CN113510428A - 型材自动翻转机和基于自动翻转机的机器人焊接工作站 - Google Patents

Abstract

本发明提供型材自动翻转机和基于自动翻转机的机器人焊接工作站，包括焊接机器人和型材自动翻转机；所述型材自动翻转机包括上料装置，所述上料装置包括对中机构和上料升降机构；所述对中机构能够夹持型材，并将型材的中线与自动翻转机的中线对齐，所述上料升降机构能够带动型材进行升降移动；所述夹紧装置包括夹紧机构和夹紧升降机构；所述夹紧机构能够夹紧型材，并使型材在所述翻转装置的作用下转动，所述夹紧升降机构能够带动型材进行升降移动；翻转装置能够带动所述夹紧装置转动连接。该设备通过焊接机器人与型材自动翻转机的配套实现型材与筋板及连接架的自动拼装及焊接，能够保证焊接质量和摆放位置，从而保证成品的质量。

Description

型材自动翻转机和基于自动翻转机的机器人焊接工作站

技术领域

本发明属于型材加工设备技术领域，尤其是型材自动翻转机和基于自动翻转机的机器人焊接工作站。

背景技术

在以往型材的筋板和连接架的生产过程中，型材的翻转多采用链条式翻转机，或180°翻转机实现，不仅需要配套大量输送辊道，占用有限的生产场地，而且筋板及连接架的摆放环绕焊接完全依靠人工操作来实现，焊接的质量及摆放的位置无法保证，从而影响成品的质量。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供型材自动翻转机和基于自动翻转机的机器人焊接工作站，能够在有限的空间内实现型材在±90°内的任意翻转，并配套焊接机器人实现型材与筋板及连接架的自动拼装及焊接。本发明采用的技术方案是：

一种型材自动翻转机，包括翻转底座、第一座板和第二座板；

所述第一座板上设置有上料装置，所述上料装置包括对中机构和上料升降机构；所述对中机构能够夹持型材，并将型材的中线与自动翻转机的中线对齐，所述上料升降机构能够带动所述对中机构及其夹持的型材进行升降移动；

所述第二座板上设置有夹紧装置，所述夹紧装置包括夹紧机构和夹紧升降机构；所述夹紧机构能够夹紧型材，并使型材在所述翻转装置的作用下转动，所述夹紧升降机构能够带动所述夹紧机构及其夹紧的型材进行升降移动；

所述第二座板与安装于所述第一座板上的翻转装置转动连接。

进一步地，所述对中机构包括第一对中夹爪和第二对中夹爪，所述第一对中夹爪和所述第二对中夹爪上分别连接有第一对中齿条和第二对中齿条，所述第一对中齿条和所述第二对中齿条之间通过对中同步齿轮连接；所述第一对中夹爪和所述第二对中夹爪通过所述第一对中齿条和所述第二对中齿条同步相互靠近或相互远离。

更进一步地，所述第一对中齿条或所述第二对中齿条中任意一条上连接有对中油缸，由所述对中油缸推动与其连接的对中齿条沿直线移动，所述第一对中齿条或所述第二对中齿条在所述对中同步齿轮平行运动，从而带动所述第一对中夹爪和所述第二对中夹爪相互靠近或相互远离。

进一步地，所述上料升降机构设置有两组，分别安装于所述对中机构两端，能够带动所述对中机构进行升降移动；

所述上料升降机构包括上料丝杆组件和上料直线导轨组件，两组所述上料升降机构之间通过第一同步连接轴连接。

进一步地，所述夹紧机构包括第一夹紧夹爪和第二夹紧夹爪，所述第一夹紧夹爪和所述第二夹紧夹爪上分别连接有第一夹紧齿条和第二夹紧齿条，所述第一夹紧齿条和所述第二夹紧齿条之间通过夹紧同步齿轮连接；所述第一夹紧夹爪和所述第二夹紧夹爪通过所述第一夹紧齿条和所述第二夹紧齿条同步相互靠近或相互远离。

