一种焊接变位机的制作方法

本发明涉及焊接设备技术领域，尤其涉及一种焊接变位机。

背景技术：

焊接是现代工业生产中一种重要的机械加工方法，尤其是在制造大型的结构件或者复杂的机械零部件时，焊接工艺更加必不可少。在工件的焊接过程中，需要工件处于最佳的焊接位置，以到达理想的焊接效果。

目前焊接主要是采用行车吊装进行工件翻转，通过手工进行焊接。该方法人工劳动强度大，效率低，工件不能达到最佳焊接位置，而且存在安全隐患；工件的翻转和旋转变位需要占用行车，浪费设备资源，不利于产品的批量生产。

也有采用头尾架式单方向翻转变位机，但是工件只能在一个方向上旋转，工件位于其他方向上的焊缝不能达到最佳焊接位置，并且在翻转过程中为了避免工件与地面发生碰撞现象，普遍需要增加“地坑”，这样容易导致操作者在进行焊接的时候“踩空”造成坠落，存在较大的安全隐患。

技术实现要素：

基于以上所述，本发明的目的在于提供一种焊接变位机，以解决现有技术中的焊接设备不能使工件的焊缝达到最佳焊接位置的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种焊接变位机，包括支架、升降机构、翻转机构，支撑横梁、翻转箱体、回转机构、定位夹具以及配重组件；

所述升降机构和所述支架固定连接，所述升降机构能够带动所述翻转箱体在竖直方向上升降，所述翻转箱体与所述翻转机构固定连接，所述翻转机构与所述支撑横梁连接，且能够带动所述支撑横梁翻转，所述回转机构与所述支撑横梁固定连接，且与所述定位夹具连接，所述回转机构能够带动所述定位夹具转动，所述定位夹具用于固定待焊接工件，所述配重组件与所述翻转箱体连接，且对所述翻转箱体施加向上的作用力。

作为优选，所述升降机构包括安装在支架上的升降电机，与所述升降电机的输出轴连接的传动组件，与所述传动组件连接的至少两根滚珠丝杠，以及滑动螺母，所述滚珠丝杠均通过轴承与所述支架连接，每一个所述滚珠丝杠与至少一个所述滑动螺母螺纹连接，所述滑动螺母均和所述翻转箱体固定连接，所述升降电机能够同时带动至少两根所述滚珠丝杠转动。

作为优选，所述升降电机为对称双轴输出电机，所述升降机构包括两根所述滚珠丝杠，所述传动组件包括分别与所述升降电机两端的输出轴连接的两个第一锥形齿轮，以及分别与两个所述第一锥形齿轮啮合的两个第二锥形齿轮，两个所述第二锥形齿轮分别与两个所述滚珠丝杠固定连接，两个所述第二锥形齿轮的轴线分别与两个所述滚珠丝杠的轴线重合且均沿竖直方向。

作为优选，所述传动组件包括与所述升降电机的输出轴连接的第一主动轮，至少两个第一从动轮，以及连接所述第一主动轮和至少两个所述第一从动轮的第一同步带，所述第一从动轮的数量和所述滚珠丝杠的数量相等，所述滚珠丝杠和所述第一从动轮一一对应连接，并且轴线重合且均沿竖直方向。

作为优选，所述翻转机构包括固定安装在所述翻转箱体上的翻转电机，与所述翻转电机的输出轴连接的第二主动轮，以及翻转支撑，所述翻转支撑包括与所述翻转箱体固定连接翻转外圈，以及与所述翻转外圈转动连接的翻转内圈，所述翻转内圈与所述第二主动轮内啮合，所述支撑横梁的一端和所述翻转内圈的端面固定连接。

作为优选，所述回转机构包括安装在所述支撑横梁上的回转电机，与所述回转电机输出轴固定连接的第三主动轮，以及回转支撑，所述回转支撑包括与所述支撑横梁固定连接的回转外圈以及与所述回转外圈转动连接的回转内圈，所述第三主动轮和所述回转内圈内啮合，所述定位夹具可拆卸安装在所述回转内圈的端面上。

