一种升降机剪刀臂自动化焊接工作站的制作方法

本发明属于升降机用剪刀臂加工技术领域，具体涉及一种升降机剪刀臂自动化焊接工作站。

背景技术：

升降机所用的剪刀臂在进行加工时，一般是人工将每个剪刀臂的各个零部件进行手动定位之后再进行逐一焊接，不仅费时费力，而且定位精度差，焊接效率低，焊接质量得不到保证。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种升降机剪刀臂自动化焊接工作站，以解决焊接效率低的问题。

本发明的一种升降机剪刀臂自动化焊接工作站是这样实现的：

一种升降机剪刀臂自动化焊接工作站，包括纵向分布的两个加工位，以及设置在加工位一侧且能够在两个加工位侧面纵向往复移动的焊接机器人，所述加工位分别包括焊接变位机以及可旋转安装在焊接变位机上的定位机构，其中，

两个所述的定位机构分别包括外框，其中一个外框内纵向并列设置有定位组件ⅰ、定位组件ⅱ和定位组件ⅲ，另一个外框内纵向并列设置有两个端部定位组件和一个中间定位组件，两个所述的端部定位组件对称设置在所述中间定位组件的两侧。

进一步的，所述定位组件ⅰ、定位组件ⅱ、定位组件ⅲ、端部定位组件和中间定位组件分别包括纵向对称设置的纵支撑座，且位于纵向同侧的纵支撑座处于同一直线上；

所述定位组件ⅰ、定位组件ⅲ和端部定位组件还分别包括与其纵支撑座一一对应设置的端定位座。

进一步的，所述定位组件ⅰ包括分别设置在两个端定位座外侧的定位槽，其中一个定位槽的外侧设置有挡块，另一个定位槽的一侧设置有快速夹具，所述快速夹具的伸缩端设置有能够穿过对应定位槽侧壁且伸入定位槽内的柱销。

进一步的，所述端部定位组件包括横支撑座，且所述横支撑座设置在两个纵支撑座之间，所述横支撑座朝向所述中间定位组件的一侧安装有与其对应的压紧机构。

进一步的，所述定位组件ⅱ、定位组件ⅲ、端部定位组件和中间定位组件分别包括纵向对称设置的两个定位气缸，同组的两个定位气缸的伸缩端相向设置，且每个定位气缸的内侧分别对应设置有内定位座。

进一步的，所述定位气缸的活塞杆的端部设置有定位销，所述内定位座上设置有与所述定位销对应的定位孔。

进一步的，所述定位组件ⅲ和端部定位组件的定位销为菱形销。

进一步的，所述定位组件ⅰ和定位组件ⅲ朝向所述定位组件ⅱ的一侧，以及端部定位组件朝向中间定位组件的一侧分别设置有顶升座，且所述顶升座的下方设置有活塞杆朝上设置的顶升气缸。

进一步的，所述焊接机器人安装在座板上，且所述座板移动安装在纵向设置的轨道上。

进一步的，所述座板上设置有平移电机，所述平移电机的输出轴向下穿过座板连接有齿轮，所述轨道上安装有纵向设置且与所述齿轮啮合的齿条。

采用了上述技术方案后，本发明具有的有益效果为：

（1）本发明由于设置有定位机构，可以实现对不同结构的剪刀臂的精准定位，无需人工进行测量定位，保证焊接的质量，提高焊接定位的效率；

（2）本发明的定位机构能够在焊接变位机的带动下旋转，从而保证焊接过程中焊接面始终处于水平面上，进一步保证剪刀臂焊接的质量；

（3）本发明由于设置有两个加工位，且焊接机器人可以在两个加工位的侧面往复移动，可以实现两个剪刀臂交替定位和焊接，从而进一步提高焊接的效率，以及剪刀臂加工的自动化程度。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明优选实施例的升降机剪刀臂自动化焊接工作站的结构图；

