一种钢结构自动化拼装焊接夹具
技术领域
本发明涉及钢结构加工成型领域,特别涉及一种钢结构自动化拼装焊接夹具。
背景技术
钢材是对含碳量质量百分比介于0.02%至2.11%之间铁碳合金的统称,由于钢材本身强度高、自重轻、整体刚度好、抵抗性变能力强等特点,是人类生产生活中不可或缺的一部分,钢材在加工生产成型之后,钢部件之间通过焊接、螺栓连接或铆钉连接的方式对刚才进一步处理,制造出实际生产所需的钢结构,本发明所述的钢结构是生产生活中常见的工字钢,其立体结构如图8所示。
目前,钢结构在焊接过程中存在的以下难题:a传统焊接过程中,对于钢结构的夹持规格是固定的,一种规格的夹具只能对应一种钢结构,对于实际生产中不同规格的钢结构,在焊接过程中,需要频繁更换夹具,工艺较为繁琐,且生产成本较高,b传统焊接过程中,可能存在焊件之间对齐不完全、焊接面不完均匀等问题,影响焊接后钢结构的使用,c传统焊接过程中,焊件之间仅仅贴靠在一起,焊接完成后可能存在焊缝易断裂等问题,焊接效果不佳。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明提供了一种钢结构自动化拼装焊接夹具,可以解决钢结构在焊接过程中所存在的以下难题:a传统焊接过程中,对于钢结构的夹持规格是固定的,一种规格的夹具只能对应一种钢结构,对于实际生产中不同规格的钢结构,在焊接过程中,需要频繁更换夹具,工艺较为繁琐,且生产成本较高,b传统焊接过程中,可能存在焊件之间对齐不完全、焊接面不完均匀等问题,影响焊接后钢结构的使用,c传统焊接过程中,焊件之间仅仅贴靠在一起,焊接完成后可能存在焊缝易断裂等问题,焊接效果不佳。
(二)技术方案
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:一种钢结构自动化拼装焊接夹具,包括焊接机架、对齐机构、滚压平整机构以及调节机构,所述的焊接机架内部上端面上自左向右依次安装有滚压平整机构、对齐机构,对齐机构下方设置有调节机构,且调节机构安装在焊接机架上。
所述的焊接机架包括底部机架、锁紧螺栓、复位弹簧、压板、L型架以及调节电动滑块,其中所述的底部机架内部前后对称设置有L型架,且靠近底部机架内壁的L型架安装在底部机架下端面上,远离底部机架内壁的L型架通过调节电动滑块滑动设置在底部机架上,L型板左右对称开设有一号螺纹孔,锁紧螺栓通过螺纹连接方式安装在L型架上,复位弹簧左右对称设置在锁紧螺栓两侧,复位弹簧一端安装在L型架下端面,复位弹簧另一端安装有压板,且锁紧螺栓下侧紧紧抵靠在压板上。
所述的对齐机构包括一号升降气缸、升降板、对齐工作台、对齐电动滑块、对齐架、对齐弹簧杆以及对齐板,其中所述的一号升降气缸通过气缸座安装在底部机架内部端面上,一号升降气缸输出轴下端面通过法兰盘安装有升降板,一号升降气缸输出轴通过轴套向左安装有对齐工作台,对齐工作台下方开设有一号滑槽,一号滑槽内滑动设置有对齐电动滑块,对齐电动滑块下端安装有对齐架,对齐架下端安装有对齐弹簧杆,对齐弹簧杆下端安装有对齐板。
所述的调节机构包括调节架、调节移动块、丝杠、调节驱动气缸、气泵、移动架、吸盘、挡位弹簧杆、放置板以及锁紧支链,其中所述的调节架安装在底部机架内部下端面上,调节架上开设有二号螺纹孔,丝杠通过二号螺纹孔安装在调节架上,调节移动块滑动设置在调节架上,且调节移动块通过螺纹连接方式与丝杠相连接,调节驱动气缸通过气缸座安装在调节移动块左侧端面上,调节驱动气缸驱动轴通过法兰盘安装有移动架,气泵安装在移动架内部左侧端面上,吸盘安装在移动架外部左侧端面上,吸盘与气泵之间通过橡胶管相连接,底部机架内部下端面上开设有一号凹槽,且一号凹槽位于移动架左侧,一号凹槽内均匀设置有挡位弹簧杆,挡位弹簧杆上安装有放置板,放置板与底部机架之间安装有锁紧支链。
