一种工装夹具及具有该工装夹具的焊接工作站的制作方法

本实用新型涉及一种工装夹具及具有该工装夹具的焊接工作站，具体涉及爬架工件的工装夹具中定位结构的改进。

背景技术：

在机器人焊接领域，焊接长跨度、小间距、规则分布的爬架工件时，主要是采用变位机和焊接机器人分别落地布置，以变位机装夹工件并翻转工件，配合焊接机器人来进行焊接工作，在工装上，通常只在变位机上设有单一的翻转工装来装夹工件，这种传统的工装对于结构较为复杂的、尤其是立体型的爬架工件的装夹效果并不理想，焊缝的达成率低，影响焊接质量；而且，常规的技术中，工装夹具的通用性差，对于每一款不同尺寸的工件需要配置一款专用工装，使得成本升高，而且由于爬架工件的尺寸大，工装上定位夹紧的结构较多，切换工装时的效率也就比较低，重复切换工装也会导致定位精度变差。另外，常规方案中采用变位机和焊接机器人分别落地布置的方式使机台安装困难，精度差，安装时需要频繁调机。

技术实现要素：

因此，针对上述问题，本实用新型提出一种结构改进的工装夹具。

本实用新型采用如下技术方案实现：

本实用新型提出一种工装夹具，用于装夹工件，包括基架、连接设置在基架上的定位块、以及与定位块相面对设置的至少一推进装置，若干个定位块线性排列以组合形成一定位台，推进装置可由驱动装置驱动朝定位块运动以将工件顶紧在定位台上，

其中，定位块包括一种尺寸形状均相同的多个定位单元或者多种具有尺寸形状不同的定位结构的多个定位单元，通过将多个定位单元可拆卸连接设置在基架上的不同位置，以形成定位间距和/或定位结构不同的定位台。

其中，为将定位块定位到基架上的预定点位上，基架上分布具有若干个第一定位部，定位块上具有与第一定位结构相匹配的第二定位部，借由第二定位部与第一定位部配合连接，使定位块被固定定位在基架上。

其中，为了提高定位块的定位精度，在一个实施例中，基架上固定设置有若干个十字键条，定位块具有与十字键条相匹配的十字键槽，借由十字键条嵌合在十字键槽内使定位块被定位在基架上。

基于上述的工装夹具，本实用新型还提出一种焊接工作站，焊接工作站具有上述的工装夹具。

其中，为了便于焊接立体型的工件，焊接工作站包括用于焊接工件的焊接机器人、用于装夹工件的第一工装和第二工装，第一工装由驱动装置驱动翻转，第二工装为所述的工装夹具，所述第二工装由驱动装置驱动升降，第二工装能够下降至第一工装的下方，从而让位出供第一工装翻转或焊接机器人对第一工装上的工件进行焊接的空间；第二工装也能够上升至大致与第一工装的高度相同，从而焊接机器人对第二工装上的工件进行焊接或将第一工装和第二工装上的工件焊接在一起。

其中，为方便落地安装，降低调机难度，提高工作效率，焊接工作站还包括底座，焊接机器人、第一工装和第二工装均直接或间接地安装在底座上。

其中，为了提高工件定位效果和夹紧效果，保持工件的平稳，第一工装和/或第二工装对工件进行抵触支持的部位是配合于工件外形的凹槽形状。

其中，为方便进行装夹前工件位置的确定，以及为了提高适应性，第一工装和第二工装上设有用于对工件的装夹位置进行挡止定位的定位件，定位件包括多种尺寸形状不同的定位件结构，多种定位件结构不同的定位件可拆卸连接在第一工装或第二工装上。

其中，作为一种方便实现的实施方案，第一工装包括翻转架，翻转架上固定连接有多组成对设置的第一夹座和第二夹座，第一夹座和第二夹座可由驱动装置驱动互相靠近从而夹紧工件，翻转架的两端分别固定在一变位机的主动端和从动端，从而变位机驱动第一工装翻转。

本实用新型具有以下有益效果：本实用新型中的工装夹具以定位块作为定位单元形成工件的定位台，定位块的形状、尺寸、设置间距等均可调整，提高了工装的适应性。采用十字键条固定定位块的方式提高了定位块的定位精度，减少多次更换过程中造成的误差。基于工装夹具提出了一种焊接工作站，适用于加工立体型的、结构复杂但分布较为规则的爬架工件，工装夹具能够匹配多种类型的工件进行装夹，达到柔性制造的目的，提高了焊接工作站的焊接质量和焊接效率。

