CN110883633B - 一种大型薄壁筒状零件的定位支撑夹紧装置 - Google Patents
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Abstract
一种大型薄壁筒状零件的定位支撑夹紧装置,涉及工业机器人辅助加工领域。本发明是为了解决现有技术中的夹具不适用于机器人作业,从而影响机器人加工的效率的问题。本发明所述的装置包括电动转台、N个支撑座和M个定位夹紧机构,每个支撑座对应安装在一个支撑座安置台上,每个定位夹紧机构对应安装在一个定位夹紧机构安置台上,内焊缝打磨机器人支座设置在电动转台的中心处,外焊缝打磨机器人支座设置在电动转台的外侧,本发明主要作为大型桶型件在进行机器人处理焊缝时的夹具。
Description
技术领域
本发明涉及一种大型薄壁筒状零件的定位支撑夹紧装置,属于工业机器人辅助加工领域。
背景技术
随着科技的不断进步,加工水平的不断提升,越来越多的加工工作都由人工作业转化为机械作业,特别是在航天航空等高新技术领域,这类领域中的机械加工制品,对于加工精度要求很高,而且在加工或是焊接时为了保证接触面或是表面质量而添加了新型的化学试剂,这些化学试剂在高温处理后产生的挥发物会对人体造成极大损害,就目前火箭燃料仓等两米以上的桶型件而言,此类桶型件由于体型较大无法一体成型,需通过焊接拼接,原有技术是通过人工处理焊缝,效率较低,同时打磨产生的粉尘严重危害工人健康。经过技术革新现采用机器人打磨焊缝能显著提高效率,避免工人接触粉尘。结合机器人工作特点,桶型件的每次装夹都需要精度定位,现有夹具都是在人工作业时使用的夹具,人工作业时工人可以根据桶型件的轮廓改变工作位置较为方便,但是机器人在处理工件时一般不会随着桶型件的轮廓改变工作位置,原有的人工作业夹具不适合机器人加工时使用,现有专利号为CN201910497198.1的发明专利公开了一种用于薄壁半球形零件的自动化柔性定位支撑夹紧装置,此种定位支撑夹紧装置可以对薄壁半球形零件进行定位夹紧,但是无法实现对于不同直径的桶型件零件进行定位和夹紧,因此设计一种可以结合机器人工作特点提高机器认加工时效率的桶型件专用夹具是很符合实际需要的。
发明内容
本发明是为了解决现有技术中的夹具无法适应于不同直径的桶型件,不适用于机器人作业,从而影响机器人加工的效率的问题。现提供一种大型薄壁筒状零件的定位支撑夹紧装置。
一种大型薄壁筒状零件的定位支撑夹紧装置,它包括电动转台、外焊缝打磨机器人支座、内焊缝打磨机器人支座、N个支撑座和M个定位夹紧机构,N为正整数、M为正整数;
所述电动转台为环形,电动转台的上表面沿周向等距设有N个支撑座安置台,电动转台的上表面沿周向设有M个定位夹紧机构安置台,且每个定位夹紧机构安置台与相邻两个支撑座安置台一体设置;
所述定位夹紧机构包括连接板、风琴罩、驱动装置、滑台、两个机械限位块、P个定位块和S个定位销,P为正整数,S为正整数,滑台的两端相对安装有两个机械限位块,风琴罩扣装在滑台的上表面上,驱动装置安装在滑台的一端上,连接板通过S个定位销固接在风琴罩的上表面上,P个定位块沿连接板的长度方向顺次安装在连接板的上表面上;
每个支撑座对应安装在一个支撑座安置台上,每个定位夹紧机构对应安装在一个定位夹紧机构安置台上,内焊缝打磨机器人支座设置在电动转台的内侧,外焊缝打磨机器人支座设置在电动转台的外侧。
本发明相对于现有技术的有益效果:
1、本发明提供了一种用于大型薄壁筒状零件的机器人用自动化柔性定位支撑夹紧装置,可以通过调整定位夹紧机构来适应于不同直径的桶型件,具有很强的通用性。
2、本发明提供的一种用于大型薄壁筒状零件的机器人用自动化柔性定位支撑夹紧装置,相对于现有的夹具更加适用于机器人加工,有助于提供加工效率,使加工效率至少提高了40%。