优选的,所述的滚压平整机构包括二号升降气缸、滚压工作台、滚压电动滑块、滚压框、滚压弹簧杆、固定块以及滚压辊,其中所述的二号升降气缸通过气缸座安装在底部机架内部上端面上,二号升降气缸驱动轴下端面通过法兰盘安装有滚压工作台,滚压工作台下端面上开设有二号滑槽,二号滑槽内滑动设置有滚压电动滑块,滚压电动滑块下端安装有滚压框,滚压框内左右对称安装有滚压弹簧杆,滚压弹簧杆下端安装有固定块,滚压辊通过轴承安装在固定块上。
优选的,所述的锁紧支链包括一号锁紧弹簧、一号锁紧块、二号锁紧弹簧以及二号锁紧块,其中所述的放置板左侧自左向右开设有二号凹槽,一号锁紧块滑动设置在二号凹槽内, 一号锁紧块与放置板之间通过一号锁紧弹簧相连接,一号凹槽左侧壁上自前向后开设有三号凹槽,且三号凹槽与二号凹槽相互配合,二号锁紧块滑动设置在三号凹槽内,二号锁紧块与底部机架之间通过二号锁紧弹簧相连接。
优选的,所述的一号锁紧块与二号锁紧块远离一号锁紧弹簧与二号锁紧弹簧的一端设置为梯形结构。
优选的,所述的放置板包括放置底板、限位弹簧杆、放置长板以及滚珠,其中所述的放置底板开设有四号凹槽,四号凹槽内均匀设置有限位弹簧杆,限位弹簧杆上安装有放置长板,放置长板上均匀开设有圆孔,圆孔内以滚动连接方式安装有滚珠。
优选的,所述的压板下端面上均匀设置有凹凸不平的橡胶结构。
(三)有益效果
1.本发明提供了一种钢结构自动化拼装焊接夹具,可以解决钢结构在焊接过程中所存在的以下难题:a传统焊接过程中,对于钢结构的夹持规格是固定的,一种规格的夹具只能对应一种钢结构,对于实际生产中不同规格的钢结构,在焊接过程中,需要频繁更换夹具,工艺较为繁琐,且生产成本较高,b传统焊接过程中,可能存在焊件之间对齐不完全、焊接面不完均匀等问题,影响焊接后钢结构的使用,c传统焊接过程中,焊件之间仅仅贴靠在一起,焊接完成后可能存在焊缝易断裂等问题,焊接效果不佳。
2.本发明设计的焊接机架上通过一端固定、一端可调的方式对钢结构进行夹持,可以针对不同长度的钢结构进行夹持固定,同时通过锁紧螺栓、复位弹簧与压板之间相互配合可以针对不同厚度的钢结构进行固定,压板下端面凹凸不平的橡胶结构既可以增加固定面积,又可以减少夹持固定对钢结构的损坏。
3.本发明设计的对齐机构通过一号升降气缸可以同时既控制升降板对钢结构的挤压又可以控制对齐板对钢结构之间的对齐,其中对齐弹簧杆与对齐板配合使用,避免升降板对钢结构进行挤压时,造成对齐板与钢结构的刚性碰撞。
4.本发明设计的滚压平整机构通过滚压电动滑块、滚压弹簧杆与滚压辊之间相互配合可以对对齐和挤压后的钢结构进行进一步的滚压,使钢结构之间的焊接面始终保持平整,同时滚压弹簧杆使滚压辊始终与钢结构在工作过程中紧紧贴合在一起。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明主视图;
图2是本发明左视图;
图3是本发明调节机构安装结构示意图;
图4是本发明滚压平整机构剖视图;
图5是本发明锁紧支链横向剖视图;
图6是本发明锁紧支链纵向剖视图;
图7是本发明放置板剖视图;
图8是本发明钢结构立体结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明,但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
