CN211039430U - 一种风电轴承装配用五轴变位机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种风电轴承装配用五轴变位机，用于定位和夹紧风电轴承10，以及在5个方向上对风电轴承10的位置进行调整，所述五轴变位机包括底架1，所述五轴变位机还包括电控柜8，以及依次连接的X轴直线移载组件2、Y轴直线移载组件3、Z轴直线移载组件4、倾翻轴组件5、回转轴组件6和风电轴承工装7，所述X轴直线移载组件2设置在所述底架1上，所述电控柜8分别连接X轴直线移载组件2、Y轴直线移载组件3、Z轴直线移载组件4、倾翻轴组件5、回转轴组件6和风电轴承工装7。与现有技术相比，本实用新型具有提高生产效率、提高控制精度、提高负载能力、降低操作难度、操作方便、通用性强等优点、运动灵活、定位精度高等优点。

Description

一种风电轴承装配用五轴变位机

技术领域

本实用新型涉及风电轴承领域，尤其是涉及一种风电轴承装配用五轴变位机。

背景技术

风电轴承是风力发电机的主要部件之一，轴承上有数量很多的螺栓孔，工艺要求每个螺栓孔需以固定的扭矩拧上螺栓；传统方式为人工操作，工作强度大，扭矩控制能力较差。

风电轴承的装配过程中，需要先将风电轴承的固定端(外圈或内圈)支撑住并固定好，从而进行后续的装配工作。如果通过人工支撑住风电轴承，则需要很大的工作强度，极大地影响了装配效率。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种能定位和夹紧风电轴承，并且能在5个方向上自动对风电轴承的位置进行调整的风电轴承装配用五轴变位机。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种风电轴承装配用五轴变位机，所述五轴变位机包括底架，所述五轴变位机还包括电控柜，以及依次连接的X轴直线移载组件、Y轴直线移载组件、Z轴直线移载组件、倾翻轴组件、回转轴组件和风电轴承工装，所述X轴直线移载组件设置在所述底架上，所述电控柜分别连接X轴直线移载组件、Y轴直线移载组件、 Z轴直线移载组件、倾翻轴组件、回转轴组件和风电轴承工装。

进一步地，所述Z轴直线移载组件相对于底架竖直设置，所述倾翻轴组件、回转轴组件和风电轴承工装均以悬臂的方式设置在Z轴直线移载组件上，所述五轴变位机还包括配重箱、滑轮组件和钢丝绳，所述滑轮组件固定连接在Y轴直线移载组件的上端，所述钢丝绳一端连接Z轴直线移载组件，经由滑轮组件，另一端连接配重箱，实现平衡五轴变位机的重心。

进一步地，所述风电轴承工装包括工装底板以及设置在工装底板上的多个风电轴承定位机构和风电轴承固定机构。

进一步地，所述风电轴承定位机构包括定位销和定位销固定件，所述工装底板上设有供定位销穿过的孔位，所述定位销固定件固定连接定位销和工装底板，并使得定位销穿过工装底板上的孔位，所述孔位的数量为一个或多个。

进一步地，所述风电轴承固定机构包括电磁铁，该电磁铁连接所述电控柜。

进一步地，所述X轴直线移载组件包括X轴运动移载机架、X轴直线导轨和 X轴驱动单元，所述X轴直线导轨设在底架上，所述X轴运动移载机架与所述X 轴直线导轨相配合连接，使得所述X轴运动移载机架在所述X轴直线导轨上水平移动，

所述X轴驱动单元包括X轴齿条和X轴伺服电机-减速机组件，所述X轴齿条固定连接在底架上，所述X轴伺服电机-减速机组件固定连接在X轴运动移载机架上，所述X轴伺服电机-减速机组件的输出端设有齿轮，该齿轮连接所述X轴齿条，所述齿轮与X轴齿条的连接处设有X轴齿轮-齿条消隙机构。

