CN113967815A - 一种机械加工用工件自动翻转焊接装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械加工用工件自动翻转焊接装置，涉及机械加工技术领域。本发明包括底板，底板上表面的中部设有焊接架和升降支撑结构；底板上表面的两侧均固定有支撑框；焊接架内顶部设有焊接座；支撑框两端分别设有导向套和推进套，导向套和推进套端部均设有三爪卡盘；支撑框内底部设有推动机构，推动机构内东部转动配合有驱动轴，驱动轴周侧面固定有驱动辊。本发明通过支撑框内的两个三爪卡盘分别进行工件两端夹持固定，通过控制两个推进套的相对位移，确保工件对准的精度；通过控制焊接架内顶部焊接座的定向移动，进行工件的焊接；通过导向套带动推进套的转动，实现工件翻转，从而进行工件翻转焊接。

Description

一种机械加工用工件自动翻转焊接装置

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，特别是涉及一种机械加工用工件自动翻转焊接装置。

背景技术

机械加工是指通过一种机械设备对工件的外形尺寸或性能进行改变的过程。工件，制造过程中的一个产品部件。也叫制件、作件、课件、五金件等。焊接，也称作熔接，是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术。现代焊接的能量来源有很多种，包括气体焰、电弧、激光、电子束、摩擦和超声波等。除了在工厂中使用外，焊接还可以在多种环境下进行，如野外、水下和太空。

目前，在机械加工过程中，当工件体积、重量、焊接长度较大时，一般采用翻转固定机构将工件夹紧固定住，借助机构来翻转工件，从而完成焊接。但是，现有市场上常见的翻转机构绝大多数只适用于圆柱形工件的翻转焊接；无法适用于正多边形等长条形工件。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机械加工用工件自动翻转焊接装置，以解决上述背景技术所提出的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种机械加工用工件自动翻转焊接装置，包括底板，所述底板上表面的中部设有焊接架和升降支撑结构；所述底板上表面的两侧均固定有支撑框；所述焊接架内顶部转动配合有滑轨，所述滑轨底端滑动配合有气缸，所述气缸推杆的端部固定有焊接座；所述升降支撑结构顶部设有两个相对设置的支撑辊；所述支撑框两端分别转动配合有导向套和旋转套，所述旋转套内螺纹连接有推进套，所述推进套伸出支撑框的端部转动配合有连接座，所述连接座和导向套端部均固定有三爪卡盘；所述支撑框内底部设有推动机构，所述推动机构包括U形框，所述U形框两端的顶部分别转动配合有驱动套和限位套，所述驱动套和滑动套内滑动配合有驱动轴，所述限位套端部通过紧固螺钉与驱动轴端部固定连接；所述驱动轴周侧面固定有驱动辊；将两个工件从导向套伸入推进套内，通过驱动辊与支撑辊的配合，进行工件导向，使得待焊接的两个工件分别置于升降支撑结构顶端的两侧，通过支撑辊进行工件初步支撑，然后通过连接座和导向套端部的三爪卡盘进行工件两端部的辅助限位，通过连接座端部的三爪卡盘夹紧工件的一端，通过导向套端部的三爪卡盘进行工件的限位支撑；然后通过转动旋转套，控制推进套的位移使得两个相对设置的工件相对运动，使得两个工件对准，然后使得导向套端部的三爪卡盘夹紧工件的另一端，准备焊接；焊接过程中，通过滑轨的转动、气缸的滑动带动焊接座对两个工件进行焊接，需要进行工件翻转时，通过导向套的转动控制三爪卡盘带动工件的转动，使得两个工件同步转动，确保工件进一步的焊接；焊接完成后，调整驱动辊的位置，通过支撑辊和驱动辊的配合支撑工件，然后松动三爪卡盘，通过驱动辊的转动配合支撑辊的转动，进行工件的导出。

进一步地，所述焊接架顶端固定有转动电机，所述转动电机输出轴端伸入焊接架内顶部并与滑轨顶部固定连接；通过转动电机输出轴的转动带动滑轨的转动，再配合气缸的滑动确保焊接座的运动轨迹，确保滑轨底端的焊接座能对工件进行精准的焊接。

