一种具有高精度重复定位的组合式三轴变位机的制作方法

1.本实用新型涉及起重机加工用设备技术领域，特别是涉及一种具有高精度重复定位的组合式三轴变位机。


背景技术：

2.桥式起重机零件分为标准件与非标准件，标准件需求量缺口较大，例如，横向间隔平行设置的多个杆状部件、沿杆状部件轴向间隔设置的板状部件的焊接，其中外侧的两个板状部件位于杆状部件的两端面，对于上述标准件的焊接工作，现有的制作方式为人工作业，由于工件的结构特点，人工作业时需要工人竖焊作业，工件焊接位置施焊困难，工人劳动强度较大，且制作周期较长，产能不足以满足公司产品需求。
3.为提高公司产品的机械化生产程度，搭建智能化自动生产车间制造体系，我们设计提供了一种具有高精度重复定位的组合式三轴变位机。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种具有高精度重复定位的组合式三轴变位机。
5.本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：
6.一种具有高精度重复定位的组合式三轴变位机，包括升降式变位机，所述升降式变位机升降部前侧设有回转变位机，所述回转变位机回转部前侧设有头尾式翻转变位机，所述头尾式翻转变位机两翻转部之间设有用于对待焊接工件进行定位的定位框架工装；
7.所述定位框架工装包括框架本体、竖向定位板、安装定位板、定位块、v型定位支撑块，所述框架本体两端中部分别对应安装于头尾式翻转变位机两翻转部，所述框架本体前侧面一端设有用于对待焊接工件进行竖向定位的竖向定位板，所述框架本体该侧面对应待焊接工件的位置设有多个安装定位板，对应待焊接工件中杆状部件的安装定位板前板面设有能够对待焊接工件中杆状部件进行支撑和横向定位的v型定位支撑块，对应待焊接工件中板状部件的安装定位板前板面设有能够对待焊接工件中板状部件进行竖向定位的定位块。
8.优选的，所述升降式变位机包括机座、轴承座，所述机座前侧面通过上下间隔设置的两个轴承座转动连接有传动丝杠，传动丝杠杠身位于两个轴承座之间的位置上下传动配合有升降块，且升降块上下滑动连接于机座，并且升降块前侧安装有回转变位机，所述机座设有用于驱动传动丝杠转动的第一驱动设备。
9.优选的，所述机座前侧设有与传动丝杠平行的滑轨，且所述升降块通过滑轨上下滑动连接于机座。
10.优选的，所述机座前侧面还设有防撞击装置，所述防撞击装置包括缓冲器支架，所述缓冲器支架对应安装于机座前侧面，所述缓冲器支架对应升降块的一侧设有能够防止升降块与轴承座发生碰撞的橡胶缓冲器。
11.优选的，所述升降块还设有用于检测其竖向位置的位置传感器。
12.优选的，所述回转变位机包括回转支承柱体，所述回转支承柱体对应固接于升降式变位机升降部，所述回转支承柱体前端转动连接有与其同轴的回转支承连接卡盘，且回转支承柱体还设有用于驱动回转支承连接卡盘转动的第二驱动设备，并且回转支承连接卡盘前端设有头尾式翻转变位机。
13.优选的，所述头尾式翻转变位机包括头尾式变位机主体，所述头尾式变位机主体后侧面中部设有与回转变位机回转部对应连接的回转支承连接法兰，所述头尾式变位机主体前侧面两端中部均设有头尾式变位机纵向支撑，两个头尾式变位机纵向支撑相对侧均转动连接有框架支撑模块，且两个框架支撑模块的回转中心轴线共线，并且两个框架支撑模块分别与框架本体两端中部对应连接；
14.所述头尾式翻转变位机还包括能够驱动至少一个框架支撑模块转动的第三驱动设备。
15.有益效果在于：
16.1、通过升降式变位机调节回转变位机上下位置，通过回转变位机调节头尾式翻转变位机在垂面内的角度，通过头尾式翻转变位机使得定位框架工装翻面，进而能够实现对工件的上下位置、工件的角度进行调整，使得工件从竖焊作业转化为平角焊作业，提高在制工件的焊接质量，降低人工作业强度，缩短工件制作周期，还可以通过对工件进行翻面，实现在不拆卸工件的情况下对工件焊缝的两侧进行焊接，进一步提高了焊接效率；
