一种双环式变位机

《一种双环式变位机》涉及焊接机械技术领域，具体的说是一种双环式变位机。

变位机是专用焊接辅助设备，适用于回转工作的焊接变位，以得到理想的加工位置和焊接速度。可与操作机、焊机配套使用，组成自动焊接中心，也可用于手工作业时的工件变位。工作台回转采用变频器无级调速，调速精度高。遥控盒可实现对工作台的远程操作，也可与操作机、焊接机控制系统相连，实现联动操作。

焊接变位机一般由工作台回转机构和翻转机构组成，通过工作台的升降，翻转和回转使固定在工作台上的工件达到所需的焊接，装配角度，工作台回转为变频无级调速，可得到满意的焊接速度。

但是传统的变位机结构设计简单，功能单一，只能实现单一的旋转运动，其余的动作则需要焊接机器人去运动，这就需要技术人员对于焊接机器人做大量的程序编程，耗费时间较长且编程复杂，影响到工件的正常加工。

图1是《一种双环式变位机》的主视图；

图2是《一种双环式变位机》的俯视图；

图3是图1的I局部放大图。

2021年8月16日，《一种双环式变位机》获得安徽省第八届专利奖优秀奖。

如图1至图3所示，一种双环式变位机，包括U型支架19、固定在U型支架19上部、下部且轴线重合的两个支撑轴1，U型支架19形成的U型区域内设有分别安装在两个支撑轴1上的内回转装置、外回转装置。《一种双环式变位机》采用了内回转装置、外回转装置，形成了空间交错的结构，这样待加工的工件放置在对应的内回转装置或外回转装置上，从而实现了多工位的同时加工，使得焊接处理的效率得以提高。

所述内回转装置包括与两个支撑轴1通过轴承配合的内回转圈17、安装在内回转圈17上且与两个支撑轴1中处于下方的支撑轴1配合的第一驱动装置、安装在两个支撑轴1中处于下方的支撑轴1上端的内升降平台，所述内升降平台沿着内回转圈17上下滑动。通过第一驱动装置输出动力，从而驱使内回转圈17绕着两个支撑轴1转动，以同步的带动内升降平台转动，这样装夹在内升降平台上的待加工工件即可改变加工的工位。

所述第一驱动装置包括安装在内回转圈17上的第一驱动电机11、安装在第一驱动电机11上的第一主动齿轮10、设置在两个支撑轴1中处于下方的支撑轴1上且与第一主动齿轮10啮合的第一从动齿轮9。通过第一驱动电机11带动第一主动齿轮10转动，并借助于第一主动齿轮10与第一从动齿轮9的啮合作用传递动力，最终使内回转圈17绕着两个支撑轴1转动。

所述内升降平台包括安装在两个支撑轴1中处于下方的支撑轴1上端的托台8、安装在托台8上的升降缸一12、安装在升降缸一12上端的回转块13、水平安装在回转块13上的承载梁2、对称安装在承载梁2上的侧向伸缩台，所述承载梁2上通过铰链3铰接有与内回转圈17滑动配合的内滑套4。《一种双环式变位机》的内升降平台可以实现两自由度的调节，从而可针对不同尺寸规格的工件、不同的加工要求进行调整，灵活程度高，取代了传统的单自由度旋转式的变位机。

所述侧向伸缩台包括安装在承载梁2上的侧向伸缩驱动电机16、与侧向伸缩驱动电机16相连的丝杠15、与丝杠15相连且水平滑动安装在承载梁2上的滑杆5、安装在滑杆5上的内载物台6。《一种双环式变位机》采用侧向伸缩台，可以实现侧向位置的调整，最终改变了工件所摆放的位置，以减少焊接机器人的运动，简化了焊接机器人的编程，极大的提高了焊接处理的效率。

所述外回转装置包括与两个支撑轴1通过轴承配合的外回转圈20、安装在外回转圈20上且与两个支撑轴1中处于下方的支撑轴1配合的第二驱动装置、安装在U型支架19底部的旋转升降平台，所述旋转升降平台沿着外回转圈20上下滑动。通过第二驱动装置提供驱动力，以驱使旋转升降平台绕着两个支撑轴1的轴线回转，且《一种双环式变位机》的外回转装置的回转运动与内回转装置的回转运动相互独立，互不干涉，从而可以实现对不同工件的同时加工处理。

所述第二驱动装置包括安装在外回转圈20上的第二驱动电机30、安装在第二驱动电机30上的第二主动齿轮29、设置在两个支撑轴1中处于下方的支撑轴1上且与第二主动齿轮29啮合的第二从动齿轮28。通过第二驱动电机30驱使第二主动齿轮29转动，并借助于第二主动齿轮29与第二从动齿轮28的啮合传递动力，最终使得外回转圈20绕着两个支撑轴1的轴线回转。

