一种变位工作台的制作方法

1.本发明涉及焊接加工技术领域，特别涉及一种变位工作台。


背景技术：

2.变位工作台是一种配合焊接机械手实现自动化激光焊接的设备，变位工作台会通过预定的回转使待加工的工件进入焊接区实现焊接加工，而完成加工的工件则同步回转至上下料区再该工位进行上下料操作，现有的变位工作台回转到位后，一般没有对工作台进行回转锁定，在工件加工过程或者上下料过程会对工作台施加外力，容易造成工作台晃动或移位，从而影响工件的焊接效果。另外，工作台会对焊件进行翻转，以配合焊接机械手操作，使得工件上的焊缝位置处于最佳焊接位置，从而提高焊接速度和焊接效果。同样地，工作台对焊接翻转到位后，并没有对工作台进行翻转锁定，一方面会造成翻转驱动电机的轴传动扭矩负荷增大，影响翻转驱动电机的使用寿命，另一方面加工过程中，工件和焊头的接触会对工作台施加外力，容易造成翻转轴发生转动，从而改变翻转角度，影响工件的焊接效果。
3.可见，现有技术还有待改进和提高。


技术实现要素：

4.鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种变位工作台，旨在能够对工作台进行回转锁定和翻转锁定。
5.为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：一种变位工作台，包括具有双工位的台架、设置在台架底部且用于驱动台架转动的驱动基台和两个对称设置在驱动基台上的工位定位模块；台架的每个工位处设有可翻转的摆架、用于驱动摆架翻转的摆架驱动机构和用于对摆架进行制动的碟刹结构；所述工位定位模块包括定位块、定位支座、设置在定位支座上的限位件以及设置在限位件一旁的变位传感器，所述定位块安装在台架的底部，所述定位块上设置有变位感应片，所述变位感应片用于触发变位传感器；所述定位支座上设置有用于将定位块压紧在限位件上的锁定机构和用于对定位块进行减速的缓冲结构。
6.所述驱动基台包括基板、用于支撑基板的底架、可转动地设置在基板上的牵引齿轮、水平设置在基板上的电机支板、以及设置在电机支板上的变位驱动电机；所述变位驱动电机的主轴上设有驱动齿轮，所述驱动齿轮与牵引齿轮啮合传动，所述牵引齿轮用于承载台架；两组工位定位模块设置在基板上且对称设置在牵引齿轮两侧；所述定位支座包括设置在基板上的底板和设置在底板上的竖板，所述锁定机构和限位件并列设置在竖板上。
7.所述锁定机构包括设置在竖板上的转角下压气缸，转角下压气缸包括缸体、设置在活塞杆端部的回转臂和设置在回转臂上的压紧螺杆。
8.所述限位件为圆环限位块，所述缓冲结构包括与圆环限位块同轴设置的液压缓冲器，所述竖板上设置有供液压缓冲器的活塞杆穿过的避让孔，所述液压缓冲器的活塞杆和
受撞头能够在圆环限位块的内环中活动。
9.所述底板上设置有至少两个沿前后方向延伸的长形孔，每个长形孔对应安装一个锁定螺钉，所述底板的后方设有一块支座调节块，所述支座调节块背离底板的侧面上开设有两个调节螺纹孔和设置在两个调节螺纹孔之间的通孔，所述底板的后端面上设有与所述通孔同轴设置的定位螺纹孔，所述支座调节块的通孔处穿过导向限位螺钉且装入定位螺纹孔中，每个所述支座调节块的调节螺纹孔处适配安装有底板顶紧螺钉，底板顶紧螺钉的自由端抵压在底板的后端面。
10.所述基板上设有用于润滑牵引齿轮的润滑组件，所述基板的上表面设有挡油围边，所述基板上设有回油孔，在水平面上的投影下，所述牵引齿轮和回油孔设置在挡油围边内部。
11.所述润滑组件包括供油组件、设置在基板上的支轴和可转动地设置在支轴上的润滑轮，所述润滑轮与牵引齿轮上的传动齿抵接；所述供油组件用于对润滑轮添油；所述电机支板的两侧均设有调节耳，所述基板上设有与调节耳相对于的齿轮调节块，每个齿轮调节块上螺纹连接一根朝向调节耳的齿轮顶紧螺钉，所述齿轮顶紧螺钉的自由端抵压在调节耳上。
