CN105234616B - 焊接机器人工作站的液压夹具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种焊接机器人工作站的液压夹具，包括工作台、高度基准、定位销、定位滑块和定位压紧装置，所述至少三个高度基准固定安装于工作台上，至少一个定位销能够沿工作台径向滑动竖直定位于工作台上，至少三个定位滑块能够沿工作台径向滑动定位于工作台上，定位滑块上能够转动的设有第一轴承，第一轴承的轴向沿工作台径向延伸，至少三个定位压紧装置定位于工作台上，定位压紧装置能够将工件止动固定，本发明结构简单，能够满足多种不同工件的装夹，装夹快速便捷，安全可靠，还能够实现工件旋转与翻转，使用方便，调节省力。

Description

焊接机器人工作站的液压夹具

技术领域

本发明涉及一种焊接机器人工作站，特别涉及一种焊接机器人工作站的液压夹具。

背景技术

随着工业技术的提高，机器人被广泛应用于生产实践中。不仅可以提高产品的质量和产量，而且对保障人身安全，改善劳动环境，减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本，有着十分重要的意义。其中，焊接机器人是应用最为广泛的机器人。

焊接机器人工作站是实现机器人高效、优质焊接的重要组成部分。为了满足不同规格零件的焊接要求，此液压夹具通过一套装置满足二十种不同工件的装夹焊接。整体操作简便可靠，自动化程度高。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种焊接机器人工作站的液压夹具，该焊接机器人工作站的液压夹具能够满足多种不同工件的装夹，装夹快速便捷，安全可靠，能够实现工件旋转与翻转。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种焊接机器人工作站的液压夹具，包括工作台、高度基准、定位销、定位滑块和定位压紧装置，所述至少三个高度基准固定安装于工作台上，至少一个定位销能够沿工作台径向滑动竖直定位于工作台上，至少三个定位滑块能够沿工作台径向滑动定位于工作台上，定位滑块上能够转动的设有第一轴承，第一轴承的轴向沿工作台径向延伸，至少三个定位压紧装置定位于工作台上，定位压紧装置能够将工件止动固定。

作为本发明的进一步改进，所述定位销包括第一、二定位销，第一、二定位销分别位于工作台上两相对侧，所述第一定位销为柱销，第二定位销为环销。

作为本发明的进一步改进，所述定位滑块朝向工作台中心的一端还能够转动的设有第二轴承，第二轴承轴向沿纵向延伸，第二轴承圆周外侧表面能够接触工件内孔圆周面。

作为本发明的进一步改进，所述定位压紧装置包括同步反丝机构倍力杠杆式转换压块和液压驱动系统，至少三个同步反丝机构倍力杠杆式转换压块能够沿工作台径向滑动定位于工作台上，同步反丝机构倍力杠杆式转换压块朝向工作台中心的一端设有纵向凸起部，该纵向凸起部背向工作台中心的一侧表面上设有能够与工件内孔圆周面接触的压头，液压驱动系统驱动至少三个同步反丝机构倍力杠杆式转换压块同步沿工作台径向运动。

作为本发明的进一步改进，所述同步反丝机构倍力杠杆式转换压块的压头包括第一、二压头，第一、二压头分别能够转动定位于同步反丝机构倍力杠杆式转换压块上，同步反丝机构倍力杠杆式转换压块设有第一定位孔，第一、二压头上均设有与同步反丝机构倍力杠杆式转换压块上第一定位孔位置对应的第二定位孔，还设有定位销，定位销恰能够插设于第一、二定位孔内，将第一、二压头中的一个与同步反丝机构倍力杠杆式转换压块止动连接。

作为本发明的进一步改进，所述同步反丝机构倍力杠杆式转换压块在工作台上滑动通过具有自锁功能的丝杠传动。

作为本发明的进一步改进，所述液压驱动系统包括液压泵、换向阀站、液压马达、管路系统、变速器和万向联轴节，所述液压泵分别通过多条管路系统给各个换向阀站的电磁换向阀供油，各个电磁换向阀与各个液压马达相连，各个液压马达通过变速器通过万向联轴节与同步反丝机构倍力杠杆式转换压块的丝杠连接，各条管路系统上还串联有调压阀和控制阀，所述液压马达上还设有刹车装置。

作为本发明的进一步改进，所述定位压紧装置为至少三个手动工装，手动工装包括底座、滑臂、固定抵紧螺栓和防松螺母，所述底座能够固定定位于工作台上，滑臂能够沿直线滑动定位于底座上，固定抵紧螺栓活动螺接于滑臂上，固定抵紧螺栓端部能够抵紧工件表面，防松螺母与固定抵紧螺栓螺接，防松螺母端面紧抵滑臂表面。

