CN110102948A - 全自动管板焊接工装平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全自动管板焊接工装平台，工作台上设置有多个条形轨道槽，条形轨道槽内设置有管板装夹机构，机箱内设有驱动机构；曲形摆臂的上端固接有圆盘，曲形摆臂的下端活动铰接于伸缩机构；转轴贯穿圆盘并套设有夹具底座，夹具底座上辐射设置有多个夹紧伺服驱动模组；L型夹块的第一边位于伸缩活动端的端部，第二边位于伸缩活动端背向圆盘一侧的侧面，L型夹块的第二边上还固接有夹持挡块。该全自动管板焊接工装平台用于管件和管件、板件和板件以及管件和板件的焊接实训教学，提高了焊接装配效率和焊接装配精度，减轻了劳动强度，在实践教学和焊接技能大赛中使得焊接操作者快速装夹好工件，灵活调整好焊接位置进行焊作业。

Description

全自动管板焊接工装平台

技术领域

本发明涉及焊接实践教学以及焊接技能大赛中的焊接件定位夹紧装置，具体地涉及全自动管板焊接工装平台。

背景技术

在焊接实践教学中，以及国际、国内焊接技能大赛中，焊接操作位置的形式多种多样，如横焊、平焊、立焊、仰焊、斜向45°焊接位置、平角焊和立角焊等，焊接的角度也各有不同，在现有的焊接教学实训工装中，通常使用手动夹具通过螺栓固定定位和锁紧的方式进行对焊件进行装夹，此过程中焊接操作者要完成工件位置的调整、装配、定位、夹紧，其效率非常的低下，在一堂教学课中在定位焊件上所花费的时间非常大，尤其是在比赛时间紧张的有限时间内，光装夹工件就耗费了选手大量的时间，并且由于是手动调整装配精度，其焊接精度也非常的低，需要通过人工不停的调整固定焊件位置，其劳动强度也非常高。

发明内容

本发明的目的是提供一种全自动管板焊接工装平台，该全自动管板焊接工装平台用于管件和管件、板件和板件以及管件和板件的各种焊接位置的焊接实训教学以及焊接专业行业技能赛项中，提高了焊接装配效率和焊接装配精度，同时减轻了焊接操作者安装和调整焊接件位置时的劳动强度，能够在实践教学和焊接技能大赛中使得焊接操作者快速装夹好工件，更方便调整好焊接位置进行焊接作业。

为了实现上述目的，本发明提供了一种全自动管板焊接工装平台，该全自动管板焊接工装平台包括框架，所述框架上设有工作台，所述工作台下设置有机箱，所述工作台上排列设置有多个连通于所述机箱的条形轨道槽，位于每个所述条形轨道槽内均设置有两个彼此面向的管板装夹机构，所述机箱内设置有连接于所述管板装夹机构的驱动机构以驱动所述管板装夹机构沿所述条形轨道槽的长度方向滑动；其中，所述管板装夹机构自上而下顺次包括曲形摆臂、伸缩机构和第一旋转电机，所述曲形摆臂的上端朝水平方向延伸并固接有圆盘，所述曲形摆臂的下端活动铰接于所述伸缩机构上；所述圆盘面向所述曲形摆臂的一侧设置有第二旋转电机，所述第二旋转电机的转轴贯穿所述圆盘并套设有夹具底座，所述夹具底座上辐射设置有多个沿所述夹具底座径向方向延伸的夹紧伺服驱动模组；所述夹紧伺服驱动模组的伸缩活动端均朝向所述夹具底座的中心延伸，所述伸缩活动端上安装有L型夹块，所述L型夹块的第一边位于所述伸缩活动端的端部，第二边位于所述伸缩活动端背向所述圆盘一侧的侧面，所述L型夹块的第二边上还固接有夹持挡块。

优选地，所述驱动机构包括Y型架，所述Y型架的第一支架竖直向上设置且固接于所述第一旋转电机，所述Y型架的第二支架和第三支架向下延伸；所述机箱内位于每个所述条形轨道槽的下方均设置有两个相互平行的导向杆，所述Y型架的第二支架和第三支架各自滑动地设置于其中一个所述导向杆上，其中一个所述导向杆上设置有外螺纹；所述Y型架的第二支架或第三支架内设置有螺旋套设于所述外螺纹的第一锥形齿轮，所述Y型架的中部安装有驱动电机，所述驱动电机的轴体上套设有与所述第一锥形齿轮相啮合的第二锥形齿轮。

