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CN105855764B - 一种夹具快换机构及机器人焊接工作站 - Google Patents

一种夹具快换机构及机器人焊接工作站 Download PDF

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CN105855764B CN201610470607.5A CN201610470607A CN105855764B CN 105855764 B CN105855764 B CN 105855764B CN 201610470607 A CN201610470607 A CN 201610470607A CN 105855764 B CN105855764 B CN 105855764B
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沈勇
李文辉
武小刚
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Zhuzhou Tianyi Autowelding System Co Ltd
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Abstract

一种夹具快换机构及机器人焊接工作站，该夹具快换机构包括小车运输机构和夹具定位机构；所述小车运输机构包括支座，所述支座的两端对称设置有高度调节机构和滚轮，所述高度调节机构的顶部设有第一辊道；所述夹具定位机构的前端设有第二辊道，所述小车运输机构将夹具经第一辊道和第二辊道运输至夹具定位机构的前端，通过夹具定位机构对夹具进行限位。本发明还包括一种机器人焊接工作站。本发明使得夹具与工作站对接变得方便快捷，可以让工作站变成模块化设计，互换性好，且使工作站适用多种同类型产品的焊接，工作站更具有柔性化。

Description

一种夹具快换机构及机器人焊接工作站
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，特别是一种夹具快换机构及机器人焊接工作站。
背景技术
现有技术中对汽车等工件进行焊接时，通常要在夹具上完成拼装，由于夹具的重量很重，需要通过人工搬运或起吊装置来将夹具搬运至行车或叉车上，又或者从行车或叉车搬运至焊接站点处，这样不仅耗时耗力，还需要多个操作人员进行搬运，大大降低搬运人员的工作效率，而且由于行车与焊接站点的高度不同，在搬运或起吊过程中很容易将夹具放置歪斜，且容易发生人员事故，安全性差。另外，起吊装置、行车或叉车的存在还会占用焊接车间的空间。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种省时省力，工作效率高，互换性好的夹具快换机构及机器人焊接工作站。
本发明的技术方案是：
本发明之一种夹具快换机构，包括小车运输机构和夹具定位机构；所述小车运输机构包括支座，所述支座的两端对称设置有高度调节机构和滚轮，所述高度调节机构的顶部设有第一辊道；所述夹具定位机构的前端设有第二辊道，所述小车运输机构将夹具经第一辊道和第二辊道运输至夹具定位机构的前端，通过夹具定位机构对夹具进行限位。
进一步，所述高度调节机构包括设于第一辊道下侧的举升机和设于举升机两侧的丝杆；所述丝杆上设有导向滑键，导向滑键的上端连接所述第一辊道。
进一步，所述支座的两端对称设置有所述举升机，两端的举升机通过连杆连接成一体。
进一步，所述导向滑键的下方设有用于限位导向滑键的限位块。
进一步，所述第一辊道的一侧设有导向块，所述导向块的导向面为弧形面或平面。
进一步，所述夹具定位机构包括上定位机构和下定位机构。
进一步，所述上定位机构与下定位机构之间通过第一定位销 固定。
进一步，第一定位销 的两侧设有挡块。
进一步，所述上定位机构和下定位机构上均设有用于定位夹具的第二定位销。
进一步，所述夹具的两端设有柔性接头，柔性接头上设有与第二定位销相适配的销孔。
进一步，所述销孔为圆孔或腰型孔。
进一步，所述第一辊道的一侧设有用于压住夹具的压紧部。
本发明之一种机器人焊接工作站，所述工作站的底座两端设有前述的夹具定位机构；所述夹具定位机构的前端设有所述第二辊道，所述第二辊道设于工作站的底座上。
