专利名称：升降梯标准节焊接机器人装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及焊接自动化技术，尤其是涉及建筑行业中升降梯 标准节的焊接机器人装置。
背景技术：
汽车生产线、工程机械等行业的焊接自动化水平由于机器人应用 得到了极大的提高，但是造船、建筑等行业的许多大型工件却仍然采 用人工焊接。由于焊接对象标准节结构较复杂，存在焊缝数量多、种 类多、空间分布广等一系列特点，所以过去国内一般采用简易工装夹 具加手工焊接。如图1所示，为升降梯标准节的成品结构示意图，主
要包括主弦管100、标准框300、齿排200和连接套400。当定位标 准节的四根主弦管100和两根齿排200时，需要人工旋转侧面的六个 扳手，造成效率低且劳动强度大；定位中间的三个标准框300时，无 明确的定位面，往往通过焊接工人的目力来确定，定位不准确，需要 操作工人要求高；由于焊接对象(标准节)工作环境的特殊性，要求 标准节的每个焊缝质量可靠，这样就要求焊接工人具有很高的焊接水 平，而且标准节的焊缝空间分布广，焊接工人需要花费较多的辅助时 间来完成变换焊接位置；当整个工件焊接完成后，焊接工人需要重复 旋转侧面的六个扳手用来松开标准节，在松开过程中，标准节的拆卸 安全性不高，需要比较熟练的操作工，况且，目前的人力资源成本是 越来越高。由此可见，传统的手工焊接方法无论焊接质量的一致性还 是焊接效率及其安全可靠性上均不能满足现代高技术产品制造的质量、数量的需求。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种升降梯标准节焊接机器人装置， 在保证焊接质量的前提下，通过机器人与变位机的参与，提高焊接效 率，减轻焊接工人的劳动强度，确保生产的安全性。
本实用新型的目的是通过以下方式实现的
升降机标准节焊接机器人装置，由工业机器人、变位机、焊接电 源、变压器和机器人控制柜组成；变位机包括机台、安装在机台上的 主动箱、从动箱、主弦管定位气动伸縮机构、拉码式夹钳；主动箱和 从动箱位于机台的两端，主动箱的主动轴和从动箱的从动轴上各安装 一个回转盘，两个回转盘之间通过连接柱连接；主弦管定位气动伸縮 机构安装在两个回转盘之间，主弦管定位气动伸缩机构由气缸带动做 伸縮动作而顶紧主弦管；两个回转盘之间还架设有固定梁，用于定位 标准框的拉码式夹钳对应标准框的位置安装在固定梁上；工业机器人 位于变位机旁边，由焊接电源和变压器供电、由机器人控制柜控制并 对机台上的标准节进行焊接作业。
上述变位机有两组，工业机器人位于两组变位机的中间，由机器 人控制柜进行控制，分别对两个变位机上的标准节进行焊接作业。
上述主弦管定位气动伸縮机构包括主动气缸、从动气缸、主动导 向套、从动导向套、主动顶轴、顶头、从动顶轴和从动气缸固定座； 主动气缸安装在一个回转盘上，主动气缸由电磁阀控制带动主动顶轴 运动，主动顶轴穿过主动导向套且前端安装有用于抵紧主弦管的顶 头；从动气缸借助从动气缸固定座安装在另一回转盘上，从动气缸也 由电磁阀控制带动从动顶轴运动，从动顶轴穿过从动导向套且前端抵于主弦管。
上述从动导向套上设有限位台阶。
上述拉码式夹钳由拉码夹钳和压条组成，用于压紧标准框的压条 位于拉码夹钳的下方并与固定梁的定位面配合夹持标准框。
上述两个回转盘之间还设有纠正机构，纠正机构由推拉夹钳、纠 正管和定位块组成，推拉夹钳安装在纠正管上，纠正管对应固定梁的 位置借助推拉夹钳架设在两个回转盘上，用于定位标准框的定位块安 装在纠正管上。
