CN219945119U - 一种机器人焊接不锈钢阴极板专用夹具 - Google Patents

Abstract

一种机器人焊接不锈钢阴极板专用夹具，解决现有技术存在的定位精度低，焊接后变形严重，难以保证垂直度，产品质量差，影响自动焊接生产效率的问题。包括上方转动设置有旋转承载台的基座，旋转承载台的上部设置有横梁夹紧机构，横梁夹紧机构的一侧设置有竖向布置的支撑背板，横梁夹紧机构的另一侧设置有底板压紧机构；支撑背板与底板压紧机构之间的间隔空间的端部设置有上下料端口，底板压紧机构与横梁夹紧机构之间设置有前侧焊接窗口，支撑背板上设置有后侧焊接窗口。其设计合理，结构紧凑，定位准确，适用于阴极板结构特点，上下料方便，可有效防止焊后变形，保证垂直度，生产效率高，实用性强。

Description

一种机器人焊接不锈钢阴极板专用夹具

技术领域

本实用新型属于工装夹具技术领域，具体涉及一种定位准确，适用于阴极板结构特点，上下料方便，能够有效防止焊后变形，保证垂直度，可满足阴极板加工尺寸要求，生产效率高，实用性强的机器人焊接不锈钢阴极板专用夹具。

背景技术

在不锈钢阴极板的制造工艺中，导电的阴极板横梁与不锈材质的阴极板底板之间的焊接十分关键。目前，国内不锈钢阴极板的焊接，大多是以氩弧手工焊为主，焊缝易出现裂纹、焊偏等问题。另外，在现代焊接生产中，优秀的焊接工人越来越难找，且随着对焊接质量的要求也越来越高，所以迫使制造厂家不得不采用机器人自动化焊接。然而，由于缺少能够适用阴极板结构特点的自动焊接工装夹具，现有自动化焊接的阴极板产品的定位精度低，焊接后变形严重，难以保证垂直度，产品质量差，且影响生产效率，无法发挥出自动焊接的有利优势。故有必要对现有技术的机器人焊接不锈钢阴极板的工装夹具予以改进。

实用新型内容

本实用新型就是针对上述问题，提供一种定位准确，适用于阴极板结构特点，上下料方便，能够有效防止焊后变形，保证垂直度，可满足阴极板加工尺寸要求，生产效率高，实用性强的机器人焊接不锈钢阴极板专用夹具。

本实用新型所采用的技术方案是：该机器人焊接不锈钢阴极板专用夹具包括基座，其特征在于：所述基座的上方转动设置有旋转承载台，所述旋转承载台的上部设置有用于夹固阴极板横梁的横梁夹紧机构；所述横梁夹紧机构的一侧设置有竖向布置、用于支撑阴极板底板的支撑背板，横梁夹紧机构的另一侧设置有用于压紧阴极板底板的底板压紧机构；并且，所述支撑背板与底板压紧机构之间还设置有用于布置阴极板横梁和阴极板底板的间隔空间，所述间隔空间的端部设置有上下料端口，所述底板压紧机构与横梁夹紧机构之间设置有前侧焊接窗口，支撑背板上设置有后侧焊接窗口。

所述旋转承载台的底部通过转盘轴承与基座的上部相连，所述转盘轴承通过传动机构与旋转伺服电机的驱动端相连。以在焊接机器人完成单面焊接之后，通过旋转伺服电机和传动机构（例如：齿轮传动机构）来驱动转盘轴承带动旋转承载台旋转180度，进而实现对阴极板底板和阴极板横梁结合部位的另外一面的焊接。