作为本发明的进一步改进，所述定位销和定位滑块在工作台上沿其径向滑动的结构均为：工作台上能够转动的设有若干螺杆，各个螺杆轴向沿工作台径向延伸，定位销和定位滑块分别与各个螺杆螺接，螺杆端部还设有手柄。

作为本发明的进一步改进，所述与各定位销和定位滑块螺接的螺杆上还连接有防转动固定件，该防转动固定件能够阻止与其连接的螺杆旋转。

本发明的有益效果是：本发明通过在工作台上设置高度基准对工件高度进行定位，保证工件放置平面度高，通过定位销实现工件的初步定位，通过定位滑块上的第一轴承以及第二轴承实现工件在工装上轻松转动以及翻转，便于调整工件与工装对中，通过定位压紧装置实现工件快速止动定位，本发明结构简单，能够满足多种不同工件的装夹，装夹快速便捷，安全可靠，还能够实现工件旋转与翻转，使用方便，调节省力。

附图说明

图1为本发明的立体图；

图2为本发明的主视图；

图3为本发明的定位滑块结构原理立体图；

图4为手动工装结构原理主视图；

图5为手动工装结构原理俯视图

图6为一种工件的主视图；

图7为工件吊装到本发明上的状态图；

图8为工件在本发明的定位滑块上经过位置对中的状态图；

图9为本发明采用手动工装对工件进行定位的状态图。

具体实施方式

实施例：一种焊接机器人工作站的液压夹具，包括工作台1、高度基准2、定位销、定位滑块3和定位压紧装置，所述至少三个高度基准2固定安装于工作台1上，至少一个定位销能够沿工作台1径向滑动竖直定位于工作台1上，至少三个定位滑块3能够沿工作台1径向滑动定位于工作台1上，定位滑块3上能够转动的设有第一轴承4，第一轴承4的轴向沿工作台1径向延伸，至少三个定位压紧装置定位于工作台1上，定位压紧装置能够将工件止动固定。

使用时，将工件吊放在该工装的高度基准2上，并使定位销刚好插设在工件上的定位孔内，实现初步定位，此时各个工件下侧表面被定位滑块3的第一轴承4支撑，此时调整工件位置，第一轴承4与工件滚动接触，轻松的将工件中心与工装中心对正，然后采用定位压紧装置将工件固定定位即可，此时即可对工件进行机械加工，该工装结构简单，能够适用具有内孔的大型工件的快速固定定位，使用方便。

所述定位销包括第一、二定位销5、6，第一、二定位销5、6分别位于工作台1上两相对侧，所述第一定位销为柱销，第二定位销为环销，分别用于匹配工件上的定位孔和定位凸台，实现工件的初步定位。

所述定位滑块3朝向工作台1中心的一端还能够转动的设有第二轴承7，第二轴承7轴向沿纵向延伸，第二轴承7圆周外侧表面能够接触工件内孔圆周面，实现定位滑块3与工件内孔圆周面的滚动摩擦，便于工件旋转调心，纵向安装块固定安装于定位滑块3上，第二轴承7安装在纵向安装块19上，纵向安装块上设有第一弹簧17，第一弹簧与工作台1连接，第一弹簧拉力保持第二轴承7始终处于竖直状态，避免受到挤压力发生翻转失效。

所述定位压紧装置包括同步反丝机构倍力杠杆式转换压块8和液压驱动系统，至少三个同步反丝机构倍力杠杆式转换压块8能够沿工作台1径向滑动定位于工作台1上，同步反丝机构倍力杠杆式转换压块8朝向工作台1中心的一端设有纵向凸起部，该纵向凸起部背向工作台1中心的一侧表面上设有能够与工件内孔圆周面接触的压头，液压驱动系统驱动至少三个同步反丝机构倍力杠杆式转换压块8同步沿工作台1径向运动，工件被放在在工装上时，同步反丝机构倍力杠杆式转换压块8的压头位于工件内孔内，然后液压驱动系统驱动各个同步反丝机构倍力杠杆式转换压块8同步沿工作台1径向向外运动，同步反丝机构倍力杠杆式转换压块8的压头紧抵在工件内孔圆周侧壁上，实现工件的胀紧定位。

所述同步反丝机构倍力杠杆式转换压块8的压头包括第一、二压头9、10，第一、二压头9、10分别能够转动定位于同步反丝机构倍力杠杆式转换压块8上，同步反丝机构倍力杠杆式转换压块8设有第一定位孔，第一、二压头9、10上均设有与同步反丝机构倍力杠杆式转换压块8上第一定位孔位置对应的第二定位孔，还设有定位销，定位销恰能够插设于第一、二定位孔内，将第一、二压头9、10中的一个与同步反丝机构倍力杠杆式转换压块8止动连接，通过第一、二压头9、10的替换来适应不同规格的工件压紧，保证压紧稳定，第一、二压头9、10上分别设有第二弹簧16，第二弹簧与工作台1相连，通过弹簧拉力保持第一、二压头9、10始终处于竖直状态，避免受到挤压力发生翻转失效。

