CN220806026U - 一种新型三轴转台系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种新型三轴转台系统，包括：大轴转台驱动组件用于大轴回转组件沿竖直轴线回转；两个小轴驱动组件用于小轴回转组件沿水平轴线回转；高度调节组件用于调节大轴回转组件的水平度；小轴驱动组件和小轴支撑组件相对的端部均连接有绝缘快换组件。本实用新型的新型三轴转台系统，主轴采用伺服电机配合凸轮分度器驱动回转框架沿竖直轴线进行旋转，在主轴回转的同时，小轴同步沿水平轴线回转，小轴采用伺服电机配合摆线式减速机或转台来驱动回转框架，当小轴回转框架转到工作位面时，通过机械手或者人工对回转框架上的工件进行抓取和切换，焊接机械手焊后回转框架转到下一个工作位面，从而能够连续不断的工作，极大的提高了工作效率。

Description

一种新型三轴转台系统

技术领域

本实用新型涉及汽车焊接技术领域，尤其是指一种新型三轴转台系统。

背景技术

在汽车制造过程的白车身制造工序中，各部件根据规格要求加工焊接在一起，完成汽车白车身焊装，在此工序中，焊接转台用来夹持和定位各零部件，以便装配和焊接工作。

焊接转台在工作时一般先将车件固定在夹紧机构上，然后通过三轴转台系统将车件运行到方便焊接的位置来进行焊接工作。

但是，目前的三轴焊接转台系统存在下面的问题：

一、目前用于三轴线协同定位的焊接设备，多数采用电机配合减速机作为各个轴线的驱动，受到减速机的结构限制，无法做到很大的负载，通常单轴的带载能力仅为1.5吨左右。

二、由于受到减速机的刚性限制，以及齿轮加工的精度限制，很难在即保证刚性的情况下，又能实现超高的精度。

三、现有三轴线协同定位设备多为标准产品，并没有兼顾汽车白车身焊接的工况，需要二次开发相关的功能与定位，也无法适应汽车行业日益增加的定制化需求，不容易实现在一条产线上生产多个车型的需求。

实用新型内容

为此，本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术中负载低，无法满足汽车行业日益增加的大负载需求的问题，且越来越多样性的定位角度和超高定位精度的要求，以及实现汽车白车身焊接生产线可快速调整生产不同车型的需求，可通过工装夹具的快速切换实现生产不同车型的需求。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种新型三轴转台系统，包括：大轴转台驱动组件；大轴回转组件，其与大轴转台驱动组件连接，并且所述大轴转台驱动组件用于大轴回转组件沿竖直轴线回转，大轴采用凸轮分度器作为驱动组件，极大的提升了负载能力和定位精度，从而使三轴转台的负载能力是过往产品的3倍以上，回转过程中重复定位精度可达±10弧秒及以上；小轴驱动组件由摆线减速机或者转台作为驱动部，同样具备大轴的高负载和高精度的特点，且能提供更高的刚性，使小轴回转更加稳定，其在大轴回转组件上设置两个；小轴支撑组件，其在大轴回转组件上设置两个，并且所述小轴支撑组件与小轴驱动组件一一对应设置，所述小轴驱动组件和小轴支撑组件相对的端部均连接有绝缘快换组件，通过绝缘快换组件不但可以实现小轴回转框架的快速切换，同时其电绝缘的特性，避免在作业过程中操作人员意外触电的可能性。所述小轴回转框架通过绝缘快换组件与小轴驱动组件和小轴支撑组件连接，所述小轴驱动组件驱动小轴回转框架沿着水平轴线回转；小轴回转框架，其相对的两侧边分别与绝缘快换组件连接；且大轴驱动组件的下面设计有高度调节组件，可用于精确调节大轴安装平面的水平度。

在本实用新型的一个实施例中，所述小轴回转框架上设有两个销定位组件，所述销定位组件用于工装夹具的定位，通过气缸的动作可通过机械人实现夹具的自动切换，从而可快速实现不同车件的切换。

在本实用新型的一个实施例中，所述高度调节组件上设有插销锁止组件，所述插销锁止组件用于锁止大轴回转框架，当插销插入大轴回转框架组件时触发的传感器，防止维修时电机以外启动。插销锁止组件中带有触发传感器，防止在维修过程中发生误动作。

在本实用新型的一个实施例中，所述大轴转台驱动组件包括伺服式凸轮分度器、伺服电机和减速器，所述伺服电机通过减速器与伺服式凸轮分度器连接，所述大轴回转组件与伺服式凸轮分度器的台面连接。

