CN216882512U - 一种大角度、多维度回转船型焊接变位机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种大角度、多维度回转船型焊接变位机，涉及焊接设备技术领域，包括主回转平台、驱动主回转平台转动的主回转底座及支撑主回转平台的辅助支撑，所述主回转平台上设有相对移动的副回转底座和副回转支撑，所述副回转底座和副回转支撑之间设有沿所述主回转平台长度方向垂直的RGV小车轨道。有益效果在于：实现了待焊工件能够保持大角度、多维度翻转，将各位置的焊缝摆到平焊位置，实现工件自动船型焊接；通过RGV小车实现工件自动上下料、自动搬运，提高产线自动化生产水平及操作安全性；焊接工件通过该变位机夹持、变位，可有效提高焊接质量，提高焊接效率，提高焊接安全性以及自动化水平，能够满足大批量规模化生产的要求。

Description

一种大角度、多维度回转船型焊接变位机

技术领域

本实用新型涉及智能制造装备技术领域，尤其涉及焊接设备技术领域，更具体地说，涉及一种大角度、多维度回转船型焊接变位机。

背景技术

焊接是通过加热或加压，或两者并用，并且用或不用填充材料，是工件达到结合的一种方法。目前根据施焊位置的不同，分为平焊、横焊、立焊、仰焊，其中又以平焊容易操作,便于观察,生产效率高，焊缝质量优等特点成为焊接首选。对于重要的、关键的零部件焊接，生产工艺中基本都会有要求：应尽可能在平焊位置进行焊接，工件焊接作业中最常见的T形、十字形和角接接头处于平焊位置进行的焊接，根据国家相关标准定义，统称为船型焊。

目前船型焊存在的问题主要有以下几方面

一、由于工件的焊接接头处于平焊位置，一些特殊工件存在结构复杂，焊缝方向多样，需要专业焊接人员进行手工焊接，由于在高温环境下不但焊接效率低、工作强度大，而且焊接质量和安全性差，不能实现大批量规模化生产。

二、针对大型工程机械类产品的零部件，例如斗杆、动臂等，由于其产品的特殊性，传统的焊接工装、现有的头尾架及L型变位机不能适应多类型、大吨位的工件焊接要求，受工装和变位机结构的限制，待焊工件只能在小范围角度、单一维度翻转，最终还需要借助专业焊接人员进行二次补焊，无法实现一次焊接完成。

三、目前焊接前后工件的吊装和搬运，基本采用行车加辅助吊具完成，期间需要多人参与完成位置调整，在一定程度上增加焊接过程的工作难度，导致焊接工序与上料工序不能高效衔接。

因此提供能够实现工件自动船型焊接，使待焊工件能够保持大角度、多维度翻转，将各位置的焊接焊缝摆到平焊位置，实现工件自动船型焊接，已成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型解决对于焊接质量要求较高，尤其是对于大型工程机械的零部件焊接，根据工件焊接要求，实现全自动船型焊接。

本实用新型提供一种大角度、多维度回转船型焊接变位机，其特征在于：包括主回转平台、驱动主回转平台转动的主回转底座及支撑主回转平台的辅助支撑，所述主回转平台上设有相对移动的副回转底座和副回转支撑，所述副回转底座和副回转支撑之间设有与所述主回转平台长度方向垂直的RGV小车轨道。

采用上述方案后，主回转底座作为主动力输出单元，为主回转平台提供旋转动力输入，同时与辅助支撑配合，承载主回转平台及工件的全部荷载。主回转平台作为承载主体，通过主回转底座的动力输入可绕X轴实现大角度主回转，主回转平台上的副回转底座和副回转支撑配合使用，作为独立于主回转外的副回转，主、副回转配合，实现工件最佳的船型位焊接。

作为优选，所述主回转底座包括底座框架，及设置在内部驱动所述主回转平台转动的回转机构。

采用上述方案后，底座框架作为承载主体，通过伺服电机带动减速机作为主回转动力源，通过齿轮驱动内齿轮齿圈完成动力传递。

作为优选，所述主回转平台包括回转架，及分别设置在所述回转架两端，通过至少一个传动机构驱动沿所述主回转平台长度方向移动的副回转底座和副回转支撑，所述副回转底座和副回转支撑分别设有可夹持并同步旋转的夹具，所述各夹具通过对应的旋转机构驱动。

