CN102248310B - 钢板激光焊机用夹具装置和实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钢板激光焊机用夹具装置。它主要包括：上夹板机构，用于钢板的夹持；下夹板机构，用于钢板的矫平工作；箱体机构，用于安装上夹板机构与下夹板机构的机械支撑。当钢板通过自动给进系统送入两个夹板之间时，上夹板通过上夹板液压缸压下，定位销套和定位销杆闭合，微型液压缸将柔性夹板沿悬挂滑块顶起，微型液压缸为压力控制可紧密的将钢板贴合在上夹具表面，从而实现矫平作用。本发明可以克服由于钢板本身的板型缺陷导致的夹具不能平直的夹持钢板的缺陷，解决了薄钢板焊接是的夹持矫平问题，提高了薄钢板的焊接质量，同时延长了夹具系统的使用寿命。本发明提供的带有矫平功能的钢板激光焊机夹具，设计简单，工艺易行，便于推广。

Description

钢板激光焊机用夹具装置和实现方法

技术领域：

本发明涉及夹具装置，特别是一种钢板激光焊机用夹具装置和实现方法，具体是一种拥有矫平功能的钢板激光焊机用夹具装置和实现方法。

技术背景：

钢板激光焊机是广泛用于钢板连续生产线上最重要的设备之一。作用是将上一钢卷的带尾与后一钢卷的带头连接在一起，保持生产的连续性。同时也广泛用于汽车板拼接生产线。任何一次焊接质量问题都会造成巨大的经济损失。

钢板激光焊机夹具是设备的重要组成机构，钢板激光焊机夹具在夹持钢板为焊接做准备时，钢板端部的板型的优劣对焊接质量起决定性作用。

传统钢板激光焊机夹具是由两组可垂直移动的平板构成，分为上下夹板，每片夹板由螺栓连接的钢板组构成，其中一组固定，另一组通过液压系统提供夹持力并进行夹持和打开的工艺动作。该钢板焊机夹具存在以下缺陷：

一、由于传统夹具由两片刚性很强的由螺栓连接的钢板组构成，因为在钢板生产工艺中钢卷成品的带头带尾会产生很大的板型缺陷(浪型、镰刀弯、超厚等)，给钢板连续生产时焊接带头带尾时造成很大的困难，所以在夹持钢板时夹具的工作表面与钢板两个表面只能是点接触，由于接触面积大，单位面积钢板上压力较小，夹具刚性太强不能做适当的变形调节，在焊接过程中不能保持钢板端面平直，很容易导致焊接后出现搭接、层错、焊缝不平直等缺陷。

二、当钢板激光焊机夹具带钢运行时，由于张力的变化，以及在钢板上一卷完成时的甩尾和穿带过程中没有张力在重力自然垂度的作用下，钢带会对下夹具的工作表面有很大的磨损，在长期的工作后由于下表面的破坏，导致夹具在夹持钢板时平行度进一步恶化，对焊接质量造成严重影响并导致断带等恶性事故。

三、传统夹具主要工作表面经常受到磨损，夹具更换频繁，备件费用较大，而且由于为一体件更换难度大，维修耗时长。

四、随着钢板产业的发展，钢板产品向着薄规格发展，传统夹具由于夹具的钢板组结构，加工精度，安装精度以及钢板生产过程中的粉尘环境，不能保持在薄钢板夹持过程中的平行精度，已经不能满足薄钢板所需的焊接精度。

发明内容

本发明的目的是提供一种带有矫平功能的钢板激光焊机的夹具装置和实现方法。可以克服由于钢板本身的板型缺陷导致的夹具不能平直的夹持钢板的缺陷，尤其是解决了薄钢板焊接是的夹持矫平问题，很大的提高了薄钢板的焊接质量，同时延长了夹具系统的使用寿命。本发明提供的带有矫平功能的钢板激光焊机夹具，设计简单，工艺易行，便于推广。

本发明提供的钢板激光焊机的夹具装置主要包括：上夹板机构、下夹板机构和箱体机构。

上夹板机构，用于完成主要的夹持工作，其中包括：上夹板，圆柱导轨，刚性夹板液压缸，定位销套。上夹板由一组由螺栓连接的钢板组构成，工作表面是进行了特殊热处理的硬度高和抗磨性好的特殊材质钢板，与上夹板液压缸连接并可以在圆柱导轨的约束下进行上下移动。上夹板液压缸由三个相同的液压缸组成，缸体连接在箱体上，缸杆连接在上夹板为刚性夹具夹持提供动力。圆柱导轨用以约束上夹板的移动轨迹。定位销套与下夹板的定位销杆共同约束在夹持过程中上夹板和下夹板的相对位置的稳定。

