CN104588956A - 一种用于机器人焊接的压紧定位装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于机器人焊接的压紧定位装置，该装置用于对焊接的工件进行压紧定位，其包括用于放置工件的变位机、用于压紧工件下部的压紧机构一、压紧机构二以及控制机构；压紧机构一设置在变位机上；压紧机构二设置在变位机一侧，并从上方对工件进行压紧；控制机构分别与变位机、压紧机构一和压紧机构二信号连接，实现对放置在变位机上的工件进行下部和上方同时压紧定位的控制。本发明的压紧定位装置能对工件在焊接过程进行有效定位，有效控制工件的焊接形变，从而提高工件的焊接精度和质量。该装置能实现自动对工件的焊接时间进行控制，特别是可判断工件焊接的起始点，不仅减少人工作业强度，而且进一步提高工件的焊接精度和质量。
Description
技术领域
本发明涉及焊接加工机械技术领域，更具体地说，涉及一种用于机器人焊接的压紧定位装置。
背景技术
在工件的加工领域中，焊接工序中的焊接精度会直接影响工件成型的质量，而焊接精度的控制一般取决于工件的形状，特别是对于法兰盘与其它工件进行焊接或者上、下法兰盘与其它工件进行焊接时，一般是通过周向环焊接将它们连接固定。由于法兰盘较大，操作者焊接时需不停地变换位置，围绕法兰盘一周后方可完成整个焊接过程。该焊接方式不仅使得操作者劳动强度大和作业效率低下，而且上、下法兰盘缺乏有效的定位支撑，容易造成在焊接过程中上、下法兰盘之间产生移位，而且法兰盘自身也容易产生焊接变形，从而影响焊接精度和质量。
为了减少操作者的工作量，在现有的焊接加工技术中多使用工件夹紧装置，例如在工件变位加工中，需要首先使用工件夹紧装置夹紧在能够旋转的旋转座上，然后通过旋转座的翻转和回转等动作实现工件的变位，从而能够一次加工工件的多个面，以提高工件的加工效率。
然而，上述两种焊接方式仍存在定位不精确、自动化低和作业效率低下等问题，特别是在上、下法兰盘与其它工件进行焊接时，无法解决上、下法兰盘之间产生移位导致两者同心度不相同的问题，从而无法保证工件焊接的精度和质量，直接影响工件成型的质量。而且，现有技术中无法实现自动对工件焊接的时间进行控制，只能依靠人工对焊接的起始时间点和结束时间点进行判断，这种通过人为控制焊接的时间不仅增加人工的作业强度，而且存在主观判断导致焊接精度大大降低。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种用于机器人焊接的压紧定位装置，该压紧定位装置能对工件在焊接过程进行有效定位，有效控制工件的焊接形变，从而提高工件的焊接精度和质量。更进一步的目的在于，提供一种能实现自动对工件的焊接时间进行控制的用于机器人焊接的压紧定位装置，进一步提高工件的焊接精度和质量，从而提高工件成型的质量。
为了达到上述目的，本发明通过下述技术方案予以实现：一种用于机器人焊接的压紧定位装置，用于对焊接的工件进行压紧定位；其特征在于：包括用于放置工件的变位机、用于压紧工件下部的压紧机构一、压紧机构二以及控制机构；所述压紧机构一设置在变位机上；所述压紧机构二设置在变位机一侧，并从上方对工件进行压紧；所述控制机构分别与变位机、压紧机构一和压紧机构二信号连接，实现对放置在变位机上的工件进行下部和上方同时压紧定位的控制。
在上述方案中，本发明通过在变位机上设置压紧机构一，在变位机上方设置压紧机构二的技术方案，可实现该压紧定位装置同时对工件下部和工件上方进行压紧，使得工件固定定位在变位机上进行焊接工序，从而避免焊接过程中工件移位导致焊接精度低和焊接质量差等问题，并有效控制工件的焊接形变，提高工件的焊接精度和质量。
所述变位机的旋转平台上设置有定位件，工件通过定位件定位放置在变位机的旋转平台上。相对于线盘工件，该定位件可为设置在旋转平台中心的定位轴，线盘可通过其下法兰盘的中心通孔穿设在定位轴上实现线盘定位在变位机的旋转平台上。
