[发明专利]机械钢结构的柔性堆叠增材制造装置及制造方法

权利要求书

1.机械钢结构的柔性堆叠增材制造装置，包括切割组件、机械抓取传送组件、焊接机器人、变位工作台及控制柜；

其特征是：所述机械抓取传送组件包括第一支架组件、第二支架组件、龙门架、抓取手臂构件及CCD位置扫描器；

第一支架组件上设有第一轨道，第一轨道的两端分别设有第一轴向丝杠座及第二轴向丝杠座，第二轴向丝杠座上设有轴向电机，轴向丝杠的两端分别安装在第一轴向丝杠座及第二轴向丝杠座的轴孔内，轴向丝杠的一端与轴向电机的动力输出轴连接；

第二支架组件上设有第二轨道，第二轨道的两端分别设有光杆座，光杆的两端分别安装在光杆座的轴孔内；

龙门架的横梁两端分别设有横向丝杠座及横向电机，横向丝杠的一端安装在横向丝杠座的轴孔内，横向丝杠的另一端与横向电机的动力输出轴连接，横向移动滑块安装在横向丝杠上，横向丝杠旋转带动横向移动滑块横向移动，竖向移动装置安装在横向移动滑块上，竖向移动装置中的竖向丝杠与横向移动滑块上丝杠螺母配合，竖向移动装置中的竖向电机带动竖向丝杠旋转；

抓取手臂构件包括电机组件、转动轴组件和夹爪体组件；电机组件包括相对设置的旋转电机和转动电机、设置于旋转电机和转动电机之间的齿轮传动轴、设置于齿轮传动轴末端的锥齿轮A、电机支承外壳、齿轮轴支撑架、第一连接轴套和锥齿轮外壳；旋转电机和转动电机均固定连接于电机支承外壳内侧且与齿轮轴支撑架连接，齿轮传动轴通过轴承固定于齿轮轴支撑架上，第一连接轴套通过轴承固定于齿轮传动轴下端，锥齿轮外壳固定连接于第一连接轴套上；旋转电机和转动电机的输出轴上均固定有齿轮，齿轮传动轴上端固定有齿轮，齿轮传动轴下端的第一连接轴套外侧固定有齿轮，旋转电机输出轴上的齿轮与齿轮传动轴上端的齿轮啮合，转动电机输出轴上的齿轮与齿轮传动轴下端第一连接轴套外侧的齿轮啮合；

转动轴组件包括转动杆、设置于转动杆两端的法兰盘、设置于转动杆上与锥齿轮A啮合的锥齿轮B和设置于转动杆上位于锥齿轮B两侧的第二连接轴套；

夹爪体组件包括两个结构相同的夹爪体，夹爪体包括夹爪气缸、齿条、夹紧齿轮、夹紧连杆、固定轴、夹爪块和夹爪体支承外壳；齿条与夹爪气缸的伸缩杆末端连接，两个夹紧齿轮分别设置在齿条的两侧并与齿条啮合，夹紧齿轮的齿轮轴分别固定于夹爪体支承外壳上；夹紧连杆的数量为四根，齿条一侧夹紧齿轮的齿轮轴与其中一根夹紧连杆的一端固定连接，该夹紧连杆的另一端与另一根夹紧连杆的一端连接并均与夹爪块连接，另一根夹紧连杆的另一端通过固定轴固定于夹爪体支承外壳上；齿条另一侧的结构与该侧相同；

电机组件的锥齿轮外壳通过第二连接轴套与转动轴组件的转动杆活动连接，夹爪体组件的两个夹爪体分别与转动轴组件的法兰盘固定连接；

龙门架通过底部滑块坐落在第一支架组件的第一轨道及第二支架组件的第二轨道上，轴向丝杠与龙门架上的丝杠螺母配合，光杆与龙门架上的光杆轴套配合；抓取手臂构件的电机支承外壳通过其顶部的法兰盘与龙门架上的竖向移动装置连接；CCD位置扫描器安装在竖向移动装置底部的CCD位置扫描器安装板上且CCD位置扫描器伸出电机组件之外，用于对切割组件切割的型材件或板材件的位置信息进行扫描；

所述焊接机器人的焊枪上设有CCD焊缝扫描器，CCD焊缝扫描器用于对抓取到变位工作台上堆叠成形的机械钢结构的焊缝信息进行扫描；

切割组件布置在第一支架组件及第二支架组件之间，变位工作台布置在切割组件的末端，第一支架组件及变位工作台处在龙门架的轴向工作行程范围内；控制柜安装在变位工作台上；

所述切割组件、焊接机器人、变位工作台、轴向电机、横向电机、竖向电机、旋转电机、转动电机、夹爪气缸、CCD位置扫描器和CCD焊缝扫描器均与控制柜电连接。

2.如权利要求1所述的机械钢结构的柔性堆叠增材制造装置，其特征是：所述切割组件为等离子数控切割机或激光数控切割机，所述切割组件用于在钢板或型材中切割出机械钢结构所需要的型材件或板材件。

3.如权利要求1所述的机械钢结构的柔性堆叠增材制造装置，其特征是：所述焊枪上设有防撞传感器，防撞传感器与控制柜电连接，防撞传感器用于避免焊接机器人在焊接过程中碰撞到钢结构。