CN111496425A - 一种适用于异厚板拼接的通过式焊接工装平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于异厚板拼接的通过式焊接工装平台，包括上下料机构、压紧焊接机构；上下料机构包括滚筒传送机构、限高装置、液压顶升机构和水平定位机构；液压顶升机构包括多个四柱液压升降机和液压顶升工装，水平定位机构包括水平定位气缸和水平定位靠山。压紧焊接机构包括上料端焊接压紧机构、下料端焊接压紧机构和焊接衬板运动机构；上、下料端焊接压紧机构包括机架、上压紧机构和下压紧机构；上、下压紧机构分别包括两柱液压升降机和压紧夹具；焊接衬板运动机构包括两杆气压升降机和焊接衬板。解决了在异厚板拼板焊接过程中板料上下料、夹紧、定位、上表面对齐、焊接衬板贴合于分离步骤繁琐、操作复杂的问题。

Description

一种适用于异厚板拼接的通过式焊接工装平台

技术领域

本发明涉及一种异厚板焊接拼板技术，尤其涉及一种适用于异厚板拼接的通过式焊接工装平台。

背景技术

目前，大多数异厚板拼接都采用纯人工焊接或人工定位机器人辅助焊接的生产方式。纯人工焊接方式是指由操作工使用行车或其他设备将钢板转运到焊接工装上，焊接工装一般设有简单的定位装置和焊接衬板，由人工对板料的位置进行调整并确认后，使用工装将板料压紧固定，使用辅助工具对板料焊接处进行人工反变形处理，最后由人工或机器人进行焊接拼板作业，在焊接过程中由人工进行焊接衬垫的位置对准。目前在该技术领域中，焊接过程的自动化程度较低，工装大多必须在人工干预下才能发挥作用，作业过程步骤复杂、操作繁多，需要消耗大量人力物力成本。

本发明涉及的相关技术术语解释：

焊接拼板：指两块板料通过焊接加工拼合成一块板料；

异厚板拼接：指两块厚度不一致的板料进行焊接拼接加工；

焊缝(组队间隙)：也称对口间隙,是焊接件对口处两个焊件之间的间隙，该间隙的大小对焊道的质量有直接影响；

坡口质量及组对质量：至板料的坡口成型精度，和板料焊接前摆放位置的组队精度；

焊接变形：在焊接过程中，板料边缘受到高温影响，导致板料出现变形，容易引起焊接强度降低、板料焊接后弯曲变形的质量问题；

焊接反变形：为了抵消焊接残余变形，焊前先将被焊件向与焊接残余变形相反的方向进行人为的变形，这种方法称焊接反变形；

上表面对齐：指在异厚板拼接的过程中，工艺要求两块板的上表面是平齐的，厚度差异体现在下表面不平齐上。

现有技术一：

如图1a、图1b所示，一种用于焊接的拼板工装(授权公告号CN203003371U)，在该专利中，发明了一种可以适应异厚板焊接的工装，图1a为工装正视图，图1b为工装突出部分(压紧装置)的侧视图。该工装分为三个部分，从左至右分别为固定支架，焊接台，可以上下活动的活动支架。在使用工装时，将待焊板一放在左侧固定支架上，将与待焊板一厚度不同的待焊板二放在右侧的活动支架上，通过活动支架调整待焊板二的位置，并用压紧装置将待焊板压紧，实现对异厚板的焊接拼板。

现有技术一的缺点：

1、该技术无法满足焊前对板料进行反变形的要求；

2、该技术无法满足上表面对齐的异厚板拼接要求；

3、该技术对板料间组队间隙没有限制机构，不能控制板料组队间隙；

4、该技术对板料水平方向上没有限制机构，不能有效保证拼接后工件的直线度；

5、该技术没有板料的上下料移动机构；

6、该技术只在焊缝一侧设置了压紧机构，在焊接时，另一侧板料会因焊接热量而产生变形，引起板料组队间隙变化，降低焊接质量。

现有技术二：

如图2a、图2b所示，一种拼板焊接机的定位对中装置(授权公告号CN203875544U)，该专利公开了一种拼板焊接工装，可通过工装在长板焊接时实现对中定位功能。该装置的技术方案如下：61及62为两块待焊接的板料，1为气缸。通过气缸1的伸缩可驱动部件2、3、4进行上下移动。在装置工作时，通过定位块2使板料61、62进行对中定位，然后通过严禁机构使板料固定(图中未标识)，随后气缸1的输出轴落下，使部件2、3、4下降，通过定位孔和圆柱销带动平台5回到原位后，即可对两块板料61、62进行拼板焊接作业。