17.2、由于采用了v型定位支撑块，因此可以对待焊接工件中杆状部件进行对中支撑，且可以防止待焊接工件中杆状部件横向偏移，由于采用了定位块以及与安装定位板配合，可以对待焊接工件中板状部件进行支撑和竖向定位，整体上实现了对待焊接工件定位的功能；
18.3、该装置由于可以对待焊接工件进行高精度的定位，以及对待焊接工件位置的调整，因此可以与焊接机器人配合使用，进一步提高焊接效率；
19.4、由于采用了防撞击装置的设置，当回转变位机出现超限位的现象，回转变位机首先与橡胶缓冲器接触，使得回转变位机逐渐停止移动，可以有效的防止回转变位机直接与轴承座发生碰撞，导致回转变位机受到较大的瞬间作用力，而造成损坏。
20.本实用新型的附加技术特征及其优点将在下面的描述内容中阐述地更加明显，或通过本实用新型的具体实践可以了解到。
附图说明
21.附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
22.图1是本实用新型的结构示意图；
23.图2是本实用新型的右视图；
24.图3是本实用新型中回转变位机的结构示意图；
25.图4是本实用新型中头尾式翻转变位机的结构示意图；
26.图5是本实用新型中头尾式翻转变位机的右视图；
27.图6是本实用新型中定位框架工装的结构示意图；
28.图7是本实用新型中防撞击装置的结构示意图；
29.图8是组焊后工件的结构示意图。
30.附图标记说明如下：
31.1、升降式变位机；11、机座；12、传动丝杠；13、轴承座；14、升降块；15、滑轨；16、位置传感器；2、回转变位机；21、回转支承柱体；22、回转支承连接卡盘；3、头尾式翻转变位机；31、头尾式变位机主体；32、回转支承连接法兰；33、头尾式变位机纵向支撑；34、框架支撑模块；4、定位框架工装；41、框架本体；42、竖向定位板；43、安装定位板；44、定位块；45、v型定位支撑块；5、防撞击装置；51、缓冲器支架；52、橡胶缓冲器；6、待焊接工件。
具体实施方式
32.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
33.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
34.实施例一，如图1-8所示，一种具有高精度重复定位的组合式三轴变位机，包括升降式变位机1，升降式变位机1升降部前侧设有回转变位机2，具体的说，回转变位机2回转部的回转中心轴线水平设置；回转变位机2回转部前侧设有头尾式翻转变位机3，头尾式翻转变位机3两翻转部之间设有用于对待焊接工件进行定位的定位框架工装4，根据需要，头尾式翻转变位机3两翻转部对应为位于头尾式翻转变位机3前端；
35.这样设置可以通过升降式变位机1调节回转变位机2上下位置，通过回转变位机2调节头尾式翻转变位机3在垂面内的角度，通过头尾式翻转变位机3使得定位框架工装4翻面，进而能够实现对工件的上下位置、工件的角度进行调整，使得工件从竖焊作业转化为平角焊作业，提高在制工件的焊接质量，降低人工作业强度，缩短工件制作周期，还可以通过对工件进行翻面，实现在不拆卸工件的情况下对工件焊缝的两侧进行焊接，进一步提高了焊接效率；
36.定位框架工装4包括框架本体41、竖向定位板42、安装定位板43、定位块44、v型定位支撑块45，框架本体41两端中部分别对应安装于头尾式翻转变位机3两翻转部，框架本体41前侧面一端设有用于对待焊接工件进行竖向定位的竖向定位板42，竖向定位板42可以当作工件的定位原点，使得该三轴变位机能够与焊接机器人配合使用，进而提高了自动化焊接的功能；
