CN108188639B - 托辊支架机器人焊接夹具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及焊接夹具技术领域，特别是一种托辊支架机器人焊接夹具。包括公共底梁、支柱抱紧机构、支柱定位机构、地脚板定位机构、快换平台、横梁加紧机构、中支柱定位机构、中支柱加紧机构、简易安装板和L块；公共底梁上表面设置快换平台，快换平台端部左右两侧对称设置支柱抱紧机构与支柱定位机构，地脚板定位机构固定在支柱抱紧机构与支柱定位机构之间快换平台的上侧，快换平台中部设置中支柱定位机构和中支柱加紧机构，快换平台中部还设置有L块与横梁加紧机构，L块置于横梁加紧机构正下方，L块中部设有安装孔，安装孔为长圆沉头式槽。本发明焊接效率、焊接质量及产品一致性比现有技术工艺均大幅提高。

Description

托辊支架机器人焊接夹具

技术领域

本发明涉及焊接夹具技术领域，特别是一种托辊支架机器人焊接夹具。

背景技术

托辊支架普遍安装于带式输送机中，具有种类多、数量大的特点。托辊支架能够固定托辊、支撑输送带，是带式输送机中的重要支撑结构。焊接质量优质的托辊支架既固定托辊，又可保证托辊的灵活性，将托辊的径向跳动量和轴向窜动量控制在合理范围内；同时提供强大的支撑力，保证托辊和输送带的平稳运行。虽然托辊支架结构简单，但制造出高质量的托辊支架并非易事。使用传统焊接夹具至少需配两名铆工与一名焊工，铆焊完成后焊工开始焊接，对人员技术要求较高，焊接质量与一致性难以保障，焊接效果欠佳。且传统焊接夹具共用性不强，单个夹具只能铆焊指定产品。随着人工成本逐年上升，技术工人极度短缺，机器人焊接工作站等工艺技术日趋成熟的情况下，开发可供机器人焊接工作站配套使用的共用型托辊支架焊接夹具已迫在眉睫。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提供一种托辊支架机器人焊接夹具。

本发明采取以下技术方案：一种托辊支架机器人焊接夹具，包括公共底梁、支柱抱紧机构、支柱定位机构、地脚板定位机构、快换平台、横梁加紧机构、中支柱定位机构、中支柱加紧机构、简易安装板和L块；公共底梁上表面设置快换平台，快换平台端部左右两侧对称设置支柱抱紧机构与支柱定位机构，地脚板定位机构固定在支柱抱紧机构与支柱定位机构之间快换平台的上侧，快换平台中部设置中支柱定位机构和中支柱加紧机构，快换平台中部还设置有L块与横梁加紧机构，L块置于横梁加紧机构正下方，L块中部设有安装孔，安装孔为长圆沉头式槽。

所述的支柱抱紧机构包括调整块、拉力钳、导向槽、限位块、压盘、转轴臂和压力钳，压力钳输出端固定有压盘，压力钳一侧通过转轴与转轴臂铰接，转轴臂端部设置有卡勾，卡勾与导向槽的一端连接，导向槽另一端与拉力钳连接，导向槽上设置有限位块，拉力钳固定在压力钳上，拉力钳与压力钳之间设置有调整块。

所述的支柱定位机构包括定位部分、基座I、调整块I、调整垫片I、补高块和补高座I，补高座I底部设置有补高块，补高座I上侧设有可以调节基座I水平位置的调整块I，基座I上侧固定有定位部分，定位部分包括支撑块I、焊接手钳I、连接臂I、调整板I以及压头I，支撑块I固定在基座I，支撑块I一侧与焊接手钳I的一端铰接，焊接手钳I中部与连接臂I中部铰接，连接臂I一端与支撑块I铰接，连接臂I另一端设有压头I，连接臂I与压头I之间设置有调整板I。

所述的地脚板定位机构包括垫板，垫板两端分别通过圆销和长圆销与公共底梁固定，垫板底部设有垫片。

所述的横梁加紧机构包括横梁加紧机构基座、手钳安装座、手钳、压头、手钳把手，横梁加紧机构基座上侧固定有手钳安装座中部设有凹槽，手钳安装座一端与手钳的一端铰接，手钳的这一端还铰接有手钳把手，手钳另一端设有压头III。