更进一步地，所述第一夹紧齿条和所述第二夹紧齿条中任意一条上连接有夹紧油缸，由所述夹紧油缸推动与其连接的夹紧齿条沿直线移动，所述第一夹紧齿条或所述第二夹紧齿条在所述夹紧同步齿轮平行运动，从而带动所述第一夹紧夹爪和所述第二夹紧夹爪相互靠近或相互远离。

进一步地，所述夹紧升降机构设置有两组，分别安装于所述夹紧机构两端，能够带动所述夹紧机构进行升降移动；

所述夹紧升降机构包括夹紧丝杆组件和夹紧直线导轨组件，两组所述夹紧升降机构之间通过第二同步连接轴连接。

进一步地，所述翻转装置包括重叠设置的半圆导轨和半圆齿圈，所述半圆齿圈通过所述半圆导轨固定连接于所述第二座板上；

所述半圆齿圈的外圆侧加工有轮齿，并与翻转齿轮啮合连接，所述翻转齿轮的中心轴连接有驱动电机，通过所述驱动电机带动所述翻转齿轮转动，从而使所述半圆齿圈及与其连接的第二座板绕所述半圆齿圈的圆心转动；

所述半圆导轨的外圆侧通过多个导轨托轮支撑；

所述半圆齿圈的内圆侧通过多个齿圈压轮支撑。

一种基于自动翻转机的机器人焊接工作站，包括焊接机器人和至少一组所述的型材自动翻转机；所述焊接机器人依次通过线性滑轨、横臂和立柱与移动底座连接；

所述移动底座底部通过导轮与第一导轨滑动连接；

所述型材自动翻转机的翻转底座底部通过导轮与第二导轨滑动连接；

所述第一导轨和所述第二导轨上沿长度方向均设有导轨齿条；

所述移动底座上通过驱动齿轮沿所述第一导轨来回移动；

所述型材自动翻转机上通过驱动齿轮沿所述第二导轨来回移动。

进一步地，所述焊接机器人通过所述线性滑轨沿第一方向移动，

所述焊接机器人通过所述横臂的导轨沿第二方向移动，

所述焊接机器人通过所述移动底座沿第三方向移动；

所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向相互垂直。

本发明的优点在于：

1） 该型材自动翻转机通过上料装置和夹紧装置能够将型材自动对中并夹紧，解决了人工上料费时费力，且存在安全隐患的问题。

2） 该型材自动翻转机中设置翻转装置能够在有限的空间内实现型材在±90°内的任意翻转。

3） 基于自动翻转机的机器人焊接工作站通过焊接机器人与型材自动翻转机的配套实现型材与筋板及连接架的自动拼装及焊接，能够保证焊接质量和摆放位置，从而保证成品的质量。

附图说明

图1为本发明实施例中的一种型材自动翻转机一侧的结构示意图。

图2为本发明实施例中的一种型材自动翻转机另一侧的结构示意图。

图3为本发明实施例中的一种型材自动翻转机上料装置的结构示意图。

图4为本发明实施例中的一种型材自动翻转机夹紧装置的结构示意图。

图5为本发明实施例中的一种型材自动翻转机翻转装置的结构示意图。

图6为本发明实施例中的一种基于自动翻转机的机器人焊接工作站的结构示意图。

图7为本发明实施例中的一种基于自动翻转机的机器人焊接工作站的正视图。

图8为本发明实施例中的一种基于自动翻转机的机器人焊接工作站的局部结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1和图2所示，本发明实施例提出的一种型材自动翻转机，包括翻转底座1、第一座板2和第二座板3；所述第一座板2上设置有上料装置4，所述上料装置4包括对中机构401和上料升降机构402；所述对中机构401能够夹持型材，并将型材的中线与自动翻转机的中线对齐，所述上料升降机构402能够带动所述对中机构401及其夹持的型材进行升降移动；所述第二座板3上设置有夹紧装置5，所述夹紧装置5包括夹紧机构501和夹紧升降机构502；所述夹紧机构501能够夹紧型材，并使型材在所述翻转装置的作用下转动，所述夹紧升降机构502能够带动所述夹紧机构501及其夹紧的型材进行升降移动；所述第二座板3与安装于所述第一座板2上的翻转装置6转动连接。

