CN102672405A - 工件变位机和工件的变位加工方法、变位加工系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工件变位机，包括可枢转的工作台，该工作台用于承载待加工的工件，该工件包括围成立体结构的多个面，工作台包括沿枢转方向布置的第一工作面和第二工作面，其中在工作台枢转时，该第一工作面和第二工作面能够分别支撑工件的多个面中的相邻两个面。本发明还公开了一种使用本发明提供的工件变位机的工件变位加工系统以及工件变位加工方法。由于本发明提供的工件变位机中的两个工作面能够在工作台枢转时在枢转方向上支撑工件相邻的两个面，因此可以在不设置或少设置夹具、定位装置等辅助装置的情况下，完成工件变位加工。从而能够简化流程，实现工件的高效生产，特别适用于工程机械中的大型工件的高效批量生产。

Description

工件变位机和工件的变位加工方法、变位加工系统

技术领域

本发明涉及工件的变位加工领域，具体地，涉及一种工件变位机，使用该工件变位机的工件的变位加工系统和变位加工方法。

背景技术

在工件的加工领域，尤其是工件的焊接领域，常用一种变位加工方法，该方法在工件的加工过程中，通过将工件进行变位，能够实现工件的各个面的加工。

其中，在工程机械领域中，由于工程机械担负着建筑、化工、煤矿、船舶、桥梁、核电等建设工程各类繁重的施工，往往其基础承重件如转台、底架、梁、臂等构件既大又重。因此，这些基础承重件的制造较为困难。众所周知，基础承重件如转台、底架、梁、臂等构件一般是由板或管或管、板焊接而成的金属构件。它们都是由很多件尺寸、形状不一的板料或管料并由许多分布在各个方位、不同层次的焊缝焊接而成。而在这些部件通过定位焊焊接出相应工件后，该工件各个面上还存留大量焊缝，这些焊缝往往需要在工件做多次的变位后才能完成该工件的全部焊接工作。

目前，这类大型工件在焊接过程中的变位一般是采用行车等起重机械辅助以钢丝绳吊具、枕木等将部件，并利用需要焊接的工件的重心偏置原理，逐次将该工件翻身以实现变位。这种方法简单、省事，但是在这类工件翻身时会对起重系统产生的冲击非常大，造成安全隐患；并且通过定位焊后的工件上的薄弱环节易变形、易损坏。因此并不适应于批量加工中。

现有技术中还存在一种为小型工件焊接作业时起变位作用的焊接变位机，此类焊接变位机能够进行翻转、回转等运动，以起到固定在其上的工件各种角度的变位。然而，为了保证工件在翻转、回转等动作时的稳定，现有技术中的变位机通常采用各种夹具和定位装置等辅助部件将工件的各个面均进行固定。因此，在夹具、定位装置等辅助部件的影响下，导致工件无法在变位后进行各面上全部焊缝的焊接，而其余的未焊焊缝还需工件落地后借助行车等吊具完成翻身变位；并且同样由于夹具、定位装置等的存在，使用此类变位机同样不能在翻身变位中，实现工件的第二次、第三次总成定位焊，这部分工作仍然得在工件落地后借助行车等吊具翻身完成；因此，此类变位机不但没有带来便利，而且增加了流程，并且增加了工件在变位机上的反复装夹工作量。这在工件的单件生产时，还可勉强克服，但在批量生产时上述方式将严重制约生产。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种工件变位机，该工件变位机结构简单，简化加工流程，提高工件的加工效率。

本发明的另一目的是提供一种工件的变位加工系统，该变位加工系统使用本发明提供的工件变位机，使工件的加工效率高，特别适应于大型工件的批量加工。

本发明的再一目的是提供一种工件的变位加工方法，该变位加工方法使用本发明提供的工件变位机，使工件的加工效率高，特别适应于大型工件的批量加工。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供一种一种工件变位机，该工件变位机包括可枢转的工作台，该工作台用于承载待加工的工件，该工件包括围成立体结构的多个面，其中，所述工作台包括沿所述工作台的枢转方向布置的第一工作面和第二工作面，在所述工作台枢转时，该第一工作面和第二工作面能够分别支撑所述工件的所述多个面中的相邻两个面。

优选地，所述第一工作面和所述第二工作面相互垂直地设置。

优选地，所述工作台枢转的变位角度为0°-90°。

优选地，所述工件台枢转的变位角度为90°。

优选地，所述工件变位机包括基座，所述工作台通过铰接座铰接在所述基座上，所述铰接座位于所述第一工作面和所述第二工作面之间。

优选地，所述工件变位机包括驱动所述工作台枢转的驱动机构，该驱动机构包括分别铰接在所述基座上的在第一驱动缸和第二驱动缸，所述第一驱动缸驱动所述第一工作面，所述第二驱动缸驱动所述第二工作面。

优选地，所述工件变位机包括驱动所述工作台转动的驱动机构，该驱动机构包括铰接在所述基座上的第三驱动缸，以及同时与所述第一工作面和所述第二工作面固定的推拉杆，所述第三驱动缸与所述推拉杆铰接。

