本发明属于焊接技术领域，具体的说，是一种角度、高度、水平度均可调的薄板焊接工装。
背景技术
矩形薄板件由于板厚度比较薄，焊接过程中需要控制两块板的焊接角度以及相对位置，若不采用工装定位夹紧，直接对薄板进行焊接，焊完之后的结构与理想结构之间将产生较大误差并且焊缝处质量也比较差，往往达不到设计要求。针对不同的焊接构件以及焊接环境与人员，如果能够调节焊接工装的高度则能够适用于多变的焊接情况，从而扩大焊接工装的适用范围。焊接工装的水平度也对薄板焊接精度有一定的影响，故焊接工装也应具备水平度调节的功能。因此为了能较为精确的定位薄板焊接时的相对位置，并且能够适应于不同的薄板焊接角度要求、不同的焊接环境，有必要设计出一款焊接角度、薄板相对位置、工作台高度、工作太水平度均可调节焊接工装。
技术实现要素：
为了克服薄板在焊接过程中定位不精准、定位导致的焊缝质量下降及薄板焊接角度要求变化的问题，本发明设计了一种可调式薄板焊接工装，该装置可以较为精确的调整两块薄板之间的相对位置，从而对两块板精确定位提高焊接精度，其次该工装上的夹紧装置可以保证焊接过程中两板的相对位置不会改变，从而避免因相对位置发生改变而导致的焊缝质量下降问题，该工装还可调节高度及水平度以满足不同的焊接环境及焊接情况。
本发明通过以下技术方案实现：
一种可调式薄板焊接工装，包括工作台、底板，所述的工作台上设置有用于装夹并调节两工件相对位置及夹角的角度调节机构，所述的工作台和底板之间支撑设置有高度调节机构，所述底板的底部均匀设置有若干水平度调节机构。
进一步地，所述的角度调节机构包括固定块、旋转柱、旋转臂、滑块、第一调整螺栓、至少一个支撑板、第二调整螺栓，所述固定块通过固定块固定螺栓固定在工作台上，所述滑块通过滑块固定螺栓固定在所述的工作台的滑块滑道上，所述旋转柱的一端通过旋转柱螺栓与固定块相铰接；所述旋转臂的一端通过旋转臂上螺栓与所述旋转柱的中部相铰接，另一端通过旋转臂下螺栓与滑块相铰接；所述的第一调整螺栓、第二调整螺栓位置可调的分别设置在工作台上正交设置的第一滑道和第二滑道上；所述支撑板通过固定螺栓固定在旋转柱上，所述支撑板前端设置有调整螺栓。
进一步地，所述的支撑板前端设置有滑道，所述调整螺栓位置可调地设置在所述滑道内。
进一步地，所述的固定块表面设置有角度刻度线，所述的旋转柱上设置有与所述角度刻度线相匹配的指针，用于辨识旋转柱旋过的角度。
进一步地，所述的高度调节机构包括若干均匀地支撑连接在所述工作台和底板之间的折叠支撑机构、转动地竖直设置在所述底板上的中心柱、固定在所述底板上驱动所述中心柱旋转的旋转驱动机构，所述中心柱上端设置有外螺纹及螺纹配合的运动螺母，所述的运动螺母与各折叠支撑机构中部之间分别铰接有驱动所述折叠支撑机构夹角的中臂。
进一步地，所述的折叠支撑机构包括上臂、三角板、下臂，所述三角板的三个顶角处均设置有连接孔，所述上臂的上端通过上臂上螺栓与上块相铰接，所述上块通过上块固定螺栓固定在工作台底面，所述上臂的下端通过上臂下螺栓与三角板的其中一个连接孔相铰接，所述下臂的上端通过下臂上螺栓与三角板的另一连接孔相铰接，所述下臂的下端通过下臂下螺栓与下块相铰接，所述下块通过下块固定螺栓固定在底板上，所述三角板剩余的连接孔通过中臂下螺栓与中臂相铰接。运动螺母上下运动时带动中臂上下运动，所述中臂推动三角板带动三个上臂与下臂运动，改变上臂与下臂之间的夹角，从而使得工作台上下运动。