所述的中支柱定位机构包括公共定位部分、调整垫片、换型补高板、补高座II和调整块II，换型补高板设置在底部，换型补高板上侧设有调整垫片II，调整垫片II周侧设有可调整其水平位置的调整块II，调整垫片II上侧固定有补高座II，补高座II顶部固定有公共定位部分，所述的公共定位部分包括基座II、拉杆II、定位销II、弹簧II、限位块II、定位块II、连接臂II、凹凸定位块及焊接手钳II，基座II固定在补高座II上，基座II顶部固定有凹凸定位块，基座II顶部铰接有焊接手钳II，焊接手钳II中部与连接臂II的一端铰接，连接臂II中部与凹凸定位块契合，连接臂II另一端下侧固定有定位块II，定位块II的水平方向上固定有H型的限位块II，限位块II内设有弹簧II，弹簧II一端与限位块II内侧连接，弹簧II中心设有定位销II，弹簧II另一端与定位销II端部连接，定位销II另一端与定位块II连接，定位销II另一端穿过限位块II并在其端部设有贯穿的圆孔，圆孔内设置有可旋转的拉杆。

所述的中支柱加紧机构包括基座III、压臂、手钳座III及手钳III，基座III上部设置有槽，槽内通过转轴安装有压臂，基座III一侧设置有手钳座III，手钳座III上设置有手钳III。

上述结构中，调整块I和调整块II的调整原理相同。调整垫片I和调整垫片II上都设置有螺栓孔，螺栓孔内固定有螺栓，螺栓直径小于螺栓孔的孔径，调整垫片I和调整垫片II可以在一定幅度内活动，调整垫片I和调整垫片II周侧分别设置调整块I和调整块II，用于固定调整垫片I和调整垫片II的位置。从而完成调整位置的工作。

与现有技术工艺相比，本发明托辊支架机器人焊接夹具在使用时，不受焊接产品限制、共用性强，可以根据所焊接产品对应切换所需工装夹具型号，按照地脚板、横梁、中支柱及边支柱的顺序安装于相应定位机构处，通过机构上相应定位点进行定位加紧，完成现有技术工艺中的组对环节，并将铆接、焊接工序一次完成。由于定位机构在设置过程中考虑了焊接变形方向，因此焊接过程中工件的变形程度很小，焊接完成将所有定位机构打开后，即可轻松取走工件。整个过程只需配置一名普工即可操作。焊接效率、焊接质量及产品一致性比现有技术工艺均大幅提高。

附图说明

图1为本发明托辊支架机器人焊接夹具结构示意图；

图2为本发明公共底梁机构图；

图3为本发明支柱抱紧机构图；

图4为本发明支柱定位机构图；

图5为本发明地脚板定位机构图；

图6为本发明横梁加紧机构图；

图7为本发明中支柱定位机构图；

图8为本发明L块；

图9为本发明中支柱加紧机构图；

图10为本发明简易安装板。

图中1-公共底梁，1.1-L板，1.2-侧板，1.3-定位槽，1.4-定位销，2-支柱抱紧机构，2.1-调整块，2.2-拉力钳，2.3-导向槽，2.4-限位块，2.5-压盘，2.6-转轴臂，2.7-转轴，2.8-压力钳，3-支柱定位机构，3.1-补高块，3.2-补高座I，3.3-调整垫片I，3.4-调整块I，3.5-基座I，3.6-支撑块I，3.7-限位块I，3.8-拉杆I，3.9-弹簧I，3.10-定位销I，3.11-压头I，3.12-调整板I，3.13-连接臂I，3.14-焊接手钳I，4-地脚板定位机构，4.1-垫板，4.2-圆销，4.3-长圆销，4.4-垫片，5-快换平台，6-横梁加紧机构，6.1-横梁加紧机构基座，6.2-手钳安装座，6.3-手钳，6.4-压头III，6.5-手钳把手，7-中支柱定位机构，7.1-换型补高板，7.2-调整块II，7.3-补高座II，7.4-拉杆II，7.5-定位销II，7.6-弹簧II，7.7-限位块II，7.8-定位块II，7.9-连接臂II，7.10-凹凸定位块，7.11-焊接手钳II，7.12-基座II，7.13-调整垫片II，8-中支柱加紧机构，8.1-基座III，8.2-压臂，8.3-手钳座III，8.4-手钳III，9-简易安装板，10-L块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明托辊支架机器人焊接夹具做进一步详细说明。

