CN218983535U - 一种超薄中空异形产品焊接配套装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种超薄中空异形产品焊接配套装置，涉及装夹装置技术领域，解决了现有中空异形产品焊接时，产品固定不牢固，焊接处承载压力的效果不佳，焊接效率与质量不佳的技术问题。该装置包括主动旋转组件、从动旋转组件和托架组件；主动旋转组件、托架组件和从动旋转组件依次相邻设置，固定在固定底座上；主动旋转组件、从动旋转组件相互配合，能够对固定在主动旋转组件上的中空异形产品进行限位固定；托架组件能够承托中空异形产品；焊接配套装置与焊接装置相互配合，能够对焊接配套装置上的中空异形产品进行焊接。本实用新型通过主动旋转组件、托架组件和从动旋转组件对中空异形产品进行固定，防止焊接时产品活动，提高焊接质量及效率。

Description

一种超薄中空异形产品焊接配套装置

技术领域

本实用新型涉及装夹装置技术领域，尤其涉及一种超薄中空异形产品焊接配套装置。

背景技术

随着产品结构复杂化和实用性等要求的不断提高，产品的装配要求也随之提高，然而，对于一些异形结构的产品，无法通过常规的装配技术对其进行组装，只能通过焊接技术达到产品使用要求。

在中空异形产品焊接时由于零件结构非常规形状，不易自动上料焊接，一般都是人工手持零件置于治具上进行焊接，或者通过机械手夹持进行焊接，但是以上方法都存在零件定位不准确，导致焊接点倾斜或偏离的情况，导致焊接不牢固的情况，而且一般也只选择用激光烛、氩弧烛或二保焊，但这些焊接工艺无怎样操作规避，焊接缝都存在砂孔，影响产品的焊接良率，同时通过人工定位产品工作效率低下，增加生产成本，提高了人工劳动强度。

在实现本实用新型过程中，实用新型人发现现有技术中至少存在如下问题：

现有中空异形产品焊接时，产品固定不牢固，焊接处承载压力的效果不佳，焊接效率与质量不佳。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种超薄中空异形产品焊接配套装置，以解决现有技术中存在的现有中空异形产品焊接时，产品固定不牢固，焊接处承载压力的效果不佳，焊接效率与质量不佳的技术问题。本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型提供的一种超薄中空异形产品焊接配套装置，包括主动旋转组件、从动旋转组件和托架组件；所述主动旋转组件、托架组件和从动旋转组件依次相邻设置，固定在固定底座上；所述主动旋转组件、从动旋转组件相互配合，能够对固定在所述主动旋转组件上的中空异形产品进行限位固定；所述托架组件能够承托所述中空异形产品；所述焊接配套装置与焊接装置相互配合，能够对所述焊接配套装置上的所述中空异形产品进行焊接。

优选的，所述主动旋转组件包括仿形旋转轴、脱件结构和四轴联动器；所述仿形旋转轴、脱件结构均固定连接在所述四轴联动器上，并通过所述四轴联动器进行旋转运动；所述仿形旋转轴与所述中空异形产品相互匹配；所述脱件结构包括脱料筒和多个脱件顶出气缸；多个所述脱件顶出气缸均与所述脱料筒固定连接；所述脱件顶出气缸能够带动所述脱料筒运动，将与所述脱料筒抵接的所述中空异形产品脱离所述仿形旋转轴。

优选的，所述主动旋转组件还包括安装法兰；所述四轴联动器与所述第一变速器、安装法兰、仿形旋转轴依次相连；所述安装法兰用于固定所述仿形旋转轴、脱件结构；

所述安装法兰的截面直径为50-400MM，厚度为1-100MM；所述仿形旋转轴的截面直径为20-400MM，长度为20-700MM；所述脱料筒的长度为10-500MM，外径为80-300MM，脱料口内径为70-90MM；所述脱件顶出气缸的数量为1-6个。

优选的，所述从动旋转组件包括固定支架、横向驱动结构和滑动结构；所述固定支架与所述横向驱动结构、滑动结构固定连接；所述横向驱动结构能够带动所述固定支架在所述滑动结构上进行横向滑动。

优选的，所述固定支架包括支架前挡板、支架底板和两个支架侧板；所述支架前挡板、支架底板和支架侧板相互固定连接；

所述滑动结构包括滑轨和多个滑动固定座；所述滑动固定座与所述滑轨滑动连接；所述支架底板与多个所述滑动固定座均固定连接；

所述横向驱动结构包括气缸固定座和一个以上的横向移动气缸；所述横向移动气缸、气缸固定座固定连接；所述横向移动气缸与所述固定支架相连接。

优选的，所述支架前挡板的长为50-400MM，宽为50-300MM，厚为5-50MM；所述支架底板的长为50-300MM，宽为50-250MM，厚为5-50MM；所述支架侧板为方型、三角型或梯形，长为50-400MM，宽为50-300MM，厚为5-50MM。

优选的，所述从动旋转组件还包括抵接固定结构和限位挡块；所述抵接固定结构固定连接在所述固定支架上；所述限位挡块设置在所述固定支架远离所述横向驱动结构的一侧，能够对所述固定支架的滑动距离进行限位；