所述支撑背板上、远离上下料端口的一端设置有限位卡块。以利用限位卡块来限制经由上下料端口、推送到支撑背板上的阴极板底板的位置，便于阴极板底板的焊接定位。

所述横梁夹紧机构包括设置在旋转承载台上侧的横梁纵向定位挡块，横梁纵向定位挡块的前侧设置有若干组横梁夹紧气缸，横梁夹紧气缸的伸缩端朝向横梁纵向定位挡块的方向布置；并且，所述横梁夹紧气缸的伸缩端分别设置有横梁夹紧压板；所述横梁纵向定位挡块与所述横梁夹紧压板之间设置有横梁夹持腔，横梁夹持腔的端部设置有横梁横向定位挡板。以将待焊接的阴极板横梁放置于横梁夹持腔内，并通过横梁纵向定位挡块来限制阴极板横梁的纵向位置，利用横梁横向定位挡板来限制阴极板横梁的横向位置；之后，再通过横梁夹紧气缸的伸缩，使气缸伸缩端的横梁夹紧压板夹固住阴极板横梁。

所述底板压紧机构包括压块连接架，压块连接架上、朝向支撑背板的一侧设置有若干组底板压紧块，所述压块连接架另外一侧的两端分别设置有压块架伸缩气缸，压块架伸缩气缸的缸体与气缸支架相连，且压块架伸缩气缸的伸缩端分别与压块连接架的两端部相连。以在阴极板底板被推送到支撑背板上之后，利用压块架伸缩气缸的伸缩来带动压块连接架以及其上的底板压紧块，朝着支撑背板的方向压合，从而将阴极板底板压紧在支撑背板上，便于后续的焊接作业。

所述底板压紧块上、与阴极板底板相接触的一侧，设置有若干个组柔性压头。以防止底板压紧块在压紧阴极板底板的过程中，对底板板面产生刮擦和损伤。

所述柔性压头采用聚氨酯材料制成。

所述支撑背板的中部设置有底板导向机构，且所述底板导向机构沿阴极板底板上料时的滑动方向布置。以便于阴极板底板在该专用夹具上的装卸。

所述底板导向机构包括滚轮支架，滚轮支架可伸缩式的布置在支撑背板中部设置的导向机构安装凹槽内；所述滚轮支架上、朝向底板压紧机构的一侧设置有若干组导向滚轮，所述滚轮支架的另一侧设置有若干组滚轮架伸缩气缸，滚轮架伸缩气缸的伸缩端与滚轮支架的架体相连。以通过滚轮支架上的导向滚轮与阴极板底板的板面形成滚动接触，利于阴极板底板的推动上料以及焊接后阴极板的下料；同时，利用滚轮架伸缩气缸的伸缩，可实现底板导向机构的滚轮支架在导向机构安装凹槽内的伸出和收回，进而使得在焊接的过程中（不需要导向的时候），能够将底板导向机构收回到支撑背板的内部。

所述支撑背板上、与阴极板底板相接触的前侧为光滑表面，所述支撑背板的后侧设置有若干组加强筋板。以利用支撑背板的光滑表面与阴极板底板形成可靠接触，利于焊接；且通过加强筋板来增强支撑背板的结构强度。

本实用新型的有益效果：由于本实用新型采用上方转动设置有旋转承载台的基座，旋转承载台的上部设置有用于夹固阴极板横梁的横梁夹紧机构，横梁夹紧机构的一侧设置有竖向布置、用于支撑阴极板底板的支撑背板，横梁夹紧机构的另一侧设置有用于压紧阴极板底板的底板压紧机构；支撑背板与底板压紧机构之间设置有间隔空间，间隔空间的端部设置有上下料端口，底板压紧机构与横梁夹紧机构之间设置有前侧焊接窗口，支撑背板上设置后侧焊接窗口的结构形式，所以其设计合理，结构紧凑，定位准确，能够满足阴极板加工尺寸要求，且适用于阴极板的结构特点，方便上下料；并通过有效的固定来抵抗焊接后的应力，进而使阴极板焊后不变形、保证垂直度要求；同时也提高了生产效率。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图。

