抛丸机壳体焊接工件支撑固定系统总成的制作方法

技术领域

本发明涉及一种工件支撑固定系统，尤其是一种应用于抛丸机等壳体焊接的工件支撑固定系统。

背景技术：

目前，抛丸机等大型设备的壳体焊接通常都是采用人工方式进行的，至少需要两名工人合作完成。工人劳动强度大，工作环境差。

中国专利文献CN105057937A公开了一种压缩机壳体焊接生产设备，主要用于壳体上销钉、机脚以及端子焊接的全自动化生产。

中国专利文献CN104384766A公开了一种“门式机器人焊接机”，该机器人焊接机的主要特点是机器人移动范围大，可以通过示教编程完成大型非标工件的焊接，但是要求被焊接的工件事先完成组装、固定任务。

但是上述焊接机器人都不能完成抛丸机壳体焊接过程中工件的保持、固定工作。

技术实现要素：

本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种抛丸机壳体焊接工件支撑固定系统总成，该抛丸机壳体焊接工件支撑固定系统总成结构紧凑、易于维护，能够辅助完成焊接过程中工件支撑、固定及焊缝对齐等工作。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种抛丸机壳体焊接工件支撑固定系统总成，包括主支架，所述主支架包括两个平行竖向设置的工件夹持器移动支撑架立板，两工件夹持器移动支撑架立板的上下端之间分别通过两根水平平行设置的工件夹持器移动及支撑架横梁连接，两根工件夹持器移动及支撑架横梁之间分别上下水平平行设置有第一、第二电机驱动系统，所述第一、第二电机驱动系统两端分别通过支撑架安装在两个工件夹持器移动支撑架立板的内侧面上；

第一、第二电机驱动系统的丝杠上分别套有第一、第二螺母，且第一、第二螺母与丝杠形成丝杠螺母传动系统，第一、第二螺母各自对应与竖向设置的工件推挡运动系统和工件夹持运动系统固定连接，所述工件推挡运动系统和工件夹持运动系统分别与相对应的两个工件推挡运动系统支撑滑块和两个工件夹持运动系统支撑滑块固定连接，两个工件推挡运动系统支撑滑块和两个工件夹持运动系统支撑滑块分别对应卡在上下设置的两个工件夹持器移动及支撑架横梁上的两根平行直线导轨上。

所述两个工件夹持器移动支撑架立板相对应的外侧面上分别设置有移动驱动器连接件和移动支撑连接件；

所述第一、第二电机驱动系统均包括一个安装在电机驱动系统支撑座一端的驱动电机，驱动电机上安装有旋转编码器，驱动电机的输出轴通过联轴器与丝杠连接，丝杠两端分别通过安装在轴承座内的面对面角接触球轴承支撑，轴承座安装在电机驱动系统支撑座上。

所述工件推挡运动系统包括推杆电机驱动系统，推杆电机驱动系统的丝杠上设置有第一传动螺母，丝杠和第一传动螺母配合形成丝杠螺母传动系统，第一传动螺母与横向设置的推杆支撑架固定连接，推杆支撑架的一端固定在推杆电机驱动系统的滑块上，推杆支撑架上安装有竖向设置的推杆姿态调整驱动电机，推杆姿态调整驱动电机的输出轴通过第一联轴器与推杆相连。

所述工件夹持运动系统包括工件夹持器电机驱动系统，工件夹持器电机驱动系统的丝杠上设置有第二传动螺母，丝杠和第二传动螺母配合形成丝杠螺母传动系统，第二传动螺母与横向设置的工件夹持器支撑架固定连接，工件夹持器支撑架的一端固定在工件夹持器电机驱动系统的滑块上，工件夹持器支撑架上安装有竖向设置的工件夹持器姿态调整驱动电机，工件夹持器姿态调整驱动电机的输出轴通过第二联轴器与工件夹持器移动支撑组件相连；

所述工件夹持器移动支撑组件的下端分别安装有平行竖向设置的工件夹持器固定板和工件夹持器移动板。

所述工件夹持器移动支撑组件包括一个下部开口的方框形工件夹持器移动支撑组件框架，工件夹持器移动支撑组件框架顶部通过第二联轴器与工件夹持器姿态调整驱动电机的输出轴相连；

