CN117047378A - 一种带锁紧夹具的焊接设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带锁紧夹具的焊接设备，包括对称设置的夹紧机构，对称设置的夹紧机构之间设有焊接机构，夹紧机构包括壳体和双面齿环，壳体远离焊接机构的一端固定连接有外侧板，壳体另一端固定连接有内侧板，壳体的外端固定连接有机架，壳体内端固定连接有对称设置的支撑滚动装置，双面齿环两端均开设有环形凹槽，采用上述结构，可以实现对称焊接，该焊接方式能合理地布置焊缝，缩短了焊接时间，有效地避免冷却不均匀产生形变的问题，提高了生产效率，降低人工成本，完成自动定心，保证了两根方形管道对接后的同轴度以及平行度，提高焊接的精度，可以较好地防止过度夹紧，一定程度上降低了夹紧力引起的管道形变。

Description

一种带锁紧夹具的焊接设备

技术领域

本发明涉及的带锁紧夹具的焊接设备，特别是涉及应用于焊接设备技术领域的一种带锁紧夹具的焊接设备。

背景技术

方形管道是工业与民用建筑的通风与空调工程用金属管道，是为了使空气流通，排除有害气体的一种市政基础设施，在人民生命健康安全和国民经济发展安全当中扮演着极其重要的作用，不锈钢通风管道相比较镀锌钢管由于耐腐蚀性高、无污染等优点，已经在通风和排烟管道系统当中应用越来越广，方形不锈钢通风管安装和运输较圆形通风管更为方便，在通风系统应用中也越来越广，使用时为了满足使用长度需要将通风管道焊接起来。

中国发明专利CN114700592说明书公开了一种方形通风管道自动焊接设备和控制方法，包括机架和电控箱，机架上方设有工件升降平台，工件升降结构上方为焊接系统，焊接系统包括焊枪和行走机构，行走机构包括丝杠，丝杠和第一步进电机连接，焊枪固定在焊枪夹上，焊枪夹和滑动盒连接，滑动盒内侧设有滑块，滑块和第一丝杠连接，并能够沿着第一丝杠左右滑动，行走机构下方设有横梁，横梁固定在机架上，横梁的外侧和上侧各设有一个单向压紧机构，工件升降平台托起工件，压紧机构将工件压紧固定在横梁上，本发明提出一种方形通风管道自动焊接设备，实现不填丝条件下的无孔洞焊接，同时焊件高度调节方便，设备结构简单，制造成本低。

以上设计介绍了一种方形通风管道自动焊接设备和控制方法，虽然解决了通风管道制备时的自动焊接，降低了成本，但还存在一定的局限性，如不能对通风管道进行对接焊接，焊接时还需要人工对工件进行翻转，不能较好的保证两个通风管道之间的同轴度，从而影响二者之间的焊接质量，使其焊接的牢固性大大降低，会对后续使用造成较大安全隐患。

发明内容

针对上述现有技术，本发明要解决的技术问题是可以实现方形管道的对接焊接，同时保证方形管道对接时的同轴度、平行度，提高焊接质量，提高工作效率，降低人工成本。

为解决上述问题，本发明提供了一种带锁紧夹具的焊接设备，包括一种带锁紧夹具的焊接设备，包括对称设置的夹紧机构，对称设置的夹紧机构之间设有焊接机构，夹紧机构包括壳体和双面齿环，壳体远离焊接机构的一端固定连接有外侧板，壳体另一端固定连接有内侧板，壳体的外端固定连接有机架，壳体内端固定连接有对称设置的支撑滚动装置，双面齿环两端均开设有环形凹槽，对称设置的支撑滚动装置相互靠近的一端与环形凹槽滑动连接，双面齿环外端啮合连接有第一小齿轮，第一小齿轮内部固定连接有第一传动轴，第一传动轴贯穿壳体并与壳体转动连接，第一传动轴远离焊接机构的一端固定连接有第一同步带轮，第一同步带轮外端转动连接有第一同步带，第一同步带内端转动连接有传动装置，双面齿环内端啮合连接有多个第二小齿轮，多个第二小齿轮内部均固定连接有夹紧保护装置，多个夹紧保护装置远离焊接机构一端与外侧板转动连接，多个夹紧保护装置靠近焊接机构的一端与内侧板转动连接，多个夹紧保护装置的外端啮合连接有夹紧丝杆，多个夹紧丝杆外端均滑动连接有固定套筒，多个固定套筒外端与壳体固定连接且固定套筒贯穿壳体，多个夹紧丝杆远离壳体外端的一端均固定连接有手柄，多个夹紧丝杆远离手柄一端的均固定连接有夹紧块，多个夹紧块相互靠近的一端设置有方形管道；