图2是图1中移除阴极板底板和阴极板横梁后的一种结构示意图。

图3是图2的A向视图。

图4是图2中的横梁夹紧机构的一种结构示意图。

图5是图2中的底板导向机构的一种结构示意图。

图6是图5的B向视图。

图7是图2中的底板压紧机构的一种结构示意图。

图8是图7的C向视图。

图9是图1中的旋转伺服电机驱动旋转承载台转动（阴极板翻面）的一种使用状态示意图。

图中序号说明：1基座、2旋转伺服电机、3旋转承载台、4横梁夹紧机构、5底板压紧机构、6支撑背板、7限位卡块、8底板导向机构、9阴极板横梁、10阴极板底板、11导向机构安装凹槽、12上下料端口、13前侧焊接窗口、14加强筋板、15后侧焊接窗口、16转盘轴承、17横梁纵向定位挡块、18横梁横向定位挡板、19横梁夹紧气缸、20横梁夹紧压板、21横梁夹持腔、22滚轮支架、23导向滚轮、24滚轮架伸缩气缸、25压块连接架、26底板压紧块、27柔性压头、28压块架伸缩气缸、29气缸支架。

具体实施方式

根据图1～9详细说明本实用新型的具体结构。该机器人焊接不锈钢阴极板专用夹具包括底部用于固定的基座1，基座1的上方转动设置有旋转承载台3。旋转承载台3的底部通过转盘轴承16与基座1的上部相连，转盘轴承16通过齿轮传动机构与旋转伺服电机2的驱动端相连。进而在焊接机器人完成单面焊接之后，通过旋转伺服电机2和传动机构，来驱动转盘轴承16带动旋转承载台3旋转180度，以在焊接机器人位置不动的情况下，实现对阴极板底板10和阴极板横梁9之间的结合部位的双面焊接。

旋转承载台3的上部，设置有用于夹固阴极板横梁9的横梁夹紧机构4。横梁夹紧机构4包括设置在旋转承载台3上侧的长条状横梁纵向定位挡块17，横梁纵向定位挡块17的前侧，则设置有若干组横梁夹紧气缸19；横梁夹紧气缸19的伸缩端朝向横梁纵向定位挡块17的方向布置，横梁夹紧气缸19的伸缩夹紧方向与横梁纵向定位挡块17的布置方向相互垂直。并且，横梁夹紧气缸19的伸缩端分别设置有横梁夹紧压板20；横梁纵向定位挡块17与横梁夹紧压板20之间设置有横梁夹持腔21，横梁夹持腔21远离上下料端口12的端部，设置有横梁横向定位挡板18（如图4所示）。从而，将待焊接的阴极板横梁9放置于横梁夹持腔21内，并通过横梁纵向定位挡块17来限制阴极板横梁9的纵向位置，且利用横梁横向定位挡板18来限制阴极板横梁9的横向位置；之后，再通过横梁夹紧气缸19的伸缩，来使横梁夹紧气缸19伸缩端的横梁夹紧压板20夹固住阴极板横梁9。

横梁夹紧机构4的一侧、旋转承载台3上，设置有竖向布置、用于支撑阴极板底板10的支撑背板6。支撑背板6上、远离上下料端口12的一端设置有限位卡块7；以利用限位卡块7来限制经由上下料端口12、推送到支撑背板6上的阴极板底板10的位置，便于阴极板底板10的焊接定位。同时，支撑背板6上、与阴极板底板10相接触的前侧为光滑表面，支撑背板6的后侧设置有若干组加强筋板14（如图2和图3所示）；进而利用支撑背板6的光滑表面与阴极板底板10形成可靠接触，利于焊接；且通过加强筋板14来增强支撑背板6的结构强度。

另外，支撑背板6的中部还设置有底板导向机构8，且底板导向机构8沿阴极板底板10上料时的滑动方向布置。底板导向机构8由滚轮支架22构成，滚轮支架22可伸缩式的布置在支撑背板6中部设置的导向机构安装凹槽11内。滚轮支架22上、朝向底板压紧机构5（即：朝向阴极板底板10）的一侧设置有若干组导向滚轮23，滚轮支架22的另一侧设置有若干组滚轮架伸缩气缸24，滚轮架伸缩气缸24的伸缩端与滚轮支架22的架体相连（如图5和图6所示）。进而，通过滚轮支架22上的导向滚轮23与阴极板底板10的板面形成滚动接触，以利于阴极板底板10的推动上料以及焊接后阴极板的下料；同时，利用滚轮架伸缩气缸24的伸缩，来实现底板导向机构8的滚轮支架22在导向机构安装凹槽11内的伸出和收回，从而使得在焊接的过程中（不需要进行导向的时候），能够将底板导向机构8收回到支撑背板6的内部。

