CN101927418B - 可翻转组焊工装 - Google Patents

Abstract

一种可翻转组焊工装，包括主体架、设置于该主体架上的翻转装置以及锁定装置；所述主体架包括两支承立柱；所述翻转装置具有一旋转轴；第一定位装置和第二定位装置沿周向设置于所述旋转轴上；所述翻转装置通过其旋转轴的两端分别可旋转的支承于所述两支承立柱上；所述锁定装置包括设置于主体架上的第一锁定部件以及设置于所述翻转装置上的第二锁定部件；所述第一锁定部件和第二锁定部件配合将翻转装置相对于所述主体架固定。本发明的可翻转组焊工装占用的空间较小，使用灵活方便，特别适于空间有限制的地方使用。

Description

可翻转组焊工装

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，具体涉及一种可翻转组焊工装。

背景技术

目前，轨道列车越来越多的采用轻量化且强度高的铝合金材质作为车体材质。现有技术的一种铝合金材质的车顶边梁的焊接方案中采用两个胎位，正装一个胎位，翻转一个胎位，其组焊工装如图1所示。

请参考图1，组焊工装包括主体架2以及设计于该主体架2上的正装胎位和反装胎位。所述主体架2包括一横梁以及设置于该横梁两端的两个支承梁柱，支承梁柱底端具有与地面的接口1。一般的，在地面有预埋T型槽，采用T型螺丝可快速将该工装在地面固定。

所述正装胎位和反装胎位均设置于主体架2的横梁之上，并沿横梁左右分开，通过设置于横梁中间的隔离立柱隔离。包括所述横梁在内的主体架2起着承担工装和工件整体重量的作用，其一般采用优质碳素钢管焊接而成。正装胎位包括设置于其中的正装定位装置4a，反装胎位包括设置于其中的反装定位装置4b。在定位装置4a和4b上各设有若干定位块。

其中，所述的正装定位装置4a和反装定位装置4b上均设置有与主体架连接的接口，通过螺栓可以与主体架2连接。

定位装置调整螺栓5和调整螺栓12可以对定位装置在水平和垂直方向进行调整。正装压紧部件9、10和11以及反装压紧部件7和8可以对设置于相应胎位中的焊接件进行压紧紧固。其中旋转部件6通过压紧悬臂与压紧部件7和10连接。

当焊接车顶边梁时，首先采取正装的方式，即图中左侧所示，将工件放入胎中，依照定位装置将工件定位，首次定位可调整相应调整螺栓，利用图示压紧装置压紧工件，开始焊接；然后将工件整体吊出放入右侧所示反装胎位，利用相应定位装置固定压紧，焊接完成后即可出胎完成边梁焊接。

