CN111085816A - 一种车架组焊工装 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车架组焊工装。所述车架组焊工装包括固定底座、至少一个纵梁定位装置和多个纵梁夹紧装置；所述纵梁定位装置和纵梁夹紧装置沿所述固定底座的长度实现X方向的位移；所述纵梁定位装置上设有可实现Y方向和Z方向位移的定孔件；所述纵梁夹紧装置上设有可实现Y方向位移的内撑组件和外夹组件；所述内撑组件在所述纵梁夹紧装置的中部同步伸缩，所述外夹组件与所述内撑组件形成对夹空间。与相关技术相比，本发明所提供车架组焊工装的位置可调，实现从车架总成内外宽、平面度和对角线三方面来控制车架的质量，且所述车架组焊工装可与车架总成的智能化生产线顺畅配合，提高制造质量的同时，降低人工劳动强度。

Description

一种车架组焊工装

技术领域

本发明涉及车辆制造技术领域，尤其涉及一种车架组焊工装。

背景技术

对轻重卡车辆的设计中，车架为重要的承载部件。在加工中，车架总成拼装也是车架总成加工线的核心工位。现有的车架焊装工装只针对车架的侧面进行定位，且定位的位置不可调，不适合多样化车型产品的车架。另外，只具有侧面定位的工装，其定位精度较低，在焊接热变形的情况下，不能有效的控制车架的焊接变形，从而影响质量，降低成品率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在X、Y、Z三个方向可调的、能适合多车型的车架组焊工装。

本发明的技术方案是：一种车架组焊工装包括固定底座、滑动设置于所述固定底座上的至少一个纵梁定位装置和多个纵梁夹紧装置；

所述纵梁定位装置和纵梁夹紧装置沿所述固定底座的长度实现X方向的位移；所述纵梁定位装置上设有可实现Y方向和Z方向位移的定孔件；所述纵梁夹紧装置上设有可实现Y方向位移的内撑组件和外夹组件；所述内撑组件在所述纵梁夹紧装置的中部同步伸缩，所述外夹组件与所述内撑组件形成对夹空间。