37.框架本体41该侧面对应待焊接工件的位置设有多个安装定位板43，对应待焊接工件中杆状部件的安装定位板43前板面设有能够对待焊接工件中杆状部件进行支撑和横向定位的v型定位支撑块45，对应待焊接工件中板状部件的安装定位板43前板面设有能够对待焊接工件中板状部件进行竖向定位的定位块44；
38.这样设置由于采用了v型定位支撑块45，因此可以对待焊接工件中杆状部件进行对中支撑，且可以防止待焊接工件中杆状部件横向偏移，由于采用了定位块44以及与安装
定位板43配合，可以对待焊接工件中板状部件进行支撑和竖向定位，整体上实现了对待焊接工件定位的功能；根据需要，夹持固定工件时，可以通过压块结构、电磁吸附结构对工件进行夹持固定，例如定位块44、v型定位支撑块45采用电磁铁。
39.上述结构中，使用时，首先工作人员通过竖向定位板42、安装定位板43、定位块44和v型定位支撑块45把待焊接的工件摆放到位，然后对待焊接的工件进行夹紧，随后可以通过启动升降式变位机1，使得升降式变位机1，使得工件移动至合适高度，然后回转变位机2使得头尾式翻转变位机3顺时针旋转90
°
，头尾式翻转变位机3使得框架本体41顺时针旋转90
°
，然后开始第一阶段的焊接，该阶段焊接完成后，头尾式翻转变位机3使得框架本体41顺时针旋转180
°
，头尾式翻转变位机3再使得框架本体41顺时针旋转90
°
，回转变位机2使得头尾式翻转变位机3顺时针旋转180
°
，头尾式翻转变位机3再使得框架本体41顺时针旋转90
°
，开始第二阶段的焊接，该阶段焊接完成后，头尾式翻转变位机3使得框架本体41顺时针旋转180
°
，头尾式翻转变位机3再使得框架本体41顺时针旋转90
°
，回转变位机2使得头尾式翻转变位机3顺时针旋转90
°
，然后通过升降式变位机1使得工件移动至取料高度，随后取下物件即可；
40.整体上，人工摆放物料、定位、夹紧并重复定位，形成一个完整作业循环周期，生产节拍大约为16分钟，并且通过重复定位使得定位精度可达
±
0.1mm，因此根据需要能够与焊接机器人进行实时通讯交互，根据实际使用需求，也可以设置单机双工位或双机双工位进行生产制造工作，这样能够大幅缩短在制品生产制造周期，符合智能工厂大规模产业化生产要求。
41.实施例二，在实施例一的基础上，如图1-2所示，升降式变位机1包括机座11、轴承座13，机座11前侧面通过上下间隔设置的两个轴承座13转动连接有传动丝杠12，传动丝杠12杠身位于两个轴承座13之间的位置上下传动配合有升降块14，且升降块14上下滑动连接于机座11，并且升降块14前侧安装有回转变位机2，机座11设有用于驱动传动丝杠12转动的第一驱动设备；
42.根据需要，第一驱动设备包括驱动电机，驱动电机通过输出端通过减速机与传动丝杠12传动配合，该减速机可以采用涡轮蜗杆减速机，该驱动电机为伺服电机；
43.这样设置可以通过第一驱动设备带动传动丝杠12转动，传动丝杠12带动升降块14移动，由于回转变位机2安装于升降块14，因此可以实现调节回转变位机2上下位置的功能；
44.优选的，机座11前侧设有与传动丝杠12平行的滑轨15，且升降块14通过滑轨15上下滑动连接于机座11，根据需要，滑轨15设有两个，且两个滑轨15分别位于传动丝杠12两侧，这样设置可以通过滑轨15对升降块14进行限制，保证升降块14升降的顺畅性；
45.根据需要，升降块14还设有用于检测其竖向位置的位置传感器16，这样可以通过位置传感器16检测升降块14上下的位置，不仅可以得知升降块14上下的位置，还可以根据位置传感器16传输的信号与第一驱动设备运行的参数进行对比，实现相互检测的功能，当位置传感器16传输的信号与第一驱动设备运行的参数不一致时，例如，位置传感器16传输的信号为升降块14上升1.00m，第一驱动设备驱动升降块14上升的高度为1.02m时，则说明上述两个数值至少有一个存在错误，实现相互检测的功能，并提醒工作人员对设备进行检修。
