CN101607356B - 自动化焊接用的工夹具结构 - Google Patents

Abstract

一种自动化焊接用的工夹具结构，属于工装夹具技术领域。包括一转盘架旋转驱动机构，该转盘架旋转驱动机构上固设有一转盘架，在转盘架的长度方向的两端的上部各固设有一夹具架，各夹具架的长度方向的对应两侧的上表面各间隔固定有具有边框嵌槽的嵌块，在各夹具架上配置有一框体的自动迫持机构，该框体自动迫持机构与所述嵌块相配合，并且在各夹具架上还设有用于使边框脱离所述边框嵌槽的边框松动机构。优点：可避免工人来回奔跑而降低工人的劳动强度，而且可缩短自动化机器人的待焊时间而提高加工效率；可避免损及工件；具有快捷高效的长处。

Description

自动化焊接用的工夹具结构

技术领域

本发明属于工装夹具技术领域，具体涉及一种自动化焊接用的工夹具结构，适合于在商业设施例如超市牛奶车、超市手推车、购物篮、超市货架和疏菜盘之类的产品的制造过程中对半成品的片材夹装，供自动化焊接机器人焊接组装。

背景技术

由于对上面所例举的但并不限于所例举的作为商业设施范畴的产品的组装逐步由传统的手工焊接组装变为由自动化焊接机器人焊接组装，因此，对于生产厂商而言，自然地涉及到工装夹具的问题，如果工夹具的结构不够完备，那么一方面会影响焊接组装效率，另一方面会影响产品的质量。又由于上述所举的产品具有特殊性，即属于漏空状的网格类或称栅格类产品，因此对于此类产品的焊接组装用的工夹具不仅无法在市场购取，而且在各类文献中也无相关的技术启示，从而只能由各厂商自我制作。目前的解决办法是在自动化焊接机器人的两侧各配备一个工作台，在各工作台的对应两侧或者四周间隔设置具有嵌槽的定位件和与定位件相对应的7字形的压脚，在各压脚上配置固定螺栓，使用时，将需要供自动化焊接机器人(机械手)焊接组装的前述产品的半成品的片材的框体嵌置于定位件的嵌槽内，再用固定螺栓对片材的框体定位，使片材的框体可靠地嵌固在定位件的嵌槽内，待定位完毕后由自动化焊接机器人进行焊接，与此同时，由工人在另一工作台上将片材的框体以前述的相同方式定位，当自动化焊接机器人完成了对一个工作台上的片材的焊接后，便旋转180°对另一工作台上的片材焊接组装，此时，由工人将已完成焊接的片材从工作台上取下并且继续安装待焊片材，如此反复地进行。

上述作业方式存在以下欠缺：一是工人的劳动强度大，必须在两个工作台之间频繁奔跑即穿梭于两个工作台之间；二是投入人力多，为了不使自动化焊接机器人处于待机状态，以保障焊接组装效率，通常对两个工作台配备2至4名工人；三是难以保证对片材的框体的夹持效果，因为每次夹持(通过固定螺栓)都是由工人手工作业来完成的，因而往往会出现松紧不一现象，从而影响产品的质量；四是容易对片材构成伤害，因为焊接完成后，需要将片材从工作台上取下，由于先前在安装时，片材的框体被嵌入于定位件的嵌槽中，取出时需要借助工具如榔头敲击框体，使其脱出嵌槽，因此在敲击时会致框体变形；五是影响焊接组装效率，因为自动化焊接机器人在从一个工作台转向另一工作台的过程中是处于停焊状态的，如果该过程所花费的时间为5-10s，那么浪费了5-10s的焊接组装时间。

鉴上，有必要设计出得以克服上述诸多缺陷的工夹具，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容

本发明的任务在于提供一种有助于节约劳动力和降低工人劳动强度、有利于保障对工件的边框快捷而可靠夹持、有益于将焊接完毕后的工件取离并且不会损及工件以及得以提高自动化焊接机器人的焊接效率的自动化焊接用的工夹具结构。

本发明的任务是这样来完成的，一种自动化焊接用的工夹具结构，包括一转盘架旋转驱动机构，该转盘架旋转驱动机构上固设有一转盘架，在转盘架的长度方向的两端的上部各固设有一夹具架，各夹具架的长度方向的对应两侧的上表面各间隔固定有具有边框嵌槽的嵌块，在各夹具架上配置有一框体的自动迫持机构，该框体自动迫持机构与所述嵌块相配合，并且在各夹具架上还设有用于使边框脱离所述边框嵌槽的边框松动机构。