优选地，所述工件变位机还包括限定所述工作台枢转的限位件。

根据本发明的另一方面，提供一种工件的变位加工系统，其中，所述变位加工系统包括本发明提供的的工件变位机、搬运设备和加工设备，所述工件变位机完成所述工件的变位作业，所述搬运设备完成所述工件的搬运作业，所述加工设备完成所述工件的加工作业。

优选地，所述工件的变位加工系统为变位焊接系统，所述加工设备为焊接设备。

优选地，所述工件变位机为多个，该多个工件变位机的枢转方向相同，并且所述多个工件变位机沿与该枢转方向的枢转轴线相垂直的水平方向顺序排列，所述搬运设备完成所述工件从一个工件变位机搬运到相邻的工件变位机上的搬运作业。

根据本发明的再一方面，提供一种工件的变位加工方法，该变位加工方法包括变位步骤和加工步骤，在所述变位步骤中，所述工件通过本发明提供的工件变位机进行变位；在所述加工步骤中，通过加工设备对变位后的所述工件进行加工。

优选地，设置一个所述工件变位机，所述工件的多个面均通过该一个工件变位机进行所述变位步骤。

优选地，所述工件包括围成所述工件的立体结构的第一面、第二面、第三面、第四面、第五面和第六面，其中，所述第一面、第二面、第三面和第四面依次连接在一起，并且所述第五面和第六面分别位于所述第一面、第二面、第三面和第四面的两侧，其中，所述变位步骤包括第一变位步骤，所述加工步骤包括第一加工步骤，并且所述变位加工方法还包括位于所述变位步骤之前的第一放置步骤：在所述第一放置步骤中，将所述工件放置在所述工件变位机的所述工作台上，其中，所述第一工作面与所述第一面相适应，所述第二工作面与所述第二面相适应；在所述第一变位步骤中，枢转所述工作台完成第一变位角度，以实现所述第三面和所述第四面之间的变位；以及在所述第一加工步骤中，通过加工设备对变位后的所述第三面或所述第四面进行加工。

优选地，在所述第一加工步骤中，所述加工设备对所述工件的所述第四面进行加工，所述加工方法还包括移除步骤、复原步骤和再变位加工步骤，在所述移除步骤中，从所述工作台上移除所述工件，并保持所述工件的空间姿态；在所述复原步骤中，反向枢转所述工件变位机的所述工作台完成所述第一变位角度，以使所述工作台恢复到所述第一变位步骤前的姿态；在所述再变位加工步骤中，包括第二放置步骤、第二变位步骤和第二加工步骤；其中，在所述第二放置步骤中，将从所述工作台移除的所述工件再次放置到所述工作台上，其中，所述第二面与所述第一工作面相适应，所述第三面与所述第二工作面相适应；在所述第二变位步骤中，枢转所述工作台完成第二变位角度，以实现所述第四面和第一面之间的变位；以及在所述第二加工步骤中，通过所述加工设备对所述第一面进行加工。

优选地，在所述工件的后续变位加工中，依次加工所述工件的第二面和第三面，其中，在相应的各所述变位步骤中，均采用所述工件变位机进行所述工件的变位。

优选地，设置多个所述工件变位机，所述变位加工方法还包括将所述工件从一个所述工件变位机搬运到另一所述工件变位机上的搬运步骤，并且所述工件的多个面分别通过该多个所述工件变位机依次进行所述变位步骤。

优选地，所述工件包括围成所述工件的立体结构的第一面、第二面、第三面、第四面、第五面和第六面，其中，所述第一面、第二面、第三面和第四面依次连接在一起，并且所述第五面和第六面分别位于所述第一面、第二面、第三面和第四面的两侧，其中，所述变位步骤包括第一变位步骤，所述加工步骤包括第一加工步骤，并且所述变位加工方法还包括位于所述变位步骤之前的第一放置步骤：在所述第一放置步骤中，将所述工件放置在所述工件变位机的所述工作台上，其中，所述第一工作面与所述第一面相适应，所述第二工作面与所述第二面相适应；在所述第一变位步骤中，枢转所述工作台完成第一变位角度，以实现所述第三面和所述第四面之间的变位；以及在所述第一加工步骤中，通过加工设备对变位后的所述第三面或所述第四面进行加工。

优选地，所述多个工件变位机包括第一工件变位机和第二工件变位机，所述第一工件变位机用于在所述第一变位步骤中变位所述工件，在所述第一加工步骤中，所述加工设备对所述工件的所述第四面进行加工，所述变位加工方法还包括位于所述搬运步骤后的再变位加工步骤，在所述搬运步骤中，从所述第一工件变位机的所述工作台上将所述工件搬运到所述第二工件变位机的所述工作台上，并保持所述工件的空间姿态不变，以使得所述工件的所述第二面与所述第二工件变位机的所述第一工作面相适应，所述第三面与所述第二工件变位机的所述第二工作面相适应；在所述再加工步骤中，包括第二变位步骤和第二加工步骤，在所述第二变位步骤中，枢转所述第二工件变位机的所述工作台完成第二变位角度，以实现所述第四面和第一面之间的变位；在所述第二加工步骤中，通过所述加工设备对所述第一面进行加工。

