CN117484069A - 一种工件变位装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工件调节技术领域，具体涉及一种工件变位装置，工件变位装置包括基座、工件安装台以及设置在基座和工件安装台之间的支撑结构，支撑结构设有至少三个，各支撑结构均具有伸缩机构或者其中一个支撑结构为固定支撑结构、其余支撑结构为具有伸缩机构的伸缩支撑结构，各支撑结构均设有关节机构，关节机构具有以至少两个转动轴线可相对转动的两部分，各转动轴线成夹角设置，以供伸缩机构带动工件安装台在成夹角的不同方向上相对基座翻转；可以使工件安装台在更多方向上进行翻转调节角度，有利于调整工件姿态，有利于适应工件多方向翻转调节需要，使工件在焊接时便于与机器人配合，减少人工补焊操作，提高焊接效率。

Description

一种工件变位装置

技术领域

本发明涉及工件调节技术领域，具体涉及一种工件变位装置。

背景技术

目前煤机液压支架的顶梁、掩护梁、底座三大件产品采用机器人焊接，在焊接时，为了使焊枪正对焊缝位置，通常需要变换工件角度，现有技术中一般使用翻转平台带动工件转动以实现工件的倾翻变位，如授权公告号为CN210413301U的中国实用新型专利中公开的一种桥梁肋板焊接翻转平台，其构成一种翻转变位装置，包括台架和基座，基座上设有支撑座，支撑座的上端与台架的下表面宽度方向的中部铰接，基座上还设有用于推动台架翻转的两组翻转液压缸，两组翻转液压缸的固定端均与基座铰接、伸缩端分别与台架的下表面宽度方向的两侧铰接，两组翻转液压缸可以推动台架左右翻转，进而带动工件左右翻转。其中台架构成工件安装台，支撑座和液压缸分别构成一处支撑结构，其中液压缸构成伸缩机构。

上述这种现有技术中常见的翻转变位位置，只能左右翻转，工件的翻转方向较为单一，而对于煤机液压支架的顶梁、掩护梁、底座这样的工件来说，其各处焊缝情况较为复杂，有些焊缝在工件左右翻转调节角度后可以进行焊接，有些焊缝会仍然无法焊接，需要使工件往其它方向进行翻转调节，如前后方向，而现有的翻转变位装置不能适应工件多方向翻转调节的需要，有些因工件角度而使机器人焊接不到的焊缝还需人工补焊，影响焊接效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工件变位装置，以解决目前的工件变位装置不适应工件多方向翻转调节需要而容易因人工补焊影响焊接效率的问题。

本发明的工件变位装置的技术方案是：

一种工件变位装置，包括基座、工件安装台以及设置在基座和工件安装台之间的支撑结构，支撑结构设有至少三个，各支撑结构均具有伸缩机构或者其中一个支撑结构为固定支撑结构、其余支撑结构为具有伸缩机构的伸缩支撑结构，各支撑结构均设有关节机构，关节机构具有以至少两个转动轴线可相对转动的两部分，各转动轴线成夹角设置，以供伸缩机构带动工件安装台在成夹角的不同方向上相对基座翻转。

进一步地，关节机构包括球面配合结构，球面配合结构包括内球面和外球面，内球面和外球面分别设置在所述两部分上。

进一步地，关节机构为关节轴承。

进一步地，伸缩支撑结构设有至少三个，各伸缩支撑结构布置在固定支撑结构的外围。

进一步地，固定支撑结构位于工件安装台的中心处。

进一步地，伸缩机构具有与基座固定的固定部分以及可相对固定部分活动的活动部分，活动部分与工件安装台传动连接，活动部分上设置关节机构。

进一步地，该工件变位装置还包括轨道，基座可移动地设置在轨道上。

进一步地，基座底部设有用于滚动支撑在轨道上的滚轮。

进一步地，基座底部还设有导向轮，轨道宽度方向上具有用于与导向轮配合的侧面以使基座沿轨道长度方向移动。

进一步地，基座上设有钩挂部，轨道上设有用于与钩挂部钩挂配合的钩挂配合部。

本发明的有益效果：本发明在现有技术中的工件变位装置的基础上进行改进，通过在基座和工件安装台之间的支撑结构上设置关节机构，利用具有能够沿至少两个成夹角的转动轴线相对转动的两部分的关节机构，在不同位置的伸缩机构进行伸缩时，关节机构的两部分能够以不同转动轴线相对转动，从而可以使工件安装台在成夹角的不同方向上相对基座翻转，相较于现有的转动轴线固定的方式，可以使工件安装台在更多方向上进行翻转调节角度，有利于调整工件姿态，有利于适应工件多方向翻转调节需要，使工件在焊接时便于与机器人配合，减少人工补焊操作，有利于提高焊接效率。

