升降梯標準節焊接機器人裝置的製作方法
2023-10-08 14:36:44 2
專利名稱：升降梯標準節焊接機器人裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及焊接自動化技術，尤其是涉及建築行業中升降梯 標準節的焊接機器人裝置。
背景技術：
汽車生產線、工程機械等行業的焊接自動化水平由於機器人應用 得到了極大的提高，但是造船、建築等行業的許多大型工件卻仍然採 用人工焊接。由於焊接對象標準節結構較複雜，存在焊縫數量多、種 類多、空間分布廣等一系列特點，所以過去國內一般採用簡易工裝夾 具加手工焊接。如圖1所示，為升降梯標準節的成品結構示意圖，主
要包括主弦管100、標準框300、齒排200和連接套400。當定位標 準節的四根主弦管100和兩根齒排200時，需要人工旋轉側面的六個 扳手，造成效率低且勞動強度大；定位中間的三個標準框300時，無 明確的定位面，往往通過焊接工人的目力來確定，定位不準確，需要 操作工人要求高；由於焊接對象(標準節)工作環境的特殊性，要求 標準節的每個焊縫質量可靠，這樣就要求焊接工人具有很高的焊接水 平，而且標準節的焊縫空間分布廣，焊接工人需要花費較多的輔助時 間來完成變換焊接位置；當整個工件焊接完成後，焊接工人需要重複 旋轉側面的六個扳手用來鬆開標準節，在鬆開過程中，標準節的拆卸 安全性不高，需要比較熟練的操作工，況且，目前的人力資源成本是 越來越高。由此可見，傳統的手工焊接方法無論焊接質量的一致性還 是焊接效率及其安全可靠性上均不能滿足現代高技術產品製造的質量、數量的需求。
實用新型內容
本實用新型的目的在於提供一種升降梯標準節焊接機器人裝置， 在保證焊接質量的前提下，通過機器人與變位機的參與，提高焊接效 率，減輕焊接工人的勞動強度，確保生產的安全性。
本實用新型的目的是通過以下方式實現的
升降機標準節焊接機器人裝置，由工業機器人、變位機、焊接電 源、變壓器和機器人控制櫃組成；變位機包括機臺、安裝在機臺上的 主動箱、從動箱、主弦管定位氣動伸縮機構、拉碼式夾鉗；主動箱和 從動箱位於機臺的兩端，主動箱的主動軸和從動箱的從動軸上各安裝 一個迴轉盤，兩個迴轉盤之間通過連接柱連接；主弦管定位氣動伸縮 機構安裝在兩個迴轉盤之間，主弦管定位氣動伸縮機構由氣缸帶動做 伸縮動作而頂緊主弦管；兩個迴轉盤之間還架設有固定梁，用於定位 標準框的拉碼式夾鉗對應標準框的位置安裝在固定梁上；工業機器人 位於變位機旁邊，由焊接電源和變壓器供電、由機器人控制櫃控制並 對機臺上的標準節進行焊接作業。
上述變位機有兩組，工業機器人位於兩組變位機的中間，由機器 人控制櫃進行控制，分別對兩個變位機上的標準節進行焊接作業。
上述主弦管定位氣動伸縮機構包括主動氣缸、從動氣缸、主動導 向套、從動導向套、主動頂軸、頂頭、從動頂軸和從動氣缸固定座； 主動氣缸安裝在一個迴轉盤上，主動氣缸由電磁閥控制帶動主動頂軸 運動，主動頂軸穿過主動導向套且前端安裝有用於抵緊主弦管的頂 頭；從動氣缸藉助從動氣缸固定座安裝在另一迴轉盤上，從動氣缸也 由電磁閥控制帶動從動頂軸運動，從動頂軸穿過從動導向套且前端抵於主弦管。
上述從動導向套上設有限位臺階。
上述拉碼式夾鉗由拉碼夾鉗和壓條組成，用於壓緊標準框的壓條 位於拉碼夾鉗的下方並與固定梁的定位面配合夾持標準框。
上述兩個迴轉盤之間還設有糾正機構，糾正機構由推拉夾鉗、糾 正管和定位塊組成，推拉夾鉗安裝在糾正管上，糾正管對應固定梁的 位置藉助推拉夾鉗架設在兩個迴轉盤上，用於定位標準框的定位塊安 裝在糾正管上。