工件夹持器固定板和工件夹持器移动板均呈T形结构，上半部分尺寸较大部分位于工件夹持器移动支撑组件框架中，下半部从工件夹持器移动支撑组件框架的下部开口处向下伸出；

工件夹持器固定板上半部分通过螺钉固定安装于工件夹持器移动支撑组件框架的前后侧面的工件夹持器移动支撑组件外挡板上；

工件夹持器移动板上半部分的底面设有第一半圆滚珠导槽，第一半圆滚珠导槽卡在工件夹持器移动支撑组件框架内的滚珠上，滚珠位于滚珠维持固定支架中，滚珠维持固定支架固定于工件夹持器移动支撑组件框架内的第二半圆滚珠导槽中；

第一、第二半圆滚珠导槽相对应，共同组成一圆形滚珠导槽；

工件夹持器移动板运动时，仅与滚珠接触，与工件夹持器移动支撑组件框架之间有间隙；

工件夹持器固定板、工件夹持器移动板的下半部分上对应设有若干螺纹孔，拧紧穿过该螺纹孔的螺钉时，工件夹持器移动板上半部沿滚珠移动，工件夹持器移动板靠近工件夹持器固定板，同时将位于工件夹持器移动板和工件夹持器固定板之间的工件夹紧。

当工件夹持器移动板沿着工件夹持器移动支撑组件的底面靠近工件夹持器固定板时，工件被夹紧；当工件夹持器移动板沿着工件夹持器移动支撑组件的底面背离工件夹持器固定板时，工件被释放。

所述推杆电机驱动系统、工件夹持器电机驱动系统均包括安装在电机驱动系统支撑座上的一个电机驱动系统和两个并列平行的驱动系统直线导轨，每个驱动系统直线导轨上均配有两个驱动系统二滑块滚动直线导轨副滑块；

电机驱动系统包括一个安装在电机驱动系统支撑座一端的驱动电机，驱动电机上安装有旋转编码器，驱动电机的输出轴通过联轴器与丝杠连接，丝杠两端分别通过安装在轴承座内的面对面角接触球轴承支撑，轴承座安装在电机驱动系统支撑座上。

本发明的有益效果：

（1）本发明提出的抛丸机壳体焊接工件支撑固定系统总成，能够辅助完成焊接过程中工件支撑、固定及焊缝对齐等工作，大大降低工人的劳动强度。

（2）本发明提出的抛丸机壳体焊接工件支撑固定系统总成，可以完成零部件的旋转、定位。

（3）本发明提出的抛丸机壳体焊接工件支撑固定系统总成，不仅可以完成焊接过程中工件支撑、固定及焊缝对齐等工作，也可用于其它设备壳体或箱体零部件焊接过程中的工件支撑、固定及焊缝对齐等工作，适用范围广，灵活性强。

（4）本发明提出的抛丸机壳体焊接工件支撑固定系统总成，结构紧凑、运行稳定。

附图说明

图1为本发明抛丸机壳体焊接工件支撑固定系统总成示意图；

图2为本发明抛丸机壳体焊接工件支撑固定系统主支架示意图；

图3为发明第一、第二、第三驱动系统示意图；

图4 为本发明推杆、工件夹持器Z方向移动驱动支撑系统示意图；

图5为本发明抛丸机工件推挡运动系统示意图

图6为本发明抛丸机工件夹持运动系统示意图；

图7为本发明工件夹持器移动支撑系统示意图；

其中，1. 主支架，2. 第一驱动系统，3. 直线导轨，4. 第一传动螺母，5.第一滑块，6. 工件推挡运动系统，7. 第二传动螺母，8.第二滑块，9. 工件夹持运动系统，10. 第二驱动系统，11. X方向移动驱动连接件，12. 立板，13. 横梁，14. X方向移动支撑连接件，15. 支撑角架，16. 旋转编码器，17. 驱动电机，18. 第一联轴器，19. 轴承座，20. 面对面角接触球轴承，21. 丝杠， 22. 支撑座，23. 二滑块滚动直线导轨副，24. 第三驱动系统，25. Z方向移动传动螺母，26. 电机移动支撑架，27. 推杆Z方向移动驱动支撑系统，28. 第二旋转编码器，29. 推杆姿态调整驱动电机，30. 第二联轴器，31. 推杆，32. 工件夹持器Z方向移动驱动支撑系统，33. 第三旋转编码器，34. 工件夹持器姿态调整驱动电机，35. 第三联轴器，36. 工件夹持器挡板移动支撑系统，37. 固定挡板，38. 移动挡板，39. 滚珠维持固定架，40. 滚珠，41. 工件夹持器移动支撑系统框架，42. 工件夹持器移动支撑组件外挡板，43. 第一螺纹孔，44. 滚珠导槽，45. 第二螺纹孔，46. 第一通孔，47. 第二通孔，48. 第三螺纹孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”“两侧”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

