一种板类组合构件焊接用自动装夹工装

技术领域

本发明属于智能车间技术领域，具体的说是一种板类组合构件焊接用自动装夹工装。

背景技术

目前多数板类组合构件，如船体分段吊马，焊接时采用的是人工定位、人工翻面、人工调整焊接角度，费时费力，效率低下，甚至会对操作工人的生命安全造成威胁。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种板类组合构件焊接用自动装夹工装，用于实现板类组合构件焊接时的装夹定位、翻面、调整焊接角度等一系列动作的自动化，规避人工操作的危险性，提高板类组合构件的焊接效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种板类组合构件焊接用自动装夹工装，包括单轴变位机主体和安装在单轴变位机主体上的卡钳法兰、上钳体、下钳体、液压缸、端面检测装置、平面检测装置；所述下钳体为中空式，通过卡钳法兰安装在单轴变位机主体的输出端，可随单轴变位机主体输出端旋转，用于带动工件在焊接时进行必要的翻转，配合焊接机器人实现板类组合构件各焊缝的焊接角度的调整；所述上钳体与下钳体通过销轴一铰接，一侧形成钳口，用于夹持工件，另一侧中空处设有液压缸；所述液压缸的缸体通过销轴二与下钳体铰接，活塞杆通过销轴三与上钳体铰接，用于驱动上钳体绕销轴一进行张合以实现对工件的夹紧与释放；所述端面检测装置有两个，对称地安装在下钳体的左右两边外侧，用于检测工件左右端面的放置位置和进入钳口内的深度；所述平面检测装置有两个，对称地安装在下钳体的左右两边内侧，用于检测工件平面方向的放置位置和工件下表面到其放置面的距离；所述端面检测装置和平面检测装置共同配合抓取机器人放置工件，实现了工件自动装夹时的位置准确性和操作安全性。

进一步地，所述销轴一、销轴二、销轴三的铰接处均设有无油衬套。

进一步地，所述下钳体包括对称间隔布置的左钳体和右钳体，所述左钳体和右钳体上同轴设有通孔，对应通孔处中间设有套管，通过螺钉穿过通孔和套管将下钳体左钳体和右钳体连接为一体，用螺母锁紧。

进一步地，所述下钳体的工件装夹处设有卡钳牙，所述卡钳牙的上表面为锯齿形，用于增大其对工件装夹面的摩擦力以防止工件脱落。

进一步地，所述端面检测装置包括支架和安装在支架上的端面接近开关、端面感应片和弹簧柱塞；所述弹簧柱塞固定安装在支架上，其柱端与端面感应片连接，用于实现端面感应片的后移和复位；所述端面感应片的工件撞击面超出下钳体的工件装夹定位端面，用于缓冲工件放置时对钳体的撞击力，保护了工件和装夹工装，同时也避免了抓取机器人产生抵抗作用力导致变形损坏；所述端面接近开关和端面感应片配合使用，抓取机器人把工件放置在钳口内，推动端面感应片向后移动靠近端面接近开关的感应面到动作距离时，端面接近开关就会迅速发出控制指令给抓取机器人以使其调整工件的放置位置和方向，保证了工件放置的准确性。

进一步地，所述平面检测装置包括连接架和安装在连接架上的平面接近开关、平面感应片、扭簧轴、深沟球轴承和限位螺钉；所述平面感应片通过扭簧轴连接在支架上来实现其相对于支架的转动和复位；所述深沟球轴承安装在平面感应片的端部；所述限位螺钉用于平面感应片复位时的限位；所述平面接近开关和平面感应片配合使用，抓取机器人携带工件放置在工装上时，工件向下压动深沟球轴承使平面感应片转动靠近平面接近开关的感应面直至感应距离时，平面接近开关就能迅速发出控制指令给抓取机器人以使其调整工件的放置位置和方向，避免了工件的下平面与卡钳牙的刚性接触，对抓取机器人起到保护作用。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：

1、本发明的一种板类组合构件焊接用自动装夹工装，通过自带检测装置配合抓取机器人能够实现多种板类组合构件的自动装夹定位，实现了板类组合构件焊接用装夹工装的自动化和通用化，省时省力，安全可靠，节约了人力成本；

2、本发明的一种板类组合构件焊接用自动装夹工装，能够带动工件旋转以配合焊接机器人实现板类组合构件各焊缝的焊接角度的调整，不仅规避了手工焊接时人工操作的危险性，而且提高了焊接效率，保证了焊接质量。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1和图2是本发明整体结构示意图。

