一种立柱焊接装置的制作方法

本发明涉及电梯领域，具体涉及一种电梯生产设备。

背景技术：

厢式电梯广泛运用于高层或多层建筑中，包括井道以及在井道中升降的轿厢。轿厢包括顶板、底板、侧板以及跨接在顶板和底板间的立柱，立柱通过焊接在其侧壁上的连接块实现与轿厢的顶板、底板以及侧板固接。现有立柱及连接块通过夹持装置分别夹持固定，并通过手工焊接方式实现固接，这种方式存在每次只能加工一根立柱，效率低、焊接质量不稳定的缺陷，既容易因焊接质量不过关而留下安全隐患，还费时费力，需要投入较多的人力和工时，生产成本较高。

技术实现要素：

为了解决现有技术的不足，本发明提供一种立柱焊接装置，通过设置可往复旋转的翻转架来配合焊接用操作臂进行焊接工作，有效提升加工效率，还能确保加工质量。

本发明通过以下方式实现：一种立柱焊接装置，包括机架以及设于机架一侧的焊接用操作臂，所述机架上方转动连接有翻转架，所述翻转架上设有两组以翻转架旋转轴线对称设置的夹持结构，往复旋转翻转架使得两组夹持结构在与操作臂配合的焊接工位以及开闭夹持结构的物料更换工位间切换。将原有单组夹持机构改进为可以往复旋转的翻转架，并使用焊接用操作臂取代人工焊接，有效提升焊接效率，利用翻转架上两组夹持结构分别在焊接工位和物料更换工位间切换，使得两组夹持结构循环连续地与操作臂配合工作，确保操作臂进行连续的焊接操作，不会因夹持机构上物料进行换装而影响加工效率。翻转架往复旋转，使得两组夹持结构轮流处于与操作臂配合的焊接工位，翻转架每次翻转角度为180°，确保翻转架上的电线及管路不会打结缠绕。以翻转架旋转轴线对称设置的夹持结构，确保翻转架转动时两组夹持结构可以循环地在焊接工位和物料更换工位间切换。

作为优选，所述物料更换工位位于翻转架远离操作臂一侧的上表面，所述焊接工位位于翻转架靠近操作臂一侧的下表面，所述翻转架上开设供操作臂穿越至焊接工位的探孔。物料更换工位朝上设置，便于工人对夹持结构上完成加工的立柱进行换装，并为随后旋转进入焊接工位作准备；焊接工位朝下设置，使得立柱与连接块间的焊接点朝上外露，操作臂穿过探孔并抵触在焊接点上实现焊接操作。

作为优选，所述夹持结构包括若干与翻转架旋转轴线平行设置的夹持组件，所述夹持组件包括设置在翻转架表面的线性插槽、C形插槽、至少两组沿线性插槽设置的第一物料夹持件以及与C形插槽数量匹配且逐一对应的第二物料夹持件，所述线性插槽与翻转架旋转轴线平行设置，所述探孔位置与第二物料夹持件位置对应。连接块插置在C形插槽内，立柱一侧为敞口结构，立柱插接在线性插槽内并套置在连接块上，第一物料夹持件用于夹持固定作为第一物料的立柱，第二夹持件用于夹持固定作为第二物料的连接块。

作为优选，所述夹持结构包括滑动连接在翻转架两端部的滑板，所述滑板上均设有第一物料夹持件和第二物料夹持件，所述翻转架上设有引导滑板滑动的轨道，所述轨道与翻转架的旋转轴线平行设置，所述滑板上设有与第一物料端部抵触的定位板。通过调节滑板的相对位置来配合加工不同尺寸的立柱，通过设置在滑板上的定位板定位立柱，确保立柱与连接块间精确固接。

作为优选，所述第一物料夹持件包括一固接在线性插槽周边且带活动杆的第一气缸以及固接在活动杆顶端的夹持杆，受第一气缸驱动的夹持杆与线性插槽匹配夹紧第一物料。夹持杆在方便立柱脱离线性插槽的脱离工位以及与线性插槽配合夹紧立柱的夹持工位间切换，既确保夹持结构位于焊接工位时立柱和连接块紧密贴合，还确保夹持结构位于物料更换工位时方便拆卸完成焊接的立柱以及装配未焊接的立柱。

