CN106216919A - 搅拌车封头组对焊接的定位夹紧装置及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种搅拌车封头组对焊接的定位夹紧装置及其操作方法。本发明搅拌车封头组对焊接的定位夹紧装置，它包括球头支撑、气动压紧装置、压块、上平台；球头支撑、气动压紧装置和压块均设置在上平台上。其中，上平台为辐条状，中间为一圆平台，从圆平台的外圆处向外辐射有若干个沿圆周方向均布的悬臂，每个悬臂上均设置有一个压块、一个球头支撑；气动压紧装置设置在上平台中心的圆平台正中。无论是存在加工公差的同型号的封头，还是尺寸相差不大的不同型号的封头，都可以使用本发明进行定位和夹紧，从而提高了其通用性，进一步提高了工作效率，也减轻了工人的工作负担。

Description

搅拌车封头组对焊接的定位夹紧装置及其操作方法

技术领域

本发明涉及一种工装及其操作方法，尤其涉及搅拌车封头组对焊接的定位夹紧装置及其操作方法。

背景技术

混凝土搅拌车封头是位于搅拌车罐体前端的圆形密封盖(如图6所示)，一般由法兰、内盖板、封头板、筋板(图中未表示)这几个部分组成。后文中将“混凝土搅拌车封头”简称为“封头”。

目前混凝土搅拌车的封头前期组对焊接是在搅拌车封头定位模上进行的，根据不同型号的封头制作有相对应的定位模具：先将封头定位模水平放置，然后将法兰水平居中放置于封头定位模中心平台上，用吊机将封头板、内盖板穿过法兰放置于封头定位模里。封头和定位模靠外加的压块压紧固定，然后依次进行手工焊接，完成后再取下压块，吊走封头组件。

此种的组对焊接加工方式具有局限性，其缺点是：1、前期封头制作时用螺栓和压块来压紧法兰，完全靠工人人工进行装夹卸载，且调整不同型号的封头法兰的时候又要更换相对应的凹模，费时费力；2、焊接的时候工人得进入凹模内蹲在封头上进行焊接，会对工件产生一些应力，夏天的时候，也容易被焊接的热量烫伤，焊接很不方便也不安全；3、即使同型号的封头，零件也有一定的的加工公差，而这种凹模不能很好地进行适应性调整；封头定位模进行测量定位、组对的自动化程度低，制作出来的产品其统一性、位置精度不高，标准性较差，而且加工效率低；4、封头板与法兰之间的相对位置关系全靠制造好的定位模控制，因此可调性差。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种搅拌车封头组对焊接的定位夹紧装置及其操作方法。本发明定位夹紧装置依靠气动压紧装置对法兰压紧，可以适用于不同型号直径的封头法兰。同时，本发明的通用性好，对不同型号的封头都可以实现定位和夹紧，从而提高了其通用性，进一步提高了工作效率，也减轻了工人的工作负担。进一步地，本发明可以保证封头中封头板与法兰之间的相对位置关系。再者，本发明可以使用焊接机器人配合回转变位机进行焊接，焊接方便安全，焊接质量和速度都有所提升，且不会对工件产生其他应力。因此，利用本发明定位夹紧装置和操作方法进行焊接得到的搅拌车封头标准统一、位置精度更高，加工效率更高，工人劳动强度更小。

本发明搅拌车封头组对焊接的定位夹紧装置，它包括球头支撑2、气动压紧装置、压块、上平台；球头支撑、气动压紧装置和压块均设置在上平台上。

进一步地，上平台为辐条状，中间为一圆平台，从圆平台的外圆处向外辐射有若干个沿圆周方向均布的悬臂，每个悬臂上均设置有一个压块、一个球头支撑；气动压紧装置设置在上平台中心的圆平台正中。