所述抵接固定结构包括旋转盘和一个以上的从动顶出气缸；所述旋转盘通过第一旋转轴承固定连接在所述从动顶出气缸上；所述第一旋转轴承的外径为20-200MM，内径为5-180MM，厚度2-100MM；所述旋转盘的内径为20-200MM，外径为200-300MM，厚度为3-150MM；所述旋转盘外套接有胶套，所述胶套厚度为1-200MM。

优选的，所述托架组件包括托架件、升降结构、双向台钳和升降驱动结构；所述托架件固定连接在所述升降结构上，通过所述升降驱动结构能够进行运动；所述升降结构与所述双向台钳固定连接；所述升降驱动结构固定连接在所述双向台钳上；所述双向台钳通过多个第二固定夹或多个螺钉固定在所述固定底座上；

所述托架件上设置有缺口，与平衡限位环相互匹配且紧密接触；所述托架件上还设置有多个第二旋转轴承，所述第二旋转轴承通过轴承固定螺杆固定于所述托架件上；所述平衡限位环将所述中空异形产品、仿形旋转轴包住后置于所述第二旋转轴承上，使所述托架件与所述主动旋转组件活动连接。

优选的，所述升降结构包括升降导柱、复位弹簧、复位导向块和升降托块；所述复位导向块与所述托架件固定连接，并套接在所述升降导柱上；所述升降托块与所述托架件相互匹配；所述复位导向块通过所述复位弹簧与所述双向台钳相连接。

一种焊接方法，上述任一所述的一种超薄中空异形产品焊接配套装置用于所述焊接方法中，所述焊接方法步骤如下：

S100、将待焊接的中空异形产品安装在焊接配套装置的主动旋转组件上，从动旋转组件与所述主动旋转组件相互配合对所述待焊接的中空异形产品进行横向限位固定，托架组件对所述待焊接的中空异形产品进行纵向限位，并承载焊接时摩擦搅拌头向下的压力；

S200、所述主动旋转组件带动所述待焊接的中空异形产品旋转，焊接装置启动，对所述待焊接的中空异形产品进行摩擦搅拌焊接；

S300、所述焊接装置完成对中空异形产品进行摩擦搅拌焊接后，所述焊接装置与刀盘配合，将摩擦搅拌头换为铣刀，通过所述铣刀对中空异形产品的焊缝处进行清洁处理，清洁处理后所述焊接配套装置恢复初始状态，并对焊接后的中空异形产品进行脱料取件。

实施本实用新型上述技术方案中的一个技术方案，具有如下优点或有益效果：

本实用新型通过主动旋转组件、托架组件和从动旋转组件对中空异形产品进行固定，防止焊接时产品活动，提高焊接质量及效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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，附图中：

图1是本实用新型超薄中空异形产品焊接配套装置实施例的立体图；

图2是本实用新型超薄中空异形产品焊接配套装置实施例的俯视图；

图3是本实用新型超薄中空异形产品焊接配套装置实施例的第一爆炸图；

图4是本实用新型超薄中空异形产品焊接配套装置实施例的第二爆炸图；

图5是本实用新型超薄中空异形产品焊接配套装置实施例的第三爆炸图；

图6是本实用新型超薄中空异形产品焊接配套装置实施例的摩擦搅拌头6示意图；

图7是图6中A部分的放大示意图；

图8是本实用新型焊接方法实施例的流程图。

图中：1、主动旋转组件；11、仿形旋转轴；12、脱件结构；121、脱料筒；122、脱件顶出气缸；13、四轴联动器；14、安装法兰；15、底座垫块；151、定位凹槽；152、定位销孔；16、第一固定夹；2、从动旋转组件；21、固定支架；211、支架前挡板；212、支架底板；213、支架侧板；22、横向驱动结构；221、气缸固定座；222、横向移动气缸；23、滑动结构；231、滑轨；232、滑动固定座；24、抵接固定结构；241、旋转盘；242、从动顶出气缸；243、第一旋转轴承；25、限位挡块；3、托架组件；31、托架件；311、缺口；312、第二旋转轴承；313、轴承固定螺杆；32、升降结构；321、升降导柱；322、复位弹簧；323、复位导向块；324、升降托块；33、双向台钳；331、第一凹槽；332、第二凹槽；34、升降驱动结构；341、动力电机；342、第二变速器；343、导杆；35、第二固定夹；36、平衡限位环；4、固定底座；41、安装吊环；5、中空异形产品；6、摩擦搅拌头；61、搅拌本体；611、夹持部；62、搅拌针；621、圆锥螺纹；622、铣削面结构；63、轴肩部；631、窝状线凹槽。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下文将要描述的各种示例性实施例将要参考相应的附图，这些附图构成了示例性实施例的一部分，其中描述了实现本实用新型可能采用的各种示例性实施例。除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。应明白，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型公开的一些方面相一致的流程、方法和装置等的例子，还可使用其他的实施例，或者对本文列举的实施例进行结构和功能上的修改，而不会脱离本实用新型的范围和实质。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”等指示的是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的元件必须具有的特定的方位、以特定的方位构造和操作。术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。术语“多个”的含义是两个或两个以上。术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接、可拆卸连接、一体连接、机械连接、电连接、通信连接、直接相连、通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