进一步地，所述Y轴直线移载组件包括Y轴运动移载机架、Y轴直线导轨和 Y轴驱动单元，所述Y轴直线导轨设在X轴直线移载组件上，所述Y轴运动移载机架与所述Y轴直线导轨相配合连接，使得所述Y轴运动移载机架在所述Y轴直线导轨上平稳移动，

所述Y轴驱动单元包括Y轴齿条和Y轴伺服电机-减速机组件，所述Y轴齿条固定连接在X轴直线移载组件上，所述Y轴伺服电机-减速机组件固定连接在Y 轴运动移载机架上，所述Y轴伺服电机-减速机组件的输出端设有齿轮，该齿轮连接所述Y轴齿条，所述齿轮与Y轴齿条的连接处设有Y轴齿轮-齿条消隙机构。

进一步地，所述Z轴直线移载组件包括Z轴运动移载机架、Z轴直线导轨和Z 轴驱动单元，所述Z轴直线导轨竖直设置在Y轴直线移载组件上，所述Z轴运动移载机架与所述Z轴直线导轨相配合连接，使得所述Z轴运动移载机架在所述Z 轴直线导轨上平稳移动，

所述Z轴驱动单元包括Z轴齿条和Z轴伺服电机-减速机组件，所述Z轴齿条固定连接在Y轴直线移载组件上，所述Z轴伺服电机-减速机组件固定连接在Z轴运动移载机架上，所述Z轴伺服电机-减速机组件的输出端设有齿轮，该齿轮连接所述Z轴齿条，所述齿轮与Z轴齿条的连接处设有Z轴齿轮-齿条消隙机构。

进一步地，所述倾翻轴组件包括倾翻轴运动机架和倾翻轴伺服电机-减速机组件，所述倾翻轴运动机架固定连接所述Z轴直线移载组件，所述倾翻轴伺服电机- 减速机组件固定连接在倾翻轴运动机架上，所述倾翻轴伺服电机-减速机组件的输出轴连接回转轴组件。

进一步地，所述五轴变位机还包括气动插销组件，该气动插销组件包括设置在 Y轴直线移载组件上的驱动件和伸出端，以及设置在Z轴直线移载组件上的接受端，所述驱动件驱动所述伸出端，匹配嵌合所述接受端。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

(1)提高生产效率：本实用新型五轴变位机中风电轴承工装包括定位销和电磁铁，能实现定位和夹紧风电轴承；通过X轴直线移载组件、Y轴直线移载组件、 Z轴直线移载组件、倾翻轴组件和回转轴组件，能实现在5个方向上对风电轴承的位置进行调整，并通过电控柜中预设的控制程序，能实现自动将风电轴承对准待装配的位置，后续还可与自动化拧螺栓机构配合，实现自动的风电轴承装配，基本无需人工操作，并可以达到人工操作2倍以上的生产效率。

(2)提高控制精度：本实用新型五轴变位机使用了伺服电机和精密减速机作为五个轴的动力驱动，直线移动使用齿轮齿条配合直线滑轨、并有消除齿隙的机构，保证了轴承装配的定位精度和重复定位精度；

(3)提高负载能力：本实用新型五轴变位机各个结构组件有足够的刚性，可适用于大重量的风电轴承类工件的安装装配；以伺服电机和减速机作为的驱动单元的倾翻轴组件及回转轴组件，可通过电控柜实现多级减速带动，从而可以承载较大的重量，提高负载能力。

(4)降低操作难度：采用本实用新型五轴变位机，只有吊装上料过程需要人工参与，其余的位置调整过程均可由五轴变位机自动完成。

(5)操作方便：工人可以一键调用存储好的工艺程序，吊装上料后只需按下启动按钮便可以自动完成后续的装配流程。

(6)通用性强：本实用新型五轴变位机中的定位装置为可调节位置结构，可以适用于多种不同尺寸工件的装配工作。

(7)稳定性强：本实用新型五轴变位机设有配重箱、滑轮组件和钢丝绳，实现平衡五轴变位机的重心，可以防止变位机变形或倾翻，提高五轴变位机的稳定性；本实用新型五轴变位机还设有气动插销组件13，可防止上料过程中工件重量对变位机运动机构产生的冲击，提高五轴变位机的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型的抓取风电轴承时的状态示意图；