下夹板机构，用于完成钢板的矫平工作，其中包括：下夹板，柔性夹板，微型液压缸，悬挂滑块，定位销套。下夹板是由一组由螺栓连接的钢板组构成，工作表面是进行了特殊热处理的硬度高和抗磨性好的特殊材质钢板，下夹板固定在夹具箱体上。柔性夹板是一个经过切削加工成为有10个柔性连接的整块钢板，可以提供分段的夹持使钢板可以更紧密的压在上夹具表面。微型液压缸共设置9个用以为柔性夹板提供独立的工作动力，微型液压缸的压力是根据钢板的厚度而可以进行自动调节压力的系统。悬挂滑块用以将柔性夹板以悬挂的方式连接在下夹板前端。定位销杆与上夹板的定位销套共同约束在夹持过程中上夹板和下夹板的相对位置的稳定。

箱体机构，用于为安装上夹板机构与下夹板机构的机械支撑，其中，箱体机构是由钢板焊接而成的一个上下夹板安装的机械基础，箱体可以在夹具基座上滑动。

所述的柔性夹板设置有与悬挂滑块相契合的滑动槽，保证刚度的同时有挠曲能力。

使用本发明所述的夹具装置用于钢板激光焊机焊接的实现方法的过程如下：当钢板通过自动给进系统送入用于钢板的夹持的上夹板机构，并且经过用于钢板矫平的下夹板机构的矫平，提供焊接状态，实现钢板的激光焊接。具体为：

当钢板通过自动给进系统送入两个夹板之间时，上夹板通过上夹板液压缸压下，定位销套和定位销杆闭合，达到将钢板夹持的目的，然后微型液压缸将柔性夹板沿悬挂滑块顶起，由于微型液压缸为压力控制可紧密的将钢板贴合在上夹具表面，从而实现矫平作用，为焊接提供最好的焊接状态。

本发明具有以下特点：

1)本发明有效防止钢板焊接准备过程中，夹具夹持钢板时由于钢板本身的板型缺陷导致的夹具不能平直的夹持钢板的缺陷，尤其是根本性的解决了薄钢板焊接是的夹持矫平问题，大大提高了薄钢板的焊接质量。

2)本发明的夹具装置夹持的参考平面是上夹具的夹持表面，由于在生产过程中钢板在重力的作用下上夹具的夹持面几乎没有磨损，提高了校正板型的精度，同时延长了夹具的使用寿命。

3)本发明的柔性夹板装置通过悬挂滑块悬挂连接在下夹板侧面，在非工作状态时柔性夹板的上表面是低于下夹板的上表面的，这样就减少了柔性夹板工作面得磨损，而下夹板工作面得磨损对夹具的工作几乎没有影响，提高了整个夹具系统的工作寿命。

4)本发明的微型液压缸控制方式为压力控制，压力控制方式可以很好的利用液体压力传递的特点将钢板平直的压实在上夹具的下表面。很好的达到了矫平的目的。

附图说明

图1是上夹板等轴视图。

图2是下夹板等轴视图。

图3是下夹板侧视图。

图4是夹具等轴视图。

图5是柔性夹板正视图。

图6是柔性夹板局部放大图。

图7是悬挂滑块等轴视图。

具体实施方式

本发明的具体实施方案参照附图详细说明如下，但仅作说明而不是限制本发明。

如图所示，1-上夹板，2-圆柱导轨，3-上夹板液压缸，4-定位销套，5-下夹板，6-柔性夹板，7-微型液压缸，8-悬挂滑块，9-定位销杆，10-箱体机构，11-夹具基座。