在本实用新型的一个实施例中，所述大轴回转组件包括工字型回转框架、防焊渣盖板和维修盖板，所述防焊渣盖板和维修盖板均安装在工字型回转框架上，所述工字型回转框架长度方向的两端均设有警示支架。

在本实用新型的一个实施例中，所述工字型回转框架的中间横梁上设有遮光组件，所述遮光组件包括安装底脚、铝合金边框和遮光板，所述安装底脚固定安装在工字型回转框架的中间横梁上，所述铝合金边框设置在安装底脚上，所述遮光板设置在铝合金边框上。

在本实用新型的一个实施例中，所述小轴驱动组件包括小轴驱动电机、摆线减速机或转台、小轴安装支架、零位指针和角度标盘，所述小轴安装支架固定设置在大轴回转组件上，所述小轴驱动电机固定安装在小轴安装支架上，所述摆线减速机和小轴驱动电机连接，所述角度标盘和摆线减速机连接，所述零位指针固定设置在小轴安装支架上，并且所述零位指针指向角度标盘。

在本实用新型的一个实施例中，所述高度调节组件包括基板、调节板和若干焊接钢条，所述基板和调节板均为平板，所述基板的四角设有调节螺纹孔，通过旋转高度调节螺栓来调整大轴回转组件的平面度，所述调节板通过若干焊接钢条焊接在地基板上，所述大轴转台驱动组件设置在调节板上，地基板通过地面化学螺栓与地面可靠连接。

在本实用新型的一个实施例中，所述销定位组件包括气缸和球销，所述气缸安装在小轴回转框架上，所述球销和气缸连接，所述气缸驱动球销插入工装夹具的衬套中实现定位。

在本实用新型的一个实施例中，所述插销锁止组件包括插销座、锁止插销、手柄、传感器安装支架和传感器，所述插销座固定设置在调节板上，所述插销座为内部中空的圆筒状，并且所述锁止插销滑动设置在插销座内，所述锁止插销的上端部伸出插销座，所述锁止插销伸出插销座的上端部设有锁止凹槽，所述插销座的外壁上设有手柄导向槽，所述手柄导向槽呈“Z”字形，所述手柄导向槽分为设有高位凹槽和低位凹槽，所述手柄的一端与锁止插销连接，并且手柄贯穿手柄导向槽，所述手柄在高位凹槽和低位凹槽之间切换，所述传感器安装支架固定设置在插销座的外壁上，所述传感器安装在传感器安装支架上，所述手柄伸出手柄导向槽的端部设有感应凸部，所述手柄旋转至低位凹槽时，所述感应凸部位于传感器感应头部的正下方，从而触发传感器信号的切换。

本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本实用新型所述的新型三轴转台系统，主轴采用伺服电机驱动凸轮分度器，再由凸轮分度器驱动回转框架沿竖直轴线进行旋转，在主轴回转的同时，小轴同步沿水平轴线回转，小轴采用伺服电机配合摆线式减速机或凸轮分度器来驱动小轴回转框架，当小轴回转框架转到工作位面时，通过机械手或者人工对回转框架上的工件进行抓取和切换，焊接机械手焊后回转框架转到下一个工作位面，从而能够连续不断的工作，极大的提高了工作效率。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中

图1是本实用新型的新型三轴转台系统的整体结构示意图一；

图2是本实用新型的新型三轴转台系统的整体结构示意图二；

图3是本实用新型的大轴转台驱动组件的结构示意图；

图4是本实用新型的大轴回转组件的结构示意图；

图5是本实用新型的遮光组件的结构示意图；

图6是本实用新型的小轴驱动组件的结构示意图；

图7是本实用新型的小轴支撑组件的结构示意图；

图8是本实用新型的小轴回转框架的结构示意图；

图9是本实用新型的高度调节组件的结构示意图；

图10是本实用新型的销定位组件的结构示意图；

图11是本实用新型的插销锁止组件的结构示意图。

说明书附图标记说明：大轴转台驱动组件1、伺服式凸轮分度器11、伺服电机12、减速器13、大轴回转组件2、工字型回转框架21、防焊渣盖板22、维修盖板23、小轴驱动组件3、小轴驱动电机31、摆线减速机32、小轴安装支架33、零位指针34、角度标盘35、小轴支撑组件4、轴承座安装平台41、轴承座42、位置调节块43、组合垫片44、绝缘快换组件5、小轴回转框架6、回转框架本体61、偏心法兰62、调节块63、高度调节组件7、基板71、调节板72、焊接钢条73、销定位组件8、气缸81、球销82、插销锁止组件9、插销座91、手柄导向槽911、高位凸台912、低位凸台913、锁止插销92、锁止圆台921、手柄93、感应凸部931、传感器安装支架94、传感器95、遮光组件10、安装底脚101、铝合金边框102、遮光板103。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

