一种连续翻转的变位机及其变位方法
【专利摘要】本发明属于大型结构件变位翻转领域，具体地说是一种连续翻转的变位机及其变位方法，变位机的每个基本框架上均布有多个圆柱滚子轴承；翻转机机构中的导轨支撑座为多个，每个导轨支撑座上均设有弧面导轨，在每个导轨支撑座上均安装有多个拨轮，各拨轮之间通过链传动机构相连；电机安装在底座上，通过链传动机构驱动拨轮旋转；方法为：被加工工件夹紧在基本框架内，电机通过链传动机构把电机的原动力传送到各拨轮上，基本框架上圆柱滚子轴承的主轴始终都与拨轮的凹槽保持相互啮合状态，从而实现基本框架夹紧的被加工工件连续翻转，变换不同工位。本发明具有连续转动能力，适合超长、超重大型结构件，更适合不规则工件的连续翻转。
【专利说明】一种连续翻转的变位机及其变位方法
【技术领域】
[0001]本发明属于大型结构件变位翻转领域，具体地说是一种连续翻转的变位机及其变位方法。
【背景技术】
[0002]大型结构件在焊接、机械加工或装配过程中一般都需要固定在不同的姿态下，以便于完成一站式整体加工。现有变位技术可分为单端转动变位和双顶端转动变位，其中单端转动变位是将工件固定在转动副的一端实现转动，双顶端转动变位是将工件两顶端固定在两套同轴的转动副上，通过同步驱动两套转动副实现工件的连续转动。这两种翻转方法都是对工件端部进行支撑，对于大型工件，特别是超长、超重型工件，容易造成工件不可忽视的变形。因此，研究面向超长、超重工件翻转的变位机构已成为亟待解决的问题。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种连续翻转的变位机及其变位方法。该连续翻转的变位机适合超长、超重大型结构件的翻转。
[0004]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
[0005]本发明连续翻转的变位机包括工件工装框架及翻转机机构组件，其中工件工装框架包括多个依次连接的基本框架，每个基本框架上均布有多个作为转轮的圆柱滚子轴承，被加工工件放置在各基本框架内；所述翻转机机构组件包括底座、电机、链传动机构、拨轮、导轨支撑座及弧面导轨，所述导轨支撑座为多个，每个导轨支撑座上均设有弧面导轨，在每个导轨支撑座上均安装有多个拨轮，各拨轮之间通过链传动机构相连；所述电机安装在底座上，通过链传动机构驱动拨轮旋转；所述工件工装框架通过圆柱滚子轴承置于导轨支撑座的弧面导轨上，各拨轮连续拨动圆柱滚子轴承，带动被加工工件随工件工装框架连续翻转变位。
[0006]其中:所述基本框架为U型，开口朝上；在U型基本框架的开口端安装有密封旋转杆，该密封旋转杆的一端铰接在基本框架开口端的一侧，密封旋转杆的另一端在被加工工件放入基本框架内后与基本框架开口端的另一侧锁紧；所述U型的基本框架的每条边上及密封旋转杆上至少安装有三个圆柱滚子轴承，且这三个圆柱滚子轴承同时置于导轨支撑座的弧面导轨上，所述三个圆柱滚子轴承中至少同时受两个拨轮的驱动；所述基本框架每条边的内表面及密封旋转杆的下表面上分别安装有充分夹紧被加工工件不规则表面的调整楔块；所述圆柱滚子轴承均布在基本框架的外接圆上，该外接圆以基本框架的中心为圆心；所述基本框架与导轨支撑座的数量相同，每个基本框架均对应一个导轨支撑座；多个导轨支撑座并排安装在底座上，每个导轨支撑座的两侧均设有拨轮，拨轮上的凹槽与所述圆柱滚子轴承的主轴相互啮合；所述圆柱滚子轴承通过支撑座安装在基本框架上，在支撑座上设有清洁圆柱滚子轴承的钢刷座；所述底座上安装有多个锁定机构，该锁定机构包括气缸及V型块，其中气缸安装在底座上，所述V型块连接于气缸的活塞杆上，该V型块通过其上的V型槽对所述圆柱滚子轴承的主轴锁定；所述底座的上表面安装有保护板，底座的两侧分别设有对所述拨轮和链传动机构起隔离灰尘和安全保护作用的保护侧板；
[0007]本发明的变位方法为:被加工工件放入基本框架内，基本框架的内表面对工件的表面夹紧；电机通过链传动机构把电机的原动力传送到各拨轮上，基本框架上圆柱滚子轴承的主轴始终都与拨轮的凹槽保持相互啮合状态，使圆柱滚子轴承在弧面导轨上移动，连续推动基本框架，从而实现基本框架夹紧的被加工工件变换不同工位。
[0008]本发明的优点与积极效果为:
[0009]1.本发明具有连续转动能力，适合超长、超重的大型结构件，更适合不规则工件的连续翻转。
[0010]2.本发明基本框架内表面及密封旋转杆的下表面上分别设置了调整楔块，从而适应工件不规则表面，保证基本框架紧固工件的刚度。
