一种膜式壁管排机器人切割系统的制作方法

本实用新型涉及机器人切割技术领域，尤其涉及一种膜式壁管排机器人切割系统。

背景技术：

膜式管壁排就是把许多根管子和扁钢沿纵向依次的焊接起来，组成一个整块的水冷壁受热面。每一组件的大小按循环回路管组的要求整焊而成，安装时组与组间再用焊接密封，使炉膛四周被一层整块的水冷壁膜片严密地包围起来，因此，常叫这种膜式管壁排又被称为膜式水冷壁。

随着锅炉等级的提高，膜式管壁排的材料也在升级，现有技术中已经普遍采用t91合金管及相应等级的扁钢进行拼排，按照现有技术的发展趋势，膜式管壁排的材料等级将会越来越高，因此对膜式管壁排的管端切割机开孔加工的要求也越来越高。

现有技术中机器人切割工作站多采用落地式机器人切割，由于机器人本身的结构限制，使得机器人在切割大型膜式管壁排时所需的臂展达不到适用要求，且现有的机器人切割无法进行大跨度的移动操作，机器人工作区域有限。

进行鉴于上述问题的存在，本设计人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种膜式壁管排机器人切割系统，使其更具有实用性。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种膜式壁管排机器人切割系统，以扩大机器人的工作区域。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种膜式壁管排机器人切割系统，该系统包括：龙门支架、机器人、移动厢组件和轨道组件；

龙门支架包括两竖直支撑柱和横梁，用于支撑机器人；

机器人固定于所述移动厢组件上，其移动端部设置有割枪，以随移动厢组件的移动而对不同区域内的工件进行切割作业；

移动厢组件设置于龙门支架的横梁上，沿所述横梁的延伸方向移动；

轨道组件设置于横梁与移动厢组件之间，用于支撑移动厢组件的移动。

进一步地，所述轨道组件包括轨道基座、滑轨和齿条；

轨道基座设置有用于安装滑轨和齿条的安装槽，以便于所述滑轨和齿条的固定；

滑轨拼接式安装，且在滑轨两端设置有限位装置；

齿条沿所述滑轨的长度方向延伸设置。

进一步地，所述移动厢组件包括厢体、滑块和旋转装置；

厢体套设于所述横梁上，其两端开口并沿所述横梁的长度方向滑动设置，所述厢体的一侧面固定所述机器人；

滑块设置于厢体内部，并与所述滑轨滑动连接；

旋转装置固定于厢体上，且其上设置有与所述齿条啮合的齿轮，在齿轮转动时，带动带动厢体移动。

进一步地，所述割枪上设置有激光扫描寻位机，用于切割过程中的纠偏。

进一步地，所述机器人的末端上设置有弧压调节装置，所述弧压调节装置的移动端与所述割枪固定，用于调节割枪切割时与工件之间的距离。

进一步地，还包括龙门移动支架，导轨和驱动组件；

导轨设置于所述龙门移动支架上，以支撑和移动供龙门支架；

驱动组件设置于所述竖直支撑柱上，与所述导轨贴合，以驱动所述龙门支架；

进一步地，所述龙门移动支架端部设有连接件，用于龙门移动支架的拼接。

进一步地，还包括抽风除尘模块，所述抽风除尘模块固定于所述厢体上。

进一步地，所述抽风除尘模块包括两抽风口、两除尘管道和一支撑架；

两除尘管道平行设置并通过所述支撑架连接，所述支撑架与除尘管道垂直并且固定于所述厢体上，两除尘管道在所述龙门支架两端对称设置；

两所述抽风口与除尘管道连通，且设置于所述割枪上方，用于抽取切割产生的废气与杂质，所述抽风口上设有风机，所述风机带动叶轮转动以抽取抽风口下方的废气与杂质。

本实用新型的有益效果为：与现有技术中落地式机器人相比，固定于龙门支架上的机器人切割范围更广，由于机器人在龙门支架的横梁上移动设置，克服了现有技术中落地式机器人无法移动的缺点，从而扩展了机器人的切割区域。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例一的膜式壁管排机器人切割系统结构示意图；

