CN103551788A - 施工升降机标准节方框的焊接工装及其焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种施工升降机标准节方框的焊接工装，包括翻转组件、回转臂、两个夹紧装置和两个变位机构，所述翻转组件具有转动轴，所述回转臂连接在所述翻转组件的转动轴上，所述两个变位机构分别安装在所述回转臂的两端，所述两个变位机构分别具有转动轴，所述两个夹紧装置分别连接在所述两个变位机构的转动轴上，所述翻转组件的转动轴在转动时带动回转臂、两个夹紧装置和两个变位机构一起翻转，所述两个变位机构的转动轴在转动时分别带动所述两个夹紧装置各自转动。本发明的焊接工装能够实现手工上料和自动焊接同时进行，操纵者站在同一个位置即可操作两个工位的作业，降低了劳动强度。本发明还提供一种利用上述焊接工装的焊接方法。

Description

施工升降机标准节方框的焊接工装及其焊接方法

技术领域

本发明涉及升降机技术领域，尤其涉及一种用于对施工升降机的标准节方框进行焊接的焊接工装及其焊接方法。

背景技术

施工升降机是建筑工地中经常使用的载人载货施工机械，主要起到向高空输送建筑材料的作用，其主要由导轨架、吊笼、驱动体组成，施工升降机的上下运动主要是通过电机驱动齿轮与齿条的配合实现的，因此齿条的安装精度对于施工升降机的平稳、安全运动是非常关键的，齿条的安装精度则主要受标准节、齿条垫块的焊接精度影响。

施工升降机的导轨架主要由多个标准节依序堆叠并通过联接螺栓连接而组成，通过标准节的添加与删减，实现对导轨架的高度进行调整。每个标准节主要由上、中、下三个标准节方框与四根主弦杆及多根腹杆焊接形成，同时标准节上装有齿条。针对标准节的方框，其是由四根角钢首尾焊接成“口”字形。目前，标准节方框主要有手工焊接和半自动焊接两种方式。手工焊接是操作者将标准节方框的各零件摆放于工装上，并定位，然后将方框正面手工焊接成形，接着将方框从工装上取下，完成反面焊接。半自动焊接时人工上料、装夹到位，然后采用自动焊接机器人进行焊接作业。半自动焊接有单工位方式或双工位方式。

然而，手工焊接生产效率低、产品质量不稳定、人工成本高、工人劳动强度高、劳动条件差。半自动焊接的单工位方式中，上料装夹和焊接作业只能顺序进行，生产效率低；半自动焊接的双工位方式中，由于共用一个焊接机器人，而两个工位在空间上是直线排列或近似直线排列，同一个工人在两个工位上进行来回上料、卸料，工人劳动强度大，效率也受到影响。

发明内容

鉴于以上所述，有必要提供一种工作效率高、工人劳动强度较小，并能实现自动焊接的施工升降机标准节方框的焊接工装及其焊接方法。

一种施工升降机标准节方框的焊接工装，包括翻转组件、回转臂、两个夹紧装置和两个变位机构，所述翻转组件具有转动轴，所述回转臂连接在所述翻转组件的转动轴上，所述两个变位机构分别安装在所述回转臂的两端，所述两个变位机构分别具有转动轴，所述两个夹紧装置分别连接在所述两个变位机构的转动轴上，所述翻转组件的转动轴在转动时带动所述回转臂、所述两个夹紧装置和所述两个变位机构一起翻转，所述两个变位机构的转动轴在转动时分别带动所述两个夹紧装置各自转动。

进一步地，所述焊接工装还包括支座，所述翻转组件安装在所述支座上。

进一步地，所述两个夹紧装置相对于所述翻转组件的转动轴对称设置，所述两个夹紧装置位于同一高度。

进一步地，所述回转臂垂直于所述翻转组件的转动轴，所述两个变位机构的转动轴平行于所述翻转组件的转动轴。

进一步地，所述两个夹紧装置之间设置有遮光板。

进一步地，所述遮光板固定连接在所述回转臂的中部。

进一步地，每个所述夹紧装置包括支架以及放置在支架上的定位部件与夹紧部件，所述支架为L形，包括固定连接至对应的变位机构的转动轴上的垂直部和与所述垂直部垂直相连的水平部，所述夹紧装置的定位部件与夹紧部件设置于所述支架的水平部上。

