CN117066796A - 铆焊工装 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铆焊工装，用于对立柱方管类工件及其附件铆焊的装夹定位及翻转，包括：伸缩平台，包括固定平台和滑动连接于固定平台的移动平台，伸缩平台用于作为结构支撑，移动平台用于相对固定平台移动以匹配工件的长度；铆装定位装置，设置于固定平台，用于定位装夹附件并调整附件的定位高度；定位机构，设置于移动平台，用于定位支撑于工件的外壁；回转机构，用于带动工件基于回转机构的轴线周向旋转。本铆装工装使立柱方管类工件的铆装、焊接等工序集中在一工装平台上完成，有效的减少了工作场地占用和工序间的频繁转序，实现了对不同长度工件的适应以及多位置附件铆装的匹配调节，适应不同规格中、小批量生产的生产需求，降低生产成本。

Description

铆焊工装

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，特别地，涉及一种铆焊工装。

背景技术

在工程机械中，钢结构产品等应用十分广泛，对于钢结构件，在其制作过程中要求较高，尤其是钢结构中的立柱、横梁等主结构件具有高平面度、直线度的精度，其附件的装配位置、垂直度等要求较高。

对于钢结构中的立柱、横梁等产品，关键在于铆装精度的控制及防止其在焊接过程中发生扭曲等变形。为提高铆装精度并防止发生大变形，影响立柱质量，业内通常采用平台式工装铆装、刚性固定法焊接，另采用分段退焊等方法进行部件焊接。但在实际加工过程中，定位工装较大、占地多，对于小批量、多种类的立柱生产，产生极大的资源浪费。

另外，对于长度更长的立柱产品，刚性固定并不能完全解决工件的变形问题，需要工件多次变位，以施行合理的焊接顺序，而固定平台上的刚性固定减少变形的方法满足不了变位的需求。

发明内容

本发明提供了一种铆焊工装，以解决现有技术中铆焊工装适配多规格立柱产品生产时空间占用大、操作复杂的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种铆焊工装，用于对立柱方管类工件及其附件铆焊的装夹定位及翻转，包括：

伸缩平台，包括固定平台和滑动连接于所述固定平台的移动平台，所述伸缩平台用于作为结构支撑，所述移动平台用于相对所述固定平台移动以匹配工件的长度；

铆装定位装置，设置于所述固定平台，用于定位装夹附件并调整所述附件的定位高度；

定位机构，设置于所述移动平台，用于定位支撑于所述工件的外壁；

回转机构，用于带动所述工件基于所述回转机构的轴线周向旋转。

作为上述技术方案的进一步改进，所述回转机构包括设置于所述固定平台的回转座以及设置于所述回转座的回转驱动器，所述回转座上设置有与所述回转驱动器连接的用于控制旋转角度的回转分度机构，所述回转分度机构安装有液压卡盘，所述液压卡盘用于装夹所述工件。

作为上述技术方案的进一步改进，所述回转机构还包括设置于所述移动平台的一个或多个回转架，所述回转架上设置有弧形轨道，所述弧形轨道用于安装回转盘，所述回转盘的外环面用于与所述弧形轨道配合以基于所述弧形轨道周向转动；所述回转盘的中部设置有夹紧机构，用于装夹所述工件。

作为上述技术方案的进一步改进，所述回转盘包括主盘体和副盘体，所述副盘体与所述主盘体之间设置回转折页以使副盘体可基于回转折页相对所述主盘体转动，所述副盘体和所述主盘体之间还设置有锁紧机构，用于限制或取消限制所述主盘体与所述副盘体的相对转动。