上述两个回转盘之间还设有连接套定位夹具及推拉式夹钳；连接 套定位夹具由从动定位轴、定位条、主动气缸、顶轴和主动导向套组 成，从动定位轴固定在一个回转盘上，顶轴通过主动导向套安装在另 一个回转盘上，且顶轴由主动气缸带动，定位条架在从动定位轴与顶
轴之间；推拉式夹钳由推拉夹钳、拉轴和涨套组成，推拉夹钳带动拉 轴运动，拉轴与涨套以锥度配合，涨套抵于连接套使之固定在焊接位 置。
采用上述方案后，本实用新型具有以下优点
一、 变位机可应用四根柱子将两端的回转盘连接成一体，形成口 型机构，保证了从动端与主动端的平行度，满足了标准节的制作工艺 要求；
二、 本装置定位标准框的位置，采用了拉码式夹钳，进一步再加 上一个纠正机构，可方便的确定标准框的位置，从而提高工件的定位
的准确性；
三、 本装置的从动端与主动端分别装有气动伸縮机构用来定位标 准节的四根主弦管，这机构不但保证了标准节的一致性，而且当标准 节焊接完成后，气缸回复原位置，还实现了快速脱模，提高了生产效率；
四、 标准节上安装齿排的连接套在过去一般有两种做法①采用 人工安装齿排、人工锁紧螺杆定位、人工焊接；②连接套与标准框的
角钢在前道工序焊接完成，当整个标准节焊接完成后再将标准节机加 工六个连接套，保证齿排能准确的安装、锁紧。但是本装置解决了以 上大量的人为因素，操作工人只需要将定位连接套的机构安装在变位 机上，扳动推拉式夹钳将连接套安装在定位轴上并压紧夹钳，这样定 位套就可以应用机器人焊接，保证了焊接质量，同时当标准节焊接完 成后，操作工人只需要将夹钳松开，就可以将定位夹具取下，极大的 縮短了操作工人的工作时间，提高了生产效率，而且连接套定位采用 了工装夹具，保证了连接套的尺寸精度，所以标准节焊接完成后不需
要再进行机加工，大大减少了标准节的制作成本；
五、 本装置还可采用双工位变位机，当机器人在一工位焊接时， 操作工人可以在二工位装夹工件，装夹完后按预约按钮，当机器人结 束一工位的焊接后，如果二工位有预约就可以马上进行二工位的焊 接，同时操作工人可以在一工位进行工件的拆卸与装夹。这样就摆脱 了一人一机的局面，大大的提高了生产效率。
图1为升降梯标准节的成品结构示意图2为本实用新型实施例一的总装俯视图(未装工件)；
图2-1为本实用新型实施例一的总装立体示意图(未装工件)；
图3为本实用新型实施例二的总装俯视图(装了工件)；
图3-1为本实用新型实施例二的总装立体示意图(装了工件)；
图4为本实用新型变位机的装配示意图(装了主弦管)；200820136
图5为本实用新型变位机的俯视图(装了主弦管)； 图6为本实用新型拉码式夹钳及纠正机构的装配示意图(装了主 弦管和标准框)；
图7为本实用新型推拉式夹钳的装配示意图(装了连接套)；
图8为本实用新型连接套的定位夹具装配示意图(装了主弦管和
标准框)。
具体实施方式
下面结合实施例并对照附图对本实用新型作进一步详细说明。
如图2和图2-1、图3和图3-l所示，本实用新型揭示的升降机 标准节焊接机器人装置，由工业机器人10、变位机20、焊接电源30、 变压器40和机器人控制柜50组成。
其中，图2和图2-l所示的变位机20包括机台1、安装在机台l 上的主动箱2、从动箱3、主弦管定位气动伸縮机构4、拉码式夹钳5。 图3、图3-1和图6所示的变位机20还进一步包括纠正机构6、连接 套定位夹具7及推拉式夹钳8，以使焊接更精确、快速。
配合图4和图5所示，主动箱2和从动箱3位于机台1的两端， 主动箱2和从动箱3通过三相五线制工业用电驱动伺服电机带动主动 轴和从动轴旋转而带动主动轴和从动轴旋转。主动箱2的主动轴和从 动箱3的从动轴上各安装一个回转盘9，两个回转盘9之间通过四根 连接柱91连接。