在本发明的一个具体的实施例中，所述的转盘架旋转驱动机构包括电机、减速箱、第一、第二齿轮，转盘架固定座，立柱和立柱座，电机与减速箱相配合，第一齿轮固定在减速箱的末级动力输出轴上，并且与第二齿轮相啮合，第二齿轮固定在转盘架固定座上，转盘架固定座通过轴承设在立柱外，立柱与立柱座固定，在转盘架固定座的顶部构成有一转盘架固定板，所述转盘架的长度方向的居中部位与转盘架固定板固定，其中，所述的减速箱和立柱座安置在作业场所的地坪或设在作业场所另行配备的支架上。

在本发明的另一个具体的实施例中，所述的框体自动迫持机构包括一作用缸座、一对作用缸、一对第一曲臂、两组转轴座、两组翻转压脚和一对转轴，作用缸座的上端固定在所述夹具架的一侧，一对作用缸彼此以倒八字状态地与作用缸座的下端固定，各作用缸的作用缸柱的端部与第一曲臂的一端铰接，一对第一曲臂的另一端与相应的转轴固联，两组转轴座中的其中一组转轴座以间隔状态地固定在所述的夹具架的长度方向的一侧的底部，而另一组转轴座同样以间隔状态地固定在夹具架的长度方向的另一侧的底部，所述的一对转轴中的其中一根转轴穿置在一组轴座上，而另一根转轴穿置在另一组转轴座上，两组翻转压脚中的其中一组翻转压脚以间隔状态地固定在所述的一对转轴中的其中一根转轴上，而另一组翻转压脚同样以间隔状态地固定在另一根转轴上，各翻转压脚上配置有一迫持件，各迫持件与所述的嵌块相对应。

在本发明的再一个具体的实施例中，所述的作用缸为油缸或气缸；所述的迫持件为调整螺钉。

在本发明的又一个具体的实施例中，所述的转轴座的形状呈倒置的T字形，所述的翻转压脚的形状呈7字形。

在本发明的还一个具体的实施例中，所述的边框松动机构包括第一、第二曲臂座、第二、第三曲臂、致动杆、拉簧和操作手柄，第一、第二曲臂座与所述的夹具架的长度方向的两端固定，位于夹具架内并且两者平行，第二曲臂穿置在第一、第二曲臂座的一端，并且在第二曲臂的两端各设有一第一顶轮，第三曲臂穿设在第一、第二曲臂座的另一端并且在第三曲臂的两端各设有一第二顶轮，致动杆的一端通过第一致动杆座联结在第二曲臂上，另一端通过第二致动杆座联结在第三曲臂上，拉簧的一端固定在拉簧固定板的中部，拉簧固定板的两端与第一、第二曲臂座固定，拉簧的另一端固定在拉簧座上，拉簧座固定在致动杆上，操作手柄固定联结在第三曲臂上，其中，所述的第一、第二顶轮与所述的嵌块保持于同一直线上。

在本发明的更而一个具体的实施例中，所述的转盘架的长度方向的居中部位垂直设置有一用于遮挡焊弧弧光的挡弧板。

本发明提供的技术方案的优点之一，由于在转盘架上设有一对夹具架，因此当其中一个夹具架上的工件处于焊接状态时，工人便可对另一夹具架上放置待焊工件，当焊接完毕后，由转盘架旋转驱动装置使转盘架携夹具架旋转180°，对另一夹具架上的工件焊接，从而不仅可避免工人来回奔跑而降低工人的劳动强度，而且可缩短自动化机器人的待焊时间而提高加工效率；之二，当要将焊接完毕后的工件从夹具架上取离时，由边框松动机构使工件脱离嵌块的边框嵌槽，因此可避免损及工件；之三，由边框自动迫持机构自动地将工件迫持，因而具有快捷高效的长处。

附图说明

图1为本发明的一个具体的实施例结构图。

图2为本发明的一个应用例示意图。

具体实施方式

为了使专利局的审查员尤其是公众能够更加清楚地理解本发明的技术实质和有益效果，申请人将在下面以实施例的方式结合附图作详细说明，但是对实施例的描述均不是对本发明方案的限制，任何依据本发明构思所作出的仅仅为形式上的而非实质性的等效变换都应视为本发明的技术方案范畴。