附图说明

图1是实施例中焊接工作站的示意图；

图2是实施例中焊接工作站所焊接的其中一种工件的示意图；

图3是实施例中工件的第一架体的示意图；

图4是实施例中工件的第二架体的示意图；

图5是实施例中翻转工装和升降工装的示意图；

图6是实施例中翻转工装的示意图；

图7是实施例中升降工装的示意图。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图。这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

参阅图1所示，作为本实用新型的优选实施例，提供一种焊接工作站，包括底座1，安装设置在底座1上的变位机、升降工装3和焊接机器人6，变位机包括翻转主动端5、翻转从动端4以及翻转工装2，翻转工装2两端分别固定设置在翻转主动端5和翻转从动端4上，并由翻转主动端5驱动进行翻转。翻转工装2和升降工装3用于装夹工件，并分别通过翻转和升降运动将工件转移至适当的焊接位置，以供焊接机器人6进行焊接。由于变位机、升降工装3和焊接机器人6均是设置在底座1上的，使柔性焊接工作站成为一体式结构，在工厂内调试完成后，可以整体装运到现场，直接落地安装即可，不用经过二次拆装和组装调试，成本低，效率高。

本实施例中，焊接机器人6是并排设置的具有四个，在其他实施例中可以根据工件尺寸和焊接工作量的大小等适应性地增加或减少焊接机器人的数量或改变位置。为充分利用空间以及提高焊接效率，本实施例在焊接机器人6的两侧各设有一组变位机和升降工装3，形成双工位加工方式。为避免焊接工作中的弧光、火星以及焊渣的飞溅影响工作，在焊接机器人6的两侧还各设有防弧板7。

为便于说明工作原理，图2示例性地展示出了柔性焊接工作站所加工的一种工件8，工件8是由第一架体81和焊接在第一架体81中段的第二架体82构成的爬架结构，参阅图3-4，第一架体81大致呈梯子的形状，其由两平行间隔第一长杆811以及在两第一长杆811之间横置的数个第一短杆812焊接形成，第二架体82由第二长杆821以及处在第二长杆821同侧的数个第二短杆822和斜杆823焊接形成。第一架体81装夹在翻转工装2上，第二架体82装夹在升降工装3上，参阅图5，示出了翻转工装2和升降工装3，升降工装3设置在翻转工装2的周侧，升降工装3具有一升降装置31以控制升降工装3上升或者下降。进行焊接作业时，首先升降工装3下降到低位，让出作业空间，焊接机器人6先将翻转工装2上的第一架体81焊接完毕，接着升降工装3上升，焊接机器人6再将升降工装3上的第二架体82焊接完毕，最后焊接机器人6将第一架体81和第二架体82焊接在一起，采用这种分体焊接的工艺流程，在面对如工件8这样的立体型、焊接点位多、焊接工艺复杂的工件时，能够有效提高焊接效率和焊接质量，同时工件的装夹定位也便于实现。

参阅图6，示出了翻转工装2的具体结构，翻转工装2包括翻转架21，该翻转架21上固定连接有多组成对设置的第一夹座22和第二夹座23，第一夹座22和第二夹座23可由驱动装置驱动互相靠近，进而从两侧夹紧第一架体81的两第一长杆811，翻转架21上还固定连接有齿状的定位长条24，定位长条24上具有形状匹配于第一短杆812外形的凹槽241，第一架体81被夹紧在第一夹座22和第二夹座23之间时，其第一短杆812即落入到凹槽241中，凹槽241一方面可以提供对第一架体81的定位效果，另一方面也可以提高第一架体81被夹紧的稳定性。在翻转架21一端部还设有第一定位件25，用于工件装入时在工件的长度方向上对工件进行挡止定位(也就是对工件的装夹位置进行定位)，值得说明的是，第一定位件25是可拆卸连接在翻转架21上的，在对不同尺寸和形状的工件进行加工时，可以采用尺寸和形状不同的第一定位件，通过第一定位件尺寸和形状的变化从而改变其定位面的位置和形状，以适配不同尺寸和形状的工件，更优选的，多种尺寸和形状不同的第一定位件可以装载在翻转架21上，以便于随时进行更换，如图6中示出的第一定位件25＇，第一定位件25＇可拆卸地安装在翻转架21的空余位置上。