现有技术二的缺点：

1、该技术不能解决异厚板拼接的定位需求，尤其是要求上表面平齐定位的异厚板拼接需求；

2、该技术没有板料自动上料装置，不能满足自动上料、定位并夹紧的功能；

3、该技术无法通过机构调整对接焊缝的宽度；

4、该技术无法实现焊接前的反变形；

5、该技术的焊接衬垫装置不能自动上下移动。

现有技术三：

如图3所示，一种拼板焊接平台(申请公布号CN110587314A)，该专利申请公布了一种拼板焊接平台的装置，可在一个装置中实现长板料的铣坡口和拼板焊接，其技术方案如图所示，通过50以及51装置实现对两块板料的焊缝定位，通过221的机构实现单边板料位置的调整，进而实现焊缝宽度的调整。在工作过程中，在板料夹紧后，首先由41的铣刀进行开坡口，由40处的机构带动铣刀上下移动，然后同通过221机构进行焊缝位置调整，最终进行拼板焊接。

现有技术三的缺点：

该现有技术不能解决异厚板拼接的定位需求，尤其是要求上表面平齐定位的异厚板拼接需求；

该现有技术无法实现焊接前的反变形；

该现有技术没有水平定位装置；

该现有技术不能满足需要加装焊接衬垫的焊接需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于异厚板拼接的通过式焊接工装平台。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的适用于异厚板拼接的通过式焊接工装平台，包括上下料机构、压紧焊接机构；

所述上下料机构包括滚筒传送机构、限高装置、液压顶升机构和水平定位机构；

所述压紧焊接机构包括上料端焊接压紧机构和下料端焊接压紧机构，所述上料端焊接压紧机构和下料端焊接压紧机构之间设有焊接衬板运动机构。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的适用于异厚板拼接的通过式焊接工装平台，可针对不同厚度的板料进行焊接拼合，解决了在异厚板拼板焊接过程中板料上下料、夹紧、定位、上表面对齐、焊接衬板贴合于分离步骤繁琐、操作复杂的问题。多应用于大型工程机械、重型装备的结构件生产制造过程中，例如重型车辆的底盘、转台等关键结构件，对焊缝的质量要求较高。

附图说明

图1a、图1b分别为现有技术一的工装正视图及其突出部分(压紧装置)的侧视图。

图2a、图2b分别为现有技术二的拼板焊接工装的不同状态的侧视图。

图3为现有技术三的拼板焊接平台结构示意图。

图4为本发明实施例中上下料机构的轴测结构示意图。

图5为本发明实施例中上下料机构的平面结构示意图。

图6为本发明实施例中上下料机构的侧面结构示意图。

图7为本发明实施例中压紧焊接机构的轴测结构示意图。

图8为本发明实施例中压紧焊接机构的侧面结构示意图。

图9为本发明实施例中的总体布置结构示意图。

图1a至图3中的标记为其在各自公开文本中的标记，不构成相互之间及与本申请的之间的附图标记的重复和冲突；

图4-图9中：

1、水平定位气缸，2、滚筒传送机构，3、液压顶升机构，4、水平定位靠山，5、水平推杆，6、限高装置，7、四柱液压升降机，8、液压顶升工装，9、限高板(包括其立柱)，10、上料端焊接压紧机构机架，11、上料端焊接压紧机构上部两柱液压升降机，12、上料端焊接压紧机构上部压紧夹具，13、上料端焊接压紧机构下部压紧夹具，14、上料端焊接压紧机构下部两柱液压升降机，15、安装底座，16、下料端焊接压紧机构机架，17、下料端焊接压紧机构上部两柱液压升降机，18、下料端焊接压紧机构上部压紧夹具，19、下料端焊接压紧机构下部压紧夹具，20、下料端焊接压紧机构下部两柱液压升降机，21、焊接衬垫，22、焊接衬垫安装座，23、焊接衬垫升降机构两杆气压升降机。

