[发明专利]螺旋叶片精密焊接机器人与焊接方法

权利要求书

1.螺旋叶片精密焊接机器人，包括同轴心套在螺旋叶片轴（16）上的待焊接螺旋叶片（15），所述待焊接螺旋叶片（15）的叶片根部与螺旋叶片轴（16）外壁之间形成等待焊接的螺旋状焊缝（13）；

还包括螺旋焊接机器人（21），所述螺旋焊接机器人（21）上设置有焊接单元，所述焊接单元能对等待焊接的螺旋状焊缝（13）进行连续焊接；

所述螺旋焊接机器人（21）上还设置有风冷单元，所述风冷单元能对焊接单元所焊接的部位实时吹出强制冷却气流；

待焊接螺旋叶片（15）靠近上侧的螺旋面为上螺旋行走坡面（14），待焊接螺旋叶片（15）靠近下侧的螺旋面为下螺旋行走坡面（18）；所述螺旋焊接机器人（21）上设置有第一行走部（51）和第二行走部（52），所述第一行走部（51）能沿所述上螺旋行走坡面（14）的螺旋轮廓边缘行走；所述第二行走部（52）能沿所述下螺旋行走坡面（18）的螺旋轮廓边缘行走；

所述第一行走部（51）与第二行走部（52）之间还设置有液压直线伸缩器（6），所述液压直线伸缩器（6）的长度方向与所述螺旋叶片轴（16）的延伸方向平行，所述液压直线伸缩器（6）的两端分别为第一对液压直线伸缩杆（9）和第二对液压直线伸缩杆（4），所述第一对液压直线伸缩杆（9）的末端固定连接所述第一行走部（51），所述第二对液压直线伸缩杆（4）的末端固定连接第二行走部（52）；所述第一对液压直线伸缩杆（9）能带动所述第一行走部（51）沿所述螺旋叶片轴（16）的轴线方向位移；所述第二对液压直线伸缩杆（4）能带动第二行走部（52）沿螺旋叶片轴（16）的轴线方向位移；

所述第一行走部（51）包括第一轴承座（10），所述第一轴承座（10）固定连接在第一对液压直线伸缩杆（9）的末端，所述第一轴承座（10）内通过第一轴承（22）转动设置有第一轮轴（11），所述第一轮轴（11）的轴线与所述螺旋叶片轴（16）的轴线垂直相交，所述第一轮轴（11）上同轴心连接有第一行走轮（12）；所述第一行走轮（12）的轮面与所述上螺旋行走坡面（14）的螺旋轮廓边缘滚动配合；

所述第二行走部（52）包括第二轴承座（3），所述第二轴承座（3）固定连接在第二对液压直线伸缩杆（4）的末端，所述第二轴承座（3）内通过第二轴承（23）转动设置有第二轮轴（2），所述第二轮轴（2）的轴线与所述螺旋叶片轴（16）的轴线垂直相交，所述第二轮轴（2）上同轴心连接有第二行走轮（1）；所述第二行走轮（1）的轮面与所述下螺旋行走坡面（18）的螺旋轮廓边缘滚动配合；

所述螺旋焊接机器人（21）还包括行走驱动电机（17），所述行走驱动电机（17）的机壳通过第一支架（5）和第二支架（37）与所述液压直线伸缩器（6）的机壳固定支撑连接，所述行走驱动电机（17）的输出轴（34）与所述螺旋叶片轴（16）的轴线平行；所述输出轴（34）上同轴心连接有输出轮（20），所述行走驱动电机（17）通过输出轴（34）带动输出轮（20）旋转；所述输出轮（20）的轮面与所述螺旋叶片轴（16）的外壁面滚动相切配合，所述输出轮（20）能在所述螺旋叶片轴（16）的外壁面上滚动；

所述行走驱动电机（17）的机壳两侧分别固定设置有左液压缸支座（24）和右液压缸支座（25），所述左液压缸支座（24）上固定安装有左弧形液压缸（26），所述右液压缸支座（25）上固定安装有右弧形液压缸（27）；所述左弧形液压缸（26）的弧体圆心与所述螺旋叶片轴（16）的轴线重合，所述右弧形液压缸（27）的弧体圆心与所述螺旋叶片轴（16）的轴线重合；

所述左弧形液压缸（26）的左弧形液压杆（28）末端固定连接有左抱合约束轮支座（33），所述左抱合约束轮支座（33）上转动设置有左抱合约束轮（32），左抱合约束轮（32）的轴线与所述螺旋叶片轴（16）的轴线平行，所述左抱合约束轮（32）的轮面与所述螺旋叶片轴（16）的外壁面滚动相切配合，所述左抱合约束轮（32）能在所述螺旋叶片轴（16）的外壁面上滚动；

所述右弧形液压缸（27）的右弧形液压杆（29）末端固定连接有右抱合约束轮支座（30），所述右抱合约束轮支座（30）上转动设置有右抱合约束轮（31），右抱合约束轮（31）的轴线与所述螺旋叶片轴（16）的轴线平行，所述右抱合约束轮（31）的轮面与所述螺旋叶片轴（16）的外壁面滚动相切配合，所述右抱合约束轮（31）能在所述螺旋叶片轴（16）的外壁面上滚动；

沿螺旋叶片轴（16）轴线方向的视角下，螺旋叶片轴（16）的轮廓构成一个轮廓圆（41）；

输出轮（20）与螺旋叶片轴（16）滚动相切的切点设为所述轮廓圆（41）上的“点B”，左抱合约束轮（32）与螺旋叶片轴（16）滚动相切的切点设为所述轮廓圆（41）上的“点A”，右抱合约束轮（31）与螺旋叶片轴（16）滚动相切的切点设为所述轮廓圆（41）上的“点C”，同时经过“点A” “点B”和 “点C”的弧线记为“弧ABC”，设“弧ABC”的圆心角为β；左弧形液压杆（28）的伸出缩回或右弧形液压杆（29）的伸出缩回均会改变“弧ABC”的圆心角β的数值，满足β的数值的变化范围是180°至240°；

当左弧形液压杆（28）和右弧形液压杆（29）均处于缩回状态时，β=180°，

当左弧形液压杆（28）和右弧形液压杆（29）均处于伸出状态时，β=240°；

所述第二支架（37）上固定安装有斜向的伸缩焊枪支架（7），所述伸缩焊枪支架（7）上安装有可伸缩的焊枪（8），所述焊枪（8）末端的喷焊端（35）指向所述螺旋状焊缝（13）。