图2为本实用新型的抓取风电轴承时倾翻轴组件处于翻转状态的示意图；

图3为本实用新型的底架及X轴直线移载组件的立体示意图；

图4为本实用新型X轴齿轮-齿条消隙机构第一立体示意图；

图5为本实用新型X轴齿轮-齿条消隙机构第二立体示意图；

图6为本实用新型中X轴直线移载组件及Y轴直线移载组件的立体示意图；

图7为本实用新型中X轴直线移载组件及Y轴直线移载组件的俯视示意图；

图8为本实用新型滑轮组件结构示意图；

图9为本实用新型气动插销组件的立体示意图；

图10为本实用新型气动插销组件的主视图；

图11为图10的A-A截面图；

图12为本实用新型中Z轴直线移载组件、倾翻轴组件、回转轴组件及风电轴承工装的立体示意图；

图中，1、底架，2、X轴直线移载组件，201、X轴运动移载机架，202、X 轴直线导轨，203、X轴驱动单元，2031、X轴齿条，2032、X轴伺服电机-减速机组件，2033、X轴齿轮-齿条消隙机构，3、Y轴直线移载组件，301、Y轴运动移载机架，302、Y轴直线导轨，303、Y轴驱动单元，3031、Y轴齿条，3032、Y轴伺服电机-减速机组件，3033、Y轴齿轮-齿条消隙机构，4、Z轴直线移载组件，401、 Z轴运动移载机架，402、Z轴直线导轨，403、Z轴驱动单元，4031、Z轴齿条，4032、Z轴伺服电机-减速机组件，4033、Z轴齿轮-齿条消隙机构，5、倾翻轴组件， 501、倾翻轴运动机架，502、倾翻轴伺服电机-减速机组件，6、回转轴组件，601、回转轴伺服电机-减速机组件，7、风电轴承工装，701、工装底板，702、定位销， 703、电磁铁，8、电控柜，9、配重箱，10、风电轴承，11、润滑泵，12、滑轮组件，13、气动插销，14、接线盒。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

如图1和图2所示，本实施例为一种风电轴承装配用五轴变位机，用于定位和夹紧风电轴承10，以及在5个方向上对风电轴承10的位置进行调整，五轴变位机包括依次连接的底架1、X轴直线移载组件2、Y轴直线移载组件3、Z轴直线移载组件4、倾翻轴组件5、回转轴组件6和风电轴承工装7，五轴变位机还包括电控柜8，该电控柜8分别连接X轴直线移载组件2、Y轴直线移载组件3、Z轴直线移载组件4、倾翻轴组件5、回转轴组件6和风电轴承工装7。

下面对上述五轴变位机各部分进行详细介绍：

1、X轴直线移载组件2

如图3所示，X轴直线移载组件2包括X轴运动移载机架201、X轴直线导轨 202和X轴驱动单元203，X轴直线导轨202设在底架1上，X轴运动移载机架201 与X轴直线导轨202相配合连接，使得X轴运动移载机架201在X轴直线导轨202 上平稳移动，具体地，X轴直线导轨202有两个，分别与X轴运动移载机架201 的底端滑动连接，并支撑X轴运动移载机架201。

X轴驱动单元203包括X轴齿条2031和X轴伺服电机-减速机组件2032，X 轴齿条2031固定连接在底架1上，X轴伺服电机-减速机组件2032固定连接在X 轴运动移载机架201上，X轴伺服电机-减速机组件2032的输出端设有齿轮，该齿轮连接X轴齿条2031，齿轮与X轴齿条2031的连接处设有X轴齿轮-齿条消隙机构2033。

