CN101829875B - 一种薄壁钻焊接机中的筒体定位装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种薄壁钻焊接机中的筒体定位装置，属于机械技术领域。它解决了现有的薄壁钻焊接机中筒体定位精度不高的问题。本薄壁钻焊接机中的筒体定位装置，设置于机架上，包括固定于机架上且能与筒体侧壁相抵靠的V型块一和位于V型块一下方且能抵靠于筒体底部的托持机构，机架上还设有沿水平方向伸展的导向杆，导向杆上设有具有定位件的定位机构，定位机构能沿导向杆滑动并将筒体定位于定位件与V型块一之间。

Description

一种薄壁钻焊接机中的筒体定位装置

技术领域

本发明属于机械技术领域，涉及一种定位装置，特别是一种薄壁钻焊接机中的筒体定位装置。

背景技术

随着科学技术的发展，工业生产水平的提高，以人造金刚石刀头为切削刃的切割锯片、工程钻头得到了广泛应用。建筑、交通、金属加工等行业使用薄壁工程钻的场合越来越多，尤其在建筑装潢行业中使用极其广泛，由于薄壁金刚石工程钻头具有钻孔尺寸精确、速度快、对周边材料无损坏和不需后续工序的特点，成为各种建筑材料中钻进小孔和大口径孔的最佳选择。为了节约成本，目前多数金刚石切割锯片、薄壁金刚石工程钻等多采用在基体材料上焊接切割用的刀头而成，对于这类薄壁基材的焊接而言，因其焊接面窄，焊接强度要求高，因此刀头与基体的焊接成为决定产品质量的重要因素，焊接强度主要取决于焊接体与基材对接的准确度，以及焊接温度和时间点准确性。

现有的薄壁钻焊接装置包括一机架，机架上主要设置有三个部分：焊接机构；筒体定位机构；刀头夹持机构。由于筒体壁厚较薄，因此普通的如三爪卡盘等夹紧定位方式不能满足筒体的定位要求，夹紧力过大会导致零件变形损坏，夹紧力过小又会导致定位不精确。对于此类焊接面比较小的薄壁类零件，筒体的定位精度是产品加工精度的决定性因素，因此筒体夹持定位机构的定位精度尤为重要。

中国专利(公开号CN101214620A)提出了一种薄壁套定位夹紧装置，它通过在薄壁套外侧设置两个定位点，在薄壁套内侧设置柔性定位件，通过三个点对薄壁套进行定位，使得零件被内外两侧的夹紧力相互抵消，不易变形。但是这种夹持方式只适用于管状零件且非加工端必须是空心的，因而存在一定的局限性；同时上述专利的夹持点仅为三个，对于筒状产品而言，其定位不够牢固；并且产品必须手动调节好位置后再进行装夹，自动化程度不高，产品定位精度不高。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种结构简单，定位精度高的筒体定位装置。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种薄壁钻焊接机中的筒体定位装置，设置于机架上，其特征在于，本定位装置包括固定于机架上且能与筒体侧壁相抵靠的V型块一和位于V型块一下方且能抵靠于筒体底部的托持机构，所述的机架上还设有沿水平方向伸展的导向杆，所述的导向杆上设有具有定位件的定位机构，所述的定位机构能沿导向杆滑动并将筒体定位于定位件与V型块一之间。

导向杆水平设置，定位件可沿水平方向前后滑动并将筒体定位于定位件于V型块一与定位件之间，筒体外侧壁呈柱状，通过V型块一与定位件一夹紧相对应的侧壁两端，加上筒体底部托持机构的托持，达到将筒体定位的目的，筒体位置固定后，可根据不同需要，调整定位件的夹紧力，使筒体固定不动或仍可发生转动。

