一种多立柱机器人增材装置的制作方法

1.本实用新型属于金属电弧增材制造领域，具体涉及一种多立柱机器人增材装置。


背景技术：

2.电弧增材制造是通过电弧熔化丝材并在逐层堆积金属实现工件的成型的制造方法。传统电弧增材步骤通常是通过切片软件对构件的三维模型进行整体切片和路径规划，输出程序到焊接机器人示教器进行增材作业。由于焊接机器人本体的工作区域有限，单台机器人的工作效率也有限。使得单一的机器人电弧增材方法无法制造超大构件。因此一种可用于超大金属构件的多机器人协同增材的平台和增材方法的开发很有必要。
3.申请号为cn201811619733.8的专利公开了一种可用于大尺寸零件制造的电弧增材方法，该设备在一个可旋转的转动台上进行零件的增材，通过可旋转的转动台旋转构件，扩大了机器人的工作范围。但该方法可增材构件的尺寸范围扩大有限，且增材工作依靠一台机器人进行，效率低下。
4.申请号为cn202010043830.8的专利公开了一种超大金属构件多机器人协同增材平台及增材方法，该设备适用性强，可增材大型构件，但包含复杂的x轴地轨、y轴横梁、z轴立柱，设备庞大，控制系统复杂。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种多立柱机器人增材装置，设备更加的简单可靠，并且增加了立柱旋转平台，可以实现增材机器人x方向以及旋转运动。
6.实现本实用新型目的提供技术方案如下：
7.一种多立柱机器人增材装置，包括
8.旋转平台，旋转平台固定于地面，为环形结构；设有多个x轴行走装置固定于旋转平台上，x轴行走装置呈平均水平分布于环形旋转平台四周，行走方向指向环形旋转平台的圆心，相邻的x轴行走装置之间的夹角相等；
9.设置多个悬臂升降立柱，固定于x轴行走装置上，可沿x轴行走装置的地轨方向水平移动，悬臂升降立柱上均设有一个z轴运动装置；
10.设置多个增材机器人，固定于z轴运动装置之上，可实现在悬臂升降立柱上下运动；设置plc多机器人时序协调系统控制增材机器人焊接时序，并控制x轴行走装置水平移动，控制z轴运动装置升降，控制旋转平台旋转；设置工控机与plc多机器人时序协调系统相连并控制plc多机器人时序协调系统，驱动x轴，z轴、旋转平台上的电机；所述工控机与增材机器人相连，通过增材软件控制增材机器人进行增材作业；设置工件平台用于承载增材构件，且工作平台固定于旋转平台中央环形空缺的位置。
11.进一步的，x轴行走装置采用双地轨形式，通过外部轴电机驱动，有效行程2000mm；地轨采用直线导轨实现导向，通过精密减速机和齿轮齿条实现驱动。x轴行走装置的数量为4个。
12.进一步的，z轴运动装置采用直线导轨实现导向，通过外部轴电机带动齿轮实现驱动。悬臂升降立柱的数量为4个，z轴运动装置的数量为4个。
13.进一步的，悬臂升降立柱中包括温度控制系统，采用氧乙炔或天然气为加热源，通过额外单独的伺服驱动机构上升下降，实现多位置的工件温度控制功能。
14.进一步的，旋转平台为环形结构，内有环形的滑轨，可围绕中心进行水平旋转。
15.进一步的，旋转平台为圆形结构，其圆心与x轴行走装置行走方向的交汇点重合，位于工件平台的下方，内有园形的滑轨，仅带动工件平台围绕中心进行水平旋转。
16.进一步的，增材机器人的个数为4个，每个增材机器人均能够独立控制。
17.进一步的，工控机能够三维建模，分层设计，并设有用于增材机器人行走路径规划的增材软件。
18.进一步的，相邻的x轴行走装置之间的夹角90
°
。
19.本实用新型相对于现有技术相比具有如下显著优点：
20.1、本实用新型的适用于z轴较长的柱状、轴类构件的高效增材，尤其适用于长宽高比例接近1：1：2的大型构件的增材。
21.2、本实用新型采用立柱旋转平台，可使增材机器人增材系统，围绕增材构件进行旋转，增加了增材机器人的工作范围。