参阅图7，示出了升降工装3的具体结构(未示出升降装置31)，升降工装3包括基架35，基架35上端沿其长度方向线性排列布置有多个定位块(如定位块33和定位块33＇)，由多个定位块组合形成一用于定位第二架体82的定位台，基架35上固定设置有多个推进夹紧装置32，推进夹紧装置32面向定位块设置，并可由驱动装置驱动朝向定位块运动(如常规地采用气缸+推块的结构)，第二架体82放置在升降工装3上时，其第二长杆821即由推进夹紧装置32推动第二架体82夹紧在定位台上。与翻转架21上的定位长条24相类似的，为了更好地定位和夹紧第二架体82，提高第二架体82的稳定性，在升降工装3上线性排列的定位块上端也开有凹槽结构，如图7中示出了定位块33和定位块33＇，定位块33上端具有凹槽331，凹槽331是匹配第二短杆822外形的形状，且呈横向布置；定位块33＇上端具有凹槽331＇，凹槽331＇是匹配斜杆823外形的形状，且呈斜向布置。第二架体82夹紧在升降工装3上时，其第二短杆822和斜杆823就能被安置在上述的凹槽结构上，需要说明的是，由于本实施例中第二架体82具有延伸方向不同的第二短杆822和斜杆823，因此适应性地设置与之形状、位置相匹配的凹槽331和凹槽331＇，在其他实施例中，定位块上端的凹槽结构可以依照实际上工件的不同尺寸和形状来选型。

如凹槽331、凹槽331＇、定位长条24上的凹槽241等对工件进行抵触支持的部位是配合于工件外形的凹槽形状，能够提高工件定位效果和夹紧效果，保持工件的平稳。

由于定位块具有多种类型(如定位块33和定位块33＇)，为了提高适用性，本实施例中升降工装3的定位块是可换位的，其具体是通过可拆卸连接结构来实现的，继续参阅图7，在基架35上沿其长度方向开设有线性排列数个十字键槽34，十字键槽34内固定连接有与之形状相配合的十字键条37，每一十字键槽34和十字键条37形成了定位块的安装点位，每个定位块下方同样开设有与十字键条37相匹配的十字键槽(如定位块33上的十字键槽332)，通过十字键条37嵌入到定位块的十字键槽中形成定位块的定位，再通过螺钉连接将定位块和十字键条37可拆卸固定连接在一起。升降工装3上的每一个定位块都可以被拆卸下来，并按照实际要求安装在不同点位的十字键条37上，则不同类型的定位块就可以灵活地被配置到不同的位置，以配合当前加工的工件类型适应性变换出定位块间距和/或定位结构不同的定位台。以每一个定位块为一个定位单元，定位块可以是多个尺寸形状相同的定位单元，也可以是具有多种尺寸形状不同的定位单元，面对形状类似但尺寸不同的工件时，可以以多个尺寸形状相同的定位单元改变定位间距的方式设置，面对形状不同的工件时，则以多种尺寸形状不同的定位单元来设置。十字键条和十字键槽的配合方式有助于提高定位块的定位精度，以及提高定位块固定连接的稳定性，减少定位块多次更换过程中造成的误差。本实施例中十字键条37固定在基架35上，在其他实施例中，也可以将十字键条固定连接在定位块的下端面，其效果是一致的。

与翻转架21上的第一定位件25类似的，升降工装3在其一端部也设有用于工件装入时在工件的长度方向上对工件进行挡止定位(也就是对工件的装夹位置进行定位)的第二定位件36，第二定位件36可拆卸连接在基架35，并能通过更换不同尺寸和形状的第二定位件来适配不同的工件，更优选地，多种第二定位件装载在升降工装3上，如安装在升降工装3空余位置上的第二定位件36＇。

本实施例中，升降装置31、第一夹座22、第二夹座23和推进夹紧装置32的驱动装置为气缸，在其他实施例中也可以被替换为油缸、伺服电机等。

在上述内容中，结合了工件8的具体结构做阐述说明，以便于理解方案，但需要注意的是，工件8仅作为一种示例结构，并不代表本实施例所能加工的唯一结构，如本实施例中工件8大致呈“t”字型，但根据翻转工装2可翻转、升降工装3可升降的功能，柔性焊接工作站也可以用于焊接“l”字型、“卜”字型的立体型工件，以此类推，凡以本实施例所提供的技术原理和类似结构为基础的加工方案均是可行的。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上对本实用新型做出的各种变化，均落入本实用新型的保护范围。