图2是本发明优选实施例的升降机剪刀臂自动化焊接工作站的结构图；

图3是本发明优选实施例的升降机剪刀臂自动化焊接工作站的第一定位机构所在工作站的结构图；

图4是图3中a部分的放大图；

图5是图3中b部分的放大图；

图6是图3中c部分的放大图；

图7是本发明优选实施例的升降机剪刀臂自动化焊接工作站的第二定位机构的结构图；

图8是图7中d部分的放大图；

图9是图7中e部分的放大图；

图10是图7中f部分的放大图；

图11是本发明优选实施例的升降机剪刀臂自动化焊接工作站的焊接机器人以及其所在轨道部分的结构图；

图12是本发明优选实施例的升降机剪刀臂自动化焊接工作站的定位状态图；

图13应用本发明优选实施例的剪刀臂ⅰ的结构图；

图14应用本发明优选实施例的剪刀臂ⅱ的结构图；

图中：第一定位机构1，外框ⅰ101，纵支撑座ⅰ102，端定位座ⅰ103，定位槽104，定位气缸ⅰ105，内定位座ⅰ106，横梁ⅰ107，u型安装板108，快速夹具109，柱销110，挡块111，连接杆112，定位销ⅰ113，定位孔ⅰ114，导向销ⅰ115，固定板ⅰ116，顶升座ⅰ117，顶升气缸ⅰ118，连接板ⅰ119，“工”字型安装板120，第二定位机构2，外框ⅱ201，纵支撑座ⅱ202，端定位座ⅱ203，横支撑座204，定位气缸ⅱ205，内定位座ⅱ206，横梁ⅱ207，端部安装板208，中间安装板209，压紧机构210，定位销ⅱ211，定位孔ⅱ212，导向销ⅱ213，固定板ⅱ214，顶升座ⅱ215，顶升气缸ⅱ216，连接板ⅱ217，焊接变位机3，主动单元31，从动单元32，底座33，焊接机器人41，座板42，焊丝桶43，清枪机44，平移电机45，轨道5，齿条51，导轨座52，直线导轨53，限位块54，竖杆61，横杆62，长轴套63，短轴套64。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

如图13所示，为采用本实施例所提供的其中一个加工位定位所适用的剪刀臂ⅰ，其包括两根平行设置的竖杆61，且两个竖杆61的一端安装有一个贯穿两个竖杆61的长轴套63，而竖杆61的另一端和中间位置分别安装有一个短轴套64。

如图14所示，为采用本实施例所提供的另一个加工位定位所适用的剪刀臂ⅱ，其包括两根平行设置的竖杆61，且两个竖杆61之间焊接有两根平行设置且与竖杆61垂直的横杆62，而竖杆61的两端和中间分别焊接有短轴套64。

如图1-12所示，一种升降机剪刀臂自动化焊接工作站，包括纵向分布的两个加工位，以及设置在加工位一侧且能够在两个加工位侧面纵向往复移动的焊接机器人41，加工位分别包括焊接变位机3以及可旋转安装在焊接变位机3上的定位机构，两个的定位机构分别包括外框，其中一个外框内纵向并列设置有定位组件ⅰ、定位组件ⅱ和定位组件ⅲ，另一个外框内纵向并列设置有两个端部定位组件和一个中间定位组件，两个的端部定位组件对称设置在中间定位组件的两侧。

具体的，第一定位机构1包括外框ⅰ101，以及安装在外框ⅰ101内的定位组件ⅰ、定位组件ⅱ和定位组件ⅲ，而第二定位机构2则包括外框ⅱ201，以及安装在外框ⅱ201内的中间定位组件和两个端部定位组件。

另外，外框ⅰ101和外框ⅱ201内分别安装有三根平行分布的横梁，其中，外框ⅰ101的三个横梁ⅰ107上分别设置有“工”字型安装板120和两个u型安装板108，“工”字型安装板120用于安装定位组件ⅱ，两个相背设置的u型安装板108则分别用于安装定位组件ⅰ和定位组件ⅲ。

而外框ⅱ201内的三根横梁ⅱ207的其中位于两侧的横梁ⅱ207上设置有“山”字形的端部安装板208，位于中间的横梁ⅱ207上安装有“工”字型的中间安装板209，端部安装板208用于安装端部定位组件，而中间安装板209则用于安装中间定位组件。