如图4和图5所示，本实施例X轴齿轮-齿条消隙机构2033采用与公开号为CN205639542U的实用新型公开的齿轮齿条消隙机构相同的结构。

2、Y轴直线移载组件3

如图6和图7所示，Y轴直线移载组件3包括Y轴运动移载机架301、Y轴直线导轨302和Y轴驱动单元303，Y轴直线导轨302设在X轴运动移载机架201 上，Y轴运动移载机架301与Y轴直线导轨302相配合连接，使得Y轴运动移载机架301在Y轴直线导轨302上平稳移动，具体地Y轴直线导轨302有两个，分别与Y轴运动移载机架301的底端滑动连接，并支撑Y轴运动移载机架301。

Y轴驱动单元303包括Y轴齿条3031和Y轴伺服电机-减速机组件3032，Y 轴齿条3031固定连接在X轴直线移载组件2上，Y轴伺服电机-减速机组件3032 固定连接在Y轴运动移载机架301上，Y轴伺服电机-减速机组件3032的输出端设有齿轮，该齿轮连接Y轴齿条3031，齿轮与Y轴齿条3031的连接处设有Y轴齿轮-齿条消隙机构3033。

本实施例Y轴齿轮-齿条消隙机构3033采用与公开号为CN205639542U的实用新型公开的齿轮齿条消隙机构相同的结构。

3、Z轴直线移载组件4

Z轴直线移载组件4包括Z轴运动移载机架401、Z轴直线导轨402和Z轴驱动单元403，Z轴直线导轨402竖直设置在Y轴运动移载机架301上，Z轴运动移载机架401与Z轴直线导轨402相配合连接，使得Z轴运动移载机架401在Z轴直线导轨402上平稳移动，具体地Z轴直线导轨402有两个，分别与Z轴运动移载机架401的底端滑动连接。

Z轴驱动单元403包括Z轴齿条4031和Z轴伺服电机-减速机组件4032，Z 轴齿条4031固定连接在Y轴运动移载机架301上，Z轴伺服电机-减速机组件4032 固定连接在Z轴运动移载机架401上，Z轴伺服电机-减速机组件4032的输出端设有齿轮，该齿轮连接Z轴齿条4031，齿轮与Z轴齿条4031的连接处设有Z轴齿轮-齿条消隙机构4033。Z轴齿轮-齿条消隙机构4033与X轴齿轮-齿条消隙机构 2033的结构和设置位置一致。

本实施例Z轴齿轮-齿条消隙机构4033采用与公开号为CN205639542U的实用新型公开的齿轮齿条消隙机构相同的结构。

如图1、图2和图8所示，Z轴直线移载组件4整体竖直设置在Y轴运动移载机架301，即相对于底架1竖直设置，且倾翻轴组件5、回转轴组件6和风电轴承工装7均以悬臂的方式设置在Z轴直线移载组件4上，有很大的偏重，故五轴变位机还包括配重箱9、滑轮组件12和钢丝绳，滑轮组件12固定连接在Y轴直线移载组件3的上端，钢丝绳的一端连接Z轴直线移载组件4，经由滑轮组件12，另一端连接配重箱9，配重箱9设置在Y轴运动移载机架301上，配重箱9中装有铁砂进行配重，实现平衡五轴变位机的重心，可以防止变位机变形或倾翻。

如图6、图9、图10和图11所示，五轴变位机还包括气动插销组件13，该气动插销组件13包括设置在Y轴运动移载机架301上的驱动件131和伸出端132，以及设置在Z轴直线移载组件4上的接受端133，驱动件驱动伸出端，匹配嵌合接受端。本实施例中驱动件采用气缸。

上料时将Z轴运动移载机架401调整到上料位置，此时伸出端与接受端同轴，气缸驱动伸出端使二者嵌合；此组件设置的目的在于防止上料过程中工件重量对变位机运动机构产生的冲击。

4、倾翻轴组件5

如图12所示，倾翻轴组件5包括倾翻轴运动机架501和倾翻轴伺服电机-减速机组件502，倾翻轴运动机架501固定连接Z轴直线移载组件4，倾翻轴伺服电机 -减速机组件502固定连接在倾翻轴运动机架501上，倾翻轴伺服电机-减速机组件 502的输出轴连接回转轴组件6。