主弦管定位气动伸縮机构4安装在两个回转盘9之间，主弦管定 位气动伸縮机构4由气缸带动做伸縮动作而顶紧主弦管。主弦管定位 气动伸缩机构4具体可以包括主动气缸41、从动气缸42、主动导向 套43、从动导向套44、主动顶轴45、顶头46、从动顶轴47和从动气缸固定座48。主动气缸42安装在一个回转盘9上，主动气缸42 由电磁阀控制带动主动顶轴45运动，主动顶轴45穿过主动导向套 43且前端安装有用于抵紧主弦管的顶头46。从动气缸42借助从动气 缸固定座48安装在另一回转盘9上，从动气缸42也由电磁阀控制带 动从动顶轴47运动，从动顶轴47穿过从动导向套44且前端抵于主 弦管。实际装夹时，气缸由电磁阀控制，从动气缸42先到达指定位 置，装入主弦管，然后主动气缸41顶紧主弦管。为了防止标准节端 头不平齐，在从动导向套设有限位台阶(此结构简单，图中未标号)， 当气缸推出行程到达限位位置时，从动端的四个从动气缸42都到达 同一位置，保证了标准节的端头平齐。
拉码式夹钳5用于定位标准框，拉码式夹钳5对应标准框的位置 安装在固定梁51上，固定梁51安装在两个回转盘9之间。如图6所 示，拉码式夹钳5具体由拉码夹钳53和压条52组成，压条52位于 拉码夹钳53的下方，压条52用于与固定梁51的定位面配合夹持压 紧标准框。
为了更好地固定标准框，如图3和图3-1所示的实施例二，两个 回转盘9之间还设有纠正机构6。如图6所示，纠正机构6具体由推 拉夹钳61、纠正管62和定位块63组成，推拉夹钳61安装在纠正管 62上，纠正管62对应固定梁51的位置借助推拉夹钳61架设在两个 回转盘9上，用于定位标准框的定位块63安装在纠正管62上。这样， 将标准框靠紧固定梁51的定位面，放上压条52，拉动拉码夹钳53 固定住标准框，同时装入纠正机构6，利用定位块63纠正标准框的 竖直度，从而保证标准框的悍接位置。
为了方便连接套的快速焊接，如图3和图3-1所示的实施例二， 两个回转盘9之间还设有连接套定位夹具7及推拉式夹钳8。如图8所示，连接套定位夹具7具体由从动定位轴71、定位条72、主动气 缸73、顶轴74和主动导向套75组成。从动定位轴71固定在一个回 转盘9上，顶轴74通过主动导向套75架在另一个回转盘9上，且顶 轴74由主动气缸73带动，定位条72固定架在从动定位轴71与顶轴 74之间。如图7所示，推拉式夹钳8由推拉夹钳81、拉轴82和涨套 83组成，推拉夹钳81带动拉轴82运动，拉轴81与涨套83以锥度 配合，迫使涨套83涨大，涨套83抵于连接套使之固定在焊接位置。
工业机器人10位于变位机20旁边，由焊接电源30提供焊接时 将焊丝熔化需要的电流，变压器40提供用电，由机器人控制柜50进 行控制，并对机台1上的标准节进行焊接作业。当然，变位机20可 以如图2和图3所示有两组，工业机器人10位于两组变位机20的中 间，由机器人控制柜50进行控制，分别对两个变位机20上的标准节 进行焊接作业。
使用过程
开启焊接电源30，变位机20在0。位置，电机驱动变位机20转 动到-90°位置，装入下部的两主弦管，变位机20回复到0。位置， 装入标准框，利用拉码式夹钳5与压条52压紧标准框，电机驱动变 位机20转动到90。位置，装入上部的两主弦管，装入纠正机构6， 再装入连接套定位夹具7，拉动推拉式夹钳8，固定住连接套，电机 驱动变位机20转动到-90°位置，装入连接套定位夹具7，拉动推拉 式夹钳8，固定住连接套，变位机20回复到0°位置，工业机器人 IO开始焊接，同时变位机20按照程序设定的角度进行变位，方便工 业机器人10进行施焊。工业机器人10焊接完成后，各气缸回复到原 位置，松开各夹钳，取下连接套定位夹具7，人工将工件吊离变位机 20，进入下一循环周期。
