CN115488569B - 一种挖掘机动臂多工位焊接装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种挖掘机动臂多工位焊接装置，涉及挖掘机生产技术领域，包括龙门架、第一移动机构、第二移动机构、第三移动机构及第四移动机构，第一移动机构上设有上焊接机器人，第四移动机构上设有下焊机机器人，第二移动机构上设有升降机构，升降机构上设有用于对挖掘机动臂进行固定的夹持机构，第三移动机构上设有安装架，两个安装架上共同连接有支撑台，支撑台处于下焊接机器人上方，且支撑台上设有两个放置件；本装置采用双工位的方式完成了对挖掘机动臂的高效焊接工作，且能够对挖掘机动臂进行自动化上料及下料，缩短了挖掘机动臂上下料的时间，提高了挖掘机动臂整体的加工效率。

Description

一种挖掘机动臂多工位焊接装置

技术领域

本发明涉及挖掘机生产技术领域，具体而言，涉及一种挖掘机动臂多工位焊接装置。

背景技术

挖掘机是现在较为常见的重工设备，使用范围较大，挖掘机的动臂起到主要受力作用，其受力强度大小直接影响使用效果，因此需要采用高强度材料进行焊接装配挖掘机的动臂。现有的挖掘机动臂焊接一般采用变位机和焊接机器人相配合的方式进行自动化焊接；但现有的焊接机器人的焊接动作，主要依靠机器人焊接手臂来进行，当待加工挖掘机动臂在需要翻转时，光依靠机器人焊接手臂来进行相应的焊接动作就显得不够灵活，局限性大。

公告号CN114161017A提出了一种大型挖掘机动臂结构件自动焊接设备及焊接方法；该装置通过变位机的设计和焊接机器人的运动能够使得挖掘机动臂在焊接过程中实现多个方向的运动，进而使其焊接时灵活性得到提升。

无论是上述装置还是传统利用焊接机器人对挖掘机动臂进行焊接的方式都是采用单工位进行，虽能实现焊接自动化，全面化，但焊接效率有待提升；且挖掘机动臂在焊接前都需将其利用变位机进行夹紧，而现有技术中，对其夹紧时需要反复调试和移动挖掘机动臂位置，导致挖掘机动臂在焊接前的准备工作过长，降低了整体的加工效率，因从，本领域技术人员经过长期研究，提出了一种挖掘机动臂多工位焊接装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种挖掘机动臂多工位焊接装置，在挖掘机动臂焊接中，能够自动化对挖掘机动臂进行安装、定位及高效率焊接，不需要利用吊装反复调整对挖掘机动臂焊接前的定位及焊接后的找位，避免了工作人员在焊接过程中对挖掘机动臂位置的反复调试，以提高焊接效率、节省成本。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种挖掘机动臂多工位焊接装置，包括龙门架，龙门架上设有第一移动机构，第一移动机构下方对称设置两个第二移动机构，两个第二移动机构之间设有两第三移动机构，两个第三移动机构之间设有第四移动机构，第四移动机构处于第一移动机构正下方，第一移动机构上设有上焊接机器人，第四移动机构上设有下焊机机器人，上焊接机器人和下焊接机器人用于对挖掘机动臂的双工位焊接工作，第二移动机构上设有升降机构，升降机构上设有用于对挖掘机动臂进行固定的夹持机构，第三移动机构上设有安装架，两个安装架上共同连接有支撑台，支撑台处于下焊接机器人上方，且支撑台上设有两个用于放置挖掘机动臂的放置件。

进一步的，所述第一移动机构、第二移动机构、第三移动机构及第四移动机构均采用直线电机以提高工作精度。

进一步的，所述升降机构采用电动缸、气缸、液压缸中的其中一种以实现提升功能。

进一步的，所述夹持机构包括驱动箱、转动轴、连接轴、驱动组件和夹持件，升降机构上设有驱动箱，驱动箱内转动连接有一根转动轴，转动轴与设置在驱动箱内的驱动组件连接，转动轴一端伸出驱动箱并连接有连接轴，连接轴一端安装有夹持件。