优选地，所述多个工件变位机还包括第三工件变位机和第四工件变位机，在后续的变位加工中，依次加工所述工件的第二面和第三面，在加工所述第二面时，使用所述第三变位机进行所述工件的变位，在加工所述第三面时，使用所述第四工件变位机进行所述工件的变位。

优选地，所述工件的变位加工方法为所述工件的变位焊接方法，所述加工设备为焊接设备。

通过上述技术方案，由于本发明提供的工件变位机包括的两个工作面能够在工作台枢转时，分别在枢转方向上支撑工件相邻的两个面，因此可以在不设置或少设置夹具或定位的情况下，完成对工件的变位加工。从而通过本发明提供的变位加工系统和变位加工方法能够简化流程，实现工件的高效生产，特别适用于工程机械中的大型工件的高效批量生产。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明第一实施方式提供的工件变位机的侧视结构示意图；

图2是图1中的工件变位机的工作台枢转后的侧视结构示意图；

图3是本发明第二实施方式提供的工件变位机的侧视结构示意图；

图4是图3中的工件变位机的俯视结构示意图；

图5是图3中的工件变位机的工作台枢转后的侧视结构示意图；

图6是使用图1中工件变位机根据本发明提供的变位加工方法进行工件的单机循环变位的过程示意图。

图7是使用图1中工件变位机根据本发明提供的变位加工方法进行工件的多机步进变位的过程示意图。

附图标记说明

1     工作台          2     基座

3     驱动机构        4     限位件

5     夹具            6     定位件

7     工件

11    第一工作面      12    第二工作面

13    铰接座          31    第一驱动缸

32    第二驱动缸      33    第三驱动缸

34    推拉杆          41    第一限位块

42    第二限位块      71    第一面

72    第二面          73    第三面

74    第四面          75    第五面

76    第六面          81    第一工件变位机

82    第二工件变位机  83    第三工件变位机

84    第四工件变位机

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是以图相应的附图中的图片方向为基准而定义的，这些方位词并只用于说明本发明，并不用于限制本发明。

如图1至图5所示，本发明提供一种工件变位机，该工件变位机包括可枢转的工作台1，该工作台1用于承载待加工的工件7，该工件7包括围成立体结构的多个面，以实现该工件7的变位，其中，为了实现本发明的目的，本发明所提供的工件变位机的工作台1包括沿工作台1的枢转方向布置的第一工作面11和第二工作面12，在工作台1枢转的同时，该第一工作面11和第二工作面12能够分别支撑工件7的多个面中的相邻两个面。具体地，该工件变位机包括基座2，工作台1通过铰接座13铰接在基座2上，铰接座13位于第一工作面11和第二工作面12之间，因此能够实现工作台1的枢转。

需要说明的是，本发明中所定义的第一工作面11和第二工作面12沿工作台1的枢转方向布置，是指：在假设工作台1能够进行0-360°的范围内枢转时，第一工作面11所在的平面能够随着工作台1的枢转而与第二工作面12枢转前的所在平面重合，同样，第二工作面12所在的平面能够随着工作台1的反向枢转而进入第一工作面11在枢转前所在的平面。换言之，是指第一工作面11和第二工作面12沿与枢转轴线相垂直的水平方向布置。即通过将第一工作面11和第二工作面12布置在工作台1的枢转方向上，以完成在工作台枢转时，对承载在工作台1上的工件7的相邻两个面进行支撑的工作。

其中，为了完成对工件7相邻两个面的支撑，该两个工作面11、12能够根据工件这两个相邻面和工件的重心位置等各种设计。例如在本发明的优选实施方式中，根据工件7的相邻两个面的形状，设计第一工作面11的长度长于第二工作面12的长度。本发明对本领域技术人员不脱离本发明构思所作出的改变不做限制。

在上述技术方案中，由于工件7相邻的两个面必然具有一定的角度，因此通过第一工作面11和第二工作面12能够从两个方向支撑工件7，因此，当工件7的外形规则时，例如加工方形工件时，工件7能够仅通过第一工作面11和第二工作面12进行稳定支撑时，即通过本发明提供的工件变位机能够在不需使用夹具、定位装置等辅助装置的情况，实现工件的枢转变位，而不发生工件的脱落。从而在工件变位后对工件的加工中，加工设备可不受这些辅助装置的影响，高效完成工件7变位后的相应的面的加工，例如焊接相应面上的所有焊缝，还能够进行小型部件在该面上的定位焊等工作。并且本发明的结构简单，能够快速完成工件的放置工作，有效提升了在工件批量生产中的加工效率。另外，即使工件的外表面不是规则形状，即无法只通过两个工作面完成对工件的稳定支撑时，也可至设置简单的少量夹具即可实现对工件的稳定支撑，而保证工件在枢转时不从工作台上脱落。很显然，虽然也要设置夹具等辅助装置但是由于工作台本身已经具有了两个工作面，所以夹具的数量能够更少、结构也更简单，并且能够容易回避待加工工件表面。同样能够实现本发明简化工序，提升工件加工效率的发明目的。

