自动焊接变位的制造方法

自动焊接变位的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种自动焊接变位机，其包括变位机构、固定在该变位机构上的装夹机构、自动控制该变位机构及装夹机构工作状态的控制器。所述变位机构包括基座以及旋转性地固定于基座上的旋转体。所述基座上设有与旋转体相配合的第一旋转轴及驱动第一旋转轴转动的第一驱动电机。所述旋转体包括与第一旋转轴相固定的第一旋转体、固定于该第一旋转体上并相对设置的两个旋转臂、设置于其中一旋转臂上的第二旋转轴、驱动第二旋转轴转动的第二驱动电机。所述装夹机构活动固定于两个旋转臂之间，并与第二旋转轴相配合而随第二旋转轴旋转，所述第一旋转轴与第二旋转轴垂直设置。
【专利说明】自动焊接变位机
[0001] 本申请为申请号201210030821.0、申请日2012年2月13日、发明名称"履带梁装 夹装置及具有该装夹装置的自动焊接变位机"的分案申请。

【技术领域】
[0002] 本发明涉及挖掘机制造【技术领域】，尤其涉及一种自动焊接变位机。

【背景技术】
[0003] 在挖掘机制造领域中，履带梁是挖掘机的下车部分中的重要部件，是挖掘机底盘 结构件中安装履带、驱动轮、导向轮、支撑轮等零件的结构件，主要用于承受车重和行走，从 而履带梁的制造质量直接影响到挖掘机的行走性能(如行走的平稳性和行走直线性等)。履 带梁通常由U型梁及焊接固定于U型梁两端的导向座和马达支座等组成。其中U型梁是细 长的箱体结构，由U型折弯板和底板拼焊而成。导向座用以安装挖掘机上的导向轮。马达支 座用以安装驱动轮。现有的挖掘机制造厂商是通过手动调节一装夹装置以对履带梁两端的 导向座和马达支座进行定位和装夹，然后再通过手动调节一水平翻转变位机对履带梁进行 水平翻转，从而对U型梁和导向座、马达支座之间进行环形焊接固定。但是，该种手动操作 装夹装置及变位机无法满足全自动焊接生产线的生产需求，导致生产效率较低；另外，船形 焊是指把焊缝置于船一样的位置进行焊接，即就是将角焊缝旋转一定角度，熔焊时便于液 态填充材料在重力作用下堆积，保证角焊缝两边角趾一样高，施焊方便，且焊接速度快。但 是，现有的焊接方式难以进行船形焊，进而难以保证焊接质量及焊接效率。
[0004] 因此，有必要提供一种改进的自动焊接变位机以解决上述问题。


【发明内容】

[0005] 本发明的目的在于提供一种可实现自动化控制、以提高生产效率的自动焊接变位 机。
[0006] 为实现上述发明目的，本发明提供了一种自动焊接变位机，包括变位机构、固定在 该变位机构上的装夹机构、自动控制该变位机构及装夹机构工作状态的控制器，所述变位 机构包括基座以及旋转性地固定于基座上的旋转体；所述基座上设有与旋转体相配合的第 一旋转轴及驱动第一旋转轴转动的第一驱动电机；所述旋转体包括与第一旋转轴相固定的 第一旋转体、固定于该第一旋转体上并相对设置的两个旋转臂、设置于其中一旋转臂上的 第二旋转轴、驱动第二旋转轴转动的第二驱动电机；所述装夹机构活动固定于两个旋转臂 之间，并与第二旋转轴相配合而随第二旋转轴旋转，所述第一旋转轴与第二旋转轴垂直设 置。
[0007] 作为本发明的进一步改进，所述第一旋转体设有固定座及设置在固定座内侧的第 一转盘，所述第一转盘与第一旋转轴相配合，所述固定座在与第一转盘所在平面相背离的 外侧表面上沿其长度方向的两侧分别设有一固定区域，两个旋转臂分别沿垂直于固定座的 方向固定于该固定区域上。
[0008] 作为本发明的进一步改进，所述基座包括底座、位于底座上并与底座垂直设置的 立柱，所述第一旋转轴固定在立柱的一侧表面上，所述第一旋转体与设置有第一旋转轴的 该侧表面相平行。
[0009] 作为本发明的进一步改进，两个所述旋转臂包括一个设置有所述第二旋转轴的驱 动臂及一个支撑装夹机构另一端的支撑臂，所述支撑臂设有随装夹机构转动的从动轴，所 述装夹机构两端分别设有与第二旋转轴及从动轴相固定的固定部。
[0010] 作为本发明的进一步改进，所述装夹机构包括旋转性地固定在两个旋转臂之间的 箱体及固定于箱体上的夹紧机构；所述箱体设有用以装夹履带梁的装夹面、位于箱体两端 并与装夹面垂直的对接面；所述固定部固定于对接面上。
[0011] 作为本发明的进一步改进，所述夹紧机构包括两个背对背设置的卡爪及驱动卡爪 移动的第一驱动机构；两个所述卡爪均呈L型、以分别与U型梁上的矩形孔的相对内壁沿矩 形孔宽度方向相抵紧并沿内壁厚度方向卡持U型梁。
[0012] 作为本发明的进一步改进，所述装夹机构还包括一定位机构，所述定位机构包括 与一履带梁的U型梁上的矩形孔沿矩形孔长度方向的两内壁分别抵紧固持的第一定位块 和第二定位块、及驱动第二定位块沿矩形孔长度方向移动的第二驱动机构。
[0013] 作为本发明的进一步改进，所述装夹机构包括沿履带梁纵长方向设置的两个所述 夹紧机构，所述第二定位块和第二驱动机构沿该履带梁纵长方向位于两个夹紧机构之间。
[0014] 本发明的有益效果是：本发明自动焊接变位机通过控制器控制驱动电机驱动两个 旋转轴按照预先设定的角度对履带梁工件进行旋转，以为船形焊及成型连续的环形焊缝提 供较好的环境，提高焊接效果及焊接效率，同时实现履带梁焊接的自动化流水线，提高生产 效率。