上述的组焊工装可以顺次执行两个胎位的焊接。然而，上述的组焊工装会占用较大的场地空间，当现场操作空间有限时，不允许采用图1所示的工装时，上述的组焊工装则无法使用。

发明内容

本发明提供一种可翻转组焊工装，以解决现有组焊工装占用场地空间较大而在场地操作空间较小时无法使用的问题。

本发明另外提供一种可翻转组焊工装，包括主体架、设置于该主体架上的翻转装置、锁定装置以及压紧装置；

所述主体架包括两支承立柱；

所述翻转装置具有一旋转轴；第一定位装置和第二定位装置沿周向设置于所述旋转轴上；所述翻转装置通过其旋转轴的两端分别可旋转的支承于所述两支承立柱上；

所述锁定装置包括设置于主体架上的第一锁定部件以及设置于所述翻转装置上的第二锁定部件；所述第一锁定部件和第二锁定部件配合将翻转装置相对于所述主体架固定；

所述压紧装置包括设置于所述主体架上的压杆，用于将设置于第一定位装置或第二定位装置上的工件压紧固定；

所述压紧装置还包括设置于所述主体架每一支承立柱顶部的旋轴、套接于该旋轴上的套筒以及由所述套筒向远离其旋轴方向伸出的压紧臂，所述压杆设置于所述压紧臂的自由端。

可选的，所述第一定位装置和第二定位装置相位相反。

优选的，所述压紧臂为两个，分别为第一定位装置用压紧臂和第二定位装置用压紧臂，分别称为第一压紧臂和第二压紧臂；在每一压紧臂上均设置有所述的压杆。

优选的，所述压杆包括丝杠以及套接于其上的丝杠母；所述丝杠母固定于压紧臂的自由端；所述丝杠的一端设置有压头，另一端设置有卡位结构。

优选的，所述卡位结构为与该端固定为一体的螺母。

可选的，所述主体架还包括底梁，所述两支承立柱设置于所述底梁上，并与所述底梁固定为一体。

可选的，在所述底梁底部两端还分别设置有水平调整装置，用于调整整个工装的水平。

可选的，所述第一锁定部件为设置于所述主体架上的锁定杆；

所述第二锁定部件包括固定设置于所述翻转装置上靠近旋转轴其中一端部的圆形盘，所述圆形盘可与所述翻转装置同轴同步旋转；在所述圆形盘上设置有与锁定杆相配合的通孔或在所述圆形盘朝向旋转轴的该端部一侧设有与锁定杆相配合的凹槽；

所述锁定杆与通孔或与凹槽的位置设置使得翻转装置在转动至第一定位装置或第二定位装置为工作位时，锁定杆能够插入所述通孔或凹槽中，将翻转装置锁定。

可选的，所述锁定杆为与所述主体架可分离的定位销。

可选的，所述第一定位装置为正装定位装置，第二定位装置为反装定位装置。

可选的，在所述翻转装置上还设置有配重结构，所述配重结构使得翻转装置的质心位于其旋转轴线上。

可选的，所述第一定位装置和第二定位装置上还设置有定位块。

可选的，所述翻转装置上的定位装置数目多于两个。

可选的，相邻定位装置的相位差为360/N度，其中，N为所述翻转装置上的定位装置数目。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明的可翻转组焊工装中包括由翻转装置，第一定位装置和第二定位装置沿翻转装置旋转轴的周旋设置两定位装置可以实现正装或反装工件的焊接，而且正装和翻转模式可通过翻转装置实现，使得工装占用的空间较小；而且采用本发明的可翻转组焊工装不必在水平方向移动焊接工件，可大幅度提高工件的入胎速度，缩短工件的找正定位时间，降低劳动强度，提高工作效率，而且定位准确，占用的空间较小，使用灵活方便，特别适于空间有限制的地方使用。

此外，在本发明的优选技术方案中，还包括压紧装置，压紧装置中的压杆包括丝杠以及套接于其上的丝杠母；所述丝杠母固定于压紧臂的自由端；所述丝杠的一端设置有压头，另一端设置有卡位结构。所述卡位结构可以为与该端固定为一体的螺母。其中，所述螺母可以是标准的螺母，通过旋动所述的螺母可实现压头的伸缩；该结构设置不仅可以采用手动扳子旋动螺母，也可以采用气动扳子，使用起来非常方便，效率很高。

附图说明

图1是现有技术中一种组焊工装的结构示意图；

图2为本发明的可翻转组焊工装的实施例的结构示意图；

图3为图2所示的可翻转组焊工装的实施例中其中一压紧装置的示意图；

图4为图2所示可翻转组焊工装的实施例反转模式时的示意图。

具体实施方式

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

图2和图4为本发明的可翻转组焊工装的实施例的结构示意图之一和之二。其中，图2中示出正装定位装置处于工作位的情形，图4中示出反装定位装置处于工作位的情形。

请参考图2，本发明的可翻转组焊工装包括有主体架1-2、设置于所述主体架上的翻转装置1-14以及锁定装置。

其中，所述主体架包括第一支承立柱1-2a和第二支承立柱1-2b。所述第一支承立柱1-2a和第二支承立柱1-2b竖直设置，且二者之间间隔一定的距离。以使所述翻转装置1-14支承于二者之间，并具有翻转空间。

