发明内容
为解决上述技术问题,本发明的目的在于提供一种臂架固定焊接设备。
本发明提供的一种臂架固定焊接设备,包括:
机座;
支撑装置,设于所述机座上,所述支撑装置包括支撑架和用于驱动所述支撑架沿所述机座轴向移动的第一驱动机构;
定位夹紧装置,其包括设于所述机座上且可沿所述机座轴向移动的定位内胎和设于所述支撑架上的侧板定位夹紧机构,所述定位内胎用于对臂架的内腔进行定位,所述侧板定位夹紧机构与所述定位内胎配合用于对底板和侧板进行定位夹紧;
牵引装置,与所述定位内胎连接用于带动所述定位内胎沿所述机座轴向移动;
横梁装置,其包括支撑机构和提升机构,所述支撑机构底端连接有用于对顶板进行压紧的顶板压紧件,所述提升机构安装于所述支撑架上与所述支撑机构连接,用于调节所述支撑机构升降以远离或靠近臂架;
焊接装置,设于所述支撑机构下方用于将侧板与底板以及顶板进行焊接。
优选地,所述机座包括:
工作台;
底板定位件,对称设于所述工作台上用于对底板宽度方向进行定位;
导向机构,其包括设于工作台上的导轨和与所述导轨配合且可沿所述导轨前后移动的导向轮,所述导向轮与所述支撑架连接用于引导所述支撑架移动。
优选地,所述底板定位件包括设于所述工作台上的销孔和插接于所述销孔内的定位销。
优选地,所述侧板定位夹紧机构包括:
定位架,设于所述支撑架上,所述定位架与所述支撑架之间设有直线导轨,使得所述定位架可沿所述机座的宽度方向移动以靠近底板和侧板;
定位夹紧件,设于所述定位架靠近臂架的一侧,用于对底板和侧板进行定位夹紧;
驱动件,设于所述定位架上用于驱动该侧板定位夹紧机构移动。
优选地,所述定位架与所述定位夹紧件连接的侧边设有用于连接所述定位夹紧件的滑槽,所述滑槽沿所述定位架竖直方向设置使得所述定位夹紧件可相对所述机座纵向上下移动。
优选地,所述支撑机构包括:
支撑横梁,其顶部与所述提升机构连接;
机头横梁,设于所述支撑横梁下方,所述机头横梁与所述支撑横梁之间通过导柱连接,所述顶板压紧件和所述焊接装置连接于所述机头横梁上;
第一驱动气缸,连接于所述支撑横梁与所述机头横梁之间用于驱动所述机头横梁上下移动。
优选地,所述支撑机构还包括设于所述机头横梁底部用于将侧板预压紧的侧板压辊。
优选地,所述焊接装置与所述机头横梁之间设有横向调节机构,所述横向调节机构包括:
横移滑轨,设于所述机头横梁上,所述横移滑轨沿所述机座的宽度方向设置;
横移连接板,与所述横移滑轨连接,所述横移连接板用于安装所述焊接装置,且可带动所述焊接装置沿所述机座的宽度方向移动以靠近臂架;
锁紧件,设于所述横移连接板上用于将所述横移连接板与所述机头横梁定位固定。
优选地,所述横移连接板与所述焊接装置之间设有纵向调节机构,所述纵向调节机构包括包括:
纵向滑轨,设于所述横移连接板与所述焊接装置连接的表面,所述纵向滑轨沿所述机座竖直方向设置;
第二驱动气缸,设于所述机头横梁上用于驱动所述焊接装置沿所述纵向滑轨上下移动,以调节所述焊接装置与臂架之间纵向位移。
优选地,所述提升机构包括:
导向柱,其设于所述支撑架上底端与所述支撑机构连接,所述导向柱可相对所述支撑架上下移动;
第二驱动机构,设于所述支撑架上用于驱动所述导向柱带动所述支撑机构移动。
本发明提供的一种臂架固定焊接设备,通过定位内胎和侧板定位夹紧机构以及顶板压紧件的配合,可对臂架的内外侧进行定位固定,不仅能够保证臂架焊接过程内截面的尺寸精度,且可有效控制臂架轴向焊接的变形量,提高焊接质量;通过设置驱动机构和牵引装置可带动安装有侧板定位夹紧机构、顶板压紧件、焊接机构、升降装置的支撑装置以及定位内胎同步相向移动,实现了臂架的自动化定位焊接,降低了工人的劳动强度,提高了生产效率,且设备运行稳定可靠,可对四条焊缝同步焊接,使得每条焊缝的热输入保持均衡,保证了产品的尺寸要求,提高了产品质量。