3、本发明提供的一种用于大型薄壁筒状零件的机器人用自动化柔性定位支撑夹紧装置,其中的核心部件定位夹紧机构是通过多个组件组装而成,在某个定位夹紧机构失效时可以通过替换单一组件进行维修,同时本发明主体便于维护,节约了维护和维修成本,具有很高的经济性。
附图说明
图1为本发明的主视图;
图2为本发明的俯视图;
图3为本发明的左视图;
图4为本发明中定位夹紧机构的示意图;
图5为本发明中定位夹紧机构的爆炸图。
图中1电动转台、2支撑座、3定位夹紧机构、4外焊缝打磨机器人支座、5内焊缝打磨机器人支座、3-1定位块、3-1-1通孔、3-1-2底板、3-1-3立板、3-2连接板、3-2-1螺纹盲孔、3-3定位销、3-4风琴罩、3-5机械限位块、3-6驱动装置、3-7滑台、3-7-1壳体、3-7-2带有轴承的轴承架、3-7-3工作台和3-7-4丝杠。
具体实施方式
具体实施方式一:参照图1-5具体说明本实施方式,本实施方式所述的一种大型薄壁筒状零件的定位支撑夹紧装置,所述装置包括电动转台1、外焊缝打磨机器人支座4、内焊缝打磨机器人支座5、N个支撑座2和M个定位夹紧机构3,N为正整数、M为正整数;
所述电动转台1为环形,电动转台1的上表面沿周向等距设有N个支撑座安置台,电动转台1的上表面沿周向设有M个定位夹紧机构安置台,且每个定位夹紧机构安置台与相邻两个支撑座安置台一体设置;
所述定位夹紧机构3包括连接板3-2、风琴罩3-4、驱动装置3-6、滑台3-7、两个机械限位块3-5、P个定位块3-1和S个定位销3-3,P为正整数,S为正整数,滑台3-7的底面两端相对安装有两个机械限位块3-5,风琴罩3-4扣装在滑台3-7的上表面上,驱动装置3-6安装在滑台3-7的一端上,连接板3-2通过S个定位销3-3固接在风琴罩3-4的上表面上,P个定位块3-1沿连接板3-2的长度方向顺次安装在连接板3-2的上表面上;
每个支撑座2对应安装在一个支撑座安置台上,每个定位夹紧机构3对应安装在一个定位夹紧机构安置台上,内焊缝打磨机器人支座5设置在电动转台1的内侧,外焊缝打磨机器人支座4设置在电动转台1的外侧。
本实施方式中风琴罩3-4主要起到了防尘的作用,由于焊缝处理的特殊性,在工作时会产生大量粉尘,这些粉尘在进入到装置内部,极容易使定位夹紧机构3产生堵塞,使滑台3-7无法移动,失效,而且桶型件本身的尺寸较高,如果粉尘从定位夹紧机构3内部堵塞,不便于清扫,无法将桶型件从装置中移出,同时,长期的粉尘磨损会严重影响定位夹紧机构3的精度,并且每个支撑座2在工作时上表面均保持在同一水平面上,确保零件在装卡时不会发生偏移。
具体实施方式二:本实施方式是对具体实施方式一所述的一种用于大型薄壁筒状零件的机器人用自动化柔性定位支撑夹紧装置作进一步限定,本实施方式中,所述滑台3-7包括壳体3-7-1、两个带有轴承的轴承架3-7-2、工作台3-7-3和丝杠3-7-4,丝杠3-7-4设置在壳体3-7-1中,两个带有轴承的轴承架3-7-2分别固接在壳体3-7-1的一端,丝杠3-7-4一端穿过壳体3-7-1并插装在带有轴承的轴承架3-7-2中的轴承内,且丝杠3-7-4与轴承内圈固定连接,丝杠3-7-4另一端依次穿过壳体3-7-1和另一个带有轴承的轴承架3-7-2中的轴承内圈并设置在带有轴承的轴承架3-7-2外侧,且丝杠3-7-4与另一个轴承内圈固定连接,工作台3-7-3设置在壳体3-7-1上,且工作台3-7-3底部设有内螺纹,工作台3-7-3通过内螺纹与丝杠3-7-4螺纹连接,风琴罩3-4扣装在工作台3-7-3的两端,驱动装置3-6通过连接键固定在丝杠3-7-4的另一端上。其他组成和连接方式与具体实施方式一相同。
如此设置,丝杠传动是一种较为成熟和常见的传动方式,而且通过人工控制驱动装置3-6不用机器控制,可以更好的控制力,不至于机械加持力过大损坏工件表面,更严重者会使装置破坏失效。