具体实施方式

下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

本发明的适用于异厚板拼接的通过式焊接工装平台，其较佳的具体实施方式如图4至图9所示：

包括上下料机构、压紧焊接机构；

所述上下料机构包括滚筒传送机构2、限高装置6、液压顶升机构3和水平定位机构；

所述压紧焊接机构包括上料端焊接压紧机构和下料端焊接压紧机构，所述上料端焊接压紧机构和下料端焊接压紧机构之间设有焊接衬板运动机构。

所述滚筒传送机构2包括多个传送轴辊；

所述限高装置6包括沿所述滚筒传送机构2布置的多个限高板9及其立柱，多个限高板9及其立柱相互独立并与所述滚筒传送机构2安装在同一块底板上；

所述液压顶升机构3布置在所述滚筒传送机构2的下方，包括沿所述滚筒传送机构2布置的多个四柱液压升降机7和液压顶升工装8，所述液压顶升工装8的上部设有多个凸起的接触面，每个接触面都小于所述滚筒传送机构2的传送轴辊的间隙宽度；

所述水平定位机构包括两部分：一部分为设于所述滚筒传送机构2一侧的与水平定位气缸1连接的水平推杆5，另一部分为固定在所述滚筒传送机构2另一侧的水平定位靠山4。

所述上料端焊接压紧机构和下料端焊接压紧机构分别包括机架，所述机架内设有上压紧机构和下压紧机构；

所述上压紧机构包括上部两柱液压升降机和上部压紧夹具，所述下压紧机构包括下部两柱液压升降机和下部压紧夹具；

所述焊接衬板运动机构包括两杆气压升降机和焊接衬板。

所述上料端焊接压紧机构、下料端焊接压紧机构和焊接衬板运动机构固定在同一安装底座15上，所述上料端焊接压紧机构和下料端焊接压紧机构分别连接有单独的上下料机构。

本发明的适用于异厚板拼接的通过式焊接工装平台，解决了在异厚板拼板焊接过程中板料上下料、夹紧、定位、上表面对齐、焊接衬板贴合于分离步骤繁琐、操作复杂的问题。

具体在异厚板拼接焊接过程中同时解决存在的下列技术问题：

板料在焊接前后的上下料；待焊板料的上表面对齐定位并压紧；待焊板料的水平方向上的定位；焊缝距离(板料组队间隙)的调整；焊接衬垫的贴紧与分离；板料端头在焊接前的反变形。

具体实施例：

如图4至图9所示，适用于异厚板拼板焊接的通过式焊接工装平台共包含两个部分，分别为：上下料机构、压紧焊接机构。

上下料机构主要由滚筒传送机构、水平定位机构、限高装置、液压顶升机构组成。滚筒传送机构为现有技术，其主要作用是实现板料的自动上下料功能，板料在滚筒线轴辊的带动下可由左至右通过工装平台，通过控制轴辊的转动控制板料在工装平台中的位置，以实现对板料焊接组队间隙的控制。限高装置由多个限高板9组成，与滚筒线安装在同一块底板上，各个限高板都独立与底板连接并相互之间通过横梁连接，可承受较大的挤压力，板料在液压顶升机构的作用下与限高板完全贴合，实现针对两块异厚板料的上表面对齐和夹紧的功能。液压顶升机构布置在滚筒传送机构的下方，由小型四柱液压升降机7和顶升工装8组成，顶升工装上半部有多个凸起的接触面，每个接触面都小于轴辊的间隙宽度，使得工装上半部在四柱液压升降机的带动下可以穿过轴辊的间隙进而与板料接触，在其与限高装置的共同作用下实现对板料的夹紧。水平定位装置由两部分组成，一部分为由气压缸带动的水平推杆，另一部分为固定在另一侧的水平定位靠山，通过气压缸带动水平推杆在水平方向上移动，使得板料与水平定位靠山近似于完全贴合，以实现板料的水平定位。

压紧焊接机构主要由板料压紧机构和焊接衬板运动机构组成。板料压紧机构由机架、上压紧机构和下压紧机构组成，上、下压紧机构分别通过两个两柱液压升降机控制，在两柱液压升降机的带动下实现夹紧夹具的移动进而对板料端面处的压紧，同时可以根据压紧位置进行焊接板料端头的焊接前反变形，以减少焊接热变形对焊接质量的影响。焊接衬板运动机构由两杆气压升降机和焊接衬板组成，可通过气压升降机实现对焊接衬板上下移动，在两块板料分别定位、夹紧后，焊接衬板在气压升降机的带动下与焊缝处完全贴合，焊接完毕后气压升降机下降使焊接衬垫与焊缝分离。