46.实施例三，在实施例二的基础上，如图2和图7所示，机座11前侧面还设有防撞击装
置5，防撞击装置5包括缓冲器支架51，缓冲器支架51对应安装于机座11前侧面，缓冲器支架51对应升降块14的一侧设有能够防止升降块14与轴承座13发生碰撞的橡胶缓冲器52，根据需要，防撞击装置5对应位于轴承座13与回转变位机2之间，且橡胶缓冲器52朝向回转变位机2，具体的，防撞击装置5不影响回转变位机2的正常升降；
47.设备运行惯性的问题，回转变位机2可能会出现超限位的现象，由于采用了防撞击装置5，当回转变位机2出现超限位的现象，回转变位机2首先与橡胶缓冲器52接触，使得回转变位机2逐渐停止移动，可以有效的防止回转变位机2直接与轴承座13发生碰撞，导致回转变位机2受到较大的瞬间作用力，而造成损坏。
48.实施例四，在实施例一的基础上，如图2-3所示，回转变位机2包括回转支承柱体21，回转支承柱体21对应固接于升降式变位机1升降部，回转支承柱体21前端转动连接有与其同轴的回转支承连接卡盘22，且回转支承柱体21还设有用于驱动回转支承连接卡盘22转动的第二驱动设备，并且回转支承连接卡盘22前端设有头尾式翻转变位机3；根据需要，回转支承柱体21内部为中空结构，第二驱动设备安装于回转支承柱体21内腔，第二驱动设备的具体位置未图示；
49.根据需要，回转支承连接卡盘22前端面中部设有与其同轴的插孔，回转支承连接卡盘22前端面还均匀环设有多个沿其径向的滑槽，且滑槽内端与插孔对应连通，根据需要，该滑槽可以为t型滑槽或燕尾型滑槽，这样设置可以安装不同型号的连接法兰，并且能够保证连接法兰与回转支承连接卡盘22的同轴度；
50.根据需要，回转支承连接卡盘22还可以设有回转支承润滑孔，这样可以减少回转支承连接卡盘22在转动过程中的磨损；
51.根据需要，第二驱动设备包括伺服电机，伺服电机的输出端通过涡轮蜗杆减速机与回转支承连接卡盘22传动配合；
52.这样设置可以通过第二驱动设备带动回转支承连接卡盘22转动，回转支承连接卡盘22带动头尾式翻转变位机3转动。
53.实施例五，在实施例一的基础上，如图4-5所示，头尾式翻转变位机3包括头尾式变位机主体31，头尾式变位机主体31后侧面中部设有与回转变位机2回转部对应连接的回转支承连接法兰32，头尾式变位机主体31前侧面两端中部均设有头尾式变位机纵向支撑33，两个头尾式变位机纵向支撑33相对侧均转动连接有框架支撑模块34，且两个框架支撑模块34的回转中心轴线共线，并且两个框架支撑模块34分别与框架本体41两端中部对应连接，具体的，框架支撑模块34外端部为与对应的头尾式变位机纵向支撑33转动连接的主体结构，框架支撑模块34内端为与框架本体41匹配的l型结构，这样可以使得框架本体41安装的更加牢固；
54.头尾式翻转变位机3还包括能够驱动至少一个框架支撑模块34转动的第三驱动设备，根据需要，第三驱动设备为一个或两个伺服电机，当第三驱动设备为两个伺服电机时，两个伺服电机为同步电机；
55.这样设置可以通过第三驱动设备带动框架支撑模块34转动，由于两个框架支撑模块34的回转中心轴线共线，依次能够带动框架本体41翻转，进而实现了对待焊接工件翻面的功能。
56.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员
应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其效物界定。