本发明还公开一种利用上述的施工升降机标准节方框的焊接工装对施工升降机的标准节方框进行焊接的方法，包括以下步骤：

对面向操作者的一个夹紧装置进行手工上料作业；

对远离操作者的另一个夹紧装置上已经上料的标准节方框的各个零部件进行自动焊接作业；

使所述翻转组件的转动轴转动度，由所述翻转组件带动所述回转臂、所述两个夹紧装置和所述两个变位机构一起同步翻转度，以实现所述两个夹紧装置的工位变换；

使所述两个变位机构的转动轴各自转动度，由所述两个变位机构分别带动所述两个夹紧装置各自转动以改变朝向，使所述两个夹紧装置的朝向回归到向上的朝向；及

重复上述各步骤。

进一步地，所述两个变位机构的转动和所述翻转组件的转动同步进行。

进一步地，所述方法还包括在标准节方框的各个零部件自动焊接完成之后，对焊接好的标准节方框进行自动卸料作业。

相较于现有技术，在本发明的施工升降机标准节方框的焊接工装中，能够实现手工上料和自动焊接同时进行，大大提高了生产效率；通过机器人自动焊接和卸料，可以实现自动化的焊接和卸料；通过两个夹紧装置的工位变换，操纵者站在同一个位置即可操作两个工位的作业，降低了劳动强度。

附图说明

图1是本发明的施工升降机标准节方框的焊接工装的俯视示意图；及

图2是本发明的施工升降机标准节方框的焊接工装的正视示意图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

请参阅图1和图2，本发明公开一种施工升降机标准节方框的焊接工装10，以自动焊接例如施工升降机的标准节方框，其中标准节方框主要由四根角钢首尾焊接成“口”字形。

所述焊接工装10包括支座101、翻转组件103、回转臂105、两个夹紧装置106、107和两个变位机构108、109。所述翻转组件103安装在所述支座101上，所述翻转组件103具有转动轴103a。所述回转臂105连接在所述翻转组件103的转动轴103a上。所述两个变位机构108、109分别安装在所述回转臂105的两端，所述两个变位机构108、109分别具有转动轴108a、109a。所述两个夹紧装置106、107分别连接在所述两个变位机构108、109的转动轴108a、109a上，也就是说，其中一个夹紧装置106连接至其中一个变位机构108的转动轴108a上，另一个夹紧装置107连接至另一个变位机构109的转动轴109a上。所述翻转组件103的转动轴103a在转动时带动所述回转臂105、所述两个夹紧装置106、107和所述两个变位机构108、109一起翻转，所述两个变位机构108、109的转动轴108a、109a在转动时分别带动所述两个夹紧装置106、107各自转动。

具体地，在利用上述焊接工装10焊接标准节的方框时，操作者站在靠近其中一个夹紧装置106的位置上，此时另一个夹紧装置107位于远离操作者的位置；操作者将组成标准节方框的各个零部件(例如四根角钢)手工放置到靠近该操作者的其中一个夹紧装置106上定位并夹紧，即完成上料。然后按下开关或者通过上位机的自动控制，使所述翻转组件103的转动轴103a转动180度(如图1中A所示)，由所述翻转组件103带动所述回转臂105、所述两个夹紧装置106、107和所述两个变位机构108、109一起同步翻转180度，此时，已经上料的夹紧装置106在翻转后位于远离操作者的位置，而另一个还未上料的夹紧装置107在翻转后达到靠近操作者的位置，也就是说，通过所述翻转组件103的转动，实现了所述两个夹紧装置106、107的位置交换，即实现了工位变换。

在翻转180度后，夹紧装置106、107的朝向也将发生改变，由原来向上的朝向变成了向下的朝向，因此还需要按下开关或者通过上位机的自动控制，使所述两个变位机构108、109的转动轴108a、109a各自转动180度(如图1中B所示)，由所述两个变位机构108、109分别带动所述两个夹紧装置106、107各自转动以改变朝向，其中变位机构108带动夹紧装置106转动180度，变位机构109带动夹紧装置107转动180度，使所述两个夹紧装置106、107的朝向回归到向上的朝向，以便于上料和焊接等作业。可以理解地，所述两个变位机构108、109的转动和所述翻转组件103的转动可以同步进行，也可以分步进行，也就是说，既可以在所述翻转组件103转动的同时使所述两个变位机构108、109转动，也可以在所述翻转组件103转动完成后，再使所述两个变位机构108、109转动；为了节省等待时间，优选地，在所述翻转组件103转动的同时使所述两个变位机构108、109转动。

