CN219703935U - 用于辅助滚轮踏面堆焊加工的夹具及装置和系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种用于辅助滚轮踏面堆焊加工的夹具及装置和系统，用于辅助滚轮踏面堆焊加工的夹具包括锥形件，锥形件的小径端的直径小于滚轮的中孔的孔径，锥形件的大径端的直径大于滚轮的中孔的孔径；和通过可拆卸连接结构连接在锥形件的小径端的顶紧件；其中，顶紧件设置成，能够在与锥形件连接时，抵靠在滚轮的与锥形件的小径端同侧的端面上；可拆卸连接结构设置成，能够在将锥形件与顶紧件连接时，使锥形件的外径紧靠在滚轮的中孔的表面上。由此，可以先将滚轮同轴固定在夹具上，然后，可以通过传动机构或驱动设备驱动夹具带动滚轮同轴转动，从而可以通过传动机构或驱动设备带动固定在夹具上的滚轮转动的方式，实现滚轮踏面的均匀堆焊。

Description

用于辅助滚轮踏面堆焊加工的夹具及装置和系统

技术领域

本实用新型涉及机械加工技术领域，具体涉及一种用于辅助滚轮踏面堆焊加工的夹具及装置和系统。

背景技术

随着科学技术进步，水工金属结构闸门的支承滚轮设计出现采用了堆焊不锈钢踏面的设计。因此，与过去的纯铸造加工滚轮相比，改进后的滚轮多了一道在滚轮的(踏面)周面上进行堆焊的工序。但是，由于进行堆焊的滚轮的周面为弧面，直接堆焊很难保证滚轮的周面的堆焊的均匀性。

实用新型内容

为了解决滚轮的周面堆焊的均匀性的问题，根据本实用新型的一个方面，提供了一种用于辅助滚轮踏面堆焊加工的夹具。

该用于辅助滚轮踏面堆焊加工的夹具包括锥形件，锥形件的小径端的直径小于滚轮的中孔的孔径，锥形件的大径端的直径大于滚轮的中孔的孔径；和通过可拆卸连接结构连接在锥形件的小径端的顶紧件；其中，顶紧件设置成，能够在与锥形件连接时，抵靠在滚轮的与锥形件的小径端同侧的端面上；可拆卸连接结构设置成，能够在将锥形件与顶紧件连接时，使锥形件的外径紧靠在滚轮的中孔的表面上。

当需要对滚轮踏面进行堆焊加工时，可以先将滚轮同轴固定在夹具上，然后，可以通过传动机构或驱动设备驱动夹具带动滚轮同轴转动，由此，即使将焊枪保持不动，也可以通过传动机构或驱动设备带动固定在夹具上的滚轮转动的方式，实现滚轮踏面的均匀堆焊。

在一些实施方式中，锥形件的外周面上设置有至少一个沿其轴向方向延伸的第一凹槽。由此，可以增加锥形件的外周面与滚轮的中孔之间的摩擦力。

在一些实施方式中，第一凹槽设有至少两个，且沿锥形件的周向方向均布。由此，可以保证滚轮能够稳定且居中地套设在锥形件上。

在一些实施方式中，顶紧件包括设有用于避让锥形件的小径端的通孔的顶紧套，顶紧套的外径大于滚轮的中孔的孔径；和外径不小于顶紧套的顶板；可拆卸连接结构、顶紧套和顶板设置成，当可拆卸连接结构将顶板与锥形件连接至锥形件的外径紧靠在滚轮的中孔的表面上时，顶板将顶紧套抵靠在滚轮的与锥形件的小径端同侧的端面上。

由此，可以保证当锥形件与顶紧件连接时，能够使滚轮夹紧在锥形件和顶紧套之间。

在一些实施方式中，可拆卸连接结构包括第一螺栓；相对锥形件固定设置、开口与锥形件的小径端同侧、且与第一螺栓适配的第一螺孔；和设置在顶板上的与第一螺孔适配的第一通孔。由此，可以通过旋动第一螺栓的方式，使顶板将顶紧套抵靠在滚轮的与锥形件的小径端同侧的端面上的同时，锥形件的外径紧靠在滚轮的中孔的表面上。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种用于辅助滚轮踏面堆焊加工的装置。该用于辅助滚轮踏面堆焊加工的装置包括前述的用于辅助滚轮踏面堆焊加工的夹具；和能够驱动锥形件带动滚轮绕其中心轴转动的驱动单元。由此，可以通过驱动单元带动安装在夹具上的滚轮绕其中心轴转动，以使得即使焊枪保持不动，也能够实现滚轮踏面的均匀堆焊。