型材通过所述上料装置4首先进行对中和预夹紧，在此过程中所述上料装置4能够通过所述对中机构401调整型材的径向位置，调整完成后由所述夹紧装置5对型材进行夹紧从而固定所述型材的位置，为后续筋板及连接架的自动拼装及焊接提供条件，在拼装或焊接过程中，所述翻转装置6还能够对型材在±90°内的任意翻转，理论上通过所述上料装置4和所述夹紧装置5的交替工作，所述翻转装置6能够使型材翻转360°。

在一些实施例中，所述型材自动翻转机上至少还设置有一组托辊，该托辊的转动方向为型材的长度方向，并且所述托辊既可以是无动力托辊，也可以是动力托辊，通过该托辊能够实现所述型材在长度方向的位置调整。

具体的，如图3所示，所述对中机构401包括第一对中夹爪4011和第二对中夹爪4012，所述第一对中夹爪4011和所述第二对中夹爪4012上分别连接有第一对中齿条4013和第二对中齿条4014，所述第一对中齿条4013和所述第二对中齿条4014之间通过对中同步齿轮4015连接；所述第一对中夹爪4011和所述第二对中夹爪4012通过所述第一对中齿条4013和所述第二对中齿条4014同步相互靠近或相互远离。

在一些实施例中，所述第一对中齿条4013或所述第二对中齿条4014中任意一条上连接有对中油缸4016，由所述对中油缸4016推动与其连接的对中齿条沿直线移动，所述第一对中齿条4013或所述第二对中齿条4014在所述对中同步齿轮4015平行运动，从而带动所述第一对中夹爪4011和所述第二对中夹爪4012相互靠近或相互远离，从而实现两夹爪对型材的夹紧或松开。

在另一些实施例中，所述对中同步齿轮4015连接有驱动电机，通过所述对中同步齿轮4015的正转或反转，同步驱动所述第一对中齿条4013及与其连接的所述第一对中夹爪4011和所述第二对中齿条4014及与其连接的所述第二对中夹爪4012相互靠近或相互远离，从而实现两夹爪对型材的夹紧或松开。

具体的，所述上料升降机构402设置有两组，分别安装于所述对中机构401两端，能够带动所述对中机构401进行升降移动；所述上料升降机构402包括上料丝杆组件4021和上料直线导轨组件4022，两组所述上料升降机构402之间通过第一同步连接轴4023连接，从而实现两组所述上料丝杆组件4021的同步升降。

具体的，如图4所示，所述夹紧机构501包括第一夹紧夹爪5011和第二夹紧夹爪5012，所述第一夹紧夹爪5011和所述第二夹紧夹爪5012上分别连接有第一夹紧齿条5013和第二夹紧齿条5014，所述第一夹紧齿条5013和所述第二夹紧齿条5014之间通过夹紧同步齿轮5015连接；所述第一夹紧夹爪5011和所述第二夹紧夹爪5012通过所述第一夹紧齿条5013和所述第二夹紧齿条5014同步相互靠近或相互远离。

在一些实施例中，所述第一夹紧齿条5013和所述第二夹紧齿条5014中任意一条上连接有夹紧油缸5016，由所述夹紧油缸5016推动与其连接的夹紧齿条沿直线移动，所述第一夹紧齿条5013或所述第二夹紧齿条5014在所述夹紧同步齿轮5015平行运动，从而带动所述第一夹紧夹爪5011和所述第二夹紧夹爪5012相互靠近或相互远离，从而实现两夹爪对型材的夹紧或松开。

在另一些实施例中，所述夹紧同步齿轮5015连接有驱动电机，通过所述夹紧同步齿轮5015的正转或反转，同步驱动所述第一夹紧齿条5013及与其连接的所述第一夹紧夹爪5011和所述第二夹紧齿条5014及与其连接的所述第二夹紧夹爪5012相互靠近或相互远离，从而实现两夹爪对型材的夹紧或松开。

具体的，所述夹紧升降机构502设置有两组，分别安装于所述夹紧机构501两端，能够带动所述夹紧机构501进行升降移动；所述夹紧升降机构502包括夹紧丝杆组件5021和夹紧直线导轨组件5022，两组所述夹紧升降机构502之间通过第二同步连接轴5023连接，从而实现两组所述夹紧丝杆组件5021的同步升降。