如图1至图8所示,一种钢结构自动化拼装焊接夹具,包括焊接机架1、对齐机构2、滚压平整机构3以及调节机构4,所述的焊接机架1内部上端面上自左向右依次安装有滚压平整机构3、对齐机构2,对齐机构2下方设置有调节机构4,且调节机构4安装在焊接机架1上。
所述的焊接机架1包括底部机架11、锁紧螺栓12、复位弹簧13、压板14、L型架15以及调节电动滑块,其中所述的底部机架11内部前后对称设置有L型架15,且靠近底部机架11内壁的L型架15安装在底部机架11下端面上,远离底部机架11内壁的L型架15通过调节电动滑块滑动设置在底部机架11上,L型板左右对称开设有一号螺纹孔,锁紧螺栓12通过螺纹连接方式安装在L型架15上,复位弹簧13左右对称设置在锁紧螺栓12两侧,复位弹簧13一端安装在L型架15下端面,复位弹簧13另一端安装有压板14,且锁紧螺栓12下侧紧紧抵靠在压板14上。
所述的焊接机架1具体工作时,根据钢结构的长度,通过调节电动滑块调节L型架15之间的距离,再通过现有设备将钢结构放置在L型架15之间,调节锁紧螺栓12,锁紧螺栓12在向下移动过程中带动压板对钢结构进行固定夹持,可以使钢结构在对齐拼接过程中不会发生相对滑动,不会影响后续焊接效果。
所述的压板14下端面上均匀设置有凹凸不平的橡胶结构,使压板14在对钢结构固定夹持过程中,接触面积增大,夹持固定更加稳定,同时橡胶结构的使用避免压板14与钢结构之间的刚性夹持对钢结构的损坏,有效保护钢结构表面光滑程度。
所述的对齐机构2包括一号升降气缸21、升降板22、对齐工作台23、对齐电动滑块24、对齐架25、对齐弹簧杆26以及对齐板27,其中所述的一号升降气缸21通过气缸座安装在底部机架11内部端面上,一号升降气缸21输出轴下端面通过法兰盘安装有升降板22,一号升降气缸21输出轴通过轴套向左安装有对齐工作台23,对齐工作台23下方开设有一号滑槽,一号滑槽内滑动设置有对齐电动滑块24,对齐电动滑块24下端安装有对齐架25,对齐架25下端安装有对齐弹簧杆26,对齐弹簧杆26下端安装有对齐板27。
所述的对齐机构2具体工作时,钢结构通过现有设备放置在放置板49上,一号升降气缸21启动通过驱动轴带动升降板22推动钢结构向下移动,升降板22向下移动过程中同时带动对齐工作台23向下移动,对齐电动滑块24前后调节通过对齐弹簧杆26使对齐板27与钢结构上拼装口对齐,升降板22带动钢结构移动到靠近左侧钢结构上方位置。
所述的调节机构4包括调节架41、调节移动块42、丝杠43、调节驱动气缸44、气泵45、移动架46、吸盘47、锁紧支链48、放置板49以及挡位弹簧杆410,其中所述的调节架41安装在底部机架11内部下端面上,调节架41上开设有二号螺纹孔,丝杠43通过二号螺纹孔安装在调节架41上,调节移动块42滑动设置在调节架41上,且调节移动块42通过螺纹连接方式与丝杠43相连接,调节驱动气缸44通过气缸座安装在调节移动块42左侧端面上,调节驱动气缸44驱动轴通过法兰盘安装有移动架46,气泵45安装在移动架46内部左侧端面上,吸盘47安装在移动架46外部左侧端面上,吸盘47与气泵45之间通过橡胶管相连接,底部机架11内部下端面上开设有一号凹槽,且一号凹槽位于移动架46左侧,一号凹槽内均匀设置有挡位弹簧杆410,挡位弹簧杆410上安装有放置板49,放置板49与底部机架11之间安装有锁紧支链48。
所述的调节机构4具体工作时,调节驱动气缸44启动带动移动架46移动到工作位置,气泵45启动通过吸盘47将钢结构进行吸附,根据钢结构之间拼接口的位置,手动调节丝杠43通过调节移动块42调节钢结构之间的拼接口的位置,使钢结构之间的拼接口对齐,再通过对齐机构2将右侧钢结构向下挤压,使左侧钢结构与右侧钢结构进行拼接,右侧钢结构在向下移动过程中,通过挡位弹簧杆410带动放置板49向下移动,放置板49与底部机架11之间通过锁紧支链48进行锁紧,避免钢结构在拼接过程中发生抖动。