进一步地，所述滑轨端面固定有位移电机，所述位移电机输出轴端伸入滑轨内且固定有螺杆，所述滑轨内滑动配合有滑块，所述滑块侧面开有螺孔，所述螺孔与螺杆螺纹连接；通过位移电机输出轴的转动，带动螺杆的转动，迫使滑块带动气缸的滑动，从而确保焊接座滑行距离的精准。

进一步地，所述滑轨内腔为“T”字形结构，所述滑块周侧面与滑轨内壁滑动配合，所述滑块下表面与气缸上表面固定连接；通过滑轨转动，便于根据工件焊接的部位，调整气缸与焊接座位置。

进一步地，所述升降支撑结构包括两个相对设置的横条，所述横条端部通过伸缩杆与底板上表面固定连接，两所述横条相对内侧滑动配合有两个支撑条，所述支撑条顶端与支撑辊转动连接；通过伸缩杆的伸缩实现升降支撑结构的升降功能，实现支撑辊对工件的支撑作用。

进一步地，两所述横条相对内侧均开有两个相对设置的限位槽，所述支撑条两端面均固定有限位块，所述限位块周侧面与限位槽内壁滑动配合；通过限位块与限位槽的配合，可根据工件焊接的跨度调整支撑辊的支撑部位，确保工件焊接的完整。

进一步地，所述支撑框两端面的顶部分别固定有翻转电机和步进电机，所述翻转电机和步进电机输出轴端均伸入支撑框且分别固定有翻转齿轮和推进齿轮，所述导向套和旋转套周侧面分别套设有齿环和齿套，所述齿环和齿套分别与翻转齿轮和推进齿轮啮合；通过翻转电机控制翻转齿轮的转动，带动导向套机工件的翻转；通过步进电机控制推进齿轮的转动带动旋转套的转动，迫使推进套的位移，进行工件的位移，确保工件对准，确保工件的焊接精度。

进一步地，所述推进套的周侧面设有外螺纹，所述旋转套内壁设有内螺纹，所述内螺纹与外螺纹螺纹连接；所述推进套两端分别固定有挡环和旋转座，所述挡环和旋转座分别与旋转套两端面搭接配合；通过挡环和旋转座进行推进套推进轨迹的限定，避免推进套脱离旋转套。

进一步地，所述U形框内底面固定有转向电机，所述转向电机输出轴伸出U形框且固定有驱动齿轮，所述驱动套伸出U形框一端固定有从动齿圈，所述从动齿圈与驱动齿轮联动；通过转向电机的转动，带动驱动套和驱动辊，实现工件的定向输送。

进一步地，所述U形框设有驱动套的一外侧面转动配合有联动齿轮，所述联动齿轮与驱动齿轮啮合，所述联动齿轮与从动齿圈啮合；通过驱动齿轮的转动带动联动齿轮的转动，联动齿轮的转动带动从动齿圈的转动，从而实现驱动辊的转动。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明通过驱动辊与支撑辊的配合，进行工件导向，使得待焊接的两个工件分别置于升降支撑结构顶端的两侧，通过支撑辊进行工件初步支撑，然后通过连接座和导向套端部的三爪卡盘进行工件两端部的辅助限位，通过连接座端部的三爪卡盘夹紧工件的一端，通过导向套端部的三爪卡盘进行工件的限位支撑。

2、本发明通过转动旋转套，控制推进套的位移使得两个相对设置的工件相对运动，使得两个工件对准，然后使得导向套端部的三爪卡盘夹紧工件的另一端，准备焊接；焊接过程中，通过滑轨的转动、气缸的滑动带动焊接座对两个工件进行焊接，需要进行工件翻转时，通过导向套的转动控制三爪卡盘带动工件的转动，使得两个工件同步转动，确保工件进一步的焊接。

3、本发明通过转动电机输出轴的转动带动滑轨的转动，再配合气缸的滑动确保焊接座的运动轨迹；通过位移电机输出轴的转动，带动螺杆的转动，迫使滑块带动气缸的滑动，从而确保焊接座滑行距离的精准。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一种机械加工用工件自动翻转焊接装置的结构示意图；

