内部加强板组成自动化焊接工艺用固定工装的制作方法
【专利摘要】内部加强板组成自动化焊接工艺用固定工装涉及高速车动车组用内部加强板组成的熔化极惰性气体保护焊全自动化焊接技术领域，其包括底座、左侧内部加强板固定工装、横断面板固定工装、焊接块定位座和右侧内部加强板固定工装，左侧内部加强板固定工装、横断面板固定工装、焊接块定位座和右侧内部加强板固定工装均固定在底座上，所述横断面板固定工装包括至少两个压紧夹钳、至少两个横板下端面第一支撑座、至少两个横板下端面第二支撑座和至少两个横板前端面粗限位座。采用本实用新型的固定工装，节省了人力，节省了焊接时间，提高了生产效率，提高了焊接质量，降低了废品率。
【专利说明】
内部加强板组成自动化焊接工艺用固定工装
技术领域
[0001]本实用新型涉及高速车动车组用内部加强板组成的熔化极惰性气体保护焊全自动化焊接技术领域，具体涉及一种内部加强板组成自动化焊接工艺用固定工装。
【背景技术】
[0002]如图1至图3所示，高速车动车组用内部加强板组成I包括横断面板1-1、左侧内部加强板1-2、右侧内部加强板1-3和焊接块1-4，横断面板1-1的内侧设有两个横板定位孔1-1 -1，左侧内部加强板1-2的内侧设有两个左侧板定位孔1-2-1，右侧内部加强板1-3的内侧设有两个右侧板定位孔1-3-1，左侧内部加强板1-2和右侧内部加强板1-3分别焊接在横断面板1-1的两端，横断面板1-1的内筋板的左侧与左侧内部加强板1-2的内筋板及外筋板焊接，横断面板1-1的内筋板的右侧与右侧内部加强板1-3的内筋板及外筋板焊接，焊接块1-4焊接在横断面板1-1内筋板的中心位置。
[0003]内部加强板组成I有两种焊接形式，一种形式为带背板的对接焊缝，对接焊缝组对时要求焊缝间隙为2_3mm，并且做2-3mm的反变形，这都需要铆工来组对，不能保证焊缝间隙及反变形量统一。另一种形式为角焊缝，角焊缝区域均是内筋板处的焊接，空间有限，焊缝打磨工具的可达性不好，故在拐角处不能留接头，这对焊工的技能水平要求较高。由于内部加强板组成I在焊接工装上组对时，都是通过铆工测量组对，故目前无法采用自动化焊接方法，而采用手工焊接方法。手工焊接过程中，由于部分角焊缝焊接空间小，对焊工技能要求高，焊工在焊接过程中稍有不当，就会影响整条焊缝的外观。焊接的反变形由人工掌握，不能保证反变形的一致性。
【实用新型内容】
[0004]为了解决现有手工焊接方法存在的焊接反变形不一致和焊缝外观成型不良的技术问题，本实用新型提供一种内部加强板组成自动化焊接工艺用固定工装，采用该工装能够实现内部加强板组成的自动化焊接，节省了人力，节省了焊接时间，提高了生产效率，提高了焊接质量，减少了废品率。
[0005]本实用新型解决技术问题所采取的技术方案如下:
[0006]内部加强板组成自动化焊接工艺用固定工装，其包括底座、左侧内部加强板固定工装、横断面板固定工装、焊接块定位座和右侧内部加强板固定工装，左侧内部加强板固定工装、横断面板固定工装、焊接块定位座和右侧内部加强板固定工装均固定在底座上，其特征在于:所述焊接块定位座为气缸式定位座，其活塞杆的端部连接有中心销;所述横断面板固定工装包括至少两个压紧夹钳、至少两个横板下端面第一支撑座、至少两个横板下端面第二支撑座和至少两个横板前端面粗限位座，至少两个压紧夹钳以底座长边中线为轴对称固定在底座上，至少两个横板下端面第一支撑座各自对应位于一个压紧夹钳前端的下面并固定在底座上，每个横板下端面第一支撑座的顶端设一个横板定位销，至少两个横板下端面第二支撑座各自对应位于一个压紧夹钳中部外侧的下面并固定在底座上，至少两个横板前端面粗限位座以底座长边中线为轴对称固定在底座上。