在上述的薄壁钻焊接机中的筒体定位装置中，所述的托持机构与机架之间还设有使托持机构只能上下滑动的导向机构，所述的机架上还设有驱动托持机构上下滑动的动力机构。由于待加工筒体的大小和高度不同，焊接过程中常常需要调整托持机构的高度，以调整筒体的位置，设置该导向机构可适应不同规格筒体的加工。

在上述的薄壁钻焊接机中的筒体定位装置中，所述的导向机构为固连于机架上呈竖直方向延伸的竖直导轨和托持机构中能嵌入上述竖直导轨并沿其上下滑动的导向块。导向块位于托持机构中，通过导向块沿着竖直导轨的上下滑动以带动整个托持机构上下滑动。

在上述的薄壁钻焊接机中的筒体定位装置中，所述的动力机构为固连于机架上的直线电机、联轴器和丝杆，所述的托持机构上固连有螺母，丝杆的一端通过联轴器与直线电机连接，上述的螺母套在丝杆上且两者螺纹连接。

螺母固连于托持机构上，通过直线电机驱动丝杆正转、反转或停止以带动螺母上下滑动或停止，从而带动托持机构沿着竖直导轨上下滑动，当滑动至某一设定位置时，直线电机停止，则托持机构固定不动。

作为另一种方案，在上述的薄壁钻焊接机中的筒体定位装置中，所述的动力机构为直线电机、固连于直线电机输出轴上的螺母和固定于机架上的丝杆，直线电机与托持机构固定连接，所述的螺母套设于丝杆上且两者螺纹连接。

丝杆固定不动，通过直线电机驱动螺母沿着丝杆转动，从而带动直线电机自身沿着丝杆上下滑动，由于直线电机与托持机构固连在一起，因而可通过控制直线电机的正转、反转和停止来带动托持机构沿竖直导轨上下滑动和停止。

在上述的薄壁钻焊接机中的筒体定位装置中，所述的托持机构包括上述的导向块和呈水平设置的若干个滚筒，所述的滚筒侧壁能抵靠在筒体的底部。滚筒托持于筒体下方可起到托持筒体的作用，同时在筒体发生转动时，滚筒随着筒体的转动而发生转动，以使筒体底部与滚筒之间形成滚动摩擦，减小了滚筒与筒体底部的摩擦阻力，保护筒体不会发生损坏。

在上述的薄壁钻焊接机中的筒体定位装置中，所述的托持机构还包括固连于导向块上且位于V型块一正下方的V型块二，且当所述的V型块一抵靠在筒体侧部时所述的V型块二同时抵靠在筒体的侧部。托持机构上设置有V型块二，增加了一个定位点，使得筒体定位更加牢固、精确。

在上述的薄壁钻焊接机中的筒体定位装置中，所述的定位机构包括可沿导向杆滑动的支架、固定于支架上的气缸和与气缸活塞杆固定连接的上述定位件。需要定位筒体时，首先将支架初步滑动至设定位置，然后通过气缸推动定位件将筒体夹紧，由于气缸推力为柔性作用力，因而可避免推力过大而损坏筒体。

在上述的薄壁钻焊接机中的筒体定位装置中，所述的支架与导向杆之间设有使支架能沿导向杆前后滑动的导滑机构和能使支架定位于滑动行程内任意位置的锁定机构。

在上述的薄壁钻焊接机中的筒体定位装置中，所述的导滑机构为设置于导向杆上的直线导轨，所述的支架上具有能嵌入直线导轨并沿直线导轨前后滑动的导滑块。导滑块沿直线导轨前后滑动以带动支架前后滑动，从而带动定位件前后滑动。

在上述的薄壁钻焊接机中的筒体定位装置中，所述的锁定机构包括穿设于支架上的螺杆和操作螺杆转动的手柄，所述的导向杆平行于上述直线导轨方向开设有条形孔，所述的螺杆穿过支架并穿过条形孔后与设置于导向杆下方的锁定板螺纹连接。