请见图1，给出了转盘架旋转驱动机构1的具体的实施例结构，一电机11与减速箱12相配合，在减速箱12的末级动力输出轴121上用平键固定第一齿轮13，第一齿轮13与第二齿轮14相啮合，第二齿轮14固定在转盘架固定座15的下部，转盘架固定座15由一对轴承151(图中示出了处于下方的一个轴承)转动地设置在立柱16的外部，立柱16与立柱座17固定。在使用状态时，减速箱12携电机11以及立柱座17可直接设置在作业场所的地坪上，当然也可在作用场所配备支架，将减速箱12和立柱座17置于支架上。在转盘架固定座15的顶部具有一转盘架固定板152，一个框体构造的并且为长方形的转盘架2用螺钉固定在转盘架固定板152上，考虑到平衡因素，应将转盘架2的重心部位即长度方向的中部与转盘架固定板152固定。当电机11工作，由减速箱12带动第一齿轮13，由第一齿轮13带动第二齿轮14，由于第二齿轮14与转盘架固定座15相固定，因此第二齿轮14带动转盘架固定座15旋转，又由于转盘架2与转盘架固定座15相固定，因此由转盘架固定座15带动转盘架2旋转。当然，作为转盘架旋转驱动机构1的电机11和减速箱12完全可以改用气缸或油缸，将气缸或油缸的缸柱与转盘架2联结。

为了保护在线工作人员的眼睛，避免受焊接弧光刺激，在转盘架2的长度方向的居中部位以垂直状态地固设有一挡弧板21。

在转盘架2的长度方向的两端的上部即以前述的挡弧板21为界各固设有一夹具架3，在各夹具架3的长度方向的对应侧即图示位置状态的左右两侧的上表面以焊接或铆接或用螺钉或以其它类似的固定方式各间隔固定有一组数量不受图示限制的嵌块31，各嵌块31具有一边框嵌槽311。

在一对夹具架3上各设有一边框自动迫持机构4，优选而非限于的边框自动迫持机构4的结构如下，一形状大体上呈倒置的T字形的作用缸座41的上端与夹具架3的侧部固定，一对作用缸42呈倒置的八字形状态地与作用缸座41的下端铰联连结，各作用缸42的作用缸柱421与相应的第一曲臂43的一端铰接，而各第一曲臂43与相应的转轴45固接。也就是说，第一曲臂43有一对，转轴45也有一对，一对作用缸柱421中的其中一个作用缸柱421与一对第一曲臂43中的其中一枚第一曲臂43的一端铰接，而该枚第一曲臂43的另一端与一对转轴45中的其中一根转轴45固定；另一个作用缸柱421与另一枚第一曲臂43的一端铰接，而该另一枚第一曲臂43的另一端与另一根转轴45固定。在夹具架3的长度方向的两侧即图1所示的左右两侧的底部以间隔状态地各固定一组形状大体上呈倒置的T字形的转轴座44，图中示意了每组转轴座44的数量为4个，但显然不受限制，因为可根据需要而增减，每组转轴座44上穿插前述的转轴45，并且在各转轴45上同样以间隔状态地固定一组形状大体上呈7字形的翻转压脚46，图中虽然示出了每组翻转压脚46的数量为3个，但显然不受具体限制，每个翻转压脚46上旋配有一由调整螺钉充任的迫持件461，并且各迫持件461尽可能地对应于前述的嵌块31。

由图所示，处于图示的右端的边框自动迫持机构4的一对作用缸42与处于图示的左端的边框迫持机构4的一对作用缸42彼此呈对角关系。在本实施例中，用气缸作为作用缸42，但如果采用油缸，那么应当视为等效性替代。当作用缸42的作用缸柱421向缸体外伸展时，通过第一曲臂43使转轴45旋转，转轴45上的一组翻转压脚46压向夹具架3，由各翻转压脚46上的迫持件461对嵌设在嵌块31的边框嵌槽311上的工件的边框例如超市牛奶车的底片的框体6迫持，反之亦然。因此，边框自动迫持机构4能体现快速高效地对待焊接的框体6的迫持。