[0007]上述左侧内部加强板固定工装包括至少两个压紧夹钳、左板下端面第一支撑座、左板下端面第二支撑座、左板右侧顶紧座、左板前端面粗限位座、左板右端面粗限位座、左板左端面精限位座、左板侧限位座和左板左侧顶紧座，至少两个压紧夹钳固定在底座的左侧上，左板下端面第一支撑座对应位于一个压紧夹钳中部的下面并固定在底座上，左板下端面第二支撑座对应位于一个压紧夹钳前部的下面并固定在左侧的横板下端面第二支撑座上；左板右侧顶紧座固定在底座上的左侧上部位置，左板右侧顶紧座的顶部设有两个左板定位销；左板前端面粗限位座、左板右端面粗限位座和左板左端面精限位座均固定在底座上的左上角位置，左板侧限位座固定在底座上的左下角位置，左板左侧顶紧座位于两个压紧夹钳之间并固定在底座上。
[0008]上述右侧内部加强板固定工装包括至少两个压紧夹钳、右板下端面第一支撑座、右板下端面第二支撑座、右板左侧顶紧座、右板前端面粗限位座、右板左端面粗限位座、右板右端面精限位座、右板侧限位座和右板右侧顶紧座，至少两个压紧夹钳固定在底座的右侧上，右板下端面第一支撑座对应位于一个压紧夹钳中部的下面并固定在底座上，右板下端面第二支撑座对应位于一个压紧夹钳前部的下面并固定在右侧的横板下端面第二支撑座上；右板左侧顶紧座固定在底座上的右侧上部位置，右板左侧顶紧座的顶部设有两个右板定位销；右板前端面粗限位座、右板左端面粗限位座和右板右端面精限位座均固定在底座上的右上角位置，右板侧限位座固定在底座上的右下角位置，右板右侧顶紧座位于两个压紧夹钳之间并固定在底座上。
[0009]上述右板左侧顶紧座包括右支撑板、右气缸、右限位板和右固定座，右支撑板固定在右固定座的前端，右支撑板两侧的端部固定有右板定位销;右气缸固定在右固定座的中部，右限位板固定在右气缸的活塞杆端部。上述左板右侧顶紧座的结构与右板左侧顶紧座的结构相同。上述压紧夹钳包括夹钳梁和夹钳体，夹钳梁转动连接在夹钳体上部，夹钳体的中部固定在底座上，夹钳梁的前端面为平面结构或弧面结构。
[0010]本实用新型的有益效果是:采用此固定工装，可以直接进行自动化焊接。自动化焊接通过机械手抓取预热装置、焊枪及打磨工具，所有运行的轨迹都通过程序控制，重复性强，保证焊缝外观的一致性，焊接质量稳定；自动化焊接速度一般为llmm/S，手工焊接速度一般在6mm/s，有效的提高了生产效率；内部加强板组成固定工装通过6个定位孔来保证工件的相对位置及对接焊缝的间隙，工装与料件接触的平面直接设计了反变形，利用气缸式压紧夹钳压紧后实现反变形一致，并且自动化焊接速度快，热输入量小，焊接变形量比手工焊接小。采用此固定工装，节省了人力，节省了焊接时间，提高了生产效率，提高了焊接质量，降低了废品率。
【附图说明】
[0011 ]图1是待焊接的内部加强板组成的结构示意图。
[0012]图2是待焊接的右侧内部加强板的结构示意图。
[0013]图3是待焊接的横断面板的结构示意图。
[0014]图4是本实用新型的内部加强板组成自动化焊接工艺用固定工装的俯视结构示意图。
[0015]图5是本实用新型中的左右两侧内部加强板固定工装的结构示意图。
[0016]图6是图5的俯视结构示意图。
[0017]图7是本实用新型中的压紧夹钳的结构示意图。
[0018]图8是图5去掉压紧夹钳的结构示意图。
[0019]图9是图8的俯视结构示意图。
[0020]图10是本实用新型中的右板左侧顶紧座的结构示意图。
[0021]图11是本实用新型中的横断面板固定工装和焊接块定位座的结构示意图。
[0022]图12是图11的俯视结构示意图。
[0023]图13是本实用新型内部加强板组成自动化焊接工艺用固定工装的应用结构示意图。