[0011]3.本发明圆柱滚子轴承的支撑座上设置了钢刷座，可对圆柱滚子轴承进行清洁处理。
[0012]4.本发明的锁定机构可实现基本框架的定位及固定。
[0013]5.本发明的保护板可用来隔离上层的加工废屑、残渣、灰尘等，保护侧板可用来对两侧的拨轮和链传动机构起到隔离灰尘和安全保护作用，避免对翻转机机构组件造成污染。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本发明的整体结构示意图；
[0015]图2为本发明工件工装框架结构示意图；
[0016]图3为本发明翻转机机构组件的结构示意图；
[0017]其中:1为工件工装框架，2为保护板，3为保护侧板，4为翻转机机构组件，5为密封旋转杆，6为调整楔块，7为钢刷座，8为圆柱滚子轴承，9为拨轮，10为弧面导轨，11为电机，12为链传动机构，13为气缸，14为底座，15为支撑座，16为导轨支撑座，17为V型块。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本发明作进一步详述。
[0019]如图1所示，本发明包括工件工装框架I及翻转机机构组件4，工件工装框架I落在翻转机机构组件4上，由翻转机机构组件4驱动连续翻转。
[0020]如图2所示，工件工装框架I包括多个依次连接的基本框架，本实施例的基本框架为两个；每个基本框架均为由三个钢管焊接而成的U型结构，开口朝上，相邻的基本框架之间通过多根钢管连接。在U型基本框架的开口端安装有密封旋转杆5，该密封旋转杆5的一端铰接在基本框架开口端的一侧、可实现回转，密封旋转杆5的另一端在被加工工件放入基本框架内后与基本框架开口端的另一侧锁紧固定。每个U型基本框架及其上的密封旋转杆5上均设有多个作为转轮的圆柱滚子轴承8，各圆柱滚子轴承8均布在基本框架的外接圆上，该外接圆以基本框架的中心为圆心。基本框架每条边的内表面及密封旋转杆5的下表面上分别安装有多个调整楔块6，用来适应工件不规则表面，保证基本框架紧固工件的刚度。每个圆柱滚子轴承8均通过支撑座15安装在基本框架或密封旋转杆5上，由于各种铁屑和灰尘的影响，在支撑座15上设有钢刷座7，可对圆柱滚子轴承8进行清洁处理。
[0021]如图3所示，翻转机机构组件4包括底座14、电机11、链传动机构12、拨轮9、导轨支撑座16及弧面导轨10，其中底座4由钢管和钢板焊接而成，是整个连续翻转机的基础，在底座4上并排安装有多个导轨支撑座16，各导轨支撑座16相互平行；用底座4来固定导轨支撑座16，可使导轨支撑座16稳固牢靠地承受载荷。每个导轨支撑座16上均设有弧面导轨10，对基本框架上圆柱滚子轴承8的运动方向起导向及支撑作用；在每个导轨支撑座16上均安装有多个拨轮9，各拨轮9之间通过链传动机构12相连；电机11安装在底座14上，电机11自身附带自锁效果以及预警系统防止过载运行，动力的传递是通过链传动机构12把动力传递到拨轮9，驱动拨轮9旋转；每个导轨支撑座16的两侧均设有拨轮9，拨轮9上的凹槽与圆柱滚子轴承8的主轴相互啮合，拨轮9是通过有序列计算的排位来不间断地拨动基本框架上的圆柱滚子轴承8，来保证工件工装框架I的连续性与稳定性。
[0022]本实施例每个基本框架及其上安装的密封旋转杆5上均布有八个圆柱滚子轴承8，基本框架的每条边上及密封旋转杆5上至少安装有三个圆柱滚子轴承8，且这三个圆柱滚子轴承8同时置于翻转机机构组件4中导轨支撑座16的弧面导轨10上，三个圆柱滚子轴承8中至少同时受两个拨轮9的驱动。导轨支撑座16的数量与基本框架相同，每个基本框架均对应一个导轨支撑座16，工件工装框架I通过圆柱滚子轴承8置于导轨支撑座16的弧面导轨10上，各拨轮9连续拨动圆柱滚子轴承8，带动被加工工件随工件工装框架I连续翻转。
[0023]底座14上安装有多个锁定机构，锁定机构的数量为导轨支撑座16数量的两倍，本实施例的锁定机构为四个，每个导轨支撑座16均对应两个锁定机构；锁定机构包括气缸13及V型块17，其中气缸13安装在底座14上，V型块17连接于气缸13的活塞杆上，该V型块17通过其上的V型槽对圆柱滚子轴承8的主轴锁定，实现基本框架的固定及定位。
[0024]底座14的上表面安装有保护板2，用来隔离上层的加工废屑、残渣、灰尘等；底座14的两侧分别设有保护侧板3，用来对两侧的拨轮9和链传动机构12起到隔离灰尘和安全保护作用。
[0025]本发明的变位方法为:
