CN113894492B - 一种焊接工装快速切换装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种焊接工装快速切换装置，包括转动配置于变位机机架上的多组支撑托架，两组支撑托架对称设置，形成用于放置工装夹具的固定位，工装夹具两端的支撑板通过快拆组件安装在两组支撑托架之间；快拆组件包括定位机构、零点定位锁紧机构和锁紧保险机构，定位机构和零点定位锁紧机构固定安装在支撑板与支撑托架之间，定位机构用于工装夹具与支撑托架的粗定位，零点定位锁紧机构用于工装夹具与支撑托架的定位锁紧；锁紧保险机构固定安装在支撑托架的底端，用于保险工装夹具与支撑托架的防脱落。本发明所述的一种焊接工装快速切换装置操作简单，方便快捷，能够快速实现工装夹具的拆卸与锁紧固定。

Description

一种焊接工装快速切换装置
技术领域
本发明属于焊接工装技术领域，尤其是涉及一种焊接工装快速切换装置。
背景技术
传统自动转台焊接工作站生产工装与转台定位方式为1个圆销加1个菱形销定位方式，连接结构为螺丝锁紧结构，如需要切换不同车型或不同类别工装夹具，需要人工拆卸和拧紧螺丝，效率低下，而且传统的定位方式也无法保证每次切换工装夹具的精度，每次切换工装夹具后需要人工对机器人轨迹进行微调，效率低下的同时，无法保证焊接质量的一致性；因此，亟需一种焊接工装快速切换装置。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种焊接工装快速切换装置，以解决切换焊接工装夹具时，工序繁琐，切换精度低，导致切换效率低下的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种焊接工装快速切换装置，包括转动配置于变位机机架上的多组支撑托架，两组支撑托架对称设置，形成用于放置工装夹具的固定位，工装夹具两端的支撑板通过快拆组件安装在两组支撑托架之间；
快拆组件包括定位机构、零点定位锁紧机构和锁紧保险机构，定位机构和零点定位锁紧机构固定安装在支撑板与支撑托架之间，定位机构用于工装夹具与支撑托架的粗定位，零点定位锁紧机构用于工装夹具与支撑托架的定位锁紧；
锁紧保险机构固定安装在支撑托架的底端，用于保险工装夹具与支撑托架的防脱落。
进一步的，支撑托架通过旋转机构转动安装在变位机机架上；
支撑托架为T形结构，支撑托架的竖板固定安装在旋转机构上，支撑托架的横板上固定设置有固定板；
支撑托架的横板底端还设有多组加强筋。
进一步的，快拆装置还包括多组限位机构，每组限位机构包括气缸一，气缸一固定安装在变位机机架内，气缸一的输出轴端固定安装有限位销一，限位销一贯穿至变位机机架的外侧；
支撑托架的竖板靠近变位机机架的一端固定安装有限位块，限位块上设有与限位销一对应的限位孔。
进一步的，定位机构的数量为多组，每组定位机构包括导向销和导向套，导向销固定安装在支撑板的底端，导向套固定安装在固定板上，固定板上设有用于安装导向套的装配孔，导向套内设有导向通孔，导向销轴向移动在导向通孔内；
支撑托架的横板上设有与导向销对应的贯穿孔。
进一步的，零点定位锁紧机构的数量为多组，每组零点定位锁紧机构包括零点定位锁紧销和零点定位快速换装夹；零点定位锁紧销固定安装在支撑板的底端，零点定位快速换装夹固定安装在固定板上，支撑托架的横板上设有对应零点定位快速换装夹的贯穿孔；
零点定位锁紧销和零点定位快速换装夹配合设置用于将工装夹具锁紧固定在支撑托架上。
进一步的，锁紧保险机构的数量也为多组，每组锁紧保险机构包括气缸二、固定支架和限位销二，支撑托架的横板上设有对应气缸二的安置位，气缸二通过固定支架固定安装在横板的底端，气缸二的输出轴端固定连接有限位板，限位板上设有用于卡紧限位销二的限位孔；
