专利名称：双回转升降式焊接变位机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于焊接工艺装备技术领域，涉及一种双回转升降式焊接变位机，全部焊缝均可实现“船焊”要求，并且可使焊件升降到最理想的位置进行施焊作业，特别适用于挖掘机、叉车、装载机等结构件上机焊接时使用。
背景技术：
国内外结构件焊接，采用先进的工艺设备为弧焊机器人集成系统，这个系统由标准弧焊机器人和机器人外部轴-伺服控制型焊接变位机组成。目前国内还没有这种弧焊机器人集成系统的生产和供应，少数厂家仅从国外采购了这样设备。但是，对复杂焊件，由于焊缝分布的复杂性，弧焊机器人集成系统不可能完成一个焊件的全部焊接作业。此外，由于下料和备焊组对(焊装)精度达不到机器人焊接要求时，也限制了机器人焊接的应用。因此，焊接变位机仍是结构车间的主要工艺装备之一，焊件在焊接变位机上变位，手持焊把在最佳位置焊接。
国内制造的全位置变位的双回转式变位机，有L型、C型、U型(专利号ZL 97221477.1和ZL 200720095929.2)。采用这些变位机上机焊接，可使任何复杂焊件，全部焊缝达到“船焊”要求。但是，应用上述焊接变位机专利产品变位，仍有问题由于大回转半径是个固定值，虽然待焊焊缝可以变位到理想方位，但位置高，不便操作。采用三自由度焊接变位机(ZL 03252594.1)，由于具有升降自由度，是个可行方案。但是，应用这一专利产品，仍有以下问题第一，升降装置的设计方案不完备，缺少自平衡机构，使提升力较大；第二，升降传动系采用丝杠螺母结构，传动效率低；第三，大回转装置的布置不合理，使结构比较庞大、笨重，增加了提升传动的负荷。
发明内容
本实用新型所要解决的问题在于，克服现有技术的不足，提供一种双回转升降式焊接变位机，这种变位机具有两个全变位功能和完备的传动装置；小回转装置采用一字型或C型两种结构，适用性广；升降装置采用了自平衡机构和高效率传动系，减轻了升降传动系的非工作负载，大大减少了功率损失，工人可在最合适的位置实施焊接操作。
本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的 依据本实用新型提供的一种双回转升降式焊接变位机，包括机座1、升降装置2、大回转装置3、小回转装置4和电气控制装置5，所述的机座为一框架结构，升降装置2由机体6、高效升降传动系7、自平衡机构8和直线导轨9组成；机体6为开口箱形结构，安装在机座1上；高效升降传动系7、自平衡机构8和直线导轨9分别安装在机体6上；大回转装置3，由滑板10、大回转传动系11、螺母滑套12、螺母支座13、滑块14和电机-焊接导电系15组成；大回转传动系11、螺母滑套12、螺母支座13、滑块14、电机-焊接导电系15和小回转装置4分别安装在滑板10上；小回转装置4的夹具连接盘47上安装夹具65，夹具65上装夹工件66。
本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案进一步实现 前述的高效升降传动系由电机-蜗杆蜗轮减速机16、安全螺栓-压板17、平键18、锁母19、推力轴承20、减速机连接盘21、滚球丝杠22和滚球丝杠螺母23组成，滚球丝杠螺母23、螺母滑套12安装在螺母支座13上，减速机连接盘21安装在机体6上，滚球丝杠22的一端和推力轴承20安装在减速机连接盘21内，滚球丝杠22的另一端旋入滚球丝杠螺母23内，电机-蜗杆蜗轮减速机16安装在减速机连接盘21上，驱动滚球丝杠回转，滚球丝杠回转带动滚球丝杠螺母、螺母支座及大回转装置3升降。