进一步地，上平台的每条悬臂上均有两个平行的跑道形通孔作为轨道，压块和球头支撑均通过跑道形通孔与悬臂联接，且压块处于球头支撑的外侧。

进一步地，跑道形通孔的方向为沿悬臂的外侧平行于悬臂中心线的方向，且同一个悬臂上的两个跑道形通孔关于悬臂中心线对称，每个悬臂的跑道形通孔旁边均设有刻度尺。

进一步地，平台的圆台上表面有一环形凹槽和若干扇形定位凸块。

进一步地，球头支撑包括支撑底座、支撑球头、调节螺母；支撑底座通过跑道形通孔与悬臂联接，支撑球头通过下面的螺栓部与支撑底座配合，并通过调节螺母并紧。

进一步地，压块包括支柱、“┑”形压头，支柱下部的底座通过跑道形通孔与悬臂联接，“┑”形压头的水平部分通过螺栓与支柱连接，竖直部分通过螺栓与水平部分相连。

进一步地，压块的“┑”形压头的竖直部分设置有一向下突出的限位板。

进一步地，定位夹紧装置还包括回转变位机，上平台与回转变位机的竖直转轴相连。

本发明搅拌车封头组对焊接的定位夹紧装置的操作方法，其具体步骤是：

①、工作开始前，确定上平台处于水平，气动压紧装置的压头处于收回状态，压块的“┑”形压头转向装置外侧，几组球头支撑距离上平台的中心的距离基本一致，支撑球头的高度一致；然后用吊机放入法兰，用上平台上表面的扇形凸块和法兰端面的沉头配合定位，确保法兰中轴线与气动压紧装置中轴线重合，然后启动气动压紧装置，通过气动压头压紧法兰；

②、用吊机起吊封头板使其凸面向下同轴地置于法兰外围，把压块的压头转回内侧并调节好距离上平台的中心位置，使“┑”形压头正对封头板的上边，限位板内侧面与封头板上边的外边沿相切，拧紧螺栓固定压头；调整球头支撑的位置和高度，顶起封头板使它处于被压块压紧的状态；

③、先手工点焊封头板与法兰的焊缝起到联接定位作用，然后用焊接机器人或者由工人配合回转变位机焊好圆形焊缝，放置筋板并手工完成焊接；

④、用吊机放入封头内盖板，与法兰同轴，调整好内盖板位置，手工点焊定位，然后用焊接机器人或者由工人配合回转变位机完成两道圆形焊缝；

⑤、焊接完成后，松开球头支撑，松开压块并将“┑”形压头转向外侧，收回气动压紧装置的压头，用吊机吊走已焊接好的封头组件。

本发明搅拌车封头组对焊接的定位夹紧装置依靠气动压紧装置对法兰夹紧，可以适用于不同型号直径的封头法兰，省时省力。同时，本发明的通用性好，无论是存在加工公差的同型号的封头，还是尺寸相差不大的不同型号的封头，都可以实现定位和夹紧，从而提高了其通用性，进一步提高了工作效率，也减轻了工人的工作负担。再者，本发明可以保证封头中封头板与法兰之间的相对位置关系。另外，本发明可以使用焊接机器人配合回转变位机进行焊接，焊接方便安全，焊接质量和速度都有所提升，且不会对工件产生其他应力。因此，利用本发明定位夹紧装置和操作方法进行焊接得到的搅拌车封头标准统一、位置精度更高，加工效率更高，工人劳动强度更小。

附图说明

图1是本发明定位夹紧装置的示意图一；

图2是本发明定位夹紧装置的示意图二(去除回转定位机)；

图3是压块的示意图；

图4是球头支撑的示意图；

图5是气动压紧装置的示意图；

图6是搅拌车封头使用本发明的定位夹紧装置进行组对焊接时的位置示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明：

实施例1

从图2可知，本发明搅拌车封头组对焊接的定位夹紧装置，其特征是：它包括球头支撑2、气动压紧装置3、压块4、上平台5；球头支撑2、气动压紧装置3和压块4均设置在上平台5上。其中，气动压紧装置是专门用来压紧法兰的，使其在回转变位中不脱离位置。同时，自动化的气动压紧装置一键完成法兰压紧，简便又快捷。气动压紧装置的结构如图5所示，

实施例2

从图1、图2、图6可知，上述实施例中的上平台5为辐条状，中间为一圆平台，从圆平台的外圆处向外辐射有若干个沿圆周方向均布的悬臂，每个悬臂上均设置有一个压块4、一个球头支撑2；气动压紧装置3设置在上平台5中心的圆平台正中。

实施例3

上述实施例中，上平台5的每条悬臂上均有两个平行的跑道形通孔作为轨道，压块4和球头支撑2均通过跑道形通孔与悬臂联接，且压块4处于球头支撑2的外侧。这样无论是相同型号的封头的零件存在加工公差，还是尺寸相差不大的不同型号的封头，都可以通过球头支撑2和压块4在跑道形通孔内移动调整，实现定位和夹紧，从而提高了其通用性，进一步提高了工作效率，也减轻了工人的工作负担，省时省力。

实施例4

上述实施例中，跑道形通孔的方向为沿悬臂的外侧平行于悬臂中心线的方向，且同一个悬臂上的两个跑道形通孔关于悬臂中心线对称，每个悬臂的跑道形通孔旁边均设有刻度尺。刻度尺的设置是为了明确了解压块4和球头支撑2距上平台1中心轴的位置，便于若干组球头支撑和压块的一致性调整，从而确保了封头板和法兰的同轴。