5、回转轴组件6

回转轴组件6包括回转轴伺服电机-减速机组件601，该回转轴伺服电机-减速机组件601固定连接倾翻轴组件5，回转轴伺服电机-减速机组件601的输出轴连接风电轴承工装7。

6、风电轴承工装7

风电轴承工装7包括工装底板701以及设置在工装底板701上的多个风电轴承定位机构和风电轴承固定机构。

风电轴承定位机构包括定位销702和定位销固定件，工装底板701上设有供定位销702穿过的多个孔位，预先依据不同种类的风电轴承10的尺寸进行孔位的设置。定位销固定件固定连接定位销702和工装底板701，并使得定位销702穿过工装底板701上的孔位。这样的设置使得风电轴承工装7能适用于多种不同尺寸风电轴承10的装配工作。

风电轴承固定机构包括电磁铁703，该电磁铁703连接电控柜8。

本实施例中，定位销固定件采用现有的定位销固定结构，如公开号为CN203641212U的实用新型公开的一种定位销的固定结构。

如图1所示，五轴变位机上设有一个接线盒14供整个五轴变位机的布线。五轴变位机还设有多个润滑泵11，用于润滑各齿轮与齿条的连接，每个润滑泵11均连接电控柜8。

具体实施方式：

在进行吊运之前工人需确定所需装配的工件种类，并按照说明书将定位销702 调整到对应风电轴承工件的定位指示位置；风电轴承10工件吊运后直接落在工装底板上，按下按钮后电磁铁703自动将风电轴承工件吸紧，变位机之后便可根据电控柜8预存储的程序自动运行，实现在5个方向上对风电轴承10的位置进行调整。

以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种风电轴承装配用五轴变位机，所述五轴变位机包括底架(1)，其特征在于，所述五轴变位机还包括电控柜(8)，以及依次连接的X轴直线移载组件(2)、Y轴直线移载组件(3)、Z轴直线移载组件(4)、倾翻轴组件(5)、回转轴组件(6)和风电轴承工装(7)，所述X轴直线移载组件(2)设置在所述底架(1)上，所述电控柜(8)分别连接X轴直线移载组件(2)、Y轴直线移载组件(3)、Z轴直线移载组件(4)、倾翻轴组件(5)、回转轴组件(6)和风电轴承工装(7)。

2.根据权利要求1所述的一种风电轴承装配用五轴变位机，其特征在于，所述Z轴直线移载组件(4)相对于底架(1)竖直设置，所述倾翻轴组件(5)、回转轴组件(6)和风电轴承工装(7)均以悬臂的方式设置在Z轴直线移载组件(4)上，所述五轴变位机还包括配重箱(9)、滑轮组件(12)和钢丝绳，所述滑轮组件(12)固定连接在Y轴直线移载组件(3)的上端，所述钢丝绳一端连接Z轴直线移载组件(4)，经由滑轮组件(12)，另一端连接配重箱(9)，实现平衡五轴变位机的重心。

3.根据权利要求1所述的一种风电轴承装配用五轴变位机，其特征在于，所述风电轴承工装(7)包括工装底板(701)以及设置在工装底板(701)上的多个风电轴承定位机构和风电轴承固定机构。

4.根据权利要求3所述的一种风电轴承装配用五轴变位机，其特征在于，所述风电轴承定位机构包括定位销(702)和定位销固定件，所述工装底板(701)上设有供定位销(702)穿过的孔位，所述定位销固定件固定连接定位销(702)和工装底板(701)，并使得定位销(702)穿过工装底板(701)上的孔位，所述孔位的数量为一个或多个。

