[发明专利]一种焊接夹具翻转的方法及其所用装置

说明书

技术领域

本发明涉及焊接加工机械技术领域，更具体地说，涉及一种焊接夹具翻转的方法及其所用装置。

背景技术

为了提高机器人焊接自动化程度和投资性价比，并减少因焊接变形和二次装夹产生的误差对自动化焊接质量的影响，现有的机器人焊接夹具大多要求带翻转功能以代替传统的人工人手翻转工序，实现机械加工焊接行业的自动化和智能化。

现有的焊接夹具翻转都是采用主轴带动其翻转的，而焊接夹具的翻转方式有以下几种：一是利用伺服电机和减速传动装置带动夹具体翻转。虽然这种驱动装置使得夹具翻转精确高并实现转速可调的功能，但是制造成本较高，结构复杂，并且维护成本也高。另一种是利用分割器和电机来驱动夹具来实现夹具的翻转。利用分割器可以实现一定角度的转动，但分割器在夹具较大时，由于内部分度结构较单薄导致故障率高，因此，该驱动方式只适合于对小型工件进行加工的夹具的翻转。现有技术中实现夹具体翻转的方式仍存在转动不平稳、冲击力不好调节和精度较差等缺点。

由于现有焊接夹具翻转的驱动方式具有一定的局限性，难以满足机器人自动化焊接的要求，因此，现需提供一种经济实用、翻转精确高、翻转平稳可靠和翻转转速容易调节的焊接夹具翻转的方法及其所用装置，从而降低机器人自动化焊接的使用成本并提高焊接质量，进而推广机器人自动化的焊接应用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种经济实用、精确度高和速度快的焊接夹具翻转方法，以实现夹具快速和平稳可靠地翻转，从而降低机器人自动化焊接的使用成本并提高焊接质量，对推广机器人自动化的焊接应用有着非常重要的意义。同时，本发明还提供一种根据上述翻转方法所用的装置，该装置在提高夹具翻转精度的同时还具有结构简单、操作方便等特点，可保证夹具焊接的有效性和精度。

为了达到上述目的，本发明通过下述技术方案予以实现：一种焊接夹具翻转的方法，其特征在于：通过对带动夹具翻转的夹具主轴的转速进行分阶段控制以实现焊接夹具的翻转；所述通过对带动夹具翻转的夹具主轴的转速进行分阶段控制是指：采用气动系统与液压系统的组合实现对带动夹具翻转的夹具主轴的转速进行分阶段控制。

现有的焊接夹具翻转方式不能保证夹具翻转过程中的平稳性和快速性，在上述方案中，采用对带动夹具翻转的夹具主轴的转速进行分阶段控制的方式则可实现夹具翻转的平稳性和快速性，并且该方法经济实用。更具体地说，气动系统（如气缸）具有动作迅速、反应快和工作环境适应性好等优点，但是其冲击力不好调节，如果直接用气缸对夹具主轴的转速进行控制来实现夹具翻转，则会仍存在翻转不平稳和翻转精度低等缺点。液压系统（如液压缸）具有缓冲性能好等特点，但是由于其动作慢的缺点，若只采用液压系统对夹具翻转进行控制会影响夹具翻转的速度。本发明将气动系统动作迅速的性能和液压系统缓冲性能好可避免冲击力等优点结合起来对带动夹具翻转的夹具主轴的转速进行分阶段控制，从而实现焊接夹具的快速、平稳可靠和高精度的翻转。

优选地，所述分阶段是指：包括如下两个阶段：

第一阶段，采用气动系统的压缩气体推动液压系统的油液，实现液压系统的液压能控制主轴的转速，带动夹具翻转至设定的翻转角度；其中，设定的翻转角度为θ；

第二阶段：采用自身液压系统的液压能控制主轴的转速，带动夹具继续翻转至设定位置。

在第一阶段中，利用气动系统的快速性将压缩气体输入液压系统，从而快速推动油液，此时，由于液压系统的油液在压缩气体推动前具有一定的缓冲期，而压缩气体的快速输入缩短了液压系统的缓冲期，所以缓冲期过后油液则可平稳地推动与液压系统连接的齿条运动，从而带动通过与齿条相互啮合的主轴齿轮平稳转动，实现夹具快递、平稳地翻转至设定的翻转角度θ。

所述设定的翻转角度θ的范围为50°≤θ≤110°。在第二阶段中，气动系统停止对液压系统输入压缩气体，此时，液压系统自身的液压能控制主轴的转速；当夹具翻转的角度超过50°≤θ≤110°后，由于液压系统对夹具主轴转速的控制和夹具翻转惯性的作用下和/或夹具在重力的作用下，则带动夹具平稳可靠地继续翻转至设定位置，如翻转至180°。

一种焊接夹具翻转用的装置，其特征在于：包括连接机构和用于驱动连接机构进而带动夹具翻转的驱动机构；所述驱动机构由液压系统和气动系统连接组成。

在上述方案中，驱动机构结构简单、操作方便，该驱动机构结合了液压系统缓冲性能好可避免冲击力的优点和气动系统动作快的优点，从而实现驱动焊接夹具翻转高精度、快速和平稳可靠地翻转。