上述方案中，通过所述纵梁夹紧装置实现了车架的外侧面和内侧面的同时夹紧，且对夹空间可调，较好的实现了所述车架组焊工装适合多车型的车架定位夹紧；

通过所述纵梁定位装置对车架上固有的孔进行定位，一方面保证车架焊接前拼装尺寸的精度，另一方面可对焊接的热变形有效控制。

上述提及的方位名词解释如下：

X方向，是固定底座的长度方向；

Y方向，是固定底座的宽度方向；

Z方向，是组焊工装的高度方向；

所述纵梁夹紧装置的中部是指与车架的纵向中心线平齐的位置，而所述内撑组件在所述纵梁夹紧装置的中部同步伸缩是指垂直于车架的纵向中心线的伸缩。

优选的，所述纵梁定位装置包括：

定位基座，设置于所述固定底座上并与所述固定底座的宽度平行，沿所述固定底座实现X方向位移；

两定位组件，分别设置在所述定位基座的两端，且实现Y方向的位移；两端设置的所述定位组件之间形成一定位空间，两所述定位组件同时向所述定位空间伸缩；

每一个所述定位组件上均设置有所述定孔件，所述定孔件沿所述定位组件实现Z方向的位移。

不同车型的车架的结构不同，且车架纵梁的两个外侧面的结构也有不同，为了更好地提高工装的通用性，两个所述定位组件实现的Y方向或Z方向的位移为分别控制。

优选的，所述定位组件包括：

滑座，其底端与所述定位基座在Y方向上滑动配合；

第一推力驱动件，用于驱动所述滑座向所述定位空间位移；

提升组件，固设于所述滑座临近定位空间的侧面上，用于将固定其上的定孔件沿所述滑座实现Z方向的位移。

优选的，所述提升组件包括：

固定架，固定于所述滑座临近定位空间的侧面上；

提升螺杆，设于所述固定架内并与所述固定架的上端旋转配合；

提升块，一端与所述提升螺杆螺纹配合，另一端固设所述定孔件；

所述提升块在所述固定架的限制下，将螺旋旋转转为Z方向的位移。

优选的，所述纵梁定位装置还包括限位组件，所述限位组件设于所述定位基座上并可实现Y方向的长度可调，所述限位组件的调节方向与所述定位组件伸长的位移方向相对。

优选的，所述纵梁夹紧装置还包括设置于所述固定底座上并与所述固定底座宽度平行的夹紧基座，所述夹紧基座沿所述固定底座实现X方向的位移；

所述外夹组件设置在所述夹紧基座的两端，所述内撑组件设置在所述夹紧基座的中间。

优选的，所述外夹组件包括设置在所述夹紧基座一端的固定座、设置在所述夹紧基座另一端的活动座及活动插接于所述固定块和活动块内的第一定位块，所述活动座通过第二推力驱动件实现Y方向位移。

优选的，所述内撑组件包括双向油缸筒及与所述油缸筒两端配合并同时伸缩动作的活塞杆，两个所述活塞杆末端均固定有与所述夹紧基座滑动配合的滑动座，所述滑动座内插接有第二定位块，所述第一定位块与所述第二定位块之间形成所述对夹空间。

优选的，还包括用于支撑车架横梁的横梁支撑装置，所述横梁支撑装置设置于所述固定底座上并沿所述固定底座实现X方向的位移。

与相关技术相比，本发明的有益效果为：

一、所述纵梁定位装置、纵梁夹紧装置均可实现沿固定底座的X方向位移，自身结构的Y方向和Z方向的位置，由此实现了根据不同车型的车架结构而进行的位置可调，提高通用性；

二、上述位置的可调能够从车架总成内外宽、平面度和对角线三方面来控制车架的质量，且所述车架组焊工装可与车架总成的智能化生产线顺畅配合，提高制造质量的同时，降低人工劳动强度。

附图说明

图1为本发明提供的车架组焊工装的结构示意图；

图2为图1中的俯视图；

图3为纵梁定位装置与固定底座的安装的局部剖示意图；

图4为纵梁夹角装置与固定底座的安装的局部剖示意图；

图5为图4的俯视图。

附图中，1-固定底座、11-工字钢、12-直线导轨、2-纵梁定位装置、21-定位基座、211-调节基座、212-滚轮、213-刹车机构、22-定位组件、221-滑座、222-第一推力驱动件、223-提升组件、2231-固定架、2232-提升螺杆、2233-提升块、2234-挡块、23-定位空间、24-限位组件、241-基块、242-调节螺杆、3-纵梁夹紧装置、31-夹紧基座、32-外夹组件、321-固定座、322-活动座、323-第一定位块、324-第二推力驱动件、33-内撑组件、331-油缸筒、332-活塞杆、333-注油嘴、334-滑动座、335-第二定位块、34-对夹空间、4-横梁支撑装置、100-外腹板。

具体实施方式

以下将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。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。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

如图1~3所示，本实施例提供的一种车架组焊工装包括固定底座1、纵梁定位装置2、纵梁夹紧装置3和横梁支撑装置4。

所述固定底座1包括工字钢11和直线导轨12，所述工字钢11的数量为多个，横、纵搭接形成框架结构，该框架结构通过膨胀螺栓固定于地面，其长度方向构成整个组焊工装的X方向，相应的其宽度和高度分别为Y方向和Z方向，由此适应车架的长度、宽度和高度方向的定位。

所述直线导轨12为钢轨，沿所述固定底座1的长度方向上布设。

如图3所示，所述纵梁定位装置2包括定位基座21、定位组件22和限位组件24。所述定位基座21为板梁结构，其两端竖向延伸设有调节基座211，所述定位基座21的底部的两端设有与直线导轨12匹配的滚轮212和刹车机构213。

所述定位基座21安装在所述直线导轨12上后，所述定位基座21的长度与固定底座1的宽度平行。所述滚轮212沿所述直线导轨12滚动，实现X方向的位移。所述刹车机构213通过锁紧螺杆的旋紧以抵接直线导轨12的侧面，实现纵梁定位装置2在固定底座1上的位置固定。

