CN102941425A

CN102941425A - 一种自动打点夹具及利用打点夹具进行打点的方法

Info

Publication number: CN102941425A
Application number: CN2012104495292A
Authority: CN
Inventors: 陈学勇
Original assignee: Unipres Guangzhou Corp
Current assignee: Unipres Guangzhou Corp
Priority date: 2012-11-12
Filing date: 2012-11-12
Publication date: 2013-02-27
Anticipated expiration: 2032-11-12
Also published as: CN102941425B

Abstract

本发明公开了一种自动打点夹具及利用打点夹具进行打点的方法，打点夹具包括底座、横向运动座、纵向运动架、第一驱动装置、第二驱动装置；在纵向运动架上设有旋转轴，旋转轴上连接有第三驱动装置；在旋转轴上固定有旋转座，旋转轴上安装有第四旋转驱动装置；第四旋转驱动装置上安装有工件固定座，工件固定座上安装有电磁吸附座。打点方法是将工件固定到电磁吸附座上，通过控制第一、第二、第三驱动装置、第四旋转驱动装置来实现对工件的多方向、多焊接位的焊接。利用本发明的自动打点夹具和打点方法，能快速的固定工件，提高打点效率，降低成本。

Description

一种自动打点夹具及利用打点夹具进行打点的方法

技术领域

本发明涉及焊接用的自动打点夹具和利用打点夹具进行打点的方法。

背景技术

在制造行业中，焊接工艺到处可见。传统的焊接方式是将工件固定到夹具上，通过人工移动焊枪的位置来实现对工件不同空间位置的焊接，这种方法不仅焊接的效率低、安全性能低，而且人工劳动强度大，人工成本高。后来，随着自动化生产的迅速发展，开始使用机械人来实现焊接，即将工件装夹在固定夹具上，将焊枪安装在机械人的机械手臂上，通过控制机械人手臂的运动轨迹，实现对工件不同空间位置的焊接，这种方法，虽然能提高焊接效率，降低人工成本，但是，由于工件是固定的，其灵活性不高，而且，机械人的价格昂贵，使得焊接的成本非常的高。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种自动打点夹具，利用本发明的自动打点夹具，能快速的固定工件，提高打点效率。

本发明的第二目的是提供一种利用打点夹具进行打点的方法，利用该方法，能提高打点的效率，降低成本。

为达到上述第一目的，一种自动打点夹具，包括底座、横向运动座、纵向运动架；横向运动座滑动的设在底座上，在底座和横向运动座之间设有第一驱动装置；所述的纵向运动架滑动的设在横向运动座上，在横向运动座和纵向运动架之间设有第二驱动装置；其特征在于：在纵向运动架上设有旋转轴，旋转轴上连接有第三驱动装置；在旋转轴上固定有旋转座，旋转轴上安装有第四旋转驱动装置；第四旋转驱动装置上安装有工件固定座，工件固定座包括支承座和安装在支承座上的夹具，夹具上安装有电磁吸附座。

上述结构，由于设置了电磁吸附座，只要给电磁吸附座通电，则能快速的将工件固定到自动打点夹具上，相对于现有技术，一方面能提高装夹工件的速度，另一方面能相对传统的夹具实现了轻量化而且由于没有了传统夹持装置的干涉，使得打点的动作更简单；由于设置了第三驱动装置、第四旋转驱动装置、旋转轴、旋转座、工件固定座，则能实现工件的翻转和旋转，使得工件的焊接位可以在一次装夹后完成，这样，不仅提高了焊接的效率，而且焊接的精确度高。并且，相对于机械人焊接，其成本大大的降低。

作为改进，在工件固定座上安装有定位柱。所述的定位柱用于定位工件，使得工件的固定位置更加的精确。

作为改进，在旋转座上铰接有卸料架，在旋转座上固定有卸料气缸，卸料气缸的输出与卸料架连接。本结构，在卸料气缸和卸料架的共同作用下，能自动的实现焊接后的自动卸料，从而进一步提高操作效率。

