CN108213807B - 一种柔性焊接夹具 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种柔性焊接夹具，该柔性焊接夹具包括底座和槽钢水平定位机构，底座上设有导轨，槽钢水平定位机构包括第一支架和第二支架，第一支架、第二支架中的至少一个支架导向移动安装于导轨上，第一支架、第二支架上分别设有用于与槽钢的端部进行夹紧定位配合的夹紧定位结构，槽钢水平定位机构还包括支架驱动装置，该焊接夹具还包括设置于各支架上的连接板定位机构，连接板定位机构和夹紧定位结构均设置于相应的支架上，二者的位置相对固定且随支架一起运动，当槽钢在水平方向上进行定位时连接板定位机构也位于合适的位置，定位精度较高，生产效率高，减少了人工的参与度，节省了人工成本，进一步保证该焊接夹具的精度。
Description
技术领域
本发明涉及一种柔性焊接夹具。
背景技术
现有的工件，如图1-3所示，包括槽钢1和位于槽钢1两端的连接板2，每端的连接板2均为两个分别连接于槽钢的两个侧壁上。各连接板2与槽钢1端部的侧壁通过焊接连接，在焊接时需要对槽钢和连接板分别进行定位固定，但是槽钢和连接板的定位及固定是生产中一直面临的难题。目前，一般是采用自制的多对组对工装或胎具对槽钢和连接板进行定位，然后使用手工气体保护焊机对连接板进行焊接，存在组对胎具较多且组对胎具的定位精度较低的问题，导致焊接后的焊缝质量较差需要打磨和校形，需要操作人员较多、工作效率低下及工人劳动强度大等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种定位精度高、工作效率高的柔性焊接夹具。
为实现上述目的，本发明一种柔性焊接夹具的技术方案是：一种柔性焊接夹具，包括底座和用于对槽钢在水平方向上进行定位的槽钢水平定位机构，底座上设有导轨，槽钢水平定位机构包括沿导轨导向方向相对设置的第一支架和第二支架，第一支架、第二支架中的至少一个支架导向移动安装于导轨上，第一支架、第二支架上分别设有用于与槽钢的端部进行夹紧定位配合的夹紧定位结构，槽钢水平定位机构还包括用于驱动安装于导轨上的支架运动的以使两个支架相对运动或相背运动的支架驱动装置，该焊接夹具还包括设置于各支架上的用于将相应的连接板压紧在槽钢的相应侧壁上以对连接板进行定位的连接板定位机构。
所述第一支架和第二支架均导向移动安装于导轨上，所述支架驱动装置包括设置于底座上的第一电机和与第一电机的输出轴连接的第一丝杠，第一丝杠包括第一丝杠左旋部分和第一丝杠右旋部分，各支架分别螺纹连接于第一丝杠左旋部分上和第一丝杠右旋部分上。
所述夹紧定位结构包括设置于第一支架上的与槽钢的一端的夹紧定位槽配合的第一定位销轴和设置于第二支架上的与槽钢的另一端的夹紧定位槽配合的第二定位销轴，第一支架和第二支架其中一个支架上设有夹紧气缸，相应的销轴连接于夹紧气缸的输出端上。
该焊接夹具还包括槽钢高度调节机构，槽钢高度调节机构包括供槽钢放置的支撑座和驱动支撑座上下运动的支撑座驱动装置，支撑座上设置有支撑凸块。
该焊接夹具还包括工件定位机构，所述工件定位机构包括第二电机、与第二电机的输出轴连接的第二丝杠、导向移动安装于导轨上的第三支架和第四支架，第二丝杠包括第二丝杠左旋部分和第二丝杠右旋部分，第三支架和第四支架分别螺栓连接于第二丝杠左旋部分上和第二丝杠右旋部分上，第三支架和第四支架上均设有用于将各连接板压紧在槽钢上后与对应的连接板的端部定位配合以限制连接板在焊接过程变形的限位面。
各所述连接板定位机构均包括分别设置于第一支架和第二支架上的压紧气缸，各压紧气缸的输出轴上分别连接有用于压紧连接板的压紧块。
所述压紧块上设置有用于吸附相应连接板的磁铁或将相应连接板与压紧块连接在一起的固定件。
连接板定位机构还包括具有可摆动夹紧臂的强力夹紧缸，可摆动夹紧臂上设置有用于与连接板的塞焊孔定位配合的连接板定位块，可摆动夹紧臂具有供相应的连接板定位安装并使连接板吸附于或连接于相应压紧块上的第一位置和压紧气缸将连接板压紧后可摆动夹紧臂打开设定角度以让开塞焊孔的第二位置。