所述的锁紧支链48包括一号锁紧弹簧481、一号锁紧块482、二号锁紧弹簧483以及二号锁紧块484,其中所述的放置板49左侧自左向右开设有二号凹槽,一号锁紧块482滑动设置在二号凹槽内, 一号锁紧块482与放置板49之间通过一号锁紧弹簧481相连接,一号凹槽左侧壁上自前向后开设有三号凹槽,且三号凹槽与二号凹槽相互配合,二号锁紧块484滑动设置在三号凹槽内,二号锁紧块484与底部机架11之间通过二号锁紧弹簧483相连接。
所述的锁紧支链48具体工作时,放置板49向下移动过程中,一号锁紧块482通过一号锁紧弹簧481向内移动,当三号凹槽与二号凹槽位于同一水平面上,一号锁紧块482通过一号锁紧弹簧481向三号凹槽内移动,将放置板49与底部机架11固定锁紧,当拼接过程完成时,人工通过二号锁紧弹簧483推动二号锁紧块484移动,二号锁紧块484推动一号锁紧块482向外移动,一号锁紧块482向外移动离开三号凹槽,放置板49通过挡位弹簧杆410恢复到起始位置。
所述的滚压平整机构3包括二号升降气缸31、滚压工作台32、滚压电动滑块33、滚压框34、滚压弹簧杆35、固定块36以及滚压辊37,其中所述的二号升降气缸31通过气缸座安装在底部机架11内部上端面上,二号升降气缸31驱动轴下端面通过法兰盘安装有滚压工作台32,滚压工作台32下端面上开设有二号滑槽,二号滑槽内滑动设置有滚压电动滑块33,滚压电动滑块33下端安装有滚压框34,滚压框34内左右对称安装有滚压弹簧杆35,滚压弹簧杆35下端安装有固定块36,滚压辊37通过轴承安装在固定块36上。
所述的滚压平整机构3具体工作时,二号升降气缸31启动带动滚压工作台32运动到工作位置,使滚压辊37紧紧贴靠在钢结构拼接面上,滚压电动滑块33通过滚压框34与滚压弹簧杆35带动滚压辊37在钢结构之间的连接处进行往复赶压,使钢结构拼接面平整,为焊接工序做准备,其中滚压弹簧杆35保证滚压辊37始终紧紧贴靠在钢结构拼接面上。
所述的一号锁紧块482与二号锁紧块484远离一号锁紧弹簧481与二号锁紧弹簧483的一端设置为梯形结构,一号锁紧块482设置的梯形结构使一号锁紧块482在放置板49下降过程中不会与底部机架11发生刚性碰撞,造成设备的损坏,二号锁紧块484设置的梯形结构可以推动一号锁紧块482向外移动。
所述的放置板49包括放置底板491、限位弹簧杆492、放置长板493以及滚珠494,其中所述的放置底板491开设有四号凹槽,四号凹槽内均匀设置有限位弹簧杆492,限位弹簧杆492上安装有放置长板493,放置长板493上均匀开设有圆孔,圆孔内以滚动连接方式安装有滚珠494,滚珠494的使用使钢结构在对齐过程中更易调节,同时限位弹簧杆492的使用使滚珠494在拼接过程中向下移动到四号凹槽内,使钢结构在拼接过程中不会发生相对移动。
本发明在工作时的使用步骤:
第一步:通过现有设备将钢结构夹持固定在底部机架11上;
第二步:通过现有设备将钢结构放置在放置板49上,通过对齐机构2将最右侧钢结构向下移动到左侧钢结构上方,再通过调节机构4将钢结构之间的拼接口对齐,再通过对齐机构2向下移动,使钢结构之间进行拼接;
第三步:滚压平整机构3启动,对拼接之后的钢结构拼接面进行赶压,工作结束。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。