12.所述台架包括两根对称设置的支管、用于连接两根支管的横梁管和水平固设在横梁管底面的支承板，所述支承板通过垫板与牵引齿轮的顶部连接，每个摆架的一侧通过主动轴与其中一个支管转动连接，另一侧通过从动轴与另一个支管转动连接。
13.所述碟刹结构包括设置在其中一根支管内腔中的制动器、零位传感器、套紧在从动轴上的轴套和套在从动轴端部上的碟盘，所述轴套与碟盘固定连接，所述轴套上设有零位感应片，所述零位感应片用于触发零位传感器，所述制动器用于对碟盘进行抱紧锁定。
14.所述摆架驱动机构包括翻转驱动电机和联轴器，所述翻转驱动电机通过联轴器与主动轴转动连接，所述翻转驱动电机和变位驱动电机均为抱闸电机。
15.有益效果：与现有技术相比，本发明提供的变位工位台设置在焊接区和上下料区之间，通过在台架的底部上加装定位块，定位块上的变位感应片触发变位传感器就能发出制动信号，响应灵敏，无需特定控制器，制造成本低，继而定位块经过缓冲结构缓冲后与限位件配合定位，锁定机构再将定位块锁定，一方面使得限位件与定位块相贴合，精准地完成定位，大大减少定位误差，另一方面锁定了定位块的位置，确保台架在加工时不会发生自运动。另外，摆架驱动机构驱动摆架翻转至指定的角度，然后碟刹结构对从动轴进行制动，有效制动轴力传动并且有效减轻轴传动扭矩，延长摆架驱动机构的使用寿命，从而保持工作位稳定，确保台架在焊接加工时不会发生晃动，加工精度高。
附图说明
16.图1为本发明提供的变位工位台的立体图。
17.图2为变位工位台与焊接机械手配合时的俯视图。
18.图3为变位工位台在变换工位时的俯视图。
19.图4为变位工位台的主视图。
20.图5为驱动基台的立体图。
21.图6为图5中l区域的局部放大图。
22.图7为驱动基台和工位定位模块的俯视图。
23.图8为驱动基台和工位定位模块的仰视图。
24.图9为工位定位模块在未定位状态下的立体图一。
25.图10为工位定位模块在未定位状态下的立体图二。
26.图11为工位定位模块在定位状态下的立体图。
27.图12为摆架在水平状态下的立体图。
28.图13为摆架在翻转状态下的立体图。
29.图14为碟刹结构的结构示意图。
具体实施方式
30.本发明提供一种变位工作台，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明的保护范围。
31.本文中，上下料区朝向焊接区的方向为“前”，“前”与“后”反向。
32.请参阅图1
‑
图4，本发明提供一种变位工作台包括具有双工位的台架3、设置在台架3底部且用于驱动台架3转动的驱动基台1和两个对称设置在驱动基台1上的工位定位模块2；台架3的每个工位处设有可翻转的摆架5、用于驱动摆架5翻转的摆架驱动机构和用于对摆架5进行制动的碟刹结构4；所述工位定位模块2包括定位块21、定位支座22、设置在定位支座22上的限位件27以及设置在限位件27一旁的变位传感器23，所述定位块21安装在台架3的底部，所述定位块21上设置有变位感应片25，所述变位感应片25用于触发变位传感器23；所述定位支座22上设置有用于将定位块21压紧在限位件27上的锁定机构和用于对定位块21进行减速的缓冲结构。所述，需要理解的是，焊接夹具76会固设在所述摆架5上，工件由焊接夹具76进行夹紧定位。所述驱动基台1、工位定位模块2、摆架驱动机构、碟刹结构4均与控制系统电连接。