所述第一支承立柱1-2a和第二支承立柱1-2b底端设置有固定结构，可以与基座固定连接(例如通过焊接)，从而可竖直固定于基座或地面的支承座之上。此外，所述第一支承立柱1-2a和第二支承立柱1-2b的底端也可以设置有安装座，以便可以直接和基座对接后固定连接。

在本实施例中，所述主体架1-2还包括有底梁1-2c，所述底梁1-2c横向设置，与两支承立柱垂直。底梁1-2c靠近基座表面并基本和基座表面平行。所述的第一支承立柱1-2a和第二支承立柱1-2b设置于底梁1-2c之上，并和底梁1-2c固为一体。本实施例中，第一支承立柱1-2a和第二支承立柱1-2b分别设置于底梁1-2c上并靠近底梁1-2c的两端部。所述底梁1-2c的底部设置有固定结构，可直接固定设置于地面或者基座之上。

本实施例中，在所述底梁1-2c的底部两端还分别设置有水平调节装置1-1，用于调整底梁的水平度从而调整整个工装的水平度。所述水平调节装置1-1可以是机械调节件，例如螺栓，也可以是液压或气动调节件。所述水平调节装置1-1当然也可以是其它调节件。

在本实施例中，在所述底梁1-2c底部还设置有与基座或地面支承座固定连接的接口件1-16，所述接口件1-16包括由所述底梁1-2c向外伸出的、并与底梁1-2c固定连接的连接板，在所述连接板上设置有T型槽。所述接口件1-16与T型螺栓配合可以固定所述主体架1-2。

由于主体架1-2需要承担包括翻转装置1-14在内的整个工装的全部重量，因而主体架一般采用优质钢质(例如碳素钢)方管焊接而成。当然，主体架也可以使用其它金属材质或非金属材质。此外，为提高强度，主体架的每一支承立柱还可以使用双金属管或多个金属管的结构。总之，任何有助于提高主体架的刚度和强度的方案(包括材质和结构)均可以应用于此。

请继续参考图2，本实施例的可翻转组焊工装还包括有翻转装置1-14。所述翻转装置1-14具有一旋转轴。所述翻转装置1-14通过其旋转轴的两端分别可旋转的支承于两支承立柱上。本实施例中，在所述主体架1-2的两支承立柱上分别设置有轴承，两轴承在支承立柱上设置的高度(相对于基座表面或者支承座)相同或大致相同。翻转装置1-14的两端可分别设置于所述轴承中。其中，所述轴承包括滑动轴承和滚动轴承。当所述主体架上设置有底梁1-2c时，所述翻转装置1-14的旋转轴一般与底梁1-2c的中心轴线平行。在未设置所述底梁1-2c时，所述翻转装置1-14的旋转轴一般与该工装基座或支承座表面平行。

所述翻转装置1-14还包括沿周向设置于旋转轴上的第一定位装置1-13a和第二定位装置1-13b。所述第一定位装置1-13a和第二定位装置1-13b之间可以是任意相位。本实施例中，所述两定位装置相位相反。其中所述的位相相反是指两定位装置分别设置于上述的旋转轴的两侧，位相呈180度，两定位装置的工作面均朝向外侧，即远离旋转轴的一侧。

第一定位装置1-13a和第二定位装置1-13b可用于支承焊接工件。例如，本实施例中，所述第一定位装置1-13a为焊接工件正装定位装置，而第二定位装置1-13b为焊接工件的反装定位装置。

通过旋转翻转装置1-14使第一定位装置1-13a至工作位(即该定位装置工作面向上位置)或者使第二定位装置1-13b至工作位，可实现焊接工件的正装胎位和反装胎位，从而便于对工件正反两面进行焊接。第一定位装置1-13a和第二定位装置1-13b也可以为其它位置胎位(例如焊接工具的侧向焊接)的定位装置，这里不再一一列举。

