一种头尾架升降翻转装置的制作方法

本发明涉及一种头尾架升降翻转装置，属于焊接辅助设备技术领域。

背景技术：

焊接技术普遍应用于设备的制造加工，是一种极其重要的制造加工方式。钢结构件的具体结构形式决定了其焊缝位置、焊接顺序、焊接工艺及焊接姿态，为了保证焊接质量，应使钢结构件尽量处于理想的姿态。变位机是专用焊接辅助设备，适用于工件的翻转焊接；可与操作机、焊接机器人配套使用，组成自动焊接中心，也可用于手工作业时的工件翻转，以得到理想的焊接姿态。若使用非专业设备翻转钢结构件，其效率和精度会影响焊接工作。为解决以上问题，现亟待设计一种头尾架升降翻转装置，以获得良好的焊接姿态、提高焊接效率、保证焊接质量、确保安全作业。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明要解决的技术问题是提供一种头尾架升降翻转装置。

本发明的头尾架升降翻转装置，它包含2台对称布置的升降变位机，所述升降变位机中间安装有框架式工装；

所述升降变位机包含底架、主体框架、升降台、自锁机构、按钮站、圈梯、硬轨、后盖板、防护风琴罩和提升驱动装置，所述底架安装于框架式工装上部，且底架上部安装有主体框架，所述底架上表面设置有纵向腰形孔，所述主体框架底部与底架结合面设置有横向腰形孔，所述主体框架上安装有升降台、按钮站和圈梯，且升降台与主体框架通过硬轨连接，所述硬轨通过螺栓安装在主体框架工作端，并且成c型布置安装于升降变位机工作端两侧，所述升降台一侧安装有自锁机构，所述主体框架外侧安装有后盖板，所述主体框架右侧安装有防护风琴罩，所述主体框架顶部安装有提升驱动装置；

所述升降台包含回转调整板、回转驱动装置、提升导向框架、导向轮、升降板、回转支承、转接板、电刷和圆柱销，所述提升导向框架与硬轨对应面装配有导向轮，所述单侧导向轮成c型布置10个，所述导向轮上安装有升降板，所述升降板非工作端相对于其宽度对称面对称安装有2组回转驱动装置，且回转驱动装置上安装有回转调整板，所述回转驱动装置的输出端齿轮与回转支承啮合，所述升降板工作端装配有回转支承，且回转支承外圈通过螺栓与转接板连接，所述转接板上安装有圆柱销，且转接板通过圆柱销及螺栓连接的方式与框架式工装接合；

所述导向轮包含导向轮座、导向心轴、心轴压块、内六角圆柱头螺栓、轴承压盖、双列圆柱滚子轴承和滚轮，所述导向轮座安装在提升导向框架上，导向轮座上设有半圆形槽口，且导向轮座上通过半圆形槽口安装有导向心轴，所述导向心轴的2轴头采用偏心设计，且轴向端面具有内六角凹槽结构，所述心轴压块通过内六角圆柱头螺栓将导向轴固定，所述心轴中间轴段安装有双列圆柱滚子轴承，所述双列圆柱滚子轴承外圈装配有轴承压盖，所述轴承压盖与滚轮连接；

所述自锁机构包含气缸安装板、气缸、连杆、连杆支撑、弹簧、顶板、插板和锁止板，所述气缸把接于气缸安装板上，并通过螺栓连接安装于提升导向框架上，所述连杆通过销钉连接连杆支撑，所述连杆支撑与顶板之间安装有弹簧，所述顶板工作端固定安装有插板，且插板上安装有锁止板；

所述提升装置包含电机、提升丝杠、牙腹式锁紧螺母、轴承压盖、调整垫片、丝杠专用轴承、轴承座、提升丝母、安全丝母和丝杠支撑座，所述电机安装在主体框架上，且电机输出端与提升丝杠连接，所述提升丝杠上、下端设有轴肩结构，且提升丝杠上装配有丝杠专用轴承，所述丝杠专用轴承通过牙腹式锁紧螺母、调整垫片固定其内圈，外圈由轴承压盖、轴承座固定，所述提升丝母安装在升降板上，所述安全丝母通过螺栓安装在提升丝母下方，所述丝杠支撑座位于提升丝杠下端。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该头尾架升降翻转装置结构简单，设计合理，能够同时保证升降和翻转的精度，可获得良好的钢结构件焊接姿态、提高焊接效率、保证焊接质量、确保作业安全。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的升降单轴变位机示意图；