优选地，所述框架内设置有电动折叠伸缩架，所述电动折叠伸缩架的顶端连接于所述机箱以驱动所述机箱上下移动。

优选地，所述曲形摆臂的底部铰接于所述伸缩机构的侧面，所述曲形摆臂的两侧设置有转动电机，所述转动电机的轴件上套设有驱动齿轮，所述伸缩机构的顶端设置有与所述驱动齿轮相啮合的弧形齿条，所述弧形齿条的中心与所述曲形摆臂的铰接位置相同。

优选地，所述L型夹块的第一边的外侧设置有垂向所述圆盘设置的凸起条。

优选地，所述夹紧伺服驱动模组的数量为四个，且呈十字形分布，可根据管件或板件的实际尺寸自动实时调整适用于装卡尺寸。

优选地，所述条形轨道槽上覆盖有弹性折叠防护罩，所述弹性折叠防护罩的两端固接于所述条形轨道槽的两端，所述弹性折叠防护罩上设置有提供所述第一旋转电机穿过的通孔。

优选地，所述工作台的外围设置有人机安全操作护栏。

优选地，所述框架的底部设置有自锁式万向轮。

优选地，所述条形轨道槽的内侧设置有滑槽，所述弹性折叠防护罩的两侧设置有多个对应于所述滑槽的滑块。

根据上述技术方案，本发明中的全自动管板焊接工装平台在使用时，可以将管件夹持在多个夹紧伺服驱动模组之间，通过L型夹块的第一边相互配合压紧管件的侧面予以固定，板件通过多个夹持挡块进行配合固定，通过第一旋转电机可以对管件或板件进行旋转，通过伸缩机构可以对板件或管件进行高度调节，如伸缩气缸等伸缩机构，通过曲形摆臂可以对板件或管件进行倾角调节，通过驱动机构驱动管板装夹机构沿条形轨道槽的长度方向滑动，可以调整同一条形滑槽内两个管板装夹机构的距离，从而满足两个管板装夹机构上所装载的焊件相贴合并进行焊接的需求，通过第二旋转电机可以将管件或板件以其转轴为中心转动位置。相对于传统的焊件定位固定工装，该全自动管板焊接工装平台只需要轻松的将管件或板件定位在管板装夹机构，配合连接PLC控制系统可以精准的调整焊件的夹装位置和角度等，可以给学员们节省大量的焊接学习时间，而又相比于使用机械手等昂贵器械而言，可以减少教学投入成本。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明中全自动管板焊接工装平台的一种优选实施方式的整体结构示意图；

图2是本发明中全自动管板焊接工装平台的一种优选实施方式的内部结构示意图；

图3是本发明中管板装夹机构的一种优选实施方式的整体结构示意图；

图4是本发明中曲形摆臂部分的一种优选实施方式的整体结构示意图；

图5是本发明中管板装夹机构夹持管件的结构示意图；

图6是本发明中管板装夹机构夹持板件的结构示意图。

附图标记说明

1框架 2电动折叠伸缩架

3弹性折叠防护罩 4管板装夹机构

5机箱 6第一旋转电机

7自锁式万向轮 8人机安全操作护栏

9曲形摆臂 10导向杆

11 Y型架 12驱动电机

13伸缩机构 14轴件

15驱动齿轮 41圆盘

42夹具底座 43 L型夹块的第一边

44夹紧伺服驱动模组 45 L型夹块的第二边

46夹持挡块 a管件

b板件

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，“上下左右、前后内外”等包含在术语中的方位词仅代表该术语在常规使用状态下的方位，或为本领域技术人员理解的俗称，而不应视为对该术语的限制。

参见图1-6所示的全自动管板焊接工装平台，该全自动管板焊接工装平台包括框架1，所述框架1上设有工作台，所述工作台下设置有机箱5，所述工作台上排列设置有多个连通于所述机箱5的条形轨道槽，位于每个所述条形轨道槽内均设置有两个彼此面向的管板装夹机构4，所述机箱5内设置有连接于所述管板装夹机构4的驱动机构以驱动所述管板装夹机构4沿所述条形轨道槽的长度方向滑动；其中，所述管板装夹机构4自上而下顺次包括曲形摆臂9、伸缩机构13和第一旋转电机6，所述曲形摆臂9的上端朝水平方向延伸并固接有圆盘41，所述曲形摆臂9的下端活动铰接于所述伸缩机构13上；所述圆盘41面向所述曲形摆臂9的一侧设置有第二旋转电机，所述第二旋转电机的转轴贯穿所述圆盘41并套设有夹具底座42，所述夹具底座42上辐射设置有多个沿所述夹具底座42径向方向延伸的夹紧伺服驱动模组44；所述夹紧伺服驱动模组44的伸缩活动端均朝向所述夹具底座42的中心延伸，所述伸缩活动端上安装有L型夹块，所述L型夹块的第一边43位于所述伸缩活动端的端部，第二边45位于所述伸缩活动端背向所述圆盘41一侧的侧面，所述L型夹块的第二边45上还固接有夹持挡块46。

