CN102825408A - 一种立柱组焊工装 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种立柱组焊工装。该工装用于搅拌站立柱的焊接加工，包括：左右限位机构，所述左右限位机构包括第一端和第二端，所述立柱的第一连接板被限位于所述第一端，所述立柱的第二连接板被限位于所述第二端；上下限位机构，所述上下限位机构用于限制所述立柱的立柱本体的上下移动；侧面限位机构，所述侧面限位机构设置于所述立柱的立柱本体的侧面，用于限制所述立柱本体的前后移动。本发明通过各限位机构可以对立柱的各部分结构进行限位，具有工作效率高、劳动强度小、组对精度高等优点。

Description

一种立柱组焊工装

技术领域

本发明主要涉及工程机械及工装领域，特别涉及一种立柱组焊工装，用于搅拌站立柱的焊接加工。

背景技术

图1所示是一种搅拌站立柱的结构示意图，该立柱主要包括第一连接板a、第二连接板b、立柱本体c、爬手d和筋板e。该立柱本体c可以为槽钢，爬手d包括多个，依次焊接在立柱本体c的正面，第一连接板a和第二连接板b分别焊接于立柱本体c的两端，筋板e焊接于立柱本体c和第一连接板a之间。

该搅拌站立柱结构复杂，且无实用的组焊工装，目前均采用手工方式进行划线找正后组对焊接，主要存在以下缺点：

1）组对精度差，产品质量不稳定，不能达到精细化要求；

2）焊接过程中需要多次翻转工件，产生大量的动作浪费，因此导致立柱焊接效率低，，不能满足产能要求。

随着我国国民经济建设的快速发展，各种大型工程的加速建设，施工现场对搅拌站的需求日益增多，对制造商的产品质量和生产效率也提出了更高的要求。因此，如何提供一种立柱组焊工装，以便于快速高质地进行立柱的焊接加工，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种立柱组焊工装，该工装可以提高工作效率和组对精度，减轻操作人员的劳动强度。

本发明的立柱组焊工装，用于搅拌站立柱的焊接加工，包括:

左右限位机构，所述左右限位机构包括第一端和第二端，所述立柱的第一连接板被限位于所述第一端，所述立柱的第二连接板被限位于所述第二端；

上下限位机构，所述上下限位机构用于限制所述立柱的立柱本体的上下移动；

侧面限位机构，所述侧面限位机构设置于所述立柱的立柱本体的侧面，用于限制所述立柱本体的前后移动。

进一步地，所述左右限位机构的第一端和第二端包括：

挡块，所述挡块用于限制各连接板的左右方向的移动；

水平和竖直设置于挡块上的限位块，所述限位块用于限制各连接板的前后和/或上下方向的移动。

进一步地，所述左右限位机构的第一端和/或第二端的挡块上还设置有电磁铁，所述电磁铁开启时，用于将相应的连接板吸附在挡块上。

进一步地，所述左右限位机构的第一端或第二端还设置有：

第一直线驱动部件，所述第一直线驱动部件设置于相应的挡块上，用于驱动挡块水平移动，并使得相应的连接板紧贴所述立柱本体。

进一步地，所述第一直线驱动部件为油缸或气缸，所述立柱组焊工装还包括导轨，所述导轨相对于所述油缸或气缸的活塞杆平行设置，用于引导所述活塞杆和所述挡块的水平移动。

进一步地，所述上下限位机构包括：

垫块，所述垫块设置于所述立柱本体的下端，用于限制所述立柱本体向下的移动；

压块和第二直线驱动部件，所述压块的中间位置铰接于支架上，所述第二直线驱动部件铰接于所述压块的第一端，所述第二直线式驱动部件向上伸出时，所述压块的第二端向下运动，用于限制所述立柱本体向上的移动。

进一步地，所述侧面限位机构包括：

限位座，所述限位座设置于所述立柱本体的一侧；

压紧块和第三直线驱动部件，所述压紧块设置于所述限位座的相对侧，所述第三直线驱动部件设置于所述压紧块上，用于驱动压紧块水平移动，并使得所述压紧块紧贴所述立柱本体。

进一步地，还包括：

可旋转运动的旋转架，所述旋转架设置于所述左右限位机构的第一端和第二端之间，所述上下限位机构和所述侧面限位机构设置于所述旋转架上，所述旋转架上开设有用于施焊的敞口。

进一步地，还包括：

筋板限位机构，所述筋板限位机构包括可转动设置的第一翻转块，其转动中心为前后方向，所述第一翻转块铰接于所述左右限位机构的第一端，所述第一翻转块转动至贴近所述第一连接块时，第一翻转块侧面用于限制所述立柱的筋板的前后方向的移动。

