CN110587197B - 压紧单元、压紧装置及压紧方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工程技术领域，公开了一种压紧单元、压紧装置及压紧方法，所述压紧单元包括第一压力缸(31)和固定在所述第一压力缸(31)的第一端端面的连接结构；所述连接结构包括磁体(32)，所述磁体(32)用于与伸缩部(2)通过磁力可拆卸地连接。利用这种结构，能够压紧多种不同规格的待压紧物。

Description

压紧单元、压紧装置及压紧方法

技术领域

本发明涉及工程技术领域，具体地，涉及一种压紧单元、压紧装置及压紧方法。

背景技术

在工程机械生产的过程中，经常遇到薄板结构件拥有多个不同高度的加强筋需要与薄板焊接，焊接时，为了有效控制焊接变形、焊接质量、薄板平整度等，需要把每个加强筋和薄板结构件压紧。如何保证高度不一致的加强筋和薄板结构件紧密贴合是关键点。如图1A-图1C所示：底板1’为薄板结构件，在焊接的时候，需要将第一加强筋2’、第二加强筋3’、第三加强筋4’压紧在底板1’上。现有技术是依靠人工来对每个不同高度的加强筋来增加压块，旋紧压块来压紧加强筋。这种方式操作繁琐，效率低下，且因为施加在各个不同的加强筋上的压紧力不均衡，导致经常出现有加强筋没有被压紧或者压紧力不够的情况，造成焊接变形大，或者出现虚焊，薄板结构件平整度差等情况。因此无法有效控制焊接变形及薄板结构件平整度以及无法保证无虚焊等焊接中的质量问题。

因此，迫切需要一种装置来克服上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种装置，该装置能够保证当薄板结构件中含有拥有高度不一致的加强筋需要和薄板焊接时，能够同时给各个高度不一的加强筋提供均匀的压紧力，进而能够保证加强筋和薄板的紧密贴合，保证焊接质量。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种压紧单元，包括第一压力缸和固定在所述第一压力缸的第一端端部的连接结构；所述连接结构包括磁体，所述磁体用于与伸缩部通过磁力可拆卸地连接。

进一步的，所述第一压力缸包括用于使第一压力缸的活塞复位的复位结构；所述复位结构包括套在所述第一压力缸的活塞杆上的弹簧。

进一步的，压紧单元包括连接在所述第一压力缸的第二端端部并且与所述第一压力缸的第二端端部之间能够相对转动的用于压紧待压紧物的块状物。

进一步的，所述磁体能够实现通磁、断磁功能，以便于连接或拆卸。

本发明第二方面提供一种压紧装置，所述压紧装置包括机架、伸缩部和至少两个压紧单元；所述伸缩部固定连接在所述机架上，并能与所述压紧单元实现可拆卸的连接。

进一步的，所述压紧单元均具有相等的工作压力。

进一步的，所述伸缩部包括第二压力缸和与所述第二压力缸固定连接的安装座；所述安装座包括安装面；所述压紧单元可拆卸的固定在所述安装面上且能够在所述安装面内调整至任意所需位置。

进一步的，所述伸缩部还包括有用于为所述压紧单元定位的定位结构，所述定位结构设置在所述安装面上。

进一步的，所述定位结构包括设置在所述安装面上的标识线或槽或点。

进一步的，所述定位结构为附着在安装面上的多个指示灯。

进一步的，所述伸缩部的伸缩行程小于所述压紧单元的伸缩行程，所述压紧单元伸缩行程大于待焊接工件的最大高度差。

进一步的，还包括控制器，所述控制器能够根据预设时间和/或预设行程控制伸缩部，当启动伸缩后在达到所述预设时间和/或预设行程时停止伸缩。

进一步的，还包括用于在压紧工件前选择该工件对应的预设时间和/或预设行程的人机界面。

进一步的，所述伸缩部的伸缩行程大于待焊接工件的最大高度差。

进一步的，包括固定在每个压紧单元上用于检测所述第一压力缸的活塞位置的检测单元，当所述检测单元检测到活塞处于极限位置时，限制伸缩部的伸缩。

进一步的，所述检测单元为固定设置在第一压力缸最大压缩行程处的接近开关。

本发明第三方面提供一种压紧方法，所述压紧方法包括：

A：将待压紧物放置在工作台上；

B：通过压紧装置将所述待压紧物压紧，其中，所述压紧装置包括多个可拆卸地连接的压紧单元，至少一个所述压紧单元能够在垂直于压紧方向的平面内调整到任意所需位置。

通过上述技术方案，能够同时给薄板结构件中各个高度不一的待焊加强筋提供均匀的压紧力，进而能够保证加强筋和薄板的紧密贴合，保证焊接质量，且能适用不同规格的薄板结构件筋板的压紧需要。

