CN101890608B - 侧面开口式车架焊接翻转工作中心 - Google Patents

Abstract

一种侧面开口式车架焊接翻转工作中心，属于汽车起重机车架焊接变位装置。该翻转中心有侧面开口焊接变位机、三维送料小车、升降平台、和电控系统，三维送料小车位于侧面开口焊接变位机的中间位置，侧面开口焊接变位机的前面有升降平台，三维送料小车位于轨道上，轨道垂直于侧面开口焊接变位机，电控系统同时与三维送料小车、升降平台和侧面开口焊接变位机连接。优点：1、两台侧面开口翻转机共用一台送料小车，结构紧凑。2、翻转机侧面开口，并对工件实现定位。3、对工件的自动装夹，生产效率高。4、在翻转圈内，空回转180度，实现车架的正进反出的要求。5、方便工人焊接操作。

Description

侧面开口式车架焊接翻转工作中心

技术领域

本发明涉及一种汽车起重机车架焊接变位装置，特别是一种侧面开口式车架焊接翻转工作中心。 

背景技术

目前使用车架圈式翻转机主要有两种形式，第一种形式用于车架后段的翻转。该专机主要由从动滚盘、 主动滚盘、铰链、锁座、支撑轮、驱动电机、夹紧机构等部件组成。 翻转圈分为上下半圈，在翻转圈中间有铰点，上半圈可以围绕铰点做水平旋转，旋合时，可用锁座中的弹簧销自动将上下半圈销上。打开时，人工锁座中的弹簧销拉下，将上下半圈推开。该形式上下半圈是通过铰点和锁座连接在一起的，工件旋转180度后，翻转圈无法打开，无法实现有正放反取功能要求工件的翻转需求；另一方面，对工件的装夹完全靠人工进行，效率不高，工人劳动强度大。 

另一种形式为圈式翻转机：它用于车架主体的翻转，主要由主动滚盘、从动滚盘、防倾滚轮、驱动滚盘底座、支撑滚轮、驱动系统等组成。该机构的翻转圈由上下两个半圈组成上下两个半圈的结合部设有锥形定位销定位套和螺栓连接孔，上下两个半圈组合时，用锥形销进行定位，用螺栓进行紧固连接，使上下半圈成为一个整圆，打开时，松开紧固螺栓，用行车将上半圈吊开，取出工件。该形式翻转圈的组合是利用利用锥形销定位，螺栓紧固连接的，这种翻转圈虽能实现工件的正放反取，但翻转圈的开合必须利用行车和扳手，因此这种翻转圈的开合比较繁琐，动用设备多，开合时间比较长，工人劳动强度大；另一方面，对工件的装夹完全靠人工进行，效率不高，工人劳动强度大。 

发明内容

本发明的目的是要提供一种：侧面开口式车架焊接翻转工作中心，为汽车起重机车架焊接变位的装置，能对工件能实现360°连续翻转，并使工件在变位机上实现正放反取。 

本发明的目的是这样实现的：该翻转中心有侧面开口变位机、三维送料小车、升降平台、和电控系统，三维送料小车位于侧面开口变位机的中间位置，侧面开口变位机的前面有升降平台，三维送料小车位于轨道上，轨道垂直于侧面开口变位机，电控系统同时与三维送料小车、升降平台和侧面开口变位机连接。 

所述的侧面开口变位机由二套相同的构件相对安装组成侧面开口变位机，其中一套构件由架体、翻转圈、开口大齿轮、回转驱动和电动夹具，翻转圈连接在架体上，开口大齿轮连接在翻转圈内，电动夹具通过连接杆连接到开口大齿轮上，在开口大齿轮的底部与架体之间连接有回转驱动。 

所述的三维送料小车包括：行走小车、小车移动升降平台和小车固定升降平台组成，在行走小车底面上连接有小车轮，在行走小车的上表面的一端连接有小车固定升降平台，在行走小车另一端的表面上有移动平台轨道，在移动平台轨道上有小车移动升降平台。 

所述的电动夹具包括有夹紧装置和导电机构，夹紧装置有夹板和螺旋丝杠，夹板与螺旋丝杠连接，夹板的夹口端为阶梯状分布；导电机构位于螺旋丝杠的一侧，包括导电块和弹簧电刷，导电块连接在架体上，弹簧电刷连接在电动夹具上，导电块与弹簧电刷搭接。 

所述的回转驱动包括：伺服电机、蜗轮蜗杆减速机、联轴器、小齿轮和齿轮减速机，伺服电机与蜗轮蜗杆减速机连接，蜗轮蜗杆减速机有二个输出轴均通过联轴器分别与两台齿轮减速机连接，两台齿轮减速机通过小齿轮与开口大齿轮连接。 