具体的，如图5所示，所述翻转装置6包括重叠设置的半圆导轨601和半圆齿圈602，所述半圆齿圈602通过所述半圆导轨601固定连接于所述第二座板3上；所述半圆齿圈602的外圆侧加工有轮齿，并与翻转齿轮603啮合连接，所述翻转齿轮603的中心轴连接有驱动电机604，通过所述驱动电机604带动所述翻转齿轮603转动，从而使所述半圆齿圈602及与其连接的第二座板3和所述第二座板3上连接的夹紧装置5带着型材绕所述半圆齿圈602的圆心转动；所述半圆导轨601的外圆侧通过多个导轨托轮605支撑，所述导轨托轮605在所述翻转齿轮603两侧密集布置，用于承载型材的主要重力，放置因型材重量过大压弯所述半圆齿圈602或导致所述翻转齿轮603难以转动；所述半圆齿圈602的内圆侧通过多个齿圈压轮606支撑，所述齿圈压轮606均匀布设于所述所述半圆齿圈602的内圆，能够有效防止所述半圆齿圈602受力变形。

具体的，如图6-8所示，本发明实施例还提出了一种基于自动翻转机的机器人焊接工作站，包括焊接机器人7和至少一组型材自动翻转机100；所述焊接机器人7依次通过线性滑轨8、横臂9和立柱10与移动底座11连接；所述移动底座11底部通过导轮与第一导轨12滑动连接；所述型材自动翻转机100的翻转底座1底部通过导轮与第二导轨13滑动连接；所述第一导轨12和所述第二导轨13上沿长度方向均设有导轨齿条；所述移动底座11上通过驱动齿轮沿所述第一导轨12来回移动；所述型材自动翻转机100上通过驱动齿轮沿所述第二导轨13来回移动。

进一步地，所述焊接机器人7通过所述线性滑轨8沿第一方向移动（记为X方向），所述焊接机器人7通过所述横臂9的导轨沿第二方向移动（记为Y方向），所述焊接机器人7通过所述移动底座11沿第三方向移动（记为Z方向）；实现焊接机器人7X、Y、Z三个方向的移动，从而实现型材任意位置的拼装和焊接。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种型材自动翻转机（100），其特征在于，包括翻转底座（1）、第一座板（2）和第二座板（3）；

所述第一座板（2）上设置有上料装置（4），所述上料装置（4）包括对中机构（401）和上料升降机构（402）；所述对中机构（401）能够夹持型材，并将型材的中线与自动翻转机的中线对齐，所述上料升降机构（402）能够带动所述对中机构（401）及其夹持的型材进行升降移动；

所述第二座板（3）上设置有夹紧装置（5），所述夹紧装置（5）包括夹紧机构（501）和夹紧升降机构（502）；所述夹紧机构（501）能够夹紧型材，并使型材在所述翻转装置的作用下转动，所述夹紧升降机构（502）能够带动所述夹紧机构（501）及其夹紧的型材进行升降移动；

所述第二座板（3）与安装于所述第一座板（2）上的翻转装置（6）转动连接。

2.如权利要求1所述的一种型材自动翻转机，其特征在于，

所述对中机构（401）包括第一对中夹爪（4011）和第二对中夹爪（4012），所述第一对中夹爪（4011）和所述第二对中夹爪（4012）上分别连接有第一对中齿条（4013）和第二对中齿条（4014），所述第一对中齿条（4013）和所述第二对中齿条（4014）之间通过对中同步齿轮（4015）连接；所述第一对中夹爪（4011）和所述第二对中夹爪（4012）通过所述第一对中齿条（4013）和所述第二对中齿条（4014）同步相互靠近或相互远离。

3.如权利要求2所述的一种型材自动翻转机，其特征在于，

所述第一对中齿条（4013）或所述第二对中齿条（4014）中任意一条上连接有对中油缸（4016），由所述对中油缸（4016）推动与其连接的对中齿条沿直线移动，所述第一对中齿条（4013）或所述第二对中齿条（4014）在所述对中同步齿轮（4015）平行运动，从而带动所述第一对中夹爪（4011）和所述第二对中夹爪（4012）相互靠近或相互远离。