此外，还可以在所述第一定位装置1-13a和第二定位装置1-13b上设置配重结构，通过设置所述的配重结构，使得翻转装置1-14整体的质心位于其旋转轴线上。从而使翻转装置在改换胎位时易于旋转，而且在固定后稳定性好。本实施例中，在作为正装定位装置的第一定位装置1-13a上设置有若干去重孔(未标示)，以减轻整个正装定位装置的质量。当然，也可以增加第二定位装置1-13b的质量，例如加配重块或者用高密度材质制造第二定位装置1-13b。此外，还可以通过其它方式改变翻转装置1-14的质心，这里不再一一列举，任何能够改变第一定位装置1-13a和第二定位装置1-13b相对于旋转轴线质心位置的方案均可以应用于此。

此外，在本实施例中，在所述第一定位装置1-13a和第二定位装置1-13b上还分别设置有若干定位块(未标示)，通过调整定位块的高度，便于对焊接工件提供充分的支承。

当然，所述翻转装置1-14可以不仅仅包括本实施例所述的两个定位装置(第一定位装置1-13a和第二定位装置1-13b)，其还可以包括另外的定位装置，例如第三定位装置、第四定位装置等。在所述翻转装置1-14包括三个定位装置时，该三个定位装置可以以相位差为120度的方式设置于旋转轴周围；而在包括四个定位装置时，所述四个定位装置可以以相位差为90度的方式设置于旋转轴的周边。当所述翻转装置上的定位装置为数目N时，相邻定位装置的相位差为360/N度，即沿周向均匀设置于旋转轴上。每一定位装置可实现焊接工件不同胎位的焊接。

本实施例的可翻转组焊工装还包括有锁定装置，以便在相应的定位装置旋转至工作位后，将翻转装置1-14相对于主体架1-2固定，以便在该定位装置上设置焊接工件，进行焊接工作。

所述锁定装置包括设置于主体架上的第一锁定部件以及设置于所述翻转装置上的第二锁定部件；所述第一锁定部件和第二锁定部件配合将翻转装置相对于所述主体架固定。在本实施例中，所述第一锁定部件为设置于所述主体架1-2上的锁定杆1-15。所述第二锁定部件包括设置于所述翻转装置1-14上靠近旋转轴其中一个端部的圆形盘1-18。所述圆形盘1-18与翻转装置1-14具有相同的旋转轴线，且可以与所述翻转装置1-14同轴同步旋转。在所述圆形盘1-18上设置有与所述锁定杆1-15相配合的通孔。所述锁定杆1-15与通孔的位置使得翻转装置1-14在转动至第一定位装置1-13a或者第二定位装置1-13b为工作位时，锁定杆1-15能够插入所述的通孔中，将翻转装置1-14锁定。其中，在圆形盘1-18上可以设置两个相对于其中心对称的通孔，在主体架上设置一个锁定杆1-15，锁定杆1-15与其中一个通孔对准后，在圆盘旋转180度之后可与另一个通孔相对准。

此外，所述锁定杆1-15可以是与所述主体架1-2可分离的定位销。在所述主体架上设置锁定杆1-15的位置设置凹槽，当通孔与凹槽相对准是，将所述销子插入通孔和凹槽，从而将翻转装置1-14锁定。通过定位销对翻转装置进行锁定，定位精度高，锁定后翻转装置1-14不易晃动，稳定性好。

此外，所述圆形盘1-18上的通孔也可以是凹槽，所述凹槽设置于圆形盘1-18朝向其所靠近的旋转轴的一侧。凹槽的位置设置与通孔相同，这里不再赘述。

所述锁定装置也可以由其它结构，例如，所述圆盘外周设置有外齿，在主体架上设置卡隼，通过卡隼与外齿配合将翻转装置1-14锁定。这里不再对锁定装置的结构进行一一介绍，本领域技术人员可以根据本发明说明书的教导进行相应的设计和变化。