焊接机构包括与内侧板固定连接的仿形轮，仿形轮远离内侧板一端开设有凹槽，凹槽内滑动连接有多个夹持机构，多个夹持机构外端固定连接有齿盘，齿盘外端转动连接有转盘轴承，转盘轴承外端与机架固定连接，齿盘的外端啮合有第三小齿轮，第三小齿轮内部固定连接有第二传动轴，第二传动轴靠近转盘轴承的一端转动连接有支撑座，支撑座与转盘轴承固定连接，第二传动轴的另一端转动连接有第二同步带轮，第二同步带轮的外端转动连接有第二同步带，第二同步带与传动装置转动连接。

在上述带锁紧夹具的焊接设备中，可以实现多种尺寸的方形管道的对接焊接，同时保证方形管道对接时的同轴度、平行度，采用对称焊接的方式，不仅提高焊接质量，还提高了工作效率，降低了人工成本。

作为本申请的进一步改进，对称设置的支撑滚动装置包括与壳体固定连接的多个吊耳，多个吊耳内端均固定连接有第一滚针轴承，第一滚针轴承外端与双面齿环上的环形凹槽转动连接，多个吊耳围绕壳体轴线均匀分布。

作为本申请的再进一步改进，夹紧保护装置包括与外侧板和内侧板转动连接的支撑轴，支撑轴靠近内侧板的一端转动连接有从动小齿轮。

作为本申请的更进一步改进，从动小齿轮内端开设有多个半球形凹槽，从动小齿轮的外端与夹紧丝杆啮合连接，支撑轴靠近内侧板的一端与半球形凹槽对应位置开设有多个圆形沉孔。

作为本申请的又一种改进，多个圆形沉孔围绕支撑轴均匀分布，多个圆形沉孔内端均滑动连接有弹簧，多个弹簧相互远离的一端接触设置有钢球。

作为本申请的又一种改进的补充，夹持机构包括与仿形轮上的凹槽滑动连接的第二滚针轴承，第二滚针轴承的内端固定连接有第一夹持套，第一夹持套的内端固定连接有焊枪，第一夹持套的外端滑动连接有第二夹持套，第二夹持套的外端与齿盘固定连接。

作为本申请的又一种改进的补充，传动装置包括与第一同步带内端转动连接的第三同步带轮，第三同步带轮内部固定连接有第三传动轴，第三传动轴靠近第三同步带轮的一端转动连接有第一支撑轴承，第一支撑轴承与机架固定连接，第三传动轴远离第三同步带轮的一端固定连接有电机。

作为本申请的又一种改进，电机的另一端固定连接有第四传动轴，第四传动轴远离电机的一端转动连接有第二支撑轴承，第四传动轴靠近第二支撑轴承的一端固定连接有第四同步带轮，第四同步带轮的外端与第二同步带转动连接。

作为本申请的又一种改进，夹紧丝杆靠近手柄的一端雕刻有刻度线，且刻度线为厘米刻度和毫米刻度。

综上所述，本方案具有以下有益效果：

1.焊接质量高：采用对称焊接的方式，能合理的布置焊缝，极大的缩短了焊接时间，有效地避免冷却不均匀产生形变的问题，提高了生产效率，降低人工成本。

2.定心夹紧：本方案采用的对称设置的夹紧机构，可同时对方形管道的四个面施加压力，使其完成自动定心，保证了两根方形管道对接后的同轴度以及平行度，提高了焊接的精度。

3.防止过度夹紧：该设备的夹紧保护装置，可以防止过度夹紧，在达到夹紧的目的后，夹紧保护装置停止对夹紧丝杆进行驱动，一定程度上降低了夹紧力引起的管道形变。

4.操作简单，实用方便：只需将需要对接的方形管道分别放入对称设置的夹紧机构，启动设备即可对方形管道进行自动定性夹紧与焊接，同时还可以对夹紧丝杆进行微调，可以实现方形管道不同方向上的微调。