请继续见图1，申请人给出了优选的而非唯一性的边框松动机构5，一对第一、第二曲臂座51a、51b彼此平行地与夹具架3固定，并且位于夹具架3内。一第二曲臂52的一端穿置并且穿过第一曲臂座51a的一端，而第二曲臂52的另一端穿置并且穿过第二曲臂座51b的一端；一第三曲臂53的一端穿置并且穿过第一曲臂座51a的另一端，而第三曲臂53的另一端穿置并且穿过第二曲臂座51b的另一端，其中：在第二曲臂52的两端各设置有一第一顶轮521，而在第三曲臂53的两端各设置有一第二顶轮531。从而可知第一、第二顶轮521、531的数量共有四个，并且处于嵌块31的同一直线上。一致动杆54的一端与第一致动杆座541的上端联结，而第一致动杆座541的下端与第一曲臂52固定；致动杆54的另一端与第二致动杆座542的上端联结，而第二致动杆座542的下端与第三曲臂53固定。拉簧55的数量有一对，并且彼此平行，各拉簧55的一端固定在拉簧固定板552的板体上，而拉簧固定板552的两端与一对第一、第二曲臂51a、51b固定；各拉簧55的另一端固定在拉簧座551上，而拉簧座551固定在致动杆54的杆体上。操作手柄56的一端固定在第三曲臂53上，另一端探出于夹具架3的侧部。当操作者握持操作手柄56向下按压时，使第三曲臂53产生转动，由于致动杆54联结于第二、第三曲臂52、53上，因此在第三曲臂53旋转时，牵动致动杆54运动，拉簧55伸长，同时使第二曲臂52也产生与第三曲臂53的转动程度相同的旋转，此时，第二曲臂52上的第一顶轮521以及第三曲臂53上的第二顶轮531同时向上，由四个顶轮以四点定位的平衡作用方式将先前置于嵌块31的边框嵌槽311内的边框6顶出边框嵌槽311。因此，无需象已有技术那样使用工具如榔头敲打框体6，从而既保证了快速卸除框体6，又避免了损及框体6的情形出现。

请见图2，为了便于说明问题，申请人在该图中示出了自动焊接机器人7，该自动焊接机器人7也被称为焊接机械手。由于在转架盘2上配有一对夹具架3，并且各夹具架3上均配有边框自动迫持机构4和边框松动机构5，因此可满足轮番工作的要求。具体是：当自动焊接机器人7在对左端(图示位置状态为例)的夹具架3上的诸如前述的超市牛奶车、超市手推车、超市购物篮或超市货架的框体6实施焊接时，例如在框体6上焊固铭牌、拼装连接件等等时，那么由工人(仅需一名)将待焊接加工的框体6放置到右端的夹具架3上，具体是使框体6的边沿置入于嵌块31上的边框嵌槽311中，然后通过操作开关，使边框自动迫持机构4的一对作用缸42工作，按申请人在上面所述的过程，使两组翻转压脚46上的迫持件461对框体6迫持，即迫固。待左端的框体6焊接完毕，便由电气控制器给信号予转盘架旋转驱动机构1，该机构的电机11工作，按申请人在上面已经描述的过程，使转盘架2旋转180°，使先前处于右端的装有待焊加工的框体6的夹具架3位移到左端，而先前处于左端的已经焊接完毕的框体6转移到右端。此时，自动焊接机器人7继续焊接，而先前已焊接完毕的框体6在打开边框自动迫持机构4后，即，使两组翻转压脚46释放对框体6的迫持后，在线作业的工人按申请人在前面的描述操作边框松动机构5的操作手柄56，使框体6脱出嵌块31的边框嵌槽311，将焊接完毕的框体6移离夹具架3，接着将待焊接的框体6放置到夹具架3上，如此重复而完成对依需数量的框体6的安装、焊接和卸除。整个过程完全能印证申请人在上面的优点效果栏中所述的长处，并且能理想地消除已有技术中所存在的诸多欠缺。

Claims (7)

1.一种自动化焊接用的工夹具结构，其特征在于包括一转盘架旋转驱动机构(1)，该转盘架旋转驱动机构(1)上固设有一转盘架(2)，在转盘架(2)的长度方向的两端的上部各固设有一夹具架(3)，各夹具架(3)的长度方向的对应两侧的上表面各间隔固定有具有边框嵌槽(311)的嵌块(31)，在各夹具架(3)上配置有一框体的自动迫持机构(4)，该框体自动迫持机构(4)与所述嵌块(31)相配合，并且在各夹具架（3）上还设有用于使边框脱离所述边框嵌槽(311)的边框松动机构(5)。