此外，为便于将位于工作位的定位装置上的焊接工件固定，还可以在主体架上设置压紧装置，使所述压紧装置作为可翻转组焊工装的一部分。当然，所述压紧装置也可以单独设置。

本实施例中的可翻转组焊工装中设置压紧装置。所述压紧装置包括设置于主体架上的压杆，通过该压杆可以将相应定位装置上的工件压紧固定，便于焊接。

本实施例中，压紧装置包括设置于主体架每一支承柱顶部的旋轴1-7和1-7a，套接于相应旋转轴上的套筒1-19a和1-19b以及由相应套筒向远离其旋轴方向伸出的压紧臂。例如，套筒1-19a上伸出有第一定位装置用压紧臂(本实施例中也称为正装压紧臂或者第一压紧臂)1-9和第二定位装置用压紧臂(反装压紧臂或者第二压紧臂)1-8；套筒1-19b上伸出有第一定位装置用压紧臂(正装压紧臂或者第一压紧臂)1-11和第二定位装置用压紧臂(反装压紧臂或者第二压紧臂)1-12。压杆设置于相应压紧臂的自由端。在每一压紧臂上均设置有所述的压杆。

所述旋轴1-7和1-7a，通过其底座上的孔以及螺栓固定于相应支承柱上所述旋轴1-7和1-7a可绕其轴线转动，使得相应的压紧臂置于工作位，以便对相应定位装置上的焊接工件进行压紧操作。为便于旋轴旋转，在每一旋轴上沿其径向还可以设置有孔或凸起，将十字扳手插入所述孔或套入所述凸起中可以转动旋轴。

请参考图3，以压紧臂1-9上端部设置压杆为例说明本发明中的压杆的结构。所述压杆包括丝杠1-23以及套接于其上的丝杠母1-22，所述丝杠母1-22固定于压紧臂1-9的自由端；所述丝杠1-23的一端设置有压头1-21，另一端设置有螺母1-10，所述螺母1-10可通过点焊固定于该端。此外，在所述螺母1-10底部可以设有垫圈。

其中，所述螺母1-10为标准的螺母，通过旋动所述的螺母1-10可实现压头1-21的伸缩。压杆的结构设置不仅可以采用手动扳子旋动螺母，也可以采用气动扳子，使用起来非常方便，效率很高。

此外，所述丝杠1-23上的与压头1-21相对的一端也可以不设置所述的螺母1-10，而是直接在该丝杠1-23的该端形成类似螺母外周的卡位结构，便于扳手旋拧该丝杠1-23

在图3所示的结构中，还包括侧向压紧装置1-6，所述侧向压紧装置1-6可以通过侧向对焊接工件进行压紧。

应用上述实施例所述的可翻转组焊工装工作时，例如焊接铝合金车顶边梁时，首先可采取正装模式，旋转翻转装置使正装定位装置13处于工作位，即图2中所示的情形，(利用定位销)锁定翻转装置后，可通过天车起吊车顶边梁型材，依次放入胎中，找正型材焊接位置，利用正装定位装置13上的定位块定位型材，将压紧臂1-9和1-11旋至工作位，用板子(手动或气动)旋动压杆(包括侧向压紧装置1-6上的压杆)直至杆头压紧工件，然后利用机器手焊接边梁正面。焊好后，用天车吊起焊接好的边梁，拔出定位销子，旋转翻转装置180度并插入定位销子，使工装处于反装模式下，将边梁相反一面放出焊接胎中，利用定位装置定位型材，找正位置后，利用压紧装置(压紧臂1-8和1-12)压紧工件，然后利用机器手焊接边梁反面。焊接完反面后，松开压紧装置，用天车吊出工件，焊接完成。