为了说明本实用新型所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分。

实施例一：

如图1-7所示，本实用新型提供了一种超薄中空异形产品焊接配套装置，包括主动旋转组件1、从动旋转组件2和托架组件3；主动旋转组件1、托架组件3和从动旋转组件2依次相邻设置，固定在固定底座4上；主动旋转组件1、从动旋转组件2相互配合，能够对固定在主动旋转组件1上的中空异形产品5进行限位固定；托架组件3能够承托中空异形产品5；焊接配套装置与焊接装置相互配合，能够对焊接配套装置上的中空异形产品5进行焊接。具体的，主动旋转组件1、托架组件3和从动旋转组件2依次相邻设置在固定底座4上，主动旋转组件1和从动旋转组件2对中空异形产品5的两端的进行限位固定，托架组件3位于中空异形产品5的中部，用于对中空异形产品5进行承托和限位。固定底座4的长为500-2000MM，宽为200-1000MM，高为5-50MM；固定底座4上设置有多个安装吊环41或吊装牙孔，多个安装吊环41或吊装牙孔均匀设置在固定底座4的周侧，焊接配套装置通过多个安装吊环41或吊装牙孔固定连接在焊接装置上，多个安装吊环41或吊装牙孔能够有效的保证结构的紧固性和稳定性；安装吊环41或吊装牙孔的数量为1-20个。

焊接配套装置与焊接装置相互配合，焊接装置对中空异形产品5焊接时，通过焊接配套装置对中空异形产品5进行限位固定，主动旋转组件1带动中空异形产品5旋转，实现精准焊接。焊接装置优选为目前市面现有的CNC加工中心或精雕机为摩擦搅拌焊接装置(刀库根据实际需求可选择使用或不使用)，此类型的摩擦搅拌焊接装置装有程序控制系统，如果要改变焊缝轨迹，只需要修改程序即可；此类型的摩擦搅拌焊接装置加工质量稳定，加工精度高。安装在摩擦搅拌焊接装置上的摩擦搅拌头6能够放置于刀库中与其他加工刀具按需自由更换，摩擦搅拌头6包括搅拌本体61和搅拌针62，搅拌针62与搅拌本体61的连接处形成轴肩部63，轴肩部63上设置有窝状线凹槽631，并环绕搅拌针62，搅拌针62上设置有圆锥螺纹621，圆锥螺纹621上设置有多个铣削面结构622，圆锥螺纹621与窝状线凹槽631配合能够对被塑化的材料形成包拢汇聚力，防止外溢，提高焊接效果；搅拌本体61远离搅拌针62的一端上设置有夹持部611。本实用新型通过主动旋转组件1、托架组件3和从动旋转组件2对中空异形产品5进行固定，防止焊接时产品活动，提高焊接质量及效率。

作为可选的实施方式，主动旋转组件1包括仿形旋转轴11、脱件结构12和四轴联动器13；仿形旋转轴11、脱件结构12均固定连接在四轴联动器13上，并通过四轴联动器13进行旋转运动；仿形旋转轴11与中空异形产品5相互匹配；脱件结构12包括脱料筒121和多个脱件顶出气缸122；多个脱件顶出气缸122均与脱料筒121固定连接；脱件顶出气缸122能够带动脱料筒121运动，将与脱料筒121抵接的中空异形产品5脱离仿形旋转轴11。具体的，仿形旋转轴11与四轴联动器13通过安装法兰14(如下文所述)固定连接，四轴联动器13能够带动仿形旋转轴11进行旋转运动，从而带动固定在仿形旋转轴11上的中空异形产品5进行同步运动。仿形旋转轴11与中空异形产品5相互匹配，仿形旋转轴11优选为设置在中空异形产品5内部，中空异形产品5套接在仿形旋转轴11上，与仿形旋转轴11抵接，能够有效的保证结构的紧固性，从而带动中空异形产品5同步运动；仿形旋转轴11上设置有冷确水孔，数量为1-8个，也可不用设置冷确水孔，具体情况根据产品使用时实际需求而定。脱件结构12套接在仿形旋转轴11的一端，并固定连接在安装法兰14上，脱件结构12包括脱料筒121和多个脱件顶出气缸122，多个脱件顶出气缸122均固定连接在安装法兰14的周侧，并与脱料筒121连接，脱料筒121的内部能够与安装在仿形旋转轴11上的中空异形产品5抵接，多个脱件顶出气缸122同时工作，能够带动脱料筒121进行运动，从而带动与脱料筒121抵接的中空异形产品5同步运动，脱离仿形旋转轴11；脱件顶出气缸122的数量优选为1-6个，气缸的型号为10-200公斤，同时也可以根据需求将脱件顶出气缸122设置为脱件顶出油缸。四轴联动器13上的动力电机341功率为100-4000W。

