CN211680698U - 一种基于焊接机器人的锻件焊接固定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于焊接机器人的锻件焊接固定装置，包括：锻件压接机构，将锻件的上半壳和下半壳拼合；锻件大端口定位机构，配合锻件压接机构与分体锻件的大端口边沿内侧紧密贴合；锻件小端口定位机构，配合锻件压接机构与分体锻件的小端口边沿内侧紧密贴合；焊接机器人，用于焊接拼合锻件的拼接处形成整体锻件。能对有固定的形状分体锻件进行多方位的紧密固定；比传统机加工操作节省人力，提高生产速度，降低了不合格率。

Description

一种基于焊接机器人的锻件焊接固定装置

技术领域

本实用新型涉及焊接领域，特别涉及一种基于焊接机器人的锻件焊接固定装置。

背景技术

目前，对于传统的筒状锻件焊接工艺中，对于需要对上半壳体和下半壳体经焊接后组成的完整锻件，由于在焊接之前的两个半壳体是处于完全分开的状态，而且上半壳体和下半壳体的均呈半筒状，外表面大部分为曲面，并且壳体通常为不规则的形状，难以固定约束。

目前对上下两个半壳体的定位和在焊接过程中保持壳体的固定时的形状比较困难，这就会导致焊接路线参差不齐，难以实现快速、高质量的焊接；而且在采用人为的方式固定在进行焊接，因焊接而发出的强光以及刺激性气味，必然会对人体产生危害。

实用新型内容

(一)申请目的

基于此，为了解决上述技术存在的至少一种缺陷，本实用新型提供一种基于焊接机器人的锻件焊接固定装置，能针对有固定形状的壳体进行多方位紧密固定，保证分体锻件焊接时的相对位置稳定性，提高焊接质量和焊接速度。

本申请提供的基于焊接机器人的锻件焊接固定装置，包括：

锻件压接机构1，包括：第一驱动组件以及固定于所述第一驱动组件移动端的推块18，所述推块18受所述第一驱动组件驱动向所述分体锻件移动并将锻件的上半壳和下半壳拼合；以及，

锻件大端口定位机构15，包括：第二驱动组件以及固定于所述第二驱动组件移动端的锻件大端口定位块22，所述锻件大端口定位块22受所述第二驱动组件驱动向由上半壳和下半壳组成的分体锻件移动，并配合所述锻件压接机构1 与所述分体锻件的大端口边沿内侧紧密贴合；

锻件小端口定位机构7，包括：第三驱动组件以及固定于所述第三驱动组件移动端的锻件小端口定位块24，所述锻件小端口定位块24受所述第三驱动组件驱动向所述分体锻件移动，并配合所述锻件压接机构1与所述分体锻件的小端口边沿内侧紧密贴合；

焊接机器人，用于焊接拼合锻件的拼接处形成整体锻件。

在一种可能的实施方式中，所述锻件压接机构1的推块18下端设有第一仿形定位块17，所述第一仿形定位块17的下表面为与分体锻件的上半壳外表面相匹配的仿形面。

在一种可能的实施方式中，所述第一仿形定位块17的仿形面上设置有至少一个顶针29，所述顶针29包括固定于所述第一仿形定位块17的仿形面上的顶针座32，设置于所述顶针座32内的弹簧31，以及设置于所述弹簧外侧的针头 30，所述针头30通过所述弹簧31伸缩于所述顶针座32的出口处。

在一种可能的实施方式中，该装置还包括：

第二仿形定位块11，其设置于所述锻件大端口定位机构15和所述锻件小端口定位机构7之间，并位于所述锻件压接机构1下方，所述第二仿形定位块11 的上表面为与分体锻件的下半壳外表面相匹配的仿形面，并且所述第二仿形定位块11的位置与所述第一仿形定位块17相对应。

在一种可能的实施方式中，所述第二仿形定位块11仿形面上固定设置有下壳体定位柱23，所述下壳体定位柱23与分体锻件下半壳上的通孔相匹配。

在一种可能的实施方式中，该装置还包括固定架4，所述固定架4上贯穿有沿所述推块18移动方向设置的至少一根第一导柱19，各所述第一导柱19的一端与所述推块18相固定，各所述第一导柱19围设于所述锻件压接机构1外侧。

在一种可能的实施方式中，所述固定架4上的相应区域设有与各所述第一导柱19相适配的至少一个第一导柱孔，所述第一导柱孔内设有导套。

在一种可能的实施方式中，所述锻件大端口定位机构15还包括第二限位块 21，所述第二限位块21上设有第二导柱孔20，所述第二驱动组件包括第二活塞杆16，所述第二活塞杆16的伸缩端连接有贯穿于所述第二导柱孔20的第二导柱12，所述第二导柱12的移动于所述第二限位块21内的柱体具有至少一个不短于该柱体的平面外表面；和/或，