参照图1、2所示，本实用新型的新型三轴转台系统，包括：大轴转台驱动组件1、大轴回转组件2、小轴驱动组件3、小轴支撑组件4、绝缘快换组件5、小轴回转框架6、高度调节组件7、销定位组件8和插销锁止组件9几个部分；大轴回转组件2，其与大轴转台驱动组件1连接，并且所述大轴转台驱动组件1用于大轴回转组件2沿竖直轴线在水平面内回转；小轴驱动组件3，其在大轴回转组件2上设置两个；小轴支撑组件4，其在大轴回转组件2上设置两个，并且所述小轴支撑组件4与小轴驱动组件3一一对应设置，所述小轴驱动组件3和小轴支撑组件4相对的端部均连接有绝缘快换组件5；小轴回转框架6，其相对的两侧边分别与绝缘快换组件5连接，所述小轴回转框架6通过绝缘快换组件5与小轴驱动组件3和小轴支撑组件4连接，所述小轴驱动组件3驱动小轴回转框架6着水平轴线回转；高度调节组件7，所述大轴转台驱动组件1设置在高度调节组件7上，并且所述高度调节组件7用于调整驱动大轴回转组件2的水平度；所述小轴回转框架6上设有两个销定位组件8，所述销定位组件8用于工装夹具的定位；所述高度调节组件7上设有插销锁止组件9，所述插销锁止组件9用于锁止大轴回转框架6以及大轴转台驱动组件1。

参照图3所示，所述大轴转台驱动组件1包括伺服式凸轮分度器11、伺服电机12和减速器13，所述伺服电机12通过减速器13与伺服式凸轮分度器11连接，所述大轴回转组件2与伺服式凸轮分度器11的台面连接。凸轮分度器11的凸轮轴通过减速机13与伺服电机12连接在一起，由伺服电机12来实现回转部分无刚性冲击匀加速和匀减速运动，并且由于驱动装置的高刚性与高强度，实现了在重载下也可以平稳运行，并且实现很高的超高定位精度。

参照图4所示，所述大轴回转组件2包括工字型回转框架21、防焊渣盖板22和维修盖板23，所述防焊渣盖板22和维修盖板23均安装在工字型回转框架21上，所述工字型回转框架21长度方向的两端均设有警示支架24。工字型回转框架21采用了标准管材与钢板焊接而成，通过有限元分析，保证了零件具备足够的强度，内部设计有线缆和气管的通道，通过防焊渣盖板22实现线缆和气管完全内藏，并设计有维修盖板23，当设备发生机械故障时，可以拆开维修盖板23查看螺栓连接以及更换凸轮从动件等操作，同时外部设计有警示支架24，操作人员可通过查看警示支架24的位置来判断最大的回转直径，防止人员误入，进一步提高了设备的安全性。

参照图5所示，所述工字型回转框架21的中间横梁上设有遮光组件10，所述遮光组件10包括安装底脚101、铝合金边框102和遮光板103，所述安装底脚101固定安装在工字型回转框架21的中间横梁上，所述铝合金边框102设置在安装底脚101上，所述遮光板103设置在铝合金边框102上。遮光板组件安装在大轴回转组件的上部，用于弧焊过程中避免强光对人眼的伤害，另外也可以防止焊渣飞溅到下方的操作人员。

参照图6所示，所述小轴驱动组件3包括小轴驱动电机31、摆线减速机32、小轴安装支架33、零位指针34和角度标盘35，所述小轴安装支架33固定设置在大轴回转组件2上，所述小轴驱动电机31固定安装在小轴安装支架33上，所述摆线减速机32和小轴驱动电机31连接，所述角度标盘35和摆线减速机32连接，所述零位指针34固定设置在小轴安装支架33上，并且所述零位指针34指向角度标盘35。采用了伺服电机与摆线减速机32的组合，充分利用了摆线减速机32高刚性，大减速比，高精度的特点，使小轴驱动部分做到相对轻量化的设计，减少了对主轴负载的浪费，提高设备能源效率，减少损耗；小轴安装支架33上设计有零位指针34和角度标盘35，可以方便操作人员查看运行的角度位置。