作为可选的实施方式，主动旋转组件1还包括安装法兰14；四轴联动器13与安装法兰14、仿形旋转轴11依次相连；安装法兰14用于固定仿形旋转轴11、脱件结构12；安装法兰14的截面直径为50-400MM，厚度为1-100MM；仿形旋转轴11套于中空异形产品5内的截面直径为20-400MM，长度为20-700MM；脱料筒121的长度为10-500MM，外径为80-300MM，脱料口内径为70-90MM；脱件顶出气缸122的数量为1-6个。具体的，主动旋转组件1还包括底座垫块15和第一固定夹16；四轴联动器13通过底座垫块15固定连接在固定底座4上，底座垫块15也可与固定底座4设置为一体结构，通过底座垫块15保证主动旋转组件1、从动旋转组件2和托架组件3位于相互匹配的高度；第一固定夹16将四轴联动器13固定于底座垫块15上，主动旋转组件1通过第一固定夹16与螺栓配合，与底座垫块15一起固定连接在固定底座4上，第一固定夹16的数量根据实际需求进行设置，底座垫块15的两侧均设置有第一固定夹16，有效的保证结构的紧固性和稳定性。底座垫块15为框体结构，底座垫块15与四轴联动器13底部相互匹配，底座垫块15与四轴联动器13的配合处设置有定位凹槽151和定位销孔152，定位凹槽151与四轴联动器13底部的凸块相互匹配，定位销孔152与销钉配合，便于组装时对四轴联动器13进行定位固定，定位销孔152的数量为1-20个；底座垫块15与固定底座4固定连接时，通过底座垫块15与固定底座4上的固定螺丝孔与螺丝相互配合进行固定，固定螺丝孔的数量为1-20个，直径为M2-M20。四轴联动器13与安装法兰14、仿形旋转轴11依次相连，四轴联动器13能够带动仿形旋转轴11进行转动，使焊接配套装置能够很好的与焊接装置相互配合，提高焊接装置焊接中空异形产品5的质量。通过安装法兰14固定仿形旋转轴11、脱件结构12，便于产品的装配及保证结构的紧固性；脱件结构12套接在仿形旋转轴11的一端，并通过脱件顶出气缸122固定连接在安装法兰14上。安装法兰14、仿形旋转轴11和脱料筒121的尺寸根据实际需求进行设置，在选择尺寸时保证结构的稳定性即可；脱件顶出气缸122的数量同样根据实际需求进行灵活设置。

作为可选的实施方式，从动旋转组件2包括固定支架21、横向驱动结构22和滑动结构23；固定支架21与横向驱动结构22、滑动结构23固定连接；横向驱动结构22能够带动固定支架21在滑动结构23上进行横向滑动。具体的，固定支架21与横向驱动结构22相连接，固定支架21固定连接在滑动结构23上，横向驱动结构22工作时，能够带动固定支架21通过滑动结构23的滑动固定座232(如下文所述)在滑轨231上进行横向滑动，实现移动固定支架21，使固定支架21上的抵接固定结构24(如下文所述)与主动旋转组件1能够进行配合，实现对中空异形产品5的限位固定。横向驱动结构22优选为气缸，数量为1-3个。

作为可选的实施方式，固定支架21包括支架前挡板211、支架底板212和两个支架侧板213；支架前挡板211、支架底板212和支架侧板213相互固定连接；滑动结构23包括滑轨231和多个滑动固定座232；滑动固定座232与滑轨231滑动连接；支架底板212与多个滑动固定座232均固定连接；横向驱动结构22包括气缸固定座221和一个以上的横向移动气缸222；横向移动气缸222、气缸固定座221固定连接；横向移动气缸222与固定支架21相连接。具体的，固定支架21包括支架前挡板211、支架底板212和两个支架侧板213，其相互固定连接保证结构的稳定性，使焊接配套装置能够正常工作。滑动结构23包括滑轨231和多个滑动固定座232，滑轨231有两个，平行设置在横向驱动结构22的两侧，每个滑轨231上均设置有多个滑动固定座232，滑动固定座232的数量根据实际需求进行设置；滑动固定座232与滑轨231滑动连接，固定支架21通过滑动固定座232能够在滑轨231上进行横向滑动；滑轨231通过螺钉或螺栓固定连接在固定底座4上。横向驱动结构22包括气缸固定座221和一个以上的横向移动气缸222；横向移动气缸222通过气缸固定座221固定连接在固定底座4上，横向驱动结构22设置在两个滑轨231之间，并设置在固定支架21的一侧，使横向移动气缸222与相邻的支架侧板213固定连接，横向移动气缸222工作时提供动力，带动固定支架21在滑轨231上滑动；横向移动气缸222的数量为1-3个，具体数量根据实际需求进行设置。