前述的自平衡机构，由配重块24、吊环25、31、钢丝绳26、滑轮支架27、30和滑轮28、29组成，滑轮28、29分别安装在滑轮支架27、30上，钢丝绳的一端通过吊环31固定在大回转装置的滑板10上，钢丝绳的另一端通过吊环25固定在配重块24上，钢丝绳绕装在滑轮28、29上，配重块24与大回转装置3做关联升降运动。
前述的大回转传动系由驱动电动机32、蜗杆减速机33、挡圈34、平键35、轴齿轮36、减速机连接盘37、轴承38和回转支承39组成，驱动电动机32直联蜗杆减速机33，驱动电动机与蜗杆减速机安装在减速机连接盘37上，减速机连接盘和回转支承39安装在滑板10上；轴承38固定在轴齿轮36上；轴齿轮连同轴承安装在蜗杆减速机输出轴孔及减速机连接盘孔内，其齿面与回转支承39的外齿啮合；电动机32驱动蜗杆减速机33，减速机33蜗轮驱动轴齿轮36，轴齿轮36驱动回转支承39的外齿，回转支承39的外齿驱动小回转装置4回转。
前述的小回转装置为一字型小回转装置，由一字型空腹箱体40、小回转传动系和焊接电流导电装置48组成；其中小回转传动系包括驱动电动机41、蜗杆减速机42、减速机连接盘43、轴承44、轴齿轮45、回转支承46和夹具连接盘47、平键49和螺栓-压板50，驱动电动机41直联蜗杆减速机42，驱动电机41与蜗杆减速机42安装在减速机连接盘43上，减速机连接盘43和回转支承46安装在一字型空腹箱体40上，轴承44固定在轴齿轮45上，轴齿轮45连同轴承44安装在蜗杆减速机42输出轴孔及减速机连接盘43孔内，其齿面与回转支承46的外齿啮合，夹具连接盘47安装在回转支承46上，电动机41驱动蜗杆减速机42，减速机42蜗轮驱动轴齿轮45，轴齿轮45驱动回转支承46外齿，回转支承46外齿驱动夹具连接盘47回转。
前述的小回转装置为C型小回转装置，由一字型小回转装置4、竖臂51、从动一字型臂52组成；从动一字型臂包括从动一字型箱体53、主轴及浮动装置、夹具连接盘62，其中主轴及浮动装置由前、后套58、54、前、后轴承63、55、浮动主轴56、端盖57、前、后挡圈61、59、弹簧60和透盖64组成，前、后套58、54焊接在箱体53上，浮动主轴56装有前、后轴承63、55，浮动主轴56通过前、后轴承63、55装在前、后套58、54内，后挡圈59支承在前套58的后端，前挡圈61压在前轴承63上，弹簧60套在浮动主轴56上，安装在前、后挡圈61、59之间，端盖57装在后套54上，透盖装在前套58上；一字型小回转装置4和从动一字型臂52分别安装在竖臂51的两端上；竖臂安装在回转支承40上，大回转装置3回转和升降，带动C型小回转装置回转和升降。
本实用新型与现有技术相比具有显著的优点和有益效果。
本实用新型包括两个全回转主变位自由度和一个升降辅变位自由度，具有全变位功能，满足全部焊缝实现“船焊”要求。升降装置采用了自平衡机构，减轻了升降传动系的非工作负载。焊件可以升降，焊工可以在合适的高度进行焊接作业。大回转装置的设计结构紧凑、合理，减轻提升负荷；升降传动系采用蜗轮-滚球丝杠传动，同规格的产品，比公知的技术，提高效率100％，提升功率是公知技术的40％。为适应不同焊件的装夹要求，小回转装置设计采用一字型或C型两种结构，一字型为一个工作台，装夹夹具和工件；C型为主、从工作台，组成首、尾架式装夹夹具和工件。同时保证安全，减轻体力劳动。这样构成了完善的铲斗焊接系统。可以用于各种装载机铲斗、挖掘机挖斗和类似结构焊接使用。
本实用新型的具体实施方式
由以下实施例及其附图详细给出。
图1本实用新型的总体结构图； 图2本实用新型的升降装置结构图； 图3本实用新型的大回转装置结构图； 图4本实用新型的升降传动系结构图； 图5本实用新型的自平衡机构结构图； 图6本实用新型的大回转传动系结构图； 图7本实用新型的一字型小回转传动装置结构图； 图8本实用新型的C型小回转装置结构图； 图9本实用新型的C型小回转装置的从动一字臂结构图。