进一步的，所述驱动组件包括驱动电机、主动齿轮及从动齿轮，驱动箱内安装有驱动电机，驱动电机连接有主动齿轮，主动齿轮与设置在转动轴上的从动齿轮相啮合以实现齿轮传动。

进一步的，所述夹持件包括夹紧板和定位销，夹紧板用于对挖掘机动臂两侧面的夹持，定位销与夹紧板连接且用于对挖掘机动臂上的穿孔进行接入以保证挖掘机动臂的夹紧牢固。

进一步的，所述放置件包括动臂工装，动臂工装与支撑台连接且用于放置挖掘机动臂，动臂工装上设有一个与挖掘机动臂其中一段臂体结构尺寸相匹配的放置槽。

进一步的，所述放置件还包括固定架，固定架与支撑台螺栓连接且固定架上设有动臂工装，本设计中固定架可拆卸，拆卸完成后可根据具体挖掘机动臂更换不同尺寸的放置件。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提高了挖掘机动臂整体的加工效率；焊接前，通过将挖掘机动臂放置在动臂工装上即可完成对其的定位放置，经第三移动机构的作用下可直接转移至两侧夹紧件之间，随后两侧的升降机构和夹紧机构相配合共同实现对挖掘机动臂的自动化夹紧固定，避免了传统的找位时的反复调试，提高了找位及夹紧效率，最后在上焊接机器人和下焊接机器人的作用下共同完成对挖掘机动臂的双工位焊接工作，焊接速度快，大大提高了挖掘机动臂的焊接效率，焊接完成后，第三移动机构带动放置件移动至龙门架下方，第二移动机构、夹紧机构相配合将挖掘机动臂放置在放置件上，并恢复初始状态，以此完成对焊接后挖掘机动臂的自动下料，最后，第三移动机构带动挖掘机动臂远离龙门架并复位，工作人员将其取下并放上下一个待加工挖掘机动臂即可完成对多个挖掘机动臂的焊接工作，本装置大大提高了对挖掘机动臂的焊接效率，节省了企业成本，提高了企业的经济效益。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为动臂工装的结构示意图；

图3为本装置的工作示意图；

附图标记：1、龙门架；11、第一移动机构；12、第二移动机构；13、第三移动机构；14、第四移动机构；2、上焊接机器人；3、升降机构；4、驱动箱；41、转动轴；42、连接轴；43、安装座；44、固定座；45、夹紧气缸；46、夹紧板；47、定位销；48、驱动电机；49、主动齿轮；410、从动齿轮；5、安装架；51、支撑台；52、固定架；53、动臂工装；531、放置槽；6、下焊接机器人。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

如图1和图2所示，一种挖掘机动臂多工位焊接装置，包括龙门架1，龙门架1上设有与其平行的第一移动机构11，第一移动机构11下方设有两个安装在地面上且对称设置的第二移动机构12，两个第二移动机构12之间设有两个与龙门架1垂直的第三移动机构13，两个第三移动机构13之间设有与龙门架1水平的第四移动机构14，且第四移动机构14处于第一移动机构11正下方；其中，第一移动机构11上设有一个上焊接机器人2，第四移动机构14上设有一个下焊机机器人，上焊接机器人2和下焊接机器人6共同完成对挖掘机动臂的双工位焊接工作，上焊接机器人2和下焊接机器人6协同工作，大大提高了挖掘机动臂的焊接效率，其焊接效率至少为传统的两倍；其中，第二移动机构12上设有升降机构3，升降机构3上设有驱动箱4，驱动箱4内转动连接有一根转动轴41，转动轴41与设置在驱动箱4内的驱动组件连接以实现转动轴41的有序转动，转动轴41一端伸出驱动箱4并通过法兰连接有连接轴42，连接轴42一端还有安装座43，安装座43上设有一个固定座44和两个用于夹持挖掘机动臂且对称设置的夹持件，其中一个夹持件固定设置，另一个则与安装座43表面滑动配合，且与安装座43表面滑动配合的夹持件与设置在固定座44上的夹紧气缸45连接以实现夹紧气缸45运作带动夹持件朝向另一个夹持件方向运动，最终完成对挖掘机动臂的夹持固定；其中，第三移动机构13上设有安装架5，两个安装架5上共同连接有一个支撑台51，支撑台51处于下焊接机器人6上方，且支撑台51上设有两个用于放置挖掘机动臂的放置件以实现挖掘机动臂的定位。