作为上述技术方案的进一步改进，所述夹紧机构包括设置于主盘体的侧压装置、底部托轮以及设置于副盘体的上压紧装置。

作为上述技术方案的进一步改进，所述定位机构包括安装座、设置于所述安装座上的夹具，所述夹具上设置有呈对称分布的对中夹紧钳，所述夹具上的中部位置还设置有升降定位杆。

作为上述技术方案的进一步改进，所述定位机构还包括与所述对中夹紧钳连接的夹紧驱动器以及设置于所述对中夹紧钳的压力传感器，所述压力传感器用于获取所述对中夹紧钳施加于所述工件的夹紧力并反馈至夹紧驱动器以调整夹紧力至预设值或预设范围。

作为上述技术方案的进一步改进，所述铆装定位装置包括用于安装于所述固定平台的第一安装柱、滑动连接于所述第一安装柱的第一升降平台、用于驱动所述第一升降平台基于所述第一安装柱升降的第一升降驱动器以及设置于所述第一升降平台的附件定位组件，所述附件定位组件用于定位装夹附件。

作为上述技术方案的进一步改进，所述铆焊工装还包括辅助机构，所述辅助机构包括设置于包括用于安装于所述固定平台的第二安装柱、滑动连接于所述第二安装柱的第二升降平台、用于驱动所述第二升降平台基于所述第二安装柱升降的第二升降驱动器以及设置于所述第二升降平台的旋转平台，所述旋转平台用于安装所述辅助设备。

作为上述技术方案的进一步改进，所述铆焊工装还包括安装于所述固定平台的自动焊接装置，所述自动焊接装置位于所述铆装定位装置的一侧。

本发明具有以下有益效果：

本铆焊工装通过设置伸缩平台匹配不同规格立柱方管类工件的长度，通过定位机构支撑于工件的外壁对工件进行装夹定位，耳座等附件安装于铆装定位装置并调整至匹配高度，移动平台经定位机构带动工件水平移动至附件与工件上的铆焊位置匹配，即可对其进行点固作业，当需要于立柱进行其他工作面的附件铆焊时，移动平台经定位机构带动工件移动至与回转机构配合，回转机构带动工件基于轴线周向旋转后再次由定位机构定位装夹并由移动机构移动至与附件匹配位置进行附件的铆焊，完成单独的附件铆装或重复前述步骤完成全部附件的铆装后，由移动平台、定位机构以及回转机构协同配合调整工件的位置并由自动焊接装置进行附件的焊接；本铆装工装使立柱方管类工件的铆装、焊接等工序集中在一工装平台上完成，有效的减少了工作场地占用和工序间的频繁转序，伸缩机构的设置更进一步解决了大长度工件附件的铆装、焊接问题，实现了对不同长度工件的适应以及多位置附件铆装的匹配调节，适应不同规格中、小批量生产的生产需求，大幅降低生产成本；根据不同规格的附件分别匹配铆装定位装置，铆装位置通过铆装定位装置调节附件高度以及通过移动平台和回转机构调节工件的轴向位置和周向位置实现铆装位置匹配，仅需进行铆装定位装置的匹配装配，无需频繁拆装定位工装，提高工作效率、降低劳动强度。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的结构示意图；