本发明中的X、Y、Z方向是指笛卡尔三维坐标系中的X轴、Y轴和Z轴。

如图1所示，抛丸机壳体焊接工件支撑固定系统总成，包括一个主支架1，一个第一驱动系统2，两根直线导轨3，一个第一传动螺母4，两个第一滑块5，一个工件推挡运动系统6，一个第二传动螺母7，两个第二滑块8，一个工件夹持运动系统9，一个第二驱动系统10；

所述第一、第二驱动系统2、10及两根直线导轨3均固定安装在主支架1上。所述第一传动螺母4及两个第一滑块5均固定安装在工件推挡运动系统6的背面，两个第一滑块5位于第一传动螺母4的两侧，分别与两根直线导轨3组成直线导轨副；第一传动螺母4与第一驱动系统2构成丝杠螺母传动系统，实现工件推挡运动系统6 Y方向往复运动。所述第二传动螺母7与两个第二滑块8均安装固定在工件夹持运动系统9的背面，两个第二滑块8位于第二传动螺母7的两侧，分别与两根直线导轨3组成直线导轨副；第二传动螺母7与第二驱动系统10构成丝杠螺母传动系统，实现工件夹持运动系统9 Y方向往复运动。

如图2所示，抛丸机壳体焊接工件支撑固定系统主支架，包括一个X方向移动驱动连接件11，两块立板12，两根横梁13，一个 X方向移动支撑连接件14，四个支撑角架15；

两根横梁13的两端分别固定在两块立板12内侧与之对应的端部，组成主支架1的矩形主体框架，两根直线导轨3平行并列安装在主支架1的两根横梁13上。所述四个支撑角架15，两个一对分别固定在立板12内侧两根横梁13之间，其中，每对支撑角架15顶面沿Z方向平齐，两对支撑角架15沿X方向平齐。所述X方向移动驱动连接件11和X方向移动支撑连接件14分别固定在两块立板的12的外侧，两者Z方向相对位置根据主支架1安装需要确定。

如图3所示，第一、第二、第三驱动系统具有相同的结构，均包括一个旋转编码器16，一个驱动电机17，一个第一联轴器18，两个轴承座19，两个面对面角接触球轴承20，一根丝杠21，一个支撑座22；

旋转编码器16与驱动电机17相连。所述驱动电机17固定在支撑座22的端部，驱动电机17的输出轴通过第一联轴器18与丝杠21连接。所述两个轴承座19固定在支撑座22上。所述两个面对面角接触球轴承20分别安装在两个轴承座19内。

如图4 所示，推杆、工件夹持器Z方向移动驱动支撑系统，包括一对并联的二滑块滚动直线导轨副23，一个第三驱动系统24，一个Z方向移动传动螺母25，一个电机移动支撑架26；

一对并联的二滑块滚动直线导轨副23的两根直线导轨并列安装在第三驱动系统24支撑座22上表面，丝杠21的两侧。所述电机移动支撑架26的底面固定在并联的二滑块滚动直线导轨副23的四个滑块上，侧面与Z方向移动传动螺母25固连。所述Z方向移动传动螺母25与第三驱动系统24的丝杠21配合构成丝杠螺母副，实现电机移动支撑架26 Z方向往复运动。

如图5所示，本发明抛丸机工件推挡运动系统，包括推杆Z方向移动驱动支撑系统27， 第二旋转编码器28，推杆姿态调整驱动电机29，第二联轴器30，推杆31；

推杆姿态调整驱动电机29固定在推杆Z方向移动驱动支撑系统27电机移动支撑架26上，其输出轴通过第二联轴器30与推杆31相连。所述第二旋转编码器28与推杆姿态调整驱动电机29相连，记录推杆姿态调整驱动电机29的角位移。

如图6所示，抛丸机工件夹持运动系统，包括工件夹持器Z方向移动驱动支撑系统32，第三旋转编码器33，工件夹持器姿态调整驱动电机34，第三联轴器35，工件夹持器挡板移动支撑系统36，固定挡板37，移动挡板38；

