一种新型焊接系统及其使用方法与流程

本发明涉及焊接，尤其涉及一种新型焊接系统及其使用方法。

背景技术：

1、近年来，风电行业发展迅速；在能源供应紧张和国家政策支持的背景下，中国的风电特别是风电设备制造业也发展迅速。风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。

2、目前市场上多家风力发电机组供应商的产品，在使用后均出现变桨转轴承齿面磨损严重问题，目前比较有效的方法就是更换轴承或使用人工对损坏齿面进行加工增材。但是，容易会产生以下问题：

3、1、更换轴承带来高昂的更换成本且条件限制较多。

4、2、使用人工对损坏齿面进行加工增材，不但对人工技术要求高，且效率低，危险系数高，很难保证变桨轴承在机组剩余全寿命周期能满足运行要求。

5、因此，需要针对风力发电机变桨转轴承齿面开发新的修复焊接系统。

技术实现思路

1、发明目的：针对现有技术的不足与缺陷，本发明提供一种新型焊接系统及其使用方法，针对风力发电机变桨转轴承齿面特异性开发，设备轻便，方便携带，适合高危狭小空间作业，完成风力发电机变桨转轴承表面的自动增材。

2、技术方案：本发明的一种新型焊接系统，其特征在于：包括设置在柔性工装台上的智能协作机械手臂，智能协作机械手臂端部与焊枪连接，焊枪设有激光传感器与焊枪电缆，焊枪与焊接电源、送丝机连接；所述柔性工装台包括环形的齿轮，齿轮的横梁支架一与横梁支架二之间设有电池，横梁支架一与横梁支架二之间的固定架一与固定架二上通过平台转接板对柔性平台进行固定。

3、其中，所述的智能协作机械手臂底部设有若干个螺栓孔，智能协作机械手臂通过穿过螺栓孔的螺栓与柔性平台连接；所述智能协作机械手臂设有若干个实时数据端口，通过实时数据端口连接实时获取机器人当前数据或发送脚本进行实时控制，无需编写机器人端程序。

4、其中，所述的智能协作机械手臂为优傲协作机器人ur10，协作操作≥15种先进的可调安全功能，包括手肘检测。智能协作机械手臂自身重量≤21kg，占地面积≤150mm2，工具端最大速度3m/s，负重≥10kg。

5、其中，所述的焊枪为推拉丝马达焊枪，焊枪通过夹持防碰撞器与智能协作机械手臂进行固定连接；所述焊枪上设有焊枪电缆，焊枪上的电缆、进出口水管与焊接电源进行连接，送丝管与送丝机进行连接；所述焊枪上设有激光传感器，激光传感器外壳上设有的螺丝孔与焊枪进行固定连接。

6、其中，所述的激光传感器工作距离为500mm±250mm，单帧深度图最小采集时间为50ms，传输时延迟50ms；所述激光传感器通过视觉配合智能协作机械手臂实现自动堆焊路径规划，视觉测量出斜面尺寸，根据焊缝宽度自动计算出焊接次数。

7、其中，所述的齿轮通过齿面与外部驱动机构连接，齿轮上设有若干个螺纹孔，横梁支架一、横梁支架二通过穿过螺纹孔的螺杆与齿轮进行固定连接；所述固定架一、固定架二上设有螺栓孔，通过穿过螺栓孔的螺杆与横梁支架一、横梁支架二进行连接固定。齿轮后面设有电池，通过电池对桨叶片进行供电。

8、其中，所述的柔性平台背板上设有若干个螺栓孔，并通过穿过螺栓孔的螺杆与横梁支架一、横梁支架二进行固定连接。

9、其中，所述的焊接电源为fronius tps 320i逆变焊接电源，焊接电流范围3a-350a，工作电压14.2v-30.0v；所述焊接电源设有触摸显示屏及调节旋钮，焊接电源上设有7寸彩色800×480像素高清电阻触摸显示屏幕及“拧-压”调节器旋钮。方便操作者带了手套也能调取、操作各项功能及参数。

10、其中，所述的送丝机为wf 25i r 4rgwfsc外置送丝机，送丝机通过焊接电源顶部的转接板进行固定连接。

11、一种新型焊接系统的使用方法，其特征在于：包括下述步骤：

12、1)在焊接电源上设置转接板，并通过螺丝将送丝机进行固定连接；

13、2)横梁支架一、横梁支架二通过螺杆与齿轮进行固定连接；固定架一、固定架二上设有螺栓孔，并通过螺杆与横梁支架一、横梁支架二进行连接固定；

14、3)柔性平台背板设有若干个螺栓孔，通过螺杆与横梁支架一、横梁支架二进行固定连接；

15、4)智能协作机械手臂底座上设有4个螺栓孔，水平放置柔性平台上后用螺杆进行固定；

16、5)焊枪为推拉丝马达焊枪，并通过夹持防碰撞器与智能协作机械手臂的端部轴进行固定连接；

17、6)焊枪上设有焊枪电缆，焊枪上的电缆、进出口水管与焊接电源进行连接，送丝管与送丝机进行连接；

18、7)焊枪上设有激光传感器，并通过激光传感器外壳上设有的螺丝孔，与焊枪进行固定连接；以此开始焊接操作。

19、有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下显著优点：本发明采用智能协作机械手臂与mig熔覆技术结合，利用智能机械方式作业标准、精度高、机械智能化技术、适合高危狭小空间作业等优点，完成风力发电机变桨转轴承表面的自动增材。本发明结合视觉算法，优化专用程序，解决智能手臂在轮毂内变基点工作问题。本发明的智能协作机械手臂，自身重量≤21kg，占地面积≤150mm2，负重≥10kg。设备轻便，方便携带，适合高危狭小空间作业。