图2为本实用新型中导轨组件的结构示意图；

图3为本实用新型中移动厢组件与机器人连接结构示意图；

图4为本实用新型实施例二的龙门移动架的结构示意图；

图5为本实用新型实施例二中带抽风除尘的膜式壁管排机器人切割系统结构示意图；

图6为本实用新型实施例二中抽风除尘模块的结构示意图；

图7为本实用新型实施例二中抽风口的结构示意图。

附图标记：1-龙门支架、2-机器人、3-移动厢组件、4-轨道组件、5-龙门移动支架、6-除尘模块、21-激光扫描寻位机、22-弧压调节装置、31-厢体、32-滑块、33-旋转装置、41-轨道基座、42-滑轨、43-齿条、51-导轨、52-驱动组件、53-连接件、61-抽风口、62-除尘管道、63-支撑架、611-风机。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，属于“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一

如图1所示的膜式壁管排机器人切割系统，该系统包括：龙门支架1、机器人2、移动厢组件3和轨道组件4；

龙门支架1包括两竖直支撑柱和横梁，用于支撑机器人2；

机器人2固定于移动厢组件3上，其移动端部设置有割枪，以随移动厢组件3的移动而对不同区域内的工件进行切割作业；

移动厢组件3设置于龙门支架1的横梁上，沿横梁的延伸方向移动；

轨道组件4设置于横梁与移动厢组件3之间，用于支撑移动厢组件3的移动。

具体地，如图2所示，轨道组件4包括轨道基座41、滑轨42和齿条43；

轨道基座41设置有用于安装滑轨42和齿条43的安装槽，以便于滑轨42和齿条43的固定；

滑轨42拼接式安装，且在滑轨42两端设置有限位装置；

齿条43沿滑轨的长度方向延伸设置。

在上述实施例中，轨道基座41设置于支撑横梁的两侧，以便于更加平稳的支撑，滑轨42上设置有安装沉孔，与轨道基座41上的螺纹孔配合，且滑轨42分段设置，便于安装。

进一步地，如图3所示，移动厢组件3包括厢体31、滑块32和旋转装置33；

厢体31套设于横梁上，其两端开口并沿横梁的长度方向滑动设置，厢体的一侧面固定机器人2；

滑块32设置于厢体31内部，并与滑轨42滑动连接；

旋转装置33固定于厢体31上，且其旋转杆端部设置有与齿条43啮合的齿轮，在齿轮转动时，带动移动厢组件3在横梁上移动。

在本实用新型中，机器人2固定于厢体31的底部，旋转装置33固定于厢体31的顶部，滑块32固定于厢体31顶部的下表面上，旋转装置33为伺服电机，伺服电机的上的齿轮转动，齿轮与齿条43啮合，从而使与滑轨42滑动连接的滑块32产生位移，进而使厢体31带动机器人2的移动，从而有效的切割大型的膜式壁管排。

优选的，参照图3，割枪上设置有激光扫描寻位机21，用于切割过程中的纠偏；在切割过程中，由于外界原因割枪有可能偏离预设轨道，为了克服此问题，在割抢上设置了激光扫描寻位机21，切割前之前现在待切割工件上标记基准线，激光扫描寻位机21会扫描并识别标记的基准线，并随基准线进行调整。这里，激光扫描寻位系统为现有技术，不再赘述，激光扫描寻位机21的设置，可以在切割台上任意位置摆放膜式壁管排，该系统能读取膜式壁管排上的切割基准线信息，以切割基准线为基准进行切割，操作者只需要设定管排参数和初始切割轨迹，便可以一键启动进行扫描、计算切割等全流程工序工作，实现切割自动化。