固定支架为U形结构，固定支架固定安装在横板的底端，固定支架开口朝向气缸二，固定支架的内侧与限位板对应的插接槽，限位板活动插接至插接槽内；
限位销二固定安装在支撑板的底端，限位销二的销柱贯穿至横板的外侧，限位销二的销柱外表面设有限位槽口，限位槽口与限位板配合设置用于锁紧限位销二。
进一步的，固定支架的底端还固定设置有固定件，固定件上固定安装有用于感应限位销二是否到位的传感器一；
固定支架的端部固定安装有用于感应限位板是否到位的传感器二；
传感器一和传感器二均连接有PLC控制单元。
相对于现有技术，本发明所述的一种焊接工装快速切换装置具有以下有益效果：
(1)本发明所述的一种焊接工装快速切换装置利用限位机构、定位机构、零点定位锁紧机构和锁紧保险机构的配合，实现工装夹具与支撑托架的快速更换，解决了采用螺丝锁紧工装夹具的复杂性，既保证了切换工装夹具的精度，又降低了工装夹具安装与拆卸的时间；
(2)本发明所述的一种焊接工装快速切换装置操作简单，方便快捷，能够快速实现工装夹具的拆卸与锁紧固定。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的一种焊接工装快速切换装置整体结构示意图；
图2为本发明实施例所述的一种焊接工装快速切换装置第一部分细节结构示意图；
图3为本发明实施例所述的一种焊接工装快速切换装置第二部分细节结构示意图；
图4为本发明实施例所述的一种焊接工装快速切换装置第三部分细节结构示意图。
附图标记说明：
1-变位机机架；2-旋转机构；3-工装夹具；301-支撑板；4-支撑托架；5-固定板；6-定位机构；601-导向销；602-导向套；7-零点定位锁紧机构；701-零点定位锁紧销；702-零点定位快速换装夹；8-锁紧保险机构；801-气缸二；802-固定支架；803-限位销二；8031-限位槽口；804-限位板；8041-限位孔；805-固定件；806-传感器一；807-传感器二；9-限位机构；901-气缸一；902-限位销一；903-限位块。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
请参阅图1所示，一种焊接工装快速切换装置，包括转动配置于变位机机架1上的多组支撑托架4，两组支撑托架4对称设置，形成用于放置工装夹具3的固定位，工装夹具3两端的支撑板301通过快拆组件安装在两组支撑托架4之间；
如图3所示，快拆组件包括定位机构6、零点定位锁紧机构7和锁紧保险机构8，定位机构6和零点定位锁紧机构7固定安装在支撑板301与支撑托架4之间，定位机构6用于工装夹具3与支撑托架4的粗定位，零点定位锁紧机构7用于工装夹具3与支撑托架4的定位锁紧；
锁紧保险机构8固定安装在支撑托架4的底端，用于保险工装夹具3与支撑托架4的防脱落；定位机构6、零点定位锁紧机构7、锁紧保险机构8、限位机构9均与PLC控制单元电连接，各机构配合设置，通过PLC控制系统控制各机构的运行，实现对能够快速实现工装夹具3的拆卸与锁紧固定。
支撑托架4通过旋转机构2转动安装在变位机机架1上；
支撑托架4为T形结构，支撑托架4的竖板固定安装在旋转机构2上，支撑托架4的横板上固定设置有固定板5；
支撑托架4的横板底端还设有多组加强筋。
如图2所示，快拆装置还包括多组限位机构9，每组限位机构9包括气缸一901，气缸一901固定安装在变位机机架1内，气缸一901的输出轴端固定安装有限位销一902，限位销一902贯穿至变位机机架1的外侧；
支撑托架4的竖板靠近变位机机架1的一端固定安装有限位块903，限位块903上设有与限位销一902对应的限位孔8041。
如图2所示，定位机构6的数量为多组，每组定位机构6包括导向销601和导向套602，导向销601固定安装在支撑板301的底端，导向套602固定安装在固定板5上，固定板5上设有用于安装导向套602的装配孔，导向套602内设有导向通孔，导向销601轴向移动在导向通孔内；