技术特征：

1.一种新型焊接系统，其特征在于：包括设置在柔性工装台上的智能协作机械手臂(1)，智能协作机械手臂(1)端部与焊枪(2)连接，焊枪(2)设有激光传感器(3)与焊枪电缆(8)，焊枪(2)与焊接电源(13)、送丝机(14)连接；所述柔性工装台包括环形的齿轮(4)，齿轮(4)的横梁支架一(5)与横梁支架二(6)之间设有电池(7)，横梁支架一(5)与横梁支架二(6)之间的固定架一(11)与固定架二(12)上通过平台转接板(16)对柔性平台(10)进行固定。

2.根据权利要求1所述的新型焊接系统，其特征在于：所述的智能协作机械手臂(1)底部设有若干个螺栓孔(15)，智能协作机械手臂(1)通过穿过螺栓孔(15)的螺栓与柔性平台(10)连接；所述智能协作机械手臂(1)设有若干个实时数据端口，通过实时数据端口连接实时获取机器人当前数据或发送脚本进行实时控制。

3.根据权利要求1所述的新型焊接系统，其特征在于：所述的智能协作机械手臂(1)为优傲协作机器人ur10，智能协作机械手臂(1)自身重量≤21kg，占地面积≤150mm2，工具端最大速度3m/s，负重≥10kg。

4.根据权利要求1所述的新型焊接系统，其特征在于：所述的焊枪(2)为推拉丝马达焊枪，焊枪(2)通过夹持防碰撞器与智能协作机械手臂(1)进行固定连接；所述焊枪(2)上设有焊枪电缆(8)，焊枪(2)上的电缆、进出口水管与焊接电源(13)进行连接，送丝管与送丝机(14)进行连接；所述焊枪(2)上设有激光传感器(3)，激光传感器(3)外壳上设有的螺丝孔与焊枪(2)进行固定连接。

5.根据权利要求1所述的新型焊接系统，其特征在于：所述的激光传感器(3)工作距离为500mm±250mm，单帧深度图最小采集时间为50ms，传输时延迟50ms；所述激光传感器(3)通过视觉配合智能协作机械手臂(1)实现自动堆焊路径规划，视觉测量出斜面尺寸，根据焊缝宽度自动计算出焊接次数。

6.根据权利要求1所述的新型焊接系统，其特征在于：所述的齿轮(4)通过齿面(9)与外部驱动机构连接，齿轮(4)上设有若干个螺纹孔，横梁支架一(5)、横梁支架二(6)通过穿过螺纹孔的螺杆与齿轮(4)进行固定连接；所述固定架一(11)、固定架二(12)上设有螺栓孔，通过穿过螺栓孔的螺杆与横梁支架一(5)、横梁支架二(6)进行连接固定。

7.根据权利要求6所述的新型焊接系统，其特征在于：所述的柔性平台(10)背板上设有若干个螺栓孔，并通过穿过螺栓孔的螺杆与横梁支架一(5)、横梁支架二(6)进行固定连接。

8.根据权利要求1所述的新型焊接系统，其特征在于：所述的焊接电源(13)为froniustps 320i逆变焊接电源，焊接电流范围3a-350a，工作电压14.2v-30.0v；所述焊接电源(13)设有触摸显示屏及调节旋钮。

9.根据权利要求1所述的新型焊接系统，其特征在于：所述的送丝机(14)为wf 25i r4rgwfsc外置送丝机，送丝机(14)通过焊接电源(13)顶部的转接板进行固定连接。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的新型焊接系统的使用方法，其特征在于：包括下述步骤：

技术总结
本发明公开了一种新型焊接系统，包括设置在柔性工装台上的智能协作机械手臂，智能协作机械手臂端部与焊枪连接，焊枪设有激光传感器与焊枪电缆，焊枪与焊接电源、送丝机连接；所述柔性工装台包括环形的齿轮，齿轮的横梁支架一与横梁支架二之间设有电池，横梁支架一与横梁支架二之间的固定架一与固定架二上通过平台转接板对柔性平台进行固定。同时公开了该焊接系统的使用方法。本发明针对风力发电机变桨转轴承齿面特异性开发，设备轻便，方便携带，适合高危狭小空间作业，完成风力发电机变桨转轴承表面的自动增材。

技术研发人员：李香祺,张玉证,石少坚,孙骞,杨献盛,张化进
受保护的技术使用者：福尼斯（南京）表面工程技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14