CN103350300A - 机器人工作站框型工件夹紧工装机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种机器人工作站框型工件夹紧工装机构，包括和框型工件相匹配的框型工件支架，在四根边框支架上设置有与工件边框相匹配的边框定位块，在边框定位块内侧设置有顶紧气缸，顶紧气缸的顶杆顶出可以将框型工件的四根边框稳定固定定位在与边框定位块相匹配的位置；在边框支架上与框型工件的边框相匹配地设置有工件顶出机构。该机器人工作站框型工件夹紧工装机构结构巧妙合理，通过顶紧气缸和边框定位块的设置能够将零散的框型工件的四根边框直接定位、固定在所述的框型工件支架上，从而不需要繁琐、并且容易出现定位错误的机下电焊过程，可以直接上工件支架固定并焊接，工作效率大大提高，同时工作误差也大大降低。

Description

机器人工作站框型工件夹紧工装机构
技术领域
本发明涉及一种工装机构，尤其涉及一种用于机器人工作站的工装机构。
背景技术
现有技术中，框型焊接工件（即框架式工件，如图1所示是一种框架式典型工件）是一类比较特殊的工件，品种和数量都相当大，而在传统工艺中，都是在预先将框形工件的各主要连接处实施点焊，构成一个完整的框形构架后，再固定安装在机器人工作站的工作台上接受焊接，整个过程复杂，而且点焊过程中各部件的定位也是个麻烦的问题。
而安装在机器人工作站工作台上时也通常采用手动调整、手动定位，此定位方式人为因素大，质量不够稳定。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种结构更加合理的机器人工作站框型工件夹紧工装机构，使得框形工件的安装夹紧能够更加快速、稳定，大大提高工作效率。
本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是：
一种机器人工作站框型工件夹紧工装机构，包括和框型工件相匹配的框型工件支架，所述的框型工件支架与机器人工作站的工作台主支架连接，所述的框型工件支架包括固定连接的四根边框支架和中心支架，在四根边框支架上各设置有与框型工件的各边框相匹配的边框定位块，在每个所述边框定位块的内侧各设置有一个顶紧气缸，所述顶紧气缸与所述中心支架固定连接，所述顶紧气缸的顶杆顶出可以将框型工件的四根边框稳定固定定位在与边框定位块相匹配的位置；在所述的四根边框支架上与框型工件的四根边框相匹配地设置有工件顶出机构，所述的工件顶出机构包括固定设置于所述边框支架下端面的顶出气缸的主体、设置于所述边框支架上方能通过抬升移动匹配顶出所述框型工件的顶出顶板以及顶出气缸顶杆，所述的顶出气缸顶杆穿过所述边框支架与顶出顶板传动连接，所述的顶出顶板通过导向机构可稳定地上下移动地设置于边框支架上方。
在每个所述顶紧气缸的顶杆前端最好还设置有分力传动机构，使得所述顶紧气缸顶杆的顶紧力能够在对称的至少两处均分地稳定地施力于所述工件边框。
所述的分力传动机构可以是包括套筒支架、顶紧顶板和对称排布的至少两根推杆，所述的顶紧顶板和所述顶紧气缸顶杆传动连接，所述顶紧顶板和所述推杆传动连接，所述套筒支架固定匹配设置于所述边框定位块内侧，所述套筒支架与所述工件支架固定连接，所述的套筒支架上设置有与所述推杆相匹配的导向孔，所述的至少两根推杆能分别经导向孔导向后均匀地顶向所述边框定位块。
所述的分力传动机构还可以是包括一块具有有效宽度的分力顶板，所述气缸顶杆与所述分力顶板铰接。
当所述的框型工件是一种转角处带有角件部件的工件时，所述的框型工件支架的四个转角上还固定设置有与框型工件的角件形状相匹配的仿形角件定位块，并且在角件定位块与所述角件的有效接触面上设置有定位磁块，所述框型工件的角件通过形状相匹配的仿形角件定位块和所述的定位磁块能够稳定地定位于所述的框型工件支架上。
更优地，所述的框型工件支架通过转轴与机器人工作站的工作台主支架轴接，并且所述转轴与转动驱动机构传动连接，所述转动驱动机构和PLC（可编程逻辑控制器）连接、由PLC精确控制框型工件支架的转动角度。
所述的机器人工作站设置有相互平行的双工位工作台主支架，每个工作台主支架内连接设置有至少一个沿工位平行线依次排列并固定连接的框型工件支架。
本发明的机器人工作站框型工件夹紧工装机构结构巧妙合理，通过顶紧气缸和边框定位块的设置能够将零散的框型工件的四根边框直接定位、固定在所述的框型工件支架上，从而不需要繁琐、并且容易出现定位错误的机下电焊过程，可以直接上工件支架固定并焊接，工作效率大大提高，同时工作误差也大大降低。
而设置于每个顶紧气缸顶杆前端的分力传动机构则保证顶杆将工件边框顶压固定在所述边框固定块上时能够对工件边框施加对称均匀的顶压力，从而能够获得稳定的定位效果。