进一步地，所述的旋转驱动机构包括固定在所述底板上的支座、固定在所述支座上的动力装置、齿轮副，所述齿轮副包括相互啮合的从动锥齿轮、主动锥齿轮，所述的从动锥齿轮通过第二键与所述中心柱驱动连接；所述主动锥齿轮通过第一键与所述动力装置输出端驱动连接。
进一步地，所述的动力装置为步进电机，所述主动锥齿轮通过第一键与所述步进电机的输出轴驱动连接，步进电机带动主动锥齿轮与从动锥齿轮旋转，从而带动中心柱旋转并驱动运动螺母上下运动，实现电动调节工作台高度。
进一步地，所述的支座包括固定在所述底板上的轴承座、设在所述轴承座上的轴承，所述的动力装置包括与所述轴承内圈相配合的转轴，所述转轴的前端通过第一键与所述主动锥齿轮驱动连接，所述转轴的后端通过摇臂连接螺母与摇臂一端相连接，所述摇臂的另一端连接有摇杆。转动摇杆带动主动锥齿轮与从动锥齿轮旋转，从而带动中心柱旋转并驱动运动螺母上下运动，实现手动调节工作台高度。
进一步地，所述的水平度调节机构包括垂直固定在所述底板上的螺杆、与所述螺杆螺纹配合且与底面相接触的水平度调节螺母。
相比现有技术，本发明通过控制滑块位置来控制薄板焊接时的角度，根据安装在旋转柱上的指针以及固定块上的刻度表可以较为精确的控制焊接角度，并且工作台上与上、下支撑板上有滑道可调节两板相对位置并带有夹紧装置，防止焊接过程中因两板相对位置变化而导致焊缝质量变差。本发明通过动力装置带动运动螺母上下移动来控制工作台升降高度，以适应不同的焊接情况，通过调节水平度调整螺母的旋进深度来调节工装的水平度，从而适应不同的地面情况提高焊接精度。
附图说明
图1为薄板焊接机构整体结构示意图。
图2为角度调节机构整体示意图。
图3为角度调节机构部件放大示意图。
图4为高度调节机构结构示意图。
图5为旋转驱动机构爆炸示意图。
图6为水平度调节机构放大示意图。
图中标号说明：1-底板；2-水平度调节螺母；3-下块；4-下块固定螺栓；5-下臂下螺栓；6-下臂；7-下臂上螺栓；8-三角板；9-中臂下螺栓；10-上臂下螺栓；11-中臂；12-中臂上螺栓；13-上臂；14-上臂上螺栓；15-上块；16-工作台；17-固定块；18-旋转柱螺栓；19-固定块固定螺栓；20-指针；21-指针固定螺钉；22-下支撑板固定螺栓；23-旋转臂上螺栓；24-旋转柱；25-上支撑板固定螺栓；26-上调整螺栓；27-上支撑板滑道；28-上支撑板；29-下调整螺栓；30-下支撑板滑道；31-下支撑板；32-旋转臂；33-上板；34-第一调整螺栓；35-滑块；36-滑块固定螺栓；37-下板；38-第二调整螺栓；39第二滑道；40-旋转臂下螺栓；41-滑块滑道；42-第一滑道；43-上块固定螺栓；44-中心柱；45-运动螺母；46-前支撑柱上盖；47-后支撑住上盖；48-第一键；49-从动锥齿轮；50-第二键；51-主动锥齿轮；52-后轴承；53-后盖紧固螺栓；54-前盖紧固螺栓；55-后支撑柱；56-前支撑柱；57-后支撑柱固定螺栓；58-前支撑柱固定螺栓；59-摇杆；60-前轴承；61-转轴；62-摇臂连接螺母；63-摇臂。
具体实施方式
为了使本领域研究人员更进一步了解本发明及相关技术内容，下面结合附图对本发明做进一步的说明。
如图1所示，一种可调式薄板焊接工装，包括工作台16、三角形的底板1，所述的工作台16上设置有用于装夹并调节两工件相对位置及夹角的角度调节机构，所述的工作台16和底板1之间支撑设置有高度调节机构，所述底板1的底部均匀设置有三套水平度调节机构。