使用时，首先将第一块钢板来料放入上料端的滚筒传送机构中，通过滚筒传送机构将第一块钢板来料输送到下料端的滚筒传送机构中。然后将第二块钢板来料放入上料端的滚筒传送机构中，通过上料端滚筒传送机构将第二块钢板来料输送到焊接位置，控制下料端的滚筒传送机构倒转，使第一块钢板来料回滚至焊接位置。控制上料端和下料端的水平定位机构，使两块板料在水平方向上对齐并定位。随后水平定位机构收回，控制液压顶升机构向上顶升，使两块异厚的板料与限高板贴合，实现板料的上表面对齐和压紧。接着控制焊接压紧装置根据当前的板料位置在适当的位置进行压紧，可实现板料端头的压紧和焊接预变形。在板料完全固定后，焊接衬垫运动机构向上运动使得焊接衬垫与焊缝贴合，即可进行焊接作业。在焊接作业完毕后，焊接衬垫运动机构向下运动使得焊接衬垫与焊缝分离，随后上下料端的滚筒传送机构启动，将拼接后的板料从下料端滚筒传送机构中送出。

本发明技术方案带来的有益效果：

本发明可将异厚板拼接过程变为半自动化甚至全自动化，解决了拼板焊接中上下料需要天车或机械臂等额外辅助机械的问题，实现了通过式的自动化上下料过程，通过液压顶升机构和限高板解决了异厚板拼接工艺中实现上表面平齐步骤繁琐的问题，省略了大量人工操作过程，节省了人力物力。同时，通过焊接压紧机构是机械反变形成为可能，减少了焊前的人工参与，降低了成本、增加了效率、加快了生产节拍。同时，本发明中的衬垫升降机构和组队焊接控制机制直接保证了焊接质量，增加良品率。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种适用于异厚板拼接的通过式焊接工装平台，其特征在于，包括上下料机构、压紧焊接机构；

所述上下料机构包括滚筒传送机构(2)、限高装置(6)、液压顶升机构(3)和水平定位机构；

所述压紧焊接机构包括上料端焊接压紧机构和下料端焊接压紧机构，所述上料端焊接压紧机构和下料端焊接压紧机构之间设有焊接衬板运动机构。

2.根据权利要求1所述的适用于异厚板拼接的通过式焊接工装平台，其特征在于：

所述滚筒传送机构(2)包括多个传送轴辊；

所述限高装置(6)包括沿所述滚筒传送机构(2)布置的多个限高板(9)及其立柱，多个限高板(9)及其立柱相互独立并与所述滚筒传送机构(2)安装在同一块底板上；

所述液压顶升机构(3)布置在所述滚筒传送机构(2)的下方，包括沿所述滚筒传送机构(2)布置的多个四柱液压升降机(7)和液压顶升工装(8)，所述液压顶升工装(8)的上部设有多个凸起的接触面，每个接触面都小于所述滚筒传送机构(2)的传送轴辊的间隙宽度；

所述水平定位机构包括两部分：一部分为设于所述滚筒传送机构(2)一侧的与水平定位气缸(1)连接的水平推杆(5)，另一部分为固定在所述滚筒传送机构(2)另一侧的水平定位靠山(4)。

3.根据权利要求2所述的适用于异厚板拼接的通过式焊接工装平台，其特征在于：

所述上料端焊接压紧机构和下料端焊接压紧机构分别包括机架，所述机架内设有上压紧机构和下压紧机构；

所述上压紧机构包括上部两柱液压升降机和上部压紧夹具，所述下压紧机构包括下部两柱液压升降机和下部压紧夹具；

所述焊接衬板运动机构包括两杆气压升降机和焊接衬板。

4.根据权利要求1、2或3所述的适用于异厚板拼接的通过式焊接工装平台，其特征在于，所述上料端焊接压紧机构、下料端焊接压紧机构和焊接衬板运动机构固定在同一安装底座(15)上，所述上料端焊接压紧机构和下料端焊接压紧机构分别连接有单独的上下料机构。

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