附图说明

图1为本发明的工件变位装置的实施例的工件前倾时的示意图；

图2为本发明的工件变位装置的实施例的工件右倾时的示意图；

图3为图1中的工件变位装置去掉工件安装台的示意图；

图4为图3中的移动滚轮和导向滚轮处的示意图；

图5为图3中的防倾翻挂钩处的示意图；

图6为图1中的工件安装台的示意图。

图中：100、工件；1、基座；2、工件安装台；3、伸缩机构；4、固定支柱；5、关节轴承；6、轨道；7、移动滚轮；8、导向滚轮；9、防倾翻挂钩；10、挡块；11、支承块。

具体实施方式

本发明的工件变位装置通过在基座和工件安装台之间的各支撑结构上分别设置关节机构，利用具有能够沿至少两个成夹角的转动轴线相对转动的两部分的关节机构，在不同位置的伸缩机构进行伸缩时，关节机构的两部分能够以不同转动轴线相对转动，从而可以使工件安装台在成夹角的不同方向上相对基座转动，使工件安装台在更多方向上进行翻转调节角度，有利于调整工件姿态，有利于适应工件多方向翻转调节需要，使工件在焊接时便于与机器人配合，减少人工补焊操作，有利于提高焊接效率。

本发明的工件变位装置的实施例1：

如图1、图2、图3所示，工件变位装置包括基座1、工件安装台2以及设置在基座1和工件安装台2之间的支撑结构，各支撑结构错开分布以对工件安装台2进行稳定支撑并能够使工件安装台2相对基座1进行转动。支撑结构设有五个，其中一个支撑结构为固定支撑结构，其余四个支撑结构为伸缩支撑结构，固定支撑结构包括固定支柱4以及设置在固定支柱4上的关节轴承5，伸缩支撑结构包括伸缩机构3以及设置伸缩机构3上的关节轴承5，关节轴承5构成关节机构，各支撑结构均设有关节轴承5并通过关节轴承5支撑工件安装台2，利用关节轴承5配合伸缩机构3的伸缩可以改变工件安装台2的翻转角度，进而实现工件100的倾翻变位。

伸缩机构3为电缸，电缸的缸体构成伸缩机构3的与基座1固定的固定部分，电缸的伸缩杆构成伸缩机构3的活动部分，伸缩支撑结构的关节轴承5安装在伸缩杆的顶端。为了避免伸缩机构3的固定部分占用过多高度方向上的空间，基座1上设有用于安装固定部分的安装腔。固定支撑结构的关节轴承5安装在固定支柱4的顶端，固定支柱4的底端与基座1固定。使伸缩机构3的固定部分以及固定支柱4与基座1固定，便于安装且结构稳固可靠。

关节轴承5包括具有内球面的外圈和具有外球面的内圈，关节轴承5的外圈和内圈分别构成关节机构的可相对转动的两部分，内球面和外球面构成球面配合结构，关节轴承5的外圈与工件安装台2的底部固定，固定支撑结构的关节轴承5的内圈与固定支柱4的顶端固定，伸缩支撑结构的关节轴承5的内圈与伸缩机构3的伸缩杆的顶端固定。关节轴承5的外圈可以相对内圈朝不同方向转动，相应地，外圈相对内圈转动时的转动轴线有多个，即外圈能够以多个转动轴线相对内圈转动，各转动轴线相交而成夹角设置，这样使得支撑在关节轴承5上的工件安装台2可以朝多个方向进行翻转，利用关节轴承5实现工件安装台2的多向角度调节，结构简单，调节灵活。

固定支撑结构的固定支柱4长度固定，固定支撑结构的固定是相对伸缩支撑结构的伸缩而言，固定支撑结构不能伸缩，可以保持一定高度。固定支撑结构设置在基座1和工件安装台2的中心处，有利于工件安装台2的定位安装，利用固定支撑结构可以对工件安装台2形成良好支撑，有利于承受如煤机液压支架的顶梁、掩护梁、底座这样的大重量工件100，减少伸缩机构3的受力。