具体而言，如图2所示，在本发明一个可行的实施例中，所述的角度调节机构包括固定块17、旋转柱24、旋转臂32、滑块35、第一调整螺栓34、上支撑板28、下支撑板31、第二调整螺栓38，所述固定块17通过固定块固定螺栓19固定在工作台16上，所述滑块35通过滑块固定螺栓36固定在所述的工作台16的滑块滑道41上，所述旋转柱24的一端通过旋转柱螺栓18与固定块17相铰接；所述旋转臂32的一端通过旋转臂上螺栓23与所述旋转柱24的中部相铰接，另一端通过旋转臂下螺栓40与滑块35相铰接；所述的第一调整螺栓34、第二调整螺栓38位置可调的分别设置在工作台16上正交设置的第一滑道42和第二滑道39上；所述上支撑板28、下支撑板31分别通过上支撑板固定螺栓25和下支撑板固定螺栓22固定在旋转柱24上，所述所述上支撑板28、下支撑板31的前端分别设置有上支撑板滑道27和下支撑板滑道30，所述上支撑板滑道27和下支撑板滑道30内位置可调地分别设置有上调整螺栓26、下调整螺栓29。
具体而言，如图3所示，在本发明另一可行的实施例中，所述的固定块17表面设置有角度刻度线，所述的旋转柱24上设置有与所述角度刻度线相匹配的指针20，用于辨识旋转柱旋过的角度，从而精确控制工件之间的焊接角度。
具体而言，如图4所示，在本发明另一可行的实施例中，所述的高度调节机构包括三套均匀地支撑连接在所述工作台16和底板1之间的折叠支撑机构、转动地竖直设置在所述底板1上的中心柱44、固定在所述底板1上驱动所述中心柱44旋转的旋转驱动机构，所述中心柱44上端设置有外螺纹及螺纹配合的运动螺母45，所述的运动螺母45与各折叠支撑机构中部之间分别铰接有驱动所述折叠支撑机构夹角的中臂11。
具体而言，如图4所示，在本发明另一可行的实施例中，所述的折叠支撑机构包括上臂13、三角板8、下臂6，所述三角板8的三个顶角处均设置有连接孔，所述上臂13的上端通过上臂上螺栓14与上块15相铰接，所述上块15通过上块固定螺栓43固定在16工作台底面，所述上臂13的下端通过上臂下螺栓10与三角板8的其中一个连接孔相铰接，所述下臂6的上端通过下臂上螺栓7与三角板8的另一连接孔相铰接，所述下臂6的下端通过下臂下螺栓5与下块3相铰接，所述下块3通过下块固定螺栓4固定在底板1上，所述三角板8剩余的连接孔通过中臂下螺栓9与中臂11相铰接。运动螺母45上下运动时带动中臂上下运动，所述中臂推动三角板8带动三个上臂与下臂运动，改变上臂13与下臂6之间的夹角，从而使得工作台上下运动。
具体而言，在本发明另一可行的实施例中，所述的旋转驱动机构包括固定在所述底板1上的支座、固定在所述支座上的动力装置、齿轮副，所述齿轮副包括相互啮合的从动锥齿轮49、主动锥齿轮51，所述的从动锥齿轮49通过第二键50与所述中心柱44驱动连接；所述的动力装置为步进电机，所述主动锥齿轮51通过第一键48与所述步进电机的输出轴驱动连接，步进电机带动主动锥齿轮51与从动锥齿轮49旋转，从而带动中心柱44旋转并驱动运动螺母45上下运动，实现电动调节工作台16高度的目的。
具体而言，如图5所示，在本发明另一可行的实施例中，所述的支座包括固定在所述底板1上的轴承座、设在所述轴承座上的轴承，本实施例中，所述轴承座包括相邻设置的后支撑柱55和前支撑柱56，通过后盖紧固螺栓53和前盖紧固螺栓54分别与所述后支撑柱55和前支撑柱56相连接的47后支撑住上盖和前支撑柱上盖46，所述轴承包括分别设置在所述后支撑柱55和前支撑柱56上的后轴承52和前轴承60，所述的动力装置包括与所述后轴承52和前轴承60的内圈相配合的转轴61，所述转轴的前端通过第一键48与所述主动锥齿轮51驱动连接，所述转轴61的后端通过摇臂连接螺母62与摇臂63一端相连接，所述摇臂63的另一端连接有摇杆59。转动摇杆59可带动主动锥齿轮51与从动锥齿轮49旋转，从而带动中心柱44旋转并驱动运动螺母45上下运动，实现手动调节工作台16高度的目的。
