一种坡口焊割机器手夹具制造技术

一种坡口焊割机器手夹具，由一个外套筒和半圆夹具片开合器连接构成，外套筒由双片半圆夹具构成。外套筒内设有一个中套筒并由外套筒夹住，中套筒内层和外层间设滚珠或轴承构成自转机构，中套筒内设有一个内套筒，内套筒用于夹住焊割枪，中套筒和内套筒通过各自的支撑环由气缸和弹簧组合于一处。焊割炬（即内套筒）碰撞后会在中套筒中倾斜，触发内套筒上避碰传感器，使机器手停止。调节初始高度时内套筒与中套筒的收紧气缸被松开，内套筒上避碰传感器可用作检测枪尖初始高度。本发明专利技术将回转、避碰和初始调高结合在一个夹具中，将避碰和初始高度检测合为一体，对应控制系统中路径处理的复杂程度也有较大降低，一般通用数控设备都可以方便控制。

Hand clamp for groove welding machine

The utility model relates to a hand clamp for groove welding and cutting machine, which is composed of a sleeve cylinder and a semicircle clamping plate opening and closing device, wherein, the outer casing is composed of two pieces of semicircle clamp. The outer sleeve is provided with a sleeve and the outer sleeve clamp, or ball bearing rotation mechanism is arranged in the inner and outer sleeve, sleeve with an inner sleeve, the inner sleeve is used for clamping and cutting gun in the sleeve and the inner sleeve ring is composed of a cylinder and spring combination in one place through their support. The welding torch (i.e., the inner sleeve) is tilted in the middle sleeve after collision and triggers the collision avoidance sensor on the inner sleeve so as to stop the robot hand. When the initial height is adjusted, the inner sleeve and the middle sleeve are tightened, the cylinder is loosened, and the obstacle avoidance sensor on the inner sleeve can be used as the initial height of the detecting gun tip. In the invention, rotation, collision and initial high combined in a fixture, the collision and initial height detection as a whole, the complexity of the corresponding control system of path processing is reduced significantly, the equipment can conveniently control the general cnc.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机械领域，尤其涉及坡口焊割机器手，特别是一种坡口焊 割机器手夹具。
技术介绍