4.如权利要求1所述的一种型材自动翻转机，其特征在于，

所述上料升降机构（402）设置有两组，分别安装于所述对中机构（401）两端，能够带动所述对中机构（401）进行升降移动；

所述上料升降机构（402）包括上料丝杆组件（4021）和上料直线导轨组件（4022），两组所述上料升降机构（402）之间通过第一同步连接轴（4023）连接。

5.如权利要求1所述的一种型材自动翻转机，其特征在于，

所述夹紧机构（501）包括第一夹紧夹爪（5011）和第二夹紧夹爪（5012），所述第一夹紧夹爪（5011）和所述第二夹紧夹爪（5012）上分别连接有第一夹紧齿条（5013）和第二夹紧齿条（5014），所述第一夹紧齿条（5013）和所述第二夹紧齿条（5014）之间通过夹紧同步齿轮（5015）连接；所述第一夹紧夹爪（5011）和所述第二夹紧夹爪（5012）通过所述第一夹紧齿条（5013）和所述第二夹紧齿条（5014）同步相互靠近或相互远离。

6.如权利要求5所述的一种型材自动翻转机，其特征在于，

所述第一夹紧齿条（5013）和所述第二夹紧齿条（5014）中任意一条上连接有夹紧油缸（5016），由所述夹紧油缸（5016）推动与其连接的夹紧齿条沿直线移动，所述第一夹紧齿条（5013）或所述第二夹紧齿条（5014）在所述夹紧同步齿轮（5015）平行运动，从而带动所述第一夹紧夹爪（5011）和所述第二夹紧夹爪（5012）相互靠近或相互远离。

7.如权利要求1所述的一种型材自动翻转机，其特征在于，

所述夹紧升降机构（502）设置有两组，分别安装于所述夹紧机构（501）两端，能够带动所述夹紧机构（501）进行升降移动；

所述夹紧升降机构（502）包括夹紧丝杆组件（5021）和夹紧直线导轨组件（5022），两组所述夹紧升降机构（502）之间通过第二同步连接轴（5023）连接。

8.如权利要求1所述的一种型材自动翻转机，其特征在于，

所述翻转装置（6）包括重叠设置的半圆导轨（601）和半圆齿圈（602），所述半圆齿圈（602）通过所述半圆导轨（601）固定连接于所述第二座板（3）上；

所述半圆齿圈（602）的外圆侧加工有轮齿，并与翻转齿轮（603）啮合连接，所述翻转齿轮（603）的中心轴连接有驱动电机（604），通过所述驱动电机（604）带动所述翻转齿轮（603）转动，从而使所述半圆齿圈（602）及与其连接的第二座板（3）绕所述半圆齿圈（602）的圆心转动；

所述半圆导轨（601）的外圆侧通过多个导轨托轮（605）支撑；

所述半圆齿圈（602）的内圆侧通过多个齿圈压轮（606）支撑。

9.一种基于自动翻转机的机器人焊接工作站，其特征在于，包括

焊接机器人（7）和至少一组权利要求1～8中任一项所述的型材自动翻转机（100）；所述焊接机器人（7）依次通过线性滑轨（8）、横臂（9）和立柱（10）与移动底座（11）连接；

所述移动底座（11）底部通过导轮与第一导轨（12）滑动连接；

所述型材自动翻转机（100）的翻转底座（1）通过导轮与第二导轨（13）滑动连接；

所述第一导轨（12）和所述第二导轨（13）上沿长度方向均设有导轨齿条；

所述移动底座（11）上通过驱动齿轮沿所述第一导轨（12）来回移动；

所述型材自动翻转机（100）上通过驱动齿轮沿所述第二导轨（13）来回移动。

10.如权利要求9所述的一种基于自动翻转机的机器人焊接工作站，其特征在于，

所述焊接机器人（7）通过所述线性滑轨（8）沿第一方向移动，

所述焊接机器人（7）通过所述横臂（9）的导轨沿第二方向移动，

所述焊接机器人（7）通过所述移动底座（11）沿第三方向移动；

所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向相互垂直。

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