所述旋转升降平台包括固定在U型支架19底部的环形导轨31、与环形导轨31滑动配合的滑块32、固定在滑块32上的回转板27、对称安装在回转板27上的两自由度调节装置，所述两自由度调节装置与外回转圈20滑动配合。

所述两自由度调节装置包括铰接安装在回转板27上的升降缸二25、与外回转圈20滑动配合的外滑套21、与外滑套21通过铰接方式连接的承托台22、安装在承托台22上的侧向调节缸7、固定在侧向调节缸7的活塞上且与承托台22滑动配合的滑移托架24，所述滑移托架24上安装有外载物台23，所述滑移托架24与升降缸二25的上端铰接。通过升降缸二25推动滑移托架24在外滑套21与外回转圈20滑动配合的导向作用下上下运动，同时，可以通过侧向调节缸7推动滑移托架24在承托台22的水平导向作用下做侧向运动，以满足不同工件加工的位置需求。

使用时，《一种双环式变位机》的外回转装置的回转运动与内回转装置的回转运动相互独立，可针对不同的工件进行单独的焊接处理，即内部变位方式为：将待加工的工件装夹在内载物台6上，启动第一驱动电机11驱使内回转圈17做回转运动，同时，利用升降缸一12推动内载物台6上的工件上下移动，借助于侧向伸缩驱动电机16又可以带动内载物台6上的工件侧向水平运动，从而尽可能的减少了焊接机器人的运动，简化了焊接机器人的编程，提高了焊接加工的效率。

外部变位方式为：将待加工的工件装在外载物台23上，启动第二驱动电机30驱使外回转圈20绕着两个支撑轴1的轴线回转，同时，利用升降缸二25可以推动外载物台23上的工件做上下运动，另外，还可以启动侧向调节缸7，以驱使外载物台23上的工件做侧向的水平运动，实现了多自由度的变位，满足了不同焊接处理的需求。

一种双环式变位机专利目的

《一种双环式变位机》提出一种双环式变位机。

一种双环式变位机技术方案

《一种双环式变位机》包括U型支架、固定在U型支架上部、下部且轴线重合的两个支撑轴，U型支架形成的U型区域内设有分别安装在两个支撑轴上的内回转装置、外回转装置。所述内回转装置包括与两个支撑轴通过轴承配合的内回转圈、安装在内回转圈上且与两个支撑轴中处于下方的支撑轴配合的第一驱动装置、安装在两个支撑轴中处于下方的支撑轴上端的内升降平台，所述内升降平台沿着内回转圈上下滑动。

所述第一驱动装置包括安装在内回转圈上的第一驱动电机、安装在第一驱动电机上的第一主动齿轮、设置在两个支撑轴中处于下方的支撑轴上且与第一主动齿轮啮合的第一从动齿轮。

所述内升降平台包括安装在两个支撑轴中处于下方的支撑轴上端的托台、安装在托台上的升降缸一、安装在升降缸一上端的回转块、水平安装在回转块上的承载梁、对称安装在承载梁上的侧向伸缩台，所述承载梁上通过铰链铰接有与内回转圈滑动配合的内滑套。

所述侧向伸缩台包括安装在承载梁上的侧向伸缩驱动电机、与侧向伸缩驱动电机相连的丝杠、与丝杠相连且水平滑动安装在承载梁上的滑杆、安装在滑杆上的内载物台。所述外回转装置包括与两个支撑轴通过轴承配合的外回转圈、安装在外回转圈上且与两个支撑轴中处于下方的支撑轴配合的第二驱动装置、安装在U型支架底部的旋转升降平台，所述旋转升降平台沿着外回转圈上下滑动。

所述第二驱动装置包括安装在外回转圈上的第二驱动电机、安装在第二驱动电机上的第二主动齿轮、设置在两个支撑轴中处于下方的支撑轴上且与第二主动齿轮啮合的第二从动齿轮。

所述旋转升降平台包括固定在U型支架底部的环形导轨、与环形导轨滑动配合的滑块、固定在滑块上的回转板、对称安装在回转板上的两自由度调节装置，所述两自由度调节装置与外回转圈滑动配合；

所述两自由度调节装置包括铰接安装在回转板上的升降缸二、与外回转圈滑动配合的外滑套、与外滑套通过铰接方式连接的承托台、安装在承托台上的侧向调节缸、固定在侧向调节缸的活塞上且与承托台滑动配合的滑移托架，所述滑移托架上安装有外载物台，所述滑移托架与升降缸二的上端铰接。

一种双环式变位机改善效果

《一种双环式变位机》具有结构设计合理、自动化程度高、控制精确高等优点，使得变位机具有了多自由度的运动调节，取代了传统的单自由度旋转式的变位机，且运动灵活，适用面较广。

1.一种双环式变位机，其特征在于：包括U型支架（19）、固定在U型支架（19）上部、下部且轴线重合的两个支撑轴（1），U型支架（19）形成的U型区域内设有分别安装在两个支撑轴（1）上的内回转装置、外回转装置；所述内回转装置包括与两个支撑轴（1）通过轴承配合的内回转圈（17）、安装在内回转圈（17）上且与两个支撑轴（1）中处于下方的支撑轴（1）配合的第一驱动装置、安装在两个支撑轴（1）中处于下方的支撑轴（1）上端的内升降平台，所述内升降平台沿着内回转圈（17）上下滑动。