具体而言，如图6所示，在本发明另一可行的实施例中，所述的水平度调节机构包括垂直固定在所述底板1上的螺杆、与所述螺杆螺纹配合且与底面相接触的水平度调节螺母2，本实施例中，所述螺杆直接由下块固定螺栓4代替，简化了结构，节约了制造成本。
本发明能够实现焊接时的角度调节、高度调节、水平度调节三个功能，具体调节过程为：
1、对工装进行高度调节，其实施方式如下：
如图5所示，摇动所述摇杆59并通过摇臂63带动转轴61转动，再通过第一键48带动主动锥齿轮51旋转。如图4所示，主动锥齿轮51与从动锥齿轮49配合因而从动锥齿轮49跟着旋转，从动锥齿轮49通过第二键50与中心柱44连接，从而通过第二键50带动所述中心柱44旋转，中心柱44旋转使得运动螺母45上下运动，所述运动螺母45上下运动时带动三个所述中臂11运动，所述中臂11运动时通过三角板8带动上下臂绕螺栓转动，上下臂转动则带动所述工作台16上下移动，若原摇杆59的旋转方向使得工作台16上升，则逆向旋转则使得工作台16下降，旋转摇杆59调节工作台16高度直至合适位置后，停止旋转，运动螺母45与中心柱44的自锁特性可保持所述工作台16位置稳定。
2、对工装进行水平度调节，其实施方式如下：
如图6所示，水平度调节机构主要由水平度调节螺母2实现，水平调节螺母2位于下块3外端的下块固定螺栓4底部，调节三个水平调节螺母2的旋进深度可调节各接地点的高度，从而调节整个工装的水平度。
3、对工装进行角度调节，其实施方式如下：
如图2所示，首先松动第一调整螺栓34与第二调整螺栓38，将下板37放置于工作台16上并夹紧。松开滑块固定螺栓36并移动滑块35，此时所述旋转臂32跟随滑块35一起运动，所述旋转臂32的另一端与旋转柱24相连，所述旋转臂32运动带动旋转柱24绕旋转柱螺栓18旋转，观察旋转柱24下方的指针20位置，当指针20运动至所需焊接角度位置时，旋紧滑块固定螺栓36固定滑块35从而使得旋转柱24固定于当前焊接角度。此时，将上板33安装于上、下支撑板上并通过调节上调整螺栓26与下调整螺栓29的位置调整上板33的位置，调至合适位置后旋紧上调整螺栓26与下调整螺栓29固定上板33。此时松开滑块固定螺栓36，调节滑块35向左移动一段距离，使得上板33距离下板37有1-2mm后旋紧所述滑块固定螺栓36固定滑块35。此时通过调节第一调整螺栓34与第二调整螺栓38在第一滑道42与第二滑道39上的位置从而调节下板37相对上板33的相对位置，当下板37调整至预定位置时旋紧第一调整螺栓34与第二调整螺栓38固定下板37。松开滑块固定螺栓36使旋转柱24旋转带动上板33旋转至上板33与下板37相接触，接着旋紧所述滑块固定螺栓36固定所述旋转柱24。此时上下板之间的角度、相对位置都已调节好即可对上板下板进行焊接。
以上所述仅为本发明较佳的实施方案，并非用以局限本发明的范围。因此，凡是运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，均同理包含在本发明范围内。