而对于很多具有角件的框型工件来说，分散状态下角件的固定定位尤为关键，仿形定位块并设置定位磁块则提供了稳定而有效的角件定位结构，使得带角件的框型工件能够获得稳定的支架定位。
工件支架通过转轴与机器人工作站的工作台主支架轴接，转轴由转动驱动机构驱动，转动驱动机构和PLC连接、由PLC精确控制框型工件支架的转动角度，使得机器人工作站能够适应同一次安装定位后可以通过PLC精确控制工件支架所处的角度来达到机器人在工件一次安装中焊接多角度的焊缝。
机器人工作站的双工位多框型工件支架的结构设计，使得机器人可以一次性对同一姿态的多工件进行焊接；双工位结构则使得第一工位的多工件焊接完成后在作姿态调整（即在通过PLC精确控制工件支架所处的角度）时，可以马上进行第二工位上多工件的焊接，完成后又可马上对完成姿态调整（角度调整）的第一工位上的多工件继续焊接……这样机器人工作站中机器人的空走时间大大降低，工作效率获得大大提高。
附图说明
图1是框型工件的示意图； 
图2是本发明的机器人工作站框型工件夹紧工装机构的结构示意图之一；
图3是本发明的机器人工作站框型工件夹紧工装机构的结构示意图之二； 
图4是本发明的机器人工作站框型工件夹紧工装机构的结构示意图之三； 
图5是图4的A部分放大图；；
图6是本发明的机器人工作站结构示意图之一；
图7是本发明的机器人工作站结构示意图之二。
图中：
1、工作台主支架               2、框型工件支架  
201、边框支架                 202、中心支架
3、框型工件        4、边框定位块           5、顶紧气缸    
301、工件边框      302、角件部件           6、顶出气缸             
7、顶出顶板        8、套筒支架             9、顶紧顶板             
10、推杆           11、仿形角件定位块      12、转轴。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
图2、图3、图4、图5示出了一种机器人工作站框型工件夹紧工装机构，包括和框型工件相匹配的框型工件支架，所述的框型工件支架2与机器人工作站的工作台主支架1连接，所述的框型工件支架包括固定连接的四根边框支架201和中心支架202，在四根边框支架201上各设置有与框型工件3（如图1所示）的各边框相匹配的边框定位块4，在每个所述边框定位块4的内侧各设置有一个顶紧气缸5，所述顶紧气缸5与所述中心支架202固定连接，所述顶紧气缸5的顶杆顶出可以将框型工件3的四根边框301稳定固定定位在与边框定位块4相匹配的位置（边框定位块4的内侧），在所述的四根边框支架201上与框型工件3的四根边框301相匹配地设置有工件顶出机构，所述的工件顶出机构包括固定设置于所述边框支架201下端面的顶出气缸6的主体、设置于所述边框支架201上方能通过抬升移动匹配顶出所述框型工件3的顶出顶板7以及顶出气缸顶杆，所述的顶出气缸顶杆穿过所述边框支架201与顶出顶板7传动连接，所述的顶出顶板7通过导向机构可稳定地上下移动地设置于边框支架201上方。所述的导向机构为包括对称地固定设置于所述顶出顶板7两侧下端的顶板导向杆和匹配设置于边框支架201上的顶板导向孔，所述顶板导向杆可稳定地在所述顶杆导向孔内上下移动从而导向顶出顶板稳定地上下移动。
在每个所述顶紧气缸5的顶杆前端设置有分力传动机构，使得所述顶紧气缸顶杆的顶紧力能够在对称的至少两处均分地稳定地施力于所述工件边框。
所述的分力传动机构包括套筒支架8、顶紧顶板9和对称排布的两根推杆10，所述的顶紧顶板9和所述顶紧气缸顶杆传动连接，所述顶紧顶板9和所述推杆10传动连接，所述套筒支架8固定匹配设置于所述边框定位块4内侧，所述套筒支架8与所述工件支架2固定连接，所述的套筒支架8上设置有与所述推杆相匹配的导向孔，所述的两根推杆10能分别经导向孔导向后均匀地顶向所述边框定位块4。
上述所述的分力传动机构也可以是其它的常规结构形式，只要其能够使得所述顶紧气缸顶杆的顶紧力能够在对称的至少两处均分地稳定地施力于所述工件边框即可；譬如，所述的分力传动机构可以是包括一块具有有效宽度的分力顶板，所述气缸顶杆与所述分力顶板铰接。这样，当顶紧气缸顶杆外推时当所述的分力顶板接触到工件时会自动调整角度和接触姿态，使得分力顶板能对称分散地以比较大的面积与工件边框接触，从而平均分散地施力达到稳定紧固的作用。