图2是本发明优选实施例的伸缩平台结构示意图；

图3是本发明优选实施例的固定平台结构示意图；

图4是本发明优选实施例的移动平台结构示意图；

图5是本发明优选实施例的回转机构安装结构示意图；

图6是本发明优选实施例的回转机构部分结构示意图；

图7是本发明优选实施例的回转机构部分结构示意图；

图8是本发明优选实施例的定位机构结构示意图；

图9是本发明优选实施例的铆装定位装置和自动焊接装置结构示意图；

图10是本发明优选实施例的铆装定位装置结构示意图；

图11是本发明优选实施例的辅助装置安装结构示意图；

图12是本发明优选实施例的水平滑道结构示意图；

图13是本发明优选实施例的辅助装置结构示意图；

1、伸缩平台11、固定平台12、移动平台13、多辊滑道14、多级伸缩油缸2、铆装定位装置21、第一安装柱22、第一升降平台23、第一升降驱动器24、定位架25、夹紧器3、定位机构31、安装座32、夹具321、对中夹紧钳322、升降定位杆4、回转机构41、回转座42、回转驱动器43、回转分度机构44、液压卡盘5、回转架51、弧形轨道52、回转盘521、主盘体522、副盘体523、回转折页53、压紧轮54、侧压装置55、上压紧装置56、托轮6、辅助机构61、第二安装柱62、第二升降平台63、第二升降驱动器64、旋转平台65、水平滑道7、自动焊接装置71、机械臂72、焊枪73、固定座。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参照图1至图13，本发明的优选实施例提供了一种铆焊工装，用于对立柱方管类工件及其附件铆焊的装夹定位及翻转，包括：

伸缩平台1，包括固定平台11和滑动连接于固定平台11的移动平台12，伸缩平台1用于作为结构支撑，移动平台12用于相对固定平台11移动以匹配工件的长度；铆装定位装置2，设置于固定平台11，用于定位装夹附件并调整附件的定位高度；

定位机构3，设置于移动平台12，用于定位支撑于工件的外壁；

回转机构4，用于带动工件基于回转机构4的轴线周向旋转。

其中，铆焊工装还包括安装于固定平台11的自动焊接装置7，自动焊接装置7位于铆装定位装置2的一侧，自动焊接装置7包括设置于固定平台11的固定座73、设置于固定座73的机械臂71以及设置于机械臂71的焊枪72，通过对自动焊接装置7输入相应的参数即可自动匹配工艺路线进行对称沓、分段退焊等多种焊接工艺；

可以理解的是，本铆焊工装通过设置伸缩平台1匹配不同规格立柱方管类工件的长度，通过定位机构3支撑于工件的外壁对工件进行装夹定位，耳座等附件安装于铆装定位装置2并调整至匹配高度，移动平台12经定位机构3带动工件水平移动至附件与工件上的铆焊位置匹配，即可对其进行点固作业，当需要于立柱进行其他工作面的附件铆焊时，移动平台12经定位机构3带动工件移动至与回转机构4配合，回转机构4带动工件基于轴线周向旋转后再次由定位机构3定位装夹并由移动机构移动至与附件匹配位置进行附件的铆焊，完成单独的附件铆装或重复前述步骤完成全部附件的铆装后，由移动平台12、定位机构3以及回转机构4协同配合调整工件的位置并由自动焊接装置7进行附件的焊接；本铆装工装使立柱方管类工件的铆装、焊接等工序集中在一工装平台上完成，有效的减少了工作场地占用和工序间的频繁转序，伸缩机构的设置更进一步解决了大长度工件附件的铆装、焊接问题，实现了对不同长度工件的适应以及多位置附件铆装的匹配调节，适应不同规格中、小批量生产的生产需求，大幅降低生产成本；根据不同规格的附件分别匹配铆装定位装置2，铆装位置通过铆装定位装置2调节附件高度以及通过移动平台12和回转机构4调节工件的轴向位置和周向位置实现铆装位置匹配，仅需进行铆装定位装置2的匹配装配，无需频繁拆装定位工装，提高工作效率、降低劳动强度。

本实施例中，移动平台12和固定平台11之间设置多辊滑道13，并设置多级伸缩油缸14进行驱动控制；具体的，固定平台11开设移动腔，并于移动腔的内壁设置多辊滑道13与移动平台12配合，于移动腔内靠近回转座41的一端设置多级伸缩油缸14；

本实施例中，回转机构4包括设置于固定平台11的回转座41以及设置于回转座41的回转驱动器42，回转座41上设置有与回转驱动器42连接的用于控制旋转角度的回转分度机构43，回转分度机构43安装有液压卡盘44，液压卡盘44用于装夹工件，由回转驱动器42驱动液压卡盘44基于回转分度机构43的轴线周向旋转，通过回转分度机构43能够精确控制液压卡盘44的旋转角度，进而控制其带动工件/内支撑机构旋转的角度，本液压卡盘44上设置有至少四个周向均匀分布的伸缩油缸，以对矩形管的四个方位的板件的表面分别压紧或用于卡紧内支撑机构；在其他实施例中，也可选用现有技术中其他相匹配的液压卡盘44；