2.根据权利要求1所述的一种双环式变位机，其特征在于：所述第一驱动装置包括安装在内回转圈（17）上的第一驱动电机（11）、安装在第一驱动电机（11）上的第一主动齿轮（10）、设置在两个支撑轴（1）中处于下方的支撑轴（1）上且与第一主动齿轮（10）啮合的第一从动齿轮（9）。

3.根据权利要求1所述的一种双环式变位机，其特征在于：所述内升降平台包括安装在两个支撑轴（1）中处于下方的支撑轴（1）上端的托台（8）、安装在托台（8）上的升降缸一（12）、安装在升降缸一（12）上端的回转块（13）、水平安装在回转块（13）上的承载梁（2）、对称安装在承载梁（2）上的侧向伸缩台，所述承载梁（2）上通过铰链（3）铰接有与内回转圈（17）滑动配合的内滑套（4）。

4.根据权利要求3所述的一种双环式变位机，其特征在于：所述侧向伸缩台包括安装在承载梁（2）上的侧向伸缩驱动电机（16）、与侧向伸缩驱动电机（16）相连的丝杠（15）、与丝杠（15）相连且水平滑动安装在承载梁（2）上的滑杆（5）、安装在滑杆（5）上的内载物台（6）。5.根据权利要求1所述的一种双环式变位机，其特征在于：所述外回转装置包括与两个支撑轴（1）通过轴承配合的外回转圈（20）、安装在外回转圈（20）上且与两个支撑轴（1）中处于下方的支撑轴（1）配合的第二驱动装置、安装在U型支架（19）底部的旋转升降平台，所述旋转升降平台沿着外回转圈（20）上下滑动。

6.根据权利要求5所述的一种双环式变位机，其特征在于：所述第二驱动装置包括安装在外回转圈（20）上的第二驱动电机（30）、安装在第二驱动电机（30）上的第二主动齿轮（29）、设置在两个支撑轴（1）中处于下方的支撑轴（1）上且与第二主动齿轮（29）啮合的第二从动齿轮（28）。

7.根据权利要求5所述的一种双环式变位机，其特征在于：所述旋转升降平台包括固定在U型支架（19）底部的环形导轨（31）、与环形导轨（31）滑动配合的滑块（32）、固定在滑块（32）上的回转板（27）、对称安装在回转板（27）上的两自由度调节装置，所述两自由度调节装置与外回转圈（20）滑动配合。

8.根据权利要求7所述的一种双环式变位机，其特征在于：所述两自由度调节装置包括铰接安装在回转板（27）上的升降缸二（25）、与外回转圈（20）滑动配合的外滑套（21）、与外滑套（21）通过铰接方式连接的承托台（22）、安装在承托台（22）上的侧向调节缸（7）、固定在侧向调节缸（7）的活塞上且与承托台（22）滑动配合的滑移托架（24），所述滑移托架（24）上安装有外载物台（23），所述滑移托架（24）与升降缸二（25）的上端铰接。

侧倾式变位机、头尾回转式变位机、头尾升降回转式变位机、头尾可倾斜式变位机以及双回转变位机等多种形式的变位器，通过工作台的升降、回转、翻转使工件处于最佳焊接或装配位置，可与焊接操作机等配套组成自动焊接专机，还可作为机器人周边设备与机器人配套实现焊接自动化，同时可根据用户不同类型的工件及工艺要求，配以各种特殊变位机。

按技术要求分

1、回转驱动

（1）回转驱动应实现无级调速，并可逆转。

（2）在回转速度范围内，承受最大载荷时转速波动不超过5%。

2、倾斜驱动

（1）倾斜驱动应平稳，在最大负荷下不抖动，整机不得倾覆。最大负荷Q超过25kg的，应具有动力驱动功能。

（2）应设有限位装置，控制倾斜角度，并有角度指示标志。

（3）倾斜机构要具有自锁功能，在最大负荷下不滑动，安全可靠。

3、其他

（1）变位机控制部分应设有供自动焊用的联动接口。

（2）变位机应设有导电装置，以免焊接电流通过轴承、齿轮等传动部位。导电装置的电阻不应超过1mΩ，其容量应满足焊接额定电流的要求。

（3）电气设备应符合GB/T 4064的有关规定。

（4）工作台的结构应便于装卡工件或安装卡具，也可与用户协商确定其结构形式。

（5）最大负荷与偏心距及重心距之间的关系，应在变位机使用说明书中说明。

环式焙烧炉（ring type baking furnace）是指一种由若干个结构相同的炉室呈双排布置，按移动的火焰系统运转，对压型生制品进行焙烧热处理的热工设备 。