需要说明的是，能够完成上述技术方案的实施方式有多种，例如工作台的结构，工作台枢转的方式等等，因此为了方便说明本发明，在此只介绍其中的优选实施方式，该优选实施方式只用于说明本发明，并不用于限制本发明。

在如图1至图5所示的优选实施方式中，第一工作面11和第二工作面12为一体结构，例如可通过将两块板焊接在一起。其中两个工作面11、12的具体尺寸大小可取决于工件的外形结构，本领域技术人员可通过待加工工件的外形对其作出各种设计，必要时还可将相应工作面设计为非平面状，以更好地支撑工件7。另外，本发明提供的工件变位机工作台1的两个工作面11、12之间的角度，以及枢转的变位角度主要取决于待加工工件的形状和该工件一次需要变位的角度。其中工件的形状有各式各样，存在的待加工面的个数也各有不同。为了方便加工，在生产中可将工件按空间分为围成立体结构的六个面，可参照正方体的六个面。而本发明所涉及的变位加工的目的就是对各个面进行变位和加工，例如焊接相应面上的所有焊缝。因此，为了最好地完成工件沿任意轴进行360°的变位加工，在本发明优选实施方式所提供的工件变位机的变位角度为90°，即工件变位机一次可使工件变位90°，从而只需变位4次即可完成该工件在该变位方向上的四个面的加工。

另外，为了使工件7在变位过程中稳定，通常基座2为水平布置，则工作台1所枢转的最大变位角度和两个工作面11、12之间的夹角则互为补角，因此，在如图1至图5所示的优选实施方式中，第一工作面11和第二工作面12相互垂直地设置，即两个工作面之间的夹角为90°。

除此之外，在其他未提及的优选方式中，第一工作面11和第二工作面之间的夹角能够根据待加工的工件的形状进行更改，而变位角度也可根据工件要加工的面的情况更改，其中为了方便工件的连续加工，可使工作台1的变位角度在0°到90°之间变化。只要能够满足本发明的目的，本发明对此不做限制。其中，超过90°的变位可能会导致工件从工作台1上脱离，并且虽然加大了工件一次变位的角度，但是会缩小两个工作面11、12之间的夹角，而不利于工件的放置在工作台1上以及后续的加工，所以意义不大。因此只需优选其变位角度为0°-90°即可，其中最优选地，可设置该变位角度为90°，以使得一个工件只需变位4次即可加工完成其绕360°布置的全部表面。

其中，除了通过设计工件变位机的结构来确定工作台的变位角度外，还可以通过设置限位件的方式实现，在本发明中，可设置有限定工作台1枢转的变位角度的限位件4。具体地，在图1至图5所示的优选实施方式中，限位件4包括与第一工作面11对应的第一限位块41，以及与第二工作面12对应的第二限位块42，该第一限位块41和第二限位块42分别固定在基座2上。除此之外，还可以采用限位机构等其他本领域技术人员能够想到的其他限位方式，本发明不做限制。

另外，在如图1至图2中所述的第一实施方式中，驱动工作台1枢转的驱动机构3可包括分别铰接在基座2上的在第一驱动缸31和第二驱动缸32，第一驱动缸31驱动第一工作面11，第二驱动缸32驱动第二工作面12，以通过第一驱动缸31和第二驱动缸32的同步伸缩实现工作台1的枢转，即当第一驱动缸31伸出时，第二驱动缸32缩回，此时工作台1向右侧枢转，而反之则工作台1向左枢转。或者如图3至图5所示的第二实施方式中，驱动机构3包括铰接在基座2上的第三驱动缸33，以及同时与第一工作面11和第二工作面12固定的推拉杆34，第三驱动缸33与推拉杆34铰接，以通过一个第三驱动缸33的伸缩即可完成工作台1的枢转。其中在加工大型工件中，通常采用液压缸进行驱动。除上述两种通过驱动缸实现工作台的枢转外，还可通过旋转马达等驱动件实现，本发明对此不做限制。

另外，在如图1和图2所示的第一实施方式中，基座2可以为钢结构底座，在使用时，只需将该钢结构底座固定加工场所即可，而在不需要使用或需要更换场地时，只需将该钢结构底座拆卸并进行转场即可。另外，在图3至图5所示的第二实施方式中，考虑到某些加工场所需要工件变位机长时间在同一位置工作，为了节省成本，可采用本领域技术人员所述公知的地基础加预埋件的方式，加工场所的地面上直接设计工件变位机的基座2。对于上述如图所示的两个实施方式，本领域技术人员对上述的驱动机构3、基座2作出的各种改变均落在本发明的保护范围内。