所述锻件小端口定位机构7还包括第三限位块26，所述第三限位块26上设有第三导柱孔25，所述第三驱动组件包括第三活塞杆6，所述第三活塞杆6的伸缩端连接有贯穿于所述第三导柱孔25的第三导柱10，所述第三导柱10的移动于所述第三限位块26内的柱体具有至少一个不短于该柱体的平面外表面。

在一种可能的实施方式中，所述锻件大端口定位块22和所述锻件小端口定位块24均呈圆柱状；

所述锻件大端口定位块22外缘设有环状的第一轴向凹槽，所述第一轴向凹槽的径向外表面与分体锻件大端口外缘内表面相匹配，所述锻件大端口定位块 22设有至少一个通孔；

所述锻件小端口定位块24外缘设有环状的第二轴向凹槽，所述第二轴向凹槽的径向外表面与分体锻件小端口外缘内表面相匹配。

在一种可能的实施方式中，该装置还包括：装置台13以及设置在所述装置台13上的第一开关9和第二开关8，所述锻件压接机构1与所述第二开关8电连接，所述锻件大端口定位机构15以及锻件小端口定位机构7与所述第一开关 9电连接。

本申请公开的锻件焊接固定装置，具有如下有益效果：

1.能对有固定的形状分体锻件进行多方位的紧密固定；

2.比传统机加工操作节省人力，提高生产速度，生产产品品质更稳定，降低了不合格率，提高锻件的焊接质量和焊接速度。

附图说明

以下参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释和说明本申请，而不能理解为对本申请的保护范围的限制。

图1是本申请公开的锻件焊接固定装置所加工的分体锻件上半壳三维结构示意图；

图2是本申请公开的锻件焊接固定装置所加工的分体锻件下半壳三维结构示意图；

图3是本申请公开的锻件焊接固定装置在固定住分体锻件时的整体三维结构示意图；

图4是本申请公开的锻件焊接固定装置对下半壳进行固定时的三维结构示意图；

图5是本申请公开的锻件焊接固定装置的第一定位块和第二定位块位置三维结构示意图；

图6是本申请公开的锻件焊接固定装置的顶针位置三维结构示意图。

图7是本申请公开的锻件焊接固定装置的顶针结构示意图。

附图标记：a-分体锻件上半壳，b-分体锻件下半壳，1-锻件压接机构，2- 第一活塞杆，3-支撑板，4-固定架，5-支撑柱，6-第三活塞杆，7-锻件小端口定位机构，8-第二开关，9-第一开关，10-第三导柱，11-第二仿形定位块，12- 第二导柱，13-装置台，14-第一限位块，15-锻件大端口定位机构，16-第二活塞杆，17-第一仿形定位块，18-推块，19-第一导柱，20-第二导柱孔，21-第二限位块，22-锻件大端口定位块，23-下壳体定位柱，24-锻件小端口定位块，25- 第三导柱孔，26-第三限位块，27-第一定位块，28-第二定位块，29-顶针，30- 针头，31-弹簧，32-顶针座。

具体实施方式

为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。

下面参考图1-图7详细描述本申请公开的一种基于焊接机器人的锻件焊接固定装置，如图1-图7所示，一种基于焊接机器人的锻件焊接固定装置，包括：装置台13，焊接在装置台13上的固定架4，其中，固定架4包括：多根支撑柱 5和一块支撑板3，支撑柱5一端焊接在支撑板3下表面，支撑板3上设有多个通孔，支撑柱5的另一端焊接在装置台13上表面；固定架4上还安装有锻件压接机构1，锻件压接机构1沿竖向焊接在固定架4的面向装置台13另一侧锻件压接机构1，包括：第一驱动组件以及固定于第一驱动组件移动端的推块18，其中，第一驱动组件包括：第一气缸、第一活塞、第一活塞杆2，推块18的面向第一气缸一侧通过螺栓固定安装有第一定位块27，第一定位块27所处的位置与第一活塞杆2相适配用于固定第一活塞杆2，以及受第一气缸驱动，带动推块 18向分体锻件移动并将锻件的上半壳和下半壳拼合；需要说明的是，第一驱动组件移动端就是第一活塞杆2一端；

