CN109249173A - 应用于铲斗焊接机器人工作站的工装夹具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种应用于铲斗焊接机器人工作站的工装夹具，包括定位组件和支撑所述定位组件的支撑组件；所述定位组件包括两个第一定位组件以及两个第二定位组件；所述第一定位组件和第二定位组件上均设有万向压紧机构；所述万向压紧机构包括浮动压头、自锁丝杆、固定所述自锁丝杆的支座和连接于所述自锁丝杆的尾端的扳杆；所述浮动压头的后端设置有与所述自锁丝杆连通的空腔，所述自锁丝杆的前端连接有球形件，所述球形件设置在所述空腔内，所述空腔的直径大于所述球形件的直径，并且所述空腔的开口直径小于所述球形件的直径；所述支撑组件包括支撑架和与所述铲斗开口面匹配的支撑板；还包括调节两个第一定位组件之间的宽度的宽度调节机构。

Description

应用于铲斗焊接机器人工作站的工装夹具

技术领域

本发明涉及应用于铲斗焊接机器人工作站的零部件的技术领域，具体而言，涉及应用于铲斗焊接机器人工作站的工装夹具。

背景技术

现有技术中，针对不同型号和尺寸的铲斗，都采用特制的工装夹具。因为铲斗体积较大，重量较重，在采用机器人焊接的过程中，必须要对铲斗进行翻转操作，而机器人焊接对于焊缝位置的精确度要求较高，如果铲斗或其部件在翻转过程中出现位置变化，将严重影响焊接的质量。因此目前铲斗焊接的机器人工作站都采用特制的工装夹具，目的是既能很好的固定铲斗，也尽量减小焊接过程中出现的热力形变。但是，现有的工装夹具难以同时满足多种尺寸的铲斗的焊接，其实用性受到限制。

其次，现有对铲斗的固定所使用的固定件大多采用螺杆、螺丝加螺帽等固定件；这类固定件不便于调整固定角度，其在固定装置上安装好后，对铲斗的固定角度以及压紧方向就已确定，若需要调整对铲斗的固定角度或压紧方向，则需要先将固定件从固定装置上拆卸后，再调整固定装置上与固定件连接的连接件的安装方向，并再次安装固定件后，才可调整对铲斗的紧固角度及方向。这样操作势必会造成对不同类型或不同形状的铲斗的固定步骤的增加以及固定时间的延长，导致对铲斗的固定工作过于繁琐，增加操作时间，不仅增加操作成本，也增加维护成本。

发明内容

本发明的主要目的在于提供应用于铲斗焊接机器人工作站的工装夹具，以解决现有技术中存在的不能适应多种尺寸的挖斗的问题。本发明还要提供一种应用于铲斗焊接机器人工作站的压紧机构，其对铲斗进行固定时，可有效多方向的调节压紧机构对铲斗的固定角度以及压紧方向。

为了实现上述目的，本发明首先提供了一种应用于铲斗焊接机器人工作站的工装夹具。该应用于铲斗焊接机器人工作站的工装夹具包括定位组件和支撑所述定位组件的支撑组件；所述定位组件包括分别设置于所述铲斗的两个斜面外部的两个第一定位组件以及分别设置于所述铲斗的两个立面外部的两个第二定位组件；所述第一定位组件和第二定位组件上均设有万向压紧机构；所述万向压紧机构包括浮动压头、自锁丝杆、固定所述自锁丝杆的支座和连接于所述自锁丝杆的尾端的扳杆；所述浮动压头的后端设置有与所述自锁丝杆连通的空腔，所述自锁丝杆的前端连接有球形件，所述球形件设置在所述空腔内，所述空腔的直径大于所述球形件的直径，并且所述空腔的开口直径小于所述球形件的直径；所述支撑组件包括支撑架和设于所述支撑架上并与所述铲斗开口面匹配的支撑板；所述第一定位组件与所述支撑板连接；所述第二定位组件与所述支撑架连接；还包括调节所述两个第一定位组件之间的宽度的宽度调节机构。