2.根据权利要求1所述的自动化焊接用的工夹具结构，其特征在于所述的转盘架旋转驱动机构(1)包括电机(11)、减速箱(12)、第一、第二齿轮(13、14)，转盘架固定座(15)，立柱(16)和立柱座(17)，电机(11)与减速箱(12)相配合，第一齿轮(13)固定在减速箱(12)的末级动力输出轴(121)上，并且与第二齿轮(14)相啮合，第二齿轮(14)固定在转盘架固定座(15)上，转盘架固定座(15)通过轴承(151)设在立柱(16)外，立柱(16)与立柱座(17)固定，在转盘架固定座(15)的顶部构成有一转盘架固定板(152)，所述转盘架(2)的长度方向的居中部位与转盘架固定板(152)固定，其中，所述的减速箱(12)和立柱座(17)安置在作业场所的地坪或设在作业场所另行配备的支架上。

3.根据权利要求1所述的自动化焊接用的工夹具结构，其特征在于所述的框体自动迫持机构(4)包括一作用缸座(41)、一对作用缸(42)、一对第一曲臂(43)、两组转轴座(44)、两组翻转压脚(46)和一对转轴(45)，作用缸座(41)的上端固定在所述夹具架(3)的一侧，一对作用缸(42)彼此以倒八字状态地与作用缸座(41)的下端固定，各作用缸(42)的作用缸柱(421)的端部与第一曲臂(43)的一端铰接，一对第一曲臂(43)的另一端与相应的转轴(45)固联，两组转轴座(44)中的其中一组转轴座(44)以间隔状态地固定在所述的夹具架(3)的长度方向的一侧的底部，而另一组转轴座(44)同样以间隔状态地固定在夹具架(3)的长度方向的另一侧的底部，所述的一对转轴(45)中的其中一根转轴(45)穿置在一组轴座(44)上，而另一根转轴(45)穿置在另一组转轴座(44)上，两组翻转压脚(46)中的其中一组翻转压脚(46)以间隔状态地固定在所述的一对转轴(45)中的其中一根转轴(45)上，而另一组翻转压脚(46) 同样以间隔状态地固定在另一根转轴(45)上，各翻转压脚(46)上配置有一迫持件(461)，各迫持件(461)与所述的嵌块(31)相对应。

4.根据权利要求3所述的自动化焊接用的工夹具结构，其特征在于所述的作用缸(42)为油缸或气缸；所述的迫持件(461)为调整螺钉。

5.根据权利要求3所述的自动化焊接用的工夹具结构，其特征在于所述的转轴座(44)的形状呈倒置的T字形，所述的翻转压脚(46)的形状呈7字形。

6.根据权利要求1所述的自动化焊接用的工夹具结构，其特征在于所述的边框松动机构(5)包括第一、第二曲臂座(51a、51b)、第二、第三曲臂(52、53)、致动杆(54)、拉簧(55)和操作手柄(56)，第一、第二曲臂座(51a、51b)与所述的夹具架(3)的长度方向的两端固定，位于夹具架(3)内并且两者平行，第二曲臂(52)穿置在第一、第二曲臂座(51)的一端，并且在第二曲臂(52)的两端各设有一第一顶轮(521)，第三曲臂(53)穿设在第一、第二曲臂座(51)的另一端并且在第三曲臂(53)的两端各设有一第二顶轮(531)，致动杆(54)的一端通过第一致动杆座(541)联结在第二曲臂(52)上，另一端通过第二致动杆座(542)联结在第三曲臂(53)上，拉簧(55)的一端固定在拉簧固定板(552)的中部，拉簧固定板(552)的两端与第一、第二曲臂座(51a、51b)固定，拉簧(55)的另一端固定在拉簧座(551)上，拉簧座(551)固定在致动杆(54)上，操作手柄(56)固定联结在第三曲臂(53)上，其中，所述的第一、第二顶轮(521、531)与所述的嵌块(31)保持于同一直线上。

7.根据权利要求1所述的自动化焊接用的工夹具结构，其特征在于所述的转盘架(2)的长度方向的居中部位垂直设置有一用于遮挡焊弧弧光的挡弧板(21)。 

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