进一步地，还包括：

爬手限位机构，所述爬手限位机构包括可转动设置的第二翻转块，其转动中心为左右方向，所述第二翻转块上设置有定位螺钉，所述第二翻转块转动到位时，所述定位螺钉用于限制所述立柱的爬手的前后方向的移动。

本发明通过各限位机构可以对立柱的各部分结构进行限位。与现有技术相比，本发明避免了多次翻转工件，其采用一次装夹即可完成工件所有待焊区域的焊接，装夹方便、辅助时间短、工件脱模过程快捷，提高了工作效率，并降低了工人的劳动强度；此外，本发明可以采用自动化控制，使用起来十分方便，而且其可以采用液压驱动，夹紧有力，重复定位精度高，因此相应地能提高组对精度，保证了产品质量。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是现有技术的立柱的结构示意图；

图2是本发明一实施例的立柱组焊工装的整体结构图；

图3是图2所示实施例的左右限位机构的第一端的结构示意图；

图4是图2所示实施例的上下限位机构的结构示意图；

图5是图2所示实施例的侧面限位机构的结构示意图；

图6是图2所示实施例的爬手限位机构的结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图2所示是本发明一实施例的立柱组焊工装的整体结构图。该立柱组焊工装可以用于图1的搅拌站立柱的焊接加工。从图2中可以看出，本发明的立柱组焊工装至少包括左右限位机构、上下限位机构3和侧面限位机构4。通过各限位机构的限位，可以保证立柱在左右、上下和前后方向的定位和夹紧，以便于后续的焊接加工。需要说明的是，本发明所指的左右、上下和前后方向是相对于立柱焊接时的状态而言，爬手d所在的方向为上，立柱两端的方向为左右。

其中，左右限位机构包括第一端1和第二端2，立柱的第一连接板a被限位于第一端1，立柱的第二连接板b被限位于第二端2。第一端1和第二端2可以分别安装于第一支撑架81和第二支撑架82上。第一支撑架81和第二支撑架82可以是由钢板焊接而成的箱形体。

需要说明的是，为了便于立柱的整体翻转，保证一次装夹即可完成工件所有焊缝的焊接，本发明的立柱组焊工装还可以设置有可旋转运动的旋转架5，旋转架5设置于左右限位机构的第一端1和第二端2之间，上下限位机构3和侧面限位机构4设置于旋转架5上。旋转架5上还可以开设有用于施焊的敞口，该敞口可以实现立柱背面相应焊缝的施焊。

第一支撑架81和第二支撑架82可以通过转轴与旋转架5连接形成门式结构，其中第一支撑架81内可以安装液压系统，第二支撑架82内可以安装旋转传动装置，该设计结构紧凑、外形美观，且支撑架承载能力强、刚度大。

左右限位机构可以为多种可能的限位板、限位夹等限位部件，本发明并不受限于此。作为一个实施例，如图3所示，本发明的左右限位机构的第一端1和第二端2可以包括挡块11和限位块12。其中，该挡块11用于限制各连接板的左右方向的移动，挡块11上包括有水平和竖直设置的限位块12。在上述技术方案的基础上，挡块11表面、水平和垂直限位块12侧面可以限制连接板在3个自由度的移动，从而实现连接板的限位。

进一步地，左右限位机构的第一端1和/或第二端2的挡块11上还设置有电磁铁，电磁铁开启时，用于将相应的连接板吸附在挡块11上。该电磁铁也可以限制连接板的1个自由度，阻止其向远离挡块11的方向偏离。

立柱本体c位于第一连接板a和第二连接板b之间，为了将立柱本体c与第一连接板a和第二连接板b夹紧，可以在挡块11与连接板之间加塞卡紧部件，优选地，本发明在左右限位机构的第一端1或第二端2还设置有第一直线驱动部件1a，第一直线驱动部件1a设置于相应的挡块11上，用于驱动挡块11水平移动，并使得相应的连接板紧贴立柱本体c。该第一直线驱动部件1a可以是各种机械、电动、液压或气压部件，本发明并不受限于此。作为本发明的一个实施例，该第一直线驱动部件1a为油缸或气缸，立柱组焊工装还包括导轨13，导轨13相对于油缸或气缸的活塞杆平行设置，用于引导活塞杆和挡块11的水平移动。该导轨13可以是两个圆柱形的导轨副，以增强活塞杆移动的导向性。

为了保证筋板e焊接的效率和精度，本发明还可以包括筋板限位机构，该筋板限位机构包括图3所示的可转动设置的第一翻转块61，其转动中心为前后方向，第一翻转块61铰接于左右限位机构的第一端1，第一翻转块61转动至贴近第一连接块时，第一翻转块61侧面用于限制立柱的筋板e的前后方向的移动。该第一翻转块61可以通过销轴与固定于挡块11上的支架铰接。当定位筋板e时，第一翻转块61翻转到位，第一翻转块61侧面、第一连接板a和立柱本体c表面可以限制筋板e在3个自由度的移动，从而实现筋板e的限位。

