[發明專利]一種高鐵枕梁工藝孔用移載式雙機器人電弧3D打印工作站及其工作方法

在審

• 申請號: 202010529985.2
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN111702417A
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 李鵬一;吳曉;程遠;唐凱;董巍;胡冬雙;徐龍;徐楠華
• 申請（專利權）人: 南京英尼格瑪工業自動化技術有限公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;B23K9/04;B08B7/00
• 代理公司: 南京泰普專利代理事務所(普通合伙) 32360
• 代理人: 竇賢宇

1.一種高鐵枕梁工藝孔用移載式雙機器人電弧3D打印工作站，其特征是包括移栽工作站，以及設置在所述移栽工作站中間段一側的電弧增材工作站；所述電弧增材工作站集成逆向重構、電弧焊接、激光清洗三個工序。

2.根據權利要求1所述的一種高鐵枕梁工藝孔用移載式雙機器人電弧3D打印工作站，其特征在于：所述移栽工作站包括一條可雙向進給的移栽軌道，所述移栽軌道上設有枕梁固定座，枕梁的首尾以預定間隔定位夾緊在所述固定座上。

3.根據權利要求2所述的一種高鐵枕梁工藝孔用移載式雙機器人電弧3D打印工作站，其特征在于：每一塊枕梁都由多個下壓板壓合，所述下壓板壓合在所述枕梁的首、尾、以及避開枕梁工藝孔的中部多段。

4.根據權利要求2所述的一種高鐵枕梁工藝孔用移載式雙機器人電弧3D打印工作站，其特征在于：所述電弧增材工作站包括圍定指定工作區域的安全防護房，所述安全防護房位于移栽軌道的兩側開設有卷簾門，所述移栽軌道穿過所述卷簾門，所述安全防護房內位靠近所述卷簾門的位置分別設有機器人工具快換裝置，所述機器人工具快換裝置位于所述移栽軌道的一側，所述機器人工具快換裝置之間設有多個工業機器人。

5.根據權利要求1所述的一種高鐵枕梁工藝孔用移載式雙機器人電弧3D打印工作站，其特征在于：所述電弧增材工作站的一側安置有與工業機器人連接的焊機、激光清洗電源、總控柜、機器人控制柜。

6.根據權利要求4所述的一種高鐵枕梁工藝孔用移載式雙機器人電弧3D打印工作站，其特征在于：所述機器人工具快換裝置包括支撐架，固定在所述支撐架上部一側的快換板，以及分別設置在所述快換板上的固定座；所述固定座的兩側分別固定有旋轉氣缸，所述旋轉氣缸的輸出端固定有延伸出來的轉動部，所述轉動部的末端固定有直接與對應的快換工具接觸的接觸部。

7.根據權利要求6所述的一種高鐵枕梁工藝孔用移載式雙機器人電弧3D打印工作站，其特征在于：所述固定座為三個，焊槍頭、激光清洗頭、3D相機分別設置在固定座上，所述焊槍頭、激光清洗頭、3D相機的一側固定有一段與所述固定座適配的活動座，在未進行換取時，所述焊槍頭、激光清洗頭、3D相機由所述活動座卡設在所述固定座上、且由所述旋轉氣缸的轉動部橫向壓緊；所述活動座上固定有快換鎖頭，所述工業機器人的機械臂末端同樣固定有快換鎖頭。

8.一種高鐵枕梁工藝孔用移載式雙機器人電弧3D打印工作站的工作方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1、人工吊裝枕梁到移栽工作站，將枕梁定位夾緊在固定座上，并通過多個下壓板壓合住枕梁；

步驟2、枕梁裝夾完畢后，移栽工作站啟動，移栽軌道將定位固定好的枕梁傳輸至工作區域；

步驟3、設定好當前的工件坐標，工業機器人首先驅動至機器人工具快換裝置處，到位后再精確驅動至3D相機處，當工業機器人的機械臂位于3D相機正上方時，繼續緩慢下降直至兩個快換鎖頭接合，接合完畢后旋轉氣缸帶動轉動部轉動脫離活動部，工業機器人繼續啟動，使得3D相機脫離其固定部，并繼續驅動至枕梁上方；

步驟4、3D相機啟動視覺掃描零件，分析輪廓數據并對缺陷進行補償修正，接著逆向重構模型，接著由計算機進行切片參數設置并生成機器人軌跡路徑，同時設定好打印焊接工藝參數；

步驟5、工業機器人驅動3D相機返回機器人工具快換裝置處，重復步驟3的內容將3D相機放置回固定部上，并切換為焊槍頭，繼續返回枕梁上方；

步驟6、啟動激光焊接，焊接完成后重復步驟3的內容將焊槍頭放置回固定部上，并切換為激光清洗頭，繼續返回枕梁上方進行層間激光清洗；

步驟7、焊接完成后的工件人工吊裝工件出工作站進行熱處理，同時重復步驟1至步驟6完成其余工業的加工。

9.根據權利要求8所述的一種高鐵枕梁工藝孔用移載式雙機器人電弧3D打印工作站的工作方法，其特征在于：步驟6中激光焊接以焊機作為熱源、金屬絲材作為成形材料，規劃出連續螺旋上升切片路徑進行熔覆打印。