支撑托架4的横板上设有与导向销601对应的贯穿孔，通过导向销601伸入至导向套602内，实现对工装夹具3与支撑托架4之间的粗定位。
如图3所示，零点定位锁紧机构7的数量为多组，每组零点定位锁紧机构7包括零点定位锁紧销701和零点定位快速换装夹702；零点定位锁紧销701固定安装在支撑板301的底端，零点定位快速换装夹702固定安装在固定板5上，支撑托架4的横板上设有对应零点定位快速换装夹702的贯穿孔；
零点定位锁紧销701和零点定位快速换装夹702配合设置用于将工装夹具3锁紧固定在支撑托架4上；本专利申请中的零点定位锁紧机构7采用Zero Point ClampingSystems 106型号的零点定位系统；该零点定位系统为成熟技术，为现场采购零部件，本专利申请并不对其改进。
如图4所示，锁紧保险机构8的数量也为多组，每组锁紧保险机构8包括气缸二801、固定支架802和限位销二803，支撑托架4的横板上设有对应气缸二801的安置位，气缸二801通过固定支架802固定安装在横板的底端，气缸二801的输出轴端固定连接有限位板804，限位板804上设有用于卡紧限位销二803的限位孔8041；
固定支架802为U形结构，固定支架802固定安装在横板的底端，固定支架802开口朝向气缸二801，固定支架802的内侧与限位板804对应的插接槽，限位板804活动插接至插接槽内；
限位销二803固定安装在支撑板301的底端，限位销二803的销柱贯穿至横板的外侧，限位销二803的销柱外表面设有限位槽口8031，限位槽口8031与限位板804配合设置用于锁紧限位销二803；限位销二803下落到位后，气缸二801动作，驱动限位板804沿插接槽移动，利用限位板804上设有的限位孔8041，与限位销二803上设有的限位槽口8031配合，实现对限位销二803的锁紧，从而防止工装夹具3与支撑托架4的脱离。
固定支架802的底端还固定设置有固定件805，固定件805上固定安装有用于感应限位销二803是否到位的传感器一806；
固定支架802的端部固定安装有用于感应限位板804是否到位的传感器二807；传感器一806和传感器二807均为现场采购，本技术方案并不对其进行改进，因此，本专利申请不再作进一步赘述；
传感器一806和传感器二807均连接有PLC控制单元，通过PLC控制系统控制传感器一806与传感器二807工作，感应限位销是否到位；PLC控制系统为现有的成熟系统，本专利申请不对其进行改进，本专利申请不再作进一步赘述。
本方案实施时，将变位机转至水平位置，控制气缸一901驱动限位销一902伸入至限位块903内，可实现将支撑托架4限位至水平位置，更换工装夹具3时，粗略校准工装夹具3与支撑托架4的位置，四组定位机构6的导向销601对准对应导向套602的导向通孔下落，下落过程中，工装夹具3逐渐摆正，落位后，四组零点定位锁紧机构7动作，将工装夹具3固定锁紧在支撑托4架上，防止工装夹具3与支撑托架4脱离，固定锁紧后，传感器一806检测限位销一902是否准确落位，锁紧保险机构8的气缸二801动作，驱动限位板804插接至固定支架802内的限位槽口8031内，此时，限位销二803与限位板804上设有的限位孔8041机械锁紧，传感器二807检测限位板804是否锁紧到位，防止零点定位锁紧机构7锁紧失效，导致工装夹具3脱落，锁紧保险机构8主要起到保险作用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种焊接工装快速切换装置，包括转动配置于变位机机架(1)上的多组支撑托架(4)，其中，两组支撑托架(4)对称设置，形成用于放置工装夹具(3)的固定位，其特征在于：工装夹具(3)两端的支撑板(301)通过快拆组件安装在两组支撑托架(4)之间；