采用上述方案后，主回转平台整体结构可绕X轴实现大角度主回转，主回转平台上的副回转底座和副回转支撑配合使用，作为独立于主回转外的副回转，可实现360°旋转，同时主、副回转及夹具夹持可实现联动。

作为优选，所述回转架包括分别支撑架平台和平台回转盘的回转座，所述回转座通过回转支撑连接回转机构的回转体，所述平台回转盘与回转支撑同心设置并外切于所述辅助支撑，所述架平台分别设有导向所述副回转底座、副回转支撑及RGV小车移动的轨道。

采用上述方案后，回转架为整体结构，其中架平台分为前中后三部分，前后两部分相同，回转盘为弦月形，回转盘直径与回转架的回转直径一致，且两者中心在Y轴方向、Z轴方向上均重合。同时沿架平台长度方向铺设直线导轨并设置传动机构，中间部分为平台结构，沿架平台铺设RGV小车移动导轨。

作为优选所述主回转平台绕所述回转支撑轴线回转，且与水平面回转夹角为α，所述α范围为-85°～+85°。

采用上述方案后，回转盘安装布置于架平台外侧，与架平台组合成为一体，整体呈凸形结构，实现主回转平台整体结构可绕X轴实现-85°～+85°的大角度主回转。

作为优选，所述主回转平台外部沿RGV小车移动方向设有延伸轨道，所述延伸轨道与所述RGV小车轨道对应设置。

采用上述方案后，架平台的中间部分为平台结构，并且沿架平台宽度方向上铺设导轨，导轨铺设间距根据RGV小车轨道间距确定，RGV小车通过轨道可以携带工件驶入架平台的中间平台区域，实现对变位机自动上料。

作为优选，还包括控制器，控制所述主回转平台的转动，所述副回转底座、副回转支撑在所述主回转平台的移动及所述副回转底座、副回转支撑各夹具夹持同步旋转运动。

采用上述方案后，副回转底座、副回转支撑，均采用伺服电机及控制器控制，分别布置于架平台的前后两个区域，与架平台上的直线导轨和传动机构配合，实现其在架平台上的前后移动，以此满足不同长度规格的工件装夹、定位及旋转。

作为优选，还包括位置检测装置，检测所述主回转平台的转动，所述副回转底座、副回转支撑在所述主回转平台的移动及所述副回转底座、副回转支撑各夹具夹持同步旋转运动状态。

采用上述方案后，副回转底座、副回转支撑及各夹具，均采用闭环系统，检测装置通过直接或间接测量检测出执行部件的实际的位移量，然后反馈到数控装置，并与指令位移进行比较实现各动作联动准确。

控制器和位置检测装置控制主、副回转，两回转之间既能独立旋转，又能实现联动控制，同时可作为焊接工作站机器人控制的外部轴，与机器人实现联动控制。

作为优选，所述回转机构由驱动电机通过啮合传动方式驱动所述回转座回转。

作为优选，所述传动机构由驱动电机通过啮合传动或螺旋传动方式驱动所述副回转底座和副回转支撑移动。

作为优选，所述旋转机构由驱动电机通过啮合传动方式驱动所述夹具360°旋转。

本实用新型的有益效果：实现了待焊工件能够保持大角度、多维度翻转，将各位置的焊缝摆到平焊位置，实现工件自动船型焊接；通过RGV小车实现工件自动上下料、自动搬运，提高产线自动化生产水平及操作安全性；焊接工件通过该变位机夹持、变位，可有效提高焊接质量，提高焊接效率，提高焊接安全性以及自动化水平，能够满足大批量规模化生产的要求。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1是本实用新型的整体结构示意图；

图2是主回转底座示意图Ⅰ；

图3是主回转底座示意图Ⅱ；

图4主回转平台示意图；

图5是主回转架示意图Ⅰ；

图6是主回转架示意图Ⅱ；

图7是主回转架示意图Ⅲ；

图8是本实用新型的实施例示意图；

图中所示：

1-主回转底座，11-底座框架，12-伺服电机，13-齿轮齿圈，14-齿轮；

2-主回转平台，20-回转架，201-回转座，2010-回转支撑，202-架平台，203-平台回转盘；

21-副回转底座，211-副回转底座导轨，212-副回转底座驱动电机，213-副回转夹钳；

22-副回转支撑，221-副回转支撑导轨，222-副回转支撑定位，223-副回转支撑夹钳；

23-承载面；

24-RGV行走导轨；

3-辅助支撑；

4-焊接机器人；

5-基础；

具体实施方式

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连通”、“安装”、“相连”、“连接”、“电气连接”“固接”、“固定”“安装于”、“设于”“设有”及“设置”应做广义理解，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电气连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，如数据线、无线数据通讯方式，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义，为能清楚说明本方案的技术特点。