在本发明提供的工件变位机中，为了使工件在变位过程中更加稳定，例如在加工形状较为复杂的工件时，可在不影响变位后的加工面的情况下，添加本领域内常见的夹具和定位装置来辅助稳定工件，但是由于本发明的工作台1具有两个支撑工件的工作面，因此不需设置过多的夹具等辅助装置，因此相比现有技术中的工件变位机，即使使用夹具等辅助设备，工件的加装效率也高于现有的工件变位机，即同样能够实现简化工序，提升工件加工效率的目的。

其中，工件变位机可包括固定工件的夹具5，以及定位工件的定位件6，该夹具5和定位件6可拆卸地设置在工作台1上。其中夹具5用于固定工件的上表面（如下述中工件7的第三面73），定位件6则位于工件的下表面（如第一面71），例如如图1所示，夹具5可采用可拆卸的固定架，而定位件6则为位于工件下方垫块等。由于夹具5和定位件6均不影响工件的前表面（如第四面74），因此，在工作台1被枢转到如图2所示的位置时，该前表面枢转到朝向上方，此时利用加工设备可对该前表面进行加工，而不被夹具5和定位件6影响。

根据本发明的另一方面，本发明还提供一种工件的变位加工系统，变位加工系统使用本发明提供的工件变位机进行工件的变位作业，并且包括用于搬运工件的搬运设备，以及实现工件加工的加工设备。其中，作为一种实施例，该变位加工系统为变位焊接系统，即使得加工设备为焊接设备。该焊接设备可在工件变位后对相应的面继续所有焊缝的焊接，或者进行零部件的定位焊接等。除了焊接作业外，本发明提供的变位加工系统还可以用于工件的划线、机加工、校正、探伤、检测或装配等中的一种加工或多种相互穿插的加工。这只需配置相应的划线设备和/或机加工设备和/或校正设备和/或探伤设备和/或检测设备和/或装配设备即可，本发明对应用领域不做限制，只要使用本发明提供的工件变位机进行变位加工，均落在本发明的保护范围内。而配合变位机工作的搬运设备可以为本领域所常见的行车，而焊接设备则可以选用自动程度较高的自动机器人，本领域技术人员能够通过加工产地的情况，以及变位机的布置情况进行各种相关设备的选择。本发明同样不做限制。

其中为了高效完成大型工件的批量生产，优选地，在加工场所可设置多个工件变位机，该多个工件变位机的枢转方向相同，并且沿与该枢转方向的枢转轴线相垂直的水平方向顺序排列。具体地可参考图5所示，因此，在所述搬运设备完成工件7从一个工件变位机搬运到相邻的工件变位机上时，只需进行直线移动即可，能够大幅提升工件的加工效率。另外为了更方便工件7的搬运，在沿同一方向布置多个变位机的情况下，还可在加工之前，设置每个工件变位机的工作台的两个工作面的夹角朝向同一方向。这样在一个工件变位机变位后，其工作台的夹角的方向正好枢转到与相邻的工件变位机的工作台的夹角的方向相对，可方便行车等搬运设备将工件从一个工作台上搬运到另一个工作台上。其中可参照图7中，多个工件变位机81、82、84、84在未变位之前的工作台的姿态。采用这种方式的布置，能够实现工件的高效步进变位加工。

下面接合附图6和附图7，以工件7（混凝土泵车的底架）的焊接加工为例，对本发明提供的变位加工方法的两种优选实施方式进行详细说明。其中，该变位加工方法包括变位步骤和加工步骤，在变位步骤中，工件7通过本发明提供的工件变位机进行变位；在加工步骤中，通过加工设备对变位后的工件7进行加工。另外需要说明的是，为了方便说明该变位加工方法的两种优选实施方式，其中所采用的工件变位机均为如图1和图2所示的第一实施方式中的工件变位机，该工件变位机的枢转变位角度为90°，并且两个工作面垂直设置。

在如图6所示的第一实施方式中，设置一个工件变位机，工件7的多个面均通过该一个工件变位机进行变位步骤。即使用一个工件变位机实现工件7的连续变位，以进行工件7在任意绕360°布置的各个面的连续加工。

首先，通过定位焊使得工件7形成立体结构，而为了方便说明，该立体结构可被定义为包括第一面71、第二面72、第三面73、第四面74、第五面75和第六面76，其中，第一面71、第二面72、第三面73和第四面74依次连接在一起，并且第五面75和第六面76分别位于第一面71、第二面72、第三面73和第四面74的两侧，具体地可参考正方体六个面的布置情况。其中，其他任意形状的工件也可如此定义，即任意工件均包括围成其立体结构的上述六个面。

其中，变位步骤包括第一变位步骤，而加工步骤包括第一加工步骤，并且首先需要通过第一放置步骤将经过定位焊后的工件7放置到工件变位机的工作台1上，具体地可通过行车等搬运设备实现。以使得，工件变位机的第一工作面11与第一面71相适应，第二工作面与第二面72相适应；此时，如果工件7的形状规则，如正方形工件可不使用任何夹具或定位装置进行工件7的固定，而在本实施方式中，因为泵车底架的外形存在不规则之处，即第三面上形成与凸起。因此优选使用夹角5固定工件7的第三面73，而定位件6则定位在工件的第一面71上，以保证工件7在变位过程中更加稳定。除采用夹具外，还可以采用本领域技术人员所公知的临时工艺板等将工件和工作台点焊在一起，在不影响本发明目的的前提下，本发明对此类技术手段不做限制。