参照图7所示，所述小轴支撑组件4包括轴承座安装平台41、轴承座42、若干位置调节块43和组合垫片44，所述轴承座安装平台41固定设置在大轴回转组件2上，所述轴承座42通过若干位置调节块43设置在轴承座安装平台41上，所述组合垫片44设置在轴承座安装平台41和轴承座42的接触面之间。在轴承座42的四周设计有若干位置调节块43，使用时可以通过螺栓在平面上精确调整轴承座42的位置，高度方向上设计有组合垫片44，通过不同厚度的组合垫片44来精确调整小轴的回转同轴度。

上述结构中，绝缘快换组件5采用了申请人在先的专利，发明申请号为：CN202110579450.0，专利名称：连接用快换装置，实现了在大负载下的高精度快换要求，切换时仅需要拆掉上盖的锁紧螺栓即可，充分减少了人工操作的时间，长期以来，对于框架切换的要求即要求切换要迅速，而且还要达到很高的精度，原有采用配合测量的方式进行框架的切换，极大的浪费了人工和时间，并且切换后的精度得不到很好的保障，申请人的连接用快换装置，即可以满足精度要求，又可以实现快速的切换，切换过程中无需进行额外的测量。使变位机框架的快换要求得以完美解决。并且快换盘扣合后经过我方实际测量，同轴度可达0.02-0.06mm，完全达到行业定位精度要求。并且通过绝缘片5实现带绝缘的快换要求，进一步扩展了其应用的范围，可以满足在不同的弧焊下的要求，例如钢弧焊和铜钎焊等等。

参照图8所示，所述小轴回转框架6包括回转框架本体61、偏心法兰62和调节块63，所述回转框架本体61为矩形平板状，并且所述回转框架本体61上设有矩形镂空槽，所述回转框架本体61长度方向的两端均连接有偏心法兰62，所述偏心法兰62和绝缘快换组件5连接，所述回转框架本体61的矩形平面上设有若干调节块63，所述调节块63上设有顶丝，所述顶丝用于工装的定位。回转框架本体61采用整体式钢板切割后焊接，结构具备很高的刚性，可用于安装四个小工装或者一个大工装，采用的偏心法兰的设计，可通过偏心法兰62的偏心距离和增高块的高度，灵活控制整个回转部分的重心位置，使之接近回转轴线附近，重新减少回转偏心对回转的影响，提高设备的可靠性，并设计有调节块63，可以通过顶丝对BASE的精确位置进行手工调节。

参照图9所示，所述高度调节组件7包括基板71、调节板72和若干焊接钢条73，所述基板71和调节板72均为平板，所述基板71的四周设有调节螺纹孔，所述调节螺纹孔与调节螺栓的配合来调整大轴回转框架的水平度，所述调节板72通过若干焊接钢条73焊接在基板71上，所述大轴转台驱动组件1设置在调节板72上。通过基板71用地面化学螺栓与地面稳固连接，通过调节板72四周预设的调节螺纹孔进行整机的高度调节；高度调节到位后，采用若干焊接钢条73将调节板72与基板71焊接在一起，从而使整个转台系统与地面可靠固定在一起。

参照图10所示，所述销定位组件8包括气缸81和球销82，所述气缸81安装在小轴回转框架6上，所述球销82和气缸81连接，所述气缸81驱动球销82插入工装夹具的衬套中实现定位。当客户采用人工或者机械手自动切换工装夹具时，用阀控制气缸动作，使两侧的球销插入到工装夹具底板上的衬套中，从而实现工装夹具的自动定位。

参照图11所示，所述插销锁止组件9包括插销座91、锁止插销92、手柄93、传感器安装支架94和传感器95，所述插销座91固定设置在调节板72上，所述插销座91为内部中空的圆筒状，并且所述锁止插销92滑动设置在插销座91内，所述锁止插销92的上端部伸出插销座91，所述锁止插销92伸出插销座91的上端部设有锁止圆台921，所述插销座91的外壁上设有手柄导向槽911，所述手柄导向槽911呈“Z”字形，所述手柄导向槽911分为设有高位凹槽912和低位凹槽913，所述手柄93的一端与锁止插销92连接，并且手柄93贯穿手柄导向槽911，所述手柄93在高位凹槽912和低位凹槽913之间切换，所述传感器安装支架94固定设置在插销座91的外壁上，所述传感器95安装在传感器安装支架94上，所述手柄93伸出手柄导向槽911的端部设有感应凸部931，所述手柄93旋转至低位凸台913时，所述感应凸部931位于传感器95感应头部的正下方，从而触发传感器信号的切换。使用时，当手柄93移动至低位凹槽913时，将会触发传感器95，传感器实现信号的切换，从而使上位判断，目前设备需要维修，使电机不会由其他程序意外启动；当手柄93旋到高位凹槽912时，锁止圆台921将会插入回转框架本体61的销孔中，从而机械锁死回转框架本体61，使之不能转动，起到了机械锁死的作用。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种新型三轴转台系统，其特征在于，包括：