通过上述技术方案的实施，在使用时，可以将管件a夹持在多个夹紧伺服驱动模组44之间，通过L型夹块的第一边43相互配合压紧管件a的侧面予以固定，板件b通过多个夹持挡块46进行配合固定，通过第一旋转电机6可以对管件a或板件b进行旋转，通过伸缩机构13可以对板件b或管件a进行高度调节，通过曲形摆臂9可以对板件b或管件a进行倾角调节，通过驱动机构驱动管板装夹机构4沿条形轨道槽的长度方向滑动，可以调整同一条形滑槽内两个管板装夹机构4的距离，从而满足两个管板装夹机构4上所装载的焊件相贴合并进行焊接的需求，通过第二旋转电机可以将管件a或板件b以其转轴为中心转动位置。相对于传统的焊件定位固定工装，该全自动管板焊接工装平台只需要轻松的将管件a或板件b定位在管板装夹机构4，配合连接PLC控制系统可以精准的调整焊件的夹装位置和角度等，可以给学员们节省大量的焊接学习时间，而又相比于使用机械手等昂贵器械而言，可以减少教学成本。

在该实施方式中，进了进一步提高驱动机构的驱动稳定性，并提供一种简便的驱动方式，优选地，所述驱动机构包括Y型架11，所述Y型架11的第一支架竖直向上设置且固接于所述第一旋转电机6，所述Y型架11的第二支架和第三支架向下延伸；所述机箱5内位于每个所述条形轨道槽的下方均设置有两个相互平行的导向杆10，所述Y型架11的第二支架和第三支架各自滑动地设置于其中一个所述导向杆10上，其中一个所述导向杆10上设置有外螺纹；所述Y型架11的第二支架或第三支架内设置有螺旋套设于所述外螺纹的第一锥形齿轮，所述Y型架11的中部安装有驱动电机12，所述驱动电机12的轴体上套设有与所述第一锥形齿轮相啮合的第二锥形齿轮。通过轴体的转动带动第一锥形齿轮转动，进而第二锥形齿轮转动，第二锥形齿轮转动推动Y型架11位于导向杆10上滑动，设置两个导向杆10的作用在于提高滑动的稳定性，当然也可以设置多个导向杆10，这里导向杆10的数量可以根据实际需求调整，不作为对本申请的限制。

在该实施方式中，为了根据不同身高的焊接作业人员调整工作面的高度，优选地，所述框架1内设置有电动折叠伸缩架2，所述电动折叠伸缩架2的顶端连接于所述机箱5以驱动所述机箱5上下移动。

在该实施方式中，为了进一步提供一种曲形摆臂9的电驱动摆动结构，优选地，所述曲形摆臂9的底部铰接于所述伸缩机构13的侧面，所述曲形摆臂9的两侧设置有转动电机14，所述转动电机14的轴件上套设有驱动齿轮15，所述伸缩机构13的顶端设置有与所述驱动齿轮15相啮合的弧形齿条，所述弧形齿条的中心与所述曲形摆臂9的铰接位置相同。转动电机14的轴件带动驱动齿轮15转动，由于曲形摆臂9是铰接于伸缩机构13的侧面，因此，轴件会推动曲形摆臂9以弧形齿条的中心为轴摆动。

在该实施方式中，为了提高对管件a的夹持效果，优选地，所述L型夹块的第一边43的外侧设置有垂向所述圆盘41设置的凸起条。

在该实施方式中，夹紧伺服驱动模组44的数量可以根据实际需要设置多个，由于在教学中所焊接的管件a和板件b形状较为规则，为了节约设备成本，优选地，所述夹紧伺服驱动模组44的数量为四个，且呈十字形分布，可根据管件a或板件b的实际尺寸自动实时调整适用于装卡尺寸。

在该实施方式中，为了防止焊渣落入机箱5内造成机箱5内部造成凝结无法正常工作，优选地，所述条形轨道槽上覆盖有弹性折叠防护罩3，所述弹性折叠防护罩3的两端固接于所述条形轨道槽的两端，所述弹性折叠防护罩3上设置有提供所述第一旋转电机6穿过的通孔。弹性折叠防护罩3采用防火材料制得，避免引起火灾。