另外，除非另作定义，本实用新型使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。

附图以A4纸证正面为观测方向，附图1中的坐标系为X轴Y轴Z轴方向，X轴Y轴Z轴目的在于方便公众理解，因而不能将其理解为对本实用新型提供的技术方案的特别限定，仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。例如下面的描述中凡是涉及“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“中”“后”的方向性或者称方位性的概念均是针对正在被描述的图所处的位置状态而言的，目的在于方便公众理解，因而不能将其理解为对本实用新型提供的技术方案的特别限定，仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

参照附图1-8，一种大角度、多维度回转的焊接变位机实施方式：包括主回转平台2、驱动主回转平台2转动的主回转底座1及支撑主回转平台2的辅助支撑3，所述主回转平台2上设有相对移动的副回转底座21和副回转支撑22，所述副回转底座21和副回转支撑22之间设有与所述主回转平台2长度方向垂直的RGV小车轨道或RGV小车。

采用上述方案后，主回转底座1作为主动力输出单元，为主回转平台2提供旋转动力输入，同时与辅助支撑3配合，承载主回转平台2及工件的全部荷载。主回转平台2作为承载主体，通过主回转底座1的动力输入可绕X轴实现大角度主回转，主回转平台2上的副回转底座21和副回转支撑22配合使用，作为独立于主回转外的副回转，主、副回转配合，实现工件最佳的船型位焊接，通过沿所述主回转平台2长度方向垂直的RGV小车轨道或RGV小车，实现工件上料、转移搬运更加灵活快捷。

所述主回转底座1包括底座框架11，及设置在内部驱动所述主回转平台2转动的回转机构。

采用上述方案后，底座框架11作为承载主体，通过伺服电机12带动减速机作为主回转动力源，通过齿轮14驱动内齿轮齿圈13完成动力传递。

所述主回转平台2包括回转架20，及分别设置在所述回转架20两端，通过至少一个传动机构驱动沿所述主回转平台2长度方向移动的副回转底座21和副回转支撑22，所述副回转底座21和副回转支撑22分别设有可夹持并同步旋转的夹具，所述各夹具通过对应的旋转机构驱动。

采用上述方案后，主回转平台2整体结构可绕X轴实现大角度主回转，主回转平台2上的副回转底座21和副回转支撑22配合使用，作为独立于主回转外的副回转，可实现360°旋转，同时主、副回转及夹具夹持可实现联动。

所述回转架20包括分别支撑架平台202和平台回转盘203的回转座201，所述回转座201通过回转支撑2010连接回转机构的回转体，所述平台回转盘203与回转支撑2010同心设置并外切于所述辅助支撑3，所述架平台202分别设有导向所述副回转底座21、副回转支撑22及RGV小车移动的轨道。

采用上述方案后，回转架20为整体结构，其中架平台202分为前中后三部分，前后两部分相同，回转盘203为弦月形，回转盘直径与回转架20的回转直径一致，且两者中心在Y轴方向、Z轴方向上均重合。同时沿架平台202长度方向铺设直线导轨并设置传动机构，中间部分为平台结构，沿架平台202铺设RGV小车移动的轨道。

所述主回转平台2绕所述平台回转盘203同心回转，且与水平面回转夹角为α，所述α范围为-85°～+85°。

采用上述方案后，回转盘203安装布置于架平台202外侧，与架平台202组合成为一体，整体呈凸形结构，实现主回转平台2整体结构可绕X轴实现-85°～+85°的大角度主回转。

所述主回转平台2外部沿RGV小车移动方向设有延伸轨道，所述延伸轨道数量和间距与所述RGV小车轨道对应设置。

采用上述方案后，架平台202的中间部分为平台结构，并且沿架平台202宽度方向上铺设导轨，导轨铺设间距根据RGV小车轨道间距确定，RGV小车通过轨道可以携带工件驶入架平台202的中间平台区域，RGV小车通过现有手段如举升、自动定位，实现对变位机装夹前的自动上料。

进一步的还包括控制器，控制所述主回转平台2的转动，所述副回转底座21、副回转支撑22在所述主回转平台2的移动及所述副回转底座21、副回转支撑22各夹具夹持同步旋转运动。