所述压紧机构一为若干个用于防止工件脱落的压紧件一，所述若干个压紧件一呈周向分布设置在变位机的旋转平台上，并与控制机构信号连接。本发明的压紧件一为设置有底座的转角气缸，并通过紧固件和底座与变位机的旋转平台连接。该压紧件一采用气动方式实现90度转角，在焊接过程中对由于变形力量或变位机旋转发生脱位的工件进行压紧，保证工件能定位在变位机上进行有效加工，从而有效提高工件的焊接加工精度和焊接加工质量。当工件定位在变位机时，可通过控制机构控制转角气缸旋转90度向下压紧工件；当焊接完成后，转角气缸可通过控制机构控制松开并旋转90度，从而使得工件可脱离变位机。根据加工的需求，该压紧件一可为设置有转角气缸的压紧件一，也可采用现有手动的压紧件一。
所述压紧机构二包括相互连接的立柱和设置有压紧件二的支架；所述压紧机构二设置在变位机一侧，并从上方对工件进行压紧是指：所述立柱设置在变位机一侧，支架与立柱连接并位于变位机上方，压紧件二对工件进行压紧。立柱的设计使得带有压紧件二的支架位于变位机上方，从而实现压紧件二对放置在变位机上的工件进行压紧。
更具体地说，所述压紧件二由穿设在支架上的驱动部和与驱动部连接的压紧部组成，所述驱动部与控制机构信号连接，实现驱动压紧部的下压/上升。
本发明还包括用于压紧件二与支架可调节连接的滑动件一；所述滑动件一包括设置在支架上的滑轨一和设置在压紧件二上的滑块一，压紧件二通过滑块一在滑轨一滑动实现其在支架上位置的调节。
本发明还包括用于支架与立柱可调节连接的调节件；所述调节件包括丝杆和设置在立柱侧面的锁紧件，所述丝杆一端穿过锁紧件与支架底部连接，实现旋转锁紧件对支架的升降调节进行支架在立柱上的位置调节。在压紧机构二使用之前，可根据实际变位机的位置和工件的尺寸等需求，先通过调节件调节支架在立柱上的高度位置从而确定压紧部竖直方向上的位置，再通过滑动件一调节压紧件二在支架上的位置从而确定压紧部水平方向上的位置，则可实现压紧部从上方准确对工件进行压紧定位。对于线盘工件来说，压紧部的下压位置则为线盘的上法兰盘的中心通孔。
本发明还包括滑动件二；所述滑动件二包括设置在立柱上的滑轨二和设置在支架上的滑块二，支架通过滑块二在滑轨二滑动实现其在立柱上的滑动。滑动件二的设计可有效提高支架调节安装高度的稳定性。
本发明还包括用于检测工件的机器视觉机构，所述机器视觉机构设置在压紧机构二上并位于变位机上方，所述机器视觉机构与控制机构信号连接。机器视觉机构的设计能实现自动对工件的焊接时间进行控制，特别是可判断工件焊接的起始点，便于焊接机械手的配合操作，不仅减少人工作业强度，而且进一步提高工件的焊接精度和质量。
所述机器视觉机构包括摄像头和光源，摄像头与控制机构信号连接。
本发明的压紧定位装置结构简单和实用性强，该压紧定位装置的工作原理是这样的：机器视觉机构通过获取线盘定位孔的信息后，则可控制变位机慢速转动，同时可控制焊接机械手对变位机上的线盘进行焊接。在线盘焊接过程中，由于本发明的压紧定位装置同时对线盘的下法兰盘和上法兰盘进行压紧，因此可有效保证上法兰盘和下法兰盘的同心度保持一致，而且也可有效避免焊接过程中线盘移位导致焊接精度低和焊接质量差等问题，从而提高线盘的焊接精度和质量，提高线盘成型的质量。而焊接的结束时间可通过设定变位机旋转平台的旋转角度来确定。
与现有技术相比，本发明具有如下优点与有益效果：
1、本发明用于机器人焊接的压紧定位装置能对工件在焊接过程进行有效定位，有效控制工件的焊接形变，从而提高工件的焊接精度和质量。
2、本发明的压紧定位装置可根据实际变位机的位置和工件的尺寸等需求，可适当的调节对工件压紧定位的位置，从而提高该压紧定位装置的实用性和通用性。