作为可选的实施方式，支架前挡板211的长为50-400MM，宽为50-300MM，厚为5-50MM；支架底板212的长为50-300MM，宽为50-250MM，厚为5-50MM；支架侧板213为方型、三角型或梯形，长为50-400MM，宽为50-300MM，厚为5-50MM。具体的，支架前挡板211、支架底板212和支架侧板213的尺寸根据实际需求进行具体设置，在选择尺寸时需要保证结构的紧固性，同时需要考虑托架组件3和主动旋转组件1的高度，使从动旋转组件2与之相匹配。支架侧板213为方型、三角型或梯形，根据实际需求任意选择，其形状不影响支撑固定的效果。

作为可选的实施方式，从动旋转组件2还包括抵接固定结构24和限位挡块25；抵接固定结构24固定连接在固定支架21上；限位挡块25设置在固定支架21远离横向驱动结构22的一侧，能够对固定支架21的滑动距离进行限位；抵接固定结构24包括旋转盘241和一个以上的从动顶出气缸242；旋转盘241通过第一旋转轴承243固定连接在从动顶出气缸242上；第一旋转轴承243的外径为20-200MM，内径为5-180MM，厚度2-100MM；旋转盘241的内径为20-200MM，外径为200-300MM，厚度为3-150MM；旋转盘241外套接有胶套，胶套厚度为1-200MM。具体的，抵接固定结构24设置在固定支架21的支架前挡板211上，便于抵接固定结构24与主动旋转组件1相互配合；抵接固定结构24包括旋转盘241和一个以上的从动顶出气缸242，旋转盘241与第一旋转轴承243相互匹配且固定连接，第一旋转轴承243通过旋转连接件与从动顶出气缸242固定连接；从动顶出气缸242工作时能够将旋转盘241推出与中空异形产品5抵接，实现对中空异形产品5的限位固定，从动顶出气缸242的数量为1-3个。设置旋转盘241的内径与第一旋转轴承243的外径时，需要使其相互配合，实现旋转盘241和第一旋转轴承243的间隙配合。限位挡块25设置在固定支架21远离横向驱动结构22的一侧，固定支架21横向移动的初始位置为接近横向驱动结构22的一端，固定支架21横向移动的结束位置为接近限位挡块25的一端；固定支架21位于初始位置时，能够提供将中空异形产品5安装在主动旋转组件1上或从主动旋转组件1上取出的空间；固定支架21位于结束位置时，通过限位挡块25的限位，使固定支架21上的抵接固定结构24能够与主动旋转组件1相互配合，实现对中空异形产品5的限位固定，对中空异形产品5锁紧固定，方便焊接装置对中空异形产品5焊接。旋转盘241外面套接胶套，通过胶套包裹在旋转盘外面，保证中空异形产品5能够更好的固定紧及保护中空异形产品5不被顶伤，也可以根据中空异形产品5的需求而选择不用对旋转盘241外面包裹胶套。

作为可选的实施方式，托架组件3包括托架件31、升降结构32、双向台钳33和升降驱动结构34；托架件31固定连接在升降结构32上，通过升降驱动结构34能够进行运动；升降结构32与双向台钳33固定连接；升降驱动结构34固定连接在双向台钳33上；双向台钳33通过多个第二固定夹35或多个螺钉固定在固定底座4上；托架件31上设置有缺口311，与平衡限位环36相互匹配且紧密接触；托架件31上还设置有多个第二旋转轴承312，第二旋转轴承312通过轴承固定螺杆313固定于托架件31上；平衡限位环36将中空异形产品5、仿形旋转轴11包住后置于第二旋转轴承312上，使托架件31与主动旋转组件1活动连接。具体的，托架组件3通过双向台钳33固定在固定底座4上，双向台钳33上设置有第一凹槽331和两个第二凹槽332，第一凹槽331用于设置升降驱动结构34，两个第二凹槽332分别设置在双向台钳33的两侧壁上，与第二固定夹35相互匹配，第二固定夹35为L型结构，一端设置在第二凹槽332内，另一端与固定底座4抵接，通过螺钉或螺栓将第二固定夹35固定连接在固定底座4上，实现第二固定夹35对双向台钳33进行限位固定，第二固定夹35的数量为2-20个，具体数量根据实际需求进行设置，第二固定夹35的数量越多，托架组件3的紧固性越好，并且双向台钳33的两侧均要设置第二固定夹35，使其能够良好的保证结构的紧固性。双向台钳33也可以直接通过多个螺钉固定在固定底座4上，而不用第二固定夹35固定，具体固定方法不局限于某一种，只要能将双向台钳33固定在固定底座4上的方法及零件均可取。升降驱动结构34包括动力电机341、第二变速器342和导杆343，动力电机341、第二变速器342、导杆343依次固定连接，导杆343设置在双向台钳33的第一凹槽331内。升降结构32固定设置在双向台钳33上，托架件31固定连接在升降结构32上方，升降驱动结构34工作时，能够向升降结构32传递动力，通过升降结构32往复运动带动托架件31进行同步运动，托架件31向上运动时能够与套于待焊接的中空异形产品5外的平衡限位环36进行抵接，实现对中空异形产品5的限位支撑。托架件31上设置有缺口311，与平衡限位环36相互匹配且紧密接触，平衡限位环36套接在主动旋转组件1上的待焊接中空异形产品5外，将中空异形产品5与仿形旋转轴11包住后置于第二旋转轴承312上，通过托架件31承载焊接时产生的压力，平衡限位环36合拢的最大外径为60-200MM，内径根据产品形状及尺寸需求而定，厚度为10-500MM；托架件31的缺口311周侧设置有多个第二旋转轴承312，第二旋转轴承312设置在托架件31的内部，两端通过轴承固定螺杆313与托架件31进行固定连接，第二旋转轴承312能够在轴承固定螺杆313上转动，实现主动旋转组件1带动待焊接的中空异形产品5转动时，待焊接的中空异形产品5与托架组件3进行相对运动，此外，也可以将结构设置为第二旋转轴承312设置在托架件31的两边，中间通过轴承固定螺杆313进行连接，然后将平衡限位环36放置于轴承固定螺杆313上，中空异形产品5与仿形旋转轴11通过平衡限位环36置于轴承固定螺杆313上，同样能够达到相同的技术效果。第二旋转轴承312的内径为5-30MM，外径为10-80MM，厚度为8-40MM，数量为2-20个，具体尺寸和数量根据实际需求进行设置。