四个伸缩支撑结构分布在一个矩形的四角，固定支撑结构设置在矩形的中心，各伸缩支撑结构布置在固定支撑结构的外围，四个伸缩支撑结构可以分成左侧两个和右侧两个，也可以分成前侧两个和后侧两个，以适应工件100前后翻转调节以及左右翻转调节。通过PLC控制四套电缸的协调运动进行双向倾翻调节。

在前侧两个伸缩支撑结构的伸缩机构3的伸缩杆缩回、后侧两个伸缩支撑结构的伸缩机构3的伸缩杆伸出时，工件安装台2以固定支撑结构为支点向前翻转，工件安装台2前端低、后端高，工件安装台2上的工件100可以达到图1所示的前倾状态，此时工件安装台2翻转时的转动轴线沿左右方向延伸，相应地，关节机构的两部分以左右方向延伸的转动轴线相对转动。同理，在前侧两个伸缩支撑结构的伸缩机构3的伸缩杆伸出、后侧两个伸缩支撑结构的伸缩机构3的伸缩杆缩回时，工件安装台2以固定支撑结构为支点向后翻转，工件安装台2前端高、后端低，工件安装台2上的工件100可以达到后倾状态，此时工件安装台2翻转时的翻转轴线沿左右方向延伸，相应地，关节机构的两部分以左右方向延伸的转动轴线相对转动。前侧两个伸缩支撑结构和后侧两个伸缩支撑结构配合实现工件安装台2相对基座1前后翻转。

在右侧两个伸缩支撑结构的伸缩机构3的伸缩杆缩回、左侧两个伸缩支撑结构的伸缩机构3的伸缩杆伸出时，工件安装台2以固定支撑结构为支点向右翻转，工件安装台2右端低、左端高，工件安装台2上的工件100可以达到图2所示的右倾状态，此时工件安装台2翻转时的转动轴线沿前后方向延伸，相应地，关节机构的两部分以前后方向延伸的转动轴线相对转动。同理，在左侧两个伸缩支撑结构的伸缩机构3的伸缩杆缩回、右侧两个伸缩支撑结构的伸缩机构3的伸缩杆伸出时，工件安装台2以固定支撑结构为支点向左翻转，工件安装台2右端高、左端低，工件安装台2上的工件100可以达到左倾状态，此时工件安装台2翻转时的翻转轴线沿前后方向延伸，相应地，关节机构的两部分以前后方向延伸的转动轴线相对转动。左侧两个伸缩支撑结构和右侧两个伸缩支撑结构配合实现工件安装台2相对基座1左右翻转。

通过使工件安装台既能前后翻转，又能左右翻转，便于配合机器人实现工件各处焊缝的焊接。

其他实施方式中，支撑结构可以设置三个，三个支撑结构呈三角分布，在其中一个伸缩支撑结构伸缩时，工件安装台以另外两个支撑结构为支点进行翻转。

其他实施方式中，支撑结构可以设置三个，三个支撑结构呈三角分布，一个支撑结构为固定支撑结构，另两个为伸缩支撑结构，在其中一个伸缩支撑结构伸缩时，工件安装台以另外两个支撑结构为支点进行翻转。

其他实施方式中，不设固定支撑结构，仅通过四个伸缩支撑结构相配合也能实现工件安装台前后翻转和左右翻转，此时各支撑结构均具有伸缩机构。

其他实施方式中，关节机构包括在伸缩机构的伸缩杆的顶端一体设置的球头以及套在球头上的活动帽，活动帽与工件安装台固定，球头上设有外球面，活动帽内设有与外球面形成球面配合结构的内球面，球头和活动帽构成关节机构的可相对转动的两部分。

其他实施方式中，关节机构包括第一支座和第二支座，第一支座的底端铰接在伸缩机构的伸缩杆顶端，第二支座的底端铰接在第一支座的顶端，第二支座的底端与工件安装台固定，第一支座与伸缩杆的铰接轴线沿左右方向延伸，第二支座与第一支座的铰接轴线沿前后方向延伸，利用第一支座与伸缩杆的铰接并配合伸缩机构可以实现工件安装台前后翻转，利用第二支座与第一支座的铰接并配合伸缩机构可以实现工件安装台左右翻转，伸缩杆顶端的与第一支座铰接配合的部分和第二支座分别构成关节机构的能够以前后延伸的转动轴线和左右延伸的转动轴线相对转动的两部分。