大轴转台驱动组件；

大轴回转组件，其与大轴转台驱动组件连接，并且所述大轴转台驱动组件用于大轴回转组件沿竖直轴线在水平面内回转；

小轴驱动组件，其在大轴回转组件上设置两个；

小轴支撑组件，其在大轴回转组件上设置两个，并且所述小轴支撑组件与小轴驱动组件一一对应设置，所述小轴驱动组件和小轴支撑组件相对的端部均连接有绝缘快换组件；

小轴回转框架，其相对的两侧边分别与绝缘快换组件连接，所述小轴回转框架通过绝缘快换组件与小轴驱动组件和小轴支撑组件连接，所述小轴驱动组件驱动小轴回转框架沿着水平轴线回转；

高度调节组件，所述大轴转台驱动组件设置在高度调节组件上，并且所述高度调节组件用于调节驱动大轴回转组件的水平度。

2.根据权利要求1所述的新型三轴转台系统，其特征在于：所述小轴回转框架上设有两个销定位组件，所述销定位组件用于工装夹具的定位。

3.根据权利要求1或2所述的新型三轴转台系统，其特征在于：所述高度调节组件上设有插销锁止组件，所述插销锁止组件用于设备维修室锁止大轴回转框架。

4.根据权利要求1所述的新型三轴转台系统，其特征在于：所述大轴转台驱动组件包括伺服式凸轮分度器、伺服电机和减速器，所述伺服电机通过减速器与伺服式凸轮分度器连接，所述大轴回转组件与伺服式凸轮分度器的台面连接。

5.根据权利要求1所述的新型三轴转台系统，其特征在于：所述大轴回转组件包括工字型回转框架、防焊渣盖板和维修盖板，所述防焊渣盖板和维修盖板均安装在工字型回转框架上，所述工字型回转框架长度方向的两端均设有警示支架。

6.根据权利要求5所述的新型三轴转台系统，其特征在于：所述工字型回转框架的中间横梁上设有遮光组件，所述遮光组件包括安装底脚、铝合金边框和遮光板，所述安装底脚固定安装在工字型回转框架的中间横梁上，所述铝合金边框设置在安装底脚上，所述遮光板设置在铝合金边框上。

7.根据权利要求1所述的新型三轴转台系统，其特征在于：所述小轴驱动组件包括小轴驱动电机、摆线减速机、小轴安装支架、零位指针和角度标盘，所述小轴安装支架固定设置在大轴回转组件上，所述小轴驱动电机固定安装在小轴安装支架上，所述摆线减速机和小轴驱动电机连接，所述角度标盘和摆线减速机连接，所述零位指针固定设置在小轴安装支架上，并且所述零位指针指向角度标盘。

8.根据权利要求1所述的新型三轴转台系统，其特征在于：所述高度调节组件包括基板、调节板和若干焊接钢条，所述基板和调节板均为平板，所述基板的四周设有调节螺纹孔，所述调节板通过若干焊接钢条焊接在基板上，所述大轴转台驱动组件设置在调节板上。

9.根据权利要求2所述的新型三轴转台系统，其特征在于：所述销定位组件包括气缸和球销，所述气缸安装在小轴回转框架上，所述球销和气缸连接，所述气缸驱动球销插入工装夹具的衬套中实现定位。

10.根据权利要求3所述的新型三轴转台系统，其特征在于：所述插销锁止组件包括插销座、锁止插销、手柄、传感器安装支架和传感器，所述插销座固定设置在调节板上，所述插销座为内部中空的圆筒状，并且所述锁止插销滑动设置在插销座内，所述锁止插销的上端部伸出插销座，所述锁止插销伸出插销座的上端部设有锁止凹槽，所述插销座的外壁上设有手柄导向槽，所述手柄导向槽呈“Z”字形，所述手柄导向槽分为设有高位凹槽和低位凹槽，所述手柄的一端与锁止插销连接，并且手柄贯穿手柄导向槽，所述手柄在高位凹槽和低位凹槽之间切换，所述传感器安装支架固定设置在插销座的外壁上，所述传感器安装在传感器安装支架上，所述手柄伸出手柄导向槽的端部设有感应凸部，所述手柄旋转至低位凹槽时，所述感应凸部位于传感器感应头部的正下方，从而触发传感器信号的切换。