图2为本发明的一种机械加工用工件自动翻转焊接装置的俯视图；

图3为图2沿A-A的剖面图；

图4为本发明的一种机械加工用工件自动翻转焊接装置的正视图；

图5为图4沿B-B的剖面图；

图6为底板和升降支撑结构的结构示意图；

图7为焊接架的结构示意图；

图8为支撑框和U形框的结构示意图；

图9为支撑框和U形框的局部剖面图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-底板，2-焊接架，3-升降支撑结构，4-支撑框，5-气缸，6-焊接座，7-三爪卡盘，8-U形框，9-转动电机，10-位移电机，11-翻转电机，12-步进电机，13-转向电机，201-滑轨，202-滑块，301-支撑辊，302-横条，303-伸缩杆，304-支撑条，401-导向套，402-旋转套，403-推进套，404-连接座，801-驱动套，802-限位套，803-驱动轴，804-紧固螺钉，805-驱动辊，806-联动齿轮，1001-螺杆，1101-翻转齿轮，1201-推进齿轮，1301-驱动齿轮，3021-限位槽，3041-限位块，4011-齿环，4021-齿套，4031-挡环，4032-旋转座，8011-从动齿圈。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-9所示，本发明为一种机械加工用工件自动翻转焊接装置，包括底板1，底板1上表面的中部设有焊接架2和升降支撑结构3；底板1上表面的两侧均固定有支撑框4。

焊接架2内顶部转动配合有滑轨201，滑轨201底端滑动配合有气缸5，气缸5推杆的端部固定有焊接座6；焊接架2顶端固定有转动电机9，转动电机9输出轴端伸入焊接架2内顶部并与滑轨201顶部固定连接；通过转动电机9输出轴的转动带动滑轨201的转动，再配合气缸5的滑动确保焊接座6的运动轨迹，确保滑轨201底端的焊接座6能对工件进行精准的焊接；滑轨201内腔为“T”字形结构，滑块202周侧面与滑轨201内壁滑动配合，滑块202下表面与气缸5上表面固定连接；通过滑轨201转动，便于根据工件焊接的部位，调整气缸5与焊接座6位置。

滑轨201端面固定有位移电机10，位移电机10输出轴端伸入滑轨201内且固定有螺杆1001，滑轨201内滑动配合有滑块202，滑块202侧面开有螺孔，螺孔与螺杆1001螺纹连接；通过位移电机10输出轴的转动，带动螺杆1001的转动，迫使滑块202带动气缸5的滑动，从而确保焊接座6滑行距离的精准。

升降支撑结构3顶部设有两个相对设置的支撑辊301；升降支撑结构3包括两个相对设置的横条302，横条302端部通过伸缩杆303与底板1上表面固定连接，两横条302相对内侧滑动配合有两个支撑条304，支撑条304顶端与支撑辊301转动连接；通过伸缩杆303的伸缩实现升降支撑结构3的升降功能，实现支撑辊301对工件的支撑作用。

两横条302相对内侧均开有两个相对设置的限位槽3021，支撑条304两端面均固定有限位块3041，限位块3041周侧面与限位槽3021内壁滑动配合；通过限位块3041与限位槽3021的配合，可根据工件焊接的跨度调整支撑辊301的支撑部位，确保工件焊接的完整。

支撑框4两端分别转动配合有导向套401和旋转套402，旋转套402内螺纹连接有推进套403，推进套403伸出支撑框4的端部转动配合有连接座404，连接座404和导向套401端部均固定有三爪卡盘7。

支撑框4两端面的顶部分别固定有翻转电机11和步进电机12，翻转电机11和步进电机12输出轴端均伸入支撑框4且分别固定有翻转齿轮1101和推进齿轮1201，导向套401和旋转套402周侧面分别套设有齿环4011和齿套4021，齿环4011和齿套4021分别与翻转齿轮1101和推进齿轮1201啮合；通过翻转电机11控制翻转齿轮1101的转动，带动导向套401机工件的翻转；通过步进电机12控制推进齿轮1201的转动带动旋转套402的转动，迫使推进套403的位移，进行工件的位移，确保工件对准，确保工件的焊接精度。