在一些实施方式中，驱动单元包括用于带动锥形件绕其中心轴转动的传动机构；和用于驱动传动机构的驱动设备。由此，可以通过驱动设备驱动传动机构带动安装在夹具上的滚轮绕其中心轴转动的方式实现滚轮踏面堆焊加工的自动化。

在一些实施方式中，传动机构为链传动机构；和/或驱动设备为伺服电机。由此，可以通过链传动机构防止因焊接产生热量堆积而导致的传动失效问题，保证机构稳定耐用；还可以通过伺服电机保证驱动调速的平稳和高精度。

在一些实施方式中，该用于辅助滚轮踏面堆焊加工的装置还包括相对驱动单元固定设置的支架；通过顶紧弹簧设置在支架上的碳刷；相对锥形件固定设置的接地法兰；和与碳刷联接的焊接地线；其中，顶紧弹簧和碳刷设置成能够将碳刷的工作面顶紧在接地法兰的端面上。

由此能够通过带有自动补偿顶紧弹簧的碳刷，配合接地法兰，保证焊接接地安全可靠。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种用于辅助滚轮踏面堆焊加工的系统，其包括前述的用于辅助滚轮踏面堆焊加工的装置；用于对滚轮踏面进行堆焊加工的焊接机器人；和能够驱动焊接机器人沿垂直于锥形件的中心轴的方向运动的第一运动单元。

由此，可以用单台焊接机器人配套多套用于辅助滚轮踏面堆焊加工的装置，实现大批量标准化生产。

附图说明

图1为本实用新型一实施方式的用于辅助滚轮踏面堆焊加工的夹具的结构示意图；

图2为图1所示用于辅助滚轮踏面堆焊加工的夹具的沿A-A方向的剖面结构示意图；

图3为本实用新型一实施方式的用于辅助滚轮踏面堆焊加工的装置的结构示意图；

图4为图3所示用于辅助滚轮踏面堆焊加工的装置的另一视角的结构示意图；

图5为图3所示用于辅助滚轮踏面堆焊加工的装置的沿B-B方向的剖面结构示意图；

图6为图3所示用于辅助滚轮踏面堆焊加工的装置的沿C-C方向的剖面结构示意图；

图7为本实用新型一实施方式的用于辅助滚轮踏面堆焊加工的系统的结构示意图；

附图标记：20、锥形件；21、小径端；22、大径端；23、第一凹槽；30、顶紧件；31、顶紧套；32、顶板；321、第一通孔；40、第一螺栓；41、第一螺孔；50、驱动单元；51、传动机构；511、主动链轮；512、传动链条；513、从动链轮；52、驱动设备；521、联轴器；522、主动轴；61、碳刷；62、接地法兰；63、焊接地线；64、顶紧弹簧；70、工装转轴；80、焊接机器人；81、焊枪；90、第一运动单元；100、滚轮；101、中孔；200、支架；201、主架体；202、主轴支撑架；203、转动轴支撑架；204、轴承；205、键。

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。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”，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。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。在本文中所用的术语一般为本领域技术人员常用的术语，如果与常用术语不一致，以本文中的术语为准。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1至图2示意性地显示了根据本实用新型的一种实施方式的用于辅助滚轮100踏面堆焊加工的夹具。

如图1和图2所示，该用于辅助滚轮100踏面堆焊加工的夹具包括锥形件20，和通过可拆卸连接结构连接在锥形件20上的顶紧件30；其中，锥形件20的两端分别为直径较小的小径端21和直径较大的大径端22，且锥形件20的小径端21的直径设置成小于滚轮100的中孔101的孔径，锥形件20的大径端22的直径设置成大于滚轮100的中孔101的孔径；顶紧件30通过可拆卸连接结构连接在锥形件20的小径端21上，且顶紧件30设置成，能够在顶紧件30与锥形件20连接时，抵靠在滚轮100的与锥形件20的小径端21同侧的端面上，也即抵靠在滚轮100的朝向顶紧件30的端面上；可拆卸连接结构设置成，能够在将锥形件20与顶紧件30连接时，使锥形件20的外径紧靠在滚轮100的中孔101的表面上，从而使锥形件20能够带着滚轮100一起绕锥形件20的中心轴转动。