使用时，将铲斗倒放于各个定位组件之间，然后采用万向压紧机构的压紧方式进行压紧。可见，本发明结构简单，由于采用万向压紧的方式，在对铲斗进行固定时，浮动压头可以依靠空腔与球形件之间的间隙来调整浮动压头的方向及角度，从而可有效多方向的调节浮动压头对铲斗的固定角度以及压紧方向，可以适合不同尺寸的铲斗。并且在各个定位组件的配合之下，在工装夹具的4个方向对称设置压紧装置，使得在焊接过程中不易发生变形。采用手动的工装，这样做避免了自动工装中设置的电线和气管在铲斗翻转中被缠绕问题。通过设置宽度调节机构，可以在较大范围内调节定位组件之间的空间大小，从而不仅便于铲斗的安装和拆卸，还可以适应于不同大小的铲斗。宽度调节机构与万向压紧机构协同作用，有效避免了传统铲斗焊接过程中操作繁琐、易受力变形和适用铲斗大小单一的缺点，实用性显著提升。

进一步地，所述宽度调节机构包括第一调节机构，所述第一调节机构包括与所述支撑板铰接的第一挡板，所述第一挡板一侧面与对应的所述万向压紧机构的浮动压头连接，另一侧面与所述铲斗的斜面外表面配合，所述万向压紧机构的支座与所述支撑板连接。由此，不仅可以通过第一调节机构使得铲斗的斜面受力更加均匀，而且可以使铲斗斜面的受力面积增加，定位效果更好。第一调节机构与万向压紧机构相互配合，能够最大限度地均匀铲斗斜面所承受的压力，使得铲斗在焊接过程中不易变形。

进一步地，所述第一调节机构为两个，对应的两个第一挡板分别与所述铲斗的两个斜面外表面配合。由于铲斗的两个斜面的斜度不一样，因此设置两个第一调节机构能够更好的固定铲斗。

进一步地，所述宽度调节机构包括使所述第一定位组件沿所述支撑架的横向移动的第二调节机构。由此，可以进一步增加适用的铲斗尺寸，并且可以在安装和拆卸过程中增加工人的操作空间。

进一步地，所述支撑板包括分别设于所述两个第一定位组件下方的两个子支撑板，所述第二调节机构设于所述子支撑板上。由此，通过子支撑板的移动来带动对应的第一定位组件的移动，可以最大限度的使设备简单化。

进一步地，所述第二调节机构包括设于所述子支撑板上的横向通孔以及设于所述支撑架上并穿过所述横向通孔的螺杆；由此，结构简单稳固且移动过程更加稳定。仅在所述两个子支撑板之一上设置所述第二调节机构。由此，更便于调节。

进一步地，所述第二定位组件包括两个相对设置于所述支撑架上的立柱和可以沿所述支撑架纵向移动的第二挡板，对应的万向压紧机构的支座跨接于所述两个立柱之间，浮动压头与所述第二挡板连接。由此，第二挡板的移动可以带动浮动压头移动，从而进一步增加本工装夹具的适应范围，并且结构简单稳固，且移动过程更加稳定。

进一步地，所述支撑架为“口”型。由此，给了焊枪更大的活动空间，使得焊枪可以找到更好的角度，提高焊接质量，并且由于支撑架的内外空间都很大，因此可以让焊枪尽可能多的完成焊接工作，减少后面补焊的工作量，提高工作效率。

进一步地，所述第一定位组件和第二定位组件上均设有至少两个万向压紧机构。由此，压紧和定位的效果更好。

进一步地，所述球形件与自锁丝杆的前端之间设置有直径小于所述自锁丝杆直径的连接杆；所述球形件的直径至少大于所述自锁丝杆的直径2mm；所述空腔的直径至少大于所述球形件的直径5mm；所述支座与所述球形件之间的长度距离小于所述支座与扳杆之间的长度距离；由此，浮动压头可较佳的放置在自锁丝杆上并且具有更好的转动方向的灵活性，掉落的可能性较小。所述扳杆通过加强帽连接于所述自锁丝杆的尾端。

可见，本发明的应用于铲斗焊接机器人工作站的工装夹具的结构简单，可有效多方向的调节浮动压头对铲斗的固定角度以及压紧方向，可以适合不同尺寸的铲斗。并且在各个定位组件的配合之下，在工装夹具的四个方向对称设置压紧装置，使得在焊接过程中不易发生变形。采用手动的工装，这样做避免了自动工装中设置的电线和气管在铲斗翻转中被缠绕问题。