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图对本发明进行详细描述,本部分的描述仅是示范性和解释性,不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外,术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂,而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平,并不是表示该结构一定要完全水平,而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1-13所示,本实施方式提供的一种臂架固定焊接设备,包括:
机座1;
支撑装置2,设于机座1上,支撑装置2包括支撑架21和用于驱动支撑架21沿所述机座1轴向移动的第一驱动机构22;
定位夹紧装置,其包括设于机座1上且可沿机座1轴向移动的定位内胎3和设于支撑架21上的侧板定位夹紧机构4,定位内胎3用于对臂架200的空腔内进行定位,侧板定位夹紧机构4与定位内胎3配合用于对底板210和侧板220进行定位夹紧;
牵引装置5,与定位内胎3连接用于带动定位内胎3沿机座1轴向移动;
横梁装置6,其包括支撑机构61和提升机构62,支撑机构61底端连接有用于对顶板230进行压紧的顶板压紧件63,提升机构62安装于支撑架21上与支撑机构61连接,用于调节支撑机构61升降以远离或靠近臂架200;
焊接装置7,设于支撑机构61下方用于将侧板220与底板210以及顶板230进行焊接。
本实施方式的机座1用于安装支撑装置2、定位内胎3、牵引装置5,机座1可以通过螺栓固定于地面。
本实施方式的支撑装置2用于安装侧板定位夹紧机构4和横梁装置6以及升降装置7,支撑装置2在第一驱动机构22的作用下可沿机座1轴向移动,且支撑装置2与定位内胎3保持同步相向移动。
本实施方式的定位夹紧装置用于对臂架200的内腔和外侧进行定位,其中,定位内胎3用于对臂架200的内腔进行定位,以保证臂架200内腔的尺寸精度和控制臂架200轴向焊接变形量,定位内胎3可以根据待焊接的臂架200的内径大小进行选择,定位内胎3的长度可以小于臂架200的长度,使用时,通过牵引装置5带动定位内胎3沿臂架200轴向移动,以逐步完成对臂架200内腔的定位。侧板定位夹紧机构4位于臂架200外侧面,可随支撑装置2移动与定位内胎3配合以对臂架200的底板210和侧板220进行定位固定。
本实施方式的横梁装置6位于定位夹紧装置的上方,支撑机构61安装有用于对臂架200的顶板230进行压紧的顶板压紧件63,顶板压紧件63可以是滚轮。提升机构62位于支撑机构61上方,其一端与支撑架21固定连接另一端与支撑机构61活动连接,用于调节支撑机构61沿支撑装置2竖直方向上下移动,以使顶板压紧件63远离或靠近臂架200。
本实施方式中的焊接装置7连接于支撑机构61底端,用于对底板210与侧板220的两条焊缝以及顶板230与侧板220的两条焊缝进行焊接,焊接装置7可以包括与臂架200的四条焊缝对应的四个焊枪,可同时对四条焊接进行焊接工作,有效提高了焊接效率。
本实施方式中还包括用于控制该臂架固定焊接设备运行的控制系统,控制系统可以安装于支撑装置2上。
本实施方式的工作原理:
将待焊接的臂架200的底板210放置于机座1上,将支撑装置2和定位内胎3调节至机座1前端部的初始位置,然后将侧板220放置于底板210两侧,调节定位内胎3和侧板定位机构4将底板210与侧板220进行定位夹紧,接着将顶板230放置于两个侧板220之间的上端,通过提升机构62控制支撑机构61下降,使顶板压紧件63将顶板230压紧于定位内胎3上方,再调节焊接装置7的焊枪对准臂架200上四个焊缝,启动焊接功能,支撑装置2即带动焊接装置7向前移动进行焊接工作,同时定位内胎3在牵引装置5的带动下与支撑装置2同步相向移动,逐步完成对臂架200的定位固定。