采用上述方案后，副回转底座21、副回转支撑22，均采用伺服电机及控制器控制，分别布置于架平台202的前后两个区域，与架平台202上的直线导轨和传动机构配合，实现其在架平台202上的前后移动，以此满足不同长度规格的工件装夹、定位及旋转。

进一步的还包括位置检测装置，检测所述主回转平台2的转动，所述副回转底座21、副回转支撑22在所述主回转平台2的移动及所述副回转底座21、副回转支撑22各夹具夹持同步旋转运动状态。

采用上述方案后，副回转底座21、副回转支撑22及各夹具，均采用闭环系统，检测装置通过直接或间接测量检测出执行部件的实际的位移量，然后反馈到数控装置，并与指令位移进行比较，如果有差值，就发出运动控制信号，控制数控机床移动部件向消除该差值的方向移动。不断比较指令信号与反馈信号，然后进行控制，直到差值为0，运动停止，实现各动作联动准确，上述手段采用现有技术即可实现，不在赘述。

控制器和位置检测装置控制主、副回转，两回转之间既能独立旋转，又能实现联动控制，同时可作为焊接工作站机器人控制的外部轴，与机器人实现联动控制。

所述回转机构由驱动电机通过啮合传动方式驱动所述回转座201回转。所述回转机构由伺服电机12驱动齿轮14啮合可自转的齿轮齿圈13，所述齿轮齿圈13固接并联动所述回转架20。

所述传动机构由驱动电机通过啮合传动或螺旋传动方式驱动所述副回转底座21和副回转支撑22移动，所述传动机构由电机驱动啮合传动或螺旋传动。

所述旋转机构由驱动电机通过啮合传动方式驱动所述所述夹具360°旋转。所述旋转机构由伺服电机驱动齿轮啮合可自转的齿轮齿圈，所述齿轮齿圈固接并联动所述夹具。

下面通过具体的实施例对本实用新型作进一步详细描述。

下面实施例涉基于背景技术，适用于大型工程机械的零部件焊接或针对特定领域的异形大吨位结构工件的特殊焊接要求，可根据国家检测标准进行常规焊接，也可针对特殊环境及要求进行特种焊接。

如图8所示，为本实用新型的实施例所提供结构示意图。大角度、多维度回转的焊接变位机实施方式：设置在基础5内，外部设有焊接机器人4，焊接机器人4采用6轴机器人通过桁架安装，并可沿桁架布设方向移动，包括主回转平台2、驱动主回转平台2转动的主回转底座1及支撑主回转平台2的辅助支撑3，所述主回转平台2上设有相对移动的副回转底座21和副回转支撑22，所述副回转底座21和副回转支撑22之间设有与所述主回转平台2长度方向垂直的RGV行走导轨24或RGV小车。

如图1-8所示，所述主回转底座1包括底座框架11，及设置在内部驱动所述主回转平台2转动的回转机构。底座框架11作为承载主体，通过伺服电机12带动减速机作为主回转动力源，通过齿轮14驱动内齿轮齿圈13完成动力传递。

所述主回转平台2包括回转架20，及分别设置在所述回转架20两端，通过至少一个传动机构驱动沿所述主回转平台2长度方向移动的副回转底座21和副回转支撑22，所述副回转底座21包括副回转底座导轨211，副回转底座驱动电机212，副回转夹钳213，所述副回转支撑22包括副回转支撑导轨221，副回转支撑定位222，副回转支撑夹钳223，通过上述所述副回转底座21和副回转支撑22分别设有的副回转夹钳213和副回转支撑夹钳223实现夹持同步，所述各夹钳通过对应的旋转机构驱动，所述旋转机构同理上述回转机构驱动方式或采用现有其他形式，所述各夹钳采用现有技术实现，不在赘述。

所述回转架20包括分别支撑架平台202和平台回转盘203的回转座201，所述回转座201通过回转支撑2010连接回转机构的回转体，所述平台回转盘203与回转支撑2010同心设置并外切于所述辅助支撑3，所述支撑架平台202分别设有导向所述副回转底座21、副回转支撑22及RGV小车移动的轨道。

所述主回转平台2绕所述平台回转盘203同心回转，且与水平面回转夹角为α，所述α范围为-85°～+85°。

如图4-8所示，基础5内设有主回转平台2回转空间，所述回转盘203整体呈凸形结构，安装布置于架平台202外侧并与架平台202组合成为一体，通过辅助支撑3，实现主回转平台2整体结构可绕X轴实现-85°～+85°的大角度主回转。