作为改进，在卸料架的尾端设有承料架。所述的承料架用于承载焊接后的工件，便于集中工件和操作人员取拿工件。

作为具体化，所述的第一驱动装置包括第一气缸和固定块，第一气缸固定在底座上，第一气缸的输出轴铰接在固定块上，所述的第一固定块固定在横向运动座上。

作为具体化，第二驱动装置包括第二马达、第二齿轮及第二齿条，第二马达固定在横向运动座上，第二齿轮安装在第二马达的输出轴上，第二齿条固定在底座上，第二齿轮和第二齿条相啮合。

作为具体化，第三驱动装置包括两个第三气缸、铰接在第三气缸输出轴上的第三齿条及安装在旋转轴上的第三齿轮，第三齿条和第三齿轮相啮合。

作为具体化，第四旋转驱动装置为第四旋转气缸，第四旋转气缸固定在旋转座上，第四旋转气缸的输出轴与工件固定座相连接。

为达到上述第二目的，一种利用打点夹具进行打点的方法包括如下步骤：

（1）将两个以上的零部件在焊机上预焊接1-2个位置点，使各零部件预固定在一起形成工件。

（2）控制第一驱动装置驱动横向运动座向操作者方向运动，并停止在预定的位置上。

（3）将工件放置到电磁吸附座上，并控制电磁吸附座通电，将工件吸附住。

（4）控制第三驱动装置驱动旋转轴旋转30-90度到第一打点工作面。

（5）控制第一驱动装置驱动横向运动座向焊接方向运动，使得工件的焊接位位于焊枪之间。

（6）启动焊机，实现第一位置点的焊接。

（7）通过控制第二驱动装置使纵向运动架纵向运动，从而带动工件纵向运动，实现第二位置点的焊接。

（8）重复上述步骤（6）和（7）直到此方向的焊接位焊接完为止。

（9）控制第一驱动装置后退，避开工件和电极干涉，再控制第四旋转驱动装置驱动工件固定座旋转180度到第二打点工作面。

（10）重复上述步骤（5）、（6）和（7）直到此方向的焊接位焊接完为止；

（11）控制第一驱动装置使横向运动座向操作者方向运动。

（12）断开电磁吸附座，将工件从电磁吸附座上取下。

作为改进，从电磁吸附座上取下的步骤是：启动卸料气缸，通过卸料气缸带动卸料架以铰接点旋转，通过卸料架将工件从电磁吸附座上分离，并使工件沿卸料架滑入到承料架上。

本发明打点方法的有益效果是：首先通过电磁吸附座能快速的固定工件，并在第三驱动装置、第四旋转驱动装置、旋转轴、旋转座、工件固定座的共同作用下，能实现对工件一次性装夹的多方向、多焊接位的焊接，从而提高了焊接的效率；且不需要太多的人工参与，从而降低了人工劳动强度，降低了人工成本；同时，相对于现有的机械人焊接，其成本大大的降低。在本发明中，在卸料气缸和卸料架的共同作用下，能自动的实现焊接有的卸料，从而进一步提高操作效率。

附图说明

图1为自动打点夹具第一视角的立体图。

图2为自动打点夹具第二视角的立体图。

图3为自动打点夹具的正面结构示意图。

图4为自动打点夹具的侧面结构示意图。

图5为自动打点夹具仰视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步详细说明。

如图1至图4所示，自动打点夹具包括底座1、横向运动座2、纵向运动架3、第一驱动装置、第二驱动装置。

在底座1上安装有横向导轨11，横向运动座2滑动的设在横向导轨11上，所述的第一驱动装置安装的底座1和横向运动座2之间，如图5所示，所述的第一驱动装置包括第一气缸101及固定块102，第一气缸101固定在底座1上，固定块102固定在横向运动座2上，第一气缸101的输出轴铰接在固定块102上，通过控制第一气缸101，能通过固定块102带动横向运动座2在横向导轨11上运动，横向运动座2的运动行程由行程开关控制，在本发明中，所述的“控制第一驱动装置驱动横向运动座向操作者方向运动，并停止在预定的位置上”中的预定位置有行程开关决定，一旦触及到行程开关，则为预定的位置。当然，上述的第一驱动装置也可以是丝杆螺母结构或是齿轮齿条结构，只要能实现横向运动座的直线运动即可。