所述压紧块为开口朝向强力夹紧缸的U形板结构，可摆动夹紧臂位于第一位置时可摆动夹紧臂位于U形板结构的内腔中且连接板定位块凸出压紧块。
本发明的有益效果是：支架驱动装置驱动导向移动安装于导轨上的支架运动以使第一支架和第二支架相对或相背运动，各支架上均设置有夹紧定位结构，各连接板定位机构对应设置于相应支架上用于将对应的连接板压紧在槽钢端部的槽壁上，槽钢水平定位机构与连接板定位机构之间存在协同作用，连接板定位机构和夹紧定位结构均设置于相应的支架上，二者的位置相对固定且二者随支架一起运动，当槽钢在水平方向上进行定位的同时连接板定位机构也位于合适的位置，相比于采用多对胎具对槽钢和连接板分别进行定位，该焊接夹具的定位精度较高，提高了生产的效率，同时减少了人工的参与度，节省了人工成本也能进一步保证该焊接夹具的精度。
附图说明
图1为本发明焊接成型后的工件的结构示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为图1的左视图；
图4为本发明的一种柔性焊接夹具的一个实施例中的结构示意图；
图5为图4的俯视图；
图6为工件定位机构的结构示意图；
图7为图6的仰视图；
图8为槽钢水平定位机构的结构示意图；
图9为图8的俯视图；
图10为槽钢高度调节机构的结构示意图；
图11为槽钢高度调节机构的内部结构示意图；
图12为连接板定位机构的结构示意图；
图13为连接板定位机构位于焊接位时的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。本发明的焊接后的工件如图1-3所示，包括槽钢1和连接板2，槽钢1的两端设置有半圆形的夹紧定位槽9。本发明的一种柔性焊接夹具的具体实施例，如图4至图13所示，包括底座3，底座3上设有导轨10、用于对槽钢1在水平方向上进行定位的槽钢水平定位机构5、用于对槽钢1在竖直方向上进行定位的槽钢高度调节机构6、用于将对应的连接板2压紧在槽钢1的相应侧壁上以对连接板进2行定位的连接板定位机构7和用于对压紧在槽钢1上的连接板2沿槽钢1的长度方向进行定位的以限制连接板2在焊接过程变形导致工件总长变化的工件定位机构4。
槽钢水平定位机构5，如图8、9所示，包括导向移动安装于导轨10上的第一支架53和第二支架54，槽钢水平定位机构5还包括设置于底座3上的第一电机51和连接于第一电机51的输出端上的第一丝杠52，第一丝杠52包括第一丝杠左旋部分521和第一丝杠右旋部分522，第一丝杠左旋部分521和第一丝杠右旋部分522之间通过联轴器传动连接，第一支架53螺纹连接于第一丝杠左旋部分521上，第二支架54螺纹连接于第一丝杠右旋部分522上，第一电机51通过第一丝杠52可以驱动第一支架53、第二支架54相对运动或相背运动。第一支架53上设置有第一定位销轴55，第二支架54上设置有第二定位销轴56，各定位销轴为与槽钢1的夹紧定位槽9夹紧定位配合的且截面为半圆形结构。第一支架53上还设置有夹紧气缸57，第一定位销轴55连接于夹紧气缸57的输出端上，夹紧气缸57可以带动第一定位销轴55运动与第二定位销轴56一起夹紧槽钢1的两端。
槽钢高度调节机构6，如图10、11所示，槽钢高度调节机构6用于供槽钢1放置并支撑槽钢1将槽钢1升至合适位置以供槽钢水平定位机构5定位夹紧固定，槽钢高度调节机构6包括连接座63、安装于连接座63上的第三电机61、一端通过轴承安装于连接座63上另一端连接于第三电机61的输出轴上的传动丝杠62和支撑座64，支撑座64与传动丝杠62螺纹配合连接，支撑座64上设有支撑板65，支撑板65上设有支撑槽钢的支撑凸块66。