优选的，机器人2的末端上设置有弧压调节装置22，弧压调节装置22的移动端与割枪固定，用于调节割枪切割时与工件之间的距离。虽然机器人的机械臂可以实现割枪距离变化的功能，然而由于机器人采用机械臂的方式，在改变距离的同时，切割的角度也有可能发生变化，最终切割效果不甚理想，而增加了弧压调节装置22后，可以在机器人移动或者做其他运动时及时调整割枪在喷嘴喷射方向上与待切割工件之间的距离，尤其是针对膜式管壁排，当切割至管子直径最大处，弧压调节装置往上升，使割枪远离管子，切割至管子边缘时，弧压调节装置靠近管子。更进一步的，配合机械手臂的旋转，可以实现与弧面垂直等距恒速切割，这种方案切割的效果与现有技术相比，更加平齐光滑，无需二次打磨。

实施例二

在实施例一中，龙门支架1固定设置，为了进一步扩大机器人2的切割范围，在本实用新型的第二个实施例中，增加了龙门支架1的移动功能。其他装置与实施例一相同，这里不再赘述。

如图4所示，还包括龙门移动支架5，导轨51和驱动组件52；

导轨51设置于龙门移动支架5上，以支撑和移动供龙门支架1；

驱动组件52设置于竖直支撑柱上，与导轨51贴合，以驱动龙门支架1；

这里，驱动组件52采用与厢体31移动相同的技术方案，具体的，在竖直支撑柱下设置有固定板，固定板下方设置有滑块与电机，电机上设置有齿轮，滑块与龙门移动支架5上的导轨51配合，电机上的齿轮与固定在导轨51上的齿条啮合，电机带动齿轮转动，从而移动龙门支架1。

为了进一步适应不同长度膜式壁管排，本实用新型中的龙门移动支架5可拼接设置，龙门移动支架5端部设有连接件53，用于龙门移动支架5的拼接。如图4所示，连接件53为板状结构，板上设置有连接孔，与另一龙门移动支架5上的连接件53连接，从而使龙门移动支架实现了加长功能。

由于在切割过程中会产生大量的废气与灰尘，为了保证现场工作人员的健康，本实用新型中还设置了抽风除尘功能，如图5所示：还包括抽风除尘模块6，抽风除尘模块6固定于厢体31上。这里，抽风除尘模块6固定于厢体31上，跟随机器人2一同移动，既节省了空间，又提高了除尘效率。

具体的，如图6所示，抽风除尘模块6包括两抽风口61、两除尘管道62和一支撑架63；

两除尘管道62平行设置并通过支撑架63连接，支撑架63与除尘管道62垂直并且固定于厢体31上，两除尘管道62横跨龙门支架1对称设置；

两抽风口61与除尘管道62连通，且设置于割枪上方，用于抽取切割产生的废气与杂质。

在上述实施例中，抽风口61设置于龙门支架1横梁的两端，且靠近机器人2的割枪处，但不会干扰机器人2手臂的伸展，抽风口呈喇叭状，从而更加有效的吸附割枪附近产生的废气。

如图7所示，具体的，抽风口61上设有风机611，风机611带动叶轮转动以抽取抽风口61下方的废气与杂质。本实用新型中的抽风口61的抽风原理和家用厨房的抽油烟机类似，及通过叶轮的转动使抽风口61内外产生压力差，从而使外部的空气被吸附至抽风口内，实现废气的抽出功能，在除尘管道62内设置有过滤网，对废气中的杂质进行过滤。

经由上述可知，本实施例中的膜式壁管排机器人切割系统采用龙门两个方向联动的方式，且龙门移动支架可拼接，大大增加了机器人的切割范围，且采用弧压调节装置和激光寻位扫描机，使机器人与切割的自动化程度更高，切割效果更好，此外还采用了可移动式抽风除尘系统，使切割现场的工作环境得到清洁，有利于工作人员的身心健康。

本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。