可见,本发明通过定位内胎和侧板定位夹紧机构以及顶板压紧件的配合,可对臂架的内外侧进行定位固定,不仅能够保证臂架焊接过程内截面的尺寸精度,且可有效控制臂架轴向焊接的变形量,提高焊接质量;通过设置驱动机构和牵引装置可带动安装有侧板定位夹紧机构、顶板压紧件、焊接机构、升降装置的支撑装置以及定位内胎同步相向移动,实现了臂架的自动化定位焊接,降低了工人的劳动强度,提高了生产效率,且设备运行稳定可靠,可对四条焊缝同步焊接,使得每条焊缝的热输入保持均衡,保证了产品的尺寸要求,提高了产品质量。
其中,参见图4所示,机座1包括工作台11和对称设于工作台11上用于对底板210宽度方向进行定位的底板定位件12以及设于工作台11两侧的导向机构13。
其中,底板定位件12可以包括设于工作台11上的销孔和插接于销孔内的定位销,为适应各种宽度尺寸的底板210,销孔可以设置两组以上,各组销孔错开设置。使用时,将底板210放置于工作台11上,再将销轴穿插于与底板210两侧边靠近的销孔内以将底板210宽度方向进行定位。
其中,导向机构13对称设于工作台11上,导向机构13可以包括设于工作台11上的导轨131和与导轨131配合可沿导轨131前后移动的导向轮132,导向轮132与支撑架21连接用于引导支撑架21移动。
具体地,导轨131可以是一侧具有通槽的钢轨,通过螺栓固定于工作台11左右两侧上且沿工作台11长度方向设置,导向轮132卡接于该钢轨的通槽内且可沿通槽前后移动。
进一步地,导向轮132与支撑架21之间可以通过偏心轴133连接,通过旋转偏心轴能够改变导向轮132与导轨131的间隙,使得导向轮132与导轨131配合更加紧密。
其中,第一驱动机构22对称设于机座1两侧,第一驱动机构22可以包括固定于支撑架21上的第一驱动电机221和连接于第一驱动电机221底部的第一驱动齿轮222,以及沿机座1长度方向固定于机座1两侧用于与第一驱动齿轮222啮合的第一驱动齿条223。
参见图5至图6所示,定位内胎3可以包括支架本体31和设于支架本体31两侧的滚轮32,支架本体31可以是方形的框架,其一端可以通过螺栓或挂钩与牵引装置5连接,滚轮32设于支架本体31两侧面的上下端,设于支架本体31下端的滚轮32用于支撑支架本体31行走,同时可用于与与侧板定位夹紧机构4配合将臂架200的底板和侧板220定位固定,设于支架本体31上端的滚轮32用于将侧板220上端夹紧,同时用于与顶板压紧件63配合将顶板230进行压紧固定。
其中,侧板定位夹紧机构4可以包括设于臂架200左右两侧分别用于对侧板220进行定位的侧板定位机构和用于对侧板进行夹紧的侧板夹紧机构。
具体地,参见图7至图8所示,侧板定位机构和侧板夹紧机构均包括设于支撑架21上的定位架41和设于定位架41靠近臂架200一侧的定位夹紧件42以及设于定位架41上的驱动件43,定位架41可以设为横截面为U字形的框架,在定位架41和支撑架21之间可以设置直线导轨44,直线导轨44沿机座1的宽度方向设置,驱动件43可以是气缸、也可以是电动推杆,用于驱动侧板定位夹紧机构4沿直线导轨44往复运动,以靠近或远离底板210和侧板220。侧板定位机构和侧板夹紧机构的区别仅在于,侧板定位机构的定位夹紧件42包括设于定位架41一侧上下端的夹紧轮421和定位轮422,而侧板夹紧机构的定位夹紧件42仅包括设于定位架41一侧上端的夹紧轮421。夹紧轮421可以通过螺栓固定于定位架41上端用于与定位内胎3上端的滚轮32配合,以将侧板220夹紧,定位轮422也可以通过螺栓固定于定位架41下端,定位轮422设为具有阶梯状的圆柱,其外径较小的一端用于顶压板底板210的侧边沿,而外径较大的一端用于顶压侧板220以将侧板220进行定位。
进一步地,为便于调节定位夹紧件42的安装位置,使其适应于不同高度尺寸的臂架200,定位架41与定位夹紧件42连接的侧边可以设置用于连接定位夹紧件42的滑槽411,滑槽411沿定位架41竖直方向设置使得定位夹紧件42可相对机座1纵向上下移动。