工件定位机构4，如图6、7所示，包括导向移动安装于导轨10上的第三支架43和第四支架44，工件定位机构4还包括用于第二电机41和第二电机41的输出轴传动连接的第二丝杠42，第二丝杠42包括第二丝杠左旋部分421和第二丝杠右旋部分422，第二丝杠左旋部分421与第二丝杠右旋部分422之间通过联轴器传动连接，第三支架43和第四支架44分别螺纹连接于第二丝杠左旋部分421上和第二丝杠右旋部分422上，在第二电机41的驱动下可以带动第三支架43和第四支架44相对运动以对待焊接的工件的整体总长进行定位，第三支架43和第四支架44上设置有限位块用于与连接板的端面定位配合以限制连接板在焊接过程中翘起变形，限位块具有与连接板的端面定位配合的限位面。第一电机51和第二电机41沿垂直于导轨10的导向方向分别位于导轨10的两侧也即第一丝杠52和第二丝杠42沿垂直于导轨10的导向方向分别位于导轨10的两侧。
由于连接板2一共需要4块，连接板2上设有塞焊孔，因此连接板定位机构7一共有4个，两个相对设置于第一支架53上的两端，另两个相对设置于第二支架54的两端，如图5所示。以其中一个为例进行详细说明，如图12、13所示，连接板定位机构7包括设置于第二支架上的压紧气缸76和设置于压紧气缸的输出轴上的用于压紧相应连接板的压紧块74，压紧气缸76为双导柱气缸。连接板定位机构7还包括具有可摆动夹紧臂72的强力夹紧缸71，可摆动夹紧臂72上设置有用于与设于连接板2上的塞焊孔21吻合适配的连接板定位块73。压紧块74为开口朝向强力夹紧缸71的U形板结构，压紧块74上设置有用于吸附相应连接板的磁铁，可摆动夹紧臂72具有供相应的连接板安装并使连接板附于相应压紧块74上的第一位置和压紧气缸76将连接板压紧后可摆动夹紧臂72打开A角度（120°）以让开塞焊孔21的第二位置。可摆动夹紧臂72位于第一位置时可摆动夹紧臂72位于U形板结构的内腔中且连接板定位块73凸出压紧块74。
本发明的一种柔性焊接夹具的使用过程为：将槽钢1放置于槽钢高度调节机构6的支撑座64上，并使支撑座64的支撑板65上的支撑凸块66与槽钢1的槽底接触，由第三电机61将槽钢1调整到合适的高度，通过槽钢水平定位机构5将定位销轴与槽钢1两端的夹紧定位槽9配合夹紧，可通过夹紧气缸57进行夹紧。将连接板2安装于可摆动夹紧臂72上并通过磁铁吸附在压紧块74上，压紧气缸76带动压紧块74将连接板2压紧，然后强力夹紧缸71带动可摆动夹紧臂72由第一位置转至第二位置以让开塞焊孔，最后由焊枪进行焊接。
在本发明的其他实施例中，第一电机可以由分别设置于底座两端的气缸代替，此时两个气缸分别控制第一支架和第二支架相对或相背运动，此时两个气缸形成支架驱动装置；第一电机可以由分别设置于底座两端的伺服液压缸代替，此时两个伺服液压缸分别控制第一支架和第二支架相对或相背运动，此时两个伺服液压缸形成支架驱动装置；第三电机也可以由气缸代替，此时气缸形成支撑座驱动装置；第三电机也可以由伺服液压缸代替，此时伺服液压缸形成支撑座驱动装置；第二电机也可以由分别设置于底座两端的气缸代替，此时两个气缸分别控制第三支架和第四支架相对或相背运动；第二电机也可以由分别设置于底座两端的伺服液压缸代替，此时两个伺服液压缸分别控制第三支架和第四支架相对或相背运动；也可以只第一支架导向安装于导轨上，而第二支架可以设置于底座上，此时，第一丝杠的螺纹旋向相同且只与第一支架螺纹配合连接；在满足使用情况下，也可以不设置夹紧气缸；在不影响使用的情况下，也可以不包括槽钢高度调节机构，此时支撑座的高度不可调；第三支架和第四支架上也可以不设置限位块，此时第三自己和第四支架相对的侧面形成限位面；定位销轴也可以由定位板代替以起到夹紧定位结构的作用，此时槽钢的端部没有夹紧定位槽；压紧气缸也可以由电机代替，此时电机与压紧块螺纹连接，压紧块导向安装于第一支架或第二支架上；也可以不设置强力夹紧缸和可摆动夹紧臂，直接将连接板吸附于压紧块上，此时也可以以压紧块的边沿为基准进行定位；角度调节结构也可以为在强力夹紧缸的输出轴上设置齿条，可摆动夹紧臂铰接连接于相应支架上，铰接轴上安装有与齿条啮合的齿轮，此时通过齿轮齿条结构实现可摆动夹紧臂在第一位置和第二位置之间的切换；压紧块上也可以不设置磁铁，当连接板安装在连接板定位块上时，可以采用卡具将连接板与压紧块卡接在一起，焊接完成后拆除卡具。