如图1所示，本发明托辊支架机器人焊接夹具，包括公共底梁，在公共底梁（图2）的两边设置有侧板，侧板上安装有吊耳，方便整个设备的吊装、搬运，安装板外侧进一步设置有定位槽，定位槽内设置有与变位机快速连接的L型连接板，L型连接板上设置有快速寻位的定位销，公共底梁上设置有用于更换快换平台使用的定位安装孔。

快换平台通过快换安装孔及定位销安装在公共底梁正面。

左支柱抱紧机构（图3）组装完成后通过底部的安装孔连接在快换平台上，尺寸微调整通过导向槽及背部限位块、调整块来实现，导向槽保证在调整转轴臂前后位置时能够处于水平状态，保证转轴臂在对边支柱限位时为面接触面，增大摩擦力，降低焊接过程中的变形力。操作过程首先将拉力钳拉杆与转轴臂前段挂钩连接，行程闭合状态，将边支柱置于对应位置，闭合压力钳带动压盘对边支柱压紧，定位完成。此机构主要保证边支柱与横梁搭接部分的定位精度及抵抗焊接所产生的变形力。右边支柱抱紧机构左右对称制作，右边支柱不安装用于限制横梁轴向移动的限位块。

边支柱定位机构（图4）由公共定位部分、基座、支撑块、调整块、补高块及补高座组成，公共定位部分由定位销、焊接手钳、压头、调整板、限位块、弹簧、连接臂、拉杆及焊接手钳组成，根据不同产品型号安装槽的大小，可以快换定位销来实现定位，不同倾角产品的定位由不同的支撑块来实现角度的定位功能，调整压头处垫片来实现加紧，补高垫片及补高基座用于不同高度产品的快换调整，限位块用于定位销的伸出和退位限制，调整块用于边支柱定位销所处于夹具中的X及Y方向的调整，保证焊接成品定位槽的位置度要求，调整时可根据尺寸需求在基座与定位块之间增加或减少垫片的厚度来实现。装夹边支柱时，首先将定位销拉杆拉起旋转并依靠弹簧力将其伸出，放置边支柱槽与定位销配合处，搬动焊接手钳带动连接臂及压头将其压紧。此机构目的在于保证边支柱焊接倾角及安装槽的位置度要求。边支柱定位机构左右对称各设置一组。

地脚板定位机构（图5）每组设置有两个定位销，定位销由一个长圆销及一个圆柱销组成，长圆销限制地脚板X方向及Y方向的位置度，圆柱销限制地脚板绕长圆销中心在X及Y方向的旋转自由度，设置圆柱销的另一个目的为防止由两个长圆销过定位导致焊接完成后取件困难的弊端，定位销尺寸可根据不同产品孔径大小切换，地脚板定位机构共设两组，分别设置于快换平台对应产品型号的安装位置。

横梁加紧机构（图6）共设置两组，由手钳、基座、压头及补高块组成，根据不同产品横梁高度要求，增加或减少垫片来实现所需位置度要求。

中支柱定位机构（图7）左右对称各制作一组，由公共定位部分、补高垫片、换型补高板及补高座、调整块组成。公共定位部分包括：基座、拉杆、定位销、弹簧、限位块、定位块、连接臂、凹凸定位块及焊接手钳组成，根据不同产品槽型型号可以快换定位销来实现定位，换型补高板及补高基座用于不同产品的快换调整，补高垫片用于公共地位部分在Z方向的调整，补高垫片置于基座与补高座之间，调整块用于中支柱定位销所处于夹具中的X及Y方向的调整，保证焊接成品定位槽的位置度要求，调整时可根据尺寸需求在补高座与定位块之间增加或减少垫片的厚度来实现，凹凸定位块的设置是防止由于连接臂过长、焊接变形力以及长时间使用后定位销及定位块发生摆动影响成品精度。

L块（图8）主要起支撑、限位横梁的作用，安装孔设置为长圆沉头式槽，用于满足不同大小横梁定位所需的前后移动调整，L块要求置于横梁加紧机构正下方，防止横梁加紧机构将横梁压弯以及因焊接造成横梁凹陷变形缺陷，L块共设置两个。