然后进行第一变位步骤，其中，枢转工作台1完成第一变位角度，以实现第三面73和第四面74之间的变位；该第一变位角度的大小取决于第三面73和第四面74之间要加工的区域，在本发明实施方式中，第一变位角度和后续的第二变位角度等变位角度均为90°。

在变位完成后，没有受到夹具5影响的第四面74变位到朝向上方设置，此时在第一加工步骤中，通过加工设备对变位后的第三面73或第四面74进行加工，在本实施方式中，则为通过焊接设备焊接第四面上所有的焊缝。

在本实施方式中，在该第四面74加工完成后，需要继续加工第一面。由于只设置有一个工件变位机，本发明提供的加工方法还包括移除步骤、复原步骤和再变位加工步骤，具体可参照图6中工件变位机的工作台的变位过程。

在移除步骤中，首先拆卸夹具5等辅助装置，然后使用搬运设备从工作台1上移除工件7，并且重要的是保持工件7的空间姿态不变；然后，在复原步骤中，反向枢转工件变位机的工作台1同样完成第一变位角度，以使工作台1恢复到第一变位步骤前的姿态；这时在再变位加工步骤中，则包括和第一放置步骤相同的第二放置步骤，即将从工作台1移除的工件7再次放置到工作台1上，由于工件7的空间姿态没有改变，因此第二面72与第一工作面11相适应，第三面73与第二工作面12相适应；此时也可同样根据工件7的外形设置不影响第一面71的夹具5，以将工件7进行夹装。为了方便显示，在图6和图7中，只有第一个工件变位机上显示了夹具5，其他显示的工件变位机上均未做显示，但是在不不影响待加工面的加工的前提下，本领域技术人员可根据工件7设置各种不同的夹具，在此不做过多赘述。

然后通过和第一变位步骤相同的第二变位步骤，枢转工作台1完成第二变位角度，以实现第四面74和第一面71之间的变位；并在第二加工步骤中，通过加工设备对第一面71进行加工。因此，依次类推，本领域技术人员可以想到的是，在工件7的后续变位加工中，通过本实施方式提供的变位加工方法，能够均采用该工件变位机进行工件7的变位，从而依次完成工件7的第二面72和第三面73的加工。至此，通过如图6所示的第一实施方式，能够完成工件7绕360°布置的四个面的焊接加工。其中，除了四个面上的焊缝焊接外，还可根据工件的要求，在相应的面上进行小型部件的定位焊，例如安装座、连接板等。另外，在必要的情况下，还可以以同样的方法加工工件7的第五面75和第六面76，在此不做过多赘述。

上面描述了使用一个工件变位机完成工件的各个面的加工，这种加工方法适用于单个工件的加工。而为了提高工件的批量加工效率，本发明还提供一种步进式的变位加工方法，该步进式的变位加工方法可通过本发明提供的变位加工系统中的步进式变位加工系统实现。通过该步进变位加工系统和方法，能够实现工件步进式的加工，即将同一工件在不同的工位按序步进、分别变位，以依次实现工件的各个面的加工，大大提升了工件的加工效率，尤其适用于工件批量加工，其中如果配置自动化程度高的机器人作为焊接设备，能够进一步提升工件的加工效率和自动化水平。

在如图7所示的第二实施方式中，与第一实施方式不同的是，设置多个工件变位机，即第一工件变位机81、第二工件变位机82、第三工件变位机83和第四工件变位机84，并且优选地，该多个工件变位机的枢转方向相同，并且沿与枢转轴线相垂直的水平方向顺序布置，该变位加工方法则还包括将工件7从一个工件变位机搬运到另一工件变位机上的搬运步骤，并且通过该多个工件变位机依次工件7的多个面变位的变位步骤。

由于第一放置步骤、第一变位步骤和第一加工步骤和图6中的第一实施方式相同，在此不做过多赘述，经过第一放置步骤、第一变位步骤和第一加工步骤后，工件7的第四面74得到了加工，在其后的搬运步骤中，使用搬运设备从第一工件变位机81的工作台1上将工件7搬运到第二工件变位机82的工作台1上，并保持工件7的空间姿态不变，以使得工件7的第二面72与第二工件变位机82的第一工作面11相适应，第三面73与第二工件变位机的第二工作面12相适应；此时通过加工步骤即可实现对第一面71的加工。

同样依次类推，在后续的变位加工中，在加工第二面72时，使用第三变位机83进行工件的变位，在加工第三面73时，使用第四工件变位机84进行工件的变位，从而依次完成工件7的第二面72和第三面73的加工。其中，由于在加工之前设置多个工件变位机81、82、83、84的工作台的两个工作面所呈的夹角方向一致。这样在一个工件变位机变位后，其工作台的夹角正好与相邻的工件变位机的工作台的夹角相对，方便工件7从一个工作台上搬运到另一个工作台上。