为了实现上述目的，本发明还提供了应用于铲斗焊接机器人工作站的压紧机构，该应用于铲斗焊接机器人工作站的压紧机构包括浮动压头、自锁丝杆、支座、扳杆；所述浮动压头的后端设置有与自锁丝杆连通的空腔，自锁丝杆的前端连接有球形件，球形件设置在空腔内，空腔的直径大于球形件的直径，并且空腔的开口直径小于球形件的直径；所述支座固定支撑自锁丝杆，所述扳杆连接于自锁丝杆的尾端。

本发明应用于铲斗焊接机器人工作站的压紧机构，其在使用时，利用浮动压头对铲斗进行紧固，并且浮动压头的后端设置的空腔，空腔内放置与自锁丝杆连接的球形件，由于空腔的直径大于球形件的直径，空腔的开口直径小于球形件的直径，这样的设置，促使浮动压头可以依靠空腔与球形件之间的间隙来调整浮动压头的方向及角度，从而有效多方向的调节浮动压头对铲斗的固定角度及压紧方向。另外，由于空腔的开口直径小于球形件的直径，浮动压头可较佳的放置在自锁丝杆上，掉落的可能性较小。

进一步地，球形件与自锁丝杆的前端之间设置有直径小于自锁丝杆直径的连接杆；所述空腔的开口位置设置在连接杆位置处；所述空腔的开口直径小于自锁丝杆的直径，并且不小于连接杆的直径。这样的设置可进一步的提高浮动压头转动方向的灵活性，从而更进一步的增加浮动压头对铲斗的固定角度以及压紧方向。

进一步地，所述空腔的开口直径至少大于连接杆的直径0.5mm。

进一步地，球形件的直径至少大于自锁丝杆的直径2mm；空腔的直径至少大于球形件的直径5mm。该设置方式可以进一步的提高浮动压头转动方向的灵活性。

进一步地，支座与球形件之间的长度距离与支座与扳杆之间的长度距离的比例是1:(8-10)。这样的设置方式可促使浮动压头对铲斗的紧固力度更牢靠，减少出现滑脱的可能性。

进一步地，所述扳杆通过加强帽连接于自锁丝杆的尾端。

可见，本发明结构简单，由于采用万向压紧的方式，在对铲斗进行固定时，浮动压头可以依靠空腔与球形件之间的间隙来调整浮动压头的方向及角度，从而可有效多方向的调节浮动压头对铲斗的固定角度以及压紧方向，可以适合不同尺寸的铲斗。并且在各个定位组件的配合之下，在工装夹具的4个方向对称设置压紧装置，使得在焊接过程中不易发生变形。采用手动的工装，这样做避免了自动工装中设置的电线和气管在铲斗翻转中被缠绕问题。通过设置宽度调节机构，可以在较大范围内调节定位组件之间的空间大小，从而不仅便于铲斗的安装和拆卸，还可以适应于不同大小的铲斗。宽度调节机构与万向压紧机构协同作用，有效避免了传统铲斗焊接过程中操作繁琐、易受力变形和适用铲斗大小单一的缺点，实用性显著提升。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来辅助对本发明的理解，附图中所提供的内容及其在本发明中有关的说明可用于解释本发明，但不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明实施例1应用于铲斗焊接机器人工作站的压紧机构的示意图；

图2是图1中自锁丝杆的示意图；

图3是图1中浮动压头的截面图；

图4是本发明实施例2应用于铲斗焊接机器人工作站的压紧机构的示意图；

图5是图4中自锁丝杆的示意图；

图6是图4中浮动压头的截面图。

图7为本发明实施例3应用于铲斗焊接机器人工作站的工装夹具的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行清楚、完整的说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。在结合附图对本发明进行说明前，需要特别指出的是：

本发明中在包括下述说明在内的各部分中所提供的技术方案和技术特征，在不冲突的情况下，这些技术方案和技术特征可以相互组合。

此外，下述说明中涉及到的本发明的实施例通常仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。因此，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

关于本发明中术语和单位。本发明的说明书和权利要求书及有关的部分中的术语“包括”、“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