3、本发明的压紧定位装置能实现自动对工件的焊接时间进行控制，特别是可判断工件焊接的起始点，便于焊接机械手的配合操作，不仅减少人工作业强度，而且进一步提高工件的焊接精度和质量。
附图说明
图1是本发明用于机器人焊接的压紧定位装置的正面结构示意图；
图2是本发明用于机器人焊接的压紧定位装置的结构示意图；
其中，1为线盘、2为变位机、3为定位轴、4为压紧件一、5为立柱、6为支架、7为驱动部、8为压紧部、9为滑轨一、10为滑块一、11为丝杆、12为锁紧件、13为滑轨二、14为滑块二、15为摄像头、16为光源、17为定位孔。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的描述。
实施例一
本实施例以该压紧定位装置对线盘进行压紧定位为例对下面进行说明。
如图1和图2所示，本发明的用于机器人焊接的压紧定位装置，是用于对焊接的线盘进行压紧定位；其包括用于放置线盘1的变位机2、用于压紧线盘1的下法兰盘的压紧机构一、压紧机构二以及控制机构。其中，控制机构分别与变位机2、压紧机构一和压紧机构二信号连接，实现对放置在变位机2上的线盘1进行下部和上方同时压紧定位的控制。
本发明的变位机2的旋转平台上设置有定位轴3，线盘1通过下法兰盘的中心通孔穿设在定位轴3上实现线盘1定位在变位机2的旋转平台上。
压紧机构一为若干个用于防止线盘脱落的压紧件一4，若干个压紧件一4呈周向分布设置在变位机2的旋转平台上，并与控制机构信号连接。本发明的压紧件一4为设置有底座的转角气缸，并通过紧固件和底座与变位机2的旋转平台连接。该压紧件一4采用气动方式实现90度转角，在焊接过程中对线盘1的下法兰盘进行压紧，保证线盘1能定位在变位机2上进行有效加工，从而有效提高线盘1的焊接加工精度和焊接加工质量。当线盘1定位在变位机2时，可通过控制机构控制转角气缸旋转90度向下压紧线盘1的下法兰盘；当焊接完成后，转角气缸可通过控制机构控制松开并旋转90度，从而使得线盘1可脱离变位机2。根据加工的需求，该压紧件一4可为设置有转角气缸的压紧件一，也可采用现有手动的压紧件一。
压紧机构二包括相互连接的立柱5和设置有压紧件二的支架6，该立柱5设置在变位机2一侧，支架6与立柱5连接并位于变位机2上方，压紧件二对线盘1进行压紧。其中，压紧件二由穿设在支架6上的驱动部7和与驱动部7连接的压紧部8组成，驱动部7与控制机构信号连接，实现驱动压紧部8的下压/上升，在压紧定位时，压紧部8下压至线盘1上法兰盘的中心通孔，实现从上方对线盘1的压紧定位。
本发明还包括用于压紧件二与支架6可调节连接的滑动件一，该滑动件一包括设置在支架6上的滑轨一9和设置在压紧件二上的滑块一10，压紧件二通过滑块一10在滑轨一9滑动实现其在支架6上位置的调节。本发明还包括用于支架6与立柱5可调节连接的调节件，该调节件包括丝杆11和设置在立柱5侧面的锁紧件12，丝杆11一端穿过锁紧件12与支架6底部连接，实现旋转锁紧件12对支架6的升降调节进行支架6在立柱5上的位置调节。在压紧机构二使用之前，可根据实际变位机2的位置和线盘1的尺寸等需求，先通过调节件调节支架6在立柱5上的高度位置从而确定压紧部8竖直方向上的位置，再通过滑动件一调节压紧件二在支架6上的位置从而确定压紧部8水平方向上的位置，则可实现压紧部8从上方准确对线盘1进行压紧定位，而对于线盘1来说，压紧部8的下压位置则为线盘1的上法兰盘的中心通孔。
本发明还包括滑动件二，该滑动件二包括设置在立柱5上的滑轨二13和设置在支架6上的滑块二14，支架6通过滑块二14在滑轨二13滑动实现其在立柱5上的滑动，滑动件二的设计可有效提高支架6调节安装高度的稳定性。