具体实施方式
以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提供的具体实施方式
、结构、特征及其功效，详细说明如后。
参见图1～9，一种双回转升降式焊接变位机，包括机座1、升降装置2、大回转装置3、小回转装置4和电气控制装置5，机座为一框架结构，升降装置2由机体6、高效升降传动系7、自平衡机构8和直线导轨9组成；机体6为开口箱形结构，安装在机座1上；高效升降传动系7、自平衡机构8和直线导轨9分别安装在机体6上；大回转装置3，由滑板10、大回转传动系11、螺母滑套12、螺母支座13、滑块14和电机-焊接导电系15组成；大回转传动系11、螺母滑套12、螺母支座13、滑块14、电机-焊接导电系15和小回转装置4分别安装在滑板10上；小回转装置4的夹具连接盘47上安装夹具65，夹具65上装夹工件66。
高效升降传动系由电机-蜗杆蜗轮减速机16、安全螺栓-压板17、平键18、锁母19、推力轴承20、减速机连接盘21、滚球丝杠22和滚球丝杠螺母23组成，滚球丝杠螺母23、螺母滑套12安装在螺母支座13上，减速机连接盘21安装在机体6上，滚球丝杠22的一端和推力轴承20安装在减速机连接盘21内，滚球丝杠22的另一端旋入滚球丝杠螺母23内，电机-蜗杆蜗轮减速机16安装在减速机连接盘21上，驱动滚球丝杠回转，滚球丝杠回转带动滚球丝杠螺母、螺母支座及大回转装置3升降。
自平衡机构，由配重块24、吊环25、31、钢丝绳26、滑轮支架27、30和滑轮28、29组成，滑轮28、29分别安装在滑轮支架27、30上，钢丝绳的一端通过吊环31固定在大回转装置的滑板10上，钢丝绳的另一端通过吊环25固定在配重块24上，钢丝绳绕装在滑轮28、29上，配重块24与大回转装置3做关联升降运动。
大回转传动系由驱动电动机32、蜗杆减速机33、挡圈34、平键35、轴齿轮36、减速机连接盘37、轴承38和回转支承39组成，驱动电动机32直联蜗杆减速机33，驱动电动机与蜗杆减速机安装在减速机连接盘37上，减速机连接盘和回转支承39安装在滑板10上；轴承38固定在轴齿轮36上；轴齿轮连同轴承安装在蜗杆减速机输出轴孔及减速机连接盘孔内，其齿面与回转支承39的外齿啮合；电动机32驱动蜗杆减速机33，减速机33蜗轮驱动轴齿轮36，轴齿轮36驱动回转支承39的外齿，回转支承39的外齿驱动小回转装置4回转。
小回转装置为一字型小回转装置，由一字型空腹箱体40、小回转传动系和焊接电流导电装置48组成；其中小回转传动系包括驱动电动机41、蜗杆减速机42、减速机连接盘43、轴承44、轴齿轮45、回转支承46和夹具连接盘47、平键49和螺栓-压板50，驱动电动机41直联蜗杆减速机42，驱动电机41与蜗杆减速机42安装在减速机连接盘43上，减速机连接盘43和回转支承46安装在一字型空腹箱体40上，轴承44固定在轴齿轮45上，轴齿轮45连同轴承44安装在蜗杆减速机42输出轴孔及减速机连接盘43孔内，其齿面与回转支承46的外齿啮合，夹具连接盘47安装在回转支承46上，电动机41驱动蜗杆减速机42，减速机42蜗轮驱动轴齿轮45，轴齿轮45驱动回转支承46外齿，回转支承46外齿驱动夹具连接盘47回转。
