槽体直缝焊接工装的制作方法

本发明涉及工装夹具，尤其是槽体直缝焊接工装。

背景技术：

水槽在加工时，通常包括切割、折边、焊接、打磨、抛光和喷漆等步骤。焊接时，切割好的钢板通过弯折成型后，需要对折边与折边之间进行焊接，从而加工成一长方体状的槽体。

目前的水槽在焊接时，通常采用人工的方式，不仅效率低，而且容易造成焊缝的一致性不高，从而使得打磨量大为增多。也有一些自动焊接的设备，如申请号为201320595224.2的中国专利公开的一种水槽焊接装置，用于辅助焊接水槽，该水槽焊接装置包括床身和焊枪，所述床身上设有放置该水槽的斜面，且该斜面上设有和该水槽相配的调节机构，使用时通过将水槽放置于斜面上，且通过调节机构使该水槽所需焊接部位处于水平状态；又如申请号为201720274167.6的中国专利公开的一种水槽焊接机，包括基座，基座上设置有工作平台，工作平台下方设置有第一滑轨，第一滑轨上可滑动的设置有移动座，移动座上设置有支撑平面，支撑平面上设置有定位块，定位块的上表面设置有支承部，工作平台上位于支承部的上方设置焊缝，焊缝的底部两侧的工作平台上均设置有与支承部配合的第一倒角部，支承部与第一倒角部配合将构造成水槽内直角的两相邻折边夹紧。

上述的现有技术，仍然存在焊接时，构造成水槽内直角的两相邻折边没有进行稳定的定位的问题，容易导致水槽焊接处焊接质量不高，焊接不牢固的现象。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的问题，提供一种稳定定位、提高焊缝一致性的槽体直缝焊接工装。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种槽体直缝焊接工装，包括工作台，其特征在于：还包括设置在工作台上的内部撑开结构，所述内部撑开结构包括四个支撑件和位于四个支撑件内部的撑开组件，所述撑开组件包括能作升降运动的楔块、随楔块动作而能将支撑件向远离楔块方向推动的推杆，所述四个支撑件整体保持呈长方体或正方体、并且具有向靠近楔块方向移动的趋势。

为便于楔块动作，所述撑开组件还包括用于驱动楔块动作的驱动机构，所述驱动机构驱动楔块向远离驱动机构的方向动作。

为便于四个支撑件保持长方体或正方体、以及推杆能随支撑件动作，所述楔块的横截面呈菱形，所述楔块的四个侧面由靠近驱动机构的方向向远离驱动机构的方向逐渐向中间倾斜。

优选的，为便于限定推杆的路径，所述内部撑开结构还包括固定设置在工作台上的固定座，所述固定座呈中空柱状结构，所述支撑件设置在固定座的外周，所述楔块设置在固定座内部，所述推杆的一端与楔块的侧面抵接、另一端穿过固定座后与支撑件连接固定。

为使得焊接完成后支撑件复位，所述内部撑开结构还包括使得支撑件保持向靠近楔块方向移动趋势的复位机构，所述复位机构包括弹簧和弹簧座，所述弹簧座穿过固定座与支撑件相连接，所述弹簧座位于固定座内的一端具有直径增大的端部，所述弹簧的两端分别与弹簧座的端部和固定座抵接。

为限定支撑件的移动路径，所述固定座上方设置有盖板，所述内部撑开结构还包括用于对支撑件的移动进行导向的导向机构，所述导向机构包括分别位于每个支撑件顶面和底面的滑轨、以及与滑轨配合的滑块，所述滑轨与支撑件连接固定，所述支撑件顶面的滑块与盖板连接固定，所述支撑件底面的滑块则与工作台连接固定。

优选的，所述支撑件呈三角柱体，具有三个侧面，分别为朝向楔块的第一侧面、与第一侧面相邻的两个第二侧面，两个第二侧面互相垂直，两个第二侧面的相交处圆滑过渡、并且远离楔块，相邻的两个支撑件的相应的第二侧面位于同一平面上，由此使得四个支撑件整体构成长方体。

为便于槽体的侧面和翻边压紧，还包括第一气缸，所述第一气缸包括四个、环绕内部撑开结构外周设置，并且分别与内部撑开结构四个侧面的中间位置对应，所述第一气缸与竖直方向倾斜布置。

为便于槽体的弯折处压紧，还包括第二气缸，所述第二气缸包括八个、环绕内部撑开结构外周设置，并且分别与支撑件构成的长方体的靠近弯折处的位置对应。

为进一步确保槽体的定位位置，所述工作台上、位于内部撑开结构的外周设置有用于定位槽体的定位销。

与现有技术相比，本发明的优点在于：通过内部撑开结构，使得槽体与内部撑开结构贴合，在一个焊接工装上进行一次夹持完成四条焊缝的拼接，可以使得各槽体侧面之间的四条焊缝的一致性提高。