本实施例中，回转机构4还包括设置于移动平台12的一个或多个回转架5，回转架5上设置有弧形轨道51，弧形轨道51用于安装回转盘52，回转盘52的外环面用于与弧形轨道51配合以基于弧形轨道51周向转动；回转盘52于弧形轨道51上均匀分布设置有压紧轮53，用于对回转盘52进行限位并引导其转动；回转盘52的中部设置有夹紧机构，用于装夹工件，具体的，移动平台12设置有一个或多个用于安装回转架5的安装位，其实际安装数量应根据工件的长度适应性设置，回转架5及回转盘52可设置多种规格，以匹配各尺寸规格范围区间的工件尺寸，使用时，安装相适配的回转盘52，调整使回转机构4的各回转座41、定位机构3以及回转盘52处于同一中心线，使工件置于回转盘52中部并在工件铆装后由夹紧机构夹紧，通过回转盘52的设置增加对较大长度工件的中间段的回转支撑，以保证工件回转平稳，避免中间段的回转位移，保证焊接效果、焊接精度，保证在工件回转时、定位机构3松开状态下，工件处于多点夹紧状态，有效控制应力释放产生的工件变形；

本实施例中，回转盘52包括主盘体521和副盘体522，副盘体522与主盘体521之间设置回转折页523以使副盘体522可基于回转折页523相对主盘体521转动，以打开副盘体522转动至一侧，以便装入或取出工件，副盘体522和主盘体521之间还设置有锁紧机构，用于限制或取消限制主盘体521与副盘体522的相对转动；

本实施例中，夹紧机构包括设置于主盘体521的侧压装置54、底部托轮56以及设置于副盘体522的上压紧装置55，需要说明的是，侧压装置54和上压紧装置55选用柔性夹紧油缸，保持对工件施加预设压力，压力过大时则自动退让，使工件在异形、偏心时能顺利回转、不卡滞，柔性卡紧即能保证工件可以绕其中心轴回转；底部托轮56配合上压紧装置55压紧工件的同时，便于非夹紧状态下工件在回转盘52上移动；需要装入或取出工件时，则打开锁紧机构，转动副盘体522至一侧使主盘体521上方具有装入/取出空间；

具体的，工件需进行周向变位时，锁紧副盘体522与主盘体521，夹紧机构的侧压装置54、上压紧装置55压紧工件，移动平台12移动使工件的端部与回转座41位置匹配，液压卡盘44装夹工件且定位机构3取消装夹，回转座41使工件回转，液压卡盘44松开，定位机构3重新夹紧工件，移动平台12带动工件移动至预设位置。

本实施例中，定位机构3包括安装座31、设置于安装座31上的夹具32，夹具32上设置有呈对称分布的对中夹紧钳321，夹具32上的中部位置还设置有升降定位杆322，由升降定位杆322支撑工件的底部并调整高度使支撑工件的中心线高度与回转座41的轴线高度一致，由对中夹紧钳321夹紧于工件两侧使工件对中定位，进而使工件的中心线与回转座41轴线重合，通过升降定位杆322与对中夹紧钳321配合以按工艺需求对工件挠度调整，另一方面，工件需进行回转时，夹紧机构装夹工件，对中夹紧钳321松开、升降定位杆322下降进而使工件具有回转空间，便于工件翻转；移动平台12设置有一个或多个用于安装定位机构3的安装位；

进一步的，定位机构3还包括与对中夹紧钳321连接的夹紧驱动器以及设置于对中夹紧钳321的压力传感器，压力传感器用于获取对中夹紧钳321施加于工件的夹紧力并反馈至夹紧驱动器以调整夹紧力至预设值或预设范围，实现对工件的柔性装夹，使定位机构3的适应性更强。