本发明的有益效果：使得夹具与工作站对接变得方便快捷，可以让工作站变成模块化设计，互换性好，且使工作站适用多种同类型产品的焊接，工作站更具有柔性化。
附图说明
图1为本发明实施例小车运输机构的立体结构示意图；
图2为图1所示实施例I部的结构放大示意图；
图3为本发明实施例夹具定位机构的立体结构示意图；
图4为图3所示实施例的平面结构示意图。
具体实施方式
以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
如图1-图3所示：一种夹具快换机构，包括小车运输机构1和夹具定位机构2；小车运输机构1包括支座11，支座11的两端对称设置有高度调节机构和滚轮12，高度调节机构的顶部设有第一辊道13；夹具定位机构2的前端设有第二辊道，小车运输机构1将夹具经第一辊道13和第二辊道运输至夹具定位机构2的前端，通过夹具定位机构2对夹具进行限位。
本实施例具有以下优点：（1）通过设置小车运输机构1，适用于焊接车间无行车、无叉车进出空间的场合；（2）夹具在第一辊道13和第二辊道之间进行切换，操作简单；（3）可实现多套夹具的切换，柔性好；（4）小车运输机构1通过高度调节机构进行不同高度的调节，适用于与不同第一辊道13进行对接。
本实施例的夹具定位机构2有两个，是将夹具定位机构2安装于机器人焊接工作站的底座两端，夹具定位机构2的前端设有第二辊道，第二辊道设于工作站的底座上。
具体地，如图1和图2所示：高度调节机构包括设于第一辊道13下侧的举升机14和设于举升机14两侧的丝杆15；丝杆15上设有导向滑键16，导向滑键16的上端连接第一辊道13，导向滑键16的下方设有限位块17。其中，导向滑键16在丝杆15的转动下可带动其上下移动，进而由导向滑键16带动第一辊道13进行高度调节；限位块17用于限定导向滑键16的位置。本实施例通过手动或电动调节举升机14和丝杆15共同动作来实现第一辊道13的高度调节。支座11的两端设有把手18，便于推动车体时省时省力。
发明人发现，由于各个工作站的夹具理论离地高度与实际存在不同偏差，此外设备使用现场底面水平偏差较大，导致小车运输机构1的第一辊道高度与工作站上的第二辊道形成高度差，这样把夹具拉上或推出小车很费劲；由于各工作站的第二辊道与小车运输机构1的第一辊道13难以一次平齐，这样就会需要每次调整，为了保证夹具一次性顺畅地切换至小车运输机构1上，由此设计了上述的高度调节机构，满足装夹具上车和下车时第一辊道13与第二辊道平齐的要求；此外，若设于支座11两边的第一辊道高度调节相对独立，这对有高度要求的辊道对接是很不方便的因素，因此本实施例在两端的举升机14之间设置一连杆141，通过连杆141将支座11两端的举升机14连接成一体，使得两端的举升机14进行同步调节，大大缩短了调节时间。本实施例可将夹具直接从滑进或推出工作站，省时省力，仅需一人就可完成此项工作，大大提高了工作效率，节约工作时间。
另外，第一辊道13的一侧设有用于压住夹具的压紧部19，用于在夹具运输的过程中压紧夹具，以避免夹具产生晃动。本实施例压紧部19包括固定座191和与固定座191转动连接的压头192，固定座191固定于第一辊道13的后端，固定座191与压头192的连接处为U型槽，压头192通过转轴与U型槽之间转动连接，压头192的头部呈U型，采用U型压头既实现轻量化，又便于固定。
第一辊道13的一侧设有导向块3，导向块3的导向面31为弧形面。本实施例中导向块3的导向面31是指与夹具接触的那一面。之所以设计成弧形面，发明人认为，当切换夹具、人工拉夹具两端时，用力不均匀就会导致夹具发生偏斜，进而夹具的接头端面就会与导向面31发生挤压、卡死现象，发明人发现这是由于拉动夹具时，夹具的接头端面与导向块3之间为面接触，导致摩擦力较大，因此将导向块3的导向面31设计成圆弧面，让其与夹具的接头端面成线接触，以减小摩擦力，这样拉动夹具更省时省力。本实施例的弧形面可以设于导向面31的一侧，也可以设于导向面31的两侧。本实施例夹具的两端接头为柔性接头。