在两个夹紧装置106、107的工位变换之后，此时面向操作者的还未上料的夹紧装置107可通过操作者进行手工上料作业，远离操作者的已经上料的夹紧装置106则可通过焊接机器人进行自动焊接作业，在夹紧装置107上手工上料作业完成，同时对夹紧装置106上的标准节方框的各个零部件自动焊接完成后，即可再次使所述翻转组件103的转动轴103a转动180度，实现所述两个夹紧装置106、107的位置和工位的再次变换。在此需要说明的是，在夹紧装置106上的标准节方框的各个零部件自动焊接完成之后，对焊接好的标准节方框还需要通过卸料机器人进行自动卸料作业，此过程即实现了自动化的焊接和卸料。可以理解地，自动卸料作业可以在自动焊接完成之后且工位变换之前进行（即自动焊接和自动卸料在同一个工位完成，均为在远离操作者的工位上完成），也可以在自动焊接完成之后，并在工位变换之后进行（即自动焊接和自动卸料在不同的工位完成，其中自动焊接在远离操作者的工位上完成，而自动卸料在面向操作者的工位上完成），本发明并不做限制。然后操作者可以在卸料之后的夹紧装置106上进行手工上料作业，而已经上料的夹紧装置107上则可通过焊接机器人进行自动焊接作业及在自动焊接完成后通过卸料机器人进行自动卸料作业，如此循环。

通过所述翻转组件103带动所述两个夹紧装置106、107进行翻转，操作者只需在一个位置上即能够完成两个工位的上料作业，无需在两个工位上进行来回上料，因此减少了劳动强度、提高了作业效率。

进一步地，所述翻转组件103的转动轴103a上连接有第一法兰（图未标），所述回转臂105连接有第二法兰（图未标），所述第一法兰与所述第二法兰之间通过螺栓固定连接，使所述回转臂105与所述翻转组件103的转动轴103a连接在一起。

进一步地，所述两个夹紧装置106、107相对于所述翻转组件103的转动轴103a对称设置，所述两个夹紧装置106、107位于同一高度。可以理解，所述两个夹紧装置106、107相对于所述翻转组件103的转动轴103a也可以非对称设置，所述两个夹紧装置106、107之间的高度也可以不同。

进一步地，所述回转臂105垂直于所述翻转组件103的转动轴103a，所述两个变位机构108、109的转动轴108a、109a平行于所述翻转组件103的转动轴103a。

进一步地，所述两个夹紧装置106、107之间设置有遮光板111。所述遮光板111能遮蔽焊接光线的辐射，这样，焊接机器人在操作者的另一侧的夹紧装置106（或107）上进行自动焊接作业时，其焊接的光线不会对正在对另一个夹紧装置107（或106）进行手工上料的操作者造成伤害和影响。

进一步地，所述遮光板111固定连接在所述回转臂105的中部。

进一步地，所述翻转组件103上设置有第一传感器113以检测所述翻转组件103在翻转时是否翻转到位。

进一步地，所述两个变位机构108、109上分别设置有第二传感器115以检测所述两个夹紧装置106、107在转动时是否转动到位。

进一步地，每个所述夹紧装置106（或107）包括支架117以及设置在支架117上的定位部件与夹紧部件，所述支架117为L形，其包括固定连接至对应的变位机构108（或109）的转动轴108a（或109a）上的垂直部117a和与垂直部117a垂直相连的水平部117b，所述夹紧装置106（或107）的定位部件与夹紧部件设置于支架117的水平部117b上并用于定位和夹紧被焊接的标准节方框的各个零部件(例如四根角钢)。所述支架117的L形设计能降低上料作业的高度，便于人工上料作业，满足人性化设计要求。

进一步地，每个所述夹紧装置106（或107）的支架117与对应的变位机构108（或109）的转动轴108a（或109a）之间通过螺栓固定连接，使所述夹紧装置106（或107）与对应的变位机构108（或109）的转动轴108a（或109a）连接在一起。

进一步地，每个所述夹紧装置106（或107）还包括加强筋119，所述加强筋119连接到所述支架117的垂直部117a和水平部117b上以加强所述支架117的强度。

在本发明的焊接工装中，能够实现手工上料和自动焊接同时进行，大大提高了生产效率；通过机器人自动焊接和卸料，可以实现自动化的焊接和卸料；通过两个夹紧装置106、107的工位变换，操作者站在同一个位置即可操作两个工位的上料作业，降低了劳动强度。

本发明还公开一种利用上述焊接工装10对施工升降机的标准节方框进行焊接的方法，包括如下步骤：

对面向操作者的一个夹紧装置106进行手工上料作业；

对远离操作者的另一个夹紧装置107上已经上料的标准节方框的各个零部件进行自动焊接作业；

使所述翻转组件103的转动轴103a转动180度，由所述翻转组件103带动所述回转臂105、所述两个夹紧装置106、107和所述两个变位机构108、109一起同步翻转180度，以实现所述两个夹紧装置106、107的工位变换；