具体实施方式三:本实施方式是对具体实施方式一所述的一种用于大型薄壁筒状零件的机器人用自动化柔性定位支撑夹紧装置作进一步限定,本实施方式中,所述驱动装置3-6为手轮。其他组成和连接方式与具体实施方式一相同。
具体实施方式四:本实施方式是对具体实施方式一所述的一种用于大型薄壁筒状零件的机器人用自动化柔性定位支撑夹紧装置作进一步限定,本实施方式中,所述定位块3-1是通过多个螺栓连接在连接板3-2上,每个定位块3-1的底面设有一组通孔3-1-1,连接板3-2上相对于定位块3-1的位置设有多组螺纹盲孔3-2-1,每个螺栓的螺纹部设置在一个通孔3-1-1和一个螺纹盲孔3-2-1中,且每个螺栓与一个螺纹盲孔3-2-1螺纹连接。其他组成和连接方式与具体实施方式一相同。
如此设置,通过螺栓连接更为简单,且当单个定位块3-1出现破损时便于更换。
具体实施方式五:本实施方式是对具体实施方式一所述的一种用于大型薄壁筒状零件的机器人用自动化柔性定位支撑夹紧装置作进一步限定,本实施方式中,所述N个支撑座2中N的取值范围为4-8个。其他组成和连接方式与具体实施方式一相同。
具体实施方式六:本实施方式是对具体实施方式一所述的一种用于大型薄壁筒状零件的机器人用自动化柔性定位支撑夹紧装置作进一步限定,本实施方式中,所述N个支撑座2中N的取值范围为4-8个。其他组成和连接方式与具体实施方式一相同。
具体实施方式七:本实施方式是对具体实施方式一所述的一种用于大型薄壁筒状零件的机器人用自动化柔性定位支撑夹紧装置作进一步限定,本实施方式中,所述P个定位块3-1中P的取值范围为3-6个。其他组成和连接方式与具体实施方式一相同。
具体实施方式八:本实施方式是对具体实施方式一所述的一种用于大型薄壁筒状零件的机器人用自动化柔性定位支撑夹紧装置作进一步限定,本实施方式中所述S个定位销3-3中S的取值范围为4-8个。,其他组成和连接方式与具体实施方式一相同。
具体实施方式九:本实施方式是对具体实施方式一所述的一种用于大型薄壁筒状零件的机器人用自动化柔性定位支撑夹紧装置作进一步限定,本实施方式中,所述定位块3-1包括底板3-1-2和立板3-1-3,立板3-1-3固接在底板3-1-2上,且定位夹紧机构3安装在定位夹紧机构安置台中时,支撑座2的厚度小于立板3-1-3的高度。其他组成和连接方式与具体实施方式一相同。
如此设置,确保立板3-1-3可以与桶型件接触,如果立板3-1-3高度低于支撑座2的厚度,当桶型件放置在支撑座2,无论如何调节定位夹紧机构3,立板3-1-3都不与桶型件接触,无法起到夹紧的效果。
具体实施方式十:本实施方式是对具体实施方式一所述的一种用于大型薄壁筒状零件的机器人用自动化柔性定位支撑夹紧装置作进一步限定,本实施方式中,所述支撑座2为焊接件,支撑座2与桶型件接触表面涂有防锈油。其他组成和连接方式与具体实施方式一相同。
如此设置,由于工作环境较为复杂,涂抹防锈油起到防锈和润滑作用。
工作原理
首先将内部焊缝打磨机器人安装在内焊缝打磨机器人支座5上,外部焊缝打磨机器人安装在外焊缝打磨机器人支座4上,再调整驱动装置3-6,将装置上的所有定位夹紧机构3中的工作台3-7-3均回收至内机械限位块3-5处,在通过吊车将所需要加工的桶型件放置在电动转盘1上表面安装的支撑座2上,确保桶型件与每个支撑座2接触,待桶型件平稳不在晃动时,逐一调节定位夹紧机构3,并使定位夹紧机构3中定位块3-1外放,通过定位块3-1中立板3-1-3的外侧与桶型件的桶壁接触,实现张紧定位和紧固,待所有定位夹紧机构3调整到夹紧状态后,将桶型件完全脱离吊车,并控制内部焊缝打磨机器人和外部焊缝打磨机器人,对桶型件中的焊缝进行打磨,处理完单条焊缝后,旋转电动转台1转动一定角度,继续控制内部焊缝打磨机器人和外部焊缝打磨机器人逐一处理桶型件中的所有焊缝,待所有焊缝处理完毕后,现将桶型件挂装在吊车上,在逐一收紧定位夹紧机构3,是桶型件与本装置脱离,待所有定位夹紧机构3均不在与桶型件接触,控制吊车将桶型件运输至下一工序。