本发明的其它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1A-图1C是高度不一致的加强筋在薄板结构件上的不同焊接方式；

图2是一种具体实施方式的结构示意图。

附图标记说明

1-支架；

2-伸缩部；21-第二压力缸；22-安装座；221-定位结构；222-安装面；

3-压紧单元；31-第一压力缸；32-磁体；33-块状物；4-复位结构；

4-第一控制回路；41-第一方向控制单元；42-第一工作管路；421-第一流量控制元件；43-第二工作管路；431-第二流量控制元件；

5-第二控制回路；51-第二方向控制单元；52-第三工作管路

6-检测单元；

7-工作台；

8-平板；81-第一筋板；82-第二筋板。

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，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外；“最大高度差”是指本发明压紧装置能适应的所有不同规格待焊接结构件中最高待焊工件与最低待焊工件之间的高度差中的最大值。

下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种压紧单元，如图2所示，所述压紧单元包括第一压力缸31和固定在所述第一压力缸31的第一端端部的连接结构；所述连接结构包括磁体32，所述磁体32用于与伸缩部2通过磁力可拆卸地连接。

通过将磁体32固定在第一压力缸31的第一端端面上，利用磁体32能够便捷的将所述压紧单元3用于与伸缩部2通过磁力可拆卸地连接。利用这种结构，能够适用于压紧多种不同规格的待压紧物。

其中，磁体32通过固定在第一压力缸31第一端端面上的连接座和第一压力缸31固定连接，其中，连接座通过螺栓连接固定在第一压力缸31第一端端面上。

优选地，所述第一压力缸31包括用于使第一压力缸31的活塞复位的复位结构34；所述复位结构34包括套在所述第一压力缸31的活塞杆上的弹簧。

所述弹簧可以设置在多个位置，可以设置在所述第一压力缸31的缸体外也可以设置在所述第一压力缸31的缸体内。还可以设置在第一压力缸31的无杆腔内。例如，可以将弹簧设置在第一压力缸31的无杆腔内，弹簧的一端连接第一压力缸31的缸体底部，另一端连接第一压力缸31的活塞。可以设置一个弹簧，也可以设置多个弹簧。

进一步优选地，所述弹簧选择为一个，所述一个弹簧设置在所述第一压力缸31的有杆腔内；所述弹簧的第一端连接所述第一压力缸31的缸体的一端端壁，所述弹簧的第二端连接所述第一压力缸31的活塞。

所述第一压力缸31的第二端用于接触待压紧物，优选地，压紧单元3包括连接在所述第一压力缸31的第二端端部并且与所述第一压力缸31的第二端端部之间能够相对转动的用于压紧待压紧物的块状物33。块状物33设置为能够和第一压力缸31的第二端端部相对转动，这样设置有利于在压紧的时候和待压紧物之间的贴合。

所述磁体32能够实现通磁、断磁功能，以便于连接或拆卸。磁体32的通磁、断磁功能可采用电控也可采用按钮或者手柄控制来实现。

本发明第二方面提供一种压紧装置，所述压紧装置包括机架1、伸缩部2和至少两个压紧单元3；所述伸缩部2固定连接在所述机架1上，并能与所述压紧单元3实现可拆卸的连接。压紧单元3设置为能够在垂直于所述伸缩部2的伸缩方向的平面内调整到任意所需位置，这样能够压紧在垂直于第二压力缸21的伸缩方向的平面内不同位置放置的待压紧物。

多个所述压紧单元3均具有相等的工作压力。这样，能够给待压紧物提供均等的压紧力。

优选地，所述伸缩部2包括第二压力缸21和与所述第二压力缸21固定连接的安装座22；所述安装座22包括安装面222；所述压紧单元3可拆卸的固定在所述安装面222上且能够在所述安装面222内调整至任意所需位置。安装座22垂直于第二压力缸21的伸缩方向，这样，安装面222则为垂直于第二压力缸21的伸缩方向的平面，压紧单元3只需在安装面222上挪动即可保证在垂直于第二压力缸21的伸缩方向的平面内移动。