具体地,定位夹紧件42一端可以设置与滑槽411卡接的滑块,且滑块与滑槽411之间设有用于限位固定的限位螺栓,使用时,根据待焊接的臂架200尺寸大小将定位夹紧件42调节至适合高度,再通过限位螺栓将定位夹紧件42与定位架41限位固定即可。
参见图9所示,牵引装置5可以包括一端与定位内胎3连接的牵引车51、设于牵引车51上的第二驱动电机52和与第二驱动电机52连接的第二驱动齿轮53以及沿机座1长度方向设置与第二驱动齿轮53啮合的第二驱动齿条,焊接时,通过第二驱动电机52驱动牵引车51带动定位内胎3与支撑装置2保持同步相向移动,从而保证臂架200内腔的尺寸精度,且可有效控制臂架200轴向的焊接变形量。
其中,牵引车51可以包括车架本体511和设于车架本体511底部用于驱动车架本体511行走的驱动轮512以及连接于车架本体511和定位内胎3之间的牵引架513。
参见图10至图11所示,支撑机构61可以包括支撑横梁611、机头横梁612和第一驱动气缸613,支撑横梁611顶部与提升机构62连接,机头横梁612设于支撑横梁611下方用于安装顶板压紧件63和焊接装置7,机头横梁612与支撑横梁611之间通过导柱614连接且机头横梁612可相对支撑横梁611上下移动,第一驱动气缸613尾部固定于支撑横梁611上,气缸活塞杆连接机头横梁612上,用于驱动机头横梁612上下移动以远离或靠近顶板230。
为进一步避免侧板220在焊接过程定位不准或者发生移动,支撑机构61还可以包括设于机头横梁612底部用于将侧板220向下预压紧的侧板压辊615,侧板压辊615两端设有弹簧,工作时,利用第一驱动气缸613推动机头横梁612向下移动,使侧板压辊615与侧板220上端边沿接触后继续下压至侧板压辊615两端的弹簧被压缩10-30mm左右停止下压,以便预压紧工件,通过该侧板压辊615对侧板220进一步定位夹紧,可有效控制臂架焊接的变形量,提高焊接质量。
更进一步地,焊接装置7与机头横梁612之间还可以设有用于调节焊接装置7沿机头横梁612横向移动以靠近臂架200的横向调节机构616。
其中,横向调节机构616可以包括横移滑轨6161、横移连接板6162以及锁紧件6163,横移滑轨6161设于机头横梁612上且沿机座1的宽度方向设置,用于导向和支撑横移连接板6162横向移动,横移连接板6162与横移滑轨6161连接,用于安装焊接装置7并带动焊接装置7沿机座1的宽度方向移动以靠近臂架200,通过横向调节机构616可以实现不同截面宽度的臂架200对焊枪位置调节的要求。锁紧件6163可以是连接于横移连接板6162上的螺栓,使用时,先通过横移连接板6162带动焊接装置7至合适的位置后,再拧紧锁紧件6163即可将焊接装置7定位固定。
更进一步地,横移连接板6162与焊接装置7之间可以设置用于调节焊接装置7沿机座1竖直方向移动的纵向调节机构,纵向调节机构可以包括纵向滑轨617和第二驱动气缸618,纵向滑轨617设于横移连接板6162与焊接装置7连接的表面且沿机座1竖直方向设置,第二驱动气缸618设于机头横梁612上用于驱动焊接装置7沿纵向滑轨617上下移动。
其中,焊接装置7包括与横移连接板6162连接的固定架71和连接于固定架71下方靠近臂架200一侧的焊枪72,焊枪72设有四个分别与臂架200上的四条焊缝一一对应。
作为本实施方式的进一步优选,焊接装置7还可以包括设于焊枪72与固定架71之间用于手动调节焊枪72焊接姿态的手动微调托板73。
参见图12所示,提升机构62包括:
导向柱621,其设于支撑架21上底端与支撑机构61连接,导向柱621可相对支撑架21上下移动;
第二驱动机构,设于支撑架21上用于驱动导向柱621带动支撑机构61移动。
其中,导向柱621可以设有两个且对称设于支撑架21上,使得支撑机构61在升降过程中两端能够保持平衡,达到稳步升降的目的。