小回转装置为C型小回转装置，由一字型小回转装置4、竖臂51、从动一字型臂52组成；从动一字型臂包括从动一字型箱体53、主轴及浮动装置、夹具连接盘62，其中主轴及浮动装置由前、后套58、54、前、后轴承63、55、浮动主轴56、端盖57、前、后挡圈61、59、弹簧60和透盖64组成，前、后套58、54焊接在箱体53上，浮动主轴56装有前、后轴承63、55，浮动主轴56通过前、后轴承63、55装在前、后套58、54内，后挡圈59支承在前套58的后端，前挡圈61压在前轴承63上，弹簧60套在浮动主轴56上，安装在前、后挡圈61、59之间，端盖57装在后套54上，透盖装在前套58上；一字型小回转装置4和从动一字型臂52分别安装在竖臂51的两端上；竖臂安装在回转支承40上，大回转装置3回转和升降，带动C型小回转装置回转和升降。
工作原理所谓焊接变位机，是用来拖动待焊工件，使其待焊焊缝运动至理想位置进行施焊作业的设备。也就是说，装夹在变位机上焊件，其待焊焊缝的初始位置，可能处于空间任意方位，通过回转变位运动后，使任一待焊焊缝，变到最理想的“船角焊”位置进行施焊作业。它改变了可能需要立焊、仰焊等难以保证焊接质量的施焊操作。回转变位为主变位自由度，全双回转式焊接变位机具有两个主变位自由度，达到全变位功能，即保证焊件所有焊逢实现了“船角焊”要求。焊件的升降变位自由度为辅助变位自由度，它不能改变焊缝所处的空间方位，但是，升降可以改变焊件的高度，使焊件中高、低不同处的焊缝，在最佳高度进行施焊作业。这样可以节省升降工作台或其他登高辅具，增加了安全性和作业的舒适性。
权利要求1.一种双回转升降式焊接变位机，包括机座(1)、升降装置(2)、大回转装置(3)、小回转装置(4)和电气控制装置(5)，其特征在于所述的机座为一框架结构，升降装置(2)由机体(6)、高效升降传动系(7)、自平衡机构(8)和直线导轨(9)组成；机体(6)为开口箱形结构，安装在机座(1)上；高效升降传动系(7)、自平衡机构(8)和直线导轨(9)分别安装在机体(6)上；大回转装置(3)，由滑板(10)、大回转传动系(11)、螺母滑套(12)、螺母支座(13)、滑块(14)和电机-焊接导电系(15)组成；大回转传动系(11)、螺母滑套(12)、螺母支座(13)、滑块(14)、电机-焊接导电系(15)和小回转装置(4)分别安装在滑板(10)上；小回转装置(4)的夹具连接盘(47)上安装夹具(65)，夹具(65)上装夹工件(66)。
2.根据权利要求1所述的双回转升降式焊接变位机，其特征在于所述的高效升降传动系由电机-蜗杆蜗轮减速机(16)、安全螺栓-压板(17)、平键(18)、锁母(19)、推力轴承(20)、减速机连接盘(21)、滚球丝杠(22)和滚球丝杠螺母(23)组成，滚球丝杠螺母(23)、螺母滑套(12)安装在螺母支座(13)上，减速机连接盘(21)安装在机体(6)上，滚球丝杠(22)的一端和推力轴承(20)安装在减速机连接盘(21)内，滚球丝杠(22)的另一端旋入滚球丝杠螺母(23)内，电机-蜗杆蜗轮减速机(16)安装在减速机连接盘(21)上，驱动滚球丝杠回转，滚球丝杠回转带动滚球丝杠螺母、螺母支座及大回转装置(3)升降。
3.根据权利要求1所述的双回转升降式焊接变位机，其特征在于所述的自平衡机构，由配重块(24)、吊环(25、31)、钢丝绳(26)、滑轮支架(27、30)和滑轮(28、29)组成，滑轮(28、29)分别安装在滑轮支架(27、30)上，钢丝绳的一端通过吊环(31)固定在大回转装置的滑板(10)上，钢丝绳的另一端通过吊环(25)固定在配重块(24)上，钢丝绳绕装在滑轮(28、29)上，配重块(24)与大回转装置(3)做关联升降运动。