具体的，横梁与外框采用焊接的方式连接。

外框的两端分别设置有连接板，而外框通过连接板以及安装在连接板上的螺栓实现与焊接变位机3的可拆卸连接，这样可以根据具体的剪刀臂6的形状以及规格，更换不同的定位机构，实现不同剪刀臂6的焊接定位。

具体的，外框ⅰ101通过其两端的连接板ⅰ119和与其对应的焊接变位机3相连，而外框ⅱ201则通过其两端的连接板ⅱ217和与其对应的焊接变位机3相连。

在焊接的时候，为了保证焊接的质量，需要保证焊接面位于水平面上，因此为了实现对剪刀臂6各个方向的焊接，需要对其进行旋转，在本实施例中为了实现定位机构的转动，因此将定位机构安装在焊接变位机3上。

具体的，焊接变位机3包括底座33和相对安装在底座33两端的主动单元31和从动单元32，定位机构安装在主动单元31和从动单元32之间，其中，主动单元31内安装有但不仅限于电机的驱动件，而定位机构与从动单元32采用轴承等连接件实现转动连接，通过主动单元31的电机与从动单元32的配合，能够带动定位机构进行360°的往复转动，在焊接过程中使对应焊接点均能够转动至水平面上，从而保证焊接质量。

为了实现对竖杆61的定位以及支撑，定位组件ⅰ、定位组件ⅱ、定位组件ⅲ、端部定位组件和中间定位组件分别包括纵向对称设置的纵支撑座，且位于纵向同侧的纵支撑座处于同一直线上；定位组件ⅰ、定位组件ⅲ和端部定位组件还分别包括与其纵支撑座一一对应设置的端定位座。

端定位座用于定位竖杆61的端部，而纵支撑座则支撑在竖杆61的下方。

纵支撑座是用于竖杆61的定位支撑，因此，纵支撑座的为纵向开口的u型结构。

具体的，定位组件ⅰ和定位组件ⅲ包括两个纵支撑座ⅰ102和两个端定位座ⅰ103，定位组件ⅱ包括四个纵支撑座ⅰ102，位于纵向同侧的纵支撑座ⅰ102和端定位座ⅰ103处于同一直线上，用于对同一竖杆61的定位和支撑。

端部定位组件包括两个纵支撑座ⅱ202和两个端定位座ⅱ203，中间定位组件包括四个纵支撑座ⅱ202，同样的位于纵向同侧的纵支撑座ⅱ202和端定位座ⅱ处203于同一直线上，用于对同一竖杆61的定位和支撑。

为了实现对长轴套63的定位，定位组件ⅰ包括分别设置在两个端定位座外侧的定位槽104，其中一个定位槽104的外侧设置有挡块111，另一个定位槽104的一侧设置有快速夹具109，快速夹具109的伸缩端设置有能够穿过对应定位槽104侧壁且伸入定位槽104内的柱销110。

具体的，快速夹具109为手动推拉式快速夹具109，定位槽104为横向的v型槽，长轴套63横向放置在定位槽104内，其一端的侧壁上设置有通孔，在定位时，长轴套63带有通孔的一端设置快速夹具109所在的定位槽104内，且通孔朝向柱销110的方向放置，拨动快速夹具109，将其柱销110穿过定位槽104的侧壁穿入通孔中，可以实现对长轴套63的定位，防止其转动或在其轴向方向移动。长轴套63的另一端放置在另一个定位槽104内，且端部抵在挡块111的内侧，从而结合另一个定位槽104以及快速夹具109实现长轴套63整体的精准定位。

具体的，带有快速夹具109的定位槽104通过连接杆112固定安装在外框的内壁上，而另一个定位槽104则直接通过挡块111固定安装在外框的侧壁上。

为了实现对横杆62的定位，端部定位组件包括横支撑座204，且横支撑座204设置在两个纵支撑座之间，横支撑座204朝向中间定位组件的一侧安装有与其对应的压紧机构210。