图3是本发明的升降台示意图；

图4是本发明的导向轮全剖示意图；

图5是本发明的自锁机构示意图；

图6是本发明的提升驱动装置局部剖示意图。

附图标记：升降变位机1、框架式工装2、底架3、主体框架4、升降台5、自锁机构6、回转驱动装置7、按钮站8、圈梯9、硬轨10、后盖板11、防护风琴罩12、提升驱动装置13、回转调整板14、提升导向框架15、导向轮16、升降板17、回转支承18、转接板19、电刷20、圆柱销21、导向轮座22、导向心轴23、心轴压块24、内六角圆柱头螺栓25、轴承压盖26、双列圆柱滚子轴承27、滚轮28、气缸安装板29、气缸30、连杆31、连杆支撑32、弹簧33、顶板34、插板35、锁止板36、电机37、提升丝杠38、牙腹式锁紧螺母39、轴承压盖40、调整垫片41、丝杠专用轴承42、轴承座43、提升丝母44、安全丝母45、丝杠支撑座46。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图6所示，本具体实施方式采用以下技术方案：它包含2台对称布置的升降变位机1，升降变位机1中间安装有框架式工装2。

升降变位机1包含底架3、主体框架4、升降台5、自锁机构6、按钮站8、圈梯9、硬轨10、后盖板11、防护风琴罩12和提升驱动装置13，底架3安装于框架式工装2上部，且底架3上部安装有主体框架4，底架3上表面设置有纵向腰形孔，用于把接主体框架4，主体框架4底部与底架3结合面设置有横向腰形孔，用于主体框架4的调整，以便调整2台升降单轴变位机的回转轴线平行，保证钢结构件的装夹处于允许范围内，主体框架4上安装有升降台5、按钮站8和圈梯9，且升降台5与主体框架4通过硬轨10连接，硬轨10通过螺栓安装在主体框架4工作端，并且成c型布置安装于升降变位机1工作端两侧，升降台5一侧安装有自锁机构6，主体框架4外侧安装有后盖板11，主体框架4右侧安装有防护风琴罩12，主体框架4顶部安装有提升驱动装置13。

其中，所述的升降台5包含回转调整板14、回转驱动装置7、提升导向框架15、导向轮16、升降板17、回转支承18、转接板19、电刷20和圆柱销21，提升导向框架15与硬轨10对应面装配有导向轮16，单侧导向轮16成c型布置10个，导向轮16上安装有升降板17，形成框架式导向结构，升降板17非工作端相对于其宽度对称面对称安装有2组回转驱动装置7，且回转驱动装置7上安装有回转调整板14，回转驱动装置7的输出端齿轮与回转支承18啮合，回转支承18转动过程中可提供阻尼，有助于消除齿轮间隙保证回转精度，回转驱动装置7驱动回转支承18转动时，将沿工件旋转方向后拟合的回转驱动装置7作为主电机，另一台作为副电机；工件回转动作由数控系统控制，启动回转时，同时启动2组回转驱动装置7的电机，主电机使用较大扭矩，副电机使用较小扭矩；回转动作结束时，先停止主电机，而后停止副电机，副电机进行反向驱动，直至其负载扭矩达到特定值，判定为2组回转驱动装置7将回转支承18涨紧，以消除齿轮背隙，保证回转精度，升降板17工作端装配有回转支承18，且回转支承18外圈通过螺栓与转接板19连接，转接板19上安装有圆柱销21，且转接板19通过圆柱销21及螺栓连接的方式与框架式工装2接合。

其中，所述的导向轮16包含导向轮座22、导向心轴23、心轴压块24、内六角圆柱头螺栓25、轴承压盖26、双列圆柱滚子轴承27和滚轮28，导向轮座22安装在提升导向框架15上，导向轮座22上设有半圆形槽口，且导向轮座22上通过半圆形槽口安装有导向心轴23，导向心轴23的2轴头采用偏心设计，且轴向端面具有内六角凹槽结构，心轴压块24通过内六角圆柱头螺栓25将导向轴23固定，心轴23中间轴段安装有双列圆柱滚子轴承27，双列圆柱滚子轴承27外圈装配有轴承压盖26，轴承压盖26与滚轮28连接，心轴23可通过其端面内六角凹槽调整偏心角度，进而调整导向轮相对导向轮座22的相对位置，使升降台5的回转中心处于主体框架4的宽度方向对称面内。