附图说明

图1为本申请的内部结构图；

图2为本申请的局部爆炸图；

图3为本申请的正视图；

图4为本申请的左视图；

图5为本申请的A-A剖视图；

图6为本申请的B-B剖视图；

图7为本申请的C-C剖视图；

图8为本申请的D-D剖视图；

图9为本申请的夹紧保护装置正视图；

图10为本申请的C-C剖视图；

图11为本申请的外观结构示意图。

图中标号说明：

1、壳体；2、双面齿环；3、外侧板；4、内侧板；5、机架；6、支撑滚动装置；601、吊耳；602、第一滚针轴承；7、环形凹槽；8、第一小齿轮；9、第一传动轴；10、第一同步带轮；11、第一同步带；12、传动装置；121、第三同步带轮；122、第三传动轴；123、第一支撑轴承；124、电机；125、第四传动轴；126、第二支撑轴承；127、第四同步带轮；13、第二小齿轮；14、夹紧保护装置；141、支撑轴；142、从动小齿轮；143、半球形凹槽；144、圆形沉孔；145、弹簧；146、钢球；15、夹紧丝杆；16、固定套筒；17、手柄；18、夹紧块；19、方形管道；20、仿形轮；21、凹槽；22、夹持机构；221、第二滚针轴承；222、第一夹持套；223、焊枪；224、第二夹持套；23、齿盘；24、转盘轴承；25、第三小齿轮；26、第二传动轴；27、支撑座；28、第二同步带轮；29、第二同步带。

具体实施方式

下面结合附图对本申请的三种实施方式作详细说明。

第一种实施方式：

图1-3示出，一种带锁紧夹具的焊接设备，包括对称设置的夹紧机构，对称设置的夹紧机构之间设有焊接机构，夹紧机构包括壳体1和双面齿环2，壳体1远离焊接机构的一端固定连接有外侧板3，壳体1另一端固定连接有内侧板4，壳体1的外端固定连接有机架5，壳体1内端固定连接有对称设置的支撑滚动装置6，双面齿环2两端均开设有环形凹槽7，对称设置的支撑滚动装置6相互靠近的一端与环形凹槽7滑动连接，双面齿环2外端啮合连接有第一小齿轮8，第一小齿轮8内部固定连接有第一传动轴9，第一传动轴9贯穿壳体1并与壳体1转动连接，第一传动轴9远离焊接机构的一端固定连接有第一同步带轮10，第一同步带轮10外端转动连接有第一同步带11，第一同步带11内端转动连接有传动装置12，双面齿环2内端啮合连接有多个第二小齿轮13，多个第二小齿轮13内部均固定连接有夹紧保护装置14，多个夹紧保护装置14远离焊接机构一端与外侧板3转动连接，多个夹紧保护装置14靠近焊接机构的一端与内侧板4转动连接，多个夹紧保护装置14的外端啮合连接有夹紧丝杆15，多个夹紧丝杆15外端均滑动连接有固定套筒16，多个固定套筒16外端与壳体1固定连接且固定套筒16贯穿壳体1，多个夹紧丝杆15远离壳体1外端的一端均固定连接有手柄17，多个夹紧丝杆15远离手柄17一端的均固定连接有夹紧块18，多个夹紧块18相互靠近的一端设置有方形管道19；

焊接机构包括与内侧板4固定连接的仿形轮20，仿形轮20远离内侧板4一端开设有凹槽21，凹槽21内滑动连接有多个夹持机构22，多个夹持机构22外端固定连接有齿盘23，齿盘23外端转动连接有转盘轴承24，转盘轴承24外端与机架5固定连接，齿盘23的外端啮合有第三小齿轮25，第三小齿轮25内部固定连接有第二传动轴26，第二传动轴26靠近转盘轴承24的一端转动连接有支撑座27，支撑座27与转盘轴承24固定连接，第二传动轴26的另一端转动连接有第二同步带轮28，第二同步带轮28的外端转动连接有第二同步带29，第二同步带29与传动装置12转动连接。