推进套403的周侧面设有外螺纹，旋转套402内壁设有内螺纹，内螺纹与外螺纹螺纹连接；推进套403两端分别固定有挡环4031和旋转座4032，挡环4031和旋转座4032分别与旋转套402两端面搭接配合；通过挡环4031和旋转座4032进行推进套403推进轨迹的限定，避免推进套403脱离旋转套402。

支撑框4内底部设有推动机构，推动机构包括U形框8，U形框8两端的顶部分别转动配合有驱动套801和限位套802，驱动套801和滑动套802内滑动配合有驱动轴803，限位套802端部通过紧固螺钉804与驱动轴803端部固定连接；驱动轴803周侧面固定有驱动辊805。

U形框8内底面固定有转向电机13，转向电机13输出轴伸出U形框8且固定有驱动齿轮1301，驱动套801伸出U形框8一端固定有从动齿圈8011，从动齿圈8011与驱动齿轮1301联动；通过转向电机13的转动，带动驱动套和驱动辊805，实现工件的定向输送。

U形框8设有驱动套801的一外侧面转动配合有联动齿轮806，联动齿轮806与驱动齿轮1301啮合，联动齿轮806与从动齿圈8011啮合；通过驱动齿轮1301的转动带动联动齿轮806的转动，联动齿轮806的转动带动从动齿圈8011的转动，从而实现驱动辊805的转动。

将两个工件从导向套401伸入推进套403内，通过驱动辊805与支撑辊301的配合，进行工件导向，使得待焊接的两个工件分别置于升降支撑结构3顶端的两侧，通过支撑辊301进行工件初步支撑，然后通过连接座404和导向套401端部的三爪卡盘7进行工件两端部的辅助限位，通过连接座404端部的三爪卡盘7夹紧工件的一端，通过导向套401端部的三爪卡盘7进行工件的限位支撑；然后通过转动旋转套402，控制推进套403的位移使得两个相对设置的工件相对运动，使得两个工件对准，然后使得导向套401端部的三爪卡盘7夹紧工件的另一端，准备焊接；焊接过程中，通过滑轨201的转动、气缸5的滑动带动焊接座6对两个工件进行焊接，需要进行工件翻转时，通过导向套401的转动控制三爪卡盘7带动工件的转动，使得两个工件同步转动，确保工件进一步的焊接；焊接完成后，调整驱动辊805的位置，通过支撑辊301和驱动辊805的配合支撑工件，然后松动三爪卡盘7，通过驱动辊805的转动配合支撑辊301的转动，进行工件的导出。

本发明的一个具体实施方式为：

将两个工件从导向套401伸入推进套403内，通过驱动辊805与支撑辊301的配合，使得待焊接的两个工件分别置于升降支撑结构3顶端的两侧，通过支撑辊301进行工件初步支撑，然后通过连接座404和导向套401端部的三爪卡盘7进行工件两端部的限位，通过连接座404端部的三爪卡盘7夹紧工件的一端，通过导向套401端部的三爪卡盘7进行工件的限位支撑；然后通过转动旋转套402，控制推进套403的位移使得两个相对设置的工件相对运动，使得两个工件对准，然后使得导向套401端部的三爪卡盘7夹紧工件的另一端，开始焊接；焊接过程中，通过滑轨201的转动、气缸5的滑动带动焊接座6对两个工件进行焊接，需要进行工件翻转时，通过导向套401的转动控制三爪卡盘7带动工件的转动，使得两个工件同步转动，确保工件进一步的焊接；焊接完成后，调整驱动辊805的位置，通过支撑辊301和驱动辊805的配合支撑工件，然后松动三爪卡盘7，通过驱动辊805的转动配合支撑辊301的转动，进行工件的导出。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种机械加工用工件自动翻转焊接装置，包括底板（1），其特征在于：