其中，第一移动机构11、第二移动机构12、第三移动机构13及第四移动机构14均采用直线电机，其使用时运动惯量降低，动态响应特性和精确定位进一步提高，提高本装置的操作精度。

其中，升降机构3采用电动缸、气缸、液压缸中的其中一种以实现提升功能。

本发明提供了一种挖掘机动臂多工位焊接装置，其在具体实施时，第三移动机构13用于带动放置件靠近或远离龙门架1，焊接前(初始状态)，放置件远离龙门架1，其上方无遮挡，此时，工作人员可直接将挖掘机动臂放置在放置件上，放置件完成对挖掘机动臂的放置及定位，随即，第三移动机构13运作并将挖掘机动臂转移至龙门架1下方，待挖掘机动臂上的两个穿孔分别与其两侧的夹持件处于同一直线，此时，第三移动机构13停止运动；接着，两个第二移动机构12启动，两侧的夹持件分别朝向挖掘机动臂上的两个穿孔方向运动，待两侧的夹持件分别与两个穿孔同轴心(挖掘机动臂上的穿孔处于同一侧的两个夹持件之间)，此时，升降机构3和夹持气缸运作，最终完成对挖掘机动臂的夹持固定；最后，第一移动机构11和第四移动机构14分别带动上焊接机器人2和下焊接机器人6移动，以实现对挖掘机动臂的焊接位找位及焊接工作，且待挖掘机动臂上下两面焊接位焊接完成，此时，驱动组件运作，挖掘机动臂翻转变位，上焊接机器人2和下焊接机器人6再对挖掘机动臂左右两面进行焊接；待焊接工作完成，上焊接机器人2和下焊接机器人6复位，第三移动机构13带动放置件移动至龙门架1下方，并配合第二移动机构12、升降组件及夹持件的运动，焊接完成的挖掘机动臂被重新放置在放置件上，最后，第三移动机构13带动挖掘机动臂远离龙门架1并复位，此时，工作人员取下焊接完成的挖掘机动臂并重新放入下一个待焊接的挖掘机动臂即可。

具体的，驱动组件包括驱动电机48、主动齿轮49及从动齿轮410，驱动箱4内安装有驱动电机48，驱动电机48连接有主动齿轮49，主动齿轮49与设置在转动轴41上的从动齿轮410相啮合以实现齿轮传动；当然，在其他方案中，驱动组件可采用链传动、直驱式或带传动的方式完成转动轴41的转动。

具体的，夹持件包括夹紧板46和定位销47，夹紧板46用于对挖掘机动臂两侧面的夹持，定位销47与夹紧板46连接且用于对挖掘机动臂上的穿孔进行接入以保证挖掘机动臂的夹紧牢固；在具体实施过程中，挖掘机动臂上的穿孔处于同一侧的两个夹紧板46之间，且分别与定位销47同轴心，此时，夹紧气缸45运作带动夹紧板46对挖掘机动臂进行夹持，而定位销47则插入挖掘机动臂穿孔内以此完成挖掘机动臂的固定。

具体的，放置件包括固定架52和动臂工装53，固定架52与支撑台51螺栓连接且固定架52上设有动臂工装53，动臂工装53为一个实心的座体结构且动臂工装53上设有一个与挖掘机动臂其中一段臂体结构尺寸相匹配的放置槽531；在具体实施过程中，工作人员将挖掘机动臂直接放置于放置槽531内，两个放置槽531确定挖掘机动臂位置以此完成定位，挖掘机动臂尺寸规格在实际生产过程中存在多种，本设计中放置件可拆卸，拆卸完成后可根据具体挖掘机动臂更换不同尺寸的放置件，当然，每个放置件结构一致，其区别仅在于放置槽531的形状及尺寸，具体依具体生产而定。