Claims (5)
1.一种柔性焊接夹具，其特征在于：包括底座和用于对槽钢在水平方向上进行定位的槽钢水平定位机构，底座上设有导轨，槽钢水平定位机构包括沿导轨导向方向相对设置的第一支架和第二支架，第一支架、第二支架中的至少一个支架导向移动安装于导轨上，第一支架、第二支架上分别设有用于与槽钢的端部进行夹紧定位配合的夹紧定位结构，槽钢水平定位机构还包括用于驱动安装于导轨上的支架运动的以使两个支架相对运动或相背运动的支架驱动装置，该焊接夹具还包括设置于各支架上的用于将相应的连接板压紧在槽钢的相应侧壁上以对连接板进行定位的连接板定位机构；
该焊接夹具还包括工件定位机构，所述工件定位机构包括第二电机、与第二电机的输出轴连接的第二丝杠、导向移动安装于导轨上的第三支架和第四支架，第二丝杠包括第二丝杠左旋部分和第二丝杠右旋部分，第三支架和第四支架分别螺栓连接于第二丝杠左旋部分上和第二丝杠右旋部分上，第三支架和第四支架上均设有用于将各连接板压紧在槽钢上后与对应的连接板的端部定位配合以限制连接板在焊接过程变形的限位面；
各所述连接板定位机构均包括分别设置于第一支架和第二支架上的压紧气缸，各压紧气缸的输出轴上分别连接有用于压紧连接板的压紧块，所述压紧块上设置有用于吸附相应连接板的磁铁或将相应连接板与压紧块连接在一起的固定件，连接板定位机构还包括具有可摆动夹紧臂的强力夹紧缸，可摆动夹紧臂上设置有用于与连接板的塞焊孔定位配合的连接板定位块，可摆动夹紧臂具有供相应的连接板定位安装并使连接板吸附于或连接于相应压紧块上的第一位置和压紧气缸将连接板压紧后可摆动夹紧臂打开设定角度以让开塞焊孔的第二位置。
2.根据权利要求1所述的一种柔性焊接夹具，其特征在于：所述第一支架和第二支架均导向移动安装于导轨上，所述支架驱动装置包括设置于底座上的第一电机和与第一电机的输出轴连接的第一丝杠，第一丝杠包括第一丝杠左旋部分和第一丝杠右旋部分，各支架分别螺纹连接于第一丝杠左旋部分上和第一丝杠右旋部分上。
3.根据权利要求2所述的一种柔性焊接夹具，其特征在于：所述夹紧定位结构包括设置于第一支架上的与槽钢的一端的夹紧定位槽配合的第一定位销轴和设置于第二支架上的与槽钢的另一端的夹紧定位槽配合的第二定位销轴，第一支架和第二支架其中一个支架上设有夹紧气缸，相应的销轴连接于夹紧气缸的输出端上。
4.根据权利要求1所述的一种柔性焊接夹具，其特征在于：该焊接夹具还包括槽钢高度调节机构，槽钢高度调节机构包括供槽钢放置的支撑座和驱动支撑座上下运动的支撑座驱动装置，支撑座上设置有支撑凸块。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种柔性焊接夹具，其特征在于：所述压紧块为开口朝向强力夹紧缸的U形板结构，可摆动夹紧臂位于第一位置时可摆动夹紧臂位于U形板结构的内腔中且连接板定位块凸出压紧块。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: No. 6, Yutong Road, Guancheng Hui District, Zhengzhou, Henan 450061 Applicant after: Yutong Bus Co.,Ltd. Address before: 450016 Yutong Industrial Zone, eighteen Li River, Henan, Zhengzhou Applicant before: ZHENGZHOU YUTONG BUS Co.,Ltd. |
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| CB02 | Change of applicant information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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