作为可选的实施方式，升降结构32包括升降导柱321、复位弹簧322、复位导向块323和升降托块324；复位导向块323与托架件31固定连接，并套接在升降导柱321上；升降托块324与托架件31相互匹配；复位导向块323通过复位弹簧322与双向台钳33相连接。具体的，升降导柱321有两个，相邻设置在双向台钳33上；复位导向块323套接在两个升降导柱321上，复位导向块323通过复位弹簧322与双向台钳33相连接，托架组件3的两侧均设置有复位弹簧322，能够有效的保证结构的稳定性。升降托块324有两个，分别设置在复位导向块323的两侧，升降托块324上端与托架件31相互匹配，两个升降托块324相互配合能够对托架件31进行限位固定，升降托块324的下端与双向台钳33相互匹配，设置在双向台钳33的第一凹槽331内，并套接在升降驱动结构34的导杆343上；升降驱动结构34工作时能够提供动力使两个升降托块324进行相对运行或相背运动，相对运动时，升降结构32带动托架件31向上运动实现与待焊接的中空异形产品5进行抵接；相背运动时，升降结构32带动托架件31向下运动实现复位；升降导柱321的最大外径为5-30MM，高度为50-500MM；复位弹簧322的数量为1-10条，长度为5-200MM。

焊接配套装置的工作原理为：将需要焊接的中空异形产品5装配在主动旋转组件1的仿形旋转轴11上，从动旋转组件2的横向驱动结构22工作，将固定支架21从初始位置推至结束位置(即固定支架21与限位挡块25抵接的位置)，从动旋转组件2的抵接固定结构24进行工作，从动顶出气缸242将旋转盘241顶出，使旋转盘241将待焊接的中空异形产品5向主动方向顶紧，实现对待焊接的中空异形产品5进行锁紧固定，同时托架组件3的升降驱动结构34开始工作，使两个升降托块324相向运动，通过升降托块324来推动托架件31上升，直到托架件31上的第二旋转轴承312与套在待焊接的中空异形产品5外的平衡限位环36抵紧时停止，此时焊接装置的擦搅拌焊接头开始旋转向下抵紧中空异形产品5，主动旋转组件1的四轴联动器13开始工作，带动仿形旋转轴11转动，同时带动固定在仿形旋转轴11上的待焊接的中空异形产品5进行同步运动(如遇椭圆形的产品，则摩擦搅拌头6会通过电脑控制根据焊件的焊接轨迹进行上下实时变焦)，仿形旋转轴11转动期间焊接装置对待焊接的中空异形产品5持续进行焊接，当中空异形产品5焊接完成后，仿形旋转轴11停止转动(可设置为复位与不复位两种，具体根据产品需求)，托架组件3的升降驱动结构34工作带动两个升降托块324相背运动，使托架件31在复位弹簧322的拉力下顺着升降导柱321向下回落，与此同时从动旋转组件2的横向驱动结构22退出，横向驱动结构22带动固定支架21从结束位置回到初始位置，以便中空异形产品5有空间可取出；当固定支架21回到初始位置后，主动旋转组件1的脱件结构12开始工作，脱件顶出气缸122推到脱料筒121，将焊接后的中空异形产品5从仿形旋转轴11上顶出后，将中空异形产品5取出，如此周而复始工作。

实施例二：

如图1-8所示，一种焊接方法，实施例一的一种超薄中空异形产品焊接配套装置用于焊接方法中，焊接方法步骤如下：

S100、将待焊接的中空异形产品安装在焊接配套装置的主动旋转组件上，从动旋转组件与所述主动旋转组件相互配合对所述待焊接的中空异形产品进行横向限位固定，托架组件对所述待焊接的中空异形产品进行纵向限位，并承载焊接时摩擦搅拌头向下的压力；