【专利附图】

【附图说明】
[0015] 图1是履带梁的立体图； 图2是本发明自动焊接变位机固定有一履带梁的立体图； 图3是图2中自动焊接变位机的部分立体分解图； 图4是图2中自动焊接变位机的另一角度的部分立体分解图； 图5是图3中自动焊接变位机上的装夹机构的立体分解图； 图6是图2中自动焊接变位机对履带梁进行变位的操作状态图，显示导向座处于可进 行船形焊的位置； 图7是图2中自动焊接变位机对履带梁进行变位的操作状态图，显示马达支座处于可 进行船形焊的位置。

【具体实施方式】
[0016] 以下将结合附图所示的各实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不 限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变 换均包含在本发明的保护范围内。
[0017] 请参照图1至图5所示为设置有本发明自动焊接变位机100的第一较佳实施方 式，该自动焊接变位机1〇〇主要用于对挖掘机(未图示）上的履带梁5进行船形焊接。所述 自动焊接变位机100包括变位机构1、固定于变位机构1上的装夹机构2、及控制变位机构 1和装夹机构2工作状态的控制器(未图示)。所述装夹机构2和控制装夹机构2的控制器 部分构成进行履带梁自动装夹固定的装夹装置(未标号)。结合图1及图2所示，履带梁5 包括U型梁51及焊接固定于U型梁51两端的导向座52和马达支座53。其中该U型梁51 是细长的箱体结构，由U型折弯板511和底板512拼焊而成。该底板512上形成有若干沿 履带梁5纵长方向延伸的矩形孔5121。
[0018] 请参照图3及图4所示，所述变位机构1包括基座11、及旋转性地固定于基座11 一侧表面上的旋转体。所述旋转体包括固定于基座11上的第一旋转体12、及固定于第一旋 转体12上并随第一旋转体12旋转的一对旋转臂13。所述旋转臂13沿第一旋转体12长度 方向相对设置。所述装夹机构2活动固定于该对旋转臂13之间。所述基座11包括固定于 地面（未图不）上的底座111、及位于底座111上并与底座111垂直设置的立柱112、固定于 立柱112-侧表面上的第一旋转轴113、及设置于立柱112内以驱动第一旋转轴113转动的 第一驱动电机(未图示)。所述第一旋转体12与立柱112设置有第一旋转轴113的侧表面 相平行，并设有固定座121、及设于固定座121内侧表面的第一转盘122。所述第一转盘122 与第一旋转轴113相配合以带动整个第一旋转体12随第一旋转轴113旋转。所述固定座 121在与第一转盘122所在平面相背离的外侧表面沿其长度方向的两侧分别设有一固定区 域 1211。
[0019] 所述两个旋转臂13分别沿垂直于固定座121的方向固定于该固定区域1211上。 该两个旋转臂13包括有一个位于装夹机构2 -端、用以驱动装夹机构2旋转的驱动臂131， 和一个位于装夹机构2另一端、用以支撑装夹机构2另一端的支撑臂132。所述驱动臂131 设有与固定区域1211相固定的第一臂部1311、固定于第一臂部1311末端以带动装夹机构 2旋转的第二旋转轴1312、及固定于第一臂部1311内以驱动第二旋转轴1312旋转的第二 驱动电机1313。所述第二旋转轴1312自第一臂部1311与固定座121垂直的内侧表面突 伸，并与第一旋转轴113垂直设置。所述支撑臂132设有与固定区域1211相固定的第二臂 部1321、及固定于第二臂部1321末端内侧的从动轴1322。所述从动轴1322与第二旋转轴 1312相对设置，并在第二旋转轴1312带动装夹机构2旋转时随装夹机构2旋转。