所述的电控系统为可编程控制器。 

有益效果：由于采用了上述方案，1、设备整体布局：两侧两台侧面开口变位机、中间一台横移小车、在侧面开口变位机的前面各有一个大型升降平台，通过横移轨道实现两台变位机共用一台横移三维送料小车；大型升降平台，方便工人焊接操作。 

2、设备主要结构：侧面开口变位机主要有两个独立侧面开口翻转机构组成，侧面开口翻转机构主要由侧面开口架体、电动夹具、开口大齿轮、导电机构、回转驱动部等组成，开口大齿轮由架体作为支撑，由双齿轮驱动其360度旋转，开口大齿轮旋转带动与其相连的电动夹具旋转，电动夹具旋转带动车架旋转。 

3、设备功能：横移三维送料小车与变位机配合作业，通过电控系统，既可编程控制器实现以下功能：3.1、车架实现360度旋转。3.2实现正进反出的功能：当三维送料小车将车架正向进入翻转机时，旋转开口大齿轮的开口和机架的开口重合，当车架转到反向时，旋转开口大齿轮的开口和机架的开口相差180度，为了反出的功能，用三维送料小车将车架拖住，松开夹具，旋转开口大齿轮空载回转180度，使旋转开口大齿轮的开口和机架的开口重合，这样车架就能够实现功能。 

4、工件通用定位夹具：采用阶梯状布局、适应多种截面尺寸产品的装夹。 

5、横移三维送料小车上工件侧面定位装置：采用可伸缩的通用定位销，不同的产品用不同的定位孔，保证工件中心与横移三维送料小车中心重合，高度方向定位采用旋转编码器。 

6、旋转接电：为了给夹具夹紧电机提供动力源，采用旋转定点接电， 接电方式采用类似插头插座的方式，插头设计成可自动伸缩的，当旋转过需要夹紧点后，插头自动断电，安全可靠。 

7、升降作业平台：采用剪刀式升降平台，动力采用电动液压，方便工人操作。 

为汽车起重机车架焊接变位的装置，对工件能实现360°连续翻转，并使工件在变位机上实现正放反取，达到了本发明的目的。 

优点：1、两台侧面开口翻转机共用一台送料小车，结构紧凑，占地面积小，有利于节约生产面积。2、翻转机侧面开口，三维送料小车可以自动将车架送入翻转圈内，并对工件实现定位。3、三维送料小车能够对工件定位，因此能够实现对工件的自动装夹，生产效率高。4、在翻转圈内，三维送料小车可以实现对车架的支撑，因此在夹具松开的状态下，翻转圈可以不带车架，空回转180度，实现车架的正进反出的要求。5、前侧有两个大型液压升降平台，方便工人焊接操作。 

附图说明

图1为本发明的结构图。 

图2为图1的俯视结构图。 

图3 为本发明侧面开口焊接变位机剖视结构图。 

图4为图3的A视向结构图。 

图5为图3的俯视结构图。 

图6为图4中B-B视向结构图。 

图7为本发明的三维送料小车结构图。 

图8为图7的俯视结构图。 

图中，1、升降平台；2、翻转圈；3、夹板；4、三维送料小车；5、小车固定升降平台；6、定位销；7、小车移动升降升平台；8、架体；9、导电机构；10、中间齿轮；11、开口大齿轮；12、导电块；13、弹簧电刷；14、轨道；15、小车轮；16、移动平台轨道；17、连接杆；18、加工工件；19、螺旋丝杠；20、伺服电机；21、蜗轮蜗杆减速机；22、联轴器；23、齿轮减速机；24、小齿轮。 

具体实施方式

实施例1：该翻转中心有侧面开口变位机、三维送料小车、升降平台1、和电控系统，三维送料小车位于侧面开口变位机的中间位置，侧面开口变位机的前面有升降平台1，三维送料小车位于轨道14上，轨道14垂直于侧面开口变位机，电控系统同时与三维送料小车4、升降平台1和侧面开口变位机连接。在翻转工作中心上放置加工工件18。 

所述的侧面开口变位机由二套相同的构件相对安装组成侧面开口变位机，其中一套构件由架体8、翻转圈2、开口大齿轮11、回转驱动和电动夹具，翻转圈2连接在架体8上，开口大齿轮11连接在翻转圈2内，电动夹具通过连接杆17连接到开口大齿轮11上，在开口大齿轮11的底部与架体8之间连接有回转驱动。 