在该实施方式中，为了保护作业人员，防止误碰到设备上，优选地，所述工作台的外围设置有人机安全操作护栏8。

在该实施方式中，为了方便对设备的移动，优选地，所述框架1的底部设置有自锁式万向轮7。

在该实施方式中，为了提高弹性折叠防护罩3的滑动效果，防止其由于自身重力产生中部下沉的情况，导致边缘留缝，优选地，所述条形轨道槽的内侧设置有滑槽，所述弹性折叠防护罩3的两侧设置有多个对应于所述滑槽的滑块。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种全自动管板焊接工装平台，其特征在于，所述全自动管板焊接工装平台包括框架(1)，所述框架(1)上设有工作台，所述工作台下设置有机箱(5)，所述工作台上排列设置有多个连通于所述机箱(5)的条形轨道槽，位于每个所述条形轨道槽内均设置有两个彼此面向的管板装夹机构(4)，所述机箱(5)内设置有连接于所述管板装夹机构(4)的驱动机构以驱动所述管板装夹机构(4)沿所述条形轨道槽的长度方向滑动；其中，

所述管板装夹机构(4)自上而下顺次包括曲形摆臂(9)、伸缩机构(13)和第一旋转电机(6)，所述曲形摆臂(9)的上端朝水平方向延伸并固接有圆盘(41)，所述曲形摆臂(9)的下端活动铰接于所述伸缩机构(13)上；

所述圆盘(41)面向所述曲形摆臂(9)的一侧设置有第二旋转电机，所述第二旋转电机的转轴贯穿所述圆盘(41)并套设有夹具底座(42)，所述夹具底座(42)上辐射设置有多个沿所述夹具底座(42)径向方向延伸的夹紧伺服驱动模组(44)；

所述夹紧伺服驱动模组(44)的伸缩活动端均朝向所述夹具底座(42)的中心延伸，所述伸缩活动端上安装有L型夹块，所述L型夹块的第一边(43)位于所述伸缩活动端的端部，第二边(45)位于所述伸缩活动端背向所述圆盘(41)一侧的侧面，所述L型夹块的第二边(45)上还固接有夹持挡块(46)。

2.根据权利要求1所述的全自动管板焊接工装平台，其特征在于，所述驱动机构包括Y型架(11)，所述Y型架(11)的第一支架竖直向上设置且固接于所述第一旋转电机(6)，所述Y型架(11)的第二支架和第三支架向下延伸；

所述机箱(5)内位于每个所述条形轨道槽的下方均设置有两个相互平行的导向杆(10)，所述Y型架(11)的第二支架和第三支架各自滑动地设置于其中一个所述导向杆(10)上，其中一个所述导向杆(10)上设置有外螺纹；

所述Y型架(11)的第二支架或第三支架内设置有螺旋套设于所述外螺纹的第一锥形齿轮，所述Y型架(11)的中部安装有驱动电机(12)，所述驱动电机(12)的轴体上套设有与所述第一锥形齿轮相啮合的第二锥形齿轮。

3.根据权利要求1所述的全自动管板焊接工装平台，其特征在于，所述框架(1)内设置有电动折叠伸缩架(2)，所述电动折叠伸缩架(2)的顶端连接于所述机箱(5)以驱动所述机箱(5)上下移动。

4.根据权利要求1所述的全自动管板焊接工装平台，其特征在于，所述曲形摆臂(9)的底部铰接于所述伸缩机构(13)的侧面，所述曲形摆臂(9)的两侧设置有转动电机(14)，所述转动电机(14)的轴件上套设有驱动齿轮(15)，所述伸缩机构(13)的顶端设置有与所述驱动齿轮(15)相啮合的弧形齿条，所述弧形齿条的中心与所述曲形摆臂(9)的铰接位置相同。

5.根据权利要求1所述的全自动管板焊接工装平台，其特征在于，所述L型夹块的第一边(43)的外侧设置有垂向所述圆盘(41)设置的凸起条。

6.根据权利要求1-5中的任意一项所述的全自动管板焊接工装平台，其特征在于，所述夹紧伺服驱动模组(44)的数量为四个，且呈十字形分布，可根据管件或板件的实际尺寸自动实时调整适用于装卡尺寸。

7.根据权利要求1-5中的任意一项所述的全自动管板焊接工装平台，其特征在于，所述条形轨道槽上覆盖有弹性折叠防护罩(3)，所述弹性折叠防护罩(3)的两端固接于所述条形轨道槽的两端，所述弹性折叠防护罩(3)上设置有提供所述第一旋转电机(6)穿过的通孔。

8.根据权利要求7所述的全自动管板焊接工装平台，其特征在于，所述工作台的外围设置有人机安全操作护栏(8)。

9.根据权利要求7所述的全自动管板焊接工装平台，其特征在于，所述框架(1)的底部设置有自锁式万向轮(7)。

10.根据权利要求7所述的全自动管板焊接工装平台，其特征在于，所述条形轨道槽的内侧设置有滑槽，所述弹性折叠防护罩(3)的两侧设置有多个对应于所述滑槽的滑块。