所述定位组件22的数量为两个，分别沿所述调节基座211的两端伸缩调节。具体为：

所述定位组件22包括滑座221、第一推力驱动件222、提升组件223和定孔件224。所述滑座211与所述调节基座211面对面间隔设置，所述滑座211的底部与所述定位基座21在Y方向滑动连接。

所述第一推力驱动件222为液压缸，其缸筒固设于所述调节基座211上，两端设置的第一推力驱动件222的伸缩杆相对设置。所述伸缩杆的末端固定所述滑座221。通过所述第一推力驱动件222的伸缩驱动所述滑座221实现Y方向的位移，以调整间距，适应不同车架的拼装宽度。

两端设置的所述定位组件22的滑座221在中间形成一定位空间23，两侧的第一推力驱动件222的Y方向位移为同步动作，实现滑座221同时向定位空间23伸长或缩回。

所述提升组件223包括固定架2231、提升螺杆2232、提升块2233和挡块2234。所述固定架2231为中空的箱型结构，其固定于所述滑座221临近定位空间23的侧面上。所述固定架2231临近定位空间23的侧面上设有竖向延伸的滑槽。所述提升螺杆2232竖向设于所述固定架2231内并与所述固定架2231的上端旋转配合，可在该旋转配合中设置轴承。所述提升块2233滑动设于所述滑槽内，其一端自滑槽伸入与所述提升螺杆2232螺纹配合，另一端自滑槽伸出固设所述定孔件224。所述提升块2233在所述固定架2231的限制下，将提升螺杆2232的螺旋旋转转为Z方向的位移，由此实现了定位件224高度方向的可调。

车架纵梁的外腹板100上会有减轻孔和安装孔，在组装焊接时，工装可选择减轻孔或者安装孔定位，实现点、面结合的定位，以提高定位精度。且孔定位可有效减少焊接变形，提高加工质量。因此，所述定孔件224为插销，末端为锥形结构，以适应不同孔径的定位。两个提升组件223分别调节，可应对车架纵梁两侧的减轻孔或安装孔高度不一的情况。所述挡块2234设于所述固定架2231上且位于提升组件223的下方。

所述限位组件24设于所述定位基座21上并可实现Y方向的长度可调。所述限位组件24包括固定在所述定位基座21上的基块241和与所述基块241螺旋配合的调节螺杆242，所述调节螺杆242螺旋伸长的调节方向与所述定位组件22伸长的位移方向相对，每个所述定位组件22的内侧均设置一个所述限位组件24。根据不同车型的车架的宽度，调节所述调节螺杆242的长度，即两个调节螺杆242伸长末端的位置为滑座221向定位空间23伸长的位置，滑座221伸长的位置与车架宽度尺寸相关。两个调节螺杆242调节量需相同，以保证在定位空间23内的车架处于中间位置。

如图1、2所示，所述纵梁定位装置2的数量为一个，当左右纵梁吊运至组焊工装上时，由所述纵梁定位装置2的孔定位控制左右纵梁X方向移动，保证长度9m车架总成对角线差值控制在±3mm内。

如图1、2、4、5所示，所述纵梁夹紧装置3包括夹紧基座31、外夹组件32和内撑组件33。

所述夹紧基座31同样设置有调节基座、滚轮和刹车机构，与定位基座21的位置结构及原理相同。

所述外夹组件32包括固定座321、活动座322、第一定位块323和第二推力驱动件324。所述固定座321固定于所述夹紧基座31的一端，所述活动座322设于所述夹紧基座31的另一端，所述活动座322的底部与所述夹紧基座31滑动连接，所述活动座322通过第二推力驱动件324实现Y方向位移。

如图5所示，所述固定座321和活动座322相对设置的侧面上均设有上下贯通的插槽，所述插槽内活动插接所述第一定位块323。所述第一定位块323为T字型结构，其T形头与插槽配合，可实现对第一定位块323在Y方向和X方向上的有效定位，还可防止第一定位块323的扭转偏移。所述第一定位块323的另一端均向纵梁夹紧装置3的中部延伸。