装置台13上沿竖向通过螺栓固定连接有第一限位块14，锻件大端口定位机构15沿水平方向焊接在第一限位块14一侧，锻件大端口定位机构15位于面向锻件压接机构1的一侧，其中，锻件大端口定位机构15包括：第二驱动组件以及固定于第二驱动组件移动端的锻件大端口定位块22，锻件大端口定位块22受第二驱动组件驱动向由上半壳和下半壳组成的分体锻件移动，并配合锻件压接机构1与分体锻件的大端口边沿内侧紧密贴合，第二驱动组件包括：第二气缸，第二活塞杆16，第二活塞，用于提供动力固定分体锻件大端口一端；装置台13 上沿水平方向焊接有锻件小端口定位机构7，其中，锻件小端口定位机构7所处的位置与锻件大端口定位机构15所处的位置呈镜像设置，锻件小端口定位机构 7包括：第三驱动组件以及固定于第三驱动组件移动端的锻件小端口定位块24，锻件小端口定位块24受第三驱动组件驱动向分体锻件小端口一端移动，并配合锻件压接机构1与分体锻件的小端口边沿内侧紧密贴合，第三驱动组件包括：第三气缸，第三活塞杆6，第三活塞，用于提供动力固定锻件小端口一端；该装置还包括焊接机器人，用于焊接拼合分体锻件的拼接处形成整体锻件。

在一种实施方式中，锻件压接机构1的推块18下端设有第一仿形定位块17，第一仿形定位块17焊接在推块18的面向装置台13一侧，用于固定分体锻件上半壳a，需要说明的是，第一仿形定位块17下表面为向内凹陷并且具有一定形状的仿形面，这里的形状指的是与分体锻件上端半壳a外表面的形状相匹配，这样的好处是，防止锻件在焊接过程中，锻件因受热而发生热变形以及更好地固定分体锻件上半壳a；另外，装置台13的面向第一仿形定位块17一侧上表面焊接有第二仿形定位块11，第二仿形定位块11的上表面为向下凹陷并且具有一定形状，这里的形状指的是与分体锻件下半壳b的形状一致，这样的好处是，防止锻件在焊接过程中，锻件因受热而发生热变形以及更好地固定分体锻件下半壳b。

在一种实施方式中，第一仿形定位块17面向装置台13一侧的仿形面上设置有至少一个顶针29，顶针29组件包括：固定于第一仿形定位块的仿形面上的顶针座32，设置于顶针座内的弹簧31，以及设置于弹簧外侧的针头30，并且针头 30通过弹簧31伸缩与顶针座32的出口处，在锻件压接机构1的第一驱动组件驱动第一仿形定位块17贴近分体锻件上半壳a的过程中，顶针29的针头30受分体锻件上半壳的作用，驱使与针头30相连的弹簧31收紧压缩，弹簧31产生的弹力主要用于脱落分体锻件上半壳a，需要说明的是，防止在关节机器人对分体锻件焊接完成后，分体锻件上半壳a卡在第一仿形块内表面，进而破坏焊点；第一仿形定位块17面向装置台13一侧的内表面靠近小端口一侧固定设置有顶针29，两个顶针29分别同时对分体锻件上半壳a上端施加作用力，进而起到脱料的作用。

在一种实施方式中，该装置还包括第二仿形定位块11，其设置于锻件大端口定位机构15与锻件小端口定位机构7之间，并且第二仿形定位块11位于锻件压接机构1的下方，需要说明的是，第二仿形定位块11的上表面为与分体锻件下半壳b外表面相匹配的仿形面，并且，第二仿形定位块11所处的位置与第一仿形定位块17相对应。

在一种实施方式中，第二仿形定位块仿形面上沿壳体大端口方向斜向固定设置有下壳体定位柱23，下壳体定位柱23与分体锻件下半壳上的通孔相匹配，其中，下壳体定位柱23的上端通过螺栓固定有卡套，用于固定分体锻件下半壳 b，防止分体锻件下半壳b在固定过程中发生位移，卡套采用弹性较好的材料，需要说明的是，分体锻件下半壳b的中部区域有一通孔，在固定过程中，将通孔嵌与卡套内侧，进一步对分体锻件下半壳b进行定位以及防止分体锻件下半壳b发生位移。

在一种实施方式中，该装置中的固定架4上贯穿有沿推块18移动方向设置的至少一根第一导柱19，各第一导柱19的一端与推块18相固定，并且各第一导柱19围设于锻件压接机构1外侧，第一导柱19的面向推块18一端为向内凹陷的缺口，通过螺栓固定安装在推块18上的多个第二定位块28，通过第二定位块28嵌入第一导柱19向内凹陷的缺口，进而固定第一导柱19，使第一导柱19 与推块18固定连接；并且，固定架4上的相应区域有与各第一导柱19相适配的至少一个第一导柱孔，第一导柱孔内设有导套，需要说明的是，第一导柱孔配合第一导柱19对推块18进行导向和限位，该装置还包括第一开关9和第二开关8，锻件大端口定位机构15和锻件小端口定位机构7与第一开关9电连接，锻件压接机构1与第二开关8电连接。