作为可拆卸连接结构的其中一种实现方式，如图2所示，可拆卸连接结构包括第一螺栓40、与第一螺栓40适配的第一螺孔41和与第一螺栓40适配的第一通孔321；其中，第一螺孔41相对锥形件20固定设置，且第一螺孔41的开口与锥形件20的小径端21同侧设置，具体的，第一螺孔41相对锥形件20固定设置可以直接将第一螺孔41加工在锥形件20上，也可以将第一螺孔41加工在与锥形件20相对固定的其他构件上；第一通孔321相对顶紧件30固定设置，具体的，第一通孔321相对顶紧件30固定设置，可以支架200将第一通孔321一体成型或加工在顶紧件30上，也可以将第一通孔321一体成形或加工在于顶紧件30相对固定的其他构件上。由此，可以通过旋动第一螺栓40的方式，使顶紧件30抵靠在滚轮100的与锥形件20的小径端21同侧的端面上的同时，锥形件20的外径紧靠在滚轮100的中孔101的表面上，从而将滚轮100夹紧在锥形件20和顶紧套31之间，实现滚轮100与夹具的相对固定；当需要将滚轮100与夹具分离时，仅需要通过可拆卸连接结构将锥形件20与顶紧件30拆开即可。

当需要对滚轮100踏面进行堆焊加工时，可以先将滚轮100同轴固定在夹具上，然后，可以通过传动机构51或驱动设备52驱动夹具带动滚轮100同轴转动，由此，即使将焊枪81保持不动，也可以通过传动机构51或驱动设备52带动固定在夹具上的滚轮100转动的方式，实现滚轮100踏面的均匀堆焊。

为了增加锥形件20的外周面与滚轮100的中孔101的表面之间的摩擦力，在一些优选实施例中，如图1所示，在锥形件20的外周面上一体成形或加工有至少一个第一凹槽23，且第一凹槽23沿锥形件20的轴向方向延伸。优选的，为了保证滚轮100能够稳定且居中地套设在锥形件20上，第一凹槽23设有至少两个，例如，两个、三个、五个、六个、八个、十五个、十八个等，具体数量根据实际需要设置即可，本实用新型对第一凹槽23的具体数量不作限定，具体的，所有的第一凹槽23沿锥形件20的周向方向均布，即第一凹槽23均布在锥形件20的外径上。

作为顶紧件30的其中一种实施例，如图2所示，顶紧件30包括顶紧套31和顶板32；其中，顶紧套31一体成型或加工有用于避让锥形件20的小径端21的通孔，且顶紧套31的外径大于滚轮100的中孔101的孔径，以便于顶紧套31能够抵靠在滚轮100的端面上；顶板32的外径不小于顶紧套31的外径，以便于顶板32能够抵靠在顶紧套31的端面上；可拆卸连接结构、顶紧套31和顶板32设置成，当可拆卸连接结构将顶板32与锥形件20连接至锥形件20的外径紧靠在滚轮100的中孔101的表面上时，顶板32能够将顶紧套31抵靠在滚轮100的与锥形件20的小径端21同侧的端面上，以将滚轮100夹紧在锥形件20和顶紧套31之间。当可拆卸连接结构包括第一螺栓40、与第一螺栓40适配的第一螺孔41和与第一螺栓40适配的第一通孔321时，第一通孔321相对顶板32设置，具体的，第一通孔321可以一体成型或加工在顶板32上，也可以一体成形或加工在与顶板32相对固定的其他构件上。

图3至图6示意性地显示了根据本实用新型的一种实施方式的用于辅助滚轮100踏面堆焊加工的装置。

如图3所示，该用于辅助滚轮100踏面堆焊加工的装置包括前述的用于辅助滚轮100踏面堆焊加工的夹具；和能够驱动锥形件20带动滚轮100绕锥形件20和滚轮100的中心轴转动的驱动单元50。

作为驱动单元50的其中一种实施例，驱动单元50可以是能够直接驱动锥形件20带动滚轮100绕锥形件20和滚轮100的中心轴转动的驱动设备52，例如伺服电机。具体的，驱动设备52相对支架200固定设置，驱动设备52例如伺服电机的转轴可以通过联轴器521直接与锥形件20同轴连接。