旋转承载台3上、横梁夹紧机构4的另外一侧，则设置有用于压紧阴极板底板10的底板压紧机构5。并且，支撑背板6与底板压紧机构5之间还设置有用于布置阴极板横梁9和阴极板底板10的间隔空间，间隔空间的端部设置有上下料端口12。同时，整个专用夹具的前侧、底板压紧机构5与横梁夹紧机构4之间，设置有前侧焊接窗口13；专用夹具的后侧、支撑背板6上，设置有后侧焊接窗口15，后侧焊接窗口15与前侧焊接窗口13的位置相对应。

底板压紧机构5由长条状的压块连接架25构成，压块连接架25上、朝向支撑背板6（即：朝向阴极板底板10）的一侧，设置有若干组底板压紧块26。底板压紧块26上、与阴极板底板10相接触的一侧，设置有若干个组柔性压头27；且柔性压头27可采用聚氨酯材料制成。进而防止底板压紧块26在压紧阴极板底板10的过程中，对底板板面产生刮擦和损伤。而且，压块连接架25另外一侧的两端，还分别设置有压块架伸缩气缸28；压块架伸缩气缸28的缸体与气缸支架29相连，且压块架伸缩气缸28的伸缩端分别与压块连接架25的两端部相连，压块架伸缩气缸28的伸缩压紧方向与压块连接架25的布置方向相互垂直。从而，在阴极板底板10被推送到支撑背板6上之后，利用压块架伸缩气缸28的伸缩，来带动压块连接架25以及其上的底板压紧块26朝着支撑背板6的方向压合，以将阴极板底板10压紧在支撑背板6上，便于后续的焊接作业。

该机器人焊接不锈钢阴极板专用夹具使用时，首先，将复合好、待焊接的阴极板横梁9经由侧部的上下料端口12、放置到横梁夹持腔21内，且通过横梁纵向定位挡块17和横梁横向定位挡板18来限制阴极板横梁9的放置位置；阴极板横梁9放置到位之后，再利用横梁夹紧气缸19伸缩端的横梁夹紧压板20来压固住阴极板横梁9。然后，将激光切割后、已达尺寸的阴极板底板10从夹具一侧的上下料端口12推入，并利用支撑背板6上、处于伸出状态（滚轮架伸缩气缸24伸出）的底板导向机构8上的导向滚轮23，来为阴极板底板10的推入过程进行导向。

阴极板底板10被推送到位以后，利用压块架伸缩气缸28带动压块连接架25向阴极板底板10压合，进而通过底板压紧块26来将阴极板底板10压紧在支撑背板6上；同时，利用滚轮架伸缩气缸24驱使底板导向机构8的滚轮支架22收回到支撑背板6中部的导向机构安装凹槽11内，便于焊接的准确定位和垂直度的保证。随后，焊接机器人通过夹具的前侧焊接窗口13，对阴极板底板10和阴极板横梁9结合部位的一面进行焊接；根据具体的工艺要求，机器人编程可采取多点定位，以保证焊接的直线度。在焊接机器人完成单面焊接之后，通过旋转伺服电机2来驱动旋转承载台3以及其上的结构（包括阴极板底板10和阴极板横梁9）旋转180度（如图9所示）；然后，焊接机器人在位置不动的情况下，通过已翻转到前侧的后侧焊接窗口15，对阴极板底板10和阴极板横梁9结合部位的另外一面进行焊接，完成结合部位的双面焊接。

Claims (10)