上述兩個迴轉盤之間還設有連接套定位夾具及推拉式夾鉗；連接 套定位夾具由從動定位軸、定位條、主動氣缸、頂軸和主動導向套組 成，從動定位軸固定在一個迴轉盤上，頂軸通過主動導向套安裝在另 一個迴轉盤上，且頂軸由主動氣缸帶動，定位條架在從動定位軸與頂
軸之間；推拉式夾鉗由推拉夾鉗、拉軸和漲套組成，推拉夾鉗帶動拉 軸運動，拉軸與漲套以錐度配合，漲套抵於連接套使之固定在焊接位 置。
採用上述方案後，本實用新型具有以下優點
一、 變位機可應用四根柱子將兩端的迴轉盤連接成一體，形成口 型機構，保證了從動端與主動端的平行度，滿足了標準節的製作工藝 要求；
二、 本裝置定位標準框的位置，採用了拉碼式夾鉗，進一步再加 上一個糾正機構，可方便的確定標準框的位置，從而提高工件的定位
的準確性；
三、 本裝置的從動端與主動端分別裝有氣動伸縮機構用來定位標 準節的四根主弦管，這機構不但保證了標準節的一致性，而且當標準 節焊接完成後，氣缸回復原位置，還實現了快速脫模，提高了生產效率；
四、 標準節上安裝齒排的連接套在過去一般有兩種做法①採用 人工安裝齒排、人工鎖緊螺杆定位、人工焊接；②連接套與標準框的
角鋼在前道工序焊接完成，當整個標準節焊接完成後再將標準節機加 工六個連接套，保證齒排能準確的安裝、鎖緊。但是本裝置解決了以 上大量的人為因素，操作工人只需要將定位連接套的機構安裝在變位 機上，扳動推拉式夾鉗將連接套安裝在定位軸上並壓緊夾鉗，這樣定 位套就可以應用機器人焊接，保證了焊接質量，同時當標準節焊接完 成後，操作工人只需要將夾鉗鬆開，就可以將定位夾具取下，極大的 縮短了操作工人的工作時間，提高了生產效率，而且連接套定位採用 了工裝夾具，保證了連接套的尺寸精度，所以標準節焊接完成後不需
要再進行機加工，大大減少了標準節的製作成本；
五、 本裝置還可採用雙工位變位機，當機器人在一工位焊接時， 操作工人可以在二工位裝夾工件，裝夾完後按預約按鈕，當機器人結 束一工位的焊接後，如果二工位有預約就可以馬上進行二工位的焊 接，同時操作工人可以在一工位進行工件的拆卸與裝夾。這樣就擺脫 了一人一機的局面，大大的提高了生產效率。
圖1為升降梯標準節的成品結構示意圖2為本實用新型實施例一的總裝俯視圖(未裝工件)；
圖2-1為本實用新型實施例一的總裝立體示意圖(未裝工件)；
圖3為本實用新型實施例二的總裝俯視圖(裝了工件)；
圖3-1為本實用新型實施例二的總裝立體示意圖(裝了工件)；
圖4為本實用新型變位機的裝配示意圖(裝了主弦管)；200820136
圖5為本實用新型變位機的俯視圖(裝了主弦管)； 圖6為本實用新型拉碼式夾鉗及糾正機構的裝配示意圖(裝了主 弦管和標準框)；
圖7為本實用新型推拉式夾鉗的裝配示意圖(裝了連接套)；
圖8為本實用新型連接套的定位夾具裝配示意圖(裝了主弦管和
標準框)。
具體實施方式
下面結合實施例並對照附圖對本實用新型作進一步詳細說明。
如圖2和圖2-1、圖3和圖3-l所示，本實用新型揭示的升降機 標準節焊接機器人裝置，由工業機器人10、變位機20、焊接電源30、 變壓器40和機器人控制櫃50組成。
其中，圖2和圖2-l所示的變位機20包括機臺1、安裝在機臺l 上的主動箱2、從動箱3、主弦管定位氣動伸縮機構4、拉碼式夾鉗5。 圖3、圖3-1和圖6所示的變位機20還進一步包括糾正機構6、連接 套定位夾具7及推拉式夾鉗8，以使焊接更精確、快速。
配合圖4和圖5所示，主動箱2和從動箱3位於機臺1的兩端， 主動箱2和從動箱3通過三相五線制工業用電驅動伺服電機帶動主動 軸和從動軸旋轉而帶動主動軸和從動軸旋轉。主動箱2的主動軸和從 動箱3的從動軸上各安裝一個迴轉盤9，兩個迴轉盤9之間通過四根 連接柱91連接。