实施例5

上述实施例中，上平台5的圆台上表面有一环形凹槽和若干扇形定位凸块。此扇形凸块的作用是为了和法兰端面的沉头配合定位，从而确定法兰中轴线与气动压紧装置的中轴线重合。

实施例6

从图4可知，上述实施例中，球头支撑2包括支撑底座2-2、支撑球头2-1、调节螺母2-3；支撑底座2-2通过跑道形通孔与悬臂联接，支撑球头2-1通过下面的螺栓部与支撑底座2-2配合，并通过调节螺母2-3并紧。球头支撑2通过转动螺栓调节其高度。

当需要微调时，通过转动螺栓部分调节顶起的高度；当调整范围较大时，松开球头支撑底座与跑道形通孔之间的螺栓，使球头支撑沿跑道形通孔前后移动到相应的位置后固定，然后再进行微调。这种结构提高了其通用性，进一步提高了工作效率。

实施例7

从图3可知，上述实施例中，压块4包括支柱4-1、“┑”形压头4-2，支柱4-1下部的底座通过跑道形通孔与悬臂联接，“┑”形压头4-2的水平部分通过螺栓与支柱4-1连接，竖直部分通过螺栓与水平部分相连。由于“┑”形压头的水平部分靠螺栓固定在支柱上头，因此“┑”形压头相对于支柱可以水平转动，转向装置外侧以方便封头起吊，当焊接时，“┑”形压头转回到装置内侧压紧封头板。加之压块2可以在跑道形通孔内移动，因此可以适应加工不同型号的封头，提高了其通用性，进一步提高了工作效率。

实施例8

进一步地，上述实施例中，压块4的“┑”形压头4-2的竖直部分设置有一向下突出的限位板4-3。此限位板起到定位和防止封头板向外滑的作用，同时也便于封头板的径向对中。

由于上平台上表面上的扇形凸块、球头支撑、压块都是在同一个上平台上，相互之间的高度位置调节都是一致的，所以上述的球头支撑和压块不仅可以夹紧封头，还能一次性定位好封头板和法兰的纵向位置关系，并适应有着不同加工公差的封头。

实施例9

上述实施例中，定位夹紧装置还包括回转变位机1，上平台5与回转变位机1的竖直转轴相连。其中回转变位机1具有两个转动自由度，可以按给定程序运动配合焊接机器人焊接，简化焊接机器人的焊接路径，从而进一步保护焊接质量和提高焊接效率。同时，回转变位机也可以方便人工焊接，保证焊缝质量。

实施例10

本发明搅拌车封头组对焊接的定位夹紧装置的操作方法，其具体步骤是：

①、工作开始前，确定上平台1处于水平，气动压紧装置3的压头处于收回状态，压块4的“┑”形压头转向装置外侧，几组球头支撑2距离上平台5的中心的距离基本一致，支撑球头2-1的高度一致；然后用吊机放入法兰6，用上平台1上表面的扇形凸块和法兰6端面的沉头配合定位，确保法兰中轴线与气动压紧装置中轴线重合，然后启动气动压紧装置3，通过气动压头压紧法兰6；

②、用吊机起吊封头板8使其凸面向下同轴地置于法兰外围，把压块4的“┑”形压头转回内侧并调节好距离上平台5的中心位置，使“┑”形压头4-2正对封头板8的上边，限位板4-3内侧面与封头板8上边的外边沿相切，拧紧螺栓固定压头4；调整球头支撑2的位置和高度，顶起封头板8使它处于被压块压紧的状态；

③、先手工点焊封头板8与法兰6的焊缝起到联接定位作用，然后用焊接机器人配合回转变位机或者由工人焊好圆形焊缝，放置筋板并手工完成焊接；

④、用吊机放入封头内盖板7，与法兰6同轴，调整好内盖板位置，手工点焊定位，然后用焊接机器人或者由工人配合回转变位机完成两道圆形焊缝；

⑤、焊接完成后，松开球头支撑2，松开压块4并将“┑”形压头4-2转向外侧，收回气动压紧装置3的压头，用吊机吊走已焊接好的封头组件。

焊接过程中，法兰、内盖板、封头板在定位夹紧装置上的相对位置及定位夹紧的状态如图6所示。

从上述可以看出，本发明定位夹紧装置保证并提高了封头板和法兰端面的纵向位置精度，保证并提高了封头板、内盖板和法兰的同轴度、定位精度，保证并提高了焊接质量减少了焊接加工用时。同时，还简化了操作步骤，减少了定位加工用时，提升了自动化程度，提高了安全性和通用性。同时，焊接机器人可以和两台回转变位机集成，让焊接质量和效率都有很大提升。