33.在实际应用中，如图2和图3所示，焊接区71和上下料区72并列设置，焊接区71中设有焊接机械手73并且通过围栏围蔽以确保加工安全性；所述变位工位台设置在焊接区71和上下料区72之间，在非变位情况下，台架3上的其中一个工位74位于焊接区71中，另一个工位75位于上下料区72中，由于上下料区72不存在焊接加工设备，所以工作人员在上下料区72对工位进行装件或卸件时人身安全得到保护。
34.在非变位情况下，定位块21位于两个工位定位模块2的前方，定位块21与其中一个工位定位模块2配合实现定位，当台架3需要将两个工位进行交换以转移台架3上的工件时，驱动基台1驱动台架3回转运动，而定位块21以圆弧形的行进轨迹朝另一个工位定位模块2靠近，定位块21上的变位感应片25也朝变位传感器23靠近，当定位块21上的变位感应片25触发变位传感器23时，变位传感器23反馈信号至控制系统，控制系统控制驱动基台1瞬间停止对台架3的驱动，此时台架3还具有一定的惯性运动量，缓冲结构对定位块21实行缓慢减速，引导定位块21与限位件27的前端面相接触，以防定位块21对限位件27发生刚性碰撞，继而锁定机构将定位块21压紧在限位件27上，一方面使得限位件27与定位块21相贴合，精准地完成定位，大大减少定位误差，另一方面锁定了定位块21的位置，确保台架3在加工时不
会发生自运动，定位精度高，重复定位精度
±
0.02mm，无需特定控制器，制作成本低，使用效果好。
35.台架3上的工位完成变换后，台架3上的摆架5呈水平状态（即摆架5处于零位或初始位置），控制系统根据设定的控制程序控制摆架驱动机构驱动摆架5翻转至指定的角度，此时摆架5的位置可以理解为工作位，然后碟刹结构4对从动轴42进行制动，有效制动轴力传动并且有效减轻轴传动扭矩，延长摆架驱动机构的使用寿命，从而保持工作位稳定，确保台架3在焊接加工时不会发生晃动，加工精度高。可以理解的是，当摆架5回调至零位时，碟刹结构4同样会对从动轴42进行制动，从而保持摆架5的稳定。
36.具体的，请参阅图5
‑
图11，所述驱动基台1包括基板11、用于支撑基板11的底架、可转动地设置在基板11上的牵引齿轮131、水平设置在基板11上的电机支板132、以及设置在电机支板132上的变位驱动电机133；所述变位驱动电机133的主轴上设有驱动齿轮134，所述驱动齿轮134与牵引齿轮131啮合传动，所述牵引齿轮131用于承载台架3；两组工位定位模块2设置在基板11上且对称设置在牵引齿轮131两侧。所述牵引齿轮水平设置，具体通过交叉滚子轴承与基板11转动连接.由于台架3的驱动和定位独立设计，简化传动结构，减少制作成本，牵引齿轮131同时具有动力传动作用和对台架3的支撑承载作用，台架3通过垫板即能平稳地安装在牵引齿轮131上。所述定位支座22包括设置在基板11上的底板221和设置在底板221上的竖板222，所述锁定机构和限位件27并列设置在竖板222上，通过这样设置，不仅使定位模块结构紧凑，缩小所需的装配空间，还可以通过调整定位支座22的位置，同步微调锁定机构和限位件27的位置。
37.具体的，所述锁定机构包括设置在竖板222上的转角下压气缸29，转角下压气缸29包括缸体291、设置在活塞杆端部的回转臂292和设置在回转臂292上的压紧螺杆293。见图9和图10所示，在初始状态下，转角下压气缸29的活塞杆伸出，其回转臂292竖直朝下设置，所述压紧螺杆293朝向竖板222，此时转角下压气缸29不会干涉定位块21的行进路径。见图11所示，当定位块21上的感应片触发传感器时，控制系统获取传感器的反馈信号后，控制系统控制转角下压气缸29动作，转角下压气缸29的活塞杆带动回转臂292朝定位块21所在方向摆动90
°
，使得压紧螺杆293正对定位块21，然后活塞杆缩回缸体291，进而驱使压紧螺杆293压紧定位块21在限位件27上，精准地完成定位，动作迅速且可靠，确保台架3在加工时不会发生自运动。