S200、所述主动旋转组件带动所述待焊接的中空异形产品旋转，焊接装置启动，对所述待焊接的中空异形产品进行摩擦搅拌焊接；

S300、所述焊接装置完成对中空异形产品进行摩擦搅拌焊接后，所述焊接装置与刀盘配合，将摩擦搅拌头换为铣刀，通过所述铣刀对中空异形产品的焊缝处进行清洁处理，清洁处理后所述焊接配套装置恢复初始状态，并对焊接后的中空异形产品进行脱料取件。具体的，待焊接的中空异形产品5安装在焊接配套装置的主动旋转组件1上后，从动旋转组件2的固定支架21从横向驱动结构22一侧移动到限位挡块25一侧，抵接固定结构24将待焊接的中空异形产品5向主动方向顶紧抵拢，将待焊接的中空异形产品5进行横向限位固定，防止在焊接时中空异形产品5从焊接处向两边滑开，保证结构的紧固性，托架组件3的升降托块324带动托架件31向上运动，使托架件31上的第二旋转轴承312与待焊接的中空异形产品5抵紧，托架件31用以承载焊接时摩擦搅拌头6向下的压力，避免中空异形产品5被焊件压变形或压坏，主动旋转组件1带动待焊接的中空异形产品5进行旋转，焊接装置启动，焊接装置的摩擦搅拌头6开始工作，焊接装置上的焊接主轴可带动摩擦搅拌头6根据产品焊接的需求进行上下左右移动，实现对待焊接的中空异形产品5进行摩擦搅拌焊接。中空异形产品5的焊接处为在托架组件3的平衡限位环36的左边，也可在右边，但距离不能离得太远，在摩擦搅拌头6不与平衡限位环36碰撞干涉的情况下，越近越好，保护距离设为1-200MM。焊接配套装置的初始状态为从动旋转组件2的固定支架21停靠在与横向驱动结构22相邻的一侧，托架组件3的升降结构32处于回落状态。

焊接装置与焊接配套装置相互配合，通过焊接配套装置能够很好的实现对中空异形产品5及类似产品进行摩擦搅拌焊接，减少中空异形产品5焊接时焊缝出现砂孔的现象。搅拌摩擦焊接是指利用高速旋转的摩擦搅拌头6在旋转的同时伸入中空异形产品5的接缝中，与中空异形产品5摩擦产生的热量使被焊材料局部熔化，当摩擦搅拌头6沿着焊接界面向前移动时，被塑性化的材料在摩擦搅拌头6的转动摩擦力作用下由摩擦搅拌头6的前部流向后部，并在摩擦搅拌头6的挤压下形成致密的固相焊缝，完成焊接后，焊接装置与刀盘配合，将摩擦搅拌头换为铣刀，用铣刀将焊缝处的余料铣掉从而使焊缝处达到光洁规整状态，省去了用手工打磨焊缝环节，提高了产品质量及生产效率。焊接处焊缝轨迹可以为正圆形、椭圆形、方形、或多边形，长度为10-6000MM；中空异形产品5上的焊缝轨迹的形状由中空异形产品5焊接处的形状决定，摩擦搅拌头6会通过电脑控制根据中空异形产品5的焊缝轨迹进行上下实时变焦。

该焊接配套设备打破了原来的只能进行正圆形或平面产品的焊接且只能使用专用搅拌焊接机的焊接局面，随着本实用新型的面世，不但将原有焊接工艺的产品只能由厚件改良成可焊超薄件，同时将原来只能焊接正圆形且直线焊道的焊接工艺改变成了只要摩擦搅拌焊接头能所至就能焊接的各种形状产品及各种焊道的焊接工艺，并且结合本实用新型的面世可将现有的传统CNC加工中心或精雕机改进行为焊铣一体的设备，在产品焊接完成后可直接将焊接头更换为铣刀，将焊缝处的余料在本设备上一次铣掉，不但避免了二次装夹节约了加工时间，同时避免了二次装夹带来的装夹误差，大大的提高了产品质量。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，本领域技术人员知悉，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等同替换。另外，在本实用新型的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本实用新型的精神和范围。因此，本实用新型不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种超薄中空异形产品焊接配套装置，其特征在于，包括主动旋转组件(1)、从动旋转组件(2)和托架组件(3)；所述主动旋转组件(1)、托架组件(3)和从动旋转组件(2)依次相邻设置，固定在固定底座(4)上；所述主动旋转组件(1)、从动旋转组件(2)相互配合，能够对固定在所述主动旋转组件(1)上的中空异形产品(5)进行限位固定；所述托架组件(3)能够承托所述中空异形产品(5)；所述焊接配套装置与焊接装置相互配合，能够对所述焊接配套装置上的所述中空异形产品(5)进行焊接。

2.根据权利要求1所述的一种超薄中空异形产品焊接配套装置，其特征在于，所述主动旋转组件(1)包括仿形旋转轴(11)、脱件结构(12)和四轴联动器(13)；所述仿形旋转轴(11)、脱件结构(12)均固定连接在所述四轴联动器(13)上，并通过所述四轴联动器(13)进行旋转运动；所述仿形旋转轴(11)与所述中空异形产品(5)相互匹配；