作为优选，其特征在于，所述配重组件包括安装在所述支架上且位于所述翻转箱体上方的至少两个第一滑轮，依次绕过至少两个所述第一滑轮外侧的钢丝绳，以及与所述钢丝绳一端固定连接的配重块，所述钢丝绳的另一端与所述翻转箱体固定连接。

作为优选，还包括扭矩补偿组件，所述扭矩补偿组件包括安装在所述翻转箱体侧面的至少一组滑轮组，以及设置在所述支架上的滑轨，每组所述滑轮组包括沿竖直方向设置的至少两个第二滑轮，所述第二滑轮的外周面与所述滑轨的侧壁滑动配合。

作为优选，还包括升降平台，所述升降平台包括铺设于地面上的两根导轨，与两根所述导轨滑动配合的平台底座，以及位于所述平台底座上方且相对所述平台底座能够在竖直方向上升降的操作台，两根所述导轨平行且间隔设置，所述导轨的两端分别位于所述支撑横梁的两侧。

作为优选，所述升降平台还包括安装在操作台上的安全围栏和扶梯，所述安全围栏的底端分别与所述操作台四周的侧壁固定连接，所述安全围栏的顶端位于所述操作台的上方，所述扶梯的顶端与所述操作台的顶端固定连接且齐平。

本发明的有益效果为：通过将定位夹具设置在回转机构上，可以使待焊接的工件在第一方向上旋转，通过翻转机构带动支撑横梁以及固定在支撑横梁上的回转机构整体翻转，从而待焊接工件能够在第二方向上进行翻转，通过升降机构带动翻转机构、支撑横梁以及位于支撑横梁上的回转机构进行升降，从而待焊接工件能够在竖直方向上进行升降，可以使工件既能实现竖直方向上的升降又可以实现在两个方向上进行旋转，有效的解决现有技术中的焊接方式不能使工件达到最佳焊接位置的问题；同时，通过设置两个支架，并通过两组翻转机构带动支撑横梁翻转，通过两组升降机构带动支撑横梁升降，可以使两个支架均匀受力，降低了每个支架上的翻转机构与升降机构的连接部以及翻转机构与支撑横梁的连接部所承受的扭矩，从而可以适用于更重的待焊接件。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施方式提供的一种焊接变位机的示意图；

图2是图1中一种焊接变位机的升降机构的示意图；

图3是图1中一种焊接变位机的翻转机构的示意图；

图4是图1中一种焊接变位机的回转机构的示意图；

图5是图1中一种焊接变位机的配重组件的示意图；

图6是图1中一种焊接变位机的升降机构的扭矩补偿组件的示意图；

图7是图1中一种焊接变位机的升降机构的升降平台的示意图。

图中：

1-支架；11-支架本体；111-顶板；112-底板；113-四周侧板；114-支腿；12-护罩；

2-升降机构；21-升降电机；22-传动组件；221-第一锥形齿轮；222-第二锥形齿轮；23-滚珠丝杠；24-滑动螺母；25-轴承；

3-翻转机构；31-翻转电机；32-第二主动轮；33-翻转支撑；331-翻转外圈；332-翻转内圈；

4-支撑横梁；

5-翻转箱体；

6-回转机构；61-回转电机；62-第三主动轮；63-回转支撑；631-回转外圈；632-回转内圈；

7-定位夹具；

8-配重组件；81-第一滑轮；82-钢丝绳；83-配重块；

9-扭矩补偿组件；91-滑轮组；911-第二滑轮；92-滑轨

10-升降平台；101-导轨；102-平台底座；103-升降杆；104-液压油缸；105-操作台；106-安全围栏。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，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，本领域技术人员在没有作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。

本实施例提供一种焊接变位机，如图1～7所示，包括两个支架1、两个升降机构2、两个翻转箱体5、两个翻转机构3、支撑横梁4、回转机构6以及定位夹具7，两个支架1相对设置，并且内部设有空腔，两个翻转箱体5分别位于两个支架1内部的空腔中，两个升降机构2分别固定在两个支架1上并且分别和两个翻转箱体5连接，两个升降机构2能够分别带动两个翻转箱体5在竖直方向上进行升降，两个翻转机构3分别固定在两个翻转箱体5上，两个翻转机构3分别和支撑横梁4长度方向上的两个端面连接，两个翻转机构3能够带动支撑横梁4进行翻转，回转机构6固定在支撑横梁4上并且与定位夹具7连接，回转机构6能够带动定位夹具7转动，定位夹具7用于固定待焊接工件。通过上述设置，待焊接工件能够在回转机构6的带动下回转，在翻转机构3的带动下翻转，还可以在升降机构2的带动下进行升降，从而能够精确的调整待焊接工件焊缝的位置。