38.为了进一步提高定位的可靠性，所述变位驱动电机133为抱闸电机，在转角下压气缸29扣紧到位后，控制系统控制变位驱动电机133进行刹车抱紧，实现双作用力定位。
39.需要理解的是，由于转角下压气缸29为现有产品，相比其他锁定机构，转角下压气缸29的功能集成度高，可直接从市场上选取合适的型号进行组装，制作成本低。为了防止回转臂292与基板11发生干涉，基板11上开设有避让口110，在初始状态下，回转臂292竖直向下穿过避让口。
40.见图5所示，在本实施例中，为了进一步提高结构紧凑性，所述限位件27为圆环限位块，圆环限位块一个端面与竖板222固定连接，另一个端面为限位面。所述缓冲结构包括与圆环限位块同轴设置的液压缓冲器28，即液压缓冲器28设置在竖板222背离限位件27的端面上，所述竖板222上设置有供液压缓冲器28的活塞杆穿过的避让孔，所述液压缓冲器28的活塞杆和受撞头281能够在圆环限位块的内环中活动，合理地利用了限位件27的中轴空
间，便于限位件27和液压缓冲器28对定位块21进行限制，也便于定位块21加工，定位模块在非定位状态下，所述液压缓冲器28的受撞头281凸出于圆环限位块的限位面，当定位块21与受撞头281接触时，液压缓冲器28依靠液压阻尼对定位块21进行缓冲减速，解决了定位块21运动惯性带来的冲击力，使定位块21可以精确且无损伤地贴合圆环限位块。
41.见图10所示，所述定位支座22可进行前后调节，所述底板221上设置有至少两个沿前后方向延伸的长形孔223，每个长形孔223对应安装一个锁定螺钉（图中未画出）。长形孔223指的是非圆孔，具体可以为矩形孔、腰形孔、圆角矩形孔等。通过配置长形孔223和锁定螺钉，需要改变定位支座22的水平位置时，松开锁定螺钉调整定位的位置然后重新锁定即可，调节较为方便。
42.为了更便于进行精细的微调，所述底板221的后方设有一块支座调节块261，所述支座调节块261背离底板221的侧面上开设有两个调节螺纹孔262和设置在两个调节螺纹孔262之间的通孔，所述底板221的后端面上设有与所述通孔同轴设置的定位螺纹孔，所述支座调节块261的通孔处穿过导向限位螺钉263且装入定位螺纹孔中，导向限位螺钉263与支座调节块261的通孔间隙配合，由于导向限位螺钉263的头部和螺纹段的限制，定位支座22只能相对支座调节块261沿导向限位螺钉263的轴线方向直线移动，通过调节导向限位螺钉263拧入定位螺纹孔的深度，确定底板221与支座调节块261的距离。每个所述支座调节块261的调节螺纹孔262处适配安装有底板顶紧螺钉264，通过拧动底板顶紧螺钉264，使底板顶紧螺钉264的自由端抵压在底板221的后端面上，从而使导向限位螺钉263的头部紧贴支座调节块261，进而锁定支座的水平位置，最后再拧紧锁定螺钉，即能完全固定定位支座22。
43.具体的，所述定位块21包括上连接板211、设置在上连接板211底部的下凸板212，即定位块21的形状为t形块，所述上连接板211上设置有若干个安装孔213，每个安装孔213处装入螺钉，使螺钉与台架3固定连接。
44.所述传感器优选为槽型对射光电传感器，槽型对射光电传感器小巧精密，可直接安装在基板11上，无需借助传感器支架47进行安装，当感应片从槽型对射光电传感器上的光发射器和接收器之间穿过时，感应片阻挡光发射器传输的光线，从而触发槽型对射光电传感器响应且反馈信号至控制系统，说明定位块21已到达预定的位置。