工件夹持器姿态调整驱动电机34固定在工件夹持器Z方向移动驱动支撑系统32电机移动支撑架26上，其输出轴通过第三联轴器35与工件夹持器挡板移动支撑系统36相连。所述第三旋转编码器33与工件夹持器姿态调整驱动电机32相连，记录工件夹持器姿态调整驱动电机34的角位移。所述工件夹持器固定挡板37和移动挡板38均安装在工件夹持器挡板移动支撑系统36上。

如图7所示，工件夹持器移动支撑系统，包括两个滚珠维持固定架39，八个滚珠40，一个工件夹持器移动支撑系统框架41，两个工件夹持器移动支撑组件外挡板42，八个第一螺纹孔43，两个滚珠导槽44，若干第二螺纹孔45，四个第一通孔46，三个第二通孔47，五个第三螺纹孔48；

工件夹持器移动支撑系统框架41顶部通过第三联轴器35与工件夹持器姿态调整驱动电机32的输出轴相连。

滚珠导槽44分为上、下两部分，分别位于工件夹持器移动支撑系统框架41下底面的内侧和工件夹持器移动挡板38下底面的外侧。

两个滚珠维持固定支架39分别置于两个滚珠导槽44内，八个滚珠40分两组分别置于两个滚珠维持固定支架39中。

每块工件夹持器移动支撑组件外挡板42的四个顶点附近均设有四个第一通孔46与工件夹持器移动支撑系统框架41侧面的四个第一螺纹孔43相对应，两块工件夹持器移动支撑组件外挡板42分别利用螺钉固定在工件夹持器移动支撑系统框架41的两侧，其中每块工件夹持器移动支撑组件外挡板42上均设有三个用于连接工件夹持器固定挡板37的第二通孔47。

工件夹持器固定挡板37和移动挡板38的外形结构相同，均呈T形结构，上半部分尺寸较大部分位于工件夹持器移动支撑系统框架41中，下半部从工件夹持器移动支撑系统框架41的下部开口处向下伸出；其中，工件夹持器固定挡板37的上半部有三个用于和工件夹持器移动支撑组件外挡板42相连的第二螺纹孔45，工件夹持器移动挡板38上半部分设置有三个与第二螺纹孔45相对应的通孔，螺钉或螺栓能够自由穿过。

螺钉穿过工件夹持器移动支撑组件外挡板42的第二通孔47，进入工件夹持器固定挡板37的第二螺纹孔45，并自由穿过工件夹持器移动挡板38上的通孔，拧紧螺钉将工件夹持器固定挡板37固定在工件夹持器移动支撑组件外挡板42上。

工件夹持器固定挡板37和移动挡板38的下半部上均设有五个用于固定工件的第三螺纹孔48。

拧紧穿过第三螺纹孔48的螺钉，工件夹持器移动挡板38上半部沿滚珠40移动，使工件夹持器移动挡板38靠近固定挡板37，同时将位于移动挡板38和固定挡板37之间的工件夹紧。工件夹持器移动挡板38运动时，仅与滚珠40接触，与工件夹持器移动支撑系统框架41之间有间隙。

推杆Z方向移动驱动支撑系统27和工件夹持器Z方向移动驱动支撑系统32，均包括一对并联的二滑块滚动直线导轨副23，一个第三驱动系统24，一个Z方向移动传动螺母25，一个电机移动支撑架26；

一对并联的二滑块滚动直线导轨副23的两根直线导轨并列安装在第三驱动系统24支撑座22上表面，丝杠21的两侧。所述电机移动支撑架26的底面固定在并联的二滑块滚动直线导轨副23的四个滑块上，侧面与Z方向移动传动螺母25固连。所述Z方向移动传动螺母25与第三驱动系统24的丝杠21配合构成丝杠螺母副，实现电机移动支撑架26 Z方向往复运动。如图4所示。

如图3所示，第三驱动系统24包括一个旋转编码器16，一个驱动电机17，一个第一联轴器18，两个轴承座19，两个面对面角接触球轴承20，一根丝杠21，一个支撑座22；

所述旋转编码器16与驱动电机17相连。所述驱动电机17固定在支撑座22的端部，驱动电机17的输出轴通过第一联轴器18与丝杠21连接。所述两个轴承座19固定在支撑座22上。所述两个面对面角接触球轴承20分别安装在两个轴承座19内。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。