条形孔为开设于导向杆上且平行于直线导轨设置的通孔，锁定板与支架分别位于导向杆的两侧，通过一螺杆穿过条形孔将两者连接，转动螺杆使支架与锁定板夹紧导向杆，则支架位置被锁定，反之，逆向转动螺杆即可将支架松开。

在上述的薄壁钻焊接机中的筒体定位装置中，所述的定位件、V型块一和V型块二上均设有若干个滚动轴承，且当筒体被定位于上述V型块一、V型块二和定位件之间时所述的轴承与筒体侧壁相抵靠。V型块一、V型块二和定位件边沿都设有滚动轴承，因而当筒体侧壁被定位于三者之间时，筒体侧壁均于滚动轴承相抵靠，若夹紧力控制在一定范围内，则筒体相对机架位置固定，但仍可发生转动，从而使某一工位焊接完成后不必重新装夹定位，只需手动转动筒体至另一待加工部位即可。

在上述的薄壁钻焊接机中的筒体定位装置中，所述的定位块与V型块一处于同一水平面上。筒体待加工部位通常位于筒体的上端，因而将V型块一与定位件夹持于筒体上端且受力点在同一水平面上，则筒体上端的定位最稳固，跳动公差最小。

与现有技术相比，本薄壁钻焊接机中的筒体定位装置利用滚筒托持于筒体的底部，并通过V型块和定位件夹持于筒体侧壁，通过多个点将筒体定位，具有定位牢固，定位精度高的优点；同时在抵靠于筒体侧壁的V型块一、V型块二和定位件上设有滚动轴承，使得筒体定位牢固后还可在外力作用下发生转动，从而避免了同一工件不同角度加工时需要重新装夹的问题，即节约了加工时间，又避免了重新装夹带来的定位误差。

附图说明

图1是本薄壁钻焊接机中的筒体定位装置的立体结构示意图。

图2是本薄壁钻焊接机中的筒体定位装置的主视图。

图3是本薄壁钻焊接机中的筒体定位装置的右视图。

图4是本薄壁钻焊接机中的筒体定位装置的俯视图。

图中，1、机架；2、V型块一；21、轴承；3、支架；31、定位件；32、气缸；33、螺杆；34、手柄；35、锁定板；36、导滑块；4、滚筒；5、导向杆；51、直线导轨；52、条形孔；6、竖直导轨；61、导向块；7、V型块二；71、螺母；8、直线电机；81、丝杆。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1～4所示，本筒体定位装置应用于薄壁钻焊接机中，设置于机架1上，包括固定于机架1上且能与筒体侧壁相抵靠的V型块一2和位于V型块一2下方且能抵靠于筒体底部的托持机构，机架1上还设有沿水平方向伸展的导向杆51，导向杆51上设有具有定位件31的定位机构，定位机构能沿导向杆51滑动并将筒体定位于定位件31与V型块一2之间。

托持机构包括位于V型块一2下方且呈水平设置的三个滚筒4，滚筒4可沿各自的中心轴转动且滚筒4侧壁能抵靠于筒体底部，滚筒4托持于筒体下方可起到托持筒体的作用，同时在筒体发生转动时，滚筒4随着筒体的转动而发生转动，以使筒体底部与滚筒4之间形成滚动摩擦，减小了滚筒4与筒体底部的摩擦阻力，保护筒体不会发生损坏，三个滚筒4长度不等，两侧的长度稍大于中间滚筒4的长度。

三个滚筒4的中心轴固连于一个导向块61上，在机架1上呈竖直方向固设有竖直导轨6，导向块61能嵌入竖直导轨6中并可沿竖直导轨6上下滑动，从而根据不同规格的筒体可调节筒体安装高度。导向块61上位于V型块一2正下方还固连有V型块二7，且当V型块一2抵靠于筒体侧壁时V型块二7同时抵靠在筒体侧壁，因而筒体径向和轴向方向被V型块一2、V型块二7、定位件31之间，竖直方向被滚筒4托持，达到完全定位的目的。