1.一种机器人焊接不锈钢阴极板专用夹具，包括基座（1），其特征在于：所述基座（1）的上方转动设置有旋转承载台（3），所述旋转承载台（3）的上部设置有用于夹固阴极板横梁（9）的横梁夹紧机构（4）；所述横梁夹紧机构（4）的一侧设置有竖向布置、用于支撑阴极板底板（10）的支撑背板（6），横梁夹紧机构（4）的另一侧设置有用于压紧阴极板底板（10）的底板压紧机构（5）；并且，所述支撑背板（6）与底板压紧机构（5）之间还设置有用于布置阴极板横梁（9）和阴极板底板（10）的间隔空间，所述间隔空间的端部设置有上下料端口（12），所述底板压紧机构（5）与横梁夹紧机构（4）之间设置有前侧焊接窗口（13），支撑背板（6）上设置有后侧焊接窗口（15）。

2.根据权利要求1所述的机器人焊接不锈钢阴极板专用夹具，其特征在于：所述旋转承载台（3）的底部通过转盘轴承（16）与基座（1）的上部相连，所述转盘轴承（16）通过传动机构与旋转伺服电机（2）的驱动端相连。

3.根据权利要求1所述的机器人焊接不锈钢阴极板专用夹具，其特征在于：所述支撑背板（6）上、远离上下料端口（12）的一端设置有限位卡块（7）。

4.根据权利要求1所述的机器人焊接不锈钢阴极板专用夹具，其特征在于：所述横梁夹紧机构（4）包括设置在旋转承载台（3）上侧的横梁纵向定位挡块（17），横梁纵向定位挡块（17）的前侧设置有若干组横梁夹紧气缸（19），横梁夹紧气缸（19）的伸缩端朝向横梁纵向定位挡块（17）的方向布置；并且，所述横梁夹紧气缸（19）的伸缩端分别设置有横梁夹紧压板（20）；所述横梁纵向定位挡块（17）与所述横梁夹紧压板（20）之间设置有横梁夹持腔（21），横梁夹持腔（21）的端部设置有横梁横向定位挡板（18）。

5.根据权利要求1所述的机器人焊接不锈钢阴极板专用夹具，其特征在于：所述底板压紧机构（5）包括压块连接架（25），压块连接架（25）上、朝向支撑背板（6）的一侧设置有若干组底板压紧块（26），所述压块连接架（25）另外一侧的两端分别设置有压块架伸缩气缸（28），压块架伸缩气缸（28）的缸体与气缸支架（29）相连，且压块架伸缩气缸（28）的伸缩端分别与压块连接架（25）的两端部相连。

6.根据权利要求5所述的机器人焊接不锈钢阴极板专用夹具，其特征在于：所述底板压紧块（26）上、与阴极板底板（10）相接触的一侧，设置有若干个组柔性压头（27）。

7.根据权利要求6所述的机器人焊接不锈钢阴极板专用夹具，其特征在于：所述柔性压头（27）采用聚氨酯材料制成。

8.根据权利要求1所述的机器人焊接不锈钢阴极板专用夹具，其特征在于：所述支撑背板（6）的中部设置有底板导向机构（8），且所述底板导向机构（8）沿阴极板底板（10）上料时的滑动方向布置。

9.根据权利要求8所述的机器人焊接不锈钢阴极板专用夹具，其特征在于：所述底板导向机构（8）包括滚轮支架（22），滚轮支架（22）可伸缩式的布置在支撑背板（6）中部设置的导向机构安装凹槽（11）内；所述滚轮支架（22）上、朝向底板压紧机构（5）的一侧设置有若干组导向滚轮（23），所述滚轮支架（22）的另一侧设置有若干组滚轮架伸缩气缸（24），滚轮架伸缩气缸（24）的伸缩端与滚轮支架（22）的架体相连。

10.根据权利要求1所述的机器人焊接不锈钢阴极板专用夹具，其特征在于：所述支撑背板（6）上、与阴极板底板（10）相接触的前侧为光滑表面，所述支撑背板（6）的后侧设置有若干组加强筋板（14）。