前述上下限位机构3可以为多种可能的限位板、限位夹等限位部件，本发明并不受限于此。作为一个实施例，本发明的上下限位机构3包括图2所示的垫块31，以及图4所示的压块32和第二直线驱动部件3a。其中，垫块31设置于立柱本体c的下端，用于限制立柱本体c的上下移动；压块32的中间位置铰接于支架33上，第二直线驱动部件3a铰接于压块32的第一端1，第二直线式驱动部件向上伸出时，压块32的第二端2向下运动，用于限制立柱本体c向上的移动。该第二直线式驱动部件可以是各种机械、电动、液压或气压部件，本发明并不受限于此。优选该第二直线驱动部件3a为油缸或气缸。在图2所示的实施例中，设置有6组压块32和第三直线驱动部件4a，每2组压块32成对设置于立柱本体c的两侧。

此外，前述侧面限位机构4也可以为多种可能的限位板、限位夹等限位部件，本发明并不受限于此。作为一个实施例，本发明的侧面限位机构4包括图2所示的限位座41，以及图5所示的压紧块42和第三直线驱动部件4a。其中，限位座41设置于立柱本体c的一侧，压紧块42设置于限位座41的相对侧，第三直线驱动部件4a设置于压紧块42上，用于驱动压紧块42水平移动，并使得压紧块42紧贴立柱本体c。该第三直线式驱动部件可以是各种机械、电动、液压或气压部件，本发明并不受限于此。优选该第三直线驱动部件4a为油缸或气缸。

该第三直线驱动部件4a也可以相应地设置有第二导轨43，该第二导轨43相对于第三直线驱动部件4a的运动方向平行设置，用于引导第三直线驱动部件4a和挡块11的水平移动。该第二导轨43可以是两个圆柱形的导轨副，以增强第三直线驱动部件4a移动的导向性。在图2所示的实施例中，在立柱本体c的侧面共设置有2组限位座41，以及2组与限位座41对应的压紧块42和第三直线驱动部件4a。

进一步地，为了保证各爬手d焊接的效率和精度，本发明还可以包括爬手限位机构7，该爬手限位机构7包括图6所示的可转动设置的第二翻转块72，其转动中心为左右方向，第二翻转块72上设置有定位螺钉71，第二翻转块72转动到位时，定位螺钉71用于限制立柱的爬手d的前后方向的移动。该第二翻转块72可以通过销轴73与固定于旋转架5上的第二支架74铰接。当定位爬手d时，第二翻转块72翻转到位，第二翻转块72侧面、定位螺钉71和立柱本体c表面可以限制筋板e在3个自由度上的移动，从而实现爬手d的限位。定位螺钉71优选包括2个，其也可以为其它数量，本发明并不受限于此。

本发明前述结构的立柱组焊工装的作业方式可以包括以下步骤：

a、将第二连接板b放入左右限位机构的第二端2中，利用固定在挡块11上的限位块12限制其位置后，开启挡块11上的电磁铁，将第二连接板b吸紧在挡块11上；

b、将立柱本体c放入上下定位块上，然后开启侧面限位机构4上的第三直线驱动部件4a，推动立柱本体c紧靠在限位座41上；

c、将第一连接板a放入左右限位机构的第一端1中，利用限位块12限制其位置后，开启挡块11上的电磁铁将第一连接板a吸紧在挡块11上；接着开启第一直线驱动部件1a，将第一连接板a、立柱本体c和第二连接板b压紧到位；最后开启上下限位机构3上的第二直线驱动部件3a，将立柱压紧在垫块31上；

d、采用定位焊方式将第一连接板a、立柱本体c和第二连接板b固定；

e、将爬手限位机构7中的第二翻转块72放平，利用定位螺钉71和第二翻转块72侧面定位爬手d，并采用定位焊固定；

f、将筋板限位机构中的第一翻转块61绕销轴翻转，直至与第一连接板a贴合，然后以第一连接板a、筋板e定位块侧面和立柱本体c表面为定位基准面限制筋板e的位置，再采用定位焊固定；

g、采用平焊方式焊接工件正面所有待焊处，然后开启旋转开关，将旋转架5旋转到合适位置后焊接其余待焊区域；

h、待工件所有待焊区域焊接完毕后，将工装翻转至初始位置，并将各限位机构复位，吊出已焊完工件，同时准备焊接下一组工件。

综上所述，本发明可以通过左右限位机构、上下限位机构3和侧面限位机构4对第一连接板a、第二连接板b和立柱进行限位，并可以通过爬手限位机构7对爬手d进行限位，通过筋板限位机构对筋板e进行限位。与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1）工作效率高、劳动强度小