如图2和图5所示，支架1包括支架本体11以及护罩12，本实施例中支架本体11为壳体，包括顶板111，与顶板111相对设置且位于顶板111下方的底板112，连接顶板111和底板112的四周侧板113，以及位于底板112底部的支腿114，护罩12罩设在顶板111的上方，并且和顶板111可拆卸连接。

需要注意的是，本实施例中的两个支架1相对设置，由于支撑横梁4需要上下移动，因而两个支架1相对的一侧的侧壁为敞开的，外面罩设有风琴罩，当支撑横梁4上下运动的过程中，风琴罩相应的进行收缩和伸展，通过设置风琴罩进行防护。两个支架1相互远离的一侧的侧壁，设置为可拆卸结构，方便对位于支架1内部的部件进行维护和保养。底板112的下方为槽钢焊接而成的底座，支腿114安装在底座上，同时还可以在底座的各个角上安装高度可以调节的地脚螺栓，从而当地面不平整的时候，可以通过调节每一个地脚螺栓的高度找平。

如图2所示，升降机构2包括升降电机21、传动组件22、两根滚珠丝杠23，两个滑动螺母24以及四个轴承25，升降电机21位于护罩12内，且与顶板111固定连接，传动组件22与升降电机21的输出轴连接，传动组件22分别与两根滚珠丝杠23固定连接，两根滚珠丝杠23的轴线沿竖直方向，两根滚珠丝杠23上分别安装有两个轴承25，两根滚珠丝杠23均通过两个轴承25分别与顶板111以及底板112转动连接，滑动螺母24分别安装在两个滚珠丝杠23上，并且分别与两根滚珠丝杠23螺纹连接，两个滑动螺母24分别和翻转箱体5相对的两个侧面固定连接，本实施例中，升降电机21带动两根滚珠丝杠23转动，由于两根滚珠丝杠23相对支架1均是相对固定的，因而两个滑动螺母24能够带动翻转箱体5在竖直方向上升降。需要注意的是，本实施例中的升降电机21可以正转也可以反转。

优选的，本实施例中的升降电机21为左右对称双轴输出电机，电机的输出轴的轴线沿水平方向设置，传动组件22包括两个第一锥形齿轮221和两个第二锥形齿轮222，两个第一锥形齿轮221分别固定安装在升降电机21两端的输出轴上，两个第二锥形齿轮222分别和两个第一锥形齿轮221啮合，两个第二锥形齿轮222的轴线均沿竖直方向，两个第二锥形齿轮222分别和两根滚珠丝杠23通过平键固定连接，当升降电机21进行转动时，能够同时带动两个第一锥形齿轮221转动，进而带动两个第二锥形齿轮222转动，从而带动两根滚珠丝杠23转动。

可以理解的是，本实施例中的升降电机也可以为单轴输出电机(附图中未示出)，电机的输出轴的轴线沿竖直方向，相应的，传动组件可以为包括一个第一主动轮、两个第一从动轮以及同步带，第一主动轮固定安装在升降电机的输出轴上，两个第一从动轮的轴线均沿竖直方向并且分别和两根滚珠丝杠23通过平键固定连接，第一主动轮以及两个第一从动轮通过同步带连接。

也可以理解的是，本实施例中的升降电机也还可以为单轴输出电机(附图中未示出)，电机的输出轴的轴线沿竖直方向，相应的，传动组件还可以为包括两个第一主动轮、两个第一从动轮以及两根同步带，两个第一主动轮均固定安装在升降电机的输出轴上并且沿竖直方向间隔设置，两个第一从动轮的轴线均沿竖直方向并且分别和两根滚珠丝杠23通过平键固定连接，两个第一从动轮分别对应地和两个第一主动轮位于同一高度上，第一主动轮以及相应的第一从动轮均通过同步带连接。