[0020] 所述装夹机构2包括可旋转性地固定于两个旋转臂13之间的箱体21、固定于箱 体21上的两个夹紧机构22和一个定位机构23。所述箱体21设有用以装夹履带梁5的装 夹面211、位于箱体21两端并与装夹面211垂直的对接面212、及固定于对接面212上、以 与第二旋转轴1312和从动轴1322相固定的固定部213。每一夹紧机构22包括固定于箱体 21上、并与装夹面211位于同一平面上的第一基板221，固定于第一基板221上、以卡持履 带梁5上的U型梁51的一对卡爪222,及固定于第一基板221下方、以驱动卡爪222移动的 第一驱动机构223。所述第一基板221设有分别供两个卡爪222沿履带梁5底板512上的 矩形孔5121宽度方向相互远离或靠近移动的缺口 2211。所述卡爪222呈L型设计，并且每 一个夹紧机构22中的一对卡爪222背对背设置，以分别与底板512上的矩形孔5121的长 内壁相抵紧固持、同时卡在底板512内侧，以防止履带梁5沿矩形孔5121宽度方向及该内 壁厚度方向移动。所述定位机构23包括固定于箱体21上、并与装夹面211位于同一平面 上的第二基板231，与矩形孔5121沿其长度方向的两个短内壁分别抵紧固持的第一定位块 232和第二定位块233,及驱动第二定位块233沿矩形孔5121长度方向移动的第二驱动机 构234。所述第二基板231沿矩形孔5121长度方向位于两个第一基板221之间，并设有供 第二定位块233沿矩形孔5121长度方向移动的槽道2311。所述第一定位块232固定在其 中一夹紧机构22的第一基板221上侧，并且沿装夹机构2的长度方向位于该第一基板221 上的卡爪222外侧。所述第二定位块233固定在第二基板231上。由此可见，通过所述夹 紧机构22及定位机构23可对履带梁5进行稳固固持，防止履带梁5在旋转的过程中产生 松动。所述第一、第二驱动机构223、234均为油缸或者气缸。
[0021] 所述控制器用以控制驱动第一旋转轴113、第二旋转轴1312的驱动电机、及驱动 卡爪222及第二定位块233移动的驱动机构223、234的工作状态，以实现自动装夹履带梁 5及自动旋转履带梁5至预先设定的角度，以方便进行船形焊接，进而实现履带梁5焊接流 水线的自动化控制，提高生产效率。
[0022] 结合图1至图6所示，操作时，当履带梁5两端的导向座52及马达支座53经点 焊固定后通过一移动车(未图示）运送至本发明自动焊接变位机100的位置处时，所述卡爪 222及定位块232、233伸入履带梁5的底板512上的矩形孔5121中，此时第一定位块232抵 持矩形孔5121的其中一短内壁，同时控制器启动第二驱动机构234,使得第二驱动机构234 驱动第二定位块233朝与该短内壁相对的另一短内壁方向移动，直至第二定位块233抵紧 该另一短内壁，以使得待焊接的履带梁5相对装夹机构2沿其纵长方向不能移动；其次，控 制器根据检测到的第二驱动机构234的压力信号确定沿纵长方向定位好履带梁5后，启动 第一驱动机构223,使得第一驱动机构223驱动每一夹紧机构22中的两个L型卡爪222相 背离移动，直至卡爪222分别抵紧矩形孔5121的两个长内壁、并且卡持于底板512内侧，从 而实现履带梁5沿其宽度及厚度方向的夹紧定位；然后，结合图6所示，控制器根据第一驱 动机构223的压力信息启动第一驱动电机，使得第一驱动电机驱动第一旋转轴113沿逆时 针旋转15至25度，此时，第一旋转体12、旋转臂13、装夹机构2及固定在装夹机构2上的 履带梁5整体被带动沿逆时针旋转15至25度，使得履带梁5 -端的导向座52与U型梁51 之间处于可进行船形焊的较佳的位置状态，然后启动焊接机器人(未图示）进行船形焊接； 随后，控制器根据焊接机器人的焊接状态驱动第二驱动电机1313,使得第二旋转轴1312带 动装夹机构2及履带梁5沿第二旋转轴1312进行旋转，最终使得导向座52与U型梁51之 间形成完整的环形焊缝；最后，结合图2及图7所示，再通过控制器控制第一旋转体12、旋 转臂13及固定在旋转臂13上的履带梁5沿顺时针方向相较图2中的初始状态旋转15至 25度后，并根据焊接状态驱动第二驱动电机1313,使得第二旋转轴1312带动装夹机构2及 履带梁5沿第二旋转轴1312进行旋转，最终可使得马达支座53与U型梁51之间形成完整 的环形焊缝。