在一种实施方式中，锻件大端口定位机构15还包括第二限位块21，其固定设置于装置台13上表面一侧与第二活塞杆16相匹配，第二限位块21上设有第二导柱孔20，第二导柱孔20内设有导套，用于减少摩擦；并且第二活塞杆16 的伸缩端连接有螺栓并通过螺母固定，另外，螺栓头连接有贯穿于第二导柱孔 20的第二导柱12，需要说明的是，第二导柱12靠近螺栓头一端为凸字形卡槽，用于与螺栓头连接，螺母固定螺栓的作用为防止第二导柱12在固定过程中发生转动；另外，第二导柱12的移动于第二限位块21内的柱体具有至少一个不短与该柱体的平面外表面；第二导柱12远离螺栓头一端固定连接有锻件大端口定位块22，锻件大端口定位块22呈圆柱状，并且锻件大端口定位块22外缘设有环状的第一轴向凹槽，第一轴向凹槽的径向外表面与分体锻件大端口外缘内表面相匹配，需要说明的是，这里的匹配指使第二轴向凹槽更好地贴合，更好地固定分体锻件大端口；锻件大端口定位块22设有至少一个通孔，这里通孔的作用是用于平衡锻件壳体内的压强与外界的压强，防止在固定过程和焊接过程中，因锻件内部的压强与外界压强不一致，导致分体锻件变形，进而起到保护分体锻件的作用。

在一种实施方式中，锻件小端口定位机构7还包括第三限位块26，其固定设置与装置台13的上表面一侧与第三活塞杆6相适配，且第三限位块26所处的位置与第二限位块21所处的位置呈镜像，第三限位块26上设有第三导柱孔 25，第三导柱孔25内设有导套，用于减少摩擦，并且第三活塞杆6的伸缩端连接有螺栓并通过螺母固定，另外螺栓头连接有贯穿于第三导柱孔25的第三导柱 10，第三导柱10的移动于第三限位块26内的柱体具有至少一个不短于该柱体的平面外表面；第三导柱10远离螺栓头一端固定连接有锻件小端口定位块24，锻件小端口定位块24呈圆柱状，并且锻件小端口定位块24外缘设有环状的第二轴向凹槽，第二轴向凹槽的径向外表面与分体锻件小端口外缘内表面相匹配，需要说明的是，这里的匹配指使第二轴向凹槽更好地贴合，更好地固定分体锻件小端口。

需要说明的是，在整个固定过程中，首先，通过人工的方式将分体锻件下半壳b放置于第二仿形定位块11中，通过分体锻件下半壳b中的通孔嵌入第二仿形定位块11的卡套中，对分体锻件下半壳b进行固定，待固定完成后，通过人工启动第一开关9，同时控制第二气缸驱动第二活塞杆16，进而驱动第二导柱12和锻件大端口定位块22沿第二导柱孔20往锻件大端口一端移动固定以及第三气缸驱动第三活塞杆6，进而驱动第三导柱10和锻件小端口定位块24沿第三导柱孔25往锻件小端口一端移动固定；然后，因为锻件大端口定位块22一侧的形状正好与锻件大端口形状一致，以及锻件小端口定位块24一侧的形状正好与锻件小端口形状一致，所以工人直接将分体锻件上半壳a置于分体锻件下半壳b上，紧接着，启动第二开关8，控制第一气缸驱动第一活塞杆2，进而驱动推块18以及第一仿形定位块17沿竖向方向移动，通过多个第一导柱19和第一导柱孔对推块18和第一仿形定位块17进行导向和限位，在气缸驱动的作用下，第一仿形定位块17逐渐靠近分体锻件上半壳a，使顶针29中的针柱压紧弹簧，从而对分体锻件上半壳a进行固定。

对整个锻件壳体进行固定完成后，由关节机器人对锻件壳体进行焊接，焊接过程中，因焊接产生的高温导致锻件壳体内部压强增大，可通过锻件大端口定位块22上的通孔与外界压强进行平衡，防止锻件壳体发生热形变，保证了产品品质的稳定性，焊接完成后，启动第二开关8，控制第一气缸上移，顶针29 内部的弹簧31因形变而产生的作用力，驱动针头30下压，进而起到脱料作用，控制第一开关9，同时控制第二气缸和第一气缸进而控制锻件大端口定位块22 和锻件小端口定位块24远离锻件大端口和锻件小端口，最后，由工人取出锻件壳体。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“竖向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组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申请保护范围的限制。

