[发明专利]一种大型焊接件机器人焊接变位机装夹定位装置及弹簧参数选择方法

摘要

本发明涉及一种大型焊接件机器人焊接变位机装夹定位装置及弹簧参数选择方法，针对工件底板孔位偏差的不确定性，经过了详细的弹簧受力计算，快速、便捷确定了弹簧的主要参数，将数据记录下来，用于数据比较、查阅，并作出一些判断或结论。通过此装置弹簧起到了自动调节的作用，以及锁紧装置的固定作用，保证了机器人自动焊接定位时的准确性，实现大型焊接件与机器人焊接变位机可靠快速定位装夹。

主权项

1.一种大型焊接件机器人焊接变位机装夹定位装置所采用弹簧的参数选择方法，其特征在于：所述大型焊接件机器人焊接变位机装夹定位装置，它包括壳体(6)，壳体(6)通过螺栓固定安装在机器人焊接变位机(1)的上顶面并与变位机的腔体(17)相配合形成圆柱形腔体，所述圆柱形腔体的中心位置通过螺栓安装有锁紧装置(4)，锁紧装置(4)的内部套装有夹紧螺杆(3)，夹紧螺杆(3)外部套装有弹簧(5)；所述弹簧(5)的下端通过圆柱形腔体的上端面支撑固定，上端通过夹紧螺杆(3)的轴环(15)支撑固定，夹紧螺杆(3)的轴环(15)上端与浮动圆柱(12)的下端面相配合，浮动圆柱(12)设置在壳体(6)的内部并通过定位台阶(16)配合定位，浮动圆柱(12)的中心加工有定位孔(13)，定位孔(13)与夹紧螺杆(3)的顶部圆柱(14)配合定位，所述浮动圆柱(12)设置在壳体(6)外部的圆柱端设置有定位锥端(11)；所述锁紧装置(4)通过紧定螺栓(2)固定安装在机器人焊接变位机(1)的中心孔；所述弹簧(5)的参数选择方法，它包括以下步骤：1)确定弹簧(5)的最小工作载荷P1、最大工作载荷Pn、工作行程h、初算弹簧外径D′2、弹簧材料直径d、弹簧类别N、端部结构和弹簧材料；2)根据最小工作载荷P1、最大工作载荷Pn和工作行程h计算得到初算弹簧刚度P′；根据最大工作载荷Pn计算得到初算工件极限载荷P′j，其中：p′j≥1.25×pn；3)根据初算弹簧外径D′2和弹簧材料直径d计算弹簧中径D；4)根据弹簧中径D、弹簧材料直径d、初算工件极限载荷P′j及弹簧材料查机械设计手册(第五版)11‑21页表11‑2‑19《圆柱螺旋压缩弹簧计算表》得到单圈刚度p′d、工作极限载荷下的单圈变形量fj和工件极限载荷Pj；5)根据单圈刚度p′d和初算弹簧刚度P′计算有效圈数n，根据有效圈数n计算总圈数n1，其中，n1＝n+2；6)根据单圈刚度p′d和总圈数n1计算得到弹簧刚度p″，其中：7)根据总圈数n1和工作极限载荷下的单圈变形量fj计算极限载荷下的变形量Fj，其中：Fj＝n1×fj；8)根据极限载荷下的变形量Fj、总圈数n1和弹簧材料直径d计算得到节距t，其中：9)根据有效圈数n、节距t和弹簧材料直径d计算自由高度H0，其中：H0＝n×t+1.5×d；10)根据弹簧中径D和弹簧材料直径d计算弹簧内径D1和弹簧外径D2，其中：D2＝D+d；D1＝D‑d；11)根据节距t、弹簧中径D计算螺旋角α，其中：12)根据螺旋角α、弹簧中径D和总圈数n1计算展开长度L，其中：13)根据自由高度H0、最小工作载荷P1和弹簧刚度p″计算最小载荷时的高度H1，其中：14)根据自由高度H0、最大工作载荷Pn和弹簧刚度p″计算最大载荷时的高度Hn，其中：15)根据自由高度H0、工件极限载荷Pj和弹簧刚度p″计算极限载荷时的高度Hj，其中：16)根据最小载荷时的高度H1和最大载荷时的高度Hn计算实际工作行程h′，其中：h′＝H1‑Hn；17)根据最小工作载荷P1、最大工作载荷Pn和工件极限载荷Pj分别计算工作区范围；18)根据自由高度H0和弹簧中径D计算高径比b，其中：所述步骤1)中选择的弹簧材料为60Si2Mn硅锰合金弹簧钢；所述60Si2Mn硅锰合金弹簧钢采用热弯成型，成型之后进行淬火和回火处理；所述淬火处理的加热温度为850℃～870℃，冷却介质为油，淬火之后硬度为60HRC。