附图说明
22.图1是多立柱增材机器人装置的俯视图。
23.图2是多立柱增材机器人装置的剖面图。
24.其中：悬臂升降立柱一11、悬臂升降立柱二12、悬臂升降立柱三13、悬臂升降立柱四14、x轴行走地轨一21、x轴行走地轨二22、x轴行走地轨三23、x轴行走地轨四24、立柱旋转平台5、增材机器人一61、增材机器人二62、增材机器人三63、增材机器人四64、工控机7、plc多机器人时序协调系统8、z轴运动装置一91、z轴运动装置二92、z轴运动装置三93、z轴运动装置四94、工件平台10。
具体实施方式
25.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：
26.如图1和图2所示，该装置包括含悬臂升降立柱一11、悬臂升降立柱二12、悬臂升降立柱四13、悬臂升降立柱四14、x轴行走地轨一21、x轴行走地轨二22、x轴行走地轨三23、x轴行走地轨四24、立柱旋转平台5、增材机器人一61、增材机器人二62、增材机器人三63、增材机器人四64、工控机7、plc多机器人时序协调系统8、z轴运动装置一91、z轴运动装置二92、z轴运动装置三93、z轴运动装置四94、工件平台10。
27.上述装置中，立柱旋转平台5为环形结构，内有环形的滑轨，可围绕中心进行水平旋转，x轴行走地轨一21、x轴行走地轨二22、x轴行走地轨三23、x轴行走地轨四24固定于立柱旋转平台5上，x轴行走地轨一21、x轴行走地轨二22、x轴行走地轨三23、x轴行走地轨四24呈“十”字水平分布于立柱旋转平台四周，相邻的x轴行走装置之间的夹角为90度。悬臂升降立柱一11，固定于x轴行走地轨一21上，可沿地轨方向水平移动，悬臂升降立柱一11上设置一个z轴运动装置一91；悬臂升降立柱二12，固定于x轴行走地轨二22上，可沿地轨方向水平
移动，悬臂升降立柱二12还设置一个z轴运动装置二92；悬臂升降立柱三13，固定于x轴行走地轨三23上，可沿地轨方向水平移动，悬臂升降立柱还设置一个z轴运动装置三93；悬臂升降立柱四14，固定于x轴行走地轨四24上，可沿地轨方向水平移动，悬臂升降立柱14四还设置一个z轴运动装置四94；增材机器人一61、增材机器人二62、增材机器人三63、增材机器人四64，4台增材机器人分别固定于4根z轴运动装置一91、z轴运动装置二92、z轴运动装置三93、z轴运动装置四94之上，可实现在悬臂升降立柱上下运动。plc多机器人时序协调系统8控制四个增材机器人的增材时序，并控制x轴水平移动，控制z轴升降，控制立柱旋转平台旋转，以安全信号互锁；当不使用控制系统时，4个机器人可以独立控制；设有工控机7包括，能够进行三维建模，分层设计，增材机器人行走路径规划等增材软件，工控机7与plc多机器人时序协调系统8相连，通过增材软件控制plc多机器人时序协调系统8，驱动x轴，z轴、旋转平台上的电机。工控机7与机器人增材系统相连，通过增材软件控制机器人增材系统进行增材作业。工作平台10固定于立柱旋转平台5中央的位置，地面之上。
28.在增材作业开始时，工控机7控制plc多机器人时序协调系统8带动增材机器人到z轴的底部的工作平台10上，当工控机7的增材程序判定悬臂升降立柱需要进行x轴方向移动时，工控机7控制plc多机器人时序协调系统8通过x轴行走地轨带动悬臂升降立柱进行x轴位移。随着增材程序启动，增材机器人开始沿程序给出的运动轨迹进行增材，随着增材构件在z轴逐层堆积，当工控机7的增材程序判定增材机器人需要沿z轴上升时，工控机7控制plc多机器人时序协调系统8通过z轴运动装置带动增材机器人沿到z轴的更高位置进行增材；当工控机7的增材程序判定增材机器人需要沿z轴旋转到其他位置时，工控机7控制plc多机器人时序协调系统8通过立柱旋转平台5带动增材机器人旋转到对应位置进行增材。