在横向运动座2上设有纵向导轨21，纵向运动架3可滑动的设在纵向导轨21上。所述的第二驱动装置设在横向运动座2和纵向运动架3之间。所述的第二驱动装置包括第二马达201、第二齿轮（未示出）和第二齿条202，第二马达201固定在纵向运动架3上，第二齿轮安装在第二马达201的输出轴上，第二齿条202安装在横向运动座2上，第二齿轮和第二齿条相啮合。通过控制第二马达201，第二马达201的输出轴带动第二齿轮选抓，第二齿轮在第二齿条202的作用下可驱动纵向运动架3纵向运动。当然，上述第二驱动装置也可以是丝杆螺母结构或是气缸结构，只要能实现纵向运动架的直线运动即可。

如图1和图2所示，在纵向运动架3的上端部位于纵向运动架的两侧通过螺栓安装有支撑板4，支撑板4上具有腰形槽41，螺栓穿过腰形槽41，这样，则能微调支撑板的位置。

在支撑板上安装有轴承，轴承上安装有旋转轴5，旋转轴5的中部安装有旋转座6，在旋转轴5和纵向运动架之间安装有第三驱动装置。第三驱动装置包括两个第三气缸301、铰接在第三气缸301输出轴上的第三齿条302及安装在旋转轴上的第三齿轮303，第三齿条302和第三齿轮303相啮合。

在旋转座6上安装有第四旋转驱动装置，第四旋转驱动装置为第四旋转气缸401，第四旋转气缸401固定在旋转座6上，第四旋转气缸401的输出轴与工件固定座7相连接，工件固定座7包括支承座71和安装在支承座上的夹具72。在夹具72上安装有电磁吸附座8和定位柱9。

如图4所示，在旋转座6上铰接有卸料架901，在旋转座上固定有卸料气缸902，卸料气缸902的输出轴与卸料架901连接；在卸料架的尾端设有承料架903。

利用自动打点夹具进行打点的方法步骤是：

（1）将两个以上的零部件在焊机上预焊接1-2个位置点，使各零部件预固定在一起形成工件，实现对各零部件之间的相互定位。

（2）控制第一马达101驱动横向运动座2向操作者方向运动，即图4所示的X正向，并停止在预定的位置上，这里的预定位置由行程开关控制，当横向运动座触及到行程开关时，则确定为预定位置。

（3）将工件放置到电磁吸附座8上，由定位柱9进行定位，并控制电磁吸附座8通电，将工件吸附住。

（4）控制第三气缸301驱动旋转轴旋转90度到第一打点工作面，当然，根据需要也可以选择其他的角度。

（5）控制第一马达101驱动横向运动座向焊接方向运动，即图4中的X反方向，使得工件的焊接位位于焊枪之间。

（6）启动焊机，实现第一位置点的焊接。

（7）通过控制第二马达201使纵向运动架3纵向运动，从而带动工件纵向运动，实现第二位置点的焊接。

（8）重复上述步骤（6）和（7）直到此方向的焊接位焊接完为止，即，如果此方向的焊接位为三个，则纵向运动架移动两次，如焊接位为四个，则纵向运动架移动三次。

（9）控制第一驱动装置后退，避开工件和电极干涉，再控制第四旋转气缸401驱动工件固定座旋转180度到第二工作面，当然，也可以旋转其他的角度。

（10）重复上述步骤（5）、（6）和（7）直到此方向的焊接位焊接完为止，即，如果此方向的焊接位为三个，则纵向运动架移动两次，如焊接位为四个，则纵向运动架移动三次。

（11）控制第一马达101使横向运动座向操作者方向运动。

（12）断开电磁吸附座，将工件从电磁吸附座上取下。从电磁吸附座8上取下的步骤是：启动卸料气缸902，通过卸料气缸902带动卸料架901以铰接点旋转，通过卸料架901将工件从电磁吸附座上分离，并使工件沿卸料架滑入到承料架903上，便于操作者取拿已经焊接好的工件。