其他实施方式中，伸缩支撑结构设有三个，各伸缩支撑结构布置在固定支撑结构的外围，在其中一个伸缩支撑结构伸缩时，其余伸缩支撑结构适应伸缩。

本发明的工件变位装置的实施例2：

如图1-6所示，在实施例1的基础上，该工件变位装置还包括轨道6，基座1底部设有用于滚动支撑在轨道6上的移动滚轮7，使得基座1可移动地设置在轨道6上，可实现工件100的移动变位，便于配合机器人实现各处焊缝的焊接。基座1底部还设有导向滚轮8，导向滚轮8成组设置，每组导向滚轮8有两个，两导向滚轮8分别设置在轨道6宽度方向两侧且间距可以调节，导向滚轮8的转动轴线上下延伸，轨道6宽度方向为左右方向，轨道6长度方向为前后方向，轨道6宽度方向上的侧面用于与导向滚轮8配合以使基座1沿轨道6长度方向移动，轨道6具有T型部，T型部包括水平段和竖直段，移动滚轮7在水平段的上侧面滚动，导向滚轮8可以与T型部的侧面滚动接触，基座1的左右两侧还分别设有防倾翻挂钩9，防倾翻挂钩9构成钩挂部，防倾翻挂钩9可以钩挂在T型部的水平段的下侧面上，该下侧面构成轨道6上的用于与钩挂部钩挂配合的钩挂配合部，以用于防止工件100翻转过程中可能存在的设备倾翻。

基座1的移动通过电机配合齿轮齿条机构进行驱动，齿条设置在轨道6上，电机带动齿轮转动。基座1和工件安装台2上设有缓冲块，缓冲块为硬性橡胶垫块，可以减小使用过程中吊装工件100时的冲击。工件安装台2上位置可调地安装有支承块11和挡块10，支承块11用于在工件100底部支承工件100，挡块10用于在工件100外侧对工件100进行挡止限位。

其他实施方式中，基座底部也可以直接滑动设置在轨道上。

最后需要说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细地说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行不需付出创造性劳动地修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (10)

1.一种工件变位装置，包括基座、工件安装台以及设置在基座和工件安装台之间的支撑结构，其特征是，支撑结构设有至少三个，各支撑结构均具有伸缩机构或者其中一个支撑结构为固定支撑结构、其余支撑结构为具有伸缩机构的伸缩支撑结构，各支撑结构均设有关节机构，关节机构具有以至少两个转动轴线可相对转动的两部分，各转动轴线成夹角设置，以供伸缩机构带动工件安装台在成夹角的不同方向上相对基座翻转。

2.根据权利要求1所述的工件变位装置，其特征是，关节机构包括球面配合结构，球面配合结构包括内球面和外球面，内球面和外球面分别设置在所述两部分上。

3.根据权利要求2所述的工件变位装置，其特征是，关节机构为关节轴承。

4.根据权利要求1或2或3所述的工件变位装置，其特征是，伸缩支撑结构设有至少三个，各伸缩支撑结构布置在固定支撑结构的外围。

5.根据权利要求4所述的工件变位装置，其特征是，固定支撑结构位于工件安装台的中心处。

6.根据权利要求1或2或3所述的工件变位装置，其特征是，伸缩机构具有与基座固定的固定部分以及可相对固定部分活动的活动部分，活动部分与工件安装台传动连接，活动部分上设置关节机构。

7.根据权利要求1或2或3所述的工件变位装置，其特征是，该工件变位装置还包括轨道，基座可移动地设置在轨道上。

8.根据权利要求7所述的工件变位装置，其特征是，基座底部设有用于滚动支撑在轨道上的滚轮。

9.根据权利要求8所述的工件变位装置，其特征是，基座底部还设有导向轮，轨道宽度方向上具有用于与导向轮配合的侧面以使基座沿轨道长度方向移动。

10.根据权利要求7所述的工件变位装置，其特征是，基座上设有钩挂部，轨道上设有用于与钩挂部钩挂配合的钩挂配合部。