[0024]图14是图13的俯视结构示意图。
[0025]图15是图13的局部爆炸结构示意图。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明。
[0027]如图4至图12所示，本实用新型的内部加强板组成自动化焊接工艺用固定工装，其包括底座2、左侧内部加强板固定工装、横断面板固定工装、焊接块定位座23和右侧内部加强板固定工装，左侧内部加强板固定工装、横断面板固定工装、焊接块定位座23和右侧内部加强板固定工装均固定在底座2上，其特征在于:所述焊接块定位座23为气缸式定位座，其活塞杆的端部连接有中心销23-1;所述横断面板固定工装包括至少两个压紧夹钳3、至少两个横板下端面第一支撑座20、至少两个横板下端面第二支撑座21和至少两个横板前端面粗限位座22，至少两个压紧夹钳3以底座2长边中线为轴对称固定在底座2上，至少两个横板下端面第一支撑座20各自对应位于一个压紧夹钳3前端的下面并固定在底座2上，每个横板下端面第一支撑座20的顶端设一个横板定位销20-1，至少两个横板下端面第二支撑座21各自对应位于一个压紧夹钳3中部外侧的下面并固定在底座2上，至少两个横板前端面粗限位座22以底座2长边中线为轴对称固定在底座2上。图11和图12中的右半部分各部件之间的连接均为螺栓连接，两个图中均简化去掉了螺栓，只保留了螺栓孔。
[0028]上述左侧内部加强板固定工装为左右对称结构，其包括至少两个压紧夹钳3、左板下端面第一支撑座4、左板下端面第二支撑座5、左板右侧顶紧座6、左板前端面粗限位座7、左板右端面粗限位座8、左板左端面精限位座9、左板侧限位座10和左板左侧顶紧座11，至少两个压紧夹钳3固定在底座2的左侧上，左板下端面第一支撑座4对应位于一个压紧夹钳3中部的下面并固定在底座2上，左板下端面第二支撑座5对应位于一个压紧夹钳3前部的下面并固定在左侧的横板下端面第二支撑座21上;左板右侧顶紧座6固定在底座2上的左侧上部位置，左板右侧顶紧座6的顶部设有两个左板定位销6-1-1;左板前端面粗限位座7、左板右端面粗限位座8和左板左端面精限位座9均固定在底座2上的左上角位置，左板侧限位座10固定在底座2上的左下角位置，左板左侧顶紧座11位于两个压紧夹钳3之间并固定在底座2上。
[0029]上述右侧内部加强板固定工装包括至少两个压紧夹钳3、右板下端面第一支撑座
12、右板下端面第二支撑座13、右板左侧顶紧座14、右板前端面粗限位座15、右板左端面粗限位座16、右板右端面精限位座17、右板侧限位座18和右板右侧顶紧座19，至少两个压紧夹钳3固定在底座2的右侧上，右板下端面第一支撑座12对应位于一个压紧夹钳3中部的下面并固定在底座2上，右板下端面第二支撑座13对应位于一个压紧夹钳3前部的下面并固定在右侧的横板下端面第二支撑座21上;右板左侧顶紧座14固定在底座2上的右侧上部位置，右板左侧顶紧座14的顶部设有两个右板定位销14-1-1;右板前端面粗限位座15、右板左端面粗限位座16和右板右端面精限位座17均固定在底座2上的右上角位置，右板侧限位座18固定在底座2上的右下角位置，右板右侧顶紧座19位于两个压紧夹钳3之间并固定在底座2上。图5、图6、图8和图9中右侧内部加强板固定工装中各部件之间的连接均为螺栓连接，四个图中均简化去掉了螺栓，只保留了螺栓孔。
[0030]上述右板左侧顶紧座14包括右支撑板14-1、右气缸14-2、右限位板14-3和右固定座14-4，右支撑板14-1固定在右固定座14-4的前端，右支撑板14-1两侧的端部固定有右板定位销14-1-1，右板定位销14-1-1的顶端可以是平面结构，也可以是圆锥面结构；右气缸14-2固定在右固定座14-4的中部，右限位板14-3固定在右气缸14-2的活塞杆端部。图10的各部件之间连接用的螺栓也未画出。