作为驱动单元50的另一种实施例，驱动单元50包括用于带动锥形件20绕锥形件20和滚轮100的中心轴转动的传动机构51；和用于驱动传动机构51带动锥形件20绕锥形件20的中心轴转动的驱动设备52(如伺服电机)。具体的，如图4和图6所示，驱动设备52相对支架200固定设置，支架200可以包括用于放置在固定台面上的主架体201，和相对固定设置在主架体201上的主轴支撑架202和转动轴支撑架203，为了便于主轴支撑架202和转动轴支撑架203在主架体201上的位置的调整，主轴支撑架202和转动轴支撑架203可以通过具有锁定功能的位置调整机构设在主架体201上，具有锁定功能的位置调整机构可以采用现有技术中常用的技术，本实用新型对此不作限定；驱动设备52相对固定在主轴支撑架202上；主动轴522通过轴承204可绕其中心轴转动地安装在主轴支撑架202上，且主动轴522通过联轴器521与驱动设备52的输出轴联接，例如，伺服电机的输出轴通过联轴器521与主动轴522同轴连接使得驱动设备52能够带动主动轴522绕其中心轴转动；传动机构51与主动轴522轴均一体成型或加工有用于容纳键205的键槽，以实现两者的键连接；如图5所示，工装转轴70通过轴承204可绕其中心轴转动地安装在转动轴支撑架203上，且传动机构51还一体成型或加工有用于与工装转轴70键连接的键槽，工装转轴70也一体成型或加工有用于与传动结构键连接的键槽；工装转轴70相对锥形件20同轴固定设置，例如，工装转轴70还一体成形或加工有用于与锥形件20键连接的键槽，锥形件20上也一体成型或加工有用于与工装转轴70键连接的键槽。由此，可以通过驱动设备52驱动传动机构51带动安装在夹具上的滚轮100绕其中心轴转动的方式实现滚轮100踏面堆焊加工的自动化。

作为传动机构51的其中一种实施例，传动机构51可以包括相互啮合的主动齿轮和从动齿轮，其中，主动齿轮相对固定且同轴设置在主动轴522上，从动齿轮相对固定且同轴设置在工装转轴70上。

作为传动机构51的另一种实施例，如图3所示，传动机构51为链传动机构51，由此，可以通过链传动机构51防止因焊接产生热量堆积而导致的传动失效问题，保证机构稳定耐用。具体的，链传动机构51包括主动链轮511、传动链条512和从动链轮513；其中，主动轴522上一体成形或加工有用于与主动链轮511键连接的键槽，主动链轮511的轮毂上也一体成形或加工有与主动轴522键连接的键槽，以实现两者的键连接；工装转轴70上一体成形或加工有用于与从动链轮513键连接的键槽，从动链轮513的轮毂上也一体成形或加工有与工装转轴70键连接的键槽，以实现两者的键连接；主动链轮511和从动链轮513通过传动链条512啮合组成链传动机构51，以使得主动链轮511转动时能够通过传动链条512带动从动链轮513转动。

在一些优选实施例中，如图4所示，该用于辅助滚轮100踏面堆焊加工的装置还包括顶紧弹簧64、碳刷61和焊接地线63；其中，碳刷61通过顶紧弹簧64设置在支架200上；接地法兰62相对锥形件20固定设置，例如接地法兰62与工装转轴70或锥形件20通过键连接，具体连接方式与前述键连接方式类似，在此不再赘述；焊接地线63与碳刷61联接，实现焊接接地；顶紧弹簧64和碳刷61设置成能够将碳刷61的工作面顶紧在接地法兰62的端面上，以保持碳刷61的工作面与接地法兰62的端面保持有效的贴面接触。

图7示意性地显示了根据本实用新型的一种实施方式的用于辅助滚轮100踏面堆焊加工的系统。

如图7所示，该用于辅助滚轮100踏面堆焊加工的系统包括前述的用于辅助滚轮100踏面堆焊加工的装置；用于对滚轮100踏面进行堆焊加工的焊接机器人80；和能够驱动焊接机器人80沿垂直于锥形件20的中心轴的方向运动的第一运动单元90。焊接机器人80可以采用现有技术中带有焊枪81的机器人；第一运动单元90可以采用现有技术中常用的驱动单元50例如带有导轨滑块机构的直线电机、气缸或油缸等，导轨沿垂直于锥形件20的中心轴的方向延伸，将滑块与焊接机器人80相对固定设置，即可通过直线电机、气缸或油缸驱动焊接机器人80沿导轨的延伸方向往复运动。由此，可以用单台焊接机器人80配套多套用于辅助滚轮100踏面堆焊加工的装置，实现大批量标准化生产。