中支柱加紧机构（图9）由基座、转轴、压臂、手钳座及手钳组成，基座在安装压臂处设置有槽，可以限制手钳对压臂的过渡挤压，针对不同型号产品，可更换不同型号压臂以防止不同型号产品安装是发生的干涉问题，左右对称个制作一组。

简易安装板（图10）设置在公共底梁反面，设置有用于满足中支柱加紧机构（图9）所需不同位置安装的孔位，左右对称个制作一组。

本发明托辊支架机器人焊接夹具在使用时，首先要保证各机构手钳处于打开位置，将左右地脚板放置于地脚板安装机构处，将横梁放置于地脚板上，横梁背离人侧要求与L块贴合，横梁左端面要求与左边支柱抱紧机构上限位块贴合，之后将横梁加紧机构加紧到位，将左、右边支柱定位机构中定位销伸出，左右边支柱抱紧机构转轴臂转动到位并将拉力钳拉杆与转轴臂前段挂钩连接，将左右边支柱定位槽放置于定位销处，闭合抱紧机构压力钳带动压盘对边支柱压紧，搬动边支柱定位机构焊接手钳带动连接臂及压头将其压紧，边支柱定位完成；将中支柱定位机构手钳调整到加紧位置，将定位销伸出，放置左右中支柱，翻转中支柱加紧机构中压臂至压紧位置，中支柱加紧机构侧边手钳加紧，防止压臂在变位机旋转过程中自动打开导致中支柱脱落。至此，工件安装完成，开始焊接。由于定位机构在设置过程中考虑了焊接变形方向，因此焊接过程中工件的变形程度很小，焊接完成将所有定位机构打开后，即可轻松取走工件。

以上已对本发明创造的较佳实施案例进行了具体说明，但本发明创造并不限于实施案例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可作出种种的等同的变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (6)

1.一种托辊支架机器人焊接夹具，其特征在于：包括公共底梁（1）、支柱抱紧机构（2）、支柱定位机构（3）、地脚板定位机构（4）、快换平台（5）、横梁加紧机构（6）、中支柱定位机构（7）、中支柱加紧机构（8）、简易安装板（9）、L块（10）；公共底梁（1）上表面设置快换平台（5），快换平台（5）端部左右两侧对称设置支柱抱紧机构（2）与支柱定位机构（3），地脚板定位机构（4）固定在支柱抱紧机构（2）与支柱定位机构（3）之间快换平台（5）的上侧，快换平台（5）中部设置中支柱定位机构（7）和中支柱加紧机构（8），简易安装板（9）置于公共底梁（1）下表面，中支柱加紧机构（8）安装在简易安装板（9）上面，快换平台（5）中部还设置有L块（10）与横梁加紧机构（6），L块（10）置于横梁加紧机构（6）正下方，L块（10）中部设有安装孔，安装孔为长圆沉头式槽；

所述的支柱定位机构（3）包括补高块（3.1）、补高座I（3.2）、调整垫片I（3.3）、调整块I（3.4）、基座I（3.5）、支撑块I（3.6）、限位块I（3.7）、拉杆I（3.8）、弹簧I（3.9）、定位销I（3.10）、压头I（3.11）、调整板I（3.12）、连接臂I（3.13）和焊接手钳I（3.14），补高座I（3.2）底部设置有补高块（3.1），补高座I（3.2）上侧设有可以调节基座I（3.5）水平位置的调整块I（3.4），基座I（3.5）上侧固定有定位部分，定位部分包括支撑块I（3.6）、焊接手钳I（3.14）、连接臂I（3.13）、调整板I（3.12）以及压头I（3.11），支撑块I（3.6）固定在基座I（3.5），支撑块I（3.6）一侧与焊接手钳I（3.14）的一端铰接，限位块I（3.7）内设有弹簧I（3.9），弹簧I（3.9）一端与限位块I（3.7）内侧连接，弹簧I（3.9）中心设有定位销I（3.10），弹簧I（3.9）另一端与定位销I（3.10）端部连接，定位销I（3.10）另一端与限位块I（3.7）连接，定位销I（3.10）另一端穿过限位块I（3.7）并在其端部设有贯穿的圆孔，圆孔内设置有可旋转的拉杆I（3.8）,焊接手钳I（3.14）中部与连接臂I（3.13）中部铰接，连接臂I（3.13）一端与支撑块I（3.6）铰接，连接臂I（3.13）另一端设有压头I（3.11），连接臂I（3.13）与压头I（3.11）之间设置有调整板I（3.12）。