如图3和图4所示：本实施例的夹具定位机构2包括上定位机构21和下定位机构22，上定位机构21与下定位机构22之间通过第一定位销 23固定，第一定位销 23的下端通过第一螺钉24紧固，本实施例的第一螺钉24优选为内六角圆柱头螺钉。第一定位销 23的两侧设有挡块25，用于防止第一定位销 23在外界的压力作用下产生滑动或松动，挡块25设于上定位机构21上。上定位机构21和下定位机构22的两端通过法兰面锁紧螺母26连接成一体。
上定位机构21和下定位机构22上均设有用于定位夹具的第二定位销27，第二定位销27用于对夹具的上下、左右和前后位置进行限位。本实施例中，上定位机构21的第二定位销27有两个，分别设于上定位机构21的两侧；下定位机构22的第二定位销27有两个，分别设于下定位机构22的两侧；上定位机构21的第二定位销27与下定位机构22的第二定位销27反向设置，使得上定位机构21的第二定位销27与工作站的底座两端进行定位固定，下定位机构22的第二定位销27与夹具之间定位。此外，上定位机构21和下定位机构22上还设有第二螺钉28。本实施例的第二定位销27为内螺纹圆柱销，第二螺钉28为内六角圆柱头螺钉。
夹具柔性接头上设有与第二定位销27相适配的销孔和与第二螺钉28相适配的螺纹孔。其中销孔为腰型孔，之所以设计成腰型孔，是便于将第二定位销27插紧，只需保证夹具的前后方向定位紧固，无需确保夹具的上下方向，夹具的上下方向靠夹具的重量确定即可，这样可不比要求定位的高精准度要求，大大降低了设计难度，且腰型孔没有较高的精度要求，加工难度大大降低，进而节约了加工成本。本实施例仅需确保夹具一端的柔性接头定位就可，另一端可自动对准。定位结束后通过将螺纹孔穿过第二螺钉28，通过螺母固定即可，省时省力。
本实施例的工作原理为：将夹具置于小车运输机构1两端的第一辊道13上，将小车运输机构1在滚轮12的带动下推至工作站的第二辊道一侧，然后对两端的举升机14进行同步调节，使得第一辊道13与第二辊道平齐，仅需一名操作人员推动夹具至第二辊道上即可，再通过夹具定位机构2对夹具进行定位固定，即可实现工件在夹具上的拼装，拼装后通过机器人对工件进行焊接即可。
本实施例使得夹具与工作站对接变得方便快捷，可以让工作站变成模块化设计，互换性好，且使工作站适用多种同类型产品的焊接，工作站更具有柔性化。
以上仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动、变型而不脱离本发明的精神和范围。倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种夹具快换机构，其特征在于，包括小车运输机构和夹具定位机构；所述小车运输机构包括支座，所述支座的两端对称设置有高度调节机构和滚轮，所述高度调节机构的顶部设有第一辊道；所述夹具定位机构的前端设有第二辊道，所述小车运输机构将夹具经第一辊道和第二辊道运输至夹具定位机构的前端，通过夹具定位机构对夹具进行限位；所述高度调节机构包括设于第一辊道下侧的举升机和设于举升机两侧的丝杆；所述丝杆上设有导向滑键，导向滑键的上端连接所述第一辊道；所述支座的两端对称设置有所述举升机，两端的举升机通过连杆连接成一体。
2.根据权利要求1所述的夹具快换机构，其特征在于，所述导向滑键的下方设有用于限位导向滑键的限位块。
3.根据权利要求1或2所述的夹具快换机构，其特征在于，所述第一辊道的一侧设有导向块，所述导向块的导向面为弧形面或平面。
4.根据权利要求1或2所述的夹具快换机构，其特征在于，所述夹具定位机构包括上定位机构和下定位机构；所述上定位机构与下定位机构之间通过第一定位销固定；第一定位销的两侧设有挡块。
5.根据权利要求4所述的夹具快换机构，其特征在于，所述上定位机构和下定位机构上均设有用于定位夹具的第二定位销。
6.根据权利要求5所述的夹具快换机构，其特征在于，所述夹具的两端设有柔性接头，柔性接头上设有与第二定位销相适配的销孔。
7.根据权利要求6所述的夹具快换机构，其特征在于，所述销孔为圆孔或腰型孔。
8.根据权利要求1或2所述的夹具快换机构，其特征在于，所述第一辊道的一侧设有用于压住夹具的压紧部。
9.一种机器人焊接工作站，其特征在于，所述工作站的底座两端设有根据权利要求1~8任一项所述的夹具快换机构；所述夹具定位机构的前端设有所述第二辊道，所述第二辊道设于工作站的底座上。
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