在本薄壁钻焊接机中的筒体定位装置中，V型块二7上还设有可带动托持机构沿竖直导轨6上下滑动的动力机构，该动力机构包括一直线电机8、联轴器和丝杆81，V型块二7侧部固连有螺母71，丝杆81的一端通过联轴器与直线电机8连接，螺母71套在丝杆81上且两者螺纹连接。通过直线电机8驱动丝杆81正转、反转或停止以带动螺母71上下滑动或停止，从而带动托持机构沿着竖直导轨6上下滑动或停止。

本薄壁钻焊接机中的筒体定位装置的定位机构包括可沿导向杆51滑动的支架3、固定于支架3上的气缸32和与气缸32活塞杆固定连接的定位件31。导向杆51上设置有一直线导轨51，支架3上固连有能嵌入直线导轨51并沿直线导轨51前后滑动的导滑块36，通过导滑块36沿直线导轨51前后滑动以带动支架3整体前后滑动，从而带动气缸32和定位件31运动。导向杆51上平行于直线导轨51方向还开设有条形孔52，支架3上穿设有一螺杆33，支架3外侧设有可操作螺杆33转动的手柄34，螺杆33穿过支架3并穿过条形孔52后与设置于导向杆51下方的锁定板35螺纹连接。锁定板35与支架3分别位于导向杆51的两侧并通过一螺杆33穿过条形孔52将两者连接，当调节好支架3位置时，转动螺杆33则可使支架3与锁定板35夹紧导向杆51，从而锁定支架3位置，需要重新调整支架3位置时，只需将手柄34反转即可将支架3松开。支架3位置固定后，通过控制气缸32运动将筒体定位，气缸32推力为柔性作用力，不易损坏筒体，当气缸32推力控制在一定范围内时，筒体可在外力作用下发生转动。

通常筒体周向需要焊接多个刀头，筒体被定位于定位件31、V型块一2、V型块二7和滚筒4之间进行加工，焊接完一个刀头后筒体应转动一定角度焊接另一个工位的刀头，因此本定位装置中的定位件31、V型块一2和V型块二7上均设有若干个滚动轴承21，且当筒体被定位于上述V型块一2、V型块二7和定位件31之间时所述的轴承21与筒体侧壁相抵靠。若夹紧力控制在一定范围内，则筒体相对机架1位置固定，但仍可在外力作用下发生转动，从而使某一工位焊接工序完成后不必重新装夹定位，只需手动转动筒体至另一待加工部位即可。

由于筒体待加工部位通常位于筒体的上端，筒体上端的定位精度要求较高，因此本定位装置的定位件31与V型块一2设置于同一水平面上，则V型块一2与定位件31对筒体侧壁的作用力在同一水平面上，筒体上端的定位最稳固，跳动公差最小。

本薄壁钻焊接机中的筒体定位装置工作过程如下：首先将筒体放置于滚筒4上并将筒体侧壁抵靠于V型块二7上的轴承21上；再控制直线电机8的转动带动滚筒4和V型块二7滑动至V型块一2抵靠于筒体侧壁后停止；然后手动调节支架3位置至定位件31接近筒体侧壁，控制气缸32推动定位件31运动至定位件31上的轴承21抵靠于筒体侧壁并将筒体定位后进行焊接加工；完成一个工位的所有加工工序后，手动转动筒体至另一工位即可进行下一个工位的加工。