主弦管定位氣動伸縮機構4安裝在兩個迴轉盤9之間，主弦管定 位氣動伸縮機構4由氣缸帶動做伸縮動作而頂緊主弦管。主弦管定位 氣動伸縮機構4具體可以包括主動氣缸41、從動氣缸42、主動導向 套43、從動導向套44、主動頂軸45、頂頭46、從動頂軸47和從動氣缸固定座48。主動氣缸42安裝在一個迴轉盤9上，主動氣缸42 由電磁閥控制帶動主動頂軸45運動，主動頂軸45穿過主動導向套 43且前端安裝有用於抵緊主弦管的頂頭46。從動氣缸42藉助從動氣 缸固定座48安裝在另一迴轉盤9上，從動氣缸42也由電磁閥控制帶 動從動頂軸47運動，從動頂軸47穿過從動導向套44且前端抵於主 弦管。實際裝夾時，氣缸由電磁閥控制，從動氣缸42先到達指定位 置，裝入主弦管，然後主動氣缸41頂緊主弦管。為了防止標準節端 頭不平齊，在從動導向套設有限位臺階(此結構簡單，圖中未標號)， 當氣缸推出行程到達限位位置時，從動端的四個從動氣缸42都到達 同一位置，保證了標準節的端頭平齊。
拉碼式夾鉗5用於定位標準框，拉碼式夾鉗5對應標準框的位置 安裝在固定梁51上，固定梁51安裝在兩個迴轉盤9之間。如圖6所 示，拉碼式夾鉗5具體由拉碼夾鉗53和壓條52組成，壓條52位於 拉碼夾鉗53的下方，壓條52用於與固定梁51的定位面配合夾持壓 緊標準框。
為了更好地固定標準框，如圖3和圖3-1所示的實施例二，兩個 迴轉盤9之間還設有糾正機構6。如圖6所示，糾正機構6具體由推 拉夾鉗61、糾正管62和定位塊63組成，推拉夾鉗61安裝在糾正管 62上，糾正管62對應固定梁51的位置藉助推拉夾鉗61架設在兩個 迴轉盤9上，用於定位標準框的定位塊63安裝在糾正管62上。這樣， 將標準框靠緊固定梁51的定位面，放上壓條52，拉動拉碼夾鉗53 固定住標準框，同時裝入糾正機構6，利用定位塊63糾正標準框的 豎直度，從而保證標準框的悍接位置。
為了方便連接套的快速焊接，如圖3和圖3-1所示的實施例二， 兩個迴轉盤9之間還設有連接套定位夾具7及推拉式夾鉗8。如圖8所示，連接套定位夾具7具體由從動定位軸71、定位條72、主動氣 缸73、頂軸74和主動導向套75組成。從動定位軸71固定在一個回 轉盤9上，頂軸74通過主動導向套75架在另一個迴轉盤9上，且頂 軸74由主動氣缸73帶動，定位條72固定架在從動定位軸71與頂軸 74之間。如圖7所示，推拉式夾鉗8由推拉夾鉗81、拉軸82和漲套 83組成，推拉夾鉗81帶動拉軸82運動，拉軸81與漲套83以錐度 配合，迫使漲套83漲大，漲套83抵於連接套使之固定在焊接位置。
工業機器人10位於變位機20旁邊，由焊接電源30提供焊接時 將焊絲熔化需要的電流，變壓器40提供用電，由機器人控制櫃50進 行控制，並對機臺1上的標準節進行焊接作業。當然，變位機20可 以如圖2和圖3所示有兩組，工業機器人10位於兩組變位機20的中 間，由機器人控制櫃50進行控制，分別對兩個變位機20上的標準節 進行焊接作業。
使用過程
開啟焊接電源30，變位機20在0。位置，電機驅動變位機20轉 動到-90°位置，裝入下部的兩主弦管，變位機20回復到0。位置， 裝入標準框，利用拉碼式夾鉗5與壓條52壓緊標準框，電機驅動變 位機20轉動到90。位置，裝入上部的兩主弦管，裝入糾正機構6， 再裝入連接套定位夾具7，拉動推拉式夾鉗8，固定住連接套，電機 驅動變位機20轉動到-90°位置，裝入連接套定位夾具7，拉動推拉 式夾鉗8，固定住連接套，變位機20回復到0°位置，工業機器人 IO開始焊接，同時變位機20按照程序設定的角度進行變位，方便工 業機器人10進行施焊。工業機器人10焊接完成後，各氣缸回復到原 位置，鬆開各夾鉗，取下連接套定位夾具7，人工將工件吊離變位機 20，進入下一循環周期。