作为优选，所述第二物料夹持件包括一固接在C形插槽周边的第二气缸以及被第二气缸驱动的夹持块，夹持块与C形插槽匹配夹紧第二物料，使得第二物料贴紧第一物料设置。夹持块在方便连接块脱离C形插槽的脱离工位以及与C形插槽配合夹紧连接块的夹持工位间切换，既确保夹持结构位于焊接工位时立柱和连接块紧密贴合，还确保夹持结构位于物料更换工位时方便拆卸完成焊接的连接块以及装配未焊接的连接块。

作为优选，所述翻转架与机架间设有定位结构，所述定位结构包括一固接在机架上且可横向伸缩的卡块以及分置在翻转架端面两侧的插件，所述卡块与对应插件卡置连接使得夹持结构定位在焊接工位或物料更换工位，所述卡块朝向翻转架一侧壁面开设卡槽，所述插件上设有与卡槽轮廓匹配的三角插条。卡块伸缩，并在于插件卡置的锁定工位以及与插件分离的开锁工位间切换，当翻转架完成旋转，并使得两组夹持结构分别位于焊接工位和物料更换工位时对翻转架起到防转作用，继而配合操作臂进行精确焊接。由于三角插条具有斜面，利于翻转架微调旋转角度并精确定位。

作为优选，所述翻转架与机架间设有限位结构，所述限位结构包括设置在翻转架端面一侧的活动限位块以及分置在机架上的两固定限位块，翻转架往复旋转使得活动限位块在两固定限位块间切换抵触定位。限位结构起到限制翻转架过度转动的作用，并对翻转架起到单向限转的作用。活动限位块会随着翻转架一起旋转，固定限位块均设置在活动限位块的移动路径上，当翻转架摆动至预设位置时，活动限位块会与对应的固定限位块匹配抵触。

作为优选，所述固定限位块一端固接在机架上，另一端上表面形成供活动限位块搭接的定位面，所述固定限位块中部设置弹性缓冲柱，所述固定限位块上设有供缓冲柱插接的插孔，插孔内设有缓冲弹簧。缓冲柱用于缓冲固定限位块与活动限位块间的撞击作用力，确保固定限位块和活动限位块不会因撞击作用而偏离预设位置，进而保证翻转架旋转精确。

作为优选，所述翻转架通过一与电机联动的传动轴转动连接在机架上，所述机架与翻转架间设有三组到位检测组件，两组到位检测组件以传动轴轴线对称设置，所述到位检测组件包括固接在机架上的检测头以及设置在翻转架上的触发块。翻转架端面两侧设置数量不等的到位检测组件，既能有效检测翻转架是否旋转到位，还能根据感应数据来确定具体与操作臂配合的夹持结构，以应对两组夹持结构因调试时存在误差而对焊接点位置以及焊接点质量产生影响。

本发明的突出有益效果：将原有单组夹持机构改进为可以往复旋转的翻转架，并使用焊接用操作臂取代人工焊接，有效提升焊接效率，利用翻转架上两组夹持结构分别在焊接工位和物料更换工位间切换，使得两组夹持结构循环连续地与操作臂配合工作，确保操作臂进行连续的焊接操作，不会因夹持机构上物料进行换装而影响加工效率。

附图说明

图1 为本发明结构示意图；

图2 为处于物料更换工位滑板上的夹持结构未夹持物料时的结构示意图；

图3 为处于物料更换工位中部的夹持结构未夹持物料时的结构示意图；

图4 为处于物料更换工位滑板上的夹持结构夹持物料时的结构示意图；

图5 为翻转架局部俯视结构示意图；

图6 本发明侧视局部结构示意图；

图中：1、机架，2、操作臂，3、翻转架，4、焊接工位，5、物料更换工位，6、探孔，7、线性插槽，8、C形插槽，9、滑板，10、轨道，11、定位板，12、第一气缸，13、夹持杆，14、第二气缸，15、夹持块，16、卡块，17、卡槽，18、插件，19、活动限位块，20、固定限位块，21、缓冲柱，22、检测头，23、触发块,24、电机。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明的实质性特点作进一步的说明。

如图1所示的一种立柱焊接装置，由机架1以及设于机架1一侧的焊接用操作臂2组成，所述机架1上方转动连接有翻转架3，所述翻转架3上设有两组以翻转架3旋转轴线对称设置的夹持结构，往复旋转翻转架3使得两组夹持结构在与操作臂2配合的焊接工位4以及开闭夹持结构的物料更换工位5间切换。

