置布置等都是不同的设计。以往生产过程是，设计人员按设计划好作业图，由技术人员按1∶1比例放样，再由操作人员人工在型钢上按照放样依次作切割与划线工作。这种方式缺点很明显，生产效率低，放样精度低，孔道之间位置精度差，操作人员的劳动卫生条件恶劣。因此，这种生产过程已不适应目前的精度造船与快节奏造船的国际化制造趋势。机器人或多轴机械手用于型钢切割与划线技术已经是该领域发展应用的主要技术。
《中外船舶科技》1996年第1期P1-5页“型钢自动加工系统的开发”一文中介绍了一种国外典型的机器人型钢加工生产线。该系统配置有一台型钢输送链和两条机器人加工生产线。每条线上配有火焰切割机器人、等离子弧切割机器人以及划线印字机器人。机器人固定不动，只能在机器人的回转工作半径内完成型钢上所需的切割与划线工作。型钢从输送链上以电动传输方式输送到机器人工作位置，为了不使加工中的热变形以及型钢原料固有的变形影响切割精度，在机器人工位的前后各配有一套夹持装置夹住型钢。该系统夹持型钢的有效距离为600毫米，待该600毫米段的切割与划线工作完成后，夹持装置松开，恢复原位，型钢被向前送进600mm，夹持装置再夹持住型钢，如此周而复始，直至整根型钢所有切割与划线工作完成。如果一根型钢长12米，则上述操作(夹持、前送、切割与划线)过程需间断进行20次。这种技术需大量非切割与划线的预准备工作与时间并且型钢机器人加工系统必须有型钢搬运、夹持、定位以及移动距离的精密测量等装置，因为型钢标准长度在12M以上，所以该系统的辅助工装多、占地面积大，资金一次性投入高。采用夹持型钢，逐段划线切割加工方式，机器人工位加工辅助时间长。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种机器人型钢切割与划线生产系统，以克服辅助时间长，占地面积大等缺点。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明的生产系统包括型钢、平台，六轴机器人、轨道、工作台，在工作台的一侧，安装一个沿工作台纵向的轨道，在轨道上设置一个可移动平台，在平台上设置六轴机器人，六轴机器人在其运行轨道上沿放置在工作台上的型钢的纵向方向可往复移动工作。
平台的传动机构由交流伺服电机加精密传动部件构成。六轴机器人可在工作台的一侧移动进行工作。工作台布置为纵向两个工位，当一个工位处于切割与划线工作时，另一个工位可进行型钢输入和输出操作过程。
机器人型钢切割与划线生产系统的工作过程如下用起重设备将一根型钢吊装至本发明生产系统的工作台的一个工位上，自由地放置在工作台上。六轴机器人按人工键入的命令，或网络传输，或软盘输入的命令，随可移动平台移至型钢起始端，开始按指令的顺序和参数进行该型钢的切割与划线工作。在六轴机器人进行切割与划线工作的同时，用起重设备将另一根型钢吊至工作台的另一个工位上，机器人完成当前型钢的切割与划线工作后，自动移至另一工位进行另一个工位上的型钢切割与划线工作。如此循环往复地工作下去。
本发明具有实质性特点和显著进步，六轴机器人可以保证全空间轨迹的运动，适合型钢各种端头、坡口、孔道的切割以及各种图形的划线。六轴机器人是可移动的，这样可保证在布置时呈单侧布置，节省占地面积并减少工件切割与划线的预备时间。这种生产系统最大限度地利用了六轴机器人的柔性控制特点，又避免了复杂的非标准辅助装置的设计与制造，所以，达到了低投资情况下的精度造船型钢的生产问题。
图1机器人型钢切割与划线生产系统俯视2机器人型钢切割与划线生产系统右视图具体实施方式
如图所示，本发明的生产系统包括六轴机器人1、工作台3，在切割与划线过程中，六轴机器人1在其运行轨道2上沿放在工作台上的型钢4纵向方向可移动往复工作。六轴机器人1在工作台的一侧移动进行工作。生产系统中的工作台3布置为纵向两个工位，一个工位处于切割与划线工作时，另一个工位可进行型钢4输入和输出操作过程。
工作台3布置为左右工位，成直线形布置。在工作台3的一侧，通常在非人流或物流的一侧，安装一个沿工作台3纵向的轨道2，轨道2上安装一个可移动平台5，一台六轴机器人1放在平台5上。这样，驱动可移动平台5，六轴机器人1就可沿工作台3纵向往复移动。通常为保证六轴机器人1纵向移动的位置精度与重复精度，平台5的传动机构由交流伺服电机加精密传动部件构成。六轴机器人1是可移动的。
权利要求
1.一种机器人型钢切割与划线生产系统，主要包括机器人(1)、轨道(2)、工作台(3)、型钢(4)、平台(5)，其特征在于，所述机器人(1)是六轴机器人(1)，在工作台(3)的一侧，安装一个沿工作台(3)纵向的轨道(2)，在轨道(2)上设置一个可移动平台(5)，在平台(5)上设置六轴机器人(1)，六轴机器人(1)在其运行轨道(2)上沿放置在工作台(3)上的型钢(4)的纵向方向可往复移动工作。
2.根据权利要求1所述的这种机器人型钢切割与划线生产系统，其特征是，平台(5)的传动机构由交流伺服电机加精密传动部件构成。
3.根据权利要求1所述的这种机器人型钢切割与划线生产系统，其特征是，六轴机器人(1)可在工作台(3)的一侧移动进行工作。
4.根据权利要求1所述的这种机器人型钢切割与划线生产系统，其特征是，工作台(3)布置为纵向两个工位，当一个工位处于切割与划线工作时，另一个工位可进行型钢输入和输出操作过程。
全文摘要
一种机器人型钢切割与划线生产系统属于机器人工程领域，主要包括切割电源、划线电源、型钢、平台、六轴机器人、轨道、工作台，在工作台的一侧，安装一个沿工作台纵向的轨道，在轨道上设置一个可移动平台，在平台上设置六轴机器人，六轴机器人在其运行轨道上沿放置在工作台上的型钢的纵向方向可往复移动工作。这种生产系统最大限度地利用了六轴机器人的柔性控制特点，又避免了复杂的非标准辅助装置的设计与制造，所以，达到了低投资情况下的精度造船型钢的生产问题。
文档编号B25J9/00GK1415458SQ0215107
公开日2003年5月7日 申请日期2002年12月5日 优先权日2002年12月5日
发明者姚舜, 高雪官, 杨君仁, 吴毅雄, 王海谷, 闵观荣 申请人:上海交通大学, 江南造船(集团)有限责任公司