本筒体定位装置设置于机架1上，由于薄壁钻的焊接精度要求极高，其焊枪采用的是高频焊接，若高频磁场在金属材料制成的机架1上产生感应磁场，将导致机架1发热，从而影响机架的精度，造成筒体定位精度降低，影响薄壁钻的焊接精度。为杜绝上述现象发生，本薄壁焊接机的机架上靠近焊枪位置设有采用铜或铝合金材料制成的电磁屏蔽装置，防止焊枪中的高频磁场对机架产生作用，保证了机架的精度，从而保证薄壁钻的焊接精度。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种薄壁钻焊接机中的筒体定位装置，设置于机架(1)上，其特征在于，本定位装置包括固定于机架(1)上且能与筒体侧壁相抵靠的V型块一(2)和位于V型块一(2)下方且能抵靠于筒体底部的托持机构，所述的机架(1)上还设有沿水平方向伸展的导向杆(5)，所述的导向杆(5)上设有具有定位件(31)的定位机构，所述的定位机构能沿导向杆(5)滑动并将筒体定位于定位件(31)与V型块一(2)之间。 

2.根据权利要求1所述的薄壁钻焊接机中的筒体定位装置，其特征在于，所述的托持机构与机架(1)之间还设有使托持机构只能上下滑动的导向机构，所述的机架(1)上还设有驱动托持机构上下滑动的动力机构。 

3.根据权利要求2所述的薄壁钻焊接机中的筒体定位装置，其特征在于，所述的导向机构为固连于机架(1)上呈竖直方向延伸的竖直导轨(6)和托持机构中能嵌入上述竖直导轨(6)并沿其上下滑动的导向块(61)。 

4.根据权利要求2所述的薄壁钻焊接机中的筒体定位装置，其特征在于，所述的动力机构为固连于机架(1)上的直线电机(8)、联轴器和丝杆(81)，所述的托持机构上固连有螺母(71)，丝杆(81)的一端通过联轴器与直线电机(8)连接，上述的螺母(71)套在丝杆(81)上且两者螺纹连接。 

5.根据权利要求1或2或3或4所述的薄壁钻焊接机中的筒体定位装置，其特征在于，所述的托持机构包括上述的导向块(61)和呈水平设置的若干个滚筒(4)，所述的滚筒(4)侧壁能抵靠在筒体的底部。 

6.根据权利要求5所述的薄壁钻焊接机中的筒体定位装置，其特征在于，所述的托持机构还包括固连于导向块(61)上且位于V型块一(2)正下方的V型块二(7)，且当所述的V型块一(2)抵靠在筒体侧部时所述的V型块二(7)同时抵靠在筒体的侧部。 

7.根据权利要求1或2或3或4所述的薄壁钻焊接机中的筒体定位装置，其特征在于，所述的定位机构包括可沿导向杆(5)滑动的支架(3)、固定于支架(3)上的气缸(32)和与气缸(32)活塞杆固定连接的上述定位件(31)。 

8.根据权利要求7所述的薄壁钻焊接机中的筒体定位装置，其特征在于，所述的支架(3)与导向杆(5)之间设有使支架(3)能沿导向杆(5)前后滑动的导滑机构，所述的导滑机构为设置于导向杆(5)上的直线导轨(51)，所述的支架(3)上具有能嵌入直线导轨(51)并沿直线导轨(51)前后滑动的导滑块(36)。 

9.根据权利要求8所述的薄壁钻焊接机中的筒体定位装置，其特征在于，所述的支架(3)与导向杆(5)之间还设有能使支架(3)定位于滑动行程内任意位置的锁定机构，所述的锁定机构包括穿设于支架(3)上的螺杆(33)和操作螺杆(33)转动的手柄(34)，所述的导向杆(5)平行于上述直线导轨(51)方向开设有条形孔(52)，所述的螺杆(33)穿过支架(3)并穿过条形孔(52)后与设置于导向杆(5)下方的锁定板(35)螺纹连接。 

10.根据权利要求6所述的薄壁钻焊接机中的筒体定位装置，其特征在于，所述的定位件(31)与V型块一(2)处于同一水平面上，所述的定位件(31)、V型块一(2)和V型块二(7)上均设有若干个滚动轴承(21)，且当筒体被定位于上述V型块一(2)、V型块二(7)和定位件(31)之间时所述的轴承(21)与筒体侧壁相抵靠。