所述主回转平台2外部沿RGV小车移动方向设有延伸轨道，所述延伸轨道数量和间距与所述RGV小车轨道对应设置，所述RGV行走导轨24设置在回转架20的承载面23上，所述延伸轨道图中未示出，设置于设备安装环境的地面即水平面。

上述控制器还外接焊接机器人及焊机动力源，主要控制所述主回转平台2的转动，所述副回转底座21、副回转支撑22在所述主回转平台2的移动及所述副回转底座21、副回转支撑22各夹钳夹持同步旋转运动。

上述位置检测装置，检测所述主回转平台2的转动，所述副回转底座21、副回转支撑22在所述主回转平台2的移动及所述副回转底座21、副回转支撑22各夹钳夹持同步旋转运动状态。

控制器和位置检测装置控制主、副回转，两回转之间既能独立旋转，又能实现联动控制，同时可作为焊接工作站机器人控制的外部轴，与机器人实现联动控制。

所述回转机构由驱动电机通过啮合传动方式驱动所述回转座201回转。所述回转机构由伺服电机12驱动齿轮14啮合可自转的齿轮齿圈13，所述齿轮齿圈13固接并联动所述回转架20的回转支撑2010。

所述传动机构由驱动电机通过啮合传动或螺旋传动方式驱动所述副回转底座21和副回转支撑22移动，所述传动机构由电机驱动啮合传动或螺旋传动，啮合传动采用现有的齿轮齿条啮合，螺旋传动方式采用现有的丝杠或螺杆及配套传动支撑件等。

所述旋转机构由驱动电机通过啮合传动方式驱动所述夹钳360°旋转。所述旋转机构由伺服电机驱动齿轮啮合可自转的齿轮齿圈，所述齿轮齿圈固接并联动所述夹钳。

当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现如焊接机器人的动力源、气源及支撑桁架等，在此不再赘述；本实用新型的相关术语：回转体是指回转作用的支撑和承载作用的部件。对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种大角度、多维度回转船型焊接变位机，其特征在于：包括主回转平台、驱动主回转平台转动的主回转底座及支撑主回转平台的辅助支撑，所述主回转平台上设有相对移动的副回转底座和副回转支撑，所述副回转底座和副回转支撑之间设有与所述主回转平台长度方向垂直的RGV小车轨道。

2.根据权利要求1所述的大角度、多维度回转船型焊接变位机，其特征在于：所述主回转底座包括底座框架，及设置在内部驱动所述主回转平台转动的回转机构。

3.根据权利要求2所述的大角度、多维度回转船型焊接变位机，其特征在于：所述主回转平台包括回转架，及分别设置在所述回转架两端，通过至少一个传动机构驱动沿所述主回转平台长度方向移动的副回转底座和副回转支撑，所述副回转底座和副回转支撑分别设有可夹持并同步旋转的夹具，所述各夹具通过对应的旋转机构驱动。

4.根据权利要求3所述的大角度、多维度回转船型焊接变位机，其特征在于：所述回转架包括分别支撑架平台和平台回转盘的回转座，所述回转座通过回转支撑连接回转机构的回转体，所述平台回转盘与回转支撑同心设置并外切于所述辅助支撑，所述架平台分别设有导向所述副回转底座、副回转支撑及RGV小车移动的轨道。

5.根据权利要求4所述的大角度、多维度回转船型焊接变位机，其特征在于：所述主回转平台绕所述回转支撑轴线回转，且与水平面回转夹角为α，所述α范围为-85°～+85°。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的大角度、多维度回转船型焊接变位机，其特征在于：所述主回转平台外部沿RGV小车移动方向设有延伸轨道，所述延伸轨道与所述RGV小车轨道对应设置。

7.根据权利要求1-5任意一项所述的大角度、多维度回转船型焊接变位机，其特征在于：还包括控制器，控制所述主回转平台的转动，所述副回转底座、副回转支撑在所述主回转平台的移动及所述副回转底座、副回转支撑各夹具夹持同步旋转运动。

8.根据权利要求1-5任意一项所述的大角度、多维度回转船型焊接变位机，其特征在于：还包括位置检测装置，检测所述主回转平台的转动，所述副回转底座、副回转支撑在所述主回转平台的移动及所述副回转底座、副回转支撑各夹具夹持同步旋转运动状态。

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