现有技术中，坡口焊割机器手制造商将焊割枪体的夹具做成简单的固 定夹具，再通过独立的机构来分别实现焊割枪体的无限回转、避碰和初始 调高。如Messer公司和Esab公司通过机器手整体机构的旋转关节来实现 回转，Koike公司和Farley Laserlab公司通过双摆角机构的上部无障碍空间 实现无限回转。上述制造商采用的避碰机构的原理大致相同，都是采用2-4 个弹性机构来缓冲和检测焊割枪体被撞到时发生的倾斜。上述制造商采用 的初始调高技术是采用接触式或非接触式传感器测位后，对机器手整体机 构的高度用电机进行调整。由于焊割枪体本身采用固定夹具，因此无法调 节初始高度。当采用机器手整体机构调节高度时，坡口焊割的回转中心也 随之偏移，在数控中必须采用相应补偿算法。使得控制变得复杂，某些复 杂焊割路径还可能出现不可预期结果。而且目前大部分通用数控设备均不 支持这种补偿算法。焊割枪体的无限回转机构复杂，稳定性和可维护性不 高。枪体回转、避碰和初始调高机构在现有技术中各自独立，结构松散庞 大、相耳牵制，拆装维护困难。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种坡口焊割机器手夹具，所述的这种坡口焊 割机器手夹具要解决现有技术中坡口焊割机器手的枪体回转、避碰和初始 调高机构各自独立，结构松散庞大、相互牵制，拆装维护困难的技术问题。 一种坡口焊割机器手夹具，由一个外套筒和半圆夹具片开合器构成，所 述的外套筒由双片半圆夹具构成，所述的双片半圆夹具与半圆夹具片开合4器连接，其特征在于所述的外套筒内设置有一个中套筒，所述的中套筒 呈圆柱筒状，所述的中套筒由内层中筒体和一个外层中筒体套合构成，所 述的内层中筒体和外层中筒体之间设置有精密滚珠或轴承，内、外层中筒 体相对转动组成自转机构，中套筒外壁的上端设置有一个缓冲环，用作中 套筒在外套筒中下滑的硬限位，所述的缓冲环的直径大于外套筒的内径， 缓冲环位于外套筒的上方，中套筒内壁的上端设置有一个支撑环，所述的 支撑环的内径小于中套筒的内径，大于内套筒的外径，支撑环位于中套筒 内层的上方，中套筒内设置有一个内套筒，所述的内套筒的两端分别设置 有锥形螺纹，筒体两端的螺纹口上分别设置有十字槽，内套筒的两端内分 别设置有枪体连接卡环，所述的内套筒外壁的上端设置有一个支撑环，环体 边缘有斜角，内套筒支撑环外径与中套筒内壁滑动配合，并与中套筒的支撑 环上下叠合，内套筒支撑环表面上沿圆周均匀分布的小汽缸及弹簧收紧叠 合在一起的中套筒支撑环和内套筒支撑环。中筒体支撑环内径大于内套筒 外径，使得枪体在中套筒中发生碰撞时倾斜，内套筒支撑环体上表面沿圆 周方向均匀埋设有二个以上数目的传感器用于检测枪头倾斜。进一步的，所述的坡口焊割机器手夹具，其特征在于内筒体的内壁 表面设置有同步丝、或者高分子助滑涂膜、或者同步丝和高分子助滑涂膜。 内套筒两端有开十字槽的锥形螺纹。进一步的，所述的坡口焊割机器手夹具，其特征在于所述的外套筒 开合，使得中套筒在外套筒中上下滑动。进一步的，所述的坡口焊割机器手夹具，其特征在于所述的中套筒 具有精密自转机构体。中套筒具有下滑硬限位装置。进一步的，所述的坡口焊割机器手夹具，其特征在于中套筒与内套 筒通过各自的支撑环体利用气缸/弹簧弹性同心叠合于一起。内套筒支撑环 外径与中套筒内壁配合。进一步的，所述的坡口焊割机器手夹具，其特征在于所述的传感器是压力传感器、扭矩传感器或者位置传感器。传感器均匀安装在内套筒支 撑环圆周上。本专利技术的工作原理是内套筒用于夹住焊割枪体，并对焊割炬碰撞作 检测，当枪体被外力碰撞产生倾斜后，内套筒支撑环随枪体倾斜而与中套 筒支撑环之间产生缝隙，内套筒支撑环上的传感器对枪体的任意方向或角 度的倾斜做出反应，使机器手停止运动，防止碰撞造成机器手损坏。在碰 撞移去后，内套筒在其支撑环上汽缸和弹簧作用下复位，使枪体自动恢复 垂直，并通过内套筒支撑环与中套筒内壁的配合使复位后的内套筒即枪体 与整个夹具保持同心。内套筒内壁的同步丝或高分子助滑膜可防止枪体插 入内套筒内壁时由于配合不当产生困难；上层内筒体两端的锥形螺口可用于调节偏摆幅度，保证回转和夹持的间隙引起的枪体偏摆不超过允差。中 套筒内的滚珠构成自转机构，当机器手旋转时，枪体电缆及其外部弹力螺纹管产生一个扭力，从而带动枪体连同内套筒一起在中套筒中自由回转； 中套筒用于托住内层套筒及枪体。