实施例1

图1是本发明实施方式应用于铲斗焊接机器人工作站的压紧机构的示意图；图2是图1中自锁丝杆的示意图；图3是图中浮动压头的截面图。

如图1-图3所示的应用于铲斗焊接机器人工作站的压紧机构，包括浮动压头11、自锁丝杆14、支座13、扳杆15；所述浮动压头11的后端设置有与自锁丝杆连通的空腔19，自锁丝杆14的前端连接有球形件12，球形件12设置在空腔19内，空腔19的直径D1大于球形件12的直径D2，并且空腔19的开口直径d1小于球形件12的直径D2；所述支座13固定支撑自锁丝杆14，所述扳杆15通过加强帽16连接于自锁丝杆14的尾端；空腔的开口位置17设置在自锁丝杆14的位置处。

所述空腔19的开口直径d1大于自锁丝杆14的直径d2是0.5mm；另外，球形件12的直径D2大于自锁丝杆14的直径d2是2mm，空腔19的直径D1大于球形件12的直径D2是5mm。

支座13与球形件12之间的长度距离L1小于支座13与扳杆15之间的长度距离L2，特别的，L1与L2之间的比例是1:8。

实施例2

图4是本发明另一种实施方式应用于铲斗焊接机器人工作站的压紧机构的示意图；图5是图4中自锁丝杆的示意图；图6是图4中浮动压头的截面图。

如图4-图6所示的应用于铲斗焊接机器人工作站的压紧机构，包括浮动压头21、自锁丝杆24、支座23、扳杆25；所述浮动压头21的后端设置有与自锁丝杆24连通的空腔29，自锁丝杆24的前端连接有球形件22，球形件22设置在空腔29内，空腔29的直径D1大于球形件22的直径D2，并且空腔29的开口直径d1小于球形件22的直径D2；所述支座23固定支撑自锁丝杆24，所述扳杆25通过加强帽26连接于自锁丝杆24的尾端。

球形件22与自锁丝杆24的前端之间设置有直径小于自锁丝杆直径的连接杆28，空腔29的开口位置27设置在连接杆28位置处，所述空腔29的开口直径d1小于自锁丝杆24的直径d2；空腔29的开口直径d1大于连接杆28的直径d3是0.5mm。

球形件22的直径D2大于自锁丝杆24的直径d2是2mm；空腔29的直径D1大于球形件22的直径5mm。

支座23与球形件22之间的长度距离L1小于支座23与扳杆25之间的长度距离L2，特别的，L1与L2之间的比例是1:10。

实施例3

图7为本实施例应用于铲斗焊接机器人工作站的工装夹具的示意图。如图7所示，该应用于铲斗焊接机器人工作站的工装夹具包括定位组件和支撑所述定位组件的支撑组件；所述定位组件包括分别设置于所述铲斗的两个斜面外部的两个第一定位组件1以及分别设置于所述铲斗的两个立面外部的两个第二定位组件2；所述第一定位组件1和第二定位组件2上均设有万向压紧机构3；所述支撑组件包括“口”型的支撑架4和设于所述支撑架4上并与所述铲斗开口面匹配的支撑板；所述第一定位组件1与所述支撑板连接；所述第二定位组件2与所述支撑架4连接。

所述万向压紧机构3采用实施例2的应用于铲斗焊接机器人工作站的压紧机构。

每个所述第一定位组件1上设有三个万向压紧机构3，每个所述第二定位组件2上设有两个万向压紧机构3。

还包括调节所述两个第一定位组件1之间的宽度的宽度调节机构。

所述宽度调节机构包括第一调节机构，所述第一调节机构包括与所述支撑板铰接的第一挡板31，所述第一挡板31一侧面与对应的所述万向压紧机构3的浮动压头21连接，另一侧面与所述铲斗的斜面外表面配合，所述万向压紧机构3的支座23与所述支撑板连接。

所述第一调节机构为两个，对应的两个第一挡板31分别与所述铲斗的两个斜面外表面配合。

所述宽度调节机构包括使所述第一定位组件1沿所述支撑架4的横向移动的第二调节机构。

所述支撑板包括分别设于所述两个第一定位组件1下方的两个子支撑板33，仅在所述两个子支撑板33之一上设置所述第二调节机构。

所述第二调节机构包括设于所述子支撑板33上的横向通孔34以及设于所述支撑架4上并穿过所述横向通孔34的螺杆，当该子支撑板33移动到适宜位置时，通过该螺杆进行紧固，从而实现铲斗的安装、拆卸和紧固。