[0031 ]上述左板右侧顶紧座6的结构与右板左侧顶紧座14的结构相同。
[0032]上述压紧夹钳3包括夹钳梁3-1和夹钳体3-2，夹钳梁3-1转动连接在夹钳体3-2上部，夹钳体3-2的中部固定在底座2上，夹钳梁3-1的前端面为平面结构或弧面结构。图7中的各部件之间连接用的螺栓也未画出。
[0033]图13至图15中右半部分的各部件之间连接用的螺栓也未画出。结合图13至图15所示，具体应用本实用新型的内部加强板组成自动化焊接工艺用固定工装时，首先将底座2固定在焊接平台上，全部压紧夹钳3均保持张开状态，然后依据两个横板前端面粗限位座22和两个横板定位销20-1的限位，将横断面板1-1的两个横板定位孔1-1-1对应套在两个横板定位销20-1上，将横断面板1-1的下端面放置在两个横板下端面第一支撑座20、两个横板下端面第二支撑座21、地线装置29和横板传感器28上。然后，将焊接块1-4套在中心销23-1上，焊接块定位座23通过气缸活塞杆伸长将中心销23-1插入横断面板1-1内筋板的中心孔。然后，依据左板前端面粗限位座7、左板右端面粗限位座8和两个左板定位销6-1-1的粗限位，将左侧内部加强板1-2的两个左侧板定位孔1-2-1对应套在两个左板定位销6-1-1上，将左侧内部加强板1-2的下端面放置在左板下端面第一支撑座4、横断面板1-1内筋板的左端、左板下端面第二支撑座5、两个左支撑板6-1和左板传感器24上，再利用左限位板6-3、左板左端面精限位座9、左板侧限位座10和左板左侧顶紧座11进行精限位。然后，依据右板前端面粗限位座15、右板左端面粗限位座16和两个右板定位销14-1-1的粗限位，将右侧内部加强板1-3的两个右侧板定位孔1-3-1对应套在两个右板定位销14-1-1上，将右侧内部加强板1-3的下端面放置在右板下端面第一支撑座12、横断面板1-1内筋板的右端、右板下端面第二支撑座
13、两个右支撑板14-1和右板传感器25上，再利用右限位板14-3、右板右端面精限位座17、右板侧限位座18和右板右侧顶紧座19进行精限位。然后，将左起弧板26和右起弧板27对准焊缝的位置固定在底座2上，然后启动气缸电源，使对应横断面板1-1上方的压紧夹钳3的夹钳梁3-1压紧横断面板1-1的上端面，使焊接块1-4紧贴在横断面板1-1内筋板的中心位置，使对应左侧内部加强板1-2上方的压紧夹钳3的夹钳梁3-1压紧左侧内部加强板1-2的上端面，使对应右侧内部加强板1-3上方的压紧夹钳3的夹钳梁3-1压紧右侧内部加强板1-3的上端面，进而同步完成横断面板1-1、焊接块1-4、左侧内部加强板1-2、右侧内部加强板1-3的夹紧与固定;最后再启动焊接电源，利用焊接机械手实现全自动焊接工艺。
【主权项】
1.内部加强板组成自动化焊接工艺用固定工装，其包括底座(2)、左侧内部加强板固定工装、横断面板固定工装、焊接块定位座(23)和右侧内部加强板固定工装，左侧内部加强板固定工装、横断面板固定工装、焊接块定位座(23)和右侧内部加强板固定工装均固定在底座(2)上，其特征在于:所述焊接块定位座(23)为气缸式定位座，其活塞杆的端部连接有中心销(23-1);所述横断面板固定工装包括至少两个压紧夹钳(3)、至少两个横板下端面第一支撑座(20)、至少两个横板下端面第二支撑座(21)和至少两个横板前端面粗限位座(22)，至少两个压紧夹钳(3)以底座(2)长边中线为轴对称固定在底座(2)上，至少两个横板下端面第一支撑座(20)各自对应位于一个压紧夹钳(3)前端的下面并固定在底座(2)上，每个横板下端面第一支撑座(20)的顶端设一个横板定位销(20-1)，至少两个横板下端面第二支撑座(21)各自对应位于一个压紧夹钳(3)中部外侧的下面并固定在底座(2)上，至少两个横板前端面粗限位座(22)以底座(2)长边中线为轴对称固定在底座(2)上。