所述同步反丝机构倍力杠杆式转换压块8在工作台1上滑动通过具有自锁功能的丝杠11传动，丝杠11设计使其：螺纹升角ψ：若ψ≤ρ`则丝杠实现自锁。L：导程＝6mm；υs:螺旋副的摩擦系数，此处取0.07；[参照《机械设计手册2》表15.2-8]，α取30°；带入计算求得：ψ＝3.77，ρ`＝4.14，因为ψ≤ρ`固此实现自锁。

所述液压驱动系统包括液压泵、换向阀站、液压马达、管路系统、变速器和万向联轴节，所述液压泵分别通过多条管路系统给各个换向阀站的电磁换向阀供油，各个电磁换向阀与各个液压马达相连，各个液压马达通过变速器通过万向联轴节与同步反丝机构倍力杠杆式转换压块8的丝杠连接，各条管路系统上还串联有调压阀和控制阀，所述液压马达上还设有刹车装置。

液压泵是油压系统的动力源。为了保证系统连续可靠工作，泵站设计为双泵独立结构，工作时机器人系统同时开启两泵，也可进行单独手动切换工作。系统的油压由溢流阀调定，系统设计最高压力在20MPa左右，压力值可直接从压力表上读出。调压阀选用电磁溢流阀，电磁溢流阀在无电信号时，压力油从P-T，系统卸荷，当有电信号时电磁溢流阀得电，溢流阀起压，系统可以工作。电磁换向阀选用三位四通电磁换向阀，三位四通电磁换向阀在无电信号时，压力油P口不通，A、B-T，当一边电磁铁通电信号时阀芯换向，则压力油从P-B，回油从A-T。当另一边电磁铁通电信号时阀芯换向，则压力油从P-A，回油从B-T。泵站输出的压力油通过主油管至各换向阀站的各电磁换向阀实现液压马达供油，进而驱动同步反丝机构倍力杠杆式转换压块8的丝杠旋转。

所述定位压紧装置为至少三个手动工装18，手动工装18包括底座15、滑臂12、固定抵紧螺栓13和防松螺母14，所述底座15能够固定定位于工作台1上，滑臂12能够沿直线滑动定位于底座15上，固定抵紧螺栓13活动螺接于滑臂12上，固定抵紧螺栓13端部能够抵紧工件表面，防松螺母14与固定抵紧螺栓13螺接，防松螺母14端面紧抵滑臂12表面，当工件上无合适的内孔时，同步反丝机构倍力杠杆式转换压块8无法使用，此时即可采用手动工装18将工件固定压紧定位，两套定位压紧工装可替换使用，适用范围广，能够适用多种规格和结构的工件的固定定位。

所述定位销和定位滑块3在工作台1上沿其径向滑动的结构均为：工作台1上能够转动的设有若干螺杆23，各个螺杆23轴向沿工作台1径向延伸，定位销和定位滑块3分别与各个螺杆23螺接，螺杆23端部还设有手柄24，通过手柄24驱动螺杆23旋转，实现定位销和定位滑块3在工作台1上径向滑动，便于根据工件不同规格进行位置调整，适用范围广，该结构简单，便于调节，使用方便，此外也可以在工作台1上设置径向滑道的方式实现定位销和定位滑块3的径向滑动，此为本领域技术人员根据本专利很容易想到的等同替换结构。

所述与各定位销和定位滑块3螺接的螺杆23上还连接有防转动固定件25，该防转动固定件25能够阻止与其连接的螺杆23旋转，当定位销和定位滑块3位置调整好后，通过防转动固定件25能够阻止螺杆23旋转，保持定位销和定位滑块3位置固定不动所述防转动固定件25包括一固定设于工作台1上的套块，套块上设有恰供螺栓穿过的穿孔，穿孔侧壁上设有开口缝，还设有一调节手柄24，调节手柄24能够调节穿孔侧壁上的开口缝宽度，缩小开口缝宽度就实现了穿孔尺寸缩小，实现对螺栓的夹紧，螺栓即无法旋转，该结构简单，便于实现，此外还可以是其它结构如通过定位销定位结构，通过卡置件卡置结构等等，都为本领域技术人员根据本专利很容易想到的等同替换结构。

