[发明专利]一种头尾架升降翻转装置

权利要求书

1.一种头尾架升降翻转装置，其特征在于：它包含2台对称布置的升降变位机（1），所述升降变位机（1）中间安装有框架式工装（2），所述升降变位机（1）包含底架（3）、主体框架（4）、升降台（5）、自锁机构（6）、按钮站（8）、圈梯（9）、硬轨（10）、后盖板（11）、防护风琴罩（12）和提升驱动装置（13），所述底架（3）安装于框架式工装（2）上部，且底架（3）上部安装有主体框架（4），所述底架（3）上表面设置有纵向腰形孔，所述主体框架（4）底部与底架（3）结合面设置有横向腰形孔，所述主体框架（4）上安装有升降台（5）、按钮站（8）和圈梯（9），且升降台（5）与主体框架（4）通过硬轨（10）连接，所述硬轨（10）通过螺栓安装在主体框架（4）工作端，并且成C型布置安装于升降变位机（1）工作端两侧，所述升降台（5）一侧安装有自锁机构（6），所述主体框架（4）外侧安装有后盖板（11），所述主体框架（4）右侧安装有防护风琴罩（12），所述主体框架（4）顶部安装有提升驱动装置（13），所述升降台（5）包含回转调整板（14）、回转驱动装置（7）、提升导向框架（15）、导向轮（16）、升降板（17）、回转支承（18）、转接板（19）、电刷（20）和圆柱销（21），所述提升导向框架（15）与硬轨（10）对应面装配有导向轮（16），所述单侧导向轮（16）成C型布置10个，所述导向轮（16）上安装有升降板（17），所述升降板（17）非工作端相对于其宽度对称面对称安装有2组回转驱动装置（7），且回转驱动装置（7）上安装有回转调整板（14），所述回转驱动装置（7）的输出端齿轮与回转支承（18）啮合，所述升降板（17）工作端装配有回转支承（18），且回转支承（18）外圈通过螺栓与转接板（19）连接，所述转接板（19）上安装有圆柱销（21），且转接板（19）通过圆柱销（21）及螺栓连接的方式与框架式工装（2）接合。

2.根据权利要求1所述的一种头尾架升降翻转装置，其特征在于：所述导向轮（16）包含导向轮座（22）、导向心轴（23）、心轴压块（24）、内六角圆柱头螺栓（25）、轴承压盖（26）、双列圆柱滚子轴承（27）和滚轮（28），所述导向轮座（22）安装在提升导向框架（15）上，导向轮座（22）上设有半圆形槽口，且导向轮座（22）上通过半圆形槽口安装有导向心轴（23），所述导向心轴（23）的2轴头采用偏心设计，且轴向端面具有内六角凹槽结构，所述心轴压块（24）通过内六角圆柱头螺栓（25）将导向轴（23）固定，所述心轴（23）中间轴段安装有双列圆柱滚子轴承（27），所述双列圆柱滚子轴承（27）外圈装配有轴承压盖（26），所述轴承压盖（26）与滚轮（28）连接。

3.根据权利要求1所述的一种头尾架升降翻转装置，其特征在于：所述自锁机构（6）包含气缸安装板（29）、气缸（30）、连杆（31）、连杆支撑（32）、弹簧（33）、顶板（34）、插板（35）和锁止板（36），所述气缸（30）把接于气缸安装板（29）上，并通过螺栓连接安装于提升导向框架（15）上，所述连杆（31）通过销钉连接连杆支撑（32），所述连杆支撑（32）与顶板（34）之间安装有弹簧（33），所述顶板（34）工作端固定安装有插板（35），且插板（35）上安装有锁止板（36）。

4.根据权利要求1所述的一种头尾架升降翻转装置，其特征在于：所述提升装置（13）包含电机（37）、提升丝杠（38）、牙腹式锁紧螺母（39）、轴承压盖（40）、调整垫片（41）、丝杠专用轴承（42）、轴承座（43）、提升丝母（44）、安全丝母（45）和丝杠支撑座（46），所述电机（37）安装在主体框架（4）上，且电机（37）输出端与提升丝杠（38）连接，所述提升丝杠（38）上、下端设有轴肩结构，且提升丝杠（38）上装配有丝杠专用轴承（42），所述丝杠专用轴承（42）通过牙腹式锁紧螺母（39）、调整垫片（41）固定其内圈，外圈由轴承压盖（40）、轴承座（43）固定，所述提升丝母（44）安装在升降板（17）上，所述安全丝母（45）通过螺栓安装在提升丝母（44）下方，所述丝杠支撑座（46）位于提升丝杠（38）下端。

5.根据权利要求1所述的一种头尾架升降翻转装置，其特征在于：所述的升降翻转装置的工作原理为：启动头尾升降回转式变位装置；气缸（30）为常闭式气缸，未通气时，插板（35）与锁止板（36）在弹簧（33）的作用下啮合，以防断电情况下框架式工装（2）及工件下降引起的安全隐患；接通气缸（30）气源，打开自锁机构（6）；通过按钮站（8）控制框架式工装（2）下降至最低位置，关闭气缸（30）气源，闭合自锁机构（6），将升降台（5）位置锁止；上件；

钢结构件夹持稳定后，接通气缸（30）气源，打开自锁机构（6）；启动电机及减速器（37），驱动提升丝杠（38）转动，其动力传递至提升丝母（44），带动升降台（5）向上运动，同时框架式工装（2）随之运动，最终达到将钢结构件提升至指定回转中心的目的；关闭气缸（30）气源，闭合自锁机构（6）；提升丝杠（38）采用T型丝杠结构，具有自锁功能，同时配有安全丝母（45），以防断电情况下钢结构件的坠落，保证现场工作人员的作业安全；

启动回转驱动装置（7），其由数控系统控制，回转驱动装置（7）的输出端齿轮驱动回转支承（18）外圈转动，进而带动转接板（19）及框架式工装（2）的转动；工件回转动作由数控系统控制，启动回转时，同时启动2组回转驱动装置（7）的电机，主电机使用较大扭矩，副电机使用较小扭矩；回转动作结束时，先停止主电机，而后停止副电机，副电机进行反向驱动，直至其负载扭矩达到特定值，判定为2组回转驱动装置（7）将回转支承（18）涨紧，以消除齿轮背隙，保证回转精度；根据焊接工艺需求调整钢结构件至合适的姿态；

钢结构件姿态变换完成后；接通气缸（30）气源，打开自锁机构（6）；启动电机及减速器（37），其动力通过提升丝杠（38）、提升丝母（44）、升降台（5）、框架式工装（2）的传递及转化，将钢结构件下降至理想的焊接位置；关闭气缸（30）气源，闭合自锁机构（6），进行人工或机器人焊接作业，根据焊接工艺需要也可配合机器人在焊接过程中改变其姿态；

待钢结构件的某一姿态焊接完成后；接通气缸（30）气源，打开自锁机构（6）；启动电机及减速器（37），其动力通过提升丝杠（38）、提升丝母（44）、升降台（5）、框架式工装（2）的传递及转化，将钢结构件提升至回转中心；关闭气缸（30）气源，闭合自锁机构（6）；启动2组回转驱动装置（7）的主、副电机，通过回转支承（18）、转接板（19）、框架式工装（2）变换钢结构件的姿态；姿态变换完成后，接通气缸（30）气源，打开自锁机构（6）；将工件下降至理想焊接位置或卸件位置；关闭气缸（30）气源，闭合自锁机构（6）；进行下一姿态的焊接或卸件。