其中,第二驱动机构可以包括设于导向柱621上的齿条622和设于支撑架21上的提升电机623以及设于提升电机623两侧的传动轴624,传动轴624上设有与齿条622啮合的齿轮,工作时,提升电机623的输出扭矩由传动轴624分别传递到左右两边导向柱621的齿条622上以实现同步升降功能。
更进一步地,传动轴624远离提升电机623的端部可以通过带座轴承625与支撑架21连接,可避免传动轴624在转动过程中,因震动过大导致齿轮与齿条622偏离。
作为本实施方式的进一步优选,支撑架21上设有用于引导导向柱621移动的导向套626,导向柱621底端穿过导向套626与支撑机构61连接。
参见图13所示,臂架固定焊接设备还可以包括设于定位内胎3上用于支撑顶板230的顶板支撑件8,该顶板支撑件8主要用于焊接工作时对顶板230中间部位起支撑作用。
其中,顶板支撑件8包括第一固定座81、伸缩柱82和第一支撑滚轮83,第一固定座81可以通过螺栓与定位内胎3的支架本体31连接,伸缩柱82底端与第一固定座81连接顶端与第一支撑滚轮83连接,伸缩柱82可上下伸缩以调节第一支撑滚轮83靠近顶板230的底面。
具体地,伸缩柱82包括相互套接的第一立杆和第二立杆,第一立杆和第二立杆之间设有轴向调节定位机构,轴向调节定位机构用于调节第一立杆和第二立杆之间的距离并进行定位固定。
轴向调节定位机构可以是设于第一立杆上的通孔和设于第二立杆上的弹性凸起,通过将弹性凸起卡接于通孔内即可将第一立杆与第二立杆定位固定。当然,轴向调节定位机构也可以是设于第一立杆圆周面上的第一定位孔和设于第二立杆上的第二定位孔,第一定位孔内穿插有定位轴,使用时,将第一立杆和第二立杆调至合适的高度后,将定位轴依次穿插于第一定位孔和第二定位孔内即可将第一立杆和第二立杆定位固定。
更进一步地,伸缩柱82与第一固定座81之间可以通过转轴连接,使得伸缩柱82可相对第一固定座81转动,且伸缩柱82与支架本体31之间设有用于限制伸缩柱82转动角度的限位调节机构。
其中,限位调节机构可以包括:
第二固定座84,其连接于支架本体31上与第一固定座81相对设置;
螺杆85,其下端与第二固定座84连接;
支撑套86,其一端与螺杆85上端螺纹连接另一端设有用于支撑在伸缩柱82外圆表面的第二支撑滚轮。
在工作时,可以通过转动支撑套86使第二支撑滚轮推动伸缩柱82带动第一支撑滚轮83上下移动以适应不同高度尺寸的臂架200。
其中,为便于拆卸第二支撑滚轮,螺杆85可以设为双头螺杆。
作为本实施方式的进一步优选,该臂架固定焊接设备还可以包括固定于机座1端部用于对臂架200的端面进行定位的端部定位装置。
其中,端部定位装置可以包括设于机座1上的卡槽和连接于卡槽内的挡块,端部定位装置可以设置两个分别用于对臂架200两端面进行定位。当然,为适应不同长度尺寸的臂架200,卡槽可以设有两组以上,在使用过程中,根据待焊接的臂架200的实际长度以将挡块固定于相应的卡槽内。
更进一步地,该臂架固定焊接设备还包括设于支撑架21顶部的除尘装置9。
进一步地,该臂架固定焊接设备还包括设于支撑架21底部且靠近焊接装置7用于对焊接装置7进行冷却的焊接水冷装置10。
需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上仅是本发明的优选实施方式,应当指出,由于文字表达的有限性,而客观上存在无限的具体结构,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进、润饰或变化,也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合;这些改进润饰、变化或组合,或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的,均应视为本发明的保护范围。