5.根据权利要求3所述的一种风电轴承装配用五轴变位机，其特征在于，所述风电轴承固定机构包括电磁铁(703)，该电磁铁(703)连接所述电控柜(8)。

6.根据权利要求1所述的一种风电轴承装配用五轴变位机，其特征在于，所述X轴直线移载组件(2)包括X轴运动移载机架(201)、X轴直线导轨(202)和X轴驱动单元(203)，所述X轴直线导轨(202)设在底架(1)上，所述X轴运动移载机架(201)与所述X轴直线导轨(202)相配合连接，使得所述X轴运动移载机架(201)在所述X轴直线导轨(202)上水平移动，

所述X轴驱动单元(203)包括X轴齿条(2031)和X轴伺服电机-减速机组件(2032)，所述X轴齿条(2031)固定连接在底架(1)上，所述X轴伺服电机-减速机组件(2032)固定连接在X轴运动移载机架(201)上，所述X轴伺服电机-减速机组件(2032)的输出端设有齿轮，该齿轮连接所述X轴齿条(2031)，所述齿轮与X轴齿条(2031)的连接处设有X轴齿轮-齿条消隙机构(2033)。

7.根据权利要求1所述的一种风电轴承装配用五轴变位机，其特征在于，所述Y轴直线移载组件(3)包括Y轴运动移载机架(301)、Y轴直线导轨(302)和Y轴驱动单元(303)，所述Y轴直线导轨(302)设在X轴直线移载组件(2)上，所述Y轴运动移载机架(301)与所述Y轴直线导轨(302)相配合连接，使得所述Y轴运动移载机架(301)在所述Y轴直线导轨(302)上平稳移动，

所述Y轴驱动单元(303)包括Y轴齿条(3031)和Y轴伺服电机-减速机组件(3032)，所述Y轴齿条(3031)固定连接在X轴直线移载组件(2)上，所述Y轴伺服电机-减速机组件(3032)固定连接在Y轴运动移载机架(301)上，所述Y轴伺服电机-减速机组件(3032)的输出端设有齿轮，该齿轮连接所述Y轴齿条(3031)，所述齿轮与Y轴齿条(3031)的连接处设有Y轴齿轮-齿条消隙机构(3033)。

8.根据权利要求1所述的一种风电轴承装配用五轴变位机，其特征在于，所述Z轴直线移载组件(4)包括Z轴运动移载机架(401)、Z轴直线导轨(402)和Z轴驱动单元(403)，所述Z轴直线导轨(402)竖直设置在Y轴直线移载组件(3)上，所述Z轴运动移载机架(401)与所述Z轴直线导轨(402)相配合连接，使得所述Z轴运动移载机架(401)在所述Z轴直线导轨(402)上平稳移动，

所述Z轴驱动单元(403)包括Z轴齿条(4031)和Z轴伺服电机-减速机组件(4032)，所述Z轴齿条(4031)固定连接在Y轴直线移载组件(3)上，所述Z轴伺服电机-减速机组件(4032)固定连接在Z轴运动移载机架(401)上，所述Z轴伺服电机-减速机组件(4032)的输出端设有齿轮，该齿轮连接所述Z轴齿条(4031)，所述齿轮与Z轴齿条(4031)的连接处设有Z轴齿轮-齿条消隙机构(4033)。

9.根据权利要求1所述的一种风电轴承装配用五轴变位机，其特征在于，所述倾翻轴组件(5)包括倾翻轴运动机架(501)和倾翻轴伺服电机-减速机组件(502)，所述倾翻轴运动机架(501)固定连接所述Z轴直线移载组件(4)，所述倾翻轴伺服电机-减速机组件(502)固定连接在倾翻轴运动机架(501)上，所述倾翻轴伺服电机-减速机组件(502)的输出轴连接回转轴组件(6)。

10.根据权利要求1所述的一种风电轴承装配用五轴变位机，其特征在于，所述五轴变位机还包括气动插销组件(13)，该气动插销组件(13)包括设置在Y轴直线移载组件(3)上的驱动件和伸出端，以及设置在Z轴直线移载组件(4)上的接受端，所述驱动件驱动所述伸出端，匹配嵌合所述接受端。

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