装夹步骤如下：

1.液压驱动系统归零操作。

2.取下第二定位销。

3.拆下四个手动工装。

4.调整第一定位销位置：

旋转手柄调整第一定位销在工作台上的径向位置，调整到位后锁紧防转动固定件；

5调整各个定位滑块位置，调整到位后锁紧与其连接的防转动固定件。

6.工件吊上工装：

Ⅰ、工件20上的新开工艺孔21(φ50mm)与第一定位销套合；

Ⅱ、工件装夹面与工装上的四个高度基准表面贴合；

Ⅲ、微调工件位置使工件内孔22(φ1230mm)与两组定位滑块初步确定的圆面(φ820mm)对心。

7.启动液压驱动系统，通过液压马达将两组同步反丝机构倍力杠杆式转换压块将工件压紧。

8.装夹完成。

Claims (10)

1.一种焊接机器人工作站的液压夹具，其特征在于：包括工作台(1)、高度基准(2)、定位销、定位滑块(3)和定位压紧装置，至少三个高度基准固定安装于工作台上，至少一个定位销能够沿工作台径向滑动竖直定位于工作台上，至少三个定位滑块能够沿工作台径向滑动定位于工作台上，定位滑块上能够转动的设有第一轴承(4)，第一轴承的轴向沿工作台径向延伸，至少三个定位压紧装置定位于工作台上，定位压紧装置能够将工件止动固定。

2.根据权利要求1所述的焊接机器人工作站的液压夹具，其特征在于：所述定位销包括第一、二定位销(5、6)，第一、二定位销分别位于工作台上两相对侧，所述第一定位销为柱销，第二定位销为环销。

3.根据权利要求1所述的焊接机器人工作站的液压夹具，其特征在于：所述定位滑块朝向工作台中心的一端还能够转动的设有第二轴承(7)，第二轴承轴向沿纵向延伸，第二轴承圆周外侧表面能够接触工件内孔圆周面。

4.根据权利要求1所述的焊接机器人工作站的液压夹具，其特征在于：所述定位压紧装置包括同步反丝机构倍力杠杆式转换压块(8)和液压驱动系统，至少三个同步反丝机构倍力杠杆式转换压块能够沿工作台径向滑动定位于工作台上，同步反丝机构倍力杠杆式转换压块朝向工作台中心的一端设有纵向凸起部，该纵向凸起部背向工作台中心的一侧表面上设有能够与工件内孔圆周面接触的压头，液压驱动系统驱动至少三个同步反丝机构倍力杠杆式转换压块同步沿工作台径向运动。

5.根据权利要求4所述的焊接机器人工作站的液压夹具，其特征在于：所述同步反丝机构倍力杠杆式转换压块的压头包括第一、二压头(9、10)，第一、二压头分别能够转动定位于同步反丝机构倍力杠杆式转换压块上，同步反丝机构倍力杠杆式转换压块设有第一定位孔，第一、二压头上均设有与同步反丝机构倍力杠杆式转换压块上第一定位孔位置对应的第二定位孔，还设有定位销，定位销恰能够插设于第一、二定位孔内，将第一、二压头中的一个与同步反丝机构倍力杠杆式转换压块止动连接。

6.根据权利要求4所述的焊接机器人工作站的液压夹具，其特征在于：所述同步反丝机构倍力杠杆式转换压块在工作台上滑动通过具有自锁功能的丝杠(11)传动。

7.根据权利要求6所述的焊接机器人工作站的液压夹具，其特征在于：所述液压驱动系统包括液压泵、换向阀站、液压马达、管路系统、变速器和万向联轴节，所述液压泵分别通过多条管路系统给各个换向阀站的电磁换向阀供油，各个电磁换向阀与各个液压马达相连，各个液压马达通过变速器通过万向联轴节与同步反丝机构倍力杠杆式转换压块的丝杠连接，各条管路系统上还串联有调压阀和控制阀，所述液压马达上还设有刹车装置。

8.根据权利要求1所述的焊接机器人工作站的液压夹具，其特征在于：所述定位压紧装置为至少三个手动工装(18)，手动工装包括底座(15)、滑臂(12)、固定抵紧螺栓(13)和防松螺母(14)，所述底座能够固定定位于工作台上，滑臂能够沿直线滑动定位于底座上，固定抵紧螺栓活动螺接于滑臂上，固定抵紧螺栓端部能够抵紧工件表面，防松螺母与固定抵紧螺栓螺接，防松螺母端面紧抵滑臂表面。

9.根据权利要求1所述的焊接机器人工作站的液压夹具，其特征在于：所述定位销和定位滑块在工作台上沿其径向滑动的结构均为：工作台上能够转动的设有若干螺杆(23)，各个螺杆轴向沿工作台径向延伸，定位销和定位滑块分别与各个螺杆螺接，螺杆端部还设有手柄(24)。

10.根据权利要求9所述的焊接机器人工作站的液压夹具，其特征在于：所述与各定位销和定位滑块螺接的螺杆上还连接有防转动固定件(25)，该防转动固定件能够阻止与其连接的螺杆旋转。