其中，所述的自锁机构6包含气缸安装板29、气缸30、连杆31、连杆支撑32、弹簧33、顶板34、插板35和锁止板36，气缸30把接于气缸安装板29上，并通过螺栓连接安装于提升导向框架15上，连杆31通过销钉连接连杆支撑32，连杆支撑32与顶板34之间安装有弹簧33，顶板34工作端固定安装有插板35，且插板35上安装有锁止板36，插板35与锁止板36配合实现锁止功能，气缸30为常闭式气缸，未接通时自锁机构6保持锁止状态。

提升装置13包含电机37、提升丝杠38、牙腹式锁紧螺母39、轴承压盖40、调整垫片41、丝杠专用轴承42、轴承座43、提升丝母44、安全丝母45和丝杠支撑座46，电机37安装在主体框架4上，且电机37输出端与提升丝杠38连接，提升丝杠38上、下端设有轴肩结构，且提升丝杠38上装配有丝杠专用轴承42，丝杠专用轴承42通过牙腹式锁紧螺母39、调整垫片41固定其内圈，外圈由轴承压盖40、轴承座43固定，提升丝母44安装在升降板17上，带动升降台5上下移动，安全丝母45通过螺栓安装在提升丝母44下方，以保证提升机构的安全性，丝杠支撑座46位于提升丝杠38下端，起到支撑作用。

工作原理：如图1、5所示，启动头尾升降回转式变位装置；气缸30为常闭式气缸，未通气时，插板35与锁止板36在弹簧33的作用下啮合，以防断电情况下框架式工装2及工件下降引起的安全隐患；接通气缸30气源，打开自锁机构6；通过按钮站8控制框架式工装2下降至最低位置，关闭气缸30气源，闭合自锁机构6，将升降台5位置锁止；上件；

如图2、5、6所示，钢结构件夹持稳定后，接通气缸30气源，打开自锁机构6；启动电机及减速器37，驱动提升丝杠38转动，其动力传递至提升丝母44，带动升降台5向上运动，同时框架式工装2随之运动，最终达到将钢结构件提升至指定回转中心的目的；关闭气缸30气源，闭合自锁机构6；提升丝杠38采用t型丝杠结构，具有自锁功能，同时配有安全丝母45，以防断电情况下钢结构件的坠落，保证现场工作人员的作业安全；

如图2、3所示，启动回转驱动装置7，其由数控系统控制，回转驱动装置7的输出端齿轮驱动回转支承18外圈转动，进而带动转接板19及框架式工装2的转动；工件回转动作由数控系统控制，启动回转时，同时启动2组回转驱动装置7的电机，主电机使用较大扭矩，副电机使用较小扭矩；回转动作结束时，先停止主电机，而后停止副电机，副电机进行反向驱动，直至其负载扭矩达到特定值，判定为2组回转驱动装置7将回转支承18涨紧，以消除齿轮背隙，保证回转精度；根据焊接工艺需求调整钢结构件至合适的姿态；

如图2、5、6所示，钢结构件姿态变换完成后；接通气缸30气源，打开自锁机构6；启动电机及减速器37，其动力通过提升丝杠38、提升丝母44、升降台5、框架式工装2的传递及转化，将钢结构件下降至理想的焊接位置；关闭气缸30气源，闭合自锁机构6，进行人工或机器人焊接作业，根据焊接工艺需要也可配合机器人在焊接过程中改变其姿态；

如图2、3、5、6所示，待钢结构件的某一姿态焊接完成后；接通气缸30气源，打开自锁机构6；启动电机及减速器37，其动力通过提升丝杠38、提升丝母44、升降台5、框架式工装2的传递及转化，将钢结构件提升至回转中心；关闭气缸30气源，闭合自锁机构6；启动2组回转驱动装置7的主、副电机，通过回转支承18、转接板19、框架式工装2变换钢结构件的姿态；姿态变换完成后，接通气缸30气源，打开自锁机构6；将工件下降至理想焊接位置或卸件位置；关闭气缸30气源，闭合自锁机构6；进行下一姿态的焊接或卸件。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。