在本实用新型中，连接或安装在没有特殊强调的情况下为固定连接。固定连接可以实现为现有技术中常用的可拆卸连接或不可拆卸连接。可拆卸连接可以采用现有技术实现，例如螺纹连接或键连接等方式。不可拆卸连接也可以采用现有技术实现，例如焊接或胶粘等方式。

以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.用于辅助滚轮踏面堆焊加工的夹具，其特征在于，包括：

锥形件，所述锥形件的小径端的直径小于滚轮的中孔的孔径，所述锥形件的大径端的直径大于滚轮的中孔的孔径；

和通过可拆卸连接结构连接在所述锥形件的小径端的顶紧件；其中，

所述顶紧件设置成，能够在与所述锥形件连接时，抵靠在所述滚轮的与所述锥形件的小径端同侧的端面上；

所述可拆卸连接结构设置成，能够在将所述锥形件与所述顶紧件连接时，使所述锥形件的外径紧靠在所述滚轮的中孔的表面上。

2.根据权利要求1所述的用于辅助滚轮踏面堆焊加工的夹具，其特征在于，所述锥形件的外周面上设置有至少一个沿其轴向方向延伸的第一凹槽。

3.根据权利要求2所述的用于辅助滚轮踏面堆焊加工的夹具，其特征在于，所述第一凹槽设有至少两个，且沿所述锥形件的周向方向均布。

4.根据权利要求1至3任一项所述的用于辅助滚轮踏面堆焊加工的夹具，其特征在于，所述顶紧件包括：

设有用于避让所述锥形件的小径端的通孔的顶紧套，所述顶紧套的外径大于所述滚轮的中孔的孔径；

和外径不小于所述顶紧套的顶板；

所述可拆卸连接结构、顶紧套和顶板设置成，当所述可拆卸连接结构将所述顶板与所述锥形件连接至所述锥形件的外径紧靠在所述滚轮的中孔的表面上时，所述顶板将所述顶紧套抵靠在所述滚轮的与所述锥形件的小径端同侧的端面上。

5.根据权利要求4所述的用于辅助滚轮踏面堆焊加工的夹具，其特征在于，所述可拆卸连接结构包括：

第一螺栓；

相对所述锥形件固定设置、开口与锥形件的小径端同侧、且与所述第一螺栓适配的第一螺孔；

和设置在所述顶板上的与所述第一螺孔适配的第一通孔。

6.用于辅助滚轮踏面堆焊加工的装置，其特征在于，包括：

权利要求1至5任一项所述的用于辅助滚轮踏面堆焊加工的夹具；

和能够驱动所述锥形件带动滚轮绕其中心轴转动的驱动单元。

7.根据权利要求6所述的用于辅助滚轮踏面堆焊加工的装置，其特征在于，所述驱动单元包括：

用于带动所述锥形件绕其中心轴转动的传动机构；

和用于驱动所述传动机构的驱动设备。

8.根据权利要求7所述的用于辅助滚轮踏面堆焊加工的装置，其特征在于，所述传动机构为链传动机构；和/或

所述驱动设备为伺服电机。

9.根据权利要求6所述的用于辅助滚轮踏面堆焊加工的装置，其特征在于，还包括相对所述驱动单元固定设置的支架；

通过顶紧弹簧设置在所述支架上的碳刷；

相对所述锥形件固定设置的接地法兰；

和与所述碳刷联接的焊接地线；其中，

所述顶紧弹簧和碳刷设置成能够将所述碳刷的工作面顶紧在所述接地法兰的端面上。

10.用于辅助滚轮踏面堆焊加工的系统，其特征在于，包括：

权利要求6至9任一项所述的用于辅助滚轮踏面堆焊加工的装置；

用于对滚轮踏面进行堆焊加工的焊接机器人；

和能够驱动所述焊接机器人沿垂直于所述锥形件的中心轴的方向运动的第一运动单元。