利用上述自动打点夹具和打点的方法，能实现对工件一次性装夹的多方向、多焊接位的焊接，从而提高了焊接的效率；且不需要太多的人工参与，从而降低了人工劳动强度，降低了人工成本；同时，相对于现有的机械人焊接，其成本大大的降低。在本发明中，在卸料气缸和卸料架的共同作用下，能自动的实现焊接有的卸料，从而进一步提高操作效率。

上述实施方式中采用气缸、电机控制，根据制作的需要，控制方式可以采用步进电机控制或伺服电机控制，以提升速度和精度。操作面板采用触摸屏操作，使操作画面更加简洁明了。

另外，上述实施方式采用电机驱动齿轮齿条和直线导轨配合驱动以及气缸配合直线导轨的驱动方式，根据制作的需要，可以是同步皮带传动、链条传动、丝杆传动。

Claims

1.一种自动打点夹具，包括底座、横向运动座、纵向运动架；横向运动座滑动的设在底座上，在底座和横向运动座之间设有第一驱动装置；所述的纵向运动架滑动的设在横向运动座上，在横向运动座和纵向运动架之间设有第二驱动装置；其特征在于：在纵向运动架上设有旋转轴，旋转轴上连接有第三驱动装置；在旋转轴上固定有旋转座，旋转轴上安装有第四旋转驱动装置；第四旋转驱动装置上安装有工件固定座，工件固定座包括支承座和安装在支承座上的夹具，夹具上安装有电磁吸附座。

2.根据权利要求1所述的自动打点夹具，其特征在于：在工件固定座上安装有定位柱。

3.根据权利要求1或2所述的自动打点夹具，其特征在于：在旋转座上铰接有卸料架，在旋转座上固定有卸料气缸，卸料气缸的输出与卸料架连接。

4.根据权利要求3所述的自动打点夹具，其特征在于：在卸料架的尾端设有承料架。

5.根据权利要求1所述的自动打点夹具，其特征在于：所述的第一驱动装置包括第一气缸和固定块，第一气缸固定在底座上，第一气缸的输出轴铰接在固定块上，所述的第一固定块固定在横向运动座上。

6.根据权利要求1所述的自动打点夹具，其特征在于：第二驱动装置包括第二马达、第二齿轮及第二齿条，第二马达固定在横向运动座上，第二齿轮安装在第二马达的输出轴上，第二齿条固定在底座上，第二齿轮和第二齿条相啮合。

7.根据权利要求1所述的自动打点夹具，其特征在于：第三驱动装置包括两个第三气缸、铰接在第三气缸输出轴上的第三齿条及安装在旋转轴上的第三齿轮，第三齿条和第三齿轮相啮合。

8.根据权利要求1所述的自动打点夹具，其特征在于：第四旋转驱动装置为第四旋转气缸，第四旋转气缸固定在旋转座上，第四旋转气缸的输出轴与工件固定座相连接。

9.一种利用打点夹具进行打点的方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）将两个以上的零部件在焊机上预焊接1-2个位置点，使各零部件预固定在一起形成工件；

（2）控制第一驱动装置驱动横向运动座向操作者方向运动，并停止在预定的位置上；

（3）将工件放置到电磁吸附座上，并控制电磁吸附座通电，将工件吸附住；

（4）控制第三驱动装置驱动旋转轴旋转30-90度到第一打点工作面；

（5）控制第一驱动装置驱动横向运动座向焊接方向运动，使得工件的焊接位位于焊枪之间；

（6）启动焊机，实现第一位置点的焊接；

（7）通过控制第二驱动装置使纵向运动架纵向运动，从而带动工件纵向运动，实现第二位置点的焊接；

（8）重复上述步骤（6）和（7）直到此方向的焊接位焊接完为止；

（9）控制第一驱动装置后退，避开工件和电极干涉，再控制第四旋转驱动装置驱动工件固定座旋转180度到第二打点工作面；

（11）控制第一驱动装置使横向运动座向操作者方向运动；

（12）断开电磁吸附座，将工件从电磁吸附座上取下。

10.根据权利要求9所述的利用打点夹具进行打点的方法，其特征在于：从电磁吸附座上取下的步骤是：启动卸料气缸，通过卸料气缸带动卸料架以铰接点旋转，通过卸料架将工件从电磁吸附座上分离，并使工件沿卸料架滑入到承料架上。