[0026]被加工工件从U型的基本框架的开口端放入基本框架内后闭合基本框架，并通过调整楔块6对工件的不规则表面夹紧；连续翻转机的动力来源于电机11，电机11自身附带自锁效果以及过载报警系统，从而避免负载的过载情况；通过链传动机构12把电机11的原动力传送到主传动轴上，在传动轴上分别都带有拨轮9，通过啮合序列计算使得基本框架上圆柱滚子轴承8的主轴始终都与拨轮9的凹槽保持相互啮合状态，从而实现连续推动效果；为实现基本框架的连续翻转及支撑，基本框架的外圆周均匀安装一组圆柱滚子轴承8，使得每边基本框架上始终至少有三个圆柱滚子轴承8与弧面导轨10相接处；在转动到位后，电机11实行自锁，并由锁定机构对基本框架进行机械锁定。
【权利要求】
1.一种连续翻转的变位机，其特征在于:包括工件工装框架(1)及翻转机机构组件(4)，其中工件工装框架(1)包括多个依次连接的基本框架，每个基本框架上均布有多个作为转轮的圆柱滚子轴承(8)，被加工工件放置在各基本框架内；所述翻转机机构组件(4)包括底座(14)、电机(11)、链传动机构(12 )、拨轮(9 )、导轨支撑座(16 )及弧面导轨(10 )，所述导轨支撑座(16)为多个，每个导轨支撑座(16)上均设有弧面导轨(10)，在每个导轨支撑座(16)上均安装有多个拨轮(9)，各拨轮(9)之间通过链传动机构(12)相连；所述电机(11)安装在底座(14)上，通过链传动机构(12)驱动拨轮(9)旋转；所述工件工装框架(1)通过圆柱滚子轴承(8)置于导轨支撑座(16)的弧面导轨(10)上，各拨轮(9)连续拨动圆柱滚子轴承(8)，带动被加工工件随工件工装框架(1)连续翻转变位。
2.按权利要求1所述连续翻转的变位机，其特征在于:所述基本框架为U型，开口朝上；在U型基本框架的开口端安装有密封旋转杆(5)，该密封旋转杆(5)的一端铰接在基本框架开口端的一侧，密封旋转杆(5)的另一端在被加工工件放入基本框架内后与基本框架开口端的另一侧锁紧。
3.按权利要求2所述连续翻转的变位机，其特征在于:所述U型的基本框架的每条边上及密封旋转杆(5)上至少安装有三个圆柱滚子轴承(8)，且这三个圆柱滚子轴承(8)同时置于导轨支撑座(16)的弧面导轨(10)上，所述三个圆柱滚子轴承(8)中至少同时受两个拨轮(9)的驱动。
4.按权利要求2所述连续翻转的变位机，其特征在于:所述基本框架每条边的内表面及密封旋转杆(5)的下表面上分别安装有充分夹紧被加工工件不规则表面的调整楔块(6)。
5.按权利要求1、2或3所述连续翻转的变位机，其特征在于:所述圆柱滚子轴承(8)均布在基本框架的外接圆上，该外接圆以基本框架的中心为圆心。
6.按权利要求1所述连续翻转的变位机，其特征在于:所述基本框架与导轨支撑座(16)的数量相同，每个基本框架均对应一个导轨支撑座(16);多个导轨支撑座(16)并排安装在底座(14)上，每个导轨支撑座(16)的两侧均设有拨轮(9)，拨轮(9)上的凹槽与所述圆柱滚子轴承(8)的主轴相互啮合。
7.按权利要求1所述连续翻转的变位机，其特征在于:所述圆柱滚子轴承(8)通过支撑座(15 )安装在基本框架上，在支撑座(15 )上设有清洁圆柱滚子轴承(8 )的钢刷座(7 )。
8.按权利要求1所述连续翻转的变位机，其特征在于:所述底座(14)上安装有多个锁定机构，该锁定机构包括气缸(13)及V型块(17)，其中气缸(13)安装在底座(14)上，所述V型块(17)连接于气缸(13)的活塞杆上，该V型块(17)通过其上的V型槽对所述圆柱滚子轴承(8)的主轴锁定。
9.按权利要求1所述连续翻转的变位机，其特征在于:所述底座(14)的上表面安装有保护板(2)，底座(14)的两侧分别设有对所述拨轮(9)和链传动机构(12)起隔离灰尘和安全保护作用的保护侧板(3)。
10.一种按权利要求1述连接翻转的变位机的变位方法，其特征在于:被加工工件放入基本框架内，基本框架的内表面对工件的表面夹紧；电机(11)通过链传动机构(12)把电机(11)的原动力传送到各拨轮(9)上，基本框架上圆柱滚子轴承(8)的主轴始终都与拨轮(9)的凹槽保持相互啮合状态，使圆柱滚子轴承(8)在弧面导轨(10)上移动，连续推动基本框架，从而实现基本框 架夹紧的被加工工件变换不同工位。
【文档编号】B23K37/047GK103894867SQ201210571485
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2012年12月25日 优先权日:2012年12月25日
【发明者】朱思俊, 高英美, 邱为双, 赵明扬 申请人:中国科学院沈阳自动化研究所