所述的三维送料小车包括：行走小车4、小车移动升降平台7和小车固定升降平台5组成，在行走小车4底面上连接有小车轮15，在行走小车4的上表面的一端连接有小车固定升降平台5，在行走小车4另一端的表面上有移动平台轨道16，在移动平台轨道16上有小车移动升降平台7。 

所述的电动夹具包括有夹紧装置和导电机构，夹紧装置有夹板3和螺旋丝杠19，夹板3与螺旋丝杠19连接，夹板3的夹口端为阶梯状分布；导电机构位于螺旋丝杠的一侧，包括导电块12和弹簧电刷13，导电块连接在架体上，弹簧电刷连接在电动夹具上，导电块与弹簧电刷搭接。 

所述的回转驱动包括：伺服电机20、蜗轮蜗杆减速机21、联轴器22、齿轮减速机23和小齿轮24，伺服电机20与蜗轮蜗杆减速机21连接，蜗轮蜗杆减速机21有二个输出轴均通过联轴器22分别与两台齿轮减速机23连接，两台齿轮减速机23通过小齿轮24与开口大齿轮11连接。 

所述的电控系统为可编程控制器。 

专机主要组成部分：该系统由2 台焊接变位机，一台三维送料小车、2台液压升降平台及电控系统组成， 

1、每台焊接翻转机包括两个开口式翻转圈，开口大齿轮安装在开口式机架内：一个开口式翻转圈装卡在前固定腿附近；另一个开口式 翻转圈装卡在车架后腿附近。两个开口式翻转圈都带驱动，都做成固定式的，两个开口翻转圈的电动夹具采用面对面方式放置，开口式翻转圈主要由架体、电动夹具、开口大齿轮、导电机构、回转驱动部等组成。 

1.1、架体 

架体为全焊接结构。确保焊缝无缺陷。焊后完全退火，消除内应力。所有连接面和安装面全部机械精密加工。 

1.2、电动夹具 

1.2.1、电动夹具通过制动电机驱动丝杠传动，夹具安装在丝杠丝母上，通过两侧的导向机构，使夹具在竖直方向实现夹紧及放松。 

1.2.2、夹具放置在回转中心上下两侧，同时对回转中心的工件进行夹紧，根据不同工件，夹紧顶部对应不同尺寸的夹紧头，使夹具能够对所有工件进行夹紧。 

1.2.3、导电机构：电动夹具的导电机构采用弹簧顶紧导电块结构，电动夹具的电机只要求在电动夹具正上正下位置时接通电机回路，电动夹具旋转到其它位置时可断开电机回路，导电机构装在架体和电动夹具之间。 

1.3、大齿轮：大齿轮为变位机旋转的主体，由两个小齿轮带动其进行360°旋转。大齿轮通过螺栓连接带动外部旋转盘进行回转，外部旋转盘用于安装电动夹具，从而实现大齿轮带动电动夹具进行360回转。 

1.4、回转驱动部：回转系统用于带动工件旋转，实现工件的360 旋转及正放反取；回转驱动部由伺服电机驱动大减速比蜗轮蜗杆减速机，通过两输出轴经联轴器连接两台齿轮减速机，最后通过小齿轮带动中间齿轮及大齿轮旋转，从而实现回转动作。正常翻转时，无论自动还是手动，两个翻转圈转动必需保持同步，调整时，应该可以单动。 

2、三维送料小车：送料小车由小车、移动升降平台和固定升降平台组成，通过移动升降平台的移动调整两平台的距离，以适应不同型号工件的要求，通过两升降平台的同步升降，调整工件高度。  

2.1、升降平台：固定升降平台和移动升降平台升降要保持同步，并且能够根据不同工件要求控制上升的高度，通过两侧导轨进行导向，升降平台台面要安装有定位销，当车架的侧面靠在定位销上时，定位销要保证车架的中心要和升降平台的中心重合，不同宽度的车架要有不同的定位销，定位销要做成可伸缩式的，当定位销上面有工件压下时，要能缩到与升降平台齐。防止车架处于反放位置时，定位销将车架顶起。 

2.2、移动升降平台：移动升降平台前后移动采用手动移动，调整两平台之间的距离，将平台移动到预置位置手动锁紧其位置，不同工件有不同位置的定位。锁紧后，移动平台在规定工件的升降过程中不会发生位置的改变。 

2.3、行走小车：行走小车采用交流变频制动电机， 电机要能调速，在刚开始运动时，高速运行，缩短小车行走时间，当接近终点位置时，慢速行驶，以减少小车惯性，提高定位精度，以满足电动夹具对工件定位要求，实现自动夹紧。小车导轨采用高精度导轨，传动型式采用齿轮齿条传动。行走小车的电缆拖链放在小车中间。 

由于两个翻转机共用一个小车，为了防止小车运行方向上的误操作，小车的控制按钮分别放在两个翻转机的外侧，当一边操作小车时，另一边的翻转机应无权操作小车. 