權利要求1、升降機標準節焊接機器人裝置，其特徵在於由工業機器人、變位機、焊接電源、變壓器和機器人控制櫃組成；變位機包括機臺、安裝在機臺上的主動箱、從動箱、主弦管定位氣動伸縮機構、拉碼式夾鉗；主動箱和從動箱位於機臺的兩端，主動箱的主動軸和從動箱的從動軸上各安裝一個迴轉盤，兩個迴轉盤之間通過連接柱連接；主弦管定位氣動伸縮機構安裝在兩個迴轉盤之間，主弦管定位氣動伸縮機構由氣缸帶動做伸縮動作而頂緊主弦管；兩個迴轉盤之間還架設有固定梁，用於定位標準框的拉碼式夾鉗對應標準框的位置安裝在固定梁上；工業機器人位於變位機旁邊，由焊接電源和變壓器供電、由機器人控制櫃控制並對機臺上的標準節進行焊接作業。
2、 如權利要求1所述的升降機標準節焊接機器人裝置，其特徵 在於上述變位機有兩組，工業機器人位於兩組變位機的中間，由機 器人控制櫃進行控制，分別對兩個變位機上的標準節進行焊接作業。
3、 如權利要求1所述的升降機標準節焊接機器人裝置，其特徵 在於上述主弦管定位氣動伸縮機構包括主動氣缸、從動氣缸、主動 導向套、從動導向套、主動頂軸、頂頭、從動頂軸和從動氣缸固定座； 主動氣缸安裝在一個迴轉盤上，主動氣缸由電磁閥控制帶動主動頂軸 運動，主動頂軸穿過主動導向套且前端安裝有用於抵緊主弦管的頂 頭；從動氣缸藉助從動氣缸固定座安裝在另一迴轉盤上，從動氣缸也 由電磁閥控制帶動從動頂軸運動，從動頂軸穿過從動導向套且前端抵 於主弦管。
4、 如權利要求3所述的升降機標準節焊接機器人裝置，其特徵 在於上述從動導向套上設有限位臺階。
5、 如權利要求1所述的升降機標準節焊接機器人裝置，其特徵 在於上述拉碼式夾鉗由拉碼夾鉗和壓條組成，用於壓緊標準框的壓 條位於拉碼夾鉗的下方並與固定梁的定位面配合夾持標準框。
6、 如權利要求1所述的升降機標準節焊接機器人裝置，其特徵 在於上述兩個迴轉盤之間還設有糾正機構，糾正機構由推拉夾鉗、 糾正管和定位塊組成，推拉夾鉗安裝在糾正管上，糾正管對應固定梁 的位置藉助推拉夾鉗架設在兩個迴轉盤上，用於定位標準框的定位塊 安裝在糾正管上。
7、 如權利要求1所述的升降機標準節焊接機器人裝置，其特徵 在於上述兩個迴轉盤之間還設有連接套定位夾具及推拉式夾鉗；連 接套定位夾具由從動定位軸、定位條、主動氣缸、頂軸和主動導向套 組成，從動定位軸固定在一個迴轉盤上，頂軸通過主動導向套安裝在 另一個迴轉盤上，且頂軸由主動氣缸帶動，定位條架在從動定位軸與 頂軸之間；推拉式夾鉗由推拉夾鉗、拉軸和漲套組成，推拉夾鉗帶動 拉軸運動，拉軸與漲套以錐度配合，漲套抵於連接套使之固定在焊接 位置。
專利摘要本實用新型公開一種升降機標準節焊接機器人裝置，由工業機器人、變位機、焊接電源、變壓器和機器人控制櫃組成；變位機包括機臺、主動箱、從動箱、主弦管定位氣動伸縮機構、拉碼式夾鉗；主動箱和從動箱位於機臺兩端，主動箱和從動箱上各安裝一個迴轉盤，兩迴轉盤由連接柱連接；主弦管定位氣動伸縮機構安裝在兩迴轉盤之間，由氣缸帶動而頂緊主弦管；兩迴轉盤之間還架設有固定梁，拉碼式夾鉗安裝在固定梁上用於定位標準框；工業機器人位於變位機旁邊，由焊接電源和變壓器供電、由機器人控制櫃控制並對機臺上的標準節進行焊接作業。本裝置在保證焊接質量的前提下，通過機器人與變位機的參與，提高焊接效率，減輕焊接工人的勞動強度，確保生產的安全性。
文檔編號B23K37/00GK201333595SQ20082013669
公開日2009年10月28日 申請日期2008年12月30日 優先權日2008年12月30日
發明者劉兵華, 劉道明, 宋耀明, 黃煥良 申請人:廈門思爾特機器人系統有限公司