为了有利于快速确定压紧单元3在安装面222上新的固定位置，所述伸缩部2还包括有用于为所述压紧单元3定位的定位结构221，所述定位结构221设置在所述安装面222上。通过定位结构221能够指示所述压紧单元3应该固定的位置，有利于压紧单元3的快速调整。所述定位结构221包括设置在所述安装面222上的标识线或槽或点。

定位结构221可设置为固定在所述安装面222上的网格板，也可以设置为在安装面222上刻画的标识线或槽或点，更进一步的，所述定位结构221为附着在安装面222上的多个指示灯。通过指示灯将不同待压紧物的压紧位置预先设置，当需要选择某种待压紧物时，相应的压紧点处的指示灯发光显示以提示磁体32的吸附位置。此控制可通过例如PLC可编程控制器预先设定。

优选地，所述压紧单元3包括连接在所述第一压力缸31的第二端端部并且与所述第一压力缸31的第二端端部之间能够相对转动的用于压紧待压紧物的块状物33。以有利于在压紧的时候和待压紧物之间的贴合。

其中，所述伸缩部2的伸缩行程可大于所述压紧单元3的伸缩行程也可以小于所述所述压紧单元3的伸缩行程，一种具体实施方式中，所述伸缩部2的伸缩行程小于所述压紧单元3的伸缩行程，所述压紧单元3伸缩行程大于待焊接工件的最大高度差。

第二压力缸21行程小于第一压力缸31的行程。这样，可以避免第一压力缸31已经压到极限行程，而第二压力缸21还在继续下压造成第一压力缸31损坏的情形发生。

其中，第一压力缸31行程、第二压力缸21的行程均大于各待压紧物的最大高度差，此最大高度差为压紧装置能适应的所有不同规格待焊接结构件中最高待焊工件与最低待焊工件之间的高度差中的最大值，这样设置，能保证将工件压紧到位。如图2中，压紧装置将第一筋板81和第二筋板82压紧在平板8上，则第一筋板81和第二筋板82的高度差即为该待焊接结构件最高待焊工件与最低待焊工件之间的高度差。作为优选实施例，压紧装置应能适应多种不同规格待焊接结构件上待焊工件的压紧，即第二压力缸21的行程应大于所能适用的所有不同规格待焊接结构件中最高待焊工件与最低待焊工件之间的高度差中的最大值，这样，会使得某些规格待焊接结构件中最高待焊工件与最低待焊工件之间的高度差小于最大高度差较多，此时，就没有必要让第二压力缸21走完全行程，如果坚持让第二压力缸21走完全行程将会导致不必要的行程浪费。

优选地，还包括控制器，所述控制器能够根据预设时间和/或预设行程控制伸缩部2，当启动伸缩后在达到所述预设时间和/或预设行程时停止伸缩。为了提高效率，针对不同的待压紧物，可测试或计算当第二压力缸21达到各待压紧物的高度差时第二压力缸21需要运行的时间或行程，以该时间或行程为基准加上一个延时时间或延时行程作为预设值存入控制器以控制第二压力缸21停止，不同待压紧物对应一个预设时间或预设行程。

再进一步优选地，还包括用于在压紧工件前选择该工件对应的预设时间和/或预设行程的人机界面。在压紧工作开始前，先选择该待压紧物对应的代码，控制系统将自动按该待压紧物对应的预设时间或预设行程控制第二压力缸21。

另一种具体实施方式中，所述伸缩部2的伸缩行程大于待焊接工件的最大高度差。这种设置有利于工件的装夹转运操作。但是，由于伸缩部2的伸缩行程大于待焊接工件的最大高度差，这可能会导致第一压力缸31已经压到极限行程，而第二压力缸21还在继续下压造成第一压力缸31损坏的情形发生。

为了避免这种情况的发生，优选地，所述压紧装置还包括固定在每个压紧单元3上用于检测所述第一压力缸31的活塞位置的检测单元6,当所述检测单元6检测到活塞处于极限位置时，限制伸缩部2的伸缩。通过设置所述检测单元6能够限制所述伸缩部2的极限位置，即当检测单元6检测得到第一压力缸31行程到极限位置时，限制伸缩部2的第二压力缸21继续下压。