具体的，横支撑座204为并列、横向的双u型结构，且其设置在端部定位组件的内定位座朝向中间定位组件的一侧，压紧机构210设置在其中间上方。

压紧机构210的设置是用于与横支撑座204结构，实现对横杆62的定位以及固定，为了方便操作，压紧机构210为气动快速夹具。

气动快速夹具在使用的过程中，气缸的活塞伸出，带动与其相连的压臂向下转动从而压紧在横杆62的上方，从而实现对横杆62的固定。相反的，气缸的活塞杆回缩时，则可带动压臂上向转动，则将横杆62松开。

优选的，气动快速夹具可以选用但不仅限于上海核佳机电物资有限公司生产的编号为ch-12265的气动快速夹具。

为了实现对短轴套64两端的固定，定位组件ⅱ、定位组件ⅲ、端部定位组件和中间定位组件分别包括纵向对称设置的两个定位气缸，同组的两个定位气缸的伸缩端相向设置，且每个定位气缸的内侧分别对应设置有内定位座。

定位气缸的活塞杆可以对短轴套64的外端进行定位，而内定位座则可以对短轴套64的里端进行定位，防止在其轴向窜动。

具体的，定位组件ⅱ和定位组件ⅲ分别包括两个伸缩端相向设置的定位气缸ⅰ105，以及与每个定位气缸ⅰ105对应的内定位座ⅰ106。

端部定位组件和中间定位组件分别包括两个伸缩端相向设置的定位气缸ⅱ205，以及与每个定位气缸ⅱ205对应设置的内定位座ⅱ206。

优选的，定位气缸的外侧通过固定板安装在外框的内壁上，具体的，外框ⅰ101的内壁的对应位置焊接有固定板ⅰ116，而定位气缸ⅰ105则通过螺栓安装在固定板ⅰ116上，同样的，外框ⅱ201内壁的对应位置焊接有固定板ⅱ214，而定位气缸ⅱ205则利用螺栓安装在固定板ⅱ214上。

为了实现对短轴套64的定位，定位气缸的活塞杆的端部设置有定位销，内定位座上设置有与定位销对应的定位孔。

优选的，定位销的端部设置有外径小于定位销外径的导向销。

定位销与定位气缸的活塞杆为浮动连接，将轴套安装在竖杆61实现加工好的安装孔内，定位气缸的活塞杆伸出，定位销穿过短轴套64并将导向销伸入定位孔内，此时将短轴套64套在定位销上，可以通过定位销对其径向进行固定，同时也能通过内定位座和活塞杆对短轴套64的两端进行固定，防止其在轴向窜动。

具体的，定位气缸ⅰ105的活塞杆端部安装有定位销ⅰ113和导向销ⅰ115，定位气缸ⅱ205的活塞杆的端部安装有定位销ⅱ211和导向销ⅱ213。内定位座ⅰ106上设置有定位孔ⅰ114，内定位座ⅱ206上设置有定位孔ⅱ212。

优选的，定位气缸可以选用但不仅限于型号为acqd125*200s的气缸。

为了防止过定位，定位组件ⅲ和端部定位组件的定位销为菱形销。

菱形销的使用，可以允许工件在存在较小误差的情况下保证焊接的正常进行。

在将剪刀臂6焊接完成后，为了方便将其取下，定位组件ⅰ和定位组件ⅲ朝向定位组件ⅱ的一侧，以及端部定位组件朝向中间定位组件的一侧分别设置有顶升座，且顶升座的下方设置有活塞杆朝上设置的顶升气缸。

具体的，顶升座为与纵支撑座同向的u型结构，在其上升的时候可以将剪刀臂6托在其中。

剪刀臂6焊接完成后，顶升气缸的活塞杆伸出，通过顶升座将剪刀臂6顶起，从而便于将其从定位机构上取下。

具体的，顶升气缸安装在对应定位组件下方的横梁上。

优选的，顶升气缸可以选用但不仅限于型号为acq63*50的气缸。

其中，定位组件ⅰ和定位组件ⅲ对应的为顶升座ⅰ117和顶升气缸ⅰ118，而端部定位组件对应的为顶升座ⅱ215和顶升气缸ⅱ216。

为了提高加工效率，工作站设置了两个并列的加工位，并利用同一个焊接机器人41进行焊接，在其中一个加工位在进行和焊接的过程中，另一个加工位可以进行剪刀臂6的更换，即将焊接完成的剪刀臂6取下，并将下一个待焊接的剪刀臂6放置在加工位上，因此需要将焊接机器人41在两个加工位侧面进行往复移动，而为了实现焊接机器人41的在移动，焊接机器人41安装在座板42上，且座板42移动安装在纵向设置的轨道5上。