所述脱件结构(12)包括脱料筒(121)和多个脱件顶出气缸(122)；多个所述脱件顶出气缸(122)均与所述脱料筒(121)固定连接；所述脱件顶出气缸(122)能够带动所述脱料筒(121)运动，将与所述脱料筒(121)抵接的所述中空异形产品(5)脱离所述仿形旋转轴(11)。

3.根据权利要求2所述的一种超薄中空异形产品焊接配套装置，其特征在于，所述主动旋转组件(1)还包括安装法兰(14)；所述四轴联动器(13)与所述安装法兰(14)、仿形旋转轴(11)依次相连；所述安装法兰(14)用于固定所述仿形旋转轴(11)、脱件结构(12)；

所述安装法兰(14)的截面直径为50-400MM，厚度为1-100MM；所述仿形旋转轴(11)的截面直径为20-400MM，长度为20-700MM；所述脱料筒(121)长度为10-500MM，外径为80-300MM，脱料口内径为70-90MM；所述脱件顶出气缸(122)的数量为1-6个。

4.根据权利要求1所述的一种超薄中空异形产品焊接配套装置，其特征在于，所述从动旋转组件(2)包括固定支架(21)、横向驱动结构(22)和滑动结构(23)；所述固定支架(21)与所述横向驱动结构(22)、滑动结构(23)固定连接；所述横向驱动结构(22)能够带动所述固定支架(21)在所述滑动结构(23)上进行横向滑动。

5.根据权利要求4所述的一种超薄中空异形产品焊接配套装置，其特征在于，所述固定支架(21)包括支架前挡板(211)、支架底板(212)和两个支架侧板(213)；所述支架前挡板(211)、支架底板(212)和支架侧板(213)相互固定连接；

所述滑动结构(23)包括滑轨(231)和多个滑动固定座(232)；所述滑动固定座(232)与所述滑轨(231)滑动连接；所述支架底板(212)与多个所述滑动固定座(232)均固定连接；

所述横向驱动结构(22)包括气缸固定座(221)和一个以上的横向移动气缸(222)；所述横向移动气缸(222)、气缸固定座(221)固定连接；所述横向移动气缸(222)与所述固定支架(21)相连接。

6.根据权利要求5所述的一种超薄中空异形产品焊接配套装置，其特征在于，所述支架前挡板(211)的长为50-400MM，宽为50-300MM，厚为5-50MM；所述支架底板(212)的长为50-300MM，宽为50-250MM，厚为5-50MM；所述支架侧板(213)为方型、三角型或梯形，长为50-400MM，宽为50-300MM，厚为5-50MM。

7.根据权利要求4所述的一种超薄中空异形产品焊接配套装置，其特征在于，所述从动旋转组件(2)还包括抵接固定结构(24)和限位挡块(25)；所述抵接固定结构(24)固定连接在所述固定支架(21)上；所述限位挡块(25)设置在所述固定支架(21)远离所述横向驱动结构(22)的一侧，能够对所述固定支架(21)的滑动距离进行限位；

所述抵接固定结构(24)包括旋转盘(241)和一个以上的从动顶出气缸(242)；所述旋转盘(241)通过第一旋转轴承(243)固定连接在所述从动顶出气缸(242)上；所述第一旋转轴承(243)的外径为20-200MM，内径为5-180MM，厚度2-100MM；所述旋转盘(241)的内径为20-200MM，外径为200-300MM，厚度为3-150MM；所述旋转盘(241)外套接有胶套，所述胶套厚度为1-200MM。

8.根据权利要求1所述的一种超薄中空异形产品焊接配套装置，其特征在于，所述托架组件(3)包括托架件(31)、升降结构(32)、双向台钳(33)和升降驱动结构(34)；所述托架件(31)固定连接在所述升降结构(32)上，通过所述升降驱动结构(34)能够进行运动；所述升降结构(32)与所述双向台钳(33)固定连接；所述升降驱动结构(34)固定连接在所述双向台钳(33)上；所述双向台钳(33)通过多个第二固定夹(35)或多个螺钉固定在所述固定底座(4)上；

所述托架件(31)上设置有缺口(311)，与平衡限位环(36)相互匹配且紧密接触；所述托架件(31)上还设置有多个第二旋转轴承(312)，所述第二旋转轴承(312)通过轴承固定螺杆(313)固定于所述托架件(31)上；所述平衡限位环(36)将所述中空异形产品(5)、仿形旋转轴(11)包住后置于所述第二旋转轴承(312)上，使所述托架件(31)与所述主动旋转组件(1)活动连接。

9.根据权利要求8所述的一种超薄中空异形产品焊接配套装置，其特征在于，所述升降结构(32)包括升降导柱(321)、复位弹簧(322)、复位导向块(323)和升降托块(324)；所述复位导向块(323)与所述托架件(31)固定连接，并套接在所述升降导柱(321)上；所述升降托块(324)与所述托架件(31)相互匹配；所述复位导向块(323)通过所述复位弹簧(322)与所述双向台钳(33)相连接。

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