限制所述伸缩部2的极限位置可以设置为多种形式，优选地，所述检测单元6为固定设置在第一压力缸31最大压缩行程处的接近开关。

图2所示的一种具体实施方式中，当需要在平板8上焊接第一筋板81和第二筋板82的时候，此时采用两个压紧单元3分别压紧在第一筋板81和第二筋板82上，此时两个压紧单元的压紧力相等。在这种作业中，利用磁力进行可拆卸连接，既方便，又连接可靠。

为了控制伸缩部2和压紧单元3，所述压紧装置还设置了压力控制回路，优选地，所述压紧装置还包括用于控制所述伸缩部2伸缩的第一控制回路4；所述第一控制回路4包括用于控制所述第一控制回路4中流体流向的第一方向控制单元41；所述第一方向控制单元41设置在所述第二压力缸21和压力源之间的管路上。第一方向控制单元41可采用例如电磁换向阀，利用控制电磁换向阀的不同工作位置，能够控制流体在第二压力缸21的流动方向，进而控制第二压力缸21的活塞杆的伸出和缩回。

优选地，所述第一控制回路4中包括用于防止所述伸缩部2过载的流量控制元件；所述流量控制元件设置在所述第一方向控制单元41和/或所述第二压力缸21之间的管路上。第二压力缸21可以设置为流体在第二压力缸21的活塞的同一侧进入或排出，也可以设置为流体从第二压力缸21的活塞的一侧流入，从另一侧流出。

图2中所示，优选地，所述第二压力缸21的无杆腔为流体进入腔；同时所述第二压力缸21的有杆腔为流体流出腔；或者，所述第二压力缸21的有杆腔为流体进入腔；同时所述第二压力缸21的无杆腔为流体流出腔。这种结构对压力控制回路要求相对复杂，适用于行程较大的压力缸。

如图2所示，所述第一控制回路4包括第一工作管路42和第二工作管路43，所述第一方向控制元件41利用接入不同的工作位可以使流体通过所述第一工作管路42进入第二压力缸21，通过第二工作管路43流出第二压力缸21；或者使流体通过第二工作管路43流入第二压力缸21；通过第一工作管路42流出第二压力缸21。其中，当流体为气体的时候，可设置为气体从第二压力缸21中经过第一工作管路42或第二工作管路43在通过第一方向控制元件41直接排向大气。当流体例如为液压油时，可通过第一方向控制元件41接通油箱进行回油。

所述流量控制元件包括第一流量控制元件421和/或第二流量控制元件431，进一步优先地，所述第一工作管路42或第二工作管路43上分别设置第一流量控制元件421和第二流量控制元件431，以保护第二压力缸21。这样，当第二压力缸21流体压力过大的时候，就会减小甚至截断从压力源流来的流体进而保护第二压力缸21。

进一步优选地，所述第一流量控制元件421和第二流量控制元件431采用结构相同的流量控制阀。优选地，所述压紧装置还包括用于控制所述压紧单元3的第二控制回路5。第二控制回路5和第一控制回路4分别控制压紧单元3的第一压力缸31和第二压力缸21的伸缩，这样能够实现第一压力缸31和第二压力缸21的分别控制。

优选地，所述第一压力缸31设置为流体从所述第一压力缸31的活塞的同一侧入和流出所述第一压力缸31。这样，压力系统结构简单、能够在满足使用功能的情况下节约成本。

优选地，所述第二控制回路5包括连接在所述第一压力缸31和所述压力源之间的第二方向控制单元51。通过控制所述第二方向控制单元51能够控制流体流入第一压力缸31或流出第一压力缸31。当流体为气体的时候，可设置排放气体时，气体从第一压力缸31中经过第二方向控制单元51可直接排向大气。当流体为液体时例如为液压油时，可在通过第二方向控制单元51接通油箱进行回油。

为了适用不同的待压紧物，需要平衡多个压紧单元3中的压力，优选地，包括能够平衡多个所述压紧单元3的压紧力的第三工作管路52；所述第三工作管路52的一端连接所述第二方向控制单元51；所述第三工作管路52背离所述第二方向控制单元51的另一端包括分别连通不同所述压紧单元3的分支结构。流体利用分别连通不同所述压紧单元3的分支结构流入各个压紧单元3并使各个压力缸中的压力相平衡。