使所述两个变位机构108、109的转动轴108a、109a各自转动180度，由所述两个变位机构108、109分别带动所述两个夹紧装置106、107各自转动以改变朝向，使所述两个夹紧装置106、107的朝向回归到向上的朝向；及

重复上述各步骤。

上述方法中，优选地，所述两个变位机构108、109的转动和所述翻转组件103的转动同步进行。

上述方法中，还包括在标准节方框的各个零部件自动焊接完成之后，对焊接好的标准节方框进行自动卸料作业。该自动卸料作业可以在自动焊接完成之后且工位变换之前进行（即自动焊接和自动卸料在同一个工位完成，均为在远离操作者的工位上完成），也可以在自动焊接完成之后，并在工位变换之后进行（即自动焊接和自动卸料在不同的工位完成，其中自动焊接在远离操作者的工位上完成，而自动卸料在面向操作者的工位上完成）。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种施工升降机标准节方框的焊接工装（10），其特征在于：包括翻转组件(103)、回转臂(105)、两个夹紧装置(106、107)和两个变位机构（108、109），所述翻转组件（103）具有转动轴（103a），所述回转臂(105)连接在所述翻转组件（103）的转动轴（103a）上，所述两个变位机构（108、109）分别安装在所述回转臂（105）的两端，所述两个变位机构（108、109）分别具有转动轴(108a、109a)，所述两个夹紧装置（106、107）分别连接在所述两个变位机构（108、109）的转动轴（108a、109a）上，所述翻转组件（103）的转动轴（103a）在转动时带动所述回转臂（105）、所述两个夹紧装置（106、107）和所述两个变位机构(108、109)一起翻转，所述两个变位机构（108、109）的转动轴（108a、109a）在转动时分别带动所述两个夹紧装置（106、107）各自转动。

2.根据权利要求1所述的施工升降机标准节方框的焊接工装，其特征在于：所述焊接工装（10）还包括支座(101)，所述翻转组件(103)安装在所述支座(101)上。

3.根据权利要求1所述的施工升降机标准节方框的焊接工装，其特征在于：所述两个夹紧装置(106、107)相对于所述翻转组件(103)的转动轴（103a）对称设置，所述两个夹紧装置(106、107)位于同一高度。

4.根据权利要求3所述的施工升降机标准节方框的焊接工装，其特征在于：所述回转臂(105)垂直于所述翻转组件(103)的转动轴（103a），所述两个变位机构（108、109）的转动轴（108a、109a）平行于所述翻转组件(103)的转动轴（103a）。

5.根据权利要求1所述的施工升降机标准节方框的焊接工装，其特征在于：所述两个夹紧装置(106、107)之间设置有遮光板(111)。

6.根据权利要求5所述的施工升降机标准节方框的焊接工装，其特征在于：所述遮光板(111)固定连接在所述回转臂(105)的中部。

7.根据权利要求1所述的施工升降机标准节方框的焊接工装，其特征在于：每个所述夹紧装置(106、107)包括支架(117)以及放置在支架（117）上的定位部件与夹紧部件，所述支架(117)为L形，包括固定连接至对应的变位机构(108、109)的转动轴（108a、109a）上的垂直部（117a）和与所述垂直部(117a)垂直相连的水平部(117b)，所述夹紧装置(106、107)的定位部件与夹紧部件设置于所述支架(117)的水平部（117b）上。

8.一种利用如权利要求1-7中任意一项所述的施工升降机标准节方框的焊接工装对施工升降机的标准节方框进行焊接的方法，包括以下步骤：

对面向操作者的一个夹紧装置（106）进行手工上料作业；

对远离操作者的另一个夹紧装置（107）上已经上料的标准节方框的各个零部件进行自动焊接作业；

使所述翻转组件（103）的转动轴（103a）转动180度，由所述翻转组件（103）带动所述回转臂（105）、所述两个夹紧装置（106、107）和所述两个变位机构（108、109）一起同步翻转180度，以实现所述两个夹紧装置（106、107）的工位变换；

使所述两个变位机构（108、109）的转动轴（108a、109a）各自转动180度，由所述两个变位机构（108、109）分别带动所述两个夹紧装置（106、107）各自转动以改变朝向，使所述两个夹紧装置（106、107）的朝向回归到向上的朝向；及

重复上述各步骤。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述两个变位机构（108、109）的转动和所述翻转组件（103）的转动同步进行。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述方法还包括在标准节方框的各个零部件自动焊接完成之后，对焊接好的标准节方框进行自动卸料作业。

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