本发明搅拌车封头组对焊接的定位夹紧装置，可以实现对搅拌车多种型号封头各个零部件的快速定位和夹紧，而后由自动焊接机器人焊接成型。当然也可以由工人焊接成型。

搅拌车封头使用本发明定位夹紧装置和方法进行组对焊接时，上平台可以调节加工范围从而对有不同的封头进行组对焊接，通过压块对高度的和水平方向的限制一次装夹就可定位多个参数，保证了工件的加工精度和一致性，同时效率也有所提高。同时，本发明通过下部回转变位机，增加了工件焊接过程中的灵活性，而且水平方向的旋转装置的设计使封板和盖板的圆形焊缝焊接更加精准便捷。

Claims (10)

1.搅拌车封头组对焊接的定位夹紧装置，其特征是：它包括球头支撑(2)、气动压紧装置(3)、压块(4)、上平台(5)；球头支撑(2)、气动压紧装置(3)和压块(4)均设置在上平台(5)上。

2.根据权利要求1所述的定位夹紧装置，其特征是：上平台(5)为辐条状，中间为一圆平台，从圆平台的外圆处向外辐射有若干个沿圆周方向均布的悬臂，每个悬臂上均设置有一个压块(4)、一个球头支撑(2)；气动压紧装置(3)设置在上平台(5)中心的圆平台正中。

3.根据权利要求2所述的定位夹紧装置，其特征是：上平台(5)的每条悬臂上均有两个平行的跑道形通孔作为轨道，压块(4)和球头支撑(2)均通过跑道形通孔与悬臂联接，且压块(4)处于球头支撑(2)的外侧。

4.根据权利要求3所述的定位夹紧装置，其特征是：跑道形通孔的方向为沿悬臂的外侧平行于悬臂中心线的方向，且同一个悬臂上的两个跑道形通孔关于悬臂中心线对称，每个悬臂的跑道形通孔旁边均设有刻度尺。

5.根据权利要求3或4所述的定位夹紧装置，其特征是：上平台(5)的圆台上表面有一环形凹槽和若干扇形定位凸块。

6.根据权利要求1-3任一所述的定位夹紧装置，其特征是：球头支撑(2)包括支撑底座(2-2)、支撑球头(2-1)、调节螺母(2-3)；支撑底座(2-2)通过跑道形通孔与悬臂联接，支撑球头(2-1)通过下面的螺栓部与支撑底座(2-2)配合，并通过调节螺母(2-3)并紧。

7.根据权利要求1-3任一所述的定位夹紧装置，其特征是：压块(4)包括支柱(4-1)、“┑”形压头(4-2)，支柱(4-1)下部的底座通过跑道形通孔与悬臂联接，“┑”形压头(4-2)的水平部分通过螺栓与支柱(4-1)连接，竖直部分通过螺栓与水平部分相连。

8.根据权利要求7所述的定位夹紧装置，其特征是：压块(4)的“┑”形压头(4-2)的竖直部分设置有一向下突出的限位板(4-3)。

9.根据权利要求1-8任一所述的定位夹紧装置，其特征是：定位夹紧装置还包括回转变位机(1)，上平台(5)与回转变位机(1)的竖直转轴相连。

10.根据权利要求1-9所述的定位夹紧装置的操作方法，其具体步骤是：

①、工作开始前，确定上平台处于水平，气动压紧装置的压头处于收回状态，压块的“┑”形压头转向装置外侧，几组球头支撑距离上平台的中心的距离基本一致，支撑球头的高度一致；然后用吊机放入法兰，用上平台上表面的扇形凸块和法兰端面的沉头配合定位，确保法兰中轴线与气动压紧装置中轴线重合，然后启动气动压紧装置，通过气动压头压紧法兰；

②、用吊机起吊封头板使其凸面向下同轴地置于法兰外围，把压块的压头转回内侧并调节好距离上平台的中心位置，使“┑”形压头正对封头板的上边，限位板内侧面与封头板上边的外边沿相切，拧紧螺栓固定压头；调整球头支撑的位置和高度，顶起封头板使它处于被压块压紧的状态；

③、先手工点焊封头板与法兰的焊缝起到联接定位作用，然后用焊接机器人或者由工人配合回转变位机焊好圆形焊缝，放置筋板并手工完成焊接；

④、用吊机放入封头内盖板，与法兰同轴，调整好内盖板位置，手工点焊定位，然后用焊接机器人或者由工人配合回转变位机完成两道圆形焊缝；

⑤、焊接完成后，松开球头支撑，松开压块并将“┑”形压头转向外侧，收回气动压紧装置的压头，用吊机吊走已焊接好的封头组件。