Claims (8)
1.一种大型薄壁筒状零件的定位支撑夹紧装置,其特征在于:所述装置包括电动转台(1)、N个支撑座(2)和M个定位夹紧机构(3),N为正整数、M为正整数;
所述电动转台(1)为环形,电动转台(1)的上表面沿周向等距设有N个支撑座安置台,电动转台(1)的上表面沿周向设有M个定位夹紧机构安置台,且每个定位夹紧机构安置台与相邻两个支撑座安置台一体设置;
所述定位夹紧机构(3)包括连接板(3-2)、风琴罩(3-4)、驱动装置(3-6)、滑台(3-7)、两个机械限位块(3-5)、P个定位块(3-1)和S个定位销(3-3),P为正整数,S为正整数,滑台(3-7)的两端相对安装有两个机械限位块(3-5),风琴罩(3-4)安装在滑台(3-7)的上表面上,驱动装置(3-6)安装在滑台(3-7)的一端上,连接板(3-2)通过S个定位销(3-3)固接在风琴罩(3-4)的上表面上,P个定位块(3-1)沿连接板(3-2)的长度方向顺次安装在连接板(3-2)的上表面上;
每个支撑座(2)对应安装在一个支撑座安置台上,每个定位夹紧机构(3)对应安装在一个定位夹紧机构安置台上;
所述定位块(3-1)是通过多个螺栓连接在连接板(3-2)上,每个定位块(3-1)的底面设有一组通孔(3-1-1),连接板(3-2)上相对于定位块(3-1)的位置设有多组螺纹盲孔(3-2-1),每个螺栓的螺纹部设置在一个通孔(3-1-1)和一个螺纹盲孔(3-2-1)中,且每个螺栓与一个螺纹盲孔(3-2-1)螺纹连接;
所述定位块(3-1)包括底板(3-1-2)和立板(3-1-3),立板(3-1-3)固接在底板(3-1-2)上,且定位夹紧机构(3)安装在定位夹紧机构安置台中时,支撑座(2)的厚度小于立板(3-1-3)的高度。
2.根据权利要求1中所述的一种大型薄壁筒状零件的定位支撑夹紧装置,其特征在于:所述滑台(3-7)包括壳体(3-7-1)、两个带有轴承的轴承架(3-7-2)、工作台(3-7-3)和丝杠(3-7-4),丝杠(3-7-4)设置在壳体(3-7-1)中,两个带有轴承的轴承架(3-7-2)分别固接在壳体(3-7-1)的一端,丝杠(3-7-4)一端穿过壳体(3-7-1)并插装在带有轴承的轴承架(3-7-2)中的轴承内,且丝杠(3-7-4)与轴承内圈固定连接,丝杠(3-7-4)另一端依次穿过壳体(3-7-1)和另一个带有轴承的轴承架(3-7-2)中的轴承内圈并设置在带有轴承的轴承架(3-7-2)外侧,且丝杠(3-7-4)与另一个轴承内圈固定连接,工作台(3-7-3)设置在壳体(3-7-1)上,且工作台(3-7-3)底部设有内螺纹,工作台(3-7-3)通过内螺纹与丝杠(3-7-4)螺纹连接,风琴罩(3-4)扣装在工作台(3-7-3)的两端,驱动装置(3-6)通过连接键固定在丝杠(3-7-4)的另一端上。
3.根据权利要求1中所述的一种大型薄壁筒状零件的定位支撑夹紧装置,其特征在于:所述驱动装置(3-6)为手轮。
4.根据权利要求1中所述的一种大型薄壁筒状零件的定位支撑夹紧装置,其特征在于:所述N个支撑座(2)中N的取值范围为4-8个。
5.根据权利要求1中所述的一种大型薄壁筒状零件的定位支撑夹紧装置,其特征在于:所述M个定位夹紧机构(3)中M的取值范围为3-6个。
6.根据权利要求1中所述的一种大型薄壁筒状零件的定位支撑夹紧装置,其特征在于:所述P个定位块(3-1)中P的取值范围为3-6个。
7.根据权利要求1中所述的一种大型薄壁筒状零件的定位支撑夹紧装置,其特征在于:所述S个定位销(3-3)中S的取值范围为4-8个。
8.根据权利要求1中所述的一种大型薄壁筒状零件的定位支撑夹紧装置,其特征在于:所述支撑座(2)为焊接件,支撑座(2)与桶型件接触表面涂有防锈油。
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