在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示它们的重要程度及顺序等。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于焊接机器人的锻件焊接固定装置，其特征在于，包括：

锻件压接机构(1)，包括：第一驱动组件以及固定于所述第一驱动组件移动端的推块(18)，所述推块(18)受所述第一驱动组件驱动向分体锻件移动并将锻件的上半壳和下半壳拼合；

锻件大端口定位机构(15)，包括：第二驱动组件以及固定于所述第二驱动组件移动端的锻件大端口定位块(22)，所述锻件大端口定位块(22)受所述第二驱动组件驱动向由上半壳和下半壳组成的分体锻件移动，并配合所述锻件压接机构(1)与所述分体锻件的大端口边沿内侧紧密贴合；

锻件小端口定位机构(7)，包括：第三驱动组件以及固定于所述第三驱动组件移动端的锻件小端口定位块(24)，所述锻件小端口定位块(24)受所述第三驱动组件驱动向所述分体锻件移动，并配合所述锻件压接机构(1)与所述分体锻件的小端口边沿内侧紧密贴合；以及，

焊接机器人，用于焊接拼合锻件的拼接处形成整体锻件。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述锻件压接机构(1)的推块(18)下端设有第一仿形定位块(17)，所述第一仿形定位块(17)的下表面为与分体锻件的上半壳外表面相匹配的仿形面。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一仿形定位块(17)的仿形面上设置有至少一个顶针(29)，所述顶针(29)包括固定于所述第一仿形定位块(17)的仿形面上的顶针座(32)，设置于所述顶针座(32)内的弹簧(31)，以及设置于所述弹簧外侧的针头(30)，所述针头(30)通过所述弹簧(31)伸缩于所述顶针座(32)的出口处。

4.如权利要求2或3所述的装置，其特征在于，该装置还包括：

第二仿形定位块(11)，其设置于所述锻件大端口定位机构(15)和所述锻件小端口定位机构(7)之间，并位于所述锻件压接机构(1)下方，所述第二仿形定位块(11)的上表面为与分体锻件的下半壳外表面相匹配的仿形面，并且所述第二仿形定位块(11)的位置与所述第一仿形定位块(17)相对应。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第二仿形定位块(11)仿形面上固定设置有下壳体定位柱(23)，所述下壳体定位柱(23)与分体锻件下半壳上的通孔相匹配。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置还包括固定架(4)，所述固定架(4)上贯穿有沿所述推块(18)移动方向设置的至少一根第一导柱(19)，各所述第一导柱(19)的一端与所述推块(18)相固定，各所述第一导柱(19)围设于所述锻件压接机构(1)外侧。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述固定架(4)上的相应区域设有与各所述第一导柱(19)相适配的至少一个第一导柱孔，所述第一导柱孔内设有导套。

8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述锻件大端口定位机构(15)还包括第二限位块(21)，所述第二限位块(21)上设有第二导柱孔(20)，所述第二驱动组件包括第二活塞杆(16)，所述第二活塞杆(16)的伸缩端连接有贯穿于所述第二导柱孔(20)的第二导柱(12)，所述第二导柱(12)的移动于所述第二限位块(21)内的柱体具有至少一个不短于该柱体的平面外表面；和/或，

所述锻件小端口定位机构(7)还包括第三限位块(26)，所述第三限位块(26)上设有第三导柱孔(25)，所述第三驱动组件包括第三活塞杆(6)，所述第三活塞杆(6)的伸缩端连接有贯穿于所述第三导柱孔(25)的第三导柱(10)，所述第三导柱(10)的移动于所述第三限位块(26)内的柱体具有至少一个不短于该柱体的平面外表面。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，

所述锻件大端口定位块(22)和所述锻件小端口定位块(24)均呈圆柱状；

所述锻件大端口定位块(22)外缘设有环状的第一轴向凹槽，所述第一轴向凹槽的径向外表面与分体锻件大端口外缘内表面相匹配，所述锻件大端口定位块(22)设有至少一个通孔；

所述锻件小端口定位块(24)外缘设有环状的第二轴向凹槽，所述第二轴向凹槽的径向外表面与分体锻件小端口外缘内表面相匹配。

10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置还包括：装置台(13)以及设置在所述装置台(13)上的第一开关(9)和第二开关(8)，所述锻件压接机构(1)与所述第二开关(8)电连接，所述锻件大端口定位机构(15)以及锻件小端口定位机构(7)与所述第一开关(9)电连接。

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