图3是本发明下钳体结构示意图。

图4是本发明端面检测装置的结构示意图。

图5是本发明平面检测装置的结构示意图。

图中：

1、 单轴变位机主体，2、卡钳法兰，3、上钳体，4、下钳体，5、液压缸，6、端面检测装置，7、平面检测装置，8、工件，9、销轴一，10、销轴二，11、销轴三，12、无油衬套；

41、左钳体，42、右钳体，43、套管，44、螺钉，45、螺母；

61、支架，62、端面接近开关，63、端面感应片，64、弹簧柱塞；

71、连接架，72、平面接近开关，73、平面感应片，74、扭簧轴，75深沟球轴承，76限位螺钉。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。另外，除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书及权利要求中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括典型的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

实施例一

如图1、图2所示，本发明涉及的一种板类组合构件焊接用自动装夹工装，包括单轴变位机主体1和安装在单轴变位机主体1上的卡钳法兰2、上钳体3、下钳体4、液压缸5、端面检测装置6、平面检测装置7和工件8；所述下钳体4为中空式，通过卡钳法兰2安装在单轴变位机主体1的输出端，可随单轴变位机主体1输出端旋转，用于带动工件8在焊接时进行必要的翻转，配合焊接机器人实现板类组合构件各焊缝的焊接角度的调整；所述上钳体3与下钳体4通过销轴一9铰接，一侧形成钳口，用于夹持工件8，另一侧中空处设有液压缸5；所述液压缸5的缸体通过销轴二10与下钳体4铰接，活塞杆通过销轴三11与上钳体3铰接，用于驱动上钳体3绕销轴一9进行张合以实现对工件8的夹紧与释放；所述端面检测装置6有两个，对称地安装在下钳体4的左右两边外侧；所述平面检测装置7有两个，对称地安装在下钳体4的左右两边内侧；所述端面检测装置6和平面检测装置7共同配合抓取机器人放置工件8，实现了工件8自动装夹时的位置准确性和操作安全性。

进一步地，所述销轴一9、销轴二10、销轴三11的铰接处均设有无油衬套12。

进一步地，如图3所示，所述下钳体4包括对称间隔布置的左钳体41和右钳体42，所述左钳体41和右钳体42上同轴设有通孔，对应通孔处中间设有套管43，通过螺钉44穿过通孔和套管43将下钳体左钳体41和右钳体42连接为一体，用螺母45锁紧。

进一步地，所述下钳体的工件装夹处设有卡钳牙46，所述卡钳牙的上表面为锯齿形，用于增大其对工件8装夹面的摩擦力以防止工件8脱落。

进一步地，如图4所示，所述端面检测装置6包括支架61和安装在支架61上的端面接近开关62、端面感应片63和弹簧柱塞64；所述弹簧柱塞64固定安装在支架61上，其柱端与端面感应片63连接，用于实现端面感应片63的后移和复位；所述端面感应片63的工件撞击面超出下钳体4的工件装夹定位端面，用于缓冲工件8放置时对钳体的撞击力，保护了工件和装夹工装，同时也避免了抓取机器人产生抵抗作用力导致变形损坏；所述端面接近开关62和端面感应片63配合使用以用来检测工件左右端面的放置位置和进入钳口内的深度，抓取机器人将工件8放置在钳口内，推动端面感应片63向后移动靠近端面接近开关62的感应面到动作距离时，端面接近开关62就会迅速发出控制指令给抓取机器人以使其调整工件8的放置位置和方向，保证了工件8放置的准确性。

进一步地，如图5所示，所述平面检测装置7包括连接架71和安装在连接架71上的平面接近开关72、平面感应片73、扭簧轴74、深沟球轴承75和限位螺钉76；所述平面感应片73通过扭簧轴74连接在支架71上来实现其相对于支架的转动和复位；所述深沟球轴承75安装在平面感应片73的端部；所述限位螺钉76用于平面感应片73复位时的限位；所述平面接近开关72和平面感应片73配合使用以用来检测工件平面方向的放置位置和到卡钳牙43上表面的距离，抓取机器人携带工件8放置在工装上时，工件8向下压动深沟球轴承75使平面感应片73转动靠近平面接近开关72的感应面直至感应距离时，平面接近开关72就能迅速发出控制指令给抓取机器人以使其调整工件8的放置位置和方向，避免了工件8的下平面与卡钳牙43的刚性接触，对抓取机器人起到保护作用。

以上实施例具体实施时，未装夹时，工装完全打开，抓取机器人将工件8放置在钳口内，端面检测装置6和平面检测装置7发出控制指令给抓取机器人以使其调整工件8的位置和方向，直至放置到位。控制液压缸5动作夹紧工件8，装夹完成。单轴变位机主体1带动工件8翻转调整焊接角度，配合焊接机器人进行焊接。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描绘的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，本发明还会有各种改进和变化，这些改进和变化都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。