45.优选的，请参阅图5和图6，所述基板11上设有用于润滑牵引齿轮131的润滑组件，所述基板11的上表面设有挡油围边141，所述基板11上设有回油孔142，在水平面上的投影下，所述牵引齿轮131和回油孔142设置在挡油围边141内部。润滑牵引齿轮131后的润滑油会在重力作用下直接滴落到基板11上，挡油围边141对润滑油的流向进行限制，防止润滑油溢出基板11而污染车间地面，挡油围边141内的润滑油会流入回油孔142中，回油孔142处连接一根回油管，回油管将润滑油引流至集油容器实现收集，有利于后续重复利用润滑油。
46.具体的，所述润滑组件包括供油组件、设置在基板11上的支轴143和可转动地设置在支轴143上的润滑轮144，所述润滑轮144与牵引齿轮131上的传动齿抵接。所述供油组件包括供油泵、输油管以及设置在所述支轴143上的添油通道145，所述添油通道145的一端开设在所述支轴143的外表面，另一端开设在所述支轴143的顶端；所述供油泵的进口管道与油箱连接，所述添油通道145通过接管与供油泵的出油管道连接。工作人员打开供油泵，润滑油即可通过添油通道145从支轴143的顶端流出并且湿润润滑轮144，通过润滑轮144对牵引齿轮131的转动将润滑油均匀转移至牵引齿轮131的传动齿上，驱动齿轮134也得到良好
的润滑，进而降低牵引齿轮131与驱动齿轮134之间的传动阻力，保持牵引齿轮131与驱动齿轮134的运动顺畅性。
47.优选的，请参阅图6，所述电机支板132的两侧均设有调节耳151，所述基板11上设有与调节耳151相对于的齿轮调节块152，齿轮调节块152呈l型，齿轮调节块152的内侧面与电机支板132的侧面相贴合，限制电机支板132只能前后调节位置，每个齿轮调节块152上螺纹连接一根朝向调节耳151的齿轮顶紧螺钉153，所述齿轮顶紧螺钉153的自由端抵压在调节耳151上。装配时，通过拧动齿轮顶紧螺钉153，齿轮顶紧螺钉153推动调节耳151朝牵引齿轮131方向移动，使牵引齿轮131与驱动齿轮134相互靠近，达到调整牵引齿轮131与驱动齿轮134安装间隙的效果，进一步保证牵引齿轮131与驱动齿轮134的运动顺畅性和可靠性。
48.所述台架3包括两根对称设置的支管31、用于连接两根支管31的横梁管32和水平固设在横梁管32底面的支承板33，所述支承板33通过垫板与牵引齿轮131的顶部连接，每个摆架5的一侧通过主动轴63与其中一个支管31转动连接，另一侧通过从动轴42与另一个支管31转动连接。所述两根支管31与横梁管32组成h形，连接电线在支管31和横梁管32的内腔中铺置，走线整齐，美观实用。
49.请参阅图12
‑
图14，所述碟刹结构4包括设置在其中一根支管31内腔中的制动器41、零位传感器441、套紧在从动轴42上的轴套43和套在从动轴42端部上的碟盘45，所述轴套43与碟盘45固定连接，所述轴套43上设有零位感应片442，所述零位感应片442用于触发零位传感器441，所述制动器41用于对碟盘45进行抱紧锁定。所述零位传感器441、制动器41均与控制系统电连接。
50.可以理解的是，当零位感应片442触发零位传感器441时，零位传感器441反馈信号至控制系统，控制系统继而控制制动器41抱紧碟盘45，进而锁定从动轴42，使得台架3不能翻转活动，此时台架3的位置可以理解为零位或初始位置，制动器41与碟盘45形成刹车状态，保持零位稳定。
51.当台架3需要进行翻转时，所述控制系统控制制动器41松开碟盘45，摆架驱动机构驱动台架3翻转，使得从动轴42和碟盘45转动至指定的角度，然后控制系统控制制动器41抱紧碟盘45，进而锁定从动轴42，使得台架3不能翻转活动，此时台架3的位置可以理解为工作位，制动器41与碟盘45形成刹车状态，有效制动轴力传动并且有效减轻轴传动扭矩，延长驱动机构的使用寿命，从而保持工作位稳定，确保台架3在焊接加工时不会发生晃动，加工精度高。