由于采用该步进式的变位加工方法，大大提升了工件7的加工效率，并且该步进式的变位加工方法可由本发明提供的变位加工系统中的上述的步进式变位加工系统实现。由于采用此类步进式的变位加工方法，搬运等辅助时间要减少很多，在工件的批量生产中，尤其是工程机械的基础件的大型工件的批量生产中，效率提升更高。能够使工件的变位加工像装配汽车的生产线一样，工位明确，工序明确，分工明确并且责任明确，易于实现工件的精益化加工生产。

因此，本发明提供的工件变位机，以及使用该工件变位机的变位加工方法、加工系统具有较高的实用性和推广价值。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (21)

1.一种工件变位机，该工件变位机包括可枢转的工作台（1），该工作台（1）用于承载待加工的工件（7），该工件（7）包括围成立体结构的多个面，其特征在于，所述工作台（1）包括沿所述工作台（1）的枢转方向布置的第一工作面（11）和第二工作面（12），在所述工作台（1）枢转时，该第一工作面（11）和第二工作面（12）能够分别支撑所述工件（7）的所述多个面中的相邻两个面。

2.根据权利要求1所述的工件变位机，其特征在于，所述第一工作面（11）和所述第二工作面（12）相互垂直地设置。

3.根据权利要求1所述的工件变位机，其特征在于，所述工作台（1）枢转的变位角度为0°-90°。

4.根据权利要求3所述的工件变位机，其特征在于，所述工件台（1）枢转的变位角度为90°。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的工件变位机，其特征在于，所述工件变位机包括基座（2），所述工作台（1）通过铰接座（13）铰接在所述基座（2）上，所述铰接座（13）位于所述第一工作面（11）和所述第二工作面（12）之间。

6.根据权利要求5所述的工件变位机，其特征在于，所述工件变位机包括驱动所述工作台（1）枢转的驱动机构（3），该驱动机构（3）包括分别铰接在所述基座（2）上的在第一驱动缸（31）和第二驱动缸（32），所述第一驱动缸（31）驱动所述第一工作面（11），所述第二驱动缸（32）驱动所述第二工作面（12）。

7.根据权利要求5所述的工件变位机，其特征在于，所述工件变位机包括驱动所述工作台（1）转动的驱动机构（3），该驱动机构（3）包括铰接在所述基座（2）上的第三驱动缸（33），以及同时与所述第一工作面（11）和所述第二工作面（12）固定的推拉杆（34），所述第三驱动缸（33）与所述推拉杆（34）铰接。

8.根据权利要求5所述的工件变位机，其特征在于，所述工件变位机还包括限定所述工作台（1）枢转的限位件（4）。

9.一种工件的变位加工系统，其特征在于，所述变位加工系统包括根据权利要求1-8中任意一项所述的工件变位机、搬运设备和加工设备，所述工件变位机完成所述工件（7）的变位作业，所述搬运设备完成所述工件（7）的搬运作业，所述加工设备完成所述工件（7）的加工作业。

10.根据权利要求9所述的工件的变位加工系统，其特征在于，所述工件的变位加工系统为变位焊接系统，所述加工设备为焊接设备。

11.根据权利要求9或10所述的工件的变位加工系统，其特征在于，所述工件变位机为多个，该多个工件变位机的枢转方向相同，并且所述多个工件变位机沿与该枢转方向的枢转轴线相垂直的水平方向顺序排列，所述搬运设备完成所述工件从一个工件变位机搬运到相邻的工件变位机上的搬运作业。

12.一种工件的变位加工方法，该变位加工方法包括变位步骤和加工步骤，其特征在于，在所述变位步骤中，所述工件（7）通过根据权利要求1-8中任意一项所述的工件变位机进行变位；在所述加工步骤中，通过加工设备对变位后的所述工件（7）进行加工。

13.根据权利要求12所述的工件的变位加工方法，其特征在于，设置一个所述工件变位机，所述工件（7）的多个面均通过该一个工件变位机进行所述变位步骤。

14.根据权利要求12或13所述的工件的变位加工方法，其特征在于，所述工件（7）包括围成所述工件（7）的立体结构的第一面（71）、第二面（72）、第三面（73）、第四面（74）、第五面（75）和第六面（76），其中，所述第一面（71）、第二面（72）、第三面（73）和第四面（74）依次连接在一起，并且所述第五面（75）和第六面（76）分别位于所述第一面（71）、第二面（72）、第三面（73）和第四面（74）的两侧，其中，所述变位步骤包括第一变位步骤，所述加工步骤包括第一加工步骤，并且所述变位加工方法还包括位于所述变位步骤之前的第一放置步骤：

在所述第一放置步骤中，将所述工件（7）放置在所述工件变位机的所述工作台（1）上，其中，所述第一工作面（11）与所述第一面（71）相适应，所述第二工作面与所述第二面（72）相适应；