[0023] 综上所述，本发明履带梁装夹装置通过控制器控制装夹机构2上的驱动机构223、 234进行履带梁5的装夹固定，从而无需人工操作，方便操作且生产效率较高；另外，自动焊 接变位机100通过控制器控制各驱动电机驱动两个旋转轴113U312按照预先设定的角度 对履带梁5工件进行旋转，从而为船形焊及成型连续的环形焊缝提供较好的环境，提高焊 接效果及焊接效率，同时实现履带梁5焊接的自动化流水线，提高生产效率。
[0024] 应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一 个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说 明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可 以理解的其他实施方式。
[0025] 上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说 明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式 或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种自动焊接变位机，包括变位机构、固定在该变位机构上的装夹机构、自动控制该 变位机构及装夹机构工作状态的控制器，其特征在于：所述变位机构包括基座以及旋转性 地固定于基座上的旋转体；所述基座上设有与旋转体相配合的第一旋转轴及驱动第一旋转 轴转动的第一驱动电机；所述旋转体包括与第一旋转轴相固定的第一旋转体、固定于该第 一旋转体上并相对设置的两个旋转臂、设置于其中一旋转臂上的第二旋转轴、驱动第二旋 转轴转动的第二驱动电机；所述装夹机构活动固定于两个旋转臂之间，并与第二旋转轴相 配合而随第二旋转轴旋转，所述第一旋转轴与第二旋转轴垂直设置。
2. 根据权利要求1所述的自动焊接变位机，其特征在于：所述第一旋转体设有固定座 及设置在固定座内侧的第一转盘，所述第一转盘与第一旋转轴相配合，所述固定座在与第 一转盘所在平面相背离的外侧表面上沿其长度方向的两侧分别设有一固定区域，两个旋转 臂分别沿垂直于固定座的方向固定于该固定区域上。
3. 根据权利要求2所述的自动焊接变位机，其特征在于：所述基座包括底座、位于底座 上并与底座垂直设置的立柱，所述第一旋转轴固定在立柱的一侧表面上，所述第一旋转体 与设置有第一旋转轴的该侧表面相平行。
4. 根据权利要求1所述的自动焊接变位机，其特征在于：两个所述旋转臂包括一个设 置有所述第二旋转轴的驱动臂及一个支撑装夹机构另一端的支撑臂，所述支撑臂设有随装 夹机构转动的从动轴，所述装夹机构两端分别设有与第二旋转轴及从动轴相固定的固定 部。
5. 根据权利要求4所述的自动焊接变位机，其特征在于：所述装夹机构包括旋转性地 固定在两个旋转臂之间的箱体及固定于箱体上的夹紧机构；所述箱体设有用以装夹履带梁 的装夹面、位于箱体两端并与装夹面垂直的对接面；所述固定部固定于对接面上。
6. 根据权利要求5所述的自动焊接变位机，其特征在于：所述夹紧机构包括两个背对 背设置的卡爪及驱动卡爪移动的第一驱动机构；两个所述卡爪均呈L型、以分别与U型梁上 的矩形孔的相对内壁沿矩形孔宽度方向相抵紧并沿内壁厚度方向卡持U型梁。
7. 根据权利要求5所述的自动焊接变位机，其特征在于：所述装夹机构还包括一定位 机构，所述定位机构包括与一履带梁的U型梁上的矩形孔沿矩形孔长度方向的两内壁分别 抵紧固持的第一定位块和第二定位块、及驱动第二定位块沿矩形孔长度方向移动的第二驱 动机构。
8. 根据权利要求7所述的自动焊接变位机，其特征在于：所述装夹机构包括沿履带梁 纵长方向设置的两个所述夹紧机构，所述第二定位块和第二驱动机构沿该履带梁纵长方向 位于两个夹紧机构之间。
【文档编号】B23K37/047GK104057239SQ201410326775
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2012年2月13日 优先权日:2012年2月13日
【发明者】张锋 申请人:昆山华恒焊接股份有限公司