在往复旋转的翻转架3上以轴对称方式设置两组夹持结构，使得一组夹持结构在于操作臂2配合焊接时，另一组夹持结构能完成成品拆卸和部件夹持的工作，确保操作臂2始终处于工作状态，有效提高焊接工作效率。

在实际操作中，定义两组夹持结构分别为第一夹持结构和第二夹持结构，通过以下步骤实现操作：

1.将第一夹持结构上的夹持块15和夹持杆13分别调节至脱离工位；

2.将连接块和立柱依次分别安装至第一夹持结构上的C形插槽8和线性插槽7中；

3.将第一夹持结构上的夹持块15和夹持杆13分别调节至夹持工位，立柱和连接块被分别夹持固定，且两者紧密贴合；

4.卡块16收缩至开锁工位，使得翻转架3可以旋转；

5.翻转架3旋转，使得第一夹持结构由物料更换工位5旋转至焊接工位4，此时，活动限位块19与对应的固定限位块20抵触，到位检测组件被触发块23触发；

6.卡块16伸长至锁闭工位，翻转架3被限制转动；

7.操作臂2穿过探孔6并完成预设焊接点的焊接工作，此时，位于物料更换工位5的第二夹持结构根据步骤1-3完成成品拆卸和部件夹持安装工序。

通过上述步骤实现循环往复工作，确保焊接装置的工作效率。

在实际操作中，翻转架3两端中部设有转轴，机架1上设有供转轴转动连接的座体，优选法方案，座体内设置轴承，有效减小转轴的转动摩擦力。在使用时，翻转架3以180°的转动幅度进行往复旋转，第一夹持结构或第二夹持结构始终在翻转架3轴线上方或下方摆动，防止翻转架3与机架1间的管线缠绕打结。

在实际操作中，所述物料更换工位5位于翻转架3远离操作臂2一侧的上表面，所述焊接工位4位于翻转架3靠近操作臂2一侧的下表面，所述翻转架3上开设供操作臂2穿越至焊接工位4的探孔6（如图5所示）。探孔6除了便于操作臂2穿越的功能外，还起到降低翻转架3重量的作用，减少用料，降低成本。由于立柱敞口侧套置在连接块上，当焊接工位4朝下设置时，连接块与立柱内壁间的缝隙会朝上敞露出来，操作臂自上而下穿过探孔并在预设焊接点进行焊接作业，便于焊接形成的液态金属流入缝隙中，进而提高焊接牢固度。探孔6尺寸应满足操作臂2穿越并运行至预设焊接点的摆臂空间要求。

作为优选，所述夹持结构包括若干与翻转架3旋转轴线平行设置的夹持组件，所述夹持组件包括设置在翻转架3表面的线性插槽7、C形插槽8、至少两组沿线性插槽7设置的第一物料夹持件以及与C形插槽8数量匹配且逐一对应的第二物料夹持件，所述线性插槽7与翻转架3旋转轴线平行设置，所述探孔6位置与第二物料夹持件位置对应。所述夹持结构包括滑动连接在翻转架3两端部的滑板9，所述滑板9上均设有第一物料夹持件和第二物料夹持件，所述翻转架3上设有引导滑板9滑动的轨道10，所述轨道10与翻转架3的旋转轴线平行设置，所述滑板9上设有与第一物料端部抵触的定位板11。每组夹持结构优选设置三组夹持组件，既有效确保焊接效率，还确保操作人员的换装时间。位于同一夹持结构上的夹持组件为平行排布，确保操作臂2的焊接工作空间。在各夹持组件中，线性插槽7为两根且平行设置，用于分别对应插置立柱敞口的两侧壁面，第一物料夹持件和第二物料夹持件优选至少为三组，其中，位于线性插槽7两端的第一物料夹持件和第二物料夹持件均设置在对应的滑块上，可以根据立柱尺寸进行调节。每块滑块优选配置两根平行的轨道，确保滑块平稳滑动，滑块与翻转架间还应设置定位用结构，便于滑块位置调整和定位，优选方案，通过插销方式定位，在轨道上预先开设对应不同尺寸立柱的插销孔。