在上述带锁紧夹具的焊接设备中，可以实现多种尺寸的方形管道的对接焊接，同时保证方形管道19对接时的同轴度、平行度，采用对称焊接的方式，不仅提高焊接质量，还提高了工作效率，降低了人工成本。

当需要对两根方形管道19焊接时，由现有的输送设备或人工分别将两根方形管道19分别送入对称设置夹紧机构和焊接机构内部焊接机构所对应的位置，传动装置12驱动第一同步带11转动，第一同步带11转动带动第一同步带轮10转动后，由第一同步带轮10通过第一传动轴9驱动第一小齿轮8转动，第一小齿轮8转动驱动双面齿环2转动，双面齿环2沿支撑滚动装置6转动，进而双面齿环2的内端齿驱动多个第二小齿轮13转动，多个第二小齿轮13转动带动夹紧保护装置14转动，多个夹紧保护装置14转动带动夹紧丝杆15向相互靠近的方向移动，以此来对其中一根方形管道19的进行定心夹紧，与此同时，传动装置12驱动第二同步带29转动，第二同步带29转动带动第二同步带轮28转动，第二同步带轮28通过带动第二传动轴26驱动对称设置的夹紧机构对另一根方形管道19进行定心夹紧，使两根方形管道19同轴对齐，同时第二传动轴26带动第三小齿轮25转动，第三小齿轮25转动带动齿盘23转动，齿盘23转动带动多个夹持机构22沿仿形轮20上的凹槽21转动，夹持机构22转动180度完成对方形管道19的焊接，当焊接完成时，传动装置12驱动第一同步带11反向转动，第一同步带11反向转动驱动第一同步带轮10反向转动，第一同步带轮10反向转动驱动第一小齿轮8反向转动，第一小齿轮8反向转动带动双面齿环2反向转动，双面齿环2反向转动带动多个第二小齿轮13反向转动，第二小齿轮13反向转动带动夹紧保护装置14反向转动，夹紧保护装置14反向转动驱动夹紧丝杆15沿固定套筒16向外移动，使夹紧机构松开，传动装置12停止转动，现有输送设备或人工将方形管道19抽出即可完成焊接。

第二种实施方式：

图2和图4-10示出，对称设置的支撑滚动装置6包括与壳体1固定连接的多个吊耳601，多个吊耳601内端均固定连接有第一滚针轴承602，第一滚针轴承602外端与双面齿环2上的环形凹槽7转动连接，多个吊耳601围绕壳体1轴线均匀分布，夹紧保护装置14包括与外侧板3和内侧板4转动连接的支撑轴141，支撑轴141靠近内侧板4的一端转动连接有从动小齿轮142，从动小齿轮142内端开设有多个半球形凹槽143，从动小齿轮142的外端与夹紧丝杆15啮合连接，支撑轴141靠近内侧板4的一端与半球形凹槽143对应位置开设有多个圆形沉孔144，多个圆形沉孔144围绕支撑轴141均匀分布，多个圆形沉孔144内端均滑动连接有弹簧145，多个弹簧145相互远离的一端接触设置有钢球146，夹持机构22包括与仿形轮20上的凹槽21滑动连接的第二滚针轴承221，第二滚针轴承221的内端固定连接有第一夹持套222，第一夹持套222的内端固定连接有焊枪223，第一夹持套222的外端滑动连接有第二夹持套224，第二夹持套224的外端与齿盘23固定连接。

对撑设置的支撑滚动装置6中，多个围绕壳体1轴线均匀分布吊耳601给双面齿环2提供了足够的支撑，其次吊耳601内端固定连接的第一滚针轴承602与环形凹槽7接触方式为转动，较好的减小了摩擦力，方便了双面齿环2的转动，当夹紧完成时，支撑轴141继续转动，此时由于从动小齿轮142被夹紧丝杆15卡住，随着支撑轴141的转动，从动小齿轮142内端的半球形凹槽143会将钢球146压入圆形沉孔144，这样就使得支撑轴141空转不能驱动从动小齿轮142，从而实现当夹紧力过大时达到防止过度夹紧的目的，当焊接完成后，支撑轴141反向转动，这时夹紧力减小，圆形沉孔144内的弹簧145会将钢球146弹起与半球形凹槽143接触，这时从动小齿轮142驱动夹紧丝杆15反向移动，使夹紧机构松开，在工件开始夹紧时，齿盘23驱动夹持机构22转动，当夹紧完成后，开始焊接时，由于对称设置的多个焊枪223均固定在第一夹持套222上，且第一夹持套222上与第二滚针轴承221固定连接，当齿盘23转动时，第二滚针轴承221沿着凹槽21滚动，从而使焊枪223跟随凹槽21轨迹移动，这样可以保证焊接轨迹为方形，第一夹持套222在第二夹持套224内滑动，这样可以保证焊接中焊枪223在平移和拐弯过程不影响焊接轨迹，并且夹持机构22只需旋转180度即可完成焊接，使工件对称受热，从而降低了工件受热形变对焊接精度造成的影响。