所述的框型工件3转角处带有角件部件302，所述的框型工件支架2的四个转角上还固定设置有与框型工件3的角件形状相匹配的仿形角件定位块11，并且在角件定位块11与所述角件的有效接触面上设置有定位磁块，所述框型工件3的角件通过形状相匹配的仿形角件定位块11和所述的定位磁块能够稳定地定位于所述的框型工件支架2上。
当然所述的框型工件3也可以不包括角件部件302，所述的框型工件支架2的四个转角也相应的不设置有仿形角件定位块11。
如图6，所述的框型工件支架2通过转轴12与机器人工作站的工作台主支架1轴接，并且所述转轴12与转动驱动机构传动连接，所述转动驱动机构和PLC连接、由PLC精确控制框型工件支架的转动角度。
如图7，所述的机器人工作站设置有相互平行的双工位工作台主支架，每个工作台主支架1内连接设置有两个沿工位平行线依次排列并固定连接的框型工件支架2，当然也可以三个或者更多个框型工件支架2。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (10)

1.一种机器人工作站框型工件夹紧工装机构，包括和框型工件相匹配的框型工件支架，所述的框型工件支架与机器人工作站的工作台主支架连接，其特征在于：所述的框型工件支架包括固定连接的四根边框支架和中心支架，在四根边框支架上各设置有与框型工件的各边框相匹配的边框定位块，在每个所述边框定位块的内侧各设置有一个顶紧气缸，所述顶紧气缸与所述中心支架固定连接，所述顶紧气缸的顶杆顶出可以将框型工件的四根边框稳定固定定位在与边框定位块相匹配的位置，在所述的四根边框支架上与框型工件的四根边框相匹配地设置有工件顶出机构，所述的工件顶出机构包括固定设置于所述边框支架下端面的顶出气缸的主体、设置于所述边框支架上方能通过抬升移动匹配顶出所述框型工件的顶出顶板以及顶出气缸顶杆，所述的顶出气缸顶杆穿过所述边框支架与顶出顶板传动连接，所述的顶出顶板通过导向机构可稳定地上下移动地设置于边框支架上方。
2.根据权利要求1所述的机器人工作站框型工件夹紧工装机构，其特征在于：在每个所述顶紧气缸的顶杆前端还设置有分力传动机构，使得所述顶紧气缸顶杆的顶紧力能够在对称的至少两处均分地稳定地施力于所述工件边框。
3. 根据权利要求2所述的机器人工作站框型工件夹紧工装机构，其特征在于：所述的分力传动机构包括套筒支架、顶紧顶板和对称排布的至少两根推杆，所述的顶紧顶板和所述顶紧气缸顶杆传动连接，所述顶紧顶板和所述推杆传动连接，所述套筒支架固定匹配设置于所述边框定位块内侧，所述套筒支架与所述工件支架固定连接，所述的套筒支架上设置有与所述推杆相匹配的导向孔，所述的至少两根推杆能分别经导向孔导向后均匀地顶向所述边框定位块。
4. 根据权利要求2所述的机器人工作站框型工件夹紧工装机构，其特征在于：所述的分力传动机构包括一块具有有效宽度的分力顶板，所述气缸顶杆与所述分力顶板铰接。
5. 根据权利要求1、2、3或4所述的机器人工作站框型工件夹紧工装机构，其特征在于：所述的框型工件支架的四个转角上还固定设置有与框型工件的角件形状相匹配的仿形角件定位块，并且在角件定位块与所述角件的有效接触面上设置有定位磁块，所述框型工件的角件通过形状相匹配的仿形角件定位块和所述的定位磁块能够稳定地定位于所述的框型工件支架上。
6. 根据权利要求1、2、3或4所述的机器人工作站框型工件夹紧工装机构，其特征在于：所述的框型工件支架通过转轴与机器人工作站的工作台主支架轴接，并且所述转轴与转动驱动机构传动连接，所述转动驱动机构和PLC连接、由PLC精确控制框型工件支架的转动角度。
7. 根据权利要求5所述的机器人工作站框型工件夹紧工装机构，其特征在于：所述的框型工件支架通过转轴与机器人工作站的工作台主支架轴接，并且所述转轴与转动驱动机构传动连接，所述转动驱动机构和PLC连接、由PLC精确控制框型工件支架的转动角度。
8. 根据权利要求1、2、3或4所述的机器人工作站框型工件夹紧工装机构，其特征在于：所述的机器人工作站设置有相互平行的双工位工作台主支架，每个工作台主支架内连接设置有至少一个沿工位平行线依次排列并固定连接的框型工件支架。
9. 根据权利要求5所述的机器人工作站框型工件夹紧工装机构，其特征在于：所述的机器人工作站设置有相互平行的双工位工作台主支架，每个工作台主支架内连接设置有至少一个沿工位平行线依次排列并固定连接的框型工件支架。
10. 根据权利要求6所述的机器人工作站框型工件夹紧工装机构，其特征在于：所述的机器人工作站设置有相互平行的双工位工作台主支架，每个工作台主支架内连接设置有至少一个沿工位平行线依次排列并固定连接的框型工件支架。
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