权利要求1、升降机标准节焊接机器人装置，其特征在于由工业机器人、变位机、焊接电源、变压器和机器人控制柜组成；变位机包括机台、安装在机台上的主动箱、从动箱、主弦管定位气动伸缩机构、拉码式夹钳；主动箱和从动箱位于机台的两端，主动箱的主动轴和从动箱的从动轴上各安装一个回转盘，两个回转盘之间通过连接柱连接；主弦管定位气动伸缩机构安装在两个回转盘之间，主弦管定位气动伸缩机构由气缸带动做伸缩动作而顶紧主弦管；两个回转盘之间还架设有固定梁，用于定位标准框的拉码式夹钳对应标准框的位置安装在固定梁上；工业机器人位于变位机旁边，由焊接电源和变压器供电、由机器人控制柜控制并对机台上的标准节进行焊接作业。
2、 如权利要求1所述的升降机标准节焊接机器人装置，其特征 在于上述变位机有两组，工业机器人位于两组变位机的中间，由机 器人控制柜进行控制，分别对两个变位机上的标准节进行焊接作业。
3、 如权利要求1所述的升降机标准节焊接机器人装置，其特征 在于上述主弦管定位气动伸縮机构包括主动气缸、从动气缸、主动 导向套、从动导向套、主动顶轴、顶头、从动顶轴和从动气缸固定座； 主动气缸安装在一个回转盘上，主动气缸由电磁阀控制带动主动顶轴 运动，主动顶轴穿过主动导向套且前端安装有用于抵紧主弦管的顶 头；从动气缸借助从动气缸固定座安装在另一回转盘上，从动气缸也 由电磁阀控制带动从动顶轴运动，从动顶轴穿过从动导向套且前端抵 于主弦管。
4、 如权利要求3所述的升降机标准节焊接机器人装置，其特征 在于上述从动导向套上设有限位台阶。
5、 如权利要求1所述的升降机标准节焊接机器人装置，其特征 在于上述拉码式夹钳由拉码夹钳和压条组成，用于压紧标准框的压 条位于拉码夹钳的下方并与固定梁的定位面配合夹持标准框。
6、 如权利要求1所述的升降机标准节焊接机器人装置，其特征 在于上述两个回转盘之间还设有纠正机构，纠正机构由推拉夹钳、 纠正管和定位块组成，推拉夹钳安装在纠正管上，纠正管对应固定梁 的位置借助推拉夹钳架设在两个回转盘上，用于定位标准框的定位块 安装在纠正管上。
7、 如权利要求1所述的升降机标准节焊接机器人装置，其特征 在于上述两个回转盘之间还设有连接套定位夹具及推拉式夹钳；连 接套定位夹具由从动定位轴、定位条、主动气缸、顶轴和主动导向套 组成，从动定位轴固定在一个回转盘上，顶轴通过主动导向套安装在 另一个回转盘上，且顶轴由主动气缸带动，定位条架在从动定位轴与 顶轴之间；推拉式夹钳由推拉夹钳、拉轴和涨套组成，推拉夹钳带动 拉轴运动，拉轴与涨套以锥度配合，涨套抵于连接套使之固定在焊接 位置。
专利摘要本实用新型公开一种升降机标准节焊接机器人装置，由工业机器人、变位机、焊接电源、变压器和机器人控制柜组成；变位机包括机台、主动箱、从动箱、主弦管定位气动伸缩机构、拉码式夹钳；主动箱和从动箱位于机台两端，主动箱和从动箱上各安装一个回转盘，两回转盘由连接柱连接；主弦管定位气动伸缩机构安装在两回转盘之间，由气缸带动而顶紧主弦管；两回转盘之间还架设有固定梁，拉码式夹钳安装在固定梁上用于定位标准框；工业机器人位于变位机旁边，由焊接电源和变压器供电、由机器人控制柜控制并对机台上的标准节进行焊接作业。本装置在保证焊接质量的前提下，通过机器人与变位机的参与，提高焊接效率，减轻焊接工人的劳动强度，确保生产的安全性。
文档编号B23K37/00GK201333595SQ20082013669
公开日2009年10月28日 申请日期2008年12月30日 优先权日2008年12月30日
发明者刘兵华, 刘道明, 宋耀明, 黄焕良 申请人:厦门思尔特机器人系统有限公司