为了保护压力缸，优选地，所述压紧装置还包括多个固定在所述压紧单元3上用于检测所述压紧单元3的第一压力缸31的活塞位置的检测单元6。通过检测单元6检测压力缸的活塞运行位置，为保护压力缸提供支持。还可以设置限位开关，来限制第二压力缸21和/或第一压力缸31的极限位置，以保护压力缸。

进一步优选地，所述压紧装置中的所述压紧单元为本发明第一方面任意一项所述的压紧单元。

通过设置伸缩部2和压紧单元3，可以增大可伸缩行程，通过将磁体32固定在第一压力缸31的第一端端面上，利用固定在第一压力缸31的第一端端面上的磁体32能够便捷的将所述压紧单元3用于与伸缩部2可拆卸地连接。利用这种结构，能够适用于压紧多种不同规格的待压紧物。能够保证例如焊接工序中，当平板8拥有高度不一致的加强筋的时，加强筋和平板8能够紧密贴合，从而有利于保证焊接质量。

本发明第三方面提供一种压紧方法，所述压紧方法包括：

A：将待压紧物放置在工作台7上；

B：使用以上所述的压紧装置将所述待压紧物压紧。

如图2所示的一种具体实施方式中，当平板8上需要焊接拥有高度不同的第一筋板81和第二筋板82的时候，这时候，先将平板8放在工作台7上，然后将第一筋板81、第二筋板82放在平板8相应位置上；然后利用本发明所述压紧装置压紧，使压紧单元3的块状物33分别将第一筋板81、第二筋板82压紧在平板8上。

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。例如，可以将第一压力缸31和/或第二压力缸21改变为活塞杆固定，缸体移动的方式。

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 (7)

1.一种压紧装置，其特征在于，包括机架（1）、伸缩部（2）和至少两个压紧单元（3），所述压紧单元（3）均具有相等的工作压力；所述伸缩部（2）固定连接在所述机架（1）上，所述伸缩部（2）包括第二压力缸（21）和与所述第二压力缸（21）固定连接的安装座（22）；所述安装座（22）包括安装面（222）；所述压紧单元（3）可拆卸地固定在所述安装面（222）上且能够在所述安装面（222）内调整至任意所需位置；

所述压紧单元（3）包括第一压力缸（31）和固定在所述第一压力缸（31）的第一端端部的连接结构；所述连接结构包括磁体（32），所述磁体（32）与所述安装面（222）通过磁力可拆卸地连接；所述第一压力缸（31）包括用于使第一压力缸（31）的活塞复位的复位结构（34）；所述复位结构（34）包括套在所述第一压力缸（31）的活塞杆上的弹簧；

所述第二压力缸（21）的伸缩行程小于所述第一压力缸（31）的伸缩行程，所述第一压力缸（31）和所述第二压力缸（21）的伸缩行程均大于待焊接工件的最大高度差；

所述压紧装置还包括控制器和用于在压紧待焊接工件前选择该待焊接工件对应的预设时间和/或预设行程的人机界面，所述控制器能够根据预设时间和/或预设行程控制所述伸缩部（2），当启动伸缩后在达到所述预设时间和/或预设行程时停止伸缩。

2.根据权利要求1所述的压紧装置，其特征在于，所述伸缩部（2）还包括有用于为所述压紧单元（3）定位的定位结构（221），所述定位结构（221）设置在安装面（222）上。

3.根据权利要求2所述的压紧装置，其特征在于，所述定位结构（221）包括设置在所述安装面（222）上的标识线或槽或点。

4.根据权利要求2所述的压紧装置，其特征在于，所述定位结构（221）为附着在安装面（222）上的多个指示灯。

5.根据权利要求1所述的压紧装置，其特征在于，所述压紧装置包括固定在每个压紧单元（3）上用于检测所述第一压力缸（31）的活塞位置的检测单元（6），当所述检测单元（6）检测到活塞处于极限位置时，限制伸缩部（2）的伸缩。

6.根据权利要求5所述的压紧装置，其特征在于，所述检测单元（6）为固定设置在第一压力缸（31）最大压缩行程处的接近开关。

7.一种压紧方法，其特征在于，所述压紧方法包括：

A：将待焊接工件放置在工作台（7）上；

B：使用根据权利要求1-4中任意一项所述的压紧装置将所述待焊接工件压紧。

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