第三种实施方式：

图2、图11示出，传动装置12包括与第一同步带11内端转动连接的第三同步带轮121，第三同步带轮121内部固定连接有第三传动轴122，第三传动轴122靠近第三同步带轮121的一端转动连接有第一支撑轴承123，第一支撑轴承123与机架5固定连接，第三传动轴122远离第三同步带轮121的一端固定连接有电机124，电机124的另一端固定连接有第四传动轴125，第四传动轴125远离电机124的一端转动连接有第二支撑轴承126，第四传动轴125靠近第二支撑轴承126的一端固定连接有第四同步带轮127，第四同步带轮127的外端与第二同步带29转动连接，夹紧丝杆15靠近手柄17的一端雕刻有刻度线，且刻度线为厘米刻度和毫米刻度。

当需要传动装置12为夹紧机构和焊接机构提供动力时，电机124转动驱动第三传动轴122和第四传动轴125转动，第三传动轴122驱动第三同步带轮121转动，第三同步带轮121驱动第一同步带11转动，第四传动轴125转动驱动第四同步带轮127转动，第四同步带轮127转动驱动第二同步带29转动，进而为整个设备提供了动力，当夹紧完成后，需要对工件的位置进行微调时，转动手柄17可对夹紧丝杆15进行移动，并且可以参照夹紧丝杆15上的厘米刻度和毫米刻度对工件进行精确移动。

结合当前实际需求，本申请采用的上述实施方式，保护范围并不局限于此，在本领域技术人员所具备的知识范围内，不脱离本申请构思作出的各种变化，仍落在本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种带锁紧夹具的焊接设备，其特征在于：包括对称设置的夹紧机构，对称设置的所述夹紧机构之间设有焊接机构，所述夹紧机构包括壳体(1)和双面齿环(2)，所述壳体(1)远离焊接机构的一端固定连接有外侧板(3)，所述壳体(1)另一端固定连接有内侧板(4)，所述壳体(1)的外端固定连接有机架(5)，所述壳体(1)内端固定连接有对称设置的支撑滚动装置(6)，所述双面齿环(2)两端均开设有环形凹槽(7)，对称设置的所述支撑滚动装置(6)相互靠近的一端与环形凹槽(7)滑动连接，所述双面齿环(2)外端啮合连接有第一小齿轮(8)，所述第一小齿轮(8)内部固定连接有第一传动轴(9)，所述第一传动轴(9)贯穿壳体(1)并与壳体(1)转动连接，所述第一传动轴(9)远离焊接机构的一端固定连接有第一同步带轮(10)，所述第一同步带轮(10)外端转动连接有第一同步带(11)，所述第一同步带(11)内端转动连接有传动装置(12)，所述双面齿环(2)内端啮合连接有多个第二小齿轮(13)，多个所述第二小齿轮(13)内部均固定连接有夹紧保护装置(14)，多个所述夹紧保护装置(14)远离焊接机构一端与外侧板(3)转动连接，多个所述夹紧保护装置(14)靠近焊接机构的一端与内侧板(4)转动连接，多个所述夹紧保护装置(14)的外端啮合连接有夹紧丝杆(15)，多个所述夹紧丝杆(15)外端均滑动连接有固定套筒(16)，多个所述固定套筒(16)外端与壳体(1)固定连接且固定套筒(16)贯穿壳体(1)，多个所述夹紧丝杆(15)相互远离的一端均固定连接有手柄(17)，多个所述夹紧丝杆(15)相互靠近的一端均固定连接有夹紧块(18)，多个所述夹紧块(18)相互靠近的一端设置有方形管道(19)；