所述内撑组件33设置在所述夹紧基座31的中间。所述内撑组件33包括双向油缸筒331及沿所述油缸筒331的两端同时伸缩动作的活塞杆332。两个所述活塞杆332末端均固定有与所述夹紧基座31滑动配合的滑动座334。一个所述滑动座334面向固定座321的侧面和另一个所述滑动座334面向活动座322的侧面上均设有与固定座321和活动座322相同的插槽。同样，在所述插槽内插接有第二定位块335，所述第二定位块335也为T字型结构，与插槽的配合可较好的实现了X、Y方向的定位及偏转的位置限定。所述第一定位块323与所述第二定位块335之间形成所述对夹空间34。一个所述纵梁夹紧装置3上有两个对夹空间34，所述对夹空间34用于装夹车架的两个纵梁的外腹板100。所述油缸筒331上设有三个注油嘴333，其中一个设置在中间，用于注油后将两边的活塞杆332同步推出，另外两个注油嘴333分别设置在油缸筒331的边沿，用于注油后将伸出的活塞杆332退回至油缸筒331内。

所述纵梁夹紧装置3的工作原理为：第一定位块323和第二定位块335均为活动插接，可根据不同车型的车架宽度，放置合适长度的第一定位块323和第二定位块335。活塞杆332驱动活动座334和第二定位块335伸长，与固定座321之间夹紧纵梁外腹板100，活动座322在第二推力驱动件324的驱动下带动第一定位块323向第二定位块335的方向位移，推进纵梁外腹板100与第二定位块335一同实现内外夹紧，另一侧固定座321与该侧的第二定位块335之间也形成了内外夹紧。

所述第一定位块323和第二定位块335用于夹持纵梁外腹板100的侧面的平面度偏差应小于0.5mm。

所述第一推力驱动件222和第二推力驱动件324均为横移油缸，其行程根据车架宽度来确定，应满足车架宽度750mm~900mm的调整量。

所述纵梁定位装置2的定位基座21的上端平面、横梁支撑装置4的上端平面及四个纵梁夹紧装置3的夹紧基座31的上端平面度的偏差不大于0.5mm，且在上述上端平面铺设一层耐磨层，防止因反复放置车架而造成工装磨损，影响定位精度。

如图2所示，所述纵梁夹紧装置3的数量为四个，其中一组设置在组焊工装的前端（前端与组焊的车架的前端一致），设置一个纵梁定位装置2后，其余三组纵梁夹紧装置3在后端依次设置。

所述横梁支撑装置4设置于所述固定底座1上并沿所述固定底座1实现X方向的位移，用于支撑车架横梁。所述横梁支撑装置4的数量根据车架横梁的数量及位置对应。

所述车架组焊工装使用时，将车架多个横梁放置在横梁支撑装置4上并固定。再将两个纵梁的外腹板分别放置在对夹空间34内夹紧，再用定孔件224在车架两个外腹板的孔上进行定位。横梁支撑装置4将横梁提升至两个纵梁之间，位置固定好后进行组焊工艺。

组焊完成后，需要在组焊工装上冷却后才能取下车架。

所述组焊工装结合所述纵梁定位装置的X方向的位移量，使焊接热变形的控制为允许范围内的弹性控制，避免车架脆断。

车架组焊工装实现的上述各动作采用PLC、直线位移传感器模式和总线控制，定位准确、操作简便。操作控制采用主控面板，所述主控面板上设有触摸屏，面板上设有各种开关、按钮、信号灯、显示器。显示器为触摸屏显示，在显示器上的操作内容主要有：现实夹紧力、移动底座移动距离的修改操作。在按钮区的操作内容有：夹紧、松开、移动、返回、翻转等动作控制，及急停按钮。且工装夹紧时具备渐进功能，便于车架横梁装配位置调整。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种车架组焊工装，其特征在于，包括固定底座（1）、滑动设置于所述固定底座（1）上的至少一个纵梁定位装置（2）和多个纵梁夹紧装置（3）；