本实施例中，铆装定位装置2包括用于安装于固定平台11的第一安装柱21、滑动连接于第一安装柱21的第一升降平台22、用于驱动第一升降平台22基于第一安装柱21升降的第一升降驱动器23以及设置于第一升降平台22的附件定位组件，附件定位组件用于定位装夹附件，附件定位组件包括定位架24和夹紧器25，由人工放置耳座等附件于定位架24初步定位后，由夹紧器25将附件夹紧，第一升降驱动器23驱动第一升降平台22升降至预设高度位置，满足不同铆装位置需求。

本实施例中，铆焊工装还包括辅助机构6，辅助机构6包括设置于包括用于安装于固定平台11的第二安装柱61、滑动连接于第二安装柱61的第二升降平台62、用于驱动第二升降平台62基于第二安装柱61升降的第二升降驱动器63以及设置于第二升降平台62的旋转平台64，旋转平台64用于安装辅助设备，辅助设备可以是划线机、激光除锈机、防飞溅液喷撒机等；其中，固定平台11上设置有与回转座41的轴线平行的水平滑道65，并于固定平台11两侧对称分布设置，第二安装座31滑动连接于水平滑道65，即可安装两套相同或不同的辅助设备，以配合辅助进行附件的铆焊，实现辅助工序的自动或半自动实施。

实施例一

本实施例应用有上述优选实施例的铆焊工装，具体工作步骤为：

工装准备，主要包括参数设定，按工件实际尺寸向铆焊工装输入回转中心高、定位机构3的初始定位参数、附件定位组件的选型、附件的铆装高度匹配等；

确定参数并按参数调整工装后，打开移动平台12上回转架5上的副盘体522，准备安装工件；

在定位机构3上放入工件使升降定位杆322支撑工件，并使工件的端部与液压卡盘44的位置匹配，对中夹紧钳321对中夹紧工件；

安装相应的待铆装附件至附件定位组件并夹紧，按预设工艺使移动平台12经定位机构3带动工件平移，并升降调节附件位置至铆装位置，自动焊接装置7进行点固；

重复前述步骤顺次完成其余附件铆装；若需要进行工件变位改变其周向位置，锁紧机构锁紧副盘体522与主盘体521，夹紧机构夹紧工件，移动平台12移动使工件的端部位置与回转座41匹配，液压卡盘44装夹工件，升降定位杆322下降、对中夹紧钳321松开，回转机构4带动工件回转，回转完成后，液压卡盘44松开，移动平台12带动工件移动至预设位置且定位机构3重新夹紧工件，夹紧机构松开；

耳座铆装完成后，定位机构3取消装夹，夹紧机构装夹工件，移动平台12带动工件复位至初始位置；

自动焊接装置7对铆装后的工件进行焊接，可由一台或多台自动焊机同时进行并根据焊接需求由回转座41带动工件进行周向变位或移动平台12移动进行轴向变位，以适应大长度工件的焊接及实施对称沓、分段退焊等多种焊接工艺；

完成焊接后，液压卡盘44取消装置，移动平台12远离回转座41方向移动使工件远离回转座41留出安全距离，副盘体522打开，定位机构3、夹紧机构取消装夹，取出工件。

应用本铆焊工装的铆焊工艺整个生产过程自动化较高，不需过多的人工干预，只需操作工人进行数据设定调整、指今的发出及工件的上、下料，减员增效的效果明显；铆装、焊接等工序集中在一个平台上完成，有效的减少了工作场地占用和工序间的频繁转序，更适应中、小批量生产的生产需求；通过在固定平台11同时布置多台自动焊机，可实施多种焊接方法，有效提高焊接效率。

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。

Claims (10)

1.一种铆焊工装，用于对立柱方管类工件及其附件铆焊的装夹定位及翻转，其特征在于，包括：

伸缩平台(1)，包括固定平台(11)和滑动连接于所述固定平台(11)的移动平台(12)，所述伸缩平台(1)用于作为结构支撑，所述移动平台(12)用于相对所述固定平台(11)移动以匹配工件的长度；