2.根据权利要求1所述的托辊支架机器人焊接夹具，其特征在于：所述的支柱抱紧机构（2）包括调整块（2.1）、拉力钳（2.2）、导向槽（2.3）、限位块（2.4）、压盘（2.5）、转轴臂（2.6）、转轴（2.7）、压力钳（2.8），压力钳（2.8）输出端固定有压盘（2.5），压力钳（2.8）一侧通过转轴（2.7）与转轴臂（2.6）铰接，转轴臂（2.6）端部设置有卡勾，卡勾与导向槽（2.3）的一端连接，导向槽（2.3）另一端与拉力钳（2.2）连接，导向槽（2.3）上设置有限位块（2.4），拉力钳（2.2）固定在压力钳（2.8）上，拉力钳（2.2）与压力钳（2.8）之间设置有调整块（2.1）。

3.根据权利要求1所述的托辊支架机器人焊接夹具，其特征在于：所述的地脚板定位机构（4）包括垫板（4.1）、圆销（4.2）、长圆销（4.3）、垫片（4.4），垫板（4.1）两端分别通过圆销（4.2）和长圆销（4.3）与公共底梁（1）固定，垫板（4.1）底部设有垫片（4.4）。

4.根据权利要求1所述的托辊支架机器人焊接夹具，其特征在于：所述的横梁加紧机构（6）包括横梁加紧机构基座（6.1）、手钳安装座（6.2）、手钳（6.3）、压头III（6.4）、手钳把手（6.5），横梁加紧机构基座（6.1）上侧固定有手钳安装座（6.2）中部设有凹槽，手钳安装座（6.2）一端与手钳（6.3）的一端铰接，手钳（6.3）的这一端还铰接有手钳把手（6.5），手钳（6.3）另一端设有压头III（6.4）。

5.根据权利要求1所述的托辊支架机器人焊接夹具，其特征在于：所述的中支柱定位机构（7）包括换型补高板（7.1），调整块II（7.2），补高座II（7.3），拉杆II（7.4），定位销II（7.5），弹簧II（7.6），限位块II（7.7），定位块II（7.8），连接臂II（7.9），凹凸定位块（7.10），焊接手钳II（7.11），基座II（7.12），调整垫片II（7.13），换型补高板（7.1）设置在底部，换型补高板（7.1）上侧设有调整垫片II（7.13），调整垫片II（7.13）周侧设有可调整其水平位置的调整块II（7.2），调整垫片II（7.13）上侧固定有补高座II（7.3），补高座II（7.3）顶部固定有公共定位部分，所述的公共定位部分包括基座II（7.12）、拉杆II（7.4）、定位销II（7.5）、弹簧II（7.6）、限位块II（7.7）、定位块II（7.8）、连接臂II（7.9）、凹凸定位块（7.10）及焊接手钳II（7.11），基座II（7.12）固定在补高座II（7.3）上，基座II（7.12）顶部固定有凹凸定位块（7.10），基座II（7.12）顶部铰接有焊接手钳II（7.11），焊接手钳II（7.11）中部与连接臂II（7.9）的一端铰接，连接臂II（7.9）中部与凹凸定位块（7.10）契合，连接臂II（7.9）另一端下侧固定有定位块II（7.8），定位块II（7.8）的水平方向上固定有H型的限位块II（7.7），限位块II（7.7）内设有弹簧II（7.6），弹簧II（7.6）一端与限位块II（7.7）内侧连接，弹簧II（7.6）中心设有定位销II（7.5），弹簧II（7.6）另一端与定位销II（7.5）端部连接，定位销II（7.5）另一端与定位块II（7.8）连接，定位销II（7.5）另一端穿过限位块II（7.7）并在其端部设有贯穿的圆孔，圆孔内设置有可旋转的拉杆II（7.4）。

6.根据权利要求1所述的托辊支架机器人焊接夹具，其特征在于：所述的中支柱加紧机构（8）包括基座III（8.1）、压臂（8.2）、手钳座III（8.3）及手钳III（8.4），基座III（8.1）上部设置有槽，槽内通过转轴安装有压臂（8.2），基座III（8.1）一侧设置有手钳座III（8.3），手钳座III（8.3）上设置有手钳III（8.4）。