所述底板（1）上表面的中部设有焊接架（2）和升降支撑结构（3）；所述底板（1）上表面的两侧均固定有支撑框（4）；

所述焊接架（2）内顶部转动配合有滑轨（201），所述滑轨（201）底端滑动配合有气缸（5），所述气缸（5）推杆的端部固定有焊接座（6）；

所述升降支撑结构（3）顶部设有两个相对设置的支撑辊（301）；

所述支撑框（4）两端分别转动配合有导向套（401）和旋转套（402），所述旋转套（402）内螺纹连接有推进套（403），所述推进套（403）伸出支撑框（4）的端部转动配合有连接座（404），所述连接座（404）和导向套（401）端部均固定有三爪卡盘（7）；

所述支撑框（4）内底部设有推动机构，所述推动机构包括U形框（8），所述U形框（8）两端的顶部分别转动配合有驱动套（801）和限位套（802），所述驱动套（801）和滑动套（802）内滑动配合有驱动轴（803），所述限位套（802）端部通过紧固螺钉（804）与驱动轴（803）端部固定连接；所述驱动轴（803）周侧面固定有驱动辊（805）。

2.根据权利要求1所述的一种机械加工用工件自动翻转焊接装置，其特征在于，所述焊接架（2）顶端固定有转动电机（9），所述转动电机（9）输出轴端伸入焊接架（2）内顶部并与滑轨（201）顶部固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种机械加工用工件自动翻转焊接装置，其特征在于，所述滑轨（201）端面固定有位移电机（10），所述位移电机（10）输出轴端伸入滑轨（201）内且固定有螺杆（1001），所述滑轨（201）内滑动配合有滑块（202），所述滑块（202）侧面开有螺孔，所述螺孔与螺杆（1001）螺纹连接。

4.根据权利要求3所述的一种机械加工用工件自动翻转焊接装置，其特征在于，所述滑轨（201）内腔为“T”字形结构，所述滑块（202）周侧面与滑轨（201）内壁滑动配合，所述滑块（202）下表面与气缸（5）上表面固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种机械加工用工件自动翻转焊接装置，其特征在于，所述升降支撑结构（3）包括两个相对设置的横条（302），所述横条（302）端部通过伸缩杆（303）与底板（1）上表面固定连接，两所述横条（302）相对内侧滑动配合有两个支撑条（304），所述支撑条（304）顶端与支撑辊（301）转动连接。

6.根据权利要求5所述的一种机械加工用工件自动翻转焊接装置，其特征在于，两所述横条（302）相对内侧均开有两个相对设置的限位槽（3021），所述支撑条（304）两端面均固定有限位块（3041），所述限位块（3041）周侧面与限位槽（3021）内壁滑动配合。

7.根据权利要求1所述的一种机械加工用工件自动翻转焊接装置，其特征在于，所述支撑框（4）两端面的顶部分别固定有翻转电机（11）和步进电机（12），所述翻转电机（11）和步进电机（12）输出轴端均伸入支撑框（4）且分别固定有翻转齿轮（1101）和推进齿轮（1201），所述导向套（401）和旋转套（402）周侧面分别套设有齿环（4011）和齿套（4021），所述齿环（4011）和齿套（4021）分别与翻转齿轮（1101）和推进齿轮（1201）啮合。

8.根据权利要求1所述的一种机械加工用工件自动翻转焊接装置，其特征在于，所述推进套（403）的周侧面设有外螺纹，所述旋转套（402）内壁设有内螺纹，所述内螺纹与外螺纹螺纹连接；所述推进套（403）两端分别固定有挡环（4031）和旋转座（4032），所述挡环（4031）和旋转座（4032）分别与旋转套（402）两端面搭接配合。

9.根据权利要求1所述的一种机械加工用工件自动翻转焊接装置，其特征在于，所述U形框（8）内底面固定有转向电机（13），所述转向电机（13）输出轴伸出U形框（8）且固定有驱动齿轮（1301），所述驱动套（801）伸出U形框（8）一端固定有从动齿圈（8011），所述从动齿圈（8011）与驱动齿轮（1301）联动。

10.根据权利要求9所述的一种机械加工用工件自动翻转焊接装置，其特征在于，所述U形框（8）设有驱动套（801）的一外侧面转动配合有联动齿轮（806），所述联动齿轮（806）与驱动齿轮（1301）啮合，所述联动齿轮（806）与从动齿圈（8011）啮合。

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