铆装定位装置(2)，设置于所述固定平台(11)，用于定位装夹附件并调整所述附件的定位高度；

定位机构(3)，设置于所述移动平台(12)，用于定位支撑于所述工件的外壁；

回转机构(4)，用于带动所述工件基于所述回转机构(4)的轴线周向旋转。

2.根据权利要求1所述的铆焊工装，其特征在于，所述回转机构(4)包括设置于所述固定平台(11)的回转座(41)以及设置于所述回转座(41)的回转驱动器(42)，所述回转座(41)上设置有与所述回转驱动器(42)连接的用于控制旋转角度的回转分度机构(43)，所述回转分度机构(43)安装有液压卡盘(44)，所述液压卡盘(44)用于装夹所述工件。

3.根据权利要求2所述的铆焊工装，其特征在于，所述回转机构(4)还包括设置于所述移动平台(12)的一个或多个回转架(5)，所述回转架(5)上设置有弧形轨道(51)，所述弧形轨道(51)用于安装回转盘(52)，所述回转盘(52)的外环面用于与所述弧形轨道(51)配合以基于所述弧形轨道(51)周向转动；所述回转盘(52)的中部设置有夹紧机构，用于装夹所述工件。

4.根据权利要求3所述的铆焊工装，其特征在于，所述回转盘(52)包括主盘体(521)和副盘体(522)，所述副盘体(522)与所述主盘体(521)之间设置回转折页(523)以使副盘体(522)可基于回转折页(523)相对所述主盘体(521)转动，所述副盘体(522)和所述主盘体(521)之间还设置有锁紧机构，用于限制或取消限制所述主盘体(521)与所述副盘体(522)的相对转动。

5.根据权利要求4所述的铆焊工装，其特征在于，所述夹紧机构包括设置于主盘体(521)的侧压装置(54)、底部托轮(56)以及设置于副盘体(522)的上压紧装置(55)。

6.根据权利要求1所述的铆焊工装，其特征在于，所述定位机构(3)包括安装座(31)、设置于所述安装座(31)上的夹具(32)，所述夹具(32)上设置有呈对称分布的对中夹紧钳(321)，所述夹具(32)上的中部位置还设置有升降定位杆(322)。

7.根据权利要求6所述的铆焊工装，其特征在于，所述定位机构(3)还包括与所述对中夹紧钳(321)连接的夹紧驱动器以及设置于所述对中夹紧钳(321)的压力传感器，所述压力传感器用于获取所述对中夹紧钳(321)施加于所述工件的夹紧力并反馈至夹紧驱动器以调整夹紧力至预设值或预设范围。

8.根据权利要求1-7任一项所述的铆焊工装，其特征在于，所述铆装定位装置(2)包括用于安装于所述固定平台(11)的第一安装柱(21)、滑动连接于所述第一安装柱(21)的第一升降平台(22)、用于驱动所述第一升降平台(22)基于所述第一安装柱(21)升降的第一升降驱动器(23)以及设置于所述第一升降平台(22)的附件定位组件，所述附件定位组件用于定位装夹附件。

9.根据权利要求1-7任一项所述的铆焊工装，其特征在于，所述铆焊工装还包括辅助机构(6)，所述辅助机构(6)包括设置于包括用于安装于所述固定平台(11)的第二安装柱(61)、滑动连接于所述第二安装柱(61)的第二升降平台(62)、用于驱动所述第二升降平台(62)基于所述第二安装柱(61)升降的第二升降驱动器(63)以及设置于所述第二升降平台(62)的旋转平台(64)，所述旋转平台(64)用于安装所述辅助设备。

10.根据权利要求8所述的铆焊工装，其特征在于，所述铆焊工装还包括安装于所述固定平台(11)的自动焊接装置(7)，所述自动焊接装置(7)位于所述铆装定位装置(2)的一侧。