为了提高本压紧定位装置的自动化功能，本发明还包括用于检测线盘1的机器视觉机构，该机器视觉机构设置在压紧机构二上并位于变位机2上方。具体地说，机器视觉机构包括用于获取线盘1定位孔17的摄像头15和光源16，摄像头15与控制机构信号连接，摄像头15和光源16通过架体安装在支架6上并位于压紧件二的一侧。机器视觉机构的设计能实现自动对线盘1的焊接时间进行控制，特别是可判断线盘1焊接的起始点，便于焊接机械手的配合操作，不仅减少人工作业强度，而且进一步提高线盘1的焊接精度和质量。
本发明的压紧定位装置结构简单和实用性强，该压紧定位装置的工作原理是这样的：机器视觉机构通过获取线盘1定位孔17的信息后，则可控制变位机2慢速转动，同时可控制焊接机械手对变位机2上的线盘1进行焊接。在线盘焊接过程中，由于本发明的压紧定位装置同时对线盘1的下法兰盘和上法兰盘进行压紧，因此可有效保证上法兰盘和下法兰盘的同心度保持一致，而且也可有效避免焊接过程中线盘1移位导致焊接精度低和焊接质量差等问题，从而提高线盘1的焊接精度和质量，提高线盘1成型的质量。而焊接的结束时间可通过设定变位机2旋转平台的旋转角度来确定。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于机器人焊接的压紧定位装置，用于对焊接的工件进行压紧定位；其特征在于：包括用于放置工件的变位机、用于压紧工件下部的压紧机构一、压紧机构二以及控制机构；所述压紧机构一设置在变位机上；所述压紧机构二设置在变位机一侧，并从上方对工件进行压紧；所述控制机构分别与变位机、压紧机构一和压紧机构二信号连接，实现对放置在变位机上的工件进行下部和上方同时压紧定位的控制。
2.根据权利要求1所述的用于机器人焊接的压紧定位装置，其特征在于：所述变位机的旋转平台上设置有定位件，工件通过定位件定位放置在变位机的旋转平台上。
3.根据权利要求1所述的用于机器人焊接的压紧定位装置，其特征在于：所述压紧机构一为若干个用于防止工件脱落的压紧件一，所述若干个压紧件一呈周向分布设置在变位机的旋转平台上，并与控制机构信号连接。
4.根据权利要求1所述的用于机器人焊接的压紧定位装置，其特征在于：所述压紧机构二包括相互连接的立柱和设置有压紧件二的支架；所述压紧机构二设置在变位机一侧，并从上方对工件进行压紧是指：所述立柱设置在变位机一侧，支架与立柱连接并位于变位机上方，压紧件二对工件进行压紧。
5.根据权利要求4所述的用于机器人焊接的压紧定位装置，其特征在于：所述压紧件二由穿设在支架上的驱动部和与驱动部连接的压紧部组成，所述驱动部与控制机构信号连接，实现驱动压紧部的下压/上升。
6.根据权利要求4所述的用于机器人焊接的压紧定位装置，其特征在于：还包括用于压紧件二与支架可调节连接的滑动件一；所述滑动件一包括设置在支架上的滑轨一和设置在压紧件二上的滑块一，压紧件二通过滑块一在滑轨一滑动实现其在支架上位置的调节。
7.根据权利要求4所述的用于机器人焊接的压紧定位装置，其特征在于：还包括用于支架与立柱可调节连接的调节件；所述调节件包括丝杆和设置在立柱侧面的锁紧件，所述丝杆一端穿过锁紧件与支架底部连接，实现旋转锁紧件对支架的升降调节进行支架在立柱上的位置调节。
8.根据权利要求7所述的用于机器人焊接的压紧定位装置，其特征在于：还包括滑动件二；所述滑动件二包括设置在立柱上的滑轨二和设置在支架上的滑块二，支架通过滑块二在滑轨二滑动实现其在立柱上的滑动。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的用于机器人焊接的压紧定位装置，其特征在于：还包括用于检测工件的机器视觉机构，所述机器视觉机构设置在压紧机构二上并位于变位机上方，所述机器视觉机构与控制机构信号连接。
10.根据权利要求9所述的用于机器人焊接的压紧定位装置，其特征在于：所述机器视觉机构包括摄像头和光源，摄像头与控制机构信号连接。
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