所述纵梁定位装置（2）和纵梁夹紧装置（3）沿所述固定底座（1）的长度实现X方向的位移；所述纵梁定位装置（2）上设有可实现Y方向和Z方向位移的定孔件（224）；所述纵梁夹紧装置（3）上设有可实现Y方向位移的内撑组件（33）和外夹组件（32）；所述内撑组件（33）在所述纵梁夹紧装置（3）的中部同步伸缩，所述外夹组件（32）与所述内撑组件（33）形成对夹空间（34）。

2.根据权利要求1所述的车架组焊工装，其特征在于，所述纵梁定位装置（2）包括：

定位基座（21），设置于所述固定底座（1）上并与所述固定底座（1）的宽度平行，沿所述固定底座（1）实现X方向位移；

两定位组件（22），分别设置在所述定位基座（21）的两端，且实现Y方向的位移；两端设置的所述定位组件（22）之间形成一定位空间（23），两所述定位组件（22）同时向所述定位空间（23）伸缩；

每一个所述定位组件（22）上均设置有所述定孔件（224），所述定孔件（224）沿所述定位组件（22）实现Z方向的位移。

3.根据权利要求2所述的车架组焊工装，其特征在于，两个所述定位组件（22）实现的Y方向或Z方向的位移为分别控制。

4.根据权利要求2所述的车架组焊工装，其特征在于，所述定位组件（22）包括：

滑座（221），其底端与所述定位基座（21）在Y方向上滑动配合；

第一推力驱动件（222），用于驱动所述滑座（221）向所述定位空间（23）滑动；

提升组件（223），固设于所述滑座（221）临近定位空间（23）的侧面上，用于将固定其上的定孔件（224）沿所述滑座（221）实现Z方向的位移。

5.根据权利要求4所述的车架组焊工装，其特征在于，所述提升组件（223）包括：

固定架（2231），固定于所述滑座（221）临近定位空间（23）的侧面上；

提升螺杆（2232），设于所述固定架（2231）内并与所述固定架（2231）的上端旋转配合；

提升块（2233），一端与所述提升螺杆（2232）螺纹配合，另一端固设所述定孔件（224）；

所述提升块（2233）在所述固定架（2231）的限制下，将螺旋旋转转为Z方向的位移。

6.根据权利要求2所述的车架组焊工装，其特征在于，所述纵梁定位装置（2）还包括限位组件（24），所述限位组件（24）设于所述定位基座（21）上并可实现Y方向的长度可调，所述限位组件（24）的调节方向与所述定位组件（22）伸长的位移方向相对。

7.根据权利要求1所述的车架组焊工装，其特征在于，所述纵梁夹紧装置（3）还包括设置于所述固定底座（1）上并与所述固定底座（1）宽度平行的夹紧基座（31），所述夹紧基座（31）沿所述固定底座（1）实现X方向的位移；

所述外夹组件（32）设置在所述夹紧基座（31）的两端，所述内撑组件（33）设置在所述夹紧基座（31）的中间。

8.根据权利要求7所述的车架组焊工装，其特征在于，所述外夹组件（32）包括设置在所述夹紧基座（31）一端的固定座（321）、设置在所述夹紧基座（31）另一端的活动座（322）及插接于所述固定座（321）和活动座（322）内的第一定位块（323），所述活动座（322）和第一定位块（323）通过第二推力驱动件（324）实现Y方向位移。

9.根据权利要求8所述的车架组焊工装，其特征在于，所述内撑组件（33）包括双向结构的油缸筒（331）及沿所述油缸筒（331）两端同时伸缩动作的活塞杆（332），两个所述活塞杆（332）末端均固定有与所述夹紧基座（31）滑动配合的滑动座（334），所述滑动座（334）内插接有第二定位块（335），所述第一定位块（323）与所述第二定位块（335）之间形成所述对夹空间（34）。

10.根据权利要求1所述的车架组焊工装，其特征在于，还包括用于支撑车架横梁的横梁支撑装置（4），所述横梁支撑装置（4）设置于所述固定底座（1）上并沿所述固定底座（1）实现X方向的位移。

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