所述焊接机构包括与内侧板(4)固定连接的仿形轮(20)，所述仿形轮(20)远离内侧板(4)一端开设有凹槽(21)，所述凹槽(21)内滑动连接有多个夹持机构(22)，多个所述夹持机构(22)外端固定连接有齿盘(23)，所述齿盘(23)外端转动连接有转盘轴承(24)，所述转盘轴承(24)外端与机架(5)固定连接，所述齿盘(23)的外端啮合有第三小齿轮(25)，所述第三小齿轮(25)内部固定连接有第二传动轴(26)，所述第二传动轴(26)靠近转盘轴承(24)的一端转动连接有支撑座(27)，所述支撑座(27)与转盘轴承(24)固定连接，所述第二传动轴(26)的另一端转动连接有第二同步带轮(28)，所述第二同步带轮(28)的外端转动连接有第二同步带(29)，所述第二同步带(29)与传动装置(12)转动连接。

2.根据权利要求1所述的一种带锁紧夹具的焊接设备，其特征在于：对称设置的所述支撑滚动装置(6)包括与壳体(1)固定连接的多个吊耳(601)，多个所述吊耳(601)相互靠近的一端均固定连接有第一滚针轴承(602)，所述第一滚针轴承(602)外端与双面齿环(2)上的环形凹槽(7)转动连接，多个所述吊耳(601)围绕壳体(1)轴线均匀分布。

3.根据权利要求1所述的一种带锁紧夹具的焊接设备，其特征在于：所述夹紧保护装置(14)包括与外侧板(3)和内侧板(4)均转动连接的支撑轴(141)，所述支撑轴(141)靠近内侧板(4)的一端转动连接有从动小齿轮(142)。

4.根据权利要求3所述的一种带锁紧夹具的焊接设备，其特征在于：所述从动小齿轮(142)内端开设有多个半球形凹槽(143)，所述从动小齿轮(142)的外端与夹紧丝杆(15)啮合连接，所述支撑轴(141)靠近内侧板(4)的一端与半球形凹槽(143)对应位置开设有多个圆形沉孔(144)。

5.根据权利要求4所述的一种带锁紧夹具的焊接设备，其特征在于：多个所述圆形沉孔(144)围绕支撑轴(141)均匀分布，多个所述圆形沉孔(144)内端均滑动连接有弹簧(145)，多个所述弹簧(145)相互远离的一端接触设置有钢球(146)。

6.根据权利要求1所述的一种带锁紧夹具的焊接设备，其特征在于：所述夹持机构(22)包括与仿形轮(20)上的凹槽(21)滑动连接的第二滚针轴承(221)，所述第二滚针轴承(221)的内端固定连接有第一夹持套(222)，所述第一夹持套(222)的内端固定连接有焊枪(223)，所述第一夹持套(222)的外端滑动连接有第二夹持套(224)，所述第二夹持套(224)的外端与齿盘(23)固定连接。

7.根据权利要求1所述的一种带锁紧夹具的焊接设备，其特征在于：所述传动装置(12)包括与第一同步带(11)内端转动连接的第三同步带轮(121)，所述第三同步带轮(121)内部固定连接有第三传动轴(122)，所述第三传动轴(122)靠近第三同步带轮(121)的一端转动连接有第一支撑轴承(123)，所述第一支撑轴承(123)与机架(5)固定连接，所述第三传动轴(122)远离第三同步带轮(121)的一端固定连接有电机(124)，所述电机(124)与机架(5)固定连接。

8.根据权利要求7所述的一种带锁紧夹具的焊接设备，其特征在于：所述电机(124)的另一端固定连接有第四传动轴(125)，所述第四传动轴(125)远离电机(124)的一端转动连接有第二支撑轴承(126)，所述第四传动轴(125)靠近第二支撑轴承(126)的一端固定连接有第四同步带轮(127)，所述第四同步带轮(127)的外端与第二同步带(29)转动连接。

9.根据权利要求1所述的一种带锁紧夹具的焊接设备，其特征在于：所述夹紧丝杆(15)靠近手柄(17)的一端雕刻有刻度线，且刻度线为厘米刻度和毫米刻度。