所述第二定位组件2包括两个相对设置于所述支撑架4上的立柱41和可以沿所述支撑架4纵向移动的第二挡板32，对应的万向压紧机构3的支座23跨接于所述两个立柱41之间，且浮动压头21与所述第二挡板32连接。所述第二挡板32与支座23之间设有相互匹配的凹槽和凸起，从而实现第二挡板32的移动。

以上对本发明的有关内容进行了说明。本领域普通技术人员在基于这些说明的情况下将能够实现本发明。基于本发明的上述内容，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.应用于铲斗焊接机器人工作站的工装夹具，其特征在于：包括定位组件和支撑所述定位组件的支撑组件；

所述定位组件包括分别设置于所述铲斗的两个斜面外部的两个第一定位组件以及分别设置于所述铲斗的两个立面外部的两个第二定位组件；所述第一定位组件和第二定位组件上均设有万向压紧机构；

所述万向压紧机构包括浮动压头、自锁丝杆、固定所述自锁丝杆的支座和连接于所述自锁丝杆的尾端的扳杆；所述浮动压头的后端设置有与所述自锁丝杆连通的空腔，所述自锁丝杆的前端连接有球形件，所述球形件设置在所述空腔内，所述空腔的直径大于所述球形件的直径，并且所述空腔的开口直径小于所述球形件的直径；

所述支撑组件包括支撑架和设于所述支撑架上并与所述铲斗开口面匹配的支撑板；所述第一定位组件与所述支撑板连接；所述第二定位组件与所述支撑架连接；

还包括调节所述两个第一定位组件之间的宽度的宽度调节机构。

2.如权利要求1所述的应用于铲斗焊接机器人工作站的工装夹具，其特征在于：所述宽度调节机构包括第一调节机构，所述第一调节机构包括与所述支撑板铰接的第一挡板，所述第一挡板一侧面与对应的所述万向压紧机构的浮动压头连接，另一侧面与所述铲斗的斜面外表面配合，所述万向压紧机构的支座与所述支撑板连接。

3.如权利要求2所述的应用于铲斗焊接机器人工作站的工装夹具，其特征在于：所述第一调节机构为两个，对应的两个第一挡板分别与所述铲斗的两个斜面外表面配合。

4.如权利要求1所述的应用于铲斗焊接机器人工作站的工装夹具，其特征在于：所述宽度调节机构包括使所述第一定位组件沿所述支撑架的横向移动的第二调节机构。

5.如权利要求4所述的应用于铲斗焊接机器人工作站的工装夹具，其特征在于：所述支撑板包括分别设于所述两个第一定位组件下方的两个子支撑板，所述第二调节机构设于所述子支撑板上。

6.如权利要求5所述的应用于铲斗焊接机器人工作站的工装夹具，其特征在于：所述第二调节机构包括设于所述子支撑板上的横向通孔以及设于所述支撑架上并穿过所述横向通孔的螺杆；仅在所述两个子支撑板之一上设置所述第二调节机构。

7.如权利要求1所述的应用于铲斗焊接机器人工作站的工装夹具，其特征在于：所述第二定位组件包括两个相对设置于所述支撑架上的立柱和可以沿所述支撑架纵向移动的第二挡板，对应的万向压紧机构的支座跨接于所述两个立柱之间，且浮动压头与所述第二挡板连接。

8.如权利要求1所述的应用于铲斗焊接机器人工作站的工装夹具，其特征在于：所述支撑架为“口”型。

9.如权利要求1所述的应用于铲斗焊接机器人工作站的工装夹具，其特征在于：所述第一定位组件和第二定位组件上均设有至少两个万向压紧机构。

10.如权利要求1所述的应用于铲斗焊接机器人工作站的工装夹具，其特征在于：所述球形件与自锁丝杆的前端之间设置有直径小于所述自锁丝杆直径的连接杆；所述球形件的直径至少大于所述自锁丝杆的直径2mm；所述空腔的直径至少大于所述球形件的直径5mm；所述支座与所述球形件之间的长度距离小于所述支座与扳杆之间的长度距离；所述扳杆通过加强帽连接于所述自锁丝杆的尾端。