3、液压升降平台：电动液压升降平台数量为2 台，分别放置在两变位机的前面，供操作人员焊接使用。台面应设有护栏， 电动液压升降平台采用剪刀式升降平台。 

4、电气控制系统： 

4.1、设备的控制系统以日本三菱可编程控制器（PLC）进行组态，按照每种产品外形尺寸和装夹需要运行的轨迹进行编程，实现各个产品的自动装夹。控制系统的其它电气元件。 

4.2、控制方式要有手动和自动两种方式，焊接变位机、送料小车、液压升降平台均配有单独的手控操作盒，可完成整台设备的所有操作，并设有事故紧急停止按钮。 

4.3、电控柜上设有触摸屏，方便预置参数及调整各参数数据。 

4.4、电气控制柜有防尘、防风的设计，控制按钮、开关位置标有汉字标志。 

4.5、驱动电机设有过流、过压、过力矩保护。 

翻转机动作流程 

包括四个动作：上件动作流程、下件动作流程、翻转动作、工作平台升降动作，前两个动作流程采用自动控制一次完成（调试和维修需要、也可单动），后两个动作采用手动单独控制，可连续动作也可点动； 

上件动作流程：将工件正放在送料三维小车上→由于两台翻转机共用一台小车，首先人工为小车选择翻转机→人工启动运行程序，小车自动上升到设定位置，在高度方向上，使车架的中心和翻转圈开口的中心重合，→小车自动前进，将工件送入翻转圈内，至车架的翻转中心和专机的翻转中心重合，小车自动停止→电动夹具自动将工件夹紧→夹紧后小车下降→到位后小车自动后退到上料位置停止 

下件动作流程：焊接完毕后人工启动程序，将工件自动就近转到反放位置→到位后小车自动前进到工件下指定位置→小车自动上升，托住工件→电动夹具自动松开→到位后将翻转圈旋转180°，使旋转圈的开口和架体的开口对齐→小车自动后退到指定位置→小车自动下降，到位后人工将工件吊走，完成一个工作循环。 

Claims (2)

1.一种侧面开口式车架焊接翻转工作中心，该翻转中心有侧面开口焊接变位机、三维送料小车、升降平台和电控系统，三维送料小车位于侧面开口焊接变位机的中间位置，侧面开口焊接变位机的前面有升降平台，三维送料小车位于轨道上，轨道垂直于侧面开口焊接变位机，电控系统同时与三维送料小车、升降平台和侧面开口焊接变位机连接，其特征是：所述的侧面开口变位机由二套相同的构件相对安装组成侧面开口变位机，其中一套构件由架体、翻转圈、开口大齿轮、回转驱动和电动夹具，翻转圈连接在架体上，开口大齿轮连接在翻转圈内，电动夹具通过连接杆连接到开口大齿轮上，在开口大齿轮的底部与架体之间连接有回转驱动；所述的三维送料小车包括：行走小车、小车移动升降平台和小车固定升降平台组成，在行走小车底面上连接有小车轮，在行走小车的上表面的一端连接有小车固定升降平台，在行走小车另一端的表面上有移动平台轨道，在移动平台轨道上有小车移动升降平台。

2.根据权利要求1 所述的侧面开口式车架焊接翻转工作中心，其特征是：所述的电控系统为可编程控制器。

3. 根据权利要求1 所述的侧面开口式车架焊接翻转工作中心，其特征是：所述的电动夹具包括有夹紧装置和导电机构，夹紧装置有夹板和螺旋丝杠，夹板与螺旋丝杠连接，夹板的夹口端为阶梯状分布；导电机构位于螺旋丝杠的一侧，包括导电块和弹簧电刷，导电块连接在架体上，弹簧电刷连接在电动夹具上，导电块与弹簧电刷搭接。

4. 根据权利要求1 所述的侧面开口式车架焊接翻转工作中心，其特征是：所述的回转驱动包括：伺服电机、蜗轮蜗杆减速机、联轴器、小齿轮和齿轮减速机，伺服电机与蜗轮蜗杆减速机连接，蜗轮蜗杆减速机有二个输出轴均通过联轴器分别与两台齿轮减速机连接，两台齿轮减速机通过小齿轮与开口大齿轮连接。