在所述第一变位步骤中，枢转所述工作台（1）完成第一变位角度，以实现所述第三面（73）和所述第四面（74）之间的变位；

以及在所述第一加工步骤中，通过加工设备对变位后的所述第三面（73）或所述第四面（74）进行加工。

15.根据权利要求14所述的工件的变位加工方法，其特征在于，在所述第一加工步骤中，所述加工设备对所述工件（7）的所述第四面（74）进行加工，所述加工方法还包括移除步骤、复原步骤和再变位加工步骤，

在所述移除步骤中，从所述工作台（1）上移除所述工件（7），并保持所述工件（7）的空间姿态；

在所述复原步骤中，反向枢转所述工件变位机的所述工作台（1）完成所述第一变位角度，以使所述工作台（1）恢复到所述第一变位步骤前的姿态；

在所述再变位加工步骤中，包括第二放置步骤、第二变位步骤和第二加工步骤；其中，

在所述第二放置步骤中，将从所述工作台（1）移除的所述工件（7）再次放置到所述工作台（1）上，其中，所述第二面（72）与所述第一工作面（11）相适应，所述第三面（73）与所述第二工作面（12）相适应；

在所述第二变位步骤中，枢转所述工作台（1）完成第二变位角度，以实现所述第四面（74）和第一面（71）之间的变位；

以及在所述第二加工步骤中，通过所述加工设备对所述第一面（71）进行加工。

16.根据权利要求15所述的工件的变位加工方法，其特征在于，在所述工件（7）的后续变位加工中，依次加工所述工件（7）的第二面（72）和第三面（73），其中，在相应的各所述变位步骤中，均采用所述工件变位机进行所述工件（7）的变位。

17.根据权利要求12所述的工件的变位加工方法，其特征在于，设置多个所述工件变位机，所述变位加工方法还包括将所述工件（7）从一个所述工件变位机搬运到另一所述工件变位机上的搬运步骤，并且所述工件（7）的多个面分别通过该多个所述工件变位机依次进行所述变位步骤。

18.根据权利要求17所述的工件的变位加工方法，其特征在于，所述工件（7）包括围成所述工件（7）的立体结构的第一面（71）、第二面（72）、第三面（73）、第四面（74）、第五面（75）和第六面（76），其中，所述第一面（71）、第二面（72）、第三面（73）和第四面（74）依次连接在一起，并且所述第五面（75）和第六面（76）分别位于所述第一面（71）、第二面（72）、第三面（73）和第四面（74）的两侧，其中，所述变位步骤包括第一变位步骤，所述加工步骤包括第一加工步骤，并且所述变位加工方法还包括位于所述变位步骤之前的第一放置步骤：

在所述第一放置步骤中，将所述工件（7）放置在所述工件变位机的所述工作台（1）上，其中，所述第一工作面（11）与所述第一面（71）相适应，所述第二工作面与所述第二面（72）相适应；

在所述第一变位步骤中，枢转所述工作台（1）完成第一变位角度，以实现所述第三面（73）和所述第四面（74）之间的变位；

以及在所述第一加工步骤中，通过加工设备对变位后的所述第三面（73）或所述第四面（74）进行加工。

19.根据权利要求18所述的工件的变位加工方法，其特征在于，所述多个工件变位机包括第一工件变位机（81）和第二工件变位机（82），所述第一工件变位机（81）用于在所述第一变位步骤中变位所述工件（7），在所述第一加工步骤中，所述加工设备对所述工件（7）的所述第四面（74）进行加工，所述变位加工方法还包括位于所述搬运步骤后的再变位加工步骤，

在所述搬运步骤中，从所述第一工件变位机（81）的所述工作台（1）上将所述工件（7）搬运到所述第二工件变位机（82）的所述工作台（1）上，并保持所述工件（7）的空间姿态不变，以使得所述工件（7）的所述第二面（72）与所述第二工件变位机（82）的所述第一工作面（11）相适应，所述第三面（73）与所述第二工件变位机的所述第二工作面（12）相适应；

在所述再加工步骤中，包括第二变位步骤和第二加工步骤，

在所述第二变位步骤中，枢转所述第二工件变位机（82）的所述工作台（1）完成第二变位角度，以实现所述第四面（74）和第一面（71）之间的变位；

在所述第二加工步骤中，通过所述加工设备对所述第一面（71）进行加工。

20.根据权利要求19所述的工件的变位加工方法，其特征在于，所述多个工件变位机还包括第三工件变位机（83）和第四工件变位机（84），在后续的变位加工中，依次加工所述工件（7）的第二面（72）和第三面（73），在加工所述第二面（72）时，使用所述第三变位机（83）进行所述工件的变位，在加工所述第三面（73）时，使用所述第四工件变位机（84）进行所述工件的变位。

21.根据权利要求12所述的工件的变位加工方法，其特征在于，所述工件的变位加工方法为所述工件的变位焊接方法，所述加工设备为焊接设备。

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