52.工位台每完成一个工作位加工时，工位台都会回调至零位，当零位感应片442触发传感器时即台架3准确达到零位，再翻转至下一个工作位，从而保证工作位的位置准确。
53.具体的，请参阅图14，所述轴套43由套头431和锁紧弧块432组成，所述套头431上开设有与从动轴42同轴设置的轴孔，所述从动轴42插入轴孔中，所述锁紧弧块432和套头431共同夹住从动轴42并通过收紧螺钉收紧。通过这样设置，套头431和锁紧弧块432可拆卸连接，使得轴套43在从动轴42上的位置可调，更便于将零位感应片442和碟盘45调整至合适的位置。
54.进一步的，所述零位传感器441通过支架47支撑，所述零位传感器441优选为槽型对射光电传感器，所述零位感应片442能够阻挡槽型对射光电传感器上光发射器和接收器之间传输的光线，从而将摆架到位情况反馈至控制系统。
55.所述制动器41优选为气动制动器41，气动制动器41具有结构简单、动作迅速且稳定，不会产生油污的优点，可直接从市场上购置安装，制造成本小。
56.进一步的，请参阅图12和图13，所述摆架5包括矩形框架51、两个对称设置在矩形框架51两侧的托架52，其中一个托架52与主动轴63固定连接，另一个托架52与从动轴42固定连接，两个托架52共同支撑矩形框架51。所述矩形框架51的上表面实质上形成一个工作台面，所述矩形框架51的上表面排布有夹具安装孔53，夹具通过螺栓和夹具安装孔213固定在矩形框架51上，当翻转驱动电机61驱动主轴转动时，摆架5以及摆架5上的夹具跟随主轴翻转至设定的角度，碟刹结构4对从动轴42进行锁定，从而保证台架3在零位和工作位的稳定性。
57.进一步的，所述摆架驱动机构包括翻转驱动电机61和联轴器62，所述翻转驱动电机61通过联轴器62与主动轴63转动连接，所述翻转驱动电机61为抱闸电机，当制动器41抱紧碟盘45时，变位驱动电机133进行刹车抱紧，实现双作用力定位。
58.具体的，请参阅图7和图8，所述底架包括圆筒16和多组用于支撑圆筒16的支脚组件17；所述圆筒16的上边缘与基板11焊接固定，所述圆筒16的内壁与基板11的底面设有加强肋板18，更好地对基板11进行支撑。每组所述支脚组件17包括连接脚板171和设置在连接脚板171底面上的地脚板172，连接脚板171与地脚板172螺钉连接，地脚板172上开设有两个位于连接脚板171两侧的地桩孔173。在实际应用中，地桩孔173用于插入地桩，将驱动基台与地面固定，确保台架3的工作稳定性。此外，所述圆筒16的侧壁设置有侧封板，拆卸侧封板即可对圆筒16内部的结构进行维护，使用方便。
59.优选的，所述支管31上设置有与其相互垂直的挡板8，所述挡板分隔两个工位，挡板防止焊接所产生的火花飞溅至上下料区72，保护人员安全，所述挡板的中部位置优选设为透明面板，使得工作人员可以通过透明面板81观察焊接区的焊接情况。
60.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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发明和简化描述，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发明的限制。
61.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
62.可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明的保护范围。