优选的，焊接机器人41选用型号为bl6的otc焊机机器人。

另外，焊接机器人41的一侧设置有固定在座板42上的焊丝桶43，另一侧设置有用于焊接机器人41的焊枪清理的清枪机44。

清枪机44的设置，可以对焊接机器人的焊接枪头进行清理，保证焊接质量。

为了带动焊接机器人41的移动，座板42上设置有平移电机45，平移电机45的输出轴向下穿过座板42连接有齿轮，轨道5上安装有纵向设置且与齿轮啮合的齿条51。

具体的，轨道包括导轨座52，以及纵向安装在导轨座52上的两条直线导轨53，且齿条51安装在两条直线导轨53之间且与直线导轨53平行，座板42的底部滑动安装在直线导轨53上，实现对座板42移动的导向。

优选的，直线导轨53的两端分别安装有限位块54，用于对座板42的移动进行限位，防止其从直线导轨53上掉落。

整个工作站安装在一个工作站台上，且工作站台的其中三个侧面分别设置有安全隔板（图中未画出），工作站上成对安装有安全光栅（图中未画出），保证加工过程中工人的安全性。

另外，为了实现对整个工作站的操作控制，轨道背离加工位的一侧设置有控制柜（图中未画出）。

在对剪刀臂ⅰ进行加工时，各个定位气缸ⅰ105和顶升气缸ⅰ118的活塞杆处于回缩状态，将装配上长轴套63和短轴套64的竖杆61放置端定位座ⅰ103之间的纵支撑座ⅰ102上，定位气缸ⅰ105的活塞杆伸出，利用定位销ⅰ113与内定位块ⅰ配合实现对各个短轴套64的定位，而拨动快速夹具109则可以通过柱销110对长轴套63进行定位，此时即实现组成剪刀臂ⅰ的各个零部件的精准定位，然后根据所要焊接的位置，利用焊接变位机3带动第一定位机构1旋转，使所要焊接的位置处于水平面上，便于焊接的进行。

在对剪刀臂ⅱ进行加工时，各个定位气缸ⅱ205、顶升气缸ⅱ216和压紧机构210的气缸的活塞杆均处于回缩状态，将装配上短轴套64的竖杆61放置在端定位座ⅱ203之间的纵支撑座ⅱ202上，将横杆62放置在横支撑座204上，然后定位气缸ⅱ205的活塞杆伸出，利用定位销ⅱ211与内定位块ⅱ配合将各个短轴套64以及竖杆61进行定位，压紧机构210的气缸的活塞杆伸出利用其压块将横杆62固定在横支撑座204内，然后根据所要焊接的位置，利用焊接变位机3带动第二定位机构2旋转，使所要焊接的位置处于水平面上，便于焊接的进行。

在焊接的过程中焊接变位机3可以实现360°的旋转，从而实现整个剪刀臂6全方位的焊接。

工作站在进行加工的过程中，当第一定位机构1处于焊接加工状态时，则第二定位机构2则处于剪刀臂6的更换状态，即将已经焊接完成的剪刀臂6ⅱ从第二定位机构2上取下，并且换上另一个需要加工的剪刀臂6ⅱ，并且进行定位，此时第一定位机构1上的剪刀臂6ⅰ焊接完成，焊接机器人41则移动至第二定位机构2的一侧，对剪刀臂6ⅱ进行焊接，同时可以对第一定位机构1上的剪刀臂6ⅰ进行更换，如此进行交替加工，减少时间差，提高加工效率。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。