4.根据权利要求1所述的双回转升降式焊接变位机，其特征在于所述的大回转传动系由驱动电动机(32)、蜗杆减速机(33)、挡圈(34)、平键(35)、轴齿轮(36)、减速机连接盘(37)、轴承(38)和回转支承(39)组成，驱动电动机(32)直联蜗杆减速机(33)，驱动电动机与蜗杆减速机安装在减速机连接盘(37)上，减速机连接盘和回转支承(39)安装在滑板(10)上；轴承(38)固定在轴齿轮(36)上；轴齿轮连同轴承安装在蜗杆减速机输出轴孔及减速机连接盘孔内，其齿面与回转支承(39)的外齿啮合；电动机(32)驱动蜗杆减速机(33)，减速机(33)蜗轮驱动轴齿轮(36)，轴齿轮(36)驱动回转支承(39)的外齿，回转支承(39)的外齿驱动小回转装置(4)回转。
5.根据权利要求1所述的双回转升降式焊接变位机，其特征在于所述的小回转装置为一字型小回转装置，由一字型空腹箱体(40)、小回转传动系和焊接电流导电装置(48)组成；其中小回转传动系包括驱动电动机(41)、蜗杆减速机(42)、减速机连接盘(43)、轴承(44)、轴齿轮(45)、回转支承(46)和夹具连接盘(47)、平键(49)和螺栓-压板(50)，驱动电动机(41)直联蜗杆减速机(42)，驱动电机(41)与蜗杆减速机(42)安装在减速机连接盘(43)上，减速机连接盘(43)和回转支承(46)安装在一字型空腹箱体(40)上，轴承(44)固定在轴齿轮(45)上，轴齿轮(45)连同轴承(44)安装在蜗杆减速机(42)输出轴孔及减速机连接盘(43)孔内，其齿面与回转支承(46)的外齿啮合，夹具连接盘(47)安装在回转支承(46)上，电动机(41)驱动蜗杆减速机(42)，减速机(42)蜗轮驱动轴齿轮(45)，轴齿轮(45)驱动回转支承(46)外齿，回转支承(46)外齿驱动夹具连接盘(47)回转。
6.根据权利要求1所述的双回转升降式焊接变位机，其特征在于所述的小回转装置为C型小回转装置，由一字型小回转装置(4)、竖臂(51)、从动一字型臂(52)组成；从动一字型臂包括从动一字型箱体(53)、主轴及浮动装置、夹具连接盘(62)，其中主轴及浮动装置由前、后套(58、54)、前、后轴承(63、55)、浮动主轴(56)、端盖(57)、前、后挡圈(61、59)、弹簧(60)和透盖(64)组成，前、后套(58、54)焊接在箱体(53)上，浮动主轴(56)装有前、后轴承(63、55)，浮动主轴(56)通过前、后轴承(63、55)装在前、后套(58、54)内，后挡圈(59)支承在前套(58)的后端，前挡圈(61)压在前轴承(63)上，弹簧(60)套在浮动主轴(56)上，安装在前、后挡圈(61、59)之间，端盖(57)装在后套(54)上，透盖装在前套(58)上；一字型小回转装置(4)和从动一字型臂(52)分别安装在竖臂(51)的两端上；竖臂安装在回转支承(40)上，大回转装置(3)回转和升降，带动C型小回转装置回转和升降。
专利摘要本实用新型涉及一种双回转升降式焊接变位机，包括机座、升降装置、大回转装置、小回转装置和电气控制装置，机座为一框架结构，升降装置由机体、高效升降传动系、自平衡机构和直线导轨组成，机体为开口箱形结构，其安装在机座上，高效升降传动系、自平衡机构和直线导轨分别安装在机体上，大回转装置由滑板、大回转传动系、螺母滑套、螺母支座、滑块和电机-焊接导电系组成，其分别安装在滑板上，小回转装置的夹具连接盘上安装夹具，夹具上装夹工件。本实用新型具有全变位功能，满足全部焊缝实现“船焊”要求，小回转装置采用一字型或C型两种结构，使焊件升降到最理想的位置进行施焊作业，特别适用于挖掘机、叉车、装载机等结构件上机焊接时使用。
文档编号B23K37/053GK201172152SQ20082007425
公开日2008年12月31日 申请日期2008年3月31日 优先权日2008年3月31日
发明者滕大利, 郑永强 申请人:天津盛泰缘哲科技发展有限公司