在实际操作中，线性插槽和C形插槽可以为特别开设，也可以是通过安装在翻转架表面的部件围设形成（如图3所示），只要对立柱和连接块分别起到定位作用，均应视为本发明的具体实施例。

在实际操作中，所述第一物料夹持件包括一固接在线性插槽7周边且带活动杆的第一气缸12以及固接在活动杆顶端的夹持杆13，受第一气缸12驱动的夹持杆13与线性插槽7匹配夹紧第一物料（如图4所示）。第一气缸12包括缸体以及活动插置在缸体内的活动杆，活动杆在缸体作用下完成伸缩和旋转动作，使得夹持杆13在活动杆驱动下完成升降和摆动动作，夹持杆13在夹持立柱的夹持工位以及与立柱竖向投影错位的脱离工位间切换。此外，夹持杆13还能在只具有伸缩功能的活动杆驱动下完成夹持工位和脱离工位间的切换，也应视为本发明的具体实施例。

在实际操作中，所述第二物料夹持件包括一固接在C形插槽8周边的第二气缸14以及被第二气缸14驱动的夹持块15，夹持块15与C形插槽8匹配夹紧第二物料，使得第二物料贴紧第一物料设置。为了减小夹持组件间间距，优选气缸与线性插槽7长度方向设置，有效提升空间利用效率。第二气缸14通过横向活动的伸缩杆推动夹持块15夹紧连接块。

在实际操作中，所述翻转架3与机架1间设有定位结构，所述定位结构包括一固接在机架1上且可横向伸缩的卡块16以及分置在翻转架3端面两侧的插件18（如图2所示），所述卡块16与对应插件18卡置连接使得夹持结构定位在焊接工位4或物料更换工位5，所述卡块16朝向翻转架3一侧壁面开设卡槽17，所述插件18上设有与卡槽17轮廓匹配的三角插条。卡槽17竖向截面与三角插条竖向截面匹配，当翻转架3实际摆动终点与预设终点存在偏差时，通过卡块16套接插件18，利用卡槽17斜面与插条斜面间抵触配合来引导翻转架3转动至预设终点，进而确保操作臂2能准确找到预设焊接点。

在实际操作中，所述翻转架3与机架1间设有限位结构，所述限位结构包括设置在翻转架3端面一侧的活动限位块19以及分置在机架1上的两固定限位块20，翻转架3往复旋转使得活动限位块19在两固定限位块20间切换抵触定位。活动限位块19与固定限位块20上均设有抵触面，通过增大抵触面积来确保定位精确性。所述固定限位块20一端固接在机架1上，另一端上表面形成供活动限位块19搭接的定位面，所述固定限位块20中部设置弹性缓冲柱21，所述固定限位块20上设有供缓冲柱21插接的插孔，插孔内设有缓冲弹簧。缓冲柱21处于未受压的初始状态时，缓冲柱21的顶端高于固定限位块20的抵触面，使得活动限位块19在与固定限位块20触碰前会受到缓冲柱21的缓冲减速作用。当活动限位块19与固定限位块20完成抵触动作后，弹簧会受压而处于被压缩状态，并在翻转架3反转时恢复。

作为优选，所述翻转架3通过一与电机24联动的传动轴转动连接在机架1上（如图6所示），所述机架1与翻转架3间设有三组到位检测组件，两组到位检测组件以传动轴轴线对称设置，所述到位检测组件包括固接在机架1上的检测头22以及设置在翻转架3上的触发块23。电机24优选为伺服电机，确保翻转架3转动精确。三组到位检测组件的检测头22和触发块23间可相互感应。假设翻转架3端面位于第一夹持结构侧设有两个触发块23，机架1靠近操作臂2侧设有与前述两触发块23对应的两检测头22，在使用时当至少两组检测头22感应到触发块23时，说明翻转架3感应到位，同时通过满足不同条件来判断翻转架3的具体姿态：当被触发检测头22数量为两个时，说明与操作臂2配合是第二夹持结构；当被触发检测头22数量为三个时，说明与操作臂2配合是第一夹持结构。通过上述结构来判断具体与操作臂2配合的夹持结构，便于操作臂2分别调取两组夹持结构对应焊接点的方位坐标，以此避免两组夹持结构因调试偏差而形成的焊接点错位。