本装置的焊接工作如图3所示，具体流程如下：

1)放置：将待焊接的挖掘机动臂放置于两个放置件上以此完成挖掘机动臂的定位，其目的是为了使得挖掘机动臂经第三移动机构13的作用下可直接转移至两侧夹紧件之间，且转移后挖掘机动臂上的两个穿孔分别与其两侧的夹持件处于同一直线，避免了传统的找位时的反复调试，提高了找位效率；

2)固定：两个第二移动机构12运作带动夹持件朝向挖掘机动臂的穿孔处运动对挖掘机动臂上的穿孔进行找位，升降机构3运作使得下方的定位销47插入挖掘机动臂的穿孔内，且下方的夹紧板46与挖掘机动臂表面接触，随即，夹紧气缸45运动将上方的定位销47插入挖掘机动臂的穿孔内，且上方的夹紧板46与挖掘机动臂表面接触，以此完成对挖掘机动臂的牢固固定；

3)焊接：第一移动机构11和第四移动机构14分别带动上焊接机器人2和下焊接机器人6移动，共同完成对挖掘机动臂的双工位焊接工作，焊接速度快，大大提高了挖掘机动臂的焊接效率；

4)回收：第三移动机构13带动放置件移动至龙门架1下方，第二移动机构12、升降组件及夹持件相配合将挖掘机动臂放置在放置件上，并恢复初始状态，第三移动机构13带动挖掘机动臂远离龙门架1并复位，工作人员将其取下。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施方式和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种挖掘机动臂多工位焊接装置，其特征在于，包括龙门架(1)，龙门架(1)上设有第一移动机构(11)，第一移动机构(11)下方对称设置两个第二移动机构(12)，两个第二移动机构(12)之间设有两第三移动机构(13)，两个第三移动机构(13)之间设有第四移动机构(14)，第四移动机构(14)处于第一移动机构(11)正下方；

第一移动机构(11)上设有上焊接机器人(2)，第四移动机构(14)上设有下焊接机器人，上焊接机器人(2)和下焊接机器人(6)用于对挖掘机动臂的双工位焊接工作；

第二移动机构(12)上设有升降机构(3)，升降机构(3)上设有用于对挖掘机动臂进行固定的夹持机构；

第三移动机构(13)上设有安装架(5)，两个安装架(5)上共同连接有支撑台(51)，支撑台(51)处于下焊接机器人(6)上方，且支撑台(51)上设有两个用于放置挖掘机动臂的放置件；

夹持机构包括驱动箱(4)、转动轴(41)、连接轴(42)、驱动组件和夹持件，升降机构(3)上设有驱动箱(4)，驱动箱(4)内转动连接有一根转动轴(41)，转动轴(41)与设置在驱动箱(4)内的驱动组件连接，转动轴(41)一端伸出驱动箱(4)并连接有连接轴(42)，连接轴(42)一端安装有夹持件；

驱动组件包括驱动电机(48)、主动齿轮(49)及从动齿轮(410)，驱动箱(4)内安装有驱动电机(48)，驱动电机(48)连接有主动齿轮(49)，主动齿轮(49)与设置在转动轴(41)上的从动齿轮(410)相啮合。

2.根据权利要求1所述的一种挖掘机动臂多工位焊接装置，其特征在于，所述第一移动机构(11)、第二移动机构(12)、第三移动机构(13)及第四移动机构(14)均采用直线电机。

3.根据权利要求1所述的一种挖掘机动臂多工位焊接装置，其特征在于，所述升降机构(3)采用电动缸、气缸、液压缸中的其中一种。

4.根据权利要求1所述的一种挖掘机动臂多工位焊接装置，其特征在于，所述夹持件包括夹紧板(46)和定位销(47)，夹紧板(46)用于对挖掘机动臂两侧面的夹持，定位销(47)与夹紧板(46)连接且用于对挖掘机动臂上的穿孔进行接入。

5.根据权利要求1所述的一种挖掘机动臂多工位焊接装置，其特征在于，所述放置件包括动臂工装(53)，动臂工装(53)上设有一个与挖掘机动臂其中一段臂体结构尺寸相匹配的放置槽(531)。

6.根据权利要求5所述的一种挖掘机动臂多工位焊接装置，其特征在于，所述放置件还包括固定架(52)，固定架(52)与支撑台(51)螺栓连接且固定架(52)上设有动臂工装(53)。