采用上述实施例的可翻转组焊工装，正装和翻转模式可通过翻转装置实现，使得工装占用的空间较小。采用本实施例所述的工装不必在水平方向移动焊接工件，可大幅度提高工件的入胎速度，缩短工件的找正定位时间，降低工人的劳动强度，提高工作效率，而且定位准确，占用的空间较小，使用灵活方便，特别适于空间有限制的地方使用。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims (14)

1.一种可翻转组焊工装，其特征在于，包括主体架、设置于该主体架上的翻转装置、锁定装置以及压紧装置；

所述主体架包括两支承立柱；

所述翻转装置具有一旋转轴；第一定位装置和第二定位装置沿周向设置于所述旋转轴上；所述翻转装置通过其旋转轴的两端分别可旋转的支承于所述两支承立柱上；

所述锁定装置包括设置于主体架上的第一锁定部件以及设置于所述翻转装置上的第二锁定部件；所述第一锁定部件和第二锁定部件配合将翻转装置相对于所述主体架固定；

所述压紧装置包括设置于所述主体架上的压杆，用于将设置于第一定位装置或第二定位装置上的工件压紧固定；

所述压紧装置还包括设置于所述主体架每一支承立柱顶部的旋轴、套接于该旋轴上的套筒以及由所述套筒向远离其旋轴方向伸出的压紧臂，所述压杆设置于所述压紧臂的自由端。

2.根据权利要求1所述的可翻转组焊工装，其特征在于，所述第一定位装置和第二定位装置相位相反。

3.根据权利要求1所述的可翻转组焊工装，其特征在于，所述压紧臂为两个，分别为第一定位装置用压紧臂和第二定位装置用压紧臂，分别称为第一压紧臂和第二压紧臂；在每一压紧臂上均设置有所述的压杆。

4.根据权利要求1或3所述的可翻转组焊工装，其特征在于，所述压杆包括丝杠以及套接于其上的丝杠母；所述丝杠母固定于压紧臂的自由端；所述丝杠的一端设置有压头，另一端设置有卡位结构。

5.根据权利要求4所述的可翻转组焊工装，其特征在于：所述卡位结构为与该端固定为一体的螺母。

6.根据权利要求1或2所述的可翻转组焊工装，其特征在于，所述主体架还包括底梁，所述两支承立柱设置于所述底梁上，并与所述底梁固定为一体。

7.根据权利要求6所述的可翻转组焊工装，其特征在于，在所述底梁底部两端还分别设置有水平调整装置，用于调整整个工装的水平。

8.根据权利要求1或2所述的可翻转组焊工装，其特征在于，所述第一锁定部件为设置于所述主体架上的锁定杆；

所述第二锁定部件包括固定设置于所述翻转装置上靠近旋转轴其中一端部的圆形盘，所述圆形盘可与所述翻转装置同轴同步旋转；在所述圆形盘上设置有与锁定杆相配合的通孔或在所述圆形盘朝向旋转轴的该端部一侧设有与锁定杆相配合的凹槽；

所述锁定杆与通孔或与凹槽的位置设置使得翻转装置在转动至第一定位装置或第二定位装置为工作位时，锁定杆能够插入所述通孔或凹槽中，将翻转装置锁定。

9.根据权利要求8所述的可翻转组焊工装，其特征在于，所述锁定杆为与所述主体架可分离的定位销。

10.根据权利要求1或2所述的可翻转组焊工装，其特征在于，所述第一定位装置为正装定位装置，第二定位装置为反装定位装置。

11.根据权利要求1至3任一所述的可翻转组焊工装，其特征在于，在所述翻转装置上还设置有配重结构，所述配重结构使得翻转装置的质心位于其旋转轴线上。

12.根据权利要求1或2所述的可翻转组焊工装，其特征在于，所述第一定位装置和第二定位装置上还设置有定位块。

13.根据权利要求1所述的可翻转组焊工装，其特征在于，所述翻转装置上的定位装置数目多于两个。

14.根据权利要求1所述的可翻转组焊工装，其特征在于，相邻定位装置的相位差为360/N度，其中，N为所述翻转装置上的定位装置数目。

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