如图3所示，翻转机构3包括翻转电机31、第二主动轮32以及翻转支撑33，翻转电机31位于翻转箱体5内并且和翻转箱体5固定连接，第二主动轮32固定安装在翻转电机31的输出轴上，翻转支撑33包括翻转外圈331和翻转内圈332，翻转内圈332为内齿齿轮，翻转内圈332和翻转外圈331同轴并且位于翻转外圈331的内侧，翻转内圈332和翻转外圈331通过滚珠转动连接，翻转外圈331和翻转箱体5固定连接，翻转内圈332与第二主动轮32内啮合，翻转内圈332的端面和支撑横梁4的一端固定连接，本实施例中两个翻转内圈332的端面分别和支撑横梁4长度方向上的两个端面固定连接，通过两个翻转电机31带动两个第二主动轮32转动，两个第二主动轮32分别带动两个翻转内圈332以及支撑横梁4整体翻转。通过两个翻转内圈332对支撑横梁4进行支撑，两个翻转内圈332分别将支撑力传递给两个翻转外圈331，两个翻转外圈331分别将支撑力传递给两个翻转箱体5，每个翻转箱体5分别通过两侧的滑动螺母24传递给两根滚珠丝杠23，并通过滚珠丝杠23最终传递给两个支架1。因而滑动螺母24和滚珠丝杠23的连接处承受着非常大的作用力以及扭矩，特别当待焊接工件的重量较重时，对于滑动螺母24和滚珠丝杠23的性能有着较高的要求。需要注意的是，翻转电机31能够正转也能够反转，可以带动支撑横梁4进行连续360°旋转，本实施例中，支撑横梁4的旋转轴线沿水平方向。

如图4所示，回转机构6包括回转电机61、第三主动轮62以及回转支撑63，回转电机61安装在支撑横梁4上，回转电机61的输出轴与支撑横梁4的一个侧面垂直，第三主动轮62固定安装在回转电机61的输出轴上，回转支撑63包括回转外圈631和回转内圈632，回转内圈632为内齿齿轮，回转内圈632和回转外圈631同轴并且位于回转外圈631的内侧，回转内圈632和回转外圈631通过滚动体转动连接，回转外圈631和支撑横梁4固定连接，回转内圈632与第三主动轮62内啮合，回转内圈632的端面和定位夹具7连接。需要注意的是，定位夹具7与回转内圈632可拆卸的连接，从而在焊接不同的工件时，可以换上和待焊接工件相适配的定位夹具7。

优选的，如图5所示，该变位机还包括配重组件8，配重组件8包括两个第一滑轮81、钢丝绳82以及配重块83，两个第一滑轮81位于支架本体11的内部空腔中且固定安装在顶板111上，钢丝绳82的一端和翻转箱体5的上端面固定连接，钢丝绳82绕过两个第一滑轮81的外侧，另一端与配重块83固定连接。需要注意的是，顶板111上设有对应钢丝绳82的用于钢丝绳82穿入和穿出顶板111的通孔，配重块83位于支架本体11的内部空腔中，钢丝绳82与翻转箱体5的连接处以及钢丝绳82分别与两个第一滑轮81的连接处，位于同一竖直平面上。本实施例中每一个支架1内均设有两组配重组件8，通过配重块83对翻转箱体5提供一个向上的作用力，相当于减轻支撑横梁4对于翻转箱体5向下的作用力，从而可以减小滑动螺母24和滚珠丝杠23的连接处的作用力，进而保证了滚珠丝杠23和滑动螺母24的使用寿命，同时也可以降低升降电机21的载荷。需要注意的是，本实施例中的配重块83的具体重量可以根据待焊接工件的具体重量以及支撑横梁4的自身重量进行相应的调整。当然，本实施例中的每个配重块83也可以通过多根钢丝绳82连接在翻转箱体5上。