附图说明

图1为本发明的工装的第一个实施例的示意图；

图2为本发明的工装的第一个实施例的分解结构示意图；

图3为图2的工装的进一步分解结构示意图；

图4为本发明的工装的第一个实施例的剖视图；

图5为本发明的工装的第一个实施例的焊接状态示意图；

图6为本发明的工装的第二个实施例的焊接状态示意图；

图7为本发明的工装的第二个实施例的分解结构示意图；

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例一

参见图1～图5，一种槽体直缝焊接工装，包括工作台1、第一气缸2、第二气缸3和内部撑开结构4，槽体100呈开口向下的反扣在内部撑开结构4外周。

内部撑开结构4设置在工作台1上，包括固定座41、支撑件42和用于使得支撑件42动作的撑开组件43。其中固定座41固定设置在工作台1上，呈中空柱状结构、并且上下两端开口。支撑件42设置在固定座41的外周，可靠近或远离固定座41运动。在本实施例中，固定座41的横截面呈菱形，并且内部撑开结构4包括四个支撑件42，每个支撑件42对应固定座41的一个侧面。

支撑件42呈三角柱体，具有三个侧面，分别为朝向固定座41的第一侧面421、与第一侧面421相邻的两个第二侧面422。两个第二侧面422互相垂直，两个第二侧面422的相交处远离固定座41，并且两个第二侧面422相交处圆滑过渡。相邻的两个支撑件42的相应的第二侧面422位于同一平面上，由此使得四个支撑件42整体构成长方体。

撑开组件43包括位于固定座41内部中心的楔块431、用于驱动楔块431作升降运动的驱动机构432、设置在楔块431和支撑件42之间的推杆433、设置在固定座41和支撑件42之间的复位机构434、以及导向机构435。

楔块431的横截面呈菱形，并且楔块431的四个侧面由上至下逐渐向中间倾斜，驱动机构432设置在楔块431的上方。在本实施例中，驱动机构432为气缸，气缸的输出轴4321与楔块431相对，可推动楔块431向下移动。驱动机构432也可以采用其他任何可以推动楔块431直线移动的现有技术。固定座41上方设置有盖板44，驱动机构432与盖板44连接固定。

可替代的，驱动机构432也可以设置在楔块431的下方，此时楔块431的四个侧面由下至上逐渐向中间倾斜。

每个推杆433水平设置，其一端抵接在楔块431的侧面、另一端则穿过固定座41后与相应的支撑件42的第一侧面421连接，固定座41可对推杆433在竖直方向上限位，使其只能在水平方向上移动，推杆433的延伸方向与相应的支撑件42的第一侧面421垂直。由此，当楔块431在驱动机构432的驱动下向下移动时，由于楔块431的侧面为斜面，使得推杆433被向远离楔块431的方向推动，由此将支撑件42向远离固定座41的方向推出。四个支撑件42在推出的过程中也始终保持整体为长方体。

复位机构434包括弹簧4341和弹簧座4342，弹簧座4342穿过固定座41与支撑件42相连接。弹簧座4342位于固定座41内的一端具有直径增大的端部，弹簧4341的两端分别与弹簧座4342的端部和固定座41抵接。

导向机构435包括分别位于每个支撑件42顶面和底面的滑轨4351以及相应的滑块4352，滑块4352与滑轨4351滑动配合。滑轨4351与支撑件42连接固定，而顶面的滑块4352与盖板44连接固定，底面的滑块4352则与工作台1连接固定。由此，当支撑件42动作时，导向机构435可起到导向和减小摩擦力的作用。

上述内部撑开结构4用于与长方体槽体(槽体100的横截面呈长方形)适配。

槽体100包括四个槽体侧面101和相应的四个翻边102，槽体侧面101和翻边102接近垂直。工作台1上位于内部撑开结构4的外周设置有定位销11，用于与槽体100的翻边102上的定位孔配合。

第一气缸2包括四个，环绕内部撑开结构4设置，分别与内部撑开结构4的外周的四个侧面的中间位置对应，第一气缸2的输出端设置有第一压块21，第一气缸2与竖直方向倾斜布置，由此其输出端呈倾斜，可以对槽体100施加倾斜向下的力。

第二气缸3包括八个，环绕内部撑开结构4设置，分别与支撑件42的两个第二侧面422靠近相交处的位置对应，第二气缸3的输出端设置有第二压块31，由此可以与槽体100的相邻两个槽体侧面101相交处(槽体100侧面弯折处)对应而压紧。

当需要焊接时，首先将槽体100反扣到内部撑开结构4上，驱动机构432启动，驱动楔块431动作，使得推杆433推动支撑件42向外移动一定距离，支撑件42向外移动撑开后的形状与槽体100的形状适配(四个支撑件42向外撑开的动作同时进行)，这一距离可预先设定，此时弹簧4341被拉伸；然后，将槽体100的翻边102上的定位孔扣到定位销11内；此后，使得各第一气缸2动作，与槽体100压紧，使槽体100的翻边102与槽体侧面101压紧；然后使得各第二气缸3动作，将槽体侧面101在弯折处压紧，使得槽体100的各侧面相交处的圆弧过渡完全包裹在内部撑开结构4的支撑件42上，从而完成槽体100的装夹。

装夹完成后可人工抓点，也可以进行机器人焊接，提高效率。当焊接完成后，驱动机构432停止运行，支撑件42在弹簧4341的回复力作用下复位。

由于槽体100与内部撑开结构4的贴合，在一个焊接工装上进行一次夹持完成四条焊缝的拼接，可以使得各槽体侧面101之间的四条焊缝的一致性提高。

实施例二

参见图6和图7，在本实施例中，与上述实施例一的不同之处在于，槽体100的横截面为正方形，固定座41和楔块431的横截面均为正方形(菱形四个角相等时即为正方形)，内部撑开结构4与正方体槽体适配。