本发明的立柱组焊工装避免了多次翻转工件，其采用一次装夹即可完成工件所有待焊区域的焊接，装夹方便、辅助时间短、工件脱模过程快捷，提高了工作效率，并降低了工人的劳动强度。

2）组对精度高

本发明的立柱组焊工装的左右限位机构、上下限位机构3和侧面限位机构4均可以采用自动化控制，使用起来十分方便，而且其可以采用液压驱动，夹紧有力，重复定位精度高，因此相应地能提高组对精度，保证了产品质量。

此外，本发明还具有结构紧凑、外形美观、易于实施等优点。因此，本发明的有益效果是显而易见的。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种立柱组焊工装，用于搅拌站立柱的焊接加工，其特征在于，包括：

左右限位机构，所述左右限位机构包括第一端（1）和第二端（2），所述立柱的第一连接板（a）被限位于所述第一端（1），所述立柱的第二连接板（b）被限位于所述第二端（2）；

上下限位机构（3），所述上下限位机构（3）用于限制所述立柱的立柱本体（c）的上下移动；

侧面限位机构（4），所述侧面限位机构（4）设置于所述立柱的立柱本体（c）的侧面，用于限制所述立柱本体（c）的前后移动。

2.根据权利要求1所述的立柱组焊工装，其特征在于，所述左右限位机构的第一端（1）和第二端（2）包括：

挡块（11），所述挡块（11）用于限制各连接板的左右方向的移动；

水平和竖直设置于挡块（11）上的限位块（12），所述限位块（12）用于限制各连接板的前后和/或上下方向的移动。

3.根据权利要求2所述的立柱组焊工装，其特征在于，所述左右限位机构的第一端（1）和/或第二端（2）的挡块（11）上还设置有电磁铁，所述电磁铁开启时，用于将相应的连接板吸附在挡块（11）上。

4.根据权利要求2所述的立柱组焊工装，其特征在于，所述左右限位机构的第一端（1）或第二端（2）还设置有：

第一直线驱动部件（1a），所述第一直线驱动部件（1a）设置于相应的挡块（11）上，用于驱动挡块（11）水平移动，并使得相应的连接板紧贴所述立柱本体（c）。

5.根据权利要求4所述的立柱组焊工装，其特征在于，所述第一直线驱动部件（1a）为油缸或气缸，所述立柱组焊工装还包括导轨（13），所述导轨（13）相对于所述油缸或气缸的活塞杆平行设置，用于引导所述活塞杆和所述挡块（11）的水平移动。

6.根据权利要求1所述的立柱组焊工装，其特征在于，所述上下限位机构（3）包括：

垫块（31），所述垫块（31）设置于所述立柱本体（c）的下端，用于限制所述立柱本体（c）向下的移动；

压块（32）和第二直线驱动部件（3a），所述压块（32）的中间位置铰接于支架（33）上，所述第二直线驱动部件（3a）铰接于所述压块（32）的第一端（1），所述第二直线式驱动部件向上伸出时，所述压块（32）的第二端（2）向下运动，用于限制所述立柱本体（c）向上的移动。

7.根据权利要求1所述的立柱组焊工装，其特征在于，所述侧面限位机构（4）包括：

限位座（41），所述限位座（41）设置于所述立柱本体（c）的一侧；

压紧块（42）和第三直线驱动部件（4a），所述压紧块（42）设置于所述限位座（41）的相对侧，所述第三直线驱动部件（4a）设置于所述压紧块（42）上，用于驱动压紧块（42）水平移动，并使得所述压紧块（42）紧贴所述立柱本体（c）。

8.根据权利要求1-7任一项所述的立柱组焊工装，其特征在于，还包括：

可旋转运动的旋转架（5），所述旋转架（5）设置于所述左右限位机构的第一端（1）和第二端（2）之间，所述上下限位机构（3）和所述侧面限位机构（4）设置于所述旋转架（5）上，所述旋转架（5）上开设有用于施焊的敞口。

9.根据权利要求1-7任一项所述的立柱组焊工装，其特征在于，还包括：

筋板限位机构，所述筋板限位机构包括可转动设置的第一翻转块（61），其转动中心为前后方向，所述第一翻转块（61）铰接于所述左右限位机构的第一端（1），所述第一翻转块（61）转动至贴近所述第一连接块时，第一翻转块（61）侧面用于限制所述立柱的筋板（e）的前后方向的移动。

10.根据权利要求1-7任一项所述的立柱组焊工装，其特征在于，还包括：

爬手限位机构（7），所述爬手限位机构（7）包括可转动设置的第二翻转块（72），其转动中心为左右方向，所述第二翻转块（72）上设置有定位螺钉（71），所述第二翻转块（72）转动到位时，所述定位螺钉（71）用于限制所述立柱的爬手（d）的前后方向的移动。

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