优选的，如图6所示，该变位机还包括扭矩补偿组件9，扭矩补偿组件9包括至少一组滑轮组91以及设置在支架1上的滑轨92，滑轮组91固定安装在翻转箱体5的侧壁上，滑轮组91包括至少两个在竖直方向上间隔设置的第二滑轮911，每一个第二滑轮911的转动轴线均沿水平方向，滑轨92的方向沿竖直方向，每一个第二滑轮911均与滑轨92滑动配合，具体的，第二滑轮911的周面和滑轨92的侧面相接触并且第二滑轮911能够沿滑轨92滑动。本实施例中，在每一个翻转箱体5上均设有四组滑轮组91，并且每组滑轮组91包括两个第二滑轮911，对应的在每一个支架1上均设有四根滑轨92，具体的，翻转箱体5上分别和两个滑动螺母24连接的两个侧壁上分别安装有一组滑轮组91，支架1对应的两个侧壁上分别安装有两根滑轨92，并且两个滑轮组91位于该两根滑轨92之间，也就是说两个滑轮组91分别和两根滑轨92相对的两个侧面滑动连接，从而当翻转机构3驱动支撑横梁4进行翻转时，能够防止翻转箱体5沿第二滑轮911径向方向上晃动，实现降低滑动螺母24与滚珠丝杠23在沿第二滑轮911径向方向上的作用力和扭矩的目的。

优选的，如图7所示，该变位机还包括升降平台10，升降平台10包括导轨101、平台底座102、两对升降杆103、液压油缸104、操作台105、安全围栏106和扶梯(附图中未示出)，两根导轨101平行间隔的铺设在地面上，并且两根导轨101的两端齐平且分别位于支撑横梁4的两侧，平台底座102通过滑轮安装在两根导轨101上，并且相对导轨101能够滑动，液压油缸104本体的一端与平台底座102铰接，另一端与升降杆103铰接。两对升降杆103的一端与平台底座102活动连接，另一端与操作台105活动连接，两对升降杆103的其中一对与另一对一一对应交叉连接，在交叉连接处设置有销轴以实现相互交叉的升降杆103的活动连接，其中一对升降杆103通过连接杆(附图中未示出)连接，液压油缸104的输出端和连接杆铰接，安全护栏安装在操作台105的四周，具体的，安全护栏的底部一端与操作台105四周的侧壁焊接，安全护栏顶部的一端位于操作台105的上方，扶梯的顶部一端和操作台105的顶部齐平并且通过焊接连接，当操作台105处于最低位置时，扶梯的底部一端和地面接触或者稍高于地面，通过设置扶梯可以方便操作员上下操作台105。在焊接的过程中，根据焊缝的具体位置调整回转机构6、翻转机构3以及升降机构2，使焊缝处于最佳位置，然后调整升降平台10和支撑横梁4的相对位置以及相对高度，便于操作员进行焊接作业。

优选的，定位夹具7(定位夹具7的具体结构未在附图中示出)包括夹具底座，以及安装在夹具底座上的前顶紧机构、四个上下压紧机构、右定位块、后定位块以及两个左顶紧机构，本实施例中的定位夹具7用于和待焊接工件上的方形孔配合使用，在此，为了便于理解，将方形孔的四个边分别定义为方形孔的前边、方形孔的后边、方形孔的左边和方形孔的右边，装夹时，将待焊接工件方形孔一侧的表面与夹具底座贴紧，并且使前顶紧机构、上下压紧机构、右定位块、后定位块和左顶紧机构均位于方形孔中，同时使后定位块与方形孔的后边贴合，右定位块和方形孔的右边贴合，此时通过液压驱动前顶紧机构向前伸出并顶紧在方形孔的前边，通过两个左顶紧机构均向左伸出，均顶紧在方形孔的左边，四个上下压紧机构中的两个靠近方形孔的左边，另外两个靠近方形孔的右边，四个上下压紧机构均向下收缩将待焊接件压紧在夹具底座上，通过上述设计可以通过待焊接工件上的方形孔将待焊接工件在各个方向上进行完全定位。

需要注意的是，本实施例中的前顶紧机构、四个上下压紧机构、右定位块、后定位块以及两个左顶紧机构均可以通过液压装置或气压装置进行驱动。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。