本发明拥有矫平功能的防磨损钢板激光焊机用夹具装置(夹具等轴视图)主要包括上夹板机构(上夹板等轴视图)、下夹板机构(下夹板等轴视图)和箱体机构组成。

所说的上夹板机构包括上夹板1，圆柱导轨2，上夹板液压缸3，定位销套4。上夹板1与上夹板液压缸3缸杆用螺栓连接(上夹板液压缸3共有三个液压缸，两侧液压缸的缸杆与上夹板通过螺栓固定连接，中间液压缸不与夹板1连接，以利于夹持速度的均衡)。上夹板液压缸3缸体与在箱体机构10的上部以螺栓连接。圆柱导轨2导柱与夹板1螺栓连接，圆柱导轨2的导轨套固定在箱体机构10上，用以约束夹板1的直线动作保持运动精度。定位销套4位于夹板下表面两侧。

所说的下夹板机构包括下夹板5，柔性夹板6，微型液压缸7，悬挂滑块8，定位销杆9。其中下夹板5用螺栓固定在箱体机构10的下部。悬挂滑块8与下夹板5通过螺栓连接，柔性夹板6通过悬挂滑块8滑动卡槽悬挂连接在下夹板5的前侧面，可以做上下滑动。九个微型液压缸7缸体以螺纹连接在下夹板5前侧并位于柔性夹板6的每一个刚性节的下方，柔性夹板6下表面与微型液压缸7缸杆接触但不紧固连接，微型液压缸7可以顶起柔性夹板6做上下滑动。定位销杆9位于下夹具两侧与定位销套4相对应的位置。

箱体机构10安装在夹具基座11上可以做滑动为夹具安装提供机械支撑。

本发明运行过程是：当钢板由生产线上的钢带给进系统将钢板送入夹具中并到达相应的位置，所说的上夹板液压缸3通过液压控制系统控制压下带动上夹板1沿着圆柱导轨2压下，压下过程中定位销套4与定位销杆9闭合上夹板1与下夹板5将钢板夹持，达到指定的压力后，微型液压缸7沿悬挂滑块8顶起柔性夹板6将带钢压在上夹板1的下表面，并达到矫平的作用。

Claims (6)

1.一种钢板焊接用夹具装置，它主要包括：

上夹板机构，用于钢板的夹持；

下夹板机构，用于钢板的矫平工作；

箱体机构，用于安装上夹板机构与下夹板机构的机械支撑；

其特征在于：所述的上夹板机构包括：上夹板，圆柱导轨，上夹板液压缸，定位销套，上夹板是一组由螺栓连接的表面硬度高和抗磨性好的钢板组构成，上夹板与上夹板液压缸连接并在圆柱导轨的约束下进行上下移动；上夹板液压缸缸体通过螺栓连接在箱体机构上部，缸杆通过螺栓连接在上夹板为夹具夹持提供动力；圆柱导轨导套用螺栓紧固在箱体机构上部两侧，圆柱导轨用于约束上夹板的移动轨迹，定位销套与下夹板的定位销杆共同约束在夹持过程中上夹板和下夹板的相对位置的稳定；

所述的下夹板机构包括：下夹板，柔性夹板，微型液压缸，悬挂滑块，定位销套；下夹板是由一组由螺栓连接的表面硬度高和抗磨性好的钢板组构成，下夹板螺栓固定在夹具箱体机构下部；柔性夹板是切削加工的整块钢板，可提供分段的夹持使钢板更紧密的压在上夹板表面；微型液压缸固定螺纹连接在下夹板前侧柔性夹板下部，为柔性夹板提供独立的工作动力；悬挂滑块用于将柔性夹板以悬挂的方式连接在下夹板前端；定位销杆与上夹板的定位销套共同约束在夹持过程中上夹板和下夹板的相对位置，柔性夹板悬挂在悬挂滑块上，并可做上下滑动。

2.根据权利要求1所述的夹具装置，其特征在于所述的箱体机构是由钢板焊接而成，箱体可在夹具基座上滑动。

3.根据权利要求1所述的夹具装置，其特征在于所述的上夹板液压缸由三个同样的液压缸组成。

4.根据权利要求1所述的夹具装置，其特征在于所述的微型液压缸共设置9个同样的液压缸。

5.根据权利要求1所述的夹具装置，其特征在于所述的柔性夹板是10个柔性连接的整块钢板，并设置有与悬挂滑块相契合的滑动槽，保证刚度的同时有挠曲能力。

6.一种权利要求1所述的夹具装置用于钢板激光焊机焊接的实现方法，其特征在于：当钢板通过自动给进系统送入用于钢板的夹持的上夹板机构，并且经过用于钢板矫平的下夹板机构的矫平，提供焊接状态，实现钢板的激光焊接。

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