2.如权利要求1所述的内部加强板组成自动化焊接工艺用固定工装，其特征在于:所述左侧内部加强板固定工装包括至少两个压紧夹钳(3)、左板下端面第一支撑座(4)、左板下端面第二支撑座(5)、左板右侧顶紧座(6)、左板前端面粗限位座(7)、左板右端面粗限位座(8)、左板左端面精限位座(9)、左板侧限位座(10)和左板左侧顶紧座(11)，至少两个压紧夹钳(3)固定在底座(2)的左侧上，左板下端面第一支撑座(4)对应位于一个压紧夹钳(3)中部的下面并固定在底座(2)上，左板下端面第二支撑座(5)对应位于一个压紧夹钳(3)前部的下面并固定在左侧的横板下端面第二支撑座(21)上;左板右侧顶紧座(6)固定在底座(2)上的左侧上部位置，左板右侧顶紧座(6)的顶部设有两个左板定位销(6-1-1);左板前端面粗限位座(7)、左板右端面粗限位座(8)和左板左端面精限位座(9)均固定在底座(2)上的左上角位置，左板侧限位座(10)固定在底座(2)上的左下角位置，左板左侧顶紧座(11)位于两个压紧夹钳(3)之间并固定在底座(2)上。3.如权利要求1所述的内部加强板组成自动化焊接工艺用固定工装，其特征在于:所述右侧内部加强板固定工装包括至少两个压紧夹钳(3)、右板下端面第一支撑座(12)、右板下端面第二支撑座(13)、右板左侧顶紧座(14)、右板前端面粗限位座(15)、右板左端面粗限位座(16)、右板右端面精限位座(17)、右板侧限位座(18)和右板右侧顶紧座(19)，至少两个压紧夹钳(3)固定在底座(2)的右侧上，右板下端面第一支撑座(12)对应位于一个压紧夹钳(3)中部的下面并固定在底座(2)上，右板下端面第二支撑座(13)对应位于一个压紧夹钳(3)前部的下面并固定在右侧的横板下端面第二支撑座(21)上;右板左侧顶紧座(14)固定在底座(2)上的右侧上部位置，右板左侧顶紧座(14)的顶部设有两个右板定位销(14-1-1);右板前端面粗限位座(15)、右板左端面粗限位座(16)和右板右端面精限位座(17)均固定在底座(2)上的右上角位置，右板侧限位座(18)固定在底座(2)上的右下角位置，右板右侧顶紧座(19)位于两个压紧夹钳(3)之间并固定在底座(2)上。4.如权利要求3所述的内部加强板组成自动化焊接工艺用固定工装，其特征在于:所述右板左侧顶紧座(14)包括右支撑板(14-1)、右气缸(14-2)、右限位板(14-3)和右固定座(14-4)，右支撑板(14-1)固定在右固定座(14-4)的前端，右支撑板(14-1)两侧的端部固定有右板定位销(14-1-1);右气缸(14-2)固定在右固定座(14-4)的中部，右限位板(14_3)固定在右气缸(14-2)的活塞杆端部。5.如权利要求1至3任一项所述的内部加强板组成自动化焊接工艺用固定工装，其特征在于:所述压紧夹钳(3)包括夹钳梁(3-1)和夹钳体(3-2)，夹钳梁(3-1)转动连接在夹钳体(3-2)上部，夹钳体(3-2)的中部固定在底座(2)上，夹钳梁(3-1)的前端面为平面结构或弧面结构。
【文档编号】B23K37/02GK205551883SQ201620334003
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月19日
【发明人】王峰
【申请人】长春市国凯模具设备修造有限责任公司