快拆组件包括定位机构(6)、零点定位锁紧机构(7)和锁紧保险机构(8)，定位机构(6)和零点定位锁紧机构(7)固定安装在支撑板(301)与支撑托架(4)之间，定位机构(6)用于工装夹具(3)与支撑托架(4)的粗定位，零点定位锁紧机构(7)用于工装夹具(3)与支撑托架(4)的定位锁紧；
锁紧保险机构(8)固定安装在支撑托架(4)的底端，用以保险工装夹具(3)与支撑托架(4)的防脱落；
支撑托架(4)通过旋转机构(2)转动安装在变位机机架(1)上；
支撑托架(4)为T形结构，支撑托架(4)的竖板固定安装在旋转机构(2)上，支撑托架(4)的横板上固定设置有固定板(5)；
支撑托架(4)的横板底端还设有多组加强筋；
零点定位锁紧机构(7)的数量为多组，每组零点定位锁紧机构(7)包括零点定位锁紧销(701)和零点定位快速换装夹(702)；零点定位锁紧销(701)固定安装在支撑板(301)的底端，零点定位快速换装夹(702)固定安装在固定板(5)上，支撑托架(4)的横板上设有对应零点定位快速换装夹(702)的贯穿孔；
零点定位锁紧销(701)和零点定位快速换装夹(702)配合设置用于将工装夹具(3)锁紧固定在支撑托架(4)上；
锁紧保险机构(8)的数量为多组，每组锁紧保险机构(8)包括气缸二(801)、固定支架(802)和限位销二(803)，支撑托架(4)的横板上设有对应气缸二(801)的安置位，气缸二(801)通过固定支架(802)固定安装在横板的底端，气缸二(801)的输出轴端固定连接有限位板(804)，限位板(804)上设有用于卡紧限位销二(803)的限位孔(8041)；
固定支架(802)为U形结构，固定支架(802)固定安装在横板的底端，固定支架(802)开口朝向气缸二(801)，固定支架(802)的内侧设有与限位板(804)对应的插接槽，限位板(804)活动插接至插接槽内；
限位销二(803)固定安装在支撑板(301)的底端，限位销二(803)的销柱贯穿至横板的外侧，限位销二(803)的销柱外表面设有限位槽口(8031)，限位槽口(8031)与限位板(804)配合设置用于锁紧限位销二(803)。
2.根据权利要求1所述的一种焊接工装快速切换装置，其特征在于：快拆装置还包括多组限位机构(9)，每组限位机构(9)包括气缸一(901)，气缸一(901)固定安装在变位机机架(1)内，气缸一(901)的输出轴端固定安装有限位销一(902)，限位销一(902)贯穿至变位机机架(1)的外侧；
支撑托架(4)的竖板靠近变位机机架(1)的一端固定安装有限位块(903)，限位块(903)上设有与限位销一(902)对应的限位孔。
3.根据权利要求1所述的一种焊接工装快速切换装置，其特征在于：定位机构(6)的数量为多组，每组定位机构(6)包括导向销(601)和导向套(602)，导向销(601)固定安装在支撑板(301)的底端，导向套(602)固定安装在固定板(5)上，固定板(5)上设有用于安装导向套(602)的装配孔，导向套(602)内设有导向通孔，导向销(601)轴向移动在导向通孔内；
支撑托架(4)的横板上设有与导向销(601)对应的贯穿孔。
4.根据权利要求1所述的一种焊接工装快速切换装置，其特征在于：固定支架(802)的底端还固定设置有固定件(805)，固定件(805)上固定安装有用于感应限位销二(803)是否到位的传感器一(806)；
固定支架(802)的端部固定安装有用于感应限位板(804)是否到位的传感器二(807)；
传感器一(806)和传感器二(807)均连接有PLC控制单元。
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