外套筒用于握住中套筒，外套筒由一个 夹具开合器控制，夹具开合器松开时，中套筒以及枪体可在外套筒中上下 滑动，枪体呈上下自由浮动状态，机器手利用枪尖和工件的轻触调整夹持 枪体的位置，不同的枪体夹持位置引起不同的枪尖位置，从而实现枪体的 不同初始高度。 一旦调整好枪体初始高度后，夹具开合器重新夹紧枪体， 机器手回到其原始坡口工作中心。具体的，外套筒、中套筒和内套筒可采 用铝合金材料浇铸并后期精密机加工获得。内套筒两端的卡环可防止枪体 和内套筒之间窜动，内套筒两端有开十字槽的锥形螺纹用于调节枪体夹持 的间隙和偏摆；内筒体支撑环和中套筒支撑环的弹性组合构成避碰机构， 内套筒即焊割炬受到撞击后与中套筒支撑环的弹性连接产生间隙，从而触 发内套筒支撑环上的传感器让机器手停止运动，实现避碰。内套筒支撑环 与中套筒内壁之间的动配合结构可保证内套筒与中套筒的同心度；内套筒 支撑环上的汽缸和弹簧还保证在避碰解除后枪体(内套筒)自动复位。在初始高度检测时， 一旦枪尖触及钢板内套筒支撑环即被顶起，在被顶起瞬 间只要有任一个传感器检测到支撑体间脱开，控制器即开始记录当前位置， 并以此为基准计算初始高度。内套筒支撑环和中套筒支撑环间的收紧气缸 及弹簧可调节上下支撑环叠合压力，以改变避碰机构的抗碰撞强度，在作 初始高度调节时，控制器将气缸松开，以使枪体浮动，枪尖不会重击工件 表面而被损坏。中套筒外壁部上端的缓冲环，用于在作初始调高时作下限 位。当中套筒在用于初始调高的外套筒中下滑到其缓冲环碰到外套筒边沿 时，中套筒不再继续下滑。本专利技术和已有技术相对比，其效果是积极和明显的。本专利技术在双片半 圆夹具和坡口焊割枪体之间同心设置了中套筒和内套筒，将传统上复杂的 回转、避碰和初始调高结构有机结合，将避碰和初始调高的检测合为一体， 综合优化，简化了整体构造，提高了稳定性，方便了维护。同时对应控制 系统中路径处理的复杂程度也有较大降低， 一般通用数控设备都可以方便 控制该种机器手。 附图说明图1是本专利技术的坡口焊割机器手夹具的结构示意图。图2是本专利技术的坡口焊割机器手夹具中的内套筒的轴向剖面结构示意图。图3是本专利技术的坡口焊割机器手夹具中的中筒套的轴向剖面结构示意图。图4是本专利技术的坡口焊割机器手夹具中的外筒体的径向剖面结构示意图。图5是图4中A-A向的剖面示意图。图6是本专利技术的坡口焊割机器手夹具中的外筒体的轴向剖面结构示意图。具体实施例方式如图l、图2、图3、图4、图5和图6所示，本专利技术的坡口焊割机器 手夹具由一个外套筒1和半圆夹具片开合器4构成，所述的外套筒1由双 片半圆夹具构成，所述的双片半圆夹具与半圆夹具片开合器4连接，其中， 所述的外套筒1内设置有一个中套筒2，所述的中套筒2呈圆柱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种坡口焊割机器手夹具，由一个外套筒和半圆夹具片开合器构成，所述的外套筒由双片半圆夹具构成，所述的双片半圆夹具与半圆夹具片开合器连接，其特征在于：所述的外套筒内设置有一个中套筒，所述的中套筒呈圆柱筒状，所述的中套筒由内层中筒体和一个外层中筒体套合构成，所述的内层中筒体和外层中筒体之间设置有精密滚珠或轴承，内、外层中筒体相对转动组成自转机构，中套筒外壁的上端设置有一个缓冲环，用作中套筒在外套筒中下滑的硬限位，所述的缓冲环的直径大于外套筒的内径，缓冲环位于外套筒的上方，中套筒内壁的上端设置有一个支撑环，所述的支撑环的内径小于中套筒的内径并大于内套筒的外径，支撑环位于中套筒内层的上方，中套筒内设置有一个内套筒，所述的内套筒的两端分别设置有锥形螺纹，筒体两端的螺纹口上分别设置有十字槽，内套筒的两端内分别设置有枪体连接卡环，所述的内套筒外壁的上端设置有一个支撑环，环体边缘有斜角，内套筒支撑环外径与中套筒内壁滑动配合，并与中套筒的支撑环上下同心叠合，内套筒支撑环表面上沿圆周均匀分布的小汽缸及弹簧将中套筒支撑环和内套筒支撑环收紧叠合在一起，中筒体支撑环内径大于内套筒外径，使得枪体在中套筒中发生碰撞时倾斜，内套筒支撑环体上表面